đồ án tổng quan hệ thống thông tin di động gsm

Đồ án TN: Tổng Quan Về Hệ Thống Viễn Thông GSM

TRƯỜNG …………………

KHOA………………………

----------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

MẠNG THÔNG TIN DI

ĐỘNG GSM

SVTH: Đinh Thị Hồng Phúc 1

Đồ án TN: Tổng Quan Về Hệ Thống Viễn Thông GSM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ

NỘI

--------------------------------------------

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

---------------------------------

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: ĐINH THỊ HỒNG PHÚC………….. Số hiệu sinh viên: 08CĐ – 01ĐT

Khoá: K53… Viện : Điện tử - Viễn thông Ngành: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG….........

1. Đầu đề đồ án:

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM…………………..

…………………………………………………………………………………………

2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

……………………………………..……………………………………………..…….

…………………………………………………………………………………………

3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

……………………………………………………………………………………………………………

…..….

……………………………………………………………………………………………………………

………………………..….………………………………………………………………………

4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):

……………………………………………………………………………………………………………

…………..….

……………………………………………………………………………………………………………

……………..……….………………………………………………………………….

5. Họ tên giảng viên hướng dẫn:PGS.TS HỒ ANH TÚY …………………………………...

6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: …………………………………………………….

7. Ngày hoàn thành đồ án: ……………………………………………………….

Ngày tháng năm

Chủ nhiệm Bộ môn Giảng viên hướng dẫn

SVTH: Đinh Thị Hồng Phúc 2

Đồ án TN: Tổng Quan Về Hệ Thống Viễn Thông GSM

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng năm

Cán bộ phản biện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

---------------------------------------------------

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: ĐINH THỊ HỒNG PHÚC ............................... Số hiệu sinh viên: 08CĐ – 01ĐT

Ngành: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG...................................................... Khoá: K53.................................

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS HỒ ANH TÚY.....................................................................................

Cán bộ phản biện: ............................................................................................................

1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp:

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................

2. Nhận xét của cán bộ phản biện:

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................

SVTH: Đinh Thị Hồng Phúc 3

Đồ án TN: Tổng Quan Về Hệ Thống Viễn Thông GSM

Ngày tháng năm

Cán bộ phản biện

( Ký, ghi rõ họ và tên )

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………...........................................3

MỤC LỤC……………………....................………………………………………….5

BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT………………………………………………....……...6

DANH SÁCH CÁC HÌNH…………………………………………………………..10

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG GSM..........................................11

1.1 Lịch sử phát triển mạng GSM……………………………………………….11

1.2 Mạng thông tin di động………………………………………………………12

1.3 Các đặc tính của mạng di động GSM………………………………………..13

1.4 Các dịc vụ tiêu chuẩn ở GSM………………………………………………..13

1.4.1 Dịch vụ thoại…………………………………………………………………13

1.4.2 Các dịch vụ số liệu…………………………………………………...............14

1.4.3 Dịch vụ bản tin nhắn………………………………………………………....14

1.5 Các chỉ tiêu kĩ thuật của GSM……………………………………………….14

1.5.1 Về khả năng phục vụ ………………………………………………..............15

1.5.2 Về chất lượng phục vụ và an toàn bảo mật ……………………………….....15

1.5.3 Về sử dụng tần số……………………………………………………………15

1.5.4 Về mạng……………………………………………………………………...15

CHƯƠNG II: CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN CỦA MẠNG GSM……………16

2.1 Cấu trúc địa lý của mạng…………………………………………………….16

2.1.1 Vùng phục vụ PLMN (Public Land Mobile Network)……………………....17

2.1.2 Vùng mạng …………………………………………………………………..17

2.1.3 Vùng phục vụ MSC (Mobile Service Controler)…………………….............17

2.1.4 Vùng định vị LA (Location Area)……………………………………...........18

2.1.5 Ô (Cell)………………………………………………………………………18

SVTH: Đinh Thị Hồng Phúc 4

Đồ án TN: Tổng Quan Về Hệ Thống Viễn Thông GSM

2.2 Cấu trúc mạng GSM…………………………………………………………19

2.3 Các thành phần chức năng trong hệ thống…………………………………...20

2.3.1 Hệ thống trạm gốc BSS ( Base Station Subsystem)…………………………20

2.3.2 Phân hệ chuyển mạch SS ( Switching Subsystem)…………………………..23

2.4 Trạm di động MS (Mobile Station)………………………………………….28

2.5 Phân hệ khai thác và hỗ trợ OSS (Operation and Support Subsystem)…….29

2.5.1 Khai thác……………………………………………………………..............30

2.5.2 Bảo dưỡng……………………………………………………………............30

2.5.3 Quản lý thuê bao……………………………………………………………..30

2.5.4 Quản lý thiết bị di động………………………………………………….…..31

CHƯƠNG 3: CHUYỂN GIAO HANDOVER TRONG MẠNG GSM…………...33

3.1 Các loại chuyển giao ………………………………………………………...34

3.1.1 Chuyển giao trong BTS………………………………………………….......34

3.1.2 Chuyển giao trong cùng BSC………………………………………………..35

3.1.3 Chuyển giao trong cùng MSC……………………………………………….35

3.1.4 Chuyển giao giữa các MSC………………………………………………….36

CHƯƠNG 4: GIAO TIẾP VÔ TUYẾN SỐ……………………………………….37

4.1 Giao diện vô tuyến……………………………………………………….......37

4.2 Suy hao đường truyền và phading…………………………………………...38

4.3 Phân tán thời gian………………………………………………………...….40

4.4 Các phương pháp phòng suy hao đường truyền do phading………………..41

4.5 Phương pháp chống phân tán thời gian……………………………………...44

4.6 Nguyên tắc khi chia kênh theo thời gian…..………………………………...45

4.6.1 Khái niệm về khe vô tuyến………………..…………………………………45

4.6.2 Kênh vật lý.………………………………..…………………………………45

4.6.3 Kênh logic.…………………………………..……………………………….47

4.7 Chia kênh logic theo khe thời gian…………………………………………..50

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ VÀ QUY HOẠCH HỆ THỐNG MẠNG GSM……..52

5.1 Hệ thống thông tin di động tế bào…………………………………………...52

5.1.1 Cấu trúc hệ thống thoại trước đây…………………………………………...52

5.1.2 Hệ thống thông tin di động tế bào………………...........................................53

5.2 Quy hoạch cell……………………………………………………………….54

5.2.1 Khái niệm tế bào……………………………………………………………..54

5.2.2 Kích thước Cell và phương thức phủ sóng…………………………………..54

5.2.3 Chia cell…………………………………………...........................................56

5.3 Quy hoạch tần số…………………………………………………….............62

5.3.1 Tái sử dụng lại tần số………………………………………………………...63

5.3.2 Các mẫu tái sử dụng lại tần số……………………………….........................64

SVTH: Đinh Thị Hồng Phúc 5

Đồ án TN: Tổng Quan Về Hệ Thống Viễn Thông GSM

5.3.3 Thay đổi quy hoạch tần số theo phân bố lưu lượng.........................................65

5.3.4 Thiết kế tần số theo phương pháp MPR……………………………………..67

5.3.5 Kiểu loại anten……………………………………………………………….76

5.3.6 Độ tăng ích anten…………………………………………………………….77

5.3.7 Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương………………………………....77

KẾT LUẬN…………………………………………………………………………..82

TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………….….83

CÁC TỪ VIẾT TẮT

SVTH: Đinh Thị Hồng Phúc 6

Đồ án TN: Tổng Quan Về Hệ Thống Viễn Thông GSM

ACCH Associated Control Chanel Kênh điều khiển liên kết

AGCH Access Grant Chanel Kênh cho phép truy nhập

AuC Authentication Center Trung tâm nhận thực

BCCH Broadcast Control Chanel Kênh điều khiển quảng bá

BCH Broadcast Chanel Kênh quảng bá

BER Bit Error Rate Tỉ lệ lỗi bit

Bm Full Rate TCH TCH toàn quốc

BSIC Base Station Indentity Code Mã nhận dạng trạm gốc

BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc

BSSA Base Station Application Part Phần ứng dụng trạm gốc

BS Base Station Trạm gốc

BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc

C/A Carrier to Adjeacent Tỉ số sóng mang/ nhiễu lân

cận

CCH Control Chanel Kênh điều khiển

CCCH Common Control Chanel Kênh điều khiển chung

CCITT International Telegraph and Telephone

Consultative Committee

Ủy ban tư vấn quốc tế về

điện thoại và điện báo

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập chia theo mã

Cell Cellulear Ô (tế bào)

CEPT Conference of European Post an

Telecommunication

Liên minh Châu Âu về Bưu

Chính Viễn Thông

CI Cell Identity Nhận dạng ô

C/I Carrier to Interference Tỉ số sóng mang/ nhiễu đồng

kênh

C/R Carrier to Reflection Tỉ số sóng mang/ sóng phản

xạ

CM Conection Management Quản lý kết nối

DCCH Deidicated Control Chanel Kênh điều khiển dành riêng

ETSI European Telecomunications Standards

Institue

Viện tiêu chuẩn VTCA

EIR Equipment Identification Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị

FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo

tần số

FCCH Frequency Correction Chanel Kênh hiệu chỉnh tần số

FACCH Fast Associated Control Chanel Kênh điều khiển lệnh liên kết

nhanh

GSMC Gateway MSC Tổng đài di động cổng

GSM Global System for Mobile

Communication

Trung tâm di động toàn cầu

GPRS Generation Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung

HLR Home Location Bộ đăng ký định vị thường

trú

HON Handover Number Số chuyển giao

SVTH: Đinh Thị Hồng Phúc 7

Đồ án TN: Tổng Quan Về Hệ Thống Viễn Thông GSM

ISON Intergrated Service Digital Network Mạng số đa dịch vụ

IMSI International Mobile Subcriber Identity Số nhận dạng thuê bao di

động quốc tế

IHOSR Incoming HO successful Rate Tỉ lệ thành công Handover

LA Location Area Vùng định vị

LAC Location Area Code Mã vùng định vị

LAI Location Area Identity Số nhận dạng vùng định vị

LAPD Link Access Procedures on Dchanel Các thủ tục truy nhập đường

truyền kênh D

LAPDm LAPDmodified LAPD được điều chỉnh

MCC Mobile Country Code Mã quốc gia của trạm di

động

MNC Mobile Network Code Mã mạng trung tâm di động

MPR Multiple Reuse Patterns Đa mẫu sử dụng lại

MSC Mobile Switching Service Center Tổng đài di động

MS Mobile Station Trạm di động

MSISDN Mobile Station ISDN Number Số ISDN của trạm di động

NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu

NSS Network Subsystem Phân hệ mạng

OMC Operation and Maintencince Center Trung tâm khai thác và bảo

dưỡng

OSS Operation and Support System Phân hệ khai thác và hỗ trợ

OSI Open System Interconnetion Liệt kê hệ thống mở

PCH Puging Chanel Kênh tìm gọi

PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công

cộng

PSPDN Packet Switch Public Data Network Mã số liệu công cộng chuyển

mạch gói

PSTN Public Swithched Telephone Network Mạng chuyển mạch điện

thoại công cộng

RACH Random Access Chanel Kênh truy cập ngẫu nhiên

RX Receiver Máy thu

SABM Set Asynchronous Balance Mode Đặt chế độ cân bằng không

đồng bộ

SACCH Slow Associated Control Chanel Kênh điều kiện dành riêng

đứng một mình

SCCP Signaling Connection Control Part Phần điều kiện kết nối báo

hiệu

SCH Synchoronous Chanel Kênh đồng bộ khung

SDCCH Stand Alone Dedicated Điều khiển kênh dành riêng

SIM Subscriber Identity Modul Modun nhận dạng thuê bao

SMS Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn

SS Switching Subsystem Phân hệ chuyển mạch

TCH Traffic Chanel Kênh lưu lượng

TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo

SVTH: Đinh Thị Hồng Phúc 8