Ngày nay mạng GSM với những ưu điểm nổi bật như: dung lượng lớn,
chất lượng kết nối tốt, tính bảo mật cao , đã có một chỗ đứng vững chắc trên
thịtrường Viễn thông thếgiới. ỞViệt Nam, khi chúng ta bắt đầu có những máy
điện thoại di động sửdụng công nghệGSM 900 đầu tiên vào những năm 1993
đã đánh dấu một bước phát triển vượt bậc vềcông nghệViễn thông của đất
nước. Các thuê bao di động tại Việt Nam sửdụng dịch vụthoại truyền thống
với tốc độbit là 13Kbit/s và truyền sốliệu với tốc độ9,6 kbit/s.
Các nhà khai thác GSM trên thếgiới đang đứng trước một sốgiải pháp để
có được dịch vụsốliệu truyền tốc độcao qua mạng thông tin di động hiện có
của họvà đang nghiên cứu kếhoạch đểchuyển đổi lên công nghệ3G. Có hai
hướng đểlựa chọn : một là có thểnâng cấp mạng của họlên thẳng CDMA (Đa
truy nhạp phân chia theo mã) hay nâng cápp lên đểcó dịch vụGPRS (General
Packet Radio Service – Dịch vụvô tuyến gói tổng hợp), E – GPRS (Enhanced
GPRS – Dịch vụGPRS nâng cao) và sau đó thì sẽ đầu tư, nâng cấp đểloại dần
công nghệGSM tiến lên công nghệW-CDMA (Đa truy nhập phân kênh theo
mã băng rộng).
Đối với các nhà khai thác, không thểcó được việc nâng cấp thẳng lên công
nghệW-CDMA với các giải pháp đơn giản và chi phí chấp nhận được. Quá
trình nâng cấp là một quá trình phức tạp, yêu cầu các phần tửmạng mới và các
máy đầu cuối mới. Do vậy, vấn đềcần cân nhắc ở đây chính là các khía cạnh về
kinh tếvà kỹthuật cho việc nâng cấp, buộc các nhà khai thác phải suy tính.
Chính vì vậy, GPRS là sựlựa chọn của các nhà khai thác GSM nhưmột bước
chuẩn bịvềcơsởhạtầng kỹthuật, đểtiến lên công nghệthông tin di động thế
hệthứ3.
§å ¸n tèt nghiÖp: M¹ng di ®éng GSM vμc«ng nghÖ GPRS
Chu ót thËm – 05btt-07®t
Giải pháp GPRS cho hệthống GSM đã trởthành hiện thực năm 1999.
Giống nhưHSCSD, GPRS cung cấp các dịch vụsốliệu tốc độcao hơn cho
người sửdụng di động. Tuy nhiên dựa trên công nghệchuyển mạch gói, GPRS
phù hợp với bản chất bùng nổ đột ngột cao của hầu hết các ứng dụng sốliệu
hơn công nghệchuyển mạch kênh HSCSD, nó lý tưởng hơn cho các dịch vụ
truy nhập cơsởdữliệu và thư điện tử, thí dụnhững người sửdụng không muốn
trảcứoc phí cuộc gọi cao cho các bản tin ngắn. GPRS cũng cho phép người sử
dụng nhận các cuộc gọi sốliệu. Các tin nhắn cũng được phân phát trực tiếp đến
điện thoại của người sửdụng, them chí không cần kết nối từ đầu cuối đến đầu
cuối một cách liên tục. Khi bật máy điện thoại, người sửdụng nhận được một
thông báo là họ đang có một tin nhắn. Họcó thểchọn các thông báo tải vềngay
lập tức hay cất đi đểxem sau.
GPRS cũng cung cấp việc thiết lập cuộc gọi nhanh hơn HSCSD và kết nối
với mạng sửdụng giao thức IP hiệu quảhơn, bao gồm các mạng Intranet của
công ty và các mạng LAN, cũng nhưInternet. Thông qua việc kết hợp các khe
thời gian TDMA khác nhau, GPRS có thể điều khiển tất cảcác kiểu truyền dẫn
từcác mẫu tin ngắn tốc độthấp đến các tốc độcao hơn cần cho việc xem xét
các trang Wed. GPRS cung cấp tốc độsốliệu gói cao hơn 100 kbit/s. Tốc độtối
đa là 171,2 kbit/s qua 8 kênh 21,4 kbit/s (sửdụng mã hoá CS-4).
91 trang |
Chia sẻ: oanhnt | Lượt xem: 1397 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Mạng di động GSM và công nghệ GPRS, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Bé gi¸o dôc vμ ®μo t¹o
tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa Hμ Néi
khoa ®iÖn tö viÔn th«ng
====== ======
Đå ¸n tèt nghiÖp
®Ò tμi:
Tổng quan về hệ thống thông tin di động
Gi¸o viªn h−íng dÉn : §Æng Kh¸nh Hßa
Sinh viªn thùc hiÖn : Chu ót ThËm
Líp : 05BTT – 07§T
Hµ Néi – 08/2008
§å ¸n tèt nghiÖp: M¹ng di ®éng GSM vμ c«ng nghÖ GPRS
Chu ót thËm – 05btt-07®t
MỤC LỤC
Chương 1: Giới thiệu về mạng thông tin di động GSM .............................. ...1
1.1 Hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM............................................. ...1
1.2 Các chức năng của hệ thống GSM......................................................... ...4
1.3 Băng tần sử dụng trong hệ thống thông tin đi động GSM...................... ...5
1.4 Phương pháp truy nhập trong thông tin di động..................................... ...6
Chương 2: Cấu trúc hệ thống thông tin di động GSM................................ ...9
2.1. Cấu trúc hệ thống .................................................................................. ...9
2.2. Chức năng các phần tử trong mạng GSM...............................................10
Chương 3: Mạng báo hiệu và các khía cạnh mạng ..................................... .17
3.1. Các giao thức báo hiệu trong hệ thống GSM ........................................ .17
3.2. Các giao diện trong hệ thống GSM....................................................... .20
3.3. Các khía cạnh mạng .............................................................................. .20
Chương 4: Giao tiếp vô tuyến ....................................................................... .26
4.1. Khái niệm về các kênh vô tuyến ........................................................... .26
4.2. Sắp xếp các kênh logic ở các kênh vật lý.............................................. .29
Chương 5: Các dịch vụ trong GSM .............................................................. .31
5.1. Dịch vụ thoại......................................................................................... .31
5.2. Dịch vụ số liệu ...................................................................................... .31
5.3. Dịch vụ bản tin ngắn ............................................................................. .32
5.4. Các dịch vụ phụ .................................................................................... .32
Chương 6: Một số thí dụ về cuộc gọi trong mạng GSM ............................. .34
6.1. Cuộc gọi ra từ MS................................................................................. .34
6.2. Cuộc gọi vào từ mạng cố định .............................................................. .35
Chương 7: Giới thiệu chung về công nghệ GPRS ....................................... .38
7.1. Tổng quan về công nghệ GPRS ............................................................ .38
7.2. Cấu trúc hệ thống GPRS ....................................................................... .39
Chương 8: Các giao diện và giao thức trong mạng GPRS ......................... .48
§å ¸n tèt nghiÖp: M¹ng di ®éng GSM vμ c«ng nghÖ GPRS
Chu ót thËm – 05btt-07®t
8.1. Mặt phẳng truyền dẫn ........................................................................... .48
8.2. Mặt phẳng báo hiệu............................................................................... .51
8.3. Giao diện vô tuyến UM......................................................................... .59
8.4. Mạng vô tuyến GPRS ........................................................................... .63
8.5. Quản lý tài nguyên vô tuyến ................................................................. .72
Chương 9: Triển khai GPRS trên mạng thông tin di động GSM
tại Việt Nam.................................................................................................... .76
9.1. Đánh giá hiện trạng và nhu cầu............................................................. .76
9.2. Dịch vụ.................................................................................................. .77
9.3. Số lượng thuê bao của mạng ................................................................. .77
9.4. Đánh giá nhu cầu .................................................................................. .77
9.5. Một số đề xuất triển khai dịch vụ GPRS............................................... .78
Bé Gi¸o dôc vμ §μo t¹o
Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi
Céng hßa x∙ héi chñ nghÜa ViÖt Nam
§éc lËp - Tù do - H¹nh phóc
nhiÖm vô
thiÕt kÕ tèt nghiÖp
Hä vµ tªn: Chu ót ThËm
Ngµnh häc: §iÖn Tö – ViÔn Th«ng
1. §Çu ®Ò thiÕt kÕ
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
2. C¸c sè liÖu ban ®Çu
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
3. Néi dung c¸c phÇn thuyÕt minh vµ tÝnh to¸n
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
4. C¸c b¶n vÏ ®å thÞ (ghi râ c¸c lo¹i b¶n vÏ, kÝch th−íc c¸c b¶n vÏ)
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
5. C¸n hé h−íng dÉn
PhÇn Hä vµ tªn c¸n bé
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
6. Ngµy giao nhiÖm vô thiÕt kÕ: .................................................................................................
7. Ngµy ph¶i hoµn thµnh: ...............................................................................................................
Ngµy... th¸ng ... n¨m 2008
Chñ nhiÖm khoa
(Ký tªn vµ ghi râ hä tªn)
Ngµy... th¸ng ... n¨m 2008
C¸n bé h−íng dÉn
(Ký tªn vµ ghi râ hä tªn)
Ngµy... th¸ng ... n¨m 2008
§¸nh gi¸ kÕt qu¶
§iÓm thiÕt kÕ:..........................
§iÓm b¶o vÖ:............................
§iÓm tæng hîp:.......................
Ngµy ... th¸ng ... n¨m 2008
Chñ tÞch héi ®ång
(Ký tªn vµ ghi râ hä tªn)
Ngµy... th¸ng ... n¨m 2008
Sinh viªn thùc hiÖn
(Ký tªn vµ ghi râ hä tªn)
Bé gi¸o dôc vμ ®μo t¹o
Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa hμ néi
B¶n nhËn xÐt thiÕt kÕ tèt nghiÖp
Hä vµ tªn: ......................................................................................................................................................
Nghµnh: .................................................................... Khãa: ....................................................................
C¸n bé h−íng dÉn:....................................................................................................................................
C¸n bé duyÖt thiÕt kÕ:.............................................................................................................................
1. Néi dung thiÕt kÕ tèt nghiÖp: .......................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
2. NhËn xÐt cña ng−êi duyÖt thiÕt kÕ: ..........................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
Ngµy..... Th¸ng ....... N¨m 2008
(ký vµ ghi râ hä tªn)
§å ¸n tèt nghiÖp: M¹ng di ®éng GSM vμ c«ng nghÖ GPRS
Chu ót thËm – 05btt-07®t
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay mạng GSM với những ưu điểm nổi bật như: dung lượng lớn,
chất lượng kết nối tốt, tính bảo mật cao … , đã có một chỗ đứng vững chắc trên
thị trường Viễn thông thế giới. Ở Việt Nam, khi chúng ta bắt đầu có những máy
điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM 900 đầu tiên vào những năm 1993
đã đánh dấu một bước phát triển vượt bậc về công nghệ Viễn thông của đất
nước. Các thuê bao di động tại Việt Nam sử dụng dịch vụ thoại truyền thống
với tốc độ bit là 13Kbit/s và truyền số liệu với tốc độ 9,6 kbit/s.
Các nhà khai thác GSM trên thế giới đang đứng trước một số giải pháp để
có được dịch vụ số liệu truyền tốc độ cao qua mạng thông tin di động hiện có
của họ và đang nghiên cứu kế hoạch để chuyển đổi lên công nghệ 3G. Có hai
hướng để lựa chọn : một là có thể nâng cấp mạng của họ lên thẳng CDMA (Đa
truy nhạp phân chia theo mã) hay nâng cápp lên để có dịch vụ GPRS (General
Packet Radio Service – Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp), E – GPRS (Enhanced
GPRS – Dịch vụ GPRS nâng cao) và sau đó thì sẽ đầu tư, nâng cấp để loại dần
công nghệ GSM tiến lên công nghệ W-CDMA (Đa truy nhập phân kênh theo
mã băng rộng).
Đối với các nhà khai thác, không thể có được việc nâng cấp thẳng lên công
nghệ W-CDMA với các giải pháp đơn giản và chi phí chấp nhận được. Quá
trình nâng cấp là một quá trình phức tạp, yêu cầu các phần tử mạng mới và các
máy đầu cuối mới. Do vậy, vấn đề cần cân nhắc ở đây chính là các khía cạnh về
kinh tế và kỹ thuật cho việc nâng cấp, buộc các nhà khai thác phải suy tính.
Chính vì vậy, GPRS là sự lựa chọn của các nhà khai thác GSM như một bước
chuẩn bị về cơ sở hạ tầng kỹ thuật, để tiến lên công nghệ thông tin di động thế
hệ thứ 3.
§å ¸n tèt nghiÖp: M¹ng di ®éng GSM vμ c«ng nghÖ GPRS
Chu ót thËm – 05btt-07®t
Giải pháp GPRS cho hệ thống GSM đã trở thành hiện thực năm 1999.
Giống như HSCSD, GPRS cung cấp các dịch vụ số liệu tốc độ cao hơn cho
người sử dụng di động. Tuy nhiên dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, GPRS
phù hợp với bản chất bùng nổ đột ngột cao của hầu hết các ứng dụng số liệu
hơn công nghệ chuyển mạch kênh HSCSD, nó lý tưởng hơn cho các dịch vụ
truy nhập cơ sở dữ liệu và thư điện tử, thí dụ những người sử dụng không muốn
trả cứoc phí cuộc gọi cao cho các bản tin ngắn. GPRS cũng cho phép người sử
dụng nhận các cuộc gọi số liệu. Các tin nhắn cũng được phân phát trực tiếp đến
điện thoại của người sử dụng, them chí không cần kết nối từ đầu cuối đến đầu
cuối một cách liên tục. Khi bật máy điện thoại, người sử dụng nhận được một
thông báo là họ đang có một tin nhắn. Họ có thể chọn các thông báo tải về ngay
lập tức hay cất đi để xem sau.
GPRS cũng cung cấp việc thiết lập cuộc gọi nhanh hơn HSCSD và kết nối
với mạng sử dụng giao thức IP hiệu quả hơn, bao gồm các mạng Intranet của
công ty và các mạng LAN, cũng như Internet. Thông qua việc kết hợp các khe
thời gian TDMA khác nhau, GPRS có thể điều khiển tất cả các kiểu truyền dẫn
từ các mẫu tin ngắn tốc độ thấp đến các tốc độ cao hơn cần cho việc xem xét
các trang Wed. GPRS cung cấp tốc độ số liệu gói cao hơn 100 kbit/s. Tốc độ tối
đa là 171,2 kbit/s qua 8 kênh 21,4 kbit/s (sử dụng mã hoá CS-4).
§å ¸n tèt nghiÖp: M¹ng di ®éng GSM vμ c«ng nghÖ GPRS
Chu ót thËm – 05btt-07®t ‐ 1 -
TỔNG QUAN HỆ THỐNG
THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
CHƯƠNG 1:
GIỚI THIỆU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
1.1. Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM)
GSM trước đây được biết như Groupe Spécial Mobile (nhóm di
động đặc biệt), là nhóm đã phát triển nó, được thiết kế từ sự bắt đầu như
một dịch vụ tế bào số quốc tế. Giao tiếp vô tuyến của GSM dựa trên
công nghệ TDMA. Ý định ban đầu là các thuê bao GSM có khả năng di
chuyển qua các biên giới quốc gia sẽ nhận được các dịch vụ di động và
các tính năng đi theo cùng với họ.
Kiểu GSM của Châu Âu hiện nay hoạt động ở tần số 900 MHz
cũng như tần số 1800 MHz. Ở Bắc Mỹ, GSM sử dụng cho dịch vụ PCS
1900 tại vùng đông bắc California và Nevada. Do PCS 1900 sử dụng tần
số 1900 MHz, nên các điện thoại không có khả năng kết nối hoạt động
với điện thoại GSM hoạt động trong các mạng ở tần số 900 MHz hay
1800 MHz. Tuy nhiên vấn đề này có thể khắc phục được với các máy
điện thoại đa băng hoạt động trong nhiều tần số.
Vào đầu năm 1980, thị trường hệ thống điện thoại tế bào tương tự
đã phát triển rất nhanh ở Châu Âu. Mỗi một nước đã phát triển một hệ
thống tế bào độc lập với các hệ thống của các nước khác. Sự phát triển
không được hợp tác của các hệ thống thông tin di động quốc gia có nghĩa
là sẽ không có khả năng cho thuê bao sử dụng cùng một máy di động
cầm tay khi di chuyển trong Châu Âu. Không chỉ các thiết bị di động bị
§å ¸n tèt nghiÖp: M¹ng di ®éng GSM vμ c«ng nghÖ GPRS
Chu ót thËm – 05btt-07®t ‐ 2 -
hạn chế khai thác tro