Các phương pháp phòng ngừa suy hao đường truyền và fadinh

bao đăng ký ) HLR gửi thông báo xác nhận cập nhật cho MSC/VLR. Từ đây MSC /VLR sẽ coi rằng MS hoạt động và đánh dấu trường dữ liệu của MS bằng một cờ nhập mạng, cờ này liên quan đến IMSI. 4.3. Lưu động ( Roaming ) và cập vị trí Khi MS đang ở trạng thái bật máy, và chuyển động theo một phương liên tục, nó được khoá đến một tần số vô tuyến nhất định có CCCH và BCH ở khe thời gian TS0. Khi rời xa BTS nối với nó, cường độ tín hiệu thu được sẽ giảm dần. ở một điển gần biên giới lý thuyết giữa 2 ô, cường độ tín hiệu thu được giảm đến mức mà MS quyết định chuyển sang tần số mới này, MS lại tiếp tục nghe các thông báo tìm gọi và các thông tin hệ thống. Quyết định về việc thay đổi tần số vô tuyến của MS không cần thông báo cho mạng trừ khi tần số cũ và mới không thuộc cùng một vùng định vị LA. MS nhận biết điều này khi tìm hiểu số nhận dạng vùng định vị LAI trong thông tin hệ thống phát trên các kênh BCH. Khi đó MS sẽ thâm nhập vị trí. Có 2 trường hợp phải cập nhật vị trí là : Di chuyển giữa các vùng định vị khác nhau của cùng 1 MSC/VLR. Vùng định vị của MS được ghi ở VLR. Vì MS không chuyển đến vùng phục vụ MSC/VLR mới nên quá trình cập nhật vị trí là : MS gửi thông báo yêu cầu cập nhật vị trí và giá trị LAI mới, MSC tiếp nhận thông báo cập nhật giá trị mới này trong cơ sở dữ liệu của VLR và gửi thông báo xác nhận cập nhật vị trí. Roaming giữa 2 vùng phục vụ MSC/VLR. MS gửi thông báo yêu cầu cập nhật vị trí cho MSC/VLR mới cùng với số nhận dạng của nó MSC/VLR sẽ gửi các thông tin này đến HLR của mạng yêu cầu nhận thực. Sau khi HLR gửi thông báo xác nhận thuê bao là hợp lệ, đã đăng ký mạng trong mạng cho MSC/VLR hiện thời, đồng thời, đồng thời xoá giá trị vùng phục vụ MSC/VLR cũ thay bằng giá trị mới. VLR cũng ghi các số liệu của MS vào cơ sở dữ liệu của nó như là một thuê bao tạm thời và gửi thông báo xác nhận cập nhật vị trí cho MS. 4.4. Thủ tục rời mạng : Khi tắt nguồn máy hoặc ra khỏi vùng phủ, MS sẽ gửi thông báo cuối cùng chứa yêu cầu cho thủ tục rời mạng và các số nhận dạng của nó. Khi thu được thông báo này, MSC/VLR sẽ đánh dấu cờ rời mạng vào địa chỉ IMSI tương ứng trong VLR. Trường hợp này HLR không được thông báo, và cũng không có thông báo xác nhận cập nhập vị trí gửi tới MS. Khi có cuộc gọi tới MS này vì có cờ rời mạng nên thông báo tìm gọi sẽ không được phát ra, làm giảm tải trên các trung kế và kênh quảng bá. 4.5. Các trường hợp cuộc gọi : 4.5.1. Cuộc gọi được phát đi từ thuê bao di động . Giả sử có một thuê bao di động A muốn thiết lập cuộc gọi đến thuê bao B ( B là bất kỳ ). Khi đó thuê bao A bắt đầu nhấn phím tương ứng với sự nhấc máy của máy cố định, và gửi một yêu cầu thâm nhập đến mạng trên kênh RACH. MSC sẽ nhận thông báo này và yêu cầu BSC cấp cho MS một kênh SDCCH để cho các thủ tục nhận thực và đánh dấu trạng thái bận của thuê bao này tránh việc phát các thông báo tìm gọi khác. BSC gửi thông báo chấp nhận thâm nhập trên kênh AGCH cho MS, trong đó có các thông tin về SDCCH. Các số nhận dạng được MS gửi đến MSC/VLR trên kênh SDCCH cho các thủ tục nhận thực. Nếu thuê bao chủ gọi là hợp lệ, MSC/VLR sẽ chấp nhận yêu cầu thâm nhập, và MSC sẽ gửi tín hiệu mời quay số đến MS. Khi đó MS này sẽ gửi thông báo và số thuê bao bị gọi. Tuỳ theo thuê bao bị gọi là di động hay cố định, số của thuê bao này được phân tích để thiết lập cuộc nối đến mạng cố định hay quay trở lại mạng di động. Khi kênh nối đã sẵn sàng, thông báo thiết lập cuộc gọi từ MS được MSC công nhận và cấp cho MS một kênh TCH riêng. Tín hiệu thiết lập là có sự trả lời của thuê bao bị gọi. 4.5.2. Cuộc gọi tới thuê bao di động . Thuê A quay số của thuê bao B thuộc mạng GSM /PLMN. Số thuê bao B là số MSISDN. Tổng đài địa phương của thuê bao A sẽ nhận các số được quay, sau đó phân tích và định hướng tới tổng đài chuyển tiếp. Tổng đài chuyển tiếp phân tích các số đến và lựa chọn một hướng tới tổng đài cổng GMSC của GSM /PLMN. Số thuê bao B được phân tích ở GMSC. Việc sử dụng phương tiện hỏi dò, đó là phương tiện để thu được thông tin từ HLR về vị trí hiện tại của thuê bao di động. GMSC gửi MSISDN tới HLR và yêu cầu một số lưu động tạm thời MSRN. MSRN là một số tạm thời được GMSC sử dụng. Nó chứa đựng tất cả các thông tin cần thiết cần cho GMSC để định luồng yêu cầu cuộc goị tớí MSC/VLR đúng ở vùng dịch vụ mà MS này có mặt. HLR có các thông tin như số thuê bao, thông tin các dịch vụ phụ, thể loại thuê bao và thông tin định vị về tất cả các thuê bao nằm trong mạng GSM/PLMN. Nó cũng lưu trữ một bộ ba được sử dụng cho nhận thực. Những số này được tạo ra ở trung tâm nhận thực và được gửi tới MSC/VLR để kiểm tra việc sử dụng không được phép của mạng và số thuê bao. Quá trình nhận thực được khởi lập khi MS bắt đầu trả lời tìm gọi, một yêu cầu cập nhật vị trí, hay yêu cầu dịch vụ. HLR dịch số MSISDN thành số nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI. IMSI chỉ là định nghĩa 1 thuê bao tới GSM/PLMN. HLR gửi IMSI tới VLR ở vùng phục vụ hiện tại mà thuê bao B đang ở và yêu cầu một MSRN. VLR tìm số lưu động MSRN và tạm thời ( trong khoảng thời gian cuộc gọi ) nối tới cho IMSI của thuê bao B. VLR gửi MSRN tới HLR và HLR gửi tiếp số tới GMSC. Sử dụng MSRN cuộc gọi được định tuyến đến MSC phù hợp ở vùng phụ vụ mà thuê bao B đang có mặt. Từ đó MSRN được chuyển tới VLR . MSC ở vùng tạm trú có trách nhiệm khởi tạo cuộc gọi, điều khiển và tính cước. 4.6. Các trường hợp chuyển giao Khái niệm : Khi một trạm di động đang ở trạng thái bận và chuyển động xa dần BTS mà nó đang nối ở đường vô tuyến bằng các kênh TCH và SACCH, chất lượng đường vô tuyến sẽ giảm dần. Đến một lúc nào đó chất lượng sẽ đến mức không thể chấp nhận được và mạng sẽ đảm bảo việc chuyển sang kênh thông tin mới vô tuyến mới có chất lượng tốt hơn. Quá trình chuyển cuộc gọi đến một kênh vô tuyến khác gọi là chuyển giao (Handover). Mạng quyết định Handover nhờ các thông số đo cường độ trường và chất lượng truyền dẫn vô tuyến từ MS và BTS (các thông báo đo). Khi Handover, tốc độ số liệu điều khiển lớn mà kênh SDCCH không đáp ứng được, hệ thống phải sử dụng kênh FACCH để trao đổi thông tin điều khiển. Có thể sảy ra các khả năng chuyển giao sau: 4.6.1.Chuyển giao trong cùng một BSC : Trong trường hợp này BSC phải thiết lập đường nối đến BTS mới, ấn định một kênh TCH của BTS này để chuẩn bị thiết lập Handover, lệnh cho MS chuyển tần số sang kênh vô tuyến mới, đồng thời cũng chỉ ra khe thời gian của kênh TCH này. Handover hoàn toàn có thể được xử lý ở BSC mà MSC không cần biết. Sau khi chuyển giao, MS cần phải nhận được thông tin về các ô lân cận mới. Nếu việc chuyển giao dẫn đến việc thay đổi vùng định vị, thì MS sẽ thông báo cho MSC/VLR để cập nhật vị trí. 4.6.2. Chuyển giao giữa các BSC cùng một MSC/VLR. Mạng phải can thiệp nhiều hơn khi quyết định chuyển giao. BSC yêu cầu chuyển giao từ MSC/VLR, sau đó một đường nối từ MSC - BSC - BTS mới được thiết lập và một kênh TCH được dành cho chuyển giao trên giao tuyến vô tuyến. Sau đó MS được lệnh chuyển đến tần số mới với TCH mới. Sau khi Handover song, MS được thông báo về các ô lân cận. Yêu cầu cập nhật vị trí nếu có cũng được thực hiện từ MS. 4.6.3. Chuyển giao giữa hai vùng phục vụ MSC/VLR : Đây là trường hợp phức tạp nhất với nhiều tín hiệu được trao đổi trước khi chuyển giao. Xét hai MSC/VLR : MSC cũ ( tham gia vào cuộc gọi trước khi chuyển giao ) và MSC mới là tổng đài đích. Tổng đài phục vụ sẽ phải gửi yêu cầu chuyển giao đến tổng đài đích. Sau đó tổng đài đích sẽ đảm nhận việc nối ghép đến BTS mới. Sau khi thiết lập đường nối giữa hai tổng đài, tổng đài phục vụ sẽ gửi lệnh chuyển giao đến MS 4.7. Các thủ tục khi thiết lập cuộc gọi, kết cuối cuội gọi Mobile. Một cuội gọi tới thuê bao di động luôn được định tuyến tới GMSC, ở đó sẽ tiếp tục định tuyến đến MSC hiện thời của MS. Sau khi GMSC thăm dò trong HLR để tìm vùng định vị của MS, hỏi số Roaming của MS, nó sẽ gửi thông báo địa chỉ khởi đầu ( thủ tục TUP hay ISUP ) tới MSC hiện thời. Trong thông báo này có số MSRN và yêu cầu thiết lập cuộc gọi. Từ đây các thủ tục thông tin sau sẽ được bắt đầu. . Paging : MSC/VLR tìm số liệu về thuê bao trong cơ sở dữ liệu của nó và bắt đâu thủ tục thiết lập cuội gọi bằng cách gửi thông báo paging ( tìm gọi ) tới BSC chứa vùng định vị MS. Thông tin này bao gồm LAI, IMSI hoặc TMSI. . Paging Command : BSC gửi thông báo này tới tất cả các BTS trong vùng định vị được chỉ ra bởi LAI. Thông tin này bao gồm số IMSI hoặc TMSI, thông báo nhắn tin, nhận dạng máy phát, loại kênh và số Time Slot. . Paging Request : Thông báo này được gửi trên kênh PCH trên giao tiếp vô tuyến để tim gọi MS. Thông tin gồm IMSI hoặc TMSI. . Chanel Request : MS sau khi nhận được thông báo tìm gọi sẽ trả lời bằng cách gửi một cụm truy nhập ngắn trên kênh RACH. Khi thu thông báo này, BTS sẽ ghi nhận thời gian trễ truyền dẫn. . Chanel Activation : BSC chọn một kênh SDCCH còn rỗi và yêu cầu BTS kích hoạt kênh này. .Chanel Activation Acknowledge : BTS trả lời chấp nhận kích hoạt kênh. . Immediate Assigmment : Thông báo này được truyền thông suốt tới MS. Trên giao tiếp vô tuyến, nó được mang bởi kênh AGCH. Nội dung thông báo này gồm tần số vô tuyến, số khe thời gian, số kênh SDCCH mà MS có thể sử dụng cũng như thông báo chỉnh thời gian để MS có thể định thời trước các cụm của nó. . Paging Respouse : Thông báo này được sử dụng trên kênh SDCCH. Nội dung bao gồm IMSI hoặc TMSI và dấu hiệu lớp trạm di động. Thông báo này được goi là thông báo MS khởi đầu và được gửi tới MSC/VLR. Khi qua BSC sẽ được bổ sung thêm CGI. . Authentication Request : Là thông báo từ MSC, thông tin quan trọng nhất trong thủ tục nhận thực này là số ngẫu nhiên RAND. Khi nhận được số này, MS sẽ kết hợp với số Ki (Subcriber Authentication Key) của nó được lưu trên thẻ SIM để tính ra hai giá trị khác KC (Ciphering Key) và SRES (Signed Response). KC được dùng trong thuật toán mã hoá khối cho số liệu trên đường truyền vô tuyến. . Authentication Respouse : MS trả lời nhận thực bằng SRES. . Ciphering Mode Complete : MS sử dụng KC đã tính toán được và gửi thông báo hoàn thành chế độ mã khoá ( thông báo này cũng nhận được mã khoá trên kênh SDCCH ). .Setup : Sự khởi đầu cuội gọi được bắt đầu khi MSC gửi thông báo Setup tới MS, thông báo này chứa các thông tin yêu cầu dịch vụ : thoại, số liệu hay fax ... .Call Confirmed : Nếu MS có các dịch vụ mà MSC yêu cầu nó sẽ gửi thông báo chấp nhận cuội gọi tới MSC/VLR. .Assigment Request : MSC yêu cầu BSC thiết lập một kênh thoại tới MS. MSC dành riêng một kênh thoại trên đường PCM nối với BSC để gửi mã nhận dạng mạch CIC. .Chanel Activation : Nếu BSC tìm thấy một kênh TCH trên giao tiếp vô tuyến nó sẽ gửi thông báo tới BTS yêu cầu kích hoạt kênh. .Chanel Activation Acknowledge : BTS trả lời chấp nhận phân bố kênh. .Assigemt Command : BTS gửi thông báo tới MS trên kênh SDCCH yêu cầu MS chuyển đến kênh TCH đã ấn định. .Assigment Complete : MS chuyển đến kênh TCH do BSC ấn định, trước tiên nó sẽ gửi thông báo cho biết kênh này có dạng chuẩn và xác nhận sự ấn định kênh. Radio Frequency Chanel Release / Release Acknowledgement : Sự huỷ bỏ kênh vô tuyến mang kênh SDCCH khi bắt đầu cuội gọi và kênh này được đánh dẫu "rỗi" trong BSC. .Alert : MS gửi thông báo này tới MSC đồng thời với việc tạo tín hiệu chuông tại máy di động. .Connect : Khi thuê bao di động trả lời ( ấn phím nhấc máy ) thông báo. Ghép nối được gửi tới MSC/VLR. Lúc này cuộc gọi hoàn toàn được thiết lập trên kênh TCH. Chương 5 Giao tiếp vô tuyến 5.1. Khái niệm kênh .Kênh vật lý : Một khe thời gian của một khung TDMA ở một sóng mang gọi là một kênh vật lý. Ta có thể so sánh nó với một kênh ở hệ thống FDMA, trong đó từng người sử dụng được nối đến hệ thống thông qua một trong số các tần số. Như vậy có 8 kênh vật lý trên mỗi sóng mang ở GSM, kênh 0 - 7 ( TS0 – TS7 ). Thông tin được phát đi trong một TS gọi là một cụm (burst). Mạng GSM/PLMN được chia thành 24 sóng mang song công ở hai dải tần đường lên và đường xuống. ở nước ta hiện nay hệ thống GSM đang sử dụng băng tần : Đường lên 890,2 - 898,4 MHz và đường xuống 935,2 - 943,4 MHz với mỗi tần số sóng mang dải thông là 200 KHz. Trên mỗi sóng mang người ta sử dụng kỹ thuật ghép kênh theo thời gian : có 8 khe thời gian từ TS0 - TS7 trong một khung TDMA như vậy số kênh vật lý trong GSM là : 124 x 8 = 992 kênh .Kênh logic : Rất nhiều loại thông tin cần truyền giữa BTS và MS, chẳng hạn số liệu của người sử dụng và báo hiệu điều khiển. Ta nói về các kênh logic khác nhau dựa trên loại thông tin cần truyền, chẳng hạn như tiếng được truyền trên kênh logic " kênh lưu thông " Kênh này được ấn định một kênh vật lý nhất định trong thời gian truyền dẫn. 5.2. Các kênh logic . Kênh logic là sự phân loại thông tin truyền trên giao diện vô tuyến ( Tức là các thông tin trao đổi giữa BTS và MS ). Các kênh logic được ấn định ở những kênh vật lý nhất định và trong những khoảng thời gian nhất định của quá trình trao đổi thông tin. Có hai loại kênh logic : - Kênh lưu thông TCH (Traffic Chanel ) - Kênh điều khiển Kênh lưu thông : Là kênh mang tiếng và số liệu được mã hoá của người sử dụng. Đây là kênh ở cả 2 đường lên và xuống, truyền từ điểm đến điểm . Có hai loại kênh logic : Kênh toàn tốc FR ( Full Rate ) có tốc độ 22,8 Kb/s và kênh bán tốc HR ( Haft Rate ) có tốc độ 11,4 Kb/s . Các kênh điều khiển : Có 3 loại kênh điều khiển : Kênh quảng bá BCH : bao gồm các kênh sau : Kênh hiệu chỉnh tần số FCCH : mang thông tin của hệ thống để hiệu chỉnh tần số cho MS. Đây là kênh đường xuống, điểm - đa điểm. Kênh đồng bộ SCH : mang thông tin đồng bộ khung cho MS và mã nhận dạng trạm BTS ( BSIC ) , là kênh đường xuống , điểm - đa điểm . Kênh điều khiển quảng bá BCCH : mang các thông tin của hệ thống như số LAI , các thông số của ô ... là kênh đường xuống, điểm - đa điểm Kênh điều khiển chung CCCH : bao gồm các kênh sau : Kênh tìm gọi PCH : dùng để phát thông tin tìm gọi MS. Là kênh đường xuống điểm - đa điểm . Kênh thâm nhập ngẫu nhiên RACH : là kênh MS sử dụng để yêu cầu được cung cấp 1 kênh DCCH, trả lời thông báo tìm gọi , đồng thời để thực hiện các thủ tục khởi đầu khi đăng ký cuộc gọi (nhân thực khi chuyến số gọi ... ) Là kênh đường lên , điểm - điểm Kênh cho phép thâm nhập AGCH : là kênh BTS sử dụng thông báo cho MS để giành 1 kênh DCCH hay giành trực tiếp một kênh TCH để kết nối với MS . Là kênh đường xuống , điểm - điểm . Kênh điều khiển riêng DCCH Kênh điều khiển riêng đứng đơn lẻ SDCCH : dùng để báo hiệu hệ thống khi thiết lập cuộc gọi ( đăng ký nhận thực quay số ... ) Trước khi ấn định một TCH. Là kênh đường lên và xuống, điểm - điểm. Kênh điều khiển liên kết chậm SACCH : kênh này không đi một mình mà liên kết với một kênh SDCCH hoặc một kênh TCH. Đây là kênh số liệu liên tục mang các thông báo đo đạc từ MS về cường độ trường và chất lượng thu của ô hiện thời và các ô lân cận. Các thông báo này được chuyển về BSC để quyết định Handover, ở đường xuống nó mang thông tin để hiệu chỉnh công suất phát của MS và thông số định trước TA để đồng bộ thời gian. Kênh điều khiển liên kết nhanh FACCH : liên kết với một kênh TCH theo chế độ " lắp đầy ". Khi tốc độ thông tin cần trao đổi lớn hơn nhiều khả năng của SACCH, hệ thống sẽ "lắp đầy " một cụm 20 ms của TCH. Đây là trường hợp khi Handover. ở đường xuống nó mang thông tin để hiệu chỉnh công suất phát của MS và công suất định thời trước TA để đồng bộ thời gian. Kênh điều khiển liên kết nhanh FACCH : liên kết với một kênh TCH theo chế độ "lấy cắp. Khi tốc độ thông tin cần trao đổi lớn hơn nhiều khả năng của SACCH, hệ thống sẽ lấy cắp một cụm 20ms của TCH. Đây là trường hợp khi Handover rất nhiều thông tin cần được trao đổi với MS. 20ms tiếng hay số liệu bị "lấy cắp" sẽ được thay thế bằng chuỗi nội suy ở bộ giải mã. 5.3.Khái niệm cụm thông tin . Khuôn mẫu thông tin ở một khe thời gian đươc gọi là một cụm, nghĩa là trong các khoảng thời gian đồng đều (cứ 8 khe thời gian một lần ở kênh TDMA) ta gửi đi một cụm của một loại thông tin xát từ MS Có 5 loại cum khác nhau được sử dụng như sau : Cụm bình thường : Được sử dụng để mạng thông tin ở TCH và các kênh điều khiển, trừ RACH, SCH, và FCCH. TB 3 Các bit được mật mã 58 Chuỗi hướng dẫn 26 Các bit được mật mã 58 TB 3 GP 8.25 0.577 ms - 156.25 bit Hình 12 : Cụm bình thường Cụm hiệu chỉnh tần số : Được sử dụng để hiệu chỉnh tần số của trạm di động. Nó tương đương như sóng mang không bị điều chế. Các lặp .... của cụm này gọi là FCCH . TB 3 Các bit cố định 142 TB 3 Gp 8.25 0.577 ms - 156.25 bit Hình 13 : Cụm hiệu chỉnh tần số Cụm đồng bộ : Cụm này được sử dụng để đồng bộ thời gian của trạm di động. Nó chứa một chuỗi đồng bộ dài dễ dàng nhận biết và mạng thông tin của số khung TDMA cùng với mã nhận dạng trạm gốc. TB 3 Các bit được mật mã 39 Chuỗi đồng bộ 64 Các bit được mật mã 39 TB 3 GP 8.25 0.577 ms - 156.25 bit Hình 14 : Cụm đồng bộ Số khung TDMA : Một trong các tính năng của GSM là bảo vệ thông tin của người sử dụng chống bị nghe trộm. Điều này được thực hiện nhờ mật mã hoá thông tin trước khi phát. Thuật toán để tính toán khoá mật mã sử dụng số khung TDMA như một thống số vào, và vì thế mỗi khung phải có một số khung. Sơ đồ đánh số khung là một chu trình 3.5 giờ (2715648 khung TDMA). Ngoài ra khi biết số khung TDMA, MS sẽ biết loại kênh logic nào đang được truyền ở kênh điều khiển TS0. BSIC được MS sử dụng để kiểm tra nhận dạng BTS khi đo cường độ tín hiệu ( để tránh đo nhầm các ô đồng kênh ). Nó cũng được sử dụng để phát hiện sự thay đổi PLMN ( người khai thác ). Cụm thâm nhập : Cụm này được sử dụng để thâm nhập ngẫu nhiên và có khoảng bảo vệ để dành cho phát cụm từ trạm di động, vì trạm này ở lần thâm nhập đầu tiên không biết trước thời gian (hay sau khi chuyển đến BTS mới). Trạm di động có thể ở xa BTS, nghĩa là cụm đầu sẽ đến muộn vì không có định trước thời gian ở cụm đầu, cụm này phải ngắn hơn để tránh không chồng lấn cụm này với khe thời gian sau. TB 3 Chuỗi đồng bộ 41 Các bit được mật mã 36 TB 3 GP 8.25 Hình 15 : Cụm thâm nhập Cụm giả : Được phát từ BTS trong một số trường hợp. Cụm này không mang thông tin. Khuôn mẫu giống như cụm bình thường với các bit mật mã được thay bằng các bit hỗn hợp có một mẫu bit xác định . 5.4. Sắp xếp các kênh logic ở kênh vật lý. Để thực hiện trao đồi thông tin giữa MS và mạng rất nhiều kênh logic phải cần đến. Nếu mỗi kênh logic chiếm một kênh vật lý thì khả năng không thể chấp nhận được, hơn nữa lưu lượng bản tin cũng rất nhỏ, do đó cần thực hiện ghép kênh logic trên một kênh vật lý. Việc sắp xếp các kênh logic trên kênh vật lý được thực hiện theo cấu trúc đa khung. Một BTS có sóng mang song công ký hiệu C0, C1, ... Cn, mỗi sóng mang có 8 khe thời giàn (TS). TS0 ở C0 đường xuống được sử dụng chỉ để sắp xếp các kênh điều khiển. C0 còn gọi là sóng mang BCCH. Cấu trúc đa khung ở khe thời gian TS0 (đường xuống). 0 1 2 7 0 1 2 7 0 1 F S B B C C C F S Các khung TDMA B : BCCH I : IDLE C: CCCH Hình16 : Ghép các BCH và CCCH ở TS0 0 1 2 7 0 1 2 7 0 1 F S Các khung TDMA R : RACH F S F S R R R . . . . . . . . . . R R Hình 17 : Ghép RACH ở TS0 Toàn bộ có 51 TS, thời gian là 51 khung TDMA chuỗi được lặp lại. BTS phải luôn phát ở C0 , thậm chí không có tìm gọi cũng như thâm nhập, để cho phép các MS có thể đo cường độ tín hiệu từ BTS để quyết định BTS nào thích hợp với : Nơi ghép khởi đầu ( khi bật nguồn ) Chuyển giao khi cần, FCCH, SCH và BCCH luôn được phát. Nếu CCH không được phát thì mọi cụm giả được phát. Các TS1 – 7 cũng vậy, nếu chúng không được phát thì cụm giả được phát. ở đường lên TS0 ở C0 được sử dụng để thâm nhập. Các kênh logic ở TS0 đường xuống là BCCH, FCCH, DCH và AGCH. Kênh RACH là kênh logic ở TS0 đường lên. Khe TS1 của C0 được dùng để sắp xếp các kênh điều khiển riêng DCCH. Do tốc độ bit trong quá trình thiết lập cuộc gọi và đăng ký khá thấp, có thể dùng 8 kênh SDCCH ở 1 TS nên việc sử dụng TS hiệu suất hơn. Việc sắp xếp các kênh này theo chu kỳ 2 đa khung. Toàn bộ có 102 TS, độ dài thời gian là 102 khung TDMA. Phần 2 : Quy hoạch Cell cho hệ thống GSM 1. Sóng điện từ : Việc cấp phát phổ tần cho hệ thống GSM sơ cấp được thống nhất năm 1979. Qua vài thập kỷ, hệ thống GSM đã được phát triển thành hệ thống số sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số TDMA. Việc sử dụng công nghệ điều biến khoá dịch tối thiểu Gaux (GMSK ) đã cho tốc độ tổng cộng bằng 271 Kbps và dải thông rộng có thể lên tới 500 KHz - 600 KHz. Như vậy cần có biện pháp nào đó để giảm tốc độ bit cho từng kênh để giải thông tần chỉ bằng khoảng 200KHz. Điều này được thực hiện bằng mã hoá tiếng thường dùng bộ mã hoá lai ghép. Tốc độ bit khi đó chỉ bằng 13Kbps. Với ứng dụng của dải tần VHF (từ 30MHz - 300MHz ) và UHF (300M - 3000MHz) là dành cho thông tin di động, hệ thống GSM sơ cấp được chỉ định ở 2 băng tần có độ rộng bằng 25 MHz. Từ 890 - 915 MHz cho đường lên Từ 935 - 960 MHz cho đường xuống Như vậy giải thông của 1 kênh vật lý là 200 KHz, dải tần phòng vệ biên rộng 200 KHz thì GSM900 có 124 dải thông tần kênh vật lý tương ứng. P - GSM 890MHz 915MHz 935MHz 960MHz UPLINK DOWNLINK 45 MHz E - GSM 880NHz 915MHz 925MHz 960MHz UPLINK DOWNLINK 45 MHz DSC - 1800 1710MHz 1785MHz 1805MHz 1880MHz UPLINK DOWNLINK 95 MHz Hình 18 : Phổ tần số Ngoài ra để đáp ứng nhu cầu về dung lượng trong tương lai người ta còn mở rộng P - GSM thành E - GSM và hệ thống DCS 1800 để đáp ứng mạng PCN. 2. Nguyên tắc truyền sóng : Do đặc điểm sóng vô tuyến sử dụng cho thông tin di động là loại sóng VHF và UHF có tần số > 30 MHz và bước sóng rất ngắn nên sóng đất trở nên không đáng kể và bị hấp thụ rất nhanh. Sóng trời có su hướng thoát vào không gian bởi các đặc tính khác nhau của tầng điện ly. Những bức xạ ở góc thấp hơn là sóng không gian là phương thức truyền sóng chủ yếu ở tần số này. Truyền theo kiểu này còn được gọi là truyền sóng trong tầm nhìn thẳng. 2.1. Truyền sóng trong không gian tự do. Không gian tự do là môi trường không có vật cản hay cản trở nào trên đường truyền của tín hiệu vô tuyến. Khái niệm bức xạ đẳng hướng trong không gian tự do là cường độ năng lượng phát ra từ anten bằng nhau ở mọi hướng. Trên thực tế điều này không thể, nhưng ta sẽ sử dụng nó như một tham khảo trên lý thuyết. P = Pt / 4Pd2 Trong đó : P : Thông lượng công suất bức xạ [ W ] Pt : Công suất bức xạ đẳng hướng từ anten [ W ] d : Khoảng cách khảo sát tới anten [ m ] Công suất thu tại khoảng cách trên từ nguồn bức xạ đẳng hướng phụ thuộc vào vùng thu hiệu dụng ( Ae - góc mở hiệu dụng ) của anten thu. Ae = l2 /4P [ m2 ] l : là bước sóng sử dụng Công suất thu được là tích của thông lượng công suất và góc mở hiệu dụng: Pr = P . Ae [ W ] Thay Ae và P vào công thức ta có : Pr = ( Pt / 4Pd 2 ) . ( l2 / 4P ) [ W ] 2.2. Suy hao trong không gian tự do : Trên thực tế, Pr luôn nhỏ hơn Pt công suất phát từ anten đẳng hướng một chút và giá trị chênh lệch đó gọi là suy hao truyền sóng trong không gian tự do. Lfs = 20 . log ( 4Pd/l ) [ dB ] d : [ m ] l : [ m ] Chú ý : Lfs phụ thuộc nhiều vào tần số sử dụng, tần số càng cao thì suy hao càng lớn. Như vậy : Với một mức công suất cho trước, phạm vi sử dụng sẽ càng hẹp nếu tần số truyền dẫn càng cao. Để chính sác hơn và thuận tiện cho sử dụng, người ta sử dụng công thức sau : Lfs = 32,5 + 20.log d + 20.log f [ dB ] Với d = Km , f = MHz Công suất thu được ở máy thu anten đẳng hướng có thể được tách : Pr = Pt - Lfs Với Pt : Công suất bức xạ đẳng hướng. Pr : Công suất thu. Lfs : Suy hao truyền sóng trong không gian tự do. Tuy nhiên, mô hình không gian tự do trên đây là một mô hình được đơn giản hoá nhưng lại là một xuất phát điểm quan trọng để thiết kế một mạng vô tuyến. Đối với nhiều trường hợp cụ thể mà mô hình này được xem xét kỹ hơn như : Truyền sóng trong môi trường có hai mặt nước, giữa hai cao điểm 2.3.Truyền sóng nhiều tia . Thực tế, sóng vô tuyến đến được máy thu không chỉ theo đường trực tiếp mà còn theo vô số các tia phản xạ từ mặt đất hay những vật thể khác ( cả hai nhân tố này có thể cố định hay chuyển động ). Như vậy tín hiệu đến được máy thu là tổng hợp của nhiều tia tới có biên độ và pha thay đổi. Do sự phản xạ bất kỳ nên khoảng cách các tia tới lan truyền rất đa dạng. Tín hiệu thu được có thể được tăng cường (có biên độ lớn lên ) hay bị suy giảm ( biên độ giảm đi, thậm chí bằng không ) hoặc một vài đoạn tín hiệu biến động đột ngột. Hiện tượng này gọi chung là fading. Trong đó những chỗ tín hiệu triệt tiêu nhau gọi lạ chỗ trũng fading. Khoảng thời gian giữa hai chỗ trũng fading phụ thuộc vào tốc độ chuyển động, địa hình môi trường và tần số phát. Đây là những nguyên nhân chính gây giảm sút đáng kể chất lượng thông tin. Có hai loại fadinh chính đáng quan tâm là : Fadinh Raykeigh và Fadinh chuẩn loga. Fadinh nhanh hay còn gọi là Fadinh thời gian ngắn : Đây là loại fadinh rất nhanh ( khoảng cách đỉnh - đỉnh = l / 2 ) Sảy ra khi anten mobile nhận tín hiệu là gồm nhiều tia phản xã. Nó thường diễn ra trong xuốt thời gian liên lạc. Do anten mobile thường thấp hơn các kiến trúc không gian xung quanh như cây cối, nhà cửa ... Đóng vai trò