trạm di động ms trong cấu trúc của hệ thống gms

7 1K 7
trạm di động ms trong cấu trúc của hệ thống gms

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

Tiểu luận môn: Chuyên đề vô tuyến Chuyên đề: Trạm di động MS MỤC LỤC II. Trạm di động MS trong cấu trúc của hệ thống GMS 1 II.1. Các chức năng 2 II.2. Các bước xử lý tín hiệu khi thực hiện một cuộc đàm thoại 3 II.2.1. Phân tích theo chiều phát từ máy di động (MS) đến trạm gốc BTS: 3 II.2.2. Phân tích theo chiều thu từ trạm gốc BTS đến máy di động (MS): 4 II.3. Sơ đồ kết cấu của máy di động MS 5 I. II. Trạm di động MS trong cấu trúc của hệ thống GMS. Trạm di động là thiế t b ị duy nhấ t mà ngườ i sử dụng có thể thường xuyên Hướng dẫn: Thầy Nguyễn Viết Minh Nhóm 30 - Lớp H08VT2 1 Tiểu luận môn: Chuyên đề vô tuyến Chuyên đề: Trạm di động MS nhìn thấy của hệ thống. MS có thể là: máy cầm tay, máy xách tay hay máy đặ t trên ô tô… Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện vô tuyến, MS còn phả i cung cấp các giao diện vớ i ngườ i sử dụng (như micrô, loa, màn hiển th ị , bàn phím để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện vớ i mộ t số các thiế t b ị khác (như giao diện vớ i máy tính cá nhân, Fax…). Hiện nay, ngườ i ta đang cố gắng sản xuấ t các thiế t b ị đầu cuố i gọn nhẹ để đấu nố i vớ i trạm di động. II.1. Các chức năng. Trạm di động MS có ba chức năng chính : - Thiế t b ị đầu cuố i thực hiện các chức năng không liên quan đến mạng GSM. - Kế t cuố i trạm di động thực hiện các chức năng liên quan đến truyền dẫn ở giao diện vô tuyến. - Bộ thích ứng đầu cuố i làm việc như mộ t cửa nố i thông thiết b ị đầu cuố i vớ i kế t cuố i di động. Cần sử dụng bộ thích ứng đầu cuố i khi giao diện ngoài trạm di động tuân theo tiêu chuẩn ISDN để đấu nố i đầu cuố i , còn thiế t b ị đầu cuố i l ạ i có thể giao diện đầu cuố i – modem. Máy di động MS gồm hai phần: Module nhận dạng thuê bao SIM ( Subscriber Identity Module) và thiế t b ị di động ME (Mobile Equipment). Để đăng ký và quản lý thuê bao, mỗ i thuê bao phả i có mộ t bộ phận gọ i là SIM. SIM là mộ t module riêng được tiêu chuẩn hoá trong GSM. Tấ t cả các bộ phận thu, phát, báo hiệu t ạo thành thiế t b ị ME. ME không chứa các tham số liên quan đến khách hàng, mà t ấ t cả các thông tin này được l ưu trữ trong SIM. SIM thường được chế t ạo bằng mộ t v i mạch chuyên dụng gắn trên thẻ gọ i là S i mcard. S i mcard có thể rút ra hoặc cắm vào MS. S i m đảm nhiệm các chức năng sau: - Lưu giữ khoá nhận thực thuê bao Ki cùng vớ i số nhận dạng trạm di động quốc t ế IMSI nhằm thực hiện các thủ t ục nhận thực và mậ t 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 ngườ i sở hữu hợp pháp. PIN là mộ t số gồm t ừ 4 đến 8 chữ số, được nạp bở i nhà khai thác khi đăng ký l ần đầu. Hướng dẫn: Thầy Nguyễn Viết Minh Nhóm 30 - Lớp H08VT2 2 Tiểu luận môn: Chuyên đề vô tuyến Chuyên đề: Trạm di động MS II.2. Các bước xử lý tín hiệu khi thực hiện một cuộc đàm thoại. Đổi tần lên Trung tần Đ/C GMSK Mã hoá kênh Mã hoá nguồn D/A Duplex 270 kb/s 13 kb/s 128 kb/s Đổi tần xuống Trung tần G/D GMSK Giải mã kênh Giải mã nguồn D/A TDMA Timer Control MMI Đồng bộ Hệ thống điều khiển Giao diện người/ máy Hình 1: Sơ đồ khối đơn giản của máy di động cầm tay GSM. II.2.1. Phân tích theo chiều phát từ máy di động (MS) đến trạm gốc BTS: - Tín hiệu thoại trong dải tần từ 300 đến 3400Hz được số hóa qua bộ biến đổi A/D. Tín hiệu được mã hóa theo thuật toán FPE-LPT (kích thích xung đều - dự đoán trường kỳ). Bước mã hóa này gọi là “mã hóa nguồn”. Kết quả chuỗi xung đưa ra có tốc độ 13kbit/s. - Trong bước “mã hóa nguồn” theo thuật toán RPE-LPT thì cứ 20ms của âm thoại ta phải truyền được 260bit nên tốc độ của mỗi kênh là 260bit:20 x 10 -3 = 13kbit/s. - Tiếp theo bộ mã hóa kênh thực hiện bảo mật các dữ liệu, thêm các bit dưới và bit bảo vệ để lập thành các cụm (burst) còn gọi là khe thời gian. Tốc độ của cụm là 270,8kbit/s. Dãy xung đã được mã hóa trên đưa vào điều chế dao động trung gian (thường là 70 đến 400MHz). Tại đây thực hiện "điều chế di pha cực tiểu Gauss" GMSK (Gaussian Minimmum Shift Keying). Về bản chất MSK là điều tần mã nhị phân với 2 tần số phù hợp với tín hiệu được chọn trong mỗi khoảng nhịp của tần số đó có dịch pha 180 o . So với điều chế di pha 2PSK thì phổ của MPSK hẹp hơn. Tín hiệu trung tần IF đã được điều chế lại thực hiện việc trộn với dao động VCD để nâng tần số mang lên tới 890 đến 915MHz. Tín hiệu này được khuếch đại qua bộ ghép (duplexer) và đưa ra anten. Ta cũng cần biết thêm về kênh vô tuyến của hệ thống GSM. Theo quan điểm truyền dẫn, kênh vật lý là một khe thời gian tại một sóng mang vô tuyến được chỉ định. Theo quan điểm tin tức, kênh logic mang nội dung tin được đặt vào các kênh vật lý. Cách tổ chức kênh vật lý của GSM như sau: - Dải tần 890-915MHz dùng cho đường lên (từ MS đến BTS) - Dải tần 935-960MHx dùng cho đường xuống (từ BTS đến MS). Hướng dẫn: Thầy Nguyễn Viết Minh Nhóm 30 - Lớp H08VT2 3 Tiểu luận môn: Chuyên đề vô tuyến Chuyên đề: Trạm di động MS II.2.2. Phân tích theo chiều thu từ trạm gốc BTS đến máy di động (MS): Tín hiệu tần số 935-960MHz từ anten qua bộ lọc phân chia (duplexer), sau khi được khuếch đại thực hiện đổi tần lần thứ nhất. Tín hiệu thu cùng trộn với dao động nội 962-995MHz. Tại đầu ra của bộ đổi tần là tần số trung tần IF thứ nhất. Tín hiệu trung tần này được khuếch đại và qua bộ lọc và tiếp tục tiến hành đổi tần lần thứ hai. Tín hiệu trung tần 2 qua bộ lọc và hạn chế biên độ được tiến hành giải điều chế GMSK và khôi phục lại cụm tín hiệu 270kbit/s. Tiếp theo tín hiệu được giải mã kênh để khôi phục lại xung 13kbit/s của tín hiệu thoại. Sau khi qua bộ biến đổi digital-analog (D/A) tín hiệu thoại được khôi phục và đưa tới ống nghe. Về cơ bản, cấu trúc các khối chức năng trên lộ trình truyền tín hiệu thoại theo cấu trúc của máy phát và máy thu vô tuyến điện, nhưng cấu trúc của máy cầm tay GSM rất phức tạp và ở mức trình độ công nghệ cao như công nghệ chế tạo vi mạch khuếch đại siêu cao tần tạp âm nhỏ, công nghệ vi xử lý với tốc độ rất cao. Mặt khác việc xử lý tín hiệu phải đồng bộ một cách chính xác dưới sự điều khiển của trạm gốc BTS để 8 thuê bao cùng sử dụng 1 kênh cao tần. Trong các máy MS hiện nay các khối chức năng chính được đặt gọn trong các vi mạch có độ tích hợp cao VLSI, thích hợp với ghép kênh theo thời gian TDMA của GSM. Chẳng hạn như khối phát và khối thu có thể tích hợp trong một vi mạch RF, việc phát và thu trong một máy MS thực hiện trong các "khe thời gian" khác nhau nên giữa thu và phát không xuyên nhiễu lẫn nhau. Ta chỉ dùng một vi mạch để tổng hợp tạo ra tần số VCO cho thu và cho phát. Sự tổng hợp tần số diễn ra rất nhanh dưới sự điều khiển của trạm gốc BTS. Như trên, chúng ta quan tâm nhiều đến quá trình biến đổi của tín hiệu thoại trên kênh vật lý. Kênh logic cũng có liên quan chặt chẽ với kênh vật lý. Trong một cuộc gọi bên cạnh các tin tức về thoại, kênh vật lý cũng chuyển tải các dữ liệu điều khiển sự hoạt động của cả hệ thống. Chính kênh vật lý cũng phải chuyển tải một số kênh logic. Ta có thể chia ra 2 loại kênh. a- Kênh lưu lượng TCH, chuyển các thông tin của thuê bao (điện thoại hoặc số liệu). Kênh TCH có thể làm việc với tốc độ 22,8kbit/s gọi là toàn tốc độ hoặc với tốc độ 11,4 kbit/s gọi là nửa tốc độ. b- Kênh báo hiệu SCH, mang các thông tin báo hiệu cần thiết để hoạt động bình thường. Kênh báo hiệu lại có thể phân ra 3 loại: + Kênh điều khiển quảng bá BCCH + Kênh điều khiển chung CCCH + Kênh điều khiển dành riêng DCCH Kênh BCCH là kênh quảng bá các thông tin "hệ thống" liên quan tới cell mà thuê bao MS đang cư trú. Kênh này lại chia ra: Hướng dẫn: Thầy Nguyễn Viết Minh Nhóm 30 - Lớp H08VT2 4 Tiểu luận môn: Chuyên đề vô tuyến Chuyên đề: Trạm di động MS + FCCH, kênh hiệu chỉnh tần số, truyền cho máy MS để nó hiệu chỉnh đúng với tần số của BTS. + SCH, kênh đồng bộ khung cho MS. Kênh điều khiển chung CCCH là kênh thiết lập sự truyền thông giữa BTS và MS và nó gồm có: + RACH, kênh truy nhập ngẫu nhiên. Máy thuê bao MS truyền tới BTS kênh RACH để yêu cầu về di động. + Kênh tìm gọi PCH. Trạm BTS truyền xuống để gọi MS. + Kênh cho phép truy nhập AGCH, chỉ được dùng ở đường xuống để thực hiện một kênh lưu lượng TCH và kênh DCCH cho thuê bao. Kênh điều khiển dành riêng DCCH gồm có: + Kênh điều khiển dành riêng đứng một mình dùng để cập nhật và thiết lập cuộc gọi + Kênh điều khiển liên kết chậm SACCH, là một kênh hoạt động liên tục trong suốt cuộc liên lạc để truyền các số liệu đo lường và kiểm soát công suất. + Kênh điều khiển liên kết nhanh FACCH, nó liên kết với một kênh TCH và hoạt động bằng cách lấy lên một khung FACCH được dùng để chuyển giao cell. Sau khi tìm hiểu các kênh logic trên ta thấy: các kênh vô tuyến được chỉ định cho thuê bao khi xuất hiện có nhu cầu. Các kênh logic theo hướng trên có: + Các kênh truyền xuống gồm có BCCH, FCCH, SCH, PCH, ACCH. + Các kênh truyền lên có: RACH II.3. Sơ đồ kết cấu của máy di động MS. Hình 3: Sơ đồ kết cấu của máy di động MS. Hướng dẫn: Thầy Nguyễn Viết Minh Nhóm 30 - Lớp H08VT2 5 APC ALARM AGC AFC CHDECO D/A DSP INTERFACE A/D RAM Sim dislpay keyboard CPU TDMA TIME SYNC MONT OR SYSTEM CONTROL CHDECO ROM Tổng hợp tần số RF GM SK GM SK VCO IF Tiểu luận môn: Chuyên đề vô tuyến Chuyên đề: Trạm di động MS Trong sơ đồ kết cấu của máy di động MS thì các khối vi xử lý, điều khiển, giao diện người/máy cũng rất quan trọng. Sơ đồ khối (hình 3) cho ta một quan niệm đầy đủ hơn về máy MS hiện có trên thị trường. Máy MS thực hiện thu phát sóng phụ thuộc rất chặt chẽ vào sự điều khiển của trạm gốc BTS. Chức năng này được truyền trên kênh logic và các vi mạch logic thực hiện các lệnh. Bản thân máy có các bộ nhớ RAM, ROM hoặc EEPROM và bộ xử lý trung tâm CPU. Từ bộ giải điều chế kênh, bên cạnh bộ mã của tín hiệu thoại ta còn lấy ra các dữ liệu của kênh điều chỉnh tần số FCCH, kênh đồng bộ SCH, kênh điều chỉnh công suất phát PCH, kênh liên kết chậm. Các tín hiệu này được đưa vào mạch logic để giải mã và thực hiện các nhiệm vụ: - Khống chế công suất máy phát, - Đo cường độ tín hiệu thu - Điều chỉnh tần số dao động nội VCO - Hiển thị các số liệu. Theo chiều từ máy thuê bao MS, ta thấy trước khi thực hiện cuộc gọi, người sử dụng phải ấn các nút trên bàn phím để phát xung tín hiệu gọi DTMF, tín hiệu điều khiển liên kết SAC. Các tín hiệu logic này cùng ghép vào đường thoại đưa vào mạch điều chế DTMF. Hướng dẫn: Thầy Nguyễn Viết Minh Nhóm 30 - Lớp H08VT2 6 Tiểu luận môn: Chuyên đề vô tuyến Chuyên đề: Trạm di động MS TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin di động GSM, Trung tâm thông tin Bưu điện, Nhà xuất bản Bưu điện, 1999. Hướng dẫn: Thầy Nguyễn Viết Minh Nhóm 30 - Lớp H08VT2 7 . di động (MS) đến trạm gốc BTS: 3 II.2.2. Phân tích theo chiều thu từ trạm gốc BTS đến máy di động (MS) : 4 II.3. Sơ đồ kết cấu của máy di động MS 5 I. II. Trạm di động MS trong cấu trúc của hệ. Tiểu luận môn: Chuyên đề vô tuyến Chuyên đề: Trạm di động MS MỤC LỤC II. Trạm di động MS trong cấu trúc của hệ thống GMS 1 II.1. Các chức năng 2 II.2. Các bước xử lý tín hiệu khi. đồ kết cấu của máy di động MS. Hình 3: Sơ đồ kết cấu của máy di động MS. Hướng dẫn: Thầy Nguyễn Viết Minh Nhóm 30 - Lớp H08VT2 5 APC ALARM AGC AFC CHDECO D/A DSP INTERFACE A/D RAM Sim dislpay

Ngày đăng: 22/06/2014, 13:46

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • II. Trạm di động MS trong cấu trúc của hệ thống GMS.

    • II.1. Các chức năng.

    • II.2. Các bước xử lý tín hiệu khi thực hiện một cuộc đàm thoại.

      • II.2.1. Phân tích theo chiều phát từ máy di động (MS) đến trạm gốc BTS:

      • II.2.2. Phân tích theo chiều thu từ trạm gốc BTS đến máy di động (MS):

    • II.3. Sơ đồ kết cấu của máy di động MS.

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan