Báo cáo Hệ thống thông tin di động GSM và các dịch vụ được cung cấp qua hệ thống thông tin di động

uyển mạng quốc tế (International Roaming). - Các thiết bị cầm tay phải gọn nhẹ và tốn ít năng lượng. Tóm lại đặc thù cơ bản của thông tin di động là phục vụ đa truy cập gắn liền với thiết kế mạng tế bào (do dải tần dịch vụ bị hạn chế). Các hệ quả tất yếu kéo theo hoặc liên quan tới vấn đề này là : Chuyển giao, chống nhiễu, quản lý di động, quản lý tài nguyên (sóng điện từ), bảo mật…. Những điều này khác rất nhiều với một mạng thông tin cố định và luôn là những đòi hỏi cao cho sự ra đời của các công nghệ mới. 1.3. CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG Một hệ thống GSM có thể được chia thành nhiều phân hệ sau đây: - Phân hệ chuyển mạch (SS: Switching Subsystem) - Phân hệ trạm gốc (BSS: Base Station Subsystem) - Phân hệ khai thác (OSS: Operation Subsystem) - Trạm di động (MS: Mobile Station) AUC MSC HLR VLR EIR IDN PSPDN PSTN PLMN CSPDN BSC BTS MS OSS BSS NSS ………. Truyền báo hiệu Truyền lưu lượng Hình 1.3 Cấu trúc mạng GSM Trong đó: NSS Hệ thống chuyển mạch AUC Trung tâm nhận thực VLR Bộ ghi định vị tạm trú HLR Bộ ghi định vị thường trú EIR Bộ ghi nhận dạng thiết bị MSC Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động BSS Hệ thống trạm gốc BTS Đài vô tuyến BSC Đài điều khiển trạm gốc MS Máy di động OSS Hệ thống khai thác và giám sát OMC Trung tâm khai thác và bảo dưỡng ISDN Mạng số liên kết đa dịch vụ PSTN Mạng điện thoại mặt đất công cộng CSPDN Mạng chuyển mạch số công cộng theo mạch PLMN Mạng di động mặt đất công cộng 1.3.1 Phân hệ chuyển mạch SS(NSS) Hệ thống con chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động của thuê bao. Chức năng chính của SS là quản lý thông tin giữa những người sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác. Hệ thống con chuyển mạch SS bao gồm các khối chức năng sau: - Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC: Mobile Services Switching Center). - Bộ ghi định vị tạm trú (VLR: Visitor Location Register) - Bộ ghi định vị thường trú (HLR: Home Location Register) - Trung tâm nhận thực (AUC: Authentication Center) - Bộ nhận dạng thiết bị (EIR: Equipment Identity Register) - Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng (GMSC: Gateway Mobile Services Switching Center) 1.3.1.1 Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng MSC Ở NSS, chức năng chuyển mạch chính được MSC thực hiện. Nhiệm vụ chính của MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những người sử dụng mạng GSM. Một mặt MSC giao tiếp với phân hệ BSS, mặt khác nó giao tiếp với mạng ngoài. MSC làm nhiệm vụ giao tiếp với mạng ngoài được gọi là MSC cổng. Việc giao tiếp với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho người sử dụng mạng GSM đòi hỏi cổng thích ứng (các chức năng tương tác IWF: Interworking Function). SS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng các khả năng truyền tải của các mạng này cho việc truyền tải số liệu của người sử dụng hoặc báo hiệu giữa các phần tử của mạng GSM. MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điều khiển trạm gốc . Để kết nối MSC với một số mạng khác, cần phải thích ứng các đặc điểm truyền dẫn của GSM với các mạng này. Các thích ứng này được gọi là các chức năng tương tác IWF (Interworking Function) bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyền dẫn. Nó cho phép kết nối với các mạng: PSPDN (Packet Switched Public Data Network: mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói), hay CSPDN (Circuit Switched Public Data Network: mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh), nó cũng tồn tại khi các mạng khác chỉ đơn thuần là PSTN hay ISDN. IWF có thể được thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng, ở trường hợp hai thì giao tiếp giữa MSC và IWF được để mở. Để thiết lập một cuộc gọi đến người sử dụng GSM, trước hết cuộc gọi phải được định tuyến đến một tổng đài cổng GMSC mà không cần biết đến hiện thời thuê bao đang ở đâu. Các tổng đài cổng có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trí của thuê bao và định tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểm hiện thời (MSC tạm trú). Để vậy trước hêt các tổng đài cổng phải dựa trên số thoại danh bạ của thuê bao để tìm đúng HLR cần thiết và hỏi HLR này. Tổng đài cổng có một giao diện với các mạng bên ngoài với mạng GSM. Về phương diện kinh tế, không phải bao giờ tổng đài cổng cũng đứng riêng mà thường được kết hợp với MSC. 1.3.1.2. Bộ ghi định vị thường trú HLR Là cơ sở dữ liệu quan trọng nhất của mạng GSM, lưu trữ các số liệu và địa chỉ nhận dạng cũng như các thông số nhận thực của thuê bao trong mạng. Các thông tin lưu trữ trong HLR gồm: nhận dạng thuê bao IMSI, MSISDN, VLR hiện thời, trạng thái thuê bao, khoá nhận thực và chức năng nhận thực, số lưu động trạm di động MSRN. HLR chứa những cơ sở dữ liệu bậc cao của tất cả các thuê bao trong GSM. Những dữ liệu này được truy nhập từ xa bởi các MSC và VLR của mạng. 1.3.1.3. Bộ ghi định vị tạm trú VLR VLR là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng GSM. Nó được nối với một hay nhiều MSC và có nhiệm vụ lưu giữ tạm thời số liệu thuê bao của các thuê bao hiện đang nằm trong vùng phục vụ của MSC tương ứng và đồng thời lưu giữ số liệu về vị trí của các thuê bao nói trên ở mức độ chính xác hơn HLR. Các chức năng VLR thường được liên kết với các chức năng MSC. 1.3.1.4. Trung tâm nhận thực AUC AUC quản lý các thông tin nhận thực và mật mã liên quan đến từng cá nhân thuê bao dựa trên một khoá nhận dạng bí mật Ki để đảm bảo toàn số liệu cho các thuê bao được phép. Khoá này cũng được lưu giữ vĩnh cửu và bí mật trong bộ nhớ ở MS. Bộ nhớ này có dang Simcard có thể rút ra và cắm lại được. AUC có thể được đặt trong HLR hoặc MSC hoặc độc lập với cả hai. Khi đăng ký thuê bao, khoá nhận thực Ki được ghi nhớ vào Simcard của thuê bao cùng với IMSI của nó. Đồng thời khoá nhận thực Ki cũng được lưu giữ ở trung tâm nhận thực AUC để tạo ra bộ ba thông số cần thiết cho quá trình nhận thực và mật mã hoá: - Số ngẫu nhiên RAND - Mật khẩu SRES được tạo ra từ Ki và số ngẫu nhiên RAND bằng thuật toán A3. - Khoá mật mã Kc được tạo ra từ Ki và số ngẫu nhiên RAND bằng thuật toán A8 1.3.1.5. Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR Quản lý thiết bị di động được thực hiện bởi bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR. EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đến phần thiết bị di động ME của trạm di động MS. EIR được nối với MSC thông qua đường báo hiệu để kiểm tra sự được phép của thiết bị bằng cách so sánh tham số nhận dạng thiết bị di động quốc tế IMEI (International Mobile Equipment Identity) của thuê bao gửi tới khi thiết lập thông tin với số IMEI lưu giữ trong EIR phòng trường hợp đây là những thiết bị đầu cuối bị đánh cắp, nếu so sánh không đúng thì thiết bị không thể truy nhập vào mạng được. 1.3.2. Phân hệ trạm gốc BSS BSS thực hiện nhiệm vụ giám sát các đường ghép nối vô tuyến, liên kết kênh vô tuyến với máy phát và quản lý cấu hình của các kênh này. Đó là: - Điều khiển sự thay đổi tần số vô tuyến của đường ghép nối (Frequency Hopping) và sự thay đổi công suất phát vô tuyến. - Thực hiện mã hoá kênh và tín hiệu thoại số, phối hợp tốc độ truyền thông tin. - Quản lý quá trình Handover. - Thực hiện bảo mật kênh vô tuyến. Phân hệ BSS gồm hai khối chức năng: bộ điều khiển trạm gốc (BSC: Base Station Controller) và các trạm thu phát gốc (BTS: Base Transceiver Station). Nếu khoảng cách giữa BSC và BTS nhỏ hơn 10m thì các kênh thông tin có thể được kết nối trực tiếp (chế độ Combine), ngược lại thì phải qua một giao diện A-bis (chế độ Remote). Một BSC có thể quản lý nhiều BTS theo cấu hình hỗn hợp của 2 loại trên. 1.3.2.1. Trạm thu phát gốc BTS Một BTS bao gồm các thiết bị phát thu, anten và xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện vô tuyến. Có thể coi BTS là các Modem vô tuyến phức tạp có thêm một số các chức năng khác. Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU (Transcoder and Rate Adapter Unit: khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ). TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá và giải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM được tiến hành, ở đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số liệu. TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng có thể đặt cách xa BTS và thậm chí trong nhiều trường hợp được đặt giữa BSC và MSC. BTS có các chức năng sau: - Quản lý lớp vật lý truyền dẫn vô tuyến - Quản lý giao thức cho liên kết số liệu giữa MS và BSC - Vận hành và bảo dưỡng trạm BTS - Cung cấp các thiết bị truyền dẫn và ghép kênh nối trên giao tiếp A-bis 1.3.2.2. Bộ điều khiển trạm gốc BSC BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến qua các lệnh điều khiển từ xa BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao (Handover). Một phía BSC được nối với BTS còn phía kia nối với MSC của SS. Trong thực tế, BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng tính toán đáng kể. Một BSC có thể quản lý vài chục BTS tuỳ theo lưu lượng các BTS này. Giao diện giữa BSC và MSC là giao diện A, còn giao diện giữa nó với BTS là giao diện A-bis. Nhân viên khai thác có thể từ trung tâm khai thác và bảo dưỡng OMC nạp phần mềm mới và dữ liệu xuống BSC, thực hiện một số chức năng khai thác và bảo dưỡng, hiển thị cấu hình của BSC. BSC có thể thu thập số liệu đo từ BTS và BIE (Base Station Interface Equipment: Thiết bị giao diện trạm gốc), lưu trữ chúng trong bộ nhớ và cung cấp chúng cho OMC theo yêu cầu. 1.3.2.3. Bộ chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ TRAU Trong GSM, tín hiệu thoại trên giao diện vô tuyến được mã hoá ở tốc độ 13Kbps sử dụng mã hoá tiền định tuyến LPC. Để thích ứng tốc độ này các tốc độ mạng hội thoại cố định PSTN cần có bộ chuyển đổi mã TRAU để chuyển đổi giữa 13Kbps PCM giữa MS và MSC. TRAU có thể được đặt tại BTS, BSC hoặc tại MSC. Để giảm thiểu chi phí truyền dẫn, thường TRAU đặt ở MSC. Khi đó cần thêm báo hiệu bổ xung vào tiếng thoại 13Kbps để truyền thông tin điều khiển từ bộ chuyển đổi mã từ xa đặt ở BTS đến TRAU. 1.3.3. Trạm di động MS Trạm di động là thiết bị duy nhất mà người sử dụng có thể thường xuyên nhìn thấy của hệ thống. MS có thể là: máy cầm tay, máy xách tay hay máy đặt trên ô tô. Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện vô tuyến MS còn phải cung cấp các giao diện với người sử dụng (như micrô, loa, màn hiển thị, bàn phím để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với môt số các thiết bị khác (như giao diện với máy tính cá nhân, Fax…). Hiện nay, người ta đang cố gắng sản xuất các thiết bị đầu cuối gọn nhẹ để đấu nối với trạm di động. Ba chức năng chính của MS: - Thiết bị đầu cuối thực hiện các chức năng không liên quan đến mạng GSM. - Kết cuối trạm di động thực hiện các chức năng liên quan đến truyền dẫn ở giao diện vô tuyến. - Bộ thích ứng đầu cuối làm việc như một cửa nối thông thiêt bị đầu cuối với kết cuối di động. Cần sử dụng bộ thích ứng đầu cuối khi giao diện ngoài trạm di động tuân theo tiêu chuẩn ISDN để đấu nối đầu cuối, còn thiết bị đầu cuối lại có thể giao diện đầu cuối – modem. Máy di động MS gồm hai phần: Module nhận dạng thuê bao SIM ( Subscriber Identity Module) và thiết bị di động ME (Mobile Equipment). Để đăng ký và quản lý thuê bao, mỗi thuê bao phải có một bộ phận gọi là SIM. SIM là một module riêng được tiêu chuẩn hoá trong GSM. Tất cả các bộ phận thu, phát, báo hiệu tạo thành thiết bị ME. ME không chứa các tham số liên quan đến khách hàng, mà tất cả các thông tin này được lưu trữ trong SIM. SIM thường được chế tạo bằng một vi mạch chuyên dụng gắn trên thẻ gọi là Simcard. Simcard có thể rút ra hoặc cắm vào MS. Sim đảm nhiệm các chức năng sau: - Lưu giữ khoá nhận thực thuê bao cùng với số nhận dạng trạm di động quốc tế IMSI nhằm thực hiện các thủ tục nhận thực và mật mã hoá thông tin. - Khai thác và quản lý số nhận dạng cá nhân PIN(Personal Identity Number) để bảo vệ quyền sử dụng của người sở hữu hợp pháp. PIN là một số gồm từ 4 đến 8 chữ số, được nạp bởi nhà khai thác khi đăng ký lần đầu. 1.3.4. Phân hệ khai thác OSS Phân hệ khai thác OSS thực hiện ba chức năng chính sau: Khai thác và bảo dưỡng mạng: Khai thác là các hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của mạng như: tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao giữa hai ô…, nhờ vậy nhà khai thác có thể giám sát được toàn bộ chất lượng của dịch vụ mà họ cung cấp cho khách hàng và kịp thời xử lý các sự cố. Khai thác cũng bao gồm việc thay đổi cấu hình để giảm những vấn đề xuất hiện ở thời điểm hiện tại, để chuẩn bị lưu lượng cho tương lai, để tăng vùng phủ. Ở hệ thống viễn thông hiện đại, khai thác được thực hiện bằng máy tính và được tập trung ở một trạm. Bảo dưỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố hỏng hóc. Nó có một số quan hệ với khai thác. Bảo dưỡng cũng bao gồm cả các hoạt động tại hiện trường nhằm thay thế thiết bị có sự cố. Hệ thống khai thác và bảo dưỡng có thể được xây dựng trên nguyên lý TMN (Telecommunication Management Network: Mạng quản lý viễn thông). Lúc này, một mặt hệ thống khai thác và bảo dưỡng được nối đến các phần tử của mạng viễn thông ( các MSC, BSC, HLR và các phần tử mạng khác trừ BTS, vì thâm nhập đến BTS được thực hiện qua BSC). Mặt khác, hệ thống khai thác và bảo dưỡng lại được nối đến một máy tính chủ đóng vai trò giao tiếp người máy. Theo tiêu chuẩn GSM, hệ thống được gọi là OMC (Operation and Maintenance Center: Trung tâm khai thác và bảo dưỡng). Quản lý thuê bao: Bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao. Nhiệm vụ đầu tiên là nhập và xóa thuê bao khỏi mạng. Đăng ký thuê bao cũng có thể rất phức tạp, bao gồm nhiều dịch vụ và các tính năng bổ sung. Nhà khai thác phải có thể thâm nhập được tất cả các thông số nói trên. Một nhiệm vụ quan trọng khác của khai thác là tính cước các cuộc gọi. Cước phí phải được tính và gửi đến thuê bao. Quản lý thuê bao ở GSM chỉ liên quan đến HLR và một số thiết bị OSS riêng chẳng hạn mạng nối HLR với các thiết bị giao tiếp người máy ở các trung tâm giao dịch với thuê bao. Simcard cũng đóng vai trò như một bộ phận của hệ thống quản lý thuê bao. Quản lý thiết bị di động: Quản lý thiết bị di động được bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR thực hiện. EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đến trạm di động MS. EIR được nối đến MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra sự được phép của thiết bị. Một thiết bị không được phép sẽ bị cấm. Trong hệ thống GSM, EIR được coi là hệ thống con SS. 1.4 Cấu trúc địa lý mạng GSM Mọi mạng điện thoại đều cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọi vào đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi. Trong mạng di động cấu trúc này rất quan trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng. vùng mạng vùng phục vụ. vùng định vị. ô (cell). Vùng mạng Các đường truyền giữa mạng GSM/PLMN khác hay các mạng PLMN khác sẽ ở mức tổng đài trung kế quốc gia hay quốc tế. Trong một mạng GSM/PLMN tất cả các cuộc gọi kết cuối di động đều được định tuyến đến một tổng đài vô tuyến cổng (GSMC). GSMC làm việc như một tổng đài trung kế vào cho GSM/PLMN. Đây là nơi thực hiện chức năng hỏi định tuyến cuộc gọi cho các kết cuối di động Vùng phục vụ MSC Vùng phục vụ là bộ phận của mạng được một MSC quản lý. Để định tuyến một cuộc gọi đến thuê bao di động, đường truyền qua mạng sẽ nối đến MSC ở vùng phục vụ MSC nơi thuê bao đang ở. Vùng phục vụ là bộ phận của mạng được định nghĩa như một vùng mà ở đó có thể đạt đến một trạm di động nhờ việc trạm MS này được ghi lại ở một bộ phận ghi tạm trú. Một vùng mạng GSM/PLMN được chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC/VLR. Vùng định vị LA Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị. vùng định vị là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR mà ở đó một MS có thể chuyển động tự do mà không cần cập nhật thông tin về vị trí cho tổng đài MSC/VLR điều khiển vùng định vị này. Vùng định vị này là vùng mà ở đó một thông báo tìm gọi sẽ được phát quảng bá để tìm MS bị gọi. vùng định vị lcó thể có một số ô và phụ thuộc vào một hay vài BSC nhưng nó chỉ thuộc một MSC/VLR. Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng nhận dạng vùng định vị LAI (Location Area Identity). Vùng định vị được hệ thôngd sử dụng để tìm một thuê bao đang ở trạng thái hoạt động. Ô (cell) Vùng định vị được chia thành một số ô. Ô là một vùng bao phủ vô tuyến được mạng nhận dạng bằng nhận dạng ô toàn cầu (GGI – Cell Global Identity). (BSIC – Base Station Indentyti Core). Các vùng ở GSM có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Mối quan hệ giữa các vùng của GSM được thể hiện ở hình 1.4 Hình 1.4 Quan hệ giữa các vùng trong hệ thống GSM CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐA TRUY CẬP Công nghệ viễn thông phát triển đã kéo theo nhu cầu sử dụng các dịch vụ thông tin di động ngày càng tăng. Số người sử dụng thông tin di động và truyền thông không dây tăng vọt dẫn đến việc dùng chung, chia sẻ tài nguyên (các đường truyền vô tuyến vật lý) là một xu hướng tất yếu. Việc nhiều người cùng sử dụng chung một đường truyền vô tuyến được gọi là đa truy nhập. Có ba phương pháp đa truy nhập được sử dụng trong thông tin di động: đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA), đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) và theo đa truy cập phân chia mã (CDMA). Hình 2 : Các phương pháp đa truy nhập 2.1 Đa truy cập phân chia theo tần số FDMA (Frequency Division Multiple Access) Hình 2.1 Đa truy cập phân chia theo tần số - FDMA Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA (Fequency Division Multiple Access) là một phương pháp đa truy nhập lâu đời nhất và được thực thi rộng rãi nhất. Trong phương pháp này, băng tần của toàn bộ hệ thống bị chia thành nhiều phần nhỏ. Hệ thống gán cho mỗi người sử dụng một tần số khác nhau, mỗi kênh truyền là một tần số, có nghĩa là mỗi người sử dụng có một kênh truyền riêng. Hệ thống phân biệt tín hiệu của những người sử dụng khác bằng các kênh tần số khác nhau. Điều này làm cho hệ thống sử dụng phổ tần kém hiệu quả nhất, vì khi đang tiến hành cuộc gọi, không một người sử dụng nào khác có thể chia sẻ cùng một kênh tần số. Mỗi kênh trong hệ thống FDMA là một cặp tần số, tần số cao dành cho đường xuống, tần số thấp dành cho đường lên. Trong FDMA, không cần đến đồng bộ mạng ban đầu và việc hồi phục định thời bit hay đồng bộ khung rất dễ dàng và phần cứng đơn giản trong việc thực hiện điều chế. Những yếu điểm của FDMA là: cần có bộ lọc, bộ song công. Nhiễu cùng kênh là vấn có thể phát sinh do việc phân chia nhỏ phổ tần số và do đó cần có băng tần bảo vệ giữa các kênh để tối thiểu hoá nhiễu này. * Đặc điểm chính của hệ thống FDMA: -    Một kênh FDMA chỉ mang một kênh thoại tại một thời điểm. -    Khi kênh FDMA không được sử dụng, nó sẽ ở trong tình trạng rỗi, nhưng không một thuê bao nào khác có thể chia sẻ, sử dụng kênh tần số này. -    Cuộc gọi được thu phát liên tục sau khi ấn định kênh thoại. -    Băng thông của mỗi kênh hẹp (30KHz), do đó hệ thống FDMA là hệ thống băng hẹp. -    Mức độ phức tạp của FDMA thấp hơn các hệ thống khác. -    Do phân cách thuê bao bằng các tần số khác nhau, nên hệ thống cần rất ít thông tin cho mục đích đồng bộ. -    Dung lượng của hệ thống nhỏ. Tuy nhiên có thể tăng dung lượng bằng cách sử dụng băng tần hẹp hơn thông qua cải tiến các kỹ thuật điều chế. -    Sử dụng các bộ truyền song công do cả hai hướng thu và phát hoạt động cùng một lúc, dẫn đến tăng chi phí cho thiết bị. -    Ảnh hưởng của nhiễu đối với hệ thống rất cao. Vì vậy phải sử dụng nhiều bộ lọc tần số. 2.2  Đa truy cập theo phân chia thời gian TDMA (Time Division Multiple Access) Hình 2.2 Đa truy cập phân chia theo thời gian – TDMA Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian – TDMA (time division multiple access) cũng chia nhỏ băng tần của mình thành nhiều kênh tần số khác nhau. Nhưng thời gian sử dụng kênh tần số được chia thành nhiều khe thời gian nhỏ hơn (ví dụ 8 khe trong GSM). Vì vậy, nhiều người có thể sử dụng chung một tần số. Khi đã sử dụng hết tất cả các khe thời gian trên một tần số thì người sử dụng tiếp theo sẽ được cấp phát một khe thời gian trên kênh tần số mới. Điều này làm tăng thêm hiệu quả sử dụng tần số của hệ thống so với hệ thống FDMA. Nhiều người sử dụng trên một kênh tần số được ấn định khe thời gian khác nhau. Mỗi người chỉ có thể thu phát tín hiệu trong khe thời gian của mình. Mỗi kênh tần số cùng với một khe thời gian tạo thành một kênh truyền bên trong hệ thống. Trong TDMA, vì mỗi người sử dụng không truyền liên tục mà chỉ truyền trên khe thời gian nên hệ thống phải sử dụng tín hiệu số và điều chế số. Có hai dạng song công bên trong TDMA: song công theo tần số (FDD) và song công theo thời gian (TDD). FDD sử dụng các kênh có tần số khác nhau cho truyền và nhận. Ngược lại, trong TDD, một nửa thời gian được dành cho thu và một nửa còn lại dành cho việc phát tín hiệu. Trong thông tin di động TDMA, trạm gốc phát tín hiệu TDM đến máy di động trong tế bào. Máy di động nhận một khe thời gian của mình trong số các tín hiệu TDM và gửi tín hiệu khối về trạm gốc một cách tuần tự. * Đặc điểm chính của hệ thống TDMA: - TDMA cho phép nhiều người sử dụng chung một tần số, bằng cách chia khoảng thời gian sử dụng tần số thành nhiều khe thời gian không chồng lấp nhau, và mỗi người sử dụng một khe thời gian. Số lượng khe tùy thuộc vào kỹ thuật điều chế, băng thông … -  Việc truyền tín hiệu trong TDMA diễn ra không liên tục mà thành từng cụm nhỏ. Vì vây, máy di động có thể giảm bớt năng lượng tiêu hao cho việc thu phát tín hiệu, dẫn đến thời gian sử dụng acquy tăng lên. -  Trong các khe thời gian rỗi, máy di động đo đạc mức công suất của các trạm phát khác. - TDMA cần nhiều thông tin cho quá trình đồng bộ ban đầu hơn FDMA do chế độ truyền không liên tục và chia khe thời gian. -  Có thể cấp phát băng tần theo yêu cầu thông qua việc ấn định nhiều kênh cho một người sử dụng để tăng tốc độ của dịch vụ. Vì vậy, tốc độ dịch vụ có thể được cải thiện. 2.3  Đa truy cập phân chia theo mã CDMA (Code Division Multiple Access) Hình 2.3 Đa truy cập phân chia theo mã – CDMA  Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã – CDMA (code division multiple access) không phân chia nhỏ phổ tần, cũng không chia thời gian thành các khe, mà tất cả những người sử dụng khác nhau đều được phép sử dụng toàn bộ băng tần trong cùng một thời gian.  Theo công nghệ CDMA thì mỗi MS sẽ được gán một mã riêng biệt và sử dụng kỹ thuật trải phổ tín hiệu để giúp cho các MS không gây nhiễu lẫn nhau trong điều kiện có thể cùng một lúc dùng chung dải tần số rộng hàng MHz. Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vô tuyến sử dụng có cường độ trường rất nhỏ và chống pha đinh hiệu quả hơn FDMA và TDMA. Việc các MS trong cell dùng chung tần số khiến cho các thiết bị truyền dẫn vô tuyến đơn giản, việc thay đổi kế hoạch tần số không còn là vấn đề, chuyển giao trở thành mềm,điều khiển dung lượng trong cell rất linh hoạt. CDMA đang có ưu việt hơn các hệ thống khác về bảo mật, chống thâm nhập phi pháp rất cao, dung lượng lớn... * Các đặc điểm chính của CDMA: -  Cho phép mỗi người dùng sử dụng toàn bộ băng tần của hệ thống trong cùng một thời gian. -  Mỗi người sử dụng sẽ có một mã khác nhau để phân biệt. Mã được sử dụng để mã hóa và điều chế. -  Sử dụng hiệu quả phổ tần hơn các hệ thống FDMA và TDMA. -  Hệ thống có tính bảo mật cao. -  Cho phép cấp phát tài nguyên mềm dẻo. Hỗ trợ nhiều loại dịch vụ có tốc độ khác nhau. - Dung lượng cao, chống nhiễu tốt - Yêu cầu cao về đồng bộ - Xử lý tín hiệu phức tạp * Hệ thống thông tin di động GSM sử dụng kết hợp hai phương pháp đa truy cập TDMA và FDMA để nâng cao dung lượng phục vụ cho số lượng thuê bao ngày càng tăng. CHƯƠNG III CÁC MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TRONG NƯỚC Hiện nay ở Việt Nam có 7 nhà khai thác mạng đó là: VMS Mobifone, GPC Vinaphone, Viettelmobile, S-Fone, EVN Telecom,Vietnammobile, beeline. Trong đó, các mạng VMS Mobifone, GPC Vinaphone, Viettelmobile,Vietnammobile, beeline sử dụng công nghệ GSM còn các mạng S-Fone, EVN Telecom sử dụng công nghệ CDMA. Các mạng Mobifone, Vinaphone, Viettel hiện nay đang được nâng cấp lên 3G. 3.1 VMS Mobifone VMS Mobifone : Công ty Thông tin di động (Vietnam Mobile Telecom Services Company - VMS) là doanh nghiệp Nhà nước hạng một trực thuộc tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt nam (VNPT). Được thành lập vào ngày 16 tháng 04 năm 1993, VMS đã trở thành doanh nghiệp đầu tiên khai thác dịch vụ thông tin di động GSM 900/1800 với thương hiệu Mobifone, đánh dấu cho sự khởi đầu của ngành thông tin di động Việt Nam. Hiện nay, Mobifone đã trở thành mạng điện thoại di động lớn nhất Việt Nam với gần 30 triệu thuê bao, hơn 3000 trạm phát sóng và 4.200 cửa hàng, đại lý cùng hệ thống 15.000 điểm bán lẻ trên toàn quốc. Mobifone hiện đang cung cấp trên 40 dịch vụ gia tăng và tiện ích các loại. Mobifone là: Hệ thống thông tin di động số GSM Hệ thống thông tin di động phủ sóng toàn quốc với chất lượng cao nhất, dịch vụ đa dạng nhất. Hệ thống thông tin di động cho phép các thuê bao sử dụng cùng một số thuê bao tại Việt Nam và nhiều nước trên thế giới. Hệ thống thông tin di động với dịch vụ chăm sóc khách hàng 24/24. Hệ thống thông tin di động phát triển nhanh với vốn đầu tư tốt Mọi lúc mọi nơi. 3.2 GPC Vinaphone GPC Vinaphone : Mạng điện t