Bài giảng Chương 3: Hệ thông thông tin di động toàn cầu gsm

Chương 3HỆ THÔNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TOÀN CẦU GSMNội dung3.1. Mở đầu3.2. Giao diện vô tuyến và truyền dẫn3.3. Báo hiệu trong GSM3.4. Dịch vụ gói vô tuyến đa mục đích GPRS2.1. Mở đầu2.1.1. Dịch vụ thoại2.1.2. Các dịch vụ phi thoạiYêu cầu của các thiết bị trong các dịch vụ phi thoại phải có các chức năng- Mã hóa nguồn, thực hiện việc biến đổi thông tin đa dạng đầu vào thành các mã nhị phân và ngược lại khi thực hiện việc nhận thông tin.- Trong một liên kết các đầu cuối phải có khả năng xử lý các yêu cầu trình bày thông tin (như tổ chức trang, phiên và ngôn ngữ, ).- Tái tạo thông tin để giao tiếp với người sử dụng.Từ những yêu cầu đó, để liên kết với mạng bên ngoài thông tin di động cần có- Chức năng thích ứng đầu cuối TAF (Terminal Adaptation Function) để thích ứng với thiết bị đầu cuối với phần truyền dẫn vô tuyến chung. - Chức năng tương tác mạng IWF (Network Interworking Function) để kết nối mạng GSM với các mạng khác. 2.1.3. Nguyên lý đa thâm nhập- Đa thâm nhập phân chia theo tần số FDMA (Frequency Division Multiple Access) sử dụng nguyên lý phân cấp tần số cho các thuê bao khác nhau để phân định cũng như xác thực thuê bao.- Đa thâm nhập phân chia theo thời gian TDMA (Time Division Multiple Access) sử dụng tài nguyên thời gian để cấp phát cho các thuê bao; lúc này các thuê bao có thể truy nhân hệ thống cùng một tần số nhưng tại những thời điểm khác nhau.- Đa thâm nhập phân chia theo mã CDMA (Code Division Multiple Access) là kỹ thuật sử dụng chuỗi số ngẫu nhiên để làm mã phân chia các thuê bao khi kết nối với hệ thống.- Đa thâm nhập trực giao – OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) là một kỹ thuật được phát triển dựa trên công nghệ OFDM; cho phép các thuê bao sử dụng một nhóm các sóng mang con trực giao tại một thời điểm nào đó và ở những thời điểm khác sẽ sử dụng các sóng mang con khác.2.2. Giao diện vô tuyến và truyền dẫnTruyền dẫn tiếngMã hóa tiếng nói trong GSMMã hóa âm trong GSMTừ BTS đến TRAUTrong đoạn này vẫn sử dụng tốc độ âm là 13kbps, tuy nhiên trong trường hợp TRAU ở xa (ở BSC, ) sẽ có thêm kênh báo hiệu sử dụng cho mục đích báo hiệu. Kênh báo hiệu được dùng để bổ sung thông tin điều khiển TRAU từ bộ điều khiển chuyển đổi mã từ xa RTH (Remote Transcoder Handler).Do đó kênh truyền lúc này sẽ có mỗi cụng là 260 + 60 = 320bit, tức luồng có tốc độ bit 16kbps.Nội dung của cụm tin trong đường truyền BTS - TRAUNội dungSố bit đường lênSố bit đường xuốngĐồng bộ khung3535Phân biệt dịch vụ55Đồng bộ thời gian66Chỉ thị khung xấu1Chế độ DTX1(pha 1 không có)Các thông tin khác3(SID+TAF)1(SP)Khối tiếng260260Dự trữ5 (6 ở pha 1)9Truyền dẫn từ TRAU đến MSC/IWFTrong đoạn này GSM sử dụng chuẩn hóa cổ điển của đường luồng tiếng của Chân Âu là đường truyền 8bit/8kHz=64kbps theo quy luật nén tâm thanh A (luật A). Tiêu chuẩn G.711.Vấn đề này được đề cập chi tiết hơn trong giao diện A (giữa BSC và MSC). Tuy nhiên vấn đề truyền tiếng sẽ hoàn toàn dựa vào tiêu chuẩn tiếng kinh điểnGiao diện vô tuyến (Air Interface)Các kênh trong giao diện AIRKênh thông tin trong giao diện không gian chia thành hai loại theo nội dung mang tin là : kênh lưu lượng TCH và kênh điều khiển CCHTrong kênh lưu lượng được sử dụng để tạo liên kết thông tin sử dụng (cấp cho truyền dẫn các dịch vụ thoại, số liệu, ); các kênh này truyền nhận song công (cả đường lên và đường xuống). Có hai loại kênh: kênh Bm với lưu lượng toàn tốc 13kbps và kênh Lm có tốc độ thấp hơn.Các kênh điều khiển báo hiệuCác kênh trong giao diện vô tuyến khá đa dạng và được phân thành nhiều báo hiệu khác nhau; hướng truyền phụ thuộc chức năng của báo hiệu, có thể hướng xuống khi có lệnh kết nối, hướng lên khi có yêu cầu kết nối và có cả các kênh báo hiệu hai chiều cho riêng mỗi trạm di động MS.Kênh điều khiển quảng bá BCCH (Broadcast Control Channel)Kênh điều khiển dùng chung CCCH (Common Control Channel)Kênh điều khiển dành riêng DCCH (Dedicated Control Channel)Thông tin quảng báNhận dạng vị trí – LAIMạng mà trạm di động đang kết nối.Đặc tính của các kênh trong ô quản lý trạm và các ô lân cậnTrong một ô, kênh quảng bá là một kênh điều khiển đặc biệt riêng cho mạng di động được dùng để phát tin điều khiển nhận biết của mạng thông qua BTS đến tất cả các trạm di động trong khu vực mà nó quản lý. Kênh quảng bá chỉ có hướng xuống (đơn công).Các kênh điều khiển chungKênh thâm nhập ngẫu nhiên – RACH (Random Access Channel), tại kênh này cho phép MS chưa có DCCH có thể yêu cầu phân phối kênh này.Kênh cho phép thâm nhập AGCH (Access Grant Channel) là kênh của hệ thống cấp phát một DCCH ban đầu cho trạm di động. Kênh này có hướng xuống.Kênh tìm gọi PCH (Paging Channel) được phát tại trạm gốc để tìm gọi đến thuê bao, kênh này chỉ có hướng xuống. Các kênh điều khiển dành riêngKênh điều khiển dành riêng đứng một mình – SDCCH (Stand alone Dedicated Control Channel).Kênh điều khiển dành riêng liên kết nhanh FACCH (Fast Associated Control Channel).Kênh điều khiển liên kết chậm SACCH (Slow Associated Control Channel).Các kênh điều khiển dành riêng là các kênh liên kết giữa MS và BTS dành riêng cho mỗi MS và các kênh này là kênh hai chiều (song công).Đặc tính của các kênh vô tuyếnGiao diện AbisGiao diện Abis sử dụng cho mặt phẳng liên kết giữa BTS và BSC, được quy định ở ba lớp thấp nhất của mô hình mạng hệ thống mở OSI 7 lớp.TRxBSCGiao diện AbisLớp vật lý – Lớp 1Tại lớp vật lý, đường truyền được chuẩn hóa ở tốc độ 2Mbps (luồng E1).Luồng 2Mbps được chia thành nhiều khe thời gian ứng với các tin 64kbps nếu TRAU đặt tại BTS, hoặt phân tiếp các luồng 64kbps thành các luồng con 16kbps. Các kênh báo hiệu có thể sử dụng luồng 64kbps hoặc 16kbps tùy thuộc yêu cầu dung lượng.Trong trường hợp nối mạng nối tiếp, luồng 2Mbps có thể sử dụng chung cho nhiều BTSCấu trúc khung của lớp 1 giao diện AbisLớp 2 – Lớp liên kết dữ liệuLớp 2 điều khiển các đường liên kết báo hiệu logic giữa BSC và các BTS của nó, mỗi TRx phải có một đường báo hiệu.Lớp 2 sử dụng giao thức LAPD (Link Access Protocol D Channel) tương tự như ở mạng ISDN. Nhưng giá trị tạo SAPI và việc gián TEI thay đổi.SAPI (Service Access Point Identifier) nhận dạng điểm thâm nhập dịch vụ, theo giao thức lớp mạng. Với SAPI=0 là quan trong nhất, các giá trị 0 và 16 không sử dụng ở GSM.TEI (Terminal Endpoint Identifier) nhận dạng điểm cuối của đầu cuối, sử dụng để nhận dạng TRx. Các giá trị 0-63 được dùng cho các địa chỉ cố định; các giá trị 64-126 sử dụng cho các TRx cần hơn một đường báo hiệu.