BCTT_tong quan ve thong tin di dong te bao.doc

B¸o c¸o thùc tËp Sinh viªn:§ç Trung Minh

Ch¬ng i : tæng quan vÒ th«ng tin

di ®éng tÕ bµo

1. Sù ph¸t triÓn cña c¸c dÞch vô tÕ bµo (Tæ ong- Cellular)

N¨m 1946, hÖ thèng ®iÖn tho¹i di ®éng th¬ng m¹i ®Çu tiªn ®· ®îc ®a

vµo ho¹t ®éng ë thµnh phè Saint Louis- Hoa Kú, sö dông b¨ng tÇn 150 MHz

víi kho¶ng c¸ch kªnh lµ 60 KHz vµ sè lîng kªnh bÞ h¹n chÕ chØ tíi 3. Tuy

nhiªn dÞch vô nµy võa chØ míi b¾t ®Çu th× nh÷ng nhîc ®iÓm cè h÷u cña nã ®·

béc lé. TÊt nhiªn nhîc ®iÓm chÝnh lµ do nh÷ng nguyªn nh©n vÒ can nhiÔu cïng

kªnh nªn ®ßi hái ph¶i ph©n c¸ch vÒ mÆt vËt lý qu¸ lín.

N¨m 1947, phßng thÝ nghiÖm ®iÖn tho¹i Bell b¾t ®Çu b¾t tay vµo kh¶o

s¸t mét kh¸i niÖm t¸i sö dông tÇn sè nhê sö dông c¸c tÕ bµo nhá (cell) víi c¸c

m¸y di ®éng c«ng suÊt thÊp. C¸c tÕ bµo nµy cã thÓ liªn kÕt víi nhau nhê sö

dông mét m¸y tÝnh, cho phÐp thuª bao cã thÓ di ®éng trong khi sè lîng thuª

bao cïng mét lóc gia t¨ng ®¸ng kÓ mµ hÖ thèng vÉn cã thÓ phôc vô ®îc. Tuy

nhiªn, thùc tÕ c¸c níc kh¸c ®· ®a m¹ng tÕ bµo ho¹t ®éng nh mét dÞch vô th¬ng

m¹i tríc c¶ Hoa Kú. Cô thÓ, dÞch vô m¹ng tÕ bµo th¬ng m¹i ®Çu tiªn ®îc b¾t

®Çu ë NhËt B¶n vµo n¨m 1979. Vµ rÊt nhanh sau ®ã nã ®îc ph¸t triÓn ë nhiÒu

kh¸c trªn thÕ giíi.

MÆc dï c¸c dÞch vô m¹ng tÕ bµo ph¸t triÓn rÊt m¹nh, nhng kh«ng hÒ cã

kh¶ n¨ng t¬ng hîp gi÷a c¸c dÞch vô trªn ph¹m vi toµn cÇu. HÖ thèng ë Hoa Kú

dùa trªn thiÕt kÕ ban ®Çu cña AT&T vµ Motorola, ®îc gäi lµ AMPS

(Advanced Mobile Phone Service- dÞch vô ®iÖn tho¹i di ®éng tiªn tiÕn). AMPS

®îc sö dông ë kho¶ng 70 níc kh¸c trªn thÕ giíi vµ nã lµ tiªu chuÈn ®îc sö

dông réng r·i nhÊt hiÖn nay. Ngoµi ra ph¶i kÓ ®Õn mét sè c¸c tiªu chuÈn th«ng

dông kh¸c lµ: NMT (Nordic Mobile Telephone- ®iÖn tho¹i di ®éng B¾c ¢u),

TACS (Total Access Communications Service- dÞch vô truyÒn th«ng hoµn toµn

truy nhËp) vµ hÖ thèng GSM (Global System for Mobile- hÖ thèng di ®éng

toµn cÇu). HÖ thèng NMT ban ®Çu ®· ®îc thiÕt kÕ cho c¸c m¹ng t¬ng ®èi nhá

gåm 20.000- 30.000 thuª bao vµ cung cÊp 180 kªnh, mçi kªnh sö dông d¶i

th«ng 25 hoÆc 30 KHz trong d¶i tÇn 450 MHz. Mét thÕ hÖ sau nµy cña NMT

cung cÊp dung lîng lín h¬n ë d¶i tÇn 900 MHz, nã cã kh¶ n¨ng cung cÊp

1.000 kªnh, mçi kªnh sö dông d¶i th«ng 25 KHz hoÆc 2.000 kªnh, mçi kªnh

cã d¶i th«ng12,5 KHz. Vµ hiÖn t¹i cã kho¶ng 30 níc ®· sö dông hÖ thèng

NMT. HÖ thèng TACS ®îc sö dông ë Ch©u ¢u, Anh Quèc vµ kho¶ng vµi chôc

níc kh¸c. Mét d¹ng chuyÓn ho¸ cña TACS ®îc sö dông ë NhËt B¶n gäi lµ

JTACS, cung cÊp 1.320 kªnh, mçi kªnh chiÕm d¶i th«ng 25 KHz. Cßn sù ra

®êi cña GSM cã thÓ nãi lµ do c¸c níc kh¸c nhau ë Ch©u ¢u sö dông c¸c tiªu

1

B¸o c¸o thùc tËp Sinh viªn:§ç Trung Minh

chuÈn m¹ng tÕ bµo kh¸c nhau, cho nªn cÇn cã mét tiªu chuÈn duy nhÊt ®Ó

cung cÊp kh¶ n¨ng chuyÓn vïng (C¸c tiªu chuÈn kh¸c nhau kh«ng chØ sö dông

c¸c giao thøc kh¸c nhau mµ cßn ho¹t ®éng ë c¸c tÇn sè kh¸c nhau, v× vËy

kh«ng thÓ cã tÝnh t¬ng thÝch tßn cÇu). Do vËy hÖ thèng GSM ®· ®îc ph¸t triÓn

nh mét dÞch vô sè ho¸ hoµn toµn cã thÓ dïng ®îc ë Ch©u ¢u vµ nhiÒu níc

kh¸c. GSM ®îc thiÕt kÕ ®Ó lµm viÖc ë b¨ng tÇn 900 MHz vµ qui ®Þnh t¸m khe

thêi gian cho mçi kªnh réng 200 KHz.

2. CÊu tróc c¬ b¶n cña m¹ng tÕ bµo

VÒ c¬ b¶n, hÖ thèng ®iÖn tho¹i di ®éng tÕ bµo gåm c¸c m¸y ®iÖn tho¹i

di ®éng trªn xe « t« hoÆc x¸ch tay (MS), tr¹m gèc (BS) vµ tæng ®µi di ®éng

(MSC- trung t©m chuyÓn m¹ch ®iÖn tho¹i di ®éng).

Trong ®ã, m¸y ®iÖn tho¹i di ®éng bao gåm c¸c bé thu/ph¸t RF, anten vµ

bé ®iÒu khiÓn . BS còng bao gåm c¸c bé thu/ph¸t RF ®Ó kÕt nèi gi÷a m¸y di

®éng víi trung t©m chuyÓn m¹ch cña hÖ thèng, anten, bé ®iÒu khiÓn, ®Çu cuèi

sè liÖu vµ nguån cung cÊp. Cßn MSC bao gåm bé phËn ®iÒu khiÓn, bé phËn

kÕt nèi cuéc gäi, c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi vµ cung cÊp chøc n¨ng thu thËp sè liÖu c￾íc ®èi víi c¸c cuéc gäi ®· hoµn thµnh.

C¸c thµnh phÇn chøc n¨ng cña m¹ng ®îc liªn kÕt víi nhau th«ng qua

c¸c ®êng kÕt nèi tho¹i vµ sè liªô. Mçi m¸y di ®éng sö dông mét cÆp kªnh

thu/ph¸t RF. V× c¸c kªnh lu lîng kh«ng cè ®Þnh ë mét kªnh RF nµo mµ thay

®æi thµnh c¸c tÇn sè RF kh¸c nhau phô thuéc vµo sù di chuyÓn cña m¸y di

®éng trong suèt qu¸ tr×nh cuéc gäi. Nªn cuéc gäi cã thÓ ®îc thiÕt lËp ë bÊt kú

mét kªnh nµo ®· ®îc x¸c ®Þnh trong vïng ®ã. Còng tõ nh÷ng quan ®iÓm vÒ hÖ

thèng ®iÖn tho¹i di ®éng mµ thÊy r»ng tÊt c¶ c¸c kªnh ®· ®îc x¸c ®Þnh ®Òu cã

thÓ bËn do ®îc kÕt nèi mét c¸ch ®ång thêi víi c¸c m¸y di ®éng. MSC xö lý

c¸c cuéc gäi ®i vµ ®Õn tõ mçi BS vµ cung cÊp chøc n¨ng ®iÒu khiÓn trung t©m

cho ho¹t ®éng cña tÊt c¶ c¸c BS mét c¸ch hiÖu qu¶ vµ ®Ó truy nhËp vµo tæng

®µi cña m¹ng ®iÖn tho¹i c«ng céng. Bé phËn ®iÒu khiÓn cña MSC cã thÓ nãi lµ

tr¸i tim cña hÖ thèng tÕ bµo v× nã sÏ ®iÒu khiÓn, s¾p ®Æt vµ qu¶n lý toµn bé hÖ

thèng. Tæng ®µi MSC kÕt nèi c¸c ®êng ®µm tho¹i ®Ó thiÕt lËp cuéc gäi gi÷a

c¸c m¸y thuª bao di ®éng víi nhau hoÆc c¸c thuª bao cè ®Þnh víi c¸c thuª bao

di ®éng vµ trao ®æi c¸c th«ng tin b¸o hiÖu ®a d¹ng qua ®êng sè liÖu gi÷a MSC

vµ BS. C¸c th«ng tin tho¹i vµ b¸o hiÖu gi÷a m¸y di ®éng vµ BS ®îc truyÒn ®i

qua kªnh RF, c¸c ®êng kÕt nèi tho¹i vµ sè liÖu cè ®Þnh ®îc sö dông ®Ó truyÒn

c¸c th«ng tin tho¹i vµ b¸o hiÖu gi÷a BS vµ MSC.

2

M¸y ph¸t

Bé ®iÒu khiÓn

hÖ thèng

Tæng ®µi

®Çu cuèi

(§Õn c¸c

m¸y thu)

(§Õn c¸c m¸y thu)

§­êng d©y

dµnh riªng

§­êng d©y

dµnh riªng

§­êng d©y

dµnh riªng

Quay sè gäi ®Õn

trùc tiÕp (DID)

Tíi

PSTN

B¸o c¸o thùc tËp Sinh viªn:§ç Trung Minh

Víi hÖ thèng nµy, do c¸c m¸y ph¸t thêng cã c«ng suÊt lín h¬n nhiÒu

(500 w) so víi c¸c m¸y di ®éng (25 W). Vµ ®¬ng nhiªn anten cña m¸y di ®éng

thêng ë møc thÊp h¬n nhiÒu so víi anten ph¸t. §Ó cù ly th«ng tin cña hÖ thèng

®îc nh nhau theo c¶ hai chiÒu, ngêi ta thêng dïng c¸c tr¹m ®Çu xa chøa c¸c

m¸y thu. C¸c tr¹m ®Çu xa nµy sÏ thu nhËn tÝn hiÖu ph¸t cña m¸y di ®éng vµ

göi chuyÓn tiÕp tÝn hiÖu ®ã trë l¹i bé ®iÒu khiÓn hÖ thèng ®Ó xö lý.

Trong khi ®ã, ®èi víi m¹ng tÕ bµo ngêi ta l¹i bè trÝ c¸c m¸y thu/ph¸t

trong v« sè c¸c tÕ bµo nhá trong ph¹m vi cña vïng bao phñ. C¸c m¸y thu/ph¸t

®îc ®iÒu khiÓn bëi mét bé xö lý trung t©m hoÆc mét tæng ®µi, sao cho thuª bao

cã thÓ di chuyÓn gi÷a c¸c cell mµ dÞch vô vÉn ®îc duy tr×. §iÒu nµy cho phÐp

t¸i sö dông l¹i tÇn sè vµ t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó m¹ng tÕ bµo cã tiÒm n¨ng dung lîng

lín h¬n nhiÒu so víi c¸c hÖ thèng th«ng tin di ®éng tríc ®©y.

3

MSC# 1 MSC# 2

Tíi PSTN hoÆc

c¸c m¹ng kh¸c Tíi PSTN hoÆc

c¸c m¹ng kh¸c

Cell A

Cell B

. . .

TuyÕn kÕt nèi