Mạng Thông Tin Di Động GSM..DOC

Mạng Thông Tin Di Động GSM

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU

TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM……… 3

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM………3

1.1 Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM)……… 3

1.3.Phương pháp truy nhập trong GSM………8

CHƯƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN SỬ DỤNG GSM……….10

2.1.Giao diện vô tuyến……….10

2.8.3.Sắp xếp các kênh logic ở các kênh vật lý……….24

CHƯƠNG 3: CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CÁC PHẦN TỬ CỦA PHÂN HỆ TRONG HỆ THỐNG BÁO HIỆU GSM……….26

3.2.6.Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR……… 30

3.2.7.Trung tâm chuyển mạch dịch vụ cổng GMSC……….30

3.3.Phân hệ trạm gốc BSS………30

3.3.1.Trạm thu phát gốc BTS………30

3.3.2.Bộ điều khiển trạm gốc BSC………31

3.4.Phân hệ khai thác và hỗ trợ OSS………31

3.4.1.Trung tâm quản lý mạng NMC………31

3.4.2.Trung tâm quản lý và khai thác OMC……… 31

3.5.Trạm di động MS……… 31

3.6.Báo hiệu trong mạng GSM……….…32

3.7.Báo hiệu kênh chung 7 số……… 33

3.8.Phần truyền bản tin……….34

TÀI LIỆU THAM KHẢO ……… 36

LỜI MỞ ĐẦU

Trong cuộc sống hằng ngày thông tin di động đóng vai trò quan trọng và không thể thiếu được Nó quyết định nhiều mặt hoạt động của xã hội giúp con người nắm bắt nhanh chóng các thông tin có giá trị văn hoá, kinh tế, khoa học kỹ thuật đa dạng phong phú.

Ngày nay với những nhu cầu cả về số lượng và chất lượng của khách hàng sử dụng các dịch vụ viễn thông ngày càng cao, đòi hỏi phải có những phương tiện thông tin hiện đại nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng “ mọi lúc,mọi nơi” mà họ cần Thông tin di động ngày càng trở thành một dịch vụ kinh doanh không thể thiếu được của tất cả các nhà viễn thông trên thế giới Đối với các khách hàng viễn thông, nhất là các doanh nghiệp thì thông tin di động trở thành một phương tiện liên lac quen thuộc và không thể thiếu được Dịch vụ thông tin di động không chỉ hạn chế cho các khách hàng giàu có nó đang trở thành dịch vụ phổ cập cho mọi đối tượng viễn thông.

Trong những năm gần đây lĩnh vực thông tin di động trong nước đã có những bước phát triển vượt bậc cả về cơ sở hạ tầng lẫn chất lượng phục vụ Với nhiều nhà cung cấp các dịch vụ mới đã tạo ra sự cạnh tranh để thu hút thị phần thuê bao giữa các nhà cung cấp dịch vụ Các nhà dịch vụ đưa ra các chính sách khuyến mãi, giảm giá thành đã thu hút được nhiều khách hàng sở dụng dịch vụ Càng với đó mức sống chung của toàn xã hội ngày càng cao đã khiến cho số lượng thuê bao tăng đột biến trong các năm gần đây.

Trên cơ sở những kiến thức tích luỹ trong thời gian học tập chuyên nghành Điện Tử-Viễn Thông tại Viện Đại học Mở Hà Nội và sau thời gian thực tập cùng với sự hướng dẫn của Thầy Nguyễn Vũ Sơn em đã tìm hiểu nghiên cứu và hoàn thành báo cáo tốt nghiệp với đề tài : Mạng Thông Tin Di Động GSM.

TỔNG QUAN HỆ THỐNGTHÔNG TIN DI ĐỘNG GSMCHƯƠNG 1:

GIỚI THIỆU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM

1.1 Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM)

GSM trước đây được biết như Groupe Spécial Mobile (nhóm di

động đặc biệt), là nhóm đã phát triển nó, được thiếtkếtừ sự bắt đầu như một dịch vụ tế bào số quốc tế Giao tiếp vô tuyến của GSM dựa trên công nghệ TDMA Ýđịnh ban đầu là các thuê bao GSM có khả năng di chuyển qua các biên giới quốc gia sẽ nhận được các dịch vụ di động và các tính năng đi theo cùng với họ.

Kiểu GSM của Châu Âu hiện nay hoạtđộngở tần số 900 MHz cũng như tần số 1800 MHz.Ở Bắc Mỹ, GSM sử dụng cho dịch vụ PCS 1900 tại vùng đông bắc California và Nevada Do PCS 1900 sử dụng tần số 1900 MHz, nên cácđiện thoại không có khả năng kết nối hoạt động với điện thoại GSM hoạt động trong các mạng ở tần số 900 MHz hay 1800 MHz Tuy nhiên vấn đề này có thể khắc phụcđược với các máy điện thoại đa băng hoạt động trong nhiều tầnsố

Vào đầu năm 1980, thị trường hệ thống điện thoại tế bào tương tự đã phát triển rất nhanh ở Châu Âu Mỗi một nước đã phát triển một hệ thống tế bào độc lập với các hệ thống của các nước khác Sự phát triển không được hợp tác của các hệ thống thông tin di động quốc gia có nghĩa là sẽ không có khả năng cho thuê bao sử dụng cùng một máy di động cầm tay khi di chuyển trong Châu Âu Không chỉ các thiết bị diđộng bị hạn chế khai thác trong biên giới quốc gia, mà còn có một thị trường rất hạn chế đối với mỗi kiểu thiết bị, vì thế tiết kiệm chi phí có thể không thực

hiện được Ngoài một thị trường trong nước đầy đủ với các mẫu chung, có thể không có một nhà chế tạo nào cạnh tranh được trên thị trường thế giới Hơn nữa, chính phủ các nước nhận thức rõ là các hệ thống thông tin không tương thích có thể cản trở tiến trình để đạt được một tầm nhìn chiến lược của họ về một Châu Âu với nền kinh tế thống nhất

Với những cân nhắc nêu trên, hội nghị điện thoại điện báo gồm 26 quốc gia Châu Âu (CEPT)đã thành lập một nhóm nghiên cứu gọi là Groupe Speciale Mobile vào năm 1982để nghiên cứu và phát triển một hệ thống thông tin liên Châu Âu.Đến năm 1986 tình hình trở nên khả quan hơn vì một số mạng tế bào tương tự hiện tại có thể sử dụng hết dung lượng vào năm 1990 CEPT khuyến nghị rằng hai khối tần số trong băng tần 900 MHz được dự trữ cho hệ thống mới Tiêu chuẩn GSM chỉ rõ các băng tần từ 890 đến 915MHz cho băng thu và từ 935đến 960 MHz cho băng phát với mỗi băngđược chia thành các kênh 200 KHz

Hệ thống thông tin di độngđược CEPT đưa ra đã đáp ứng được các tiêu chuẩn như sau:

- Cung cấp âm thoại chất lượng cao - Hỗ trợ chuyển vùng quốc tế.

- Hỗ trợ các thiết bị đầu cuối cầm tay.

- Hỗ trợ một loạt các dịch vụ và các thiết bị mới - Cung cấp hiệu quả phổ tần số.

- Cung cấp khả năng tương thích với ISDN - Cung cấp với chi phí dịch vụ và đầu cuối thấp

Vào năm 1989, việc phát triển cácđặc tính kỹ thuật của GSMđã được chuyển từ CEP T đến Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI) ETSI được thành lập vào năm 1988để thiết lập các tiêu chuẩn viễn thông cho Châu Âu và hợp tác với các tổ chức tiêu chuẩn khác, các lĩnh vực liên

các đặc tính kỹ thuật giaiđoạn 1 của GSM vào năm 1990 Dịch vụ thương mại đã bắt đầu vào giữa năm 1991.Đến năm 1993 đã có 36 mạng GSM tại 22 nước, và thêm 25 nước đã lựa chọn hoặc bắt đầu GSM Từ đó, GSM đã được chấp nhận ở Nam Phi, Úc, và rất nhiều nước vùng Trung Đông và ViễnĐông Tại Bắc Mỹ, GSM được dùng để thực hiện PCS.Đến cuối năm 1998đã có 323 mạng GSM ở 118 nước phục vụ cho 138 triệu thuê bao,đến nay đã có hơn 2 tỉ người dùng trên 212 quốc gia và vùng lãnh thổ Hệ thống GSMđược gọi là hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System for Mobilephone communications)

Mạng thông tin diđộng GSM là mạng thông tin di động số Cellular gồm nhiều ô (cell).Cell là đơn vị nhỏ nhất của mạng, có hình dạng (trên lý thuyết) là một tổ ong hình lục giác Trong mỗicell có một đài vô tuyến gốc BTS (Base Transceiver Station) liên lạc với tất cả các trạm di động MS (Mobile Station) có mặt trongcell Khi MS di chuyển ra ngoài vùng phủ sóng củacell, nó phải được chuyển giao sang làm việc với BTS củacell khác Đặc điểm của hệ thống thông tin di động Cellular là việc sử dụng lại tần số và diện tích của mỗi cell khá nhỏ Mỗicell sử dụng một nhóm tần số kênh vô tuyến Các chữ cái A, B, C, vừa là tên củacell, vừa biểu thị một nhóm xác định các tần số vô tuyến được sử dụng trong cell đó Nhóm tần số được sử dụng nhiều lần cho cáccell với khoảng cách đủ lớn, công suất phát đủ nhỏ để nhiễu lẫn nhau không đáng kể

Thông thường, một cuộc gọi diđộng không thể kết thúc trong một cell nên hệ thống thông tin di động cellular phải có khả năng điều khiển và chuyển giao (handover) cuộc gọi từ cell này sangcell lân cận mà cuộc gọi được chuyển giao không bị gián đoạn

1.2 Các chức năng của hệ thống GSM

Các đặc tính chủ yếu của hệ thống GSM như sau:

-Có thể phục vụ được một số lớn các dịch vụ và tiện ích cho thuê bao -Các dịch vụ trong GSM thông thường là dịch vụ chuyển mạch kênh Giao diện vô tuyến sau khi đã thực hiện sửa sai là 12 Kbps (hoặc 13 Kbps cho thoại) Tốc độ tối đa cho người sử dụng là 9,6 Kbps giữa MS và MSC Trong nền tảng đó, GSM có các nhóm dịch vụ sau:

1.2.1 Dịch vụ thoại:

Là dịch vụ quan trọng nhất của GSM Nó cho phép các cuộc gọi hai hướng diễn ra giữa người sử dụng GSM với thuê bao bất kỳ ở một mạng điện thoại nói chung nào

Dịch vụ cuộc gọi khẩn là một loại dịch vụ khác bắt nguồn từ dịch vụ thoại Nó cho phép người dùng có thể liên lạc với các dịch vụ khẩn cấp như cảnh sát hay cứu hoả mà có thể có hay không SIM Card trong máy di động.

Một dịch vụ khác nữa là VMS, cho phép các bản tin thoại có thể được lưu trữ rồi lấy ra ở thời điểm bất kỳ.

1.2.2 Dịch vụ số liệu:

GSM được thiết kế để đưa ra rất nhiều dịch vụ số liệu Các dịch vụ số liệu được phân biệt với nhau bởi người sử dụng phương tiện (người sử dụng điện thoại PSTN, ISDN hoặc các mạng đặc biệt ), bởi bản chất các luồng thông tin đầu cuối (dữ liệu thô, Fax, Videotex, Teletex ), bởi phương tiện truyền dẫn (gói hay mạch , đồng bộ hay không đồng bộ ) và bởi bản chất thiết bị đầu cuối

Các dịch vụ này chưa thực sự thích hợp với môi trường di động Một trong các vấn đề đó là do yêu cầu thiết bị đầu cuối khá cồng kềnh, chỉ phù hợp với mục đích bán cố định hoặc thiết bị đặt trên ô tô

1.2.3 Dịch vụ bản tin ngắn:

Dịch vụ bản tin ngắn khá phù hợp với môi trường di động Các bản tin ngắn độ dài vài octet có thể được tiếp nhận bằng thiết bị đầu cuối rất nhỏ.

Có hai loại dịch vụ bản tin ngắn:

- Dịch vụ bản tin ngắn truyền điểm - điểm (giữa hai thuê bao) Loại này cũng chia làm hai loại:

+ Dịch vụ bản tin ngắn kết cuối di động, điểm - điểm (SMS - MO/ PP): cho phép người sử dụng GSM nhận các bản tin ngắn.

+ Dịch vụ bản tin ngắn khởi đầu từ Mobile, điểm - điểm (SMS MI/ PP): cho phép người sử dụng GSM gửi bản tin đến người sử dụng GSM khác.

- Dịch vụ bản tin ngắn phát quảng bá: cho phép bản tin ngắn gửi đến máy di động trong một vùng địa lý nhất định.

1.2.4 Các dịch vụ phụ:

Các dịch vụ sửa đổi và làm phong phú thêm các dịch vụ cơ bản, chủ yếu cho phép người sử dụng lựa chọn cuộc gọi đến và đi sẽ được mạng xử lý như thế nào hoặc cung cấp cho người sử dụng các thông tin cho phép sử dụng dịch vụ hiệu quả hơn.

Các dịch vụ thường là:

- Chặn hướng cuộc gọi (CB) - Giữ cuộc gọi (CH).

- Chuyển cuộc gọi (CF).

- Hiển thị số máy chủ gọi (CLIP) - Cấm hiển thị số máy chủ gọi (CLIR) - Đợi cuộc gọi (CW).

- Tính cước cho thuê bao

- Hội nghị (MPTY) - Nhóm thuê (CUG)

- Cho phép thuê bao chuyển vùng - Cho phép thuê bao chuyển mạng

1.3 Phương pháp truy nhập trong GSM

Ở giao diện vô tuyến, MS và BTS liên lạc với nhau bằng sóng vôtuyến Để tài nguyên tần số có hạn có thể phục vụ càng nhiều thuê baodi động, ngoài việc sử dụng lại tần số, số kênh vô tuyến được dùng theokiểu trung kế Hệ thống trung kế vô tuyến là hệ thống vô tuyến có sốkênh sẵn sàng phục vụ ít hơn số người dùng khả dĩ Phương thức để sửdụng chung các kênh gọi là phương pháp đa truy nhập: người dùng khicó nhu cầu thì được đảm bảo về sự truy nhập vào trung kế.

* Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA (Frequency Division

Multiple Access): Phục vụ các cuộc gọi theo các kênh tần số khác nhau.Phổ tần số được chia thành 2N dải tần số con kế tiếp, cách nhau mộtkhoảng bảo vệ Mỗi dải tần được gán cho một kênh liên lạc, trong đókênh tần số N dành cho liên lạc hướng lên, N kênh tần số còn lại cho liênlạc hướng xuống Mỗi người dùng được cấp phát một kênh tần số riêngbiệt trong tập hợp các kênh tần số.

Hình 1.1 Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA * Đa truy nhập phân chia theo th ời gian TDMA (Time Division Multiple Access): Khi có yêu cầu một cuộc gọi thì một kênh vô tuyến được ấn định Các thuê bao khác nhau dùng chung 1 kênh tần số nhờ cài xen thời gian Mỗi thuê bao được cấp một khe thời gian (time slot) trong cấu trúc khung tuần hoàn 8 khe.

Hình 1.2 Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA

CHƯƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN SỬ DỤNG GSM

2.1 Giao diện vô tuyến

Trong GSM, giao diện radio sử dụng cả 2 phương thức phân kênh theo tần số và thời gian FDMA (Frequency Division Multiple Access) và TDMA (Time Division Multiple Access) Trong FDMA, GSM sử dụng các băng tần tại 900 Mhz (gọi là GSM 900) và 1800 Mhz (gọi là GSM 1800) Để đơn giản hóa chỉ việc đề cập đến GSM 900 Mỗi kênh được đặc trưng bởi một tần số (sóng mang) gọi là kênh tần số RFCH (Radio chanel) cho mỗi hướng thu phát MS sử dụng 124 RFCH trong dãy tần 25 Mhz ( từ 890 đến 915 Mhz) và BTS sử dụng 124 RFCH trong dãy tần từ 935 đến 960 Mhz để phát ( tất nhiên MS phát thì BTS thu và ngược lại) Tại mỗi tần số TDMA lại chia thành 8 khe thời gian ( Time_slot) tức là số kênh được tăng lên 8 lần Trong tương lai số khe sẽ tăng lên là 16 Một cặp RFCH (thu và phát) tại một khe thời gian được gọi là một kênh vật lý Một kênh được sử dụng để truyền một nhóm nhất định tham số thông tin gọi là kênh logic ( logic chanel) Mỗi kênh vật lý được gán cho một số kênh logic Các kênh được chia thành 2 loại:

- Kênh dùng để tải thông tin của thuê bao như thoại, số liệu…được gọi là kênh traffic TCH ( traffic chanel) có 2 loại tốc độ truyền trên TCH là tốc độ đầy đủ (full rate) TCH/F là loại tốc độ đang được sử dụng hiện nay và tốc độ bằng một nửa (hafl rate) TCH/H sẽ được sử dụng trong tương lai.

- Kênh điều khiển CCH ( control chanel) được sử dụng để truyền thông tin báo hiệu các thông tin quản lý giao diện Um.

2.2 Băng tần sử dụng trong hệ thống GSM: :

Hình 2.1- Băng tần cơ bản và mở rộng của GSM

Mạng GSM/PLMN được dành 124 kênh sóng mang, sóng này ở dải tần: - Đường lên ( MS - BTS ) : 890 - 915 MHz

- Đường xuống ( BTS - MS ) : 935 - 960 MHz

Băng tần đường lên 890,2 – 914,8 MHz và đường xuống 935,2 – 959,8 MHz Mỗi tần số sóng mang cách nhau 200 KHz, trên mỗi sóng mang thực hiện ghép kênh theo thời gian, thực hiện ghép khung TDMA ta có số kênh bằng: 124 x 8 (TS) = 992 kênh.

2.3 Mã hóa

2.3.1 Mã hóa tiếng

Ở một hệ thống di động FDMA khoảng cách giữa các kênh là 25KHz

(NMT, TACS) và ở GSM khoảng cách này bằng 200KHz So sánh TDMA 200KHz và FDMA 25KHz ta có hiệu qủa sử dụng tần số như nhau Khi sử dụng phương pháp điều chế pha tối thiểu Gauss (GMSK) độ rộng băng thông bị chiếm sẽ rất lớn Để đảm bảo băng tần cho phép ta giảm tối thiểu tốc độ bit cho từng kênh bằng cách mã hóa tiếng

(Vocodes) và mã hóa theo dạng sóng.

Mã hóa theo kiểu phát âm Vocodes giúp ta nhận biết được tiếng nói nhưng rất “tổng hợp” và ta khó nhận ra ai phát âm.

Sử dụng mã hóa sóng (mã hóa PCM đồng đều) thông tin trực tiếp chính thức dạng sóng được phát đi với tốc độ đòi hỏi cao và cho ta một chất lượng cũng rất cao Tốc độ bit ở bộ mã hóa dạng sóng thay đổi gần từ 16kb/s đến 64kb/s đối với bộ mã hóa PCM đồng đều.

Ngoài ra ta còn có các bộ mã hóa cho phép được mô tả như một sự pha trộn giữa Vocodes và mã hóa dạng sóng Các bộ mã hóa lai ghép lấp kín chỗ trống giữa các bộ mã hóa Vecodes và dạng sóng với tốc độ bit từ 5kb/s, chất lượng theo tốc độ bit GSM sử dụng bộ mã hóa ghép lai gọi là mã hóa tiền định tuyến tính – Tiền định thời gian dài – kích thích xung đều: Bộ LPC – LPT – RPE.

2.3.2 Mã hóa kênh

Mã hóa kênh được sử dụng để phát hiện và hiệu chỉnh lỗi trong luồng bit thu để giảm tỉ số bít lỗi BER Để đạt được điều này người ta bổ sung các bit dư vào luồng thông tin Tồn tại hai dạng mã kênh khác nhau : mã tuyến tính và mã xoắn.

 Mã tuyến tính

Bổ sung thêm lượng thông tin thích hợp để có thể tách và sửa lỗi Thông tin Bổ sung Gửi đi

0 000 0000 1 111 1111

Khối mã 0000 sẽ đúng với 0 và 1111 sẽ đúng với 1 Tỷ lệ là 1:4 Bảo vệ sẽ xảy ra như sau:

Thu được : 0000 0010 0110 0111 1110 Quyết định : 0 0 x 1 1

Riêng cụm 0110 không xác định được cụ thể , trạm 0111 và 1110 được phát hiện là lỗi và có thể sửa.

* Mã xoắn

Hình 2.2 Sơ đồ khối bộ mã hóa xoắn

Bộ mã hóa được tạo ra các bit mà không chỉ phụ thuộc vào các bit của khối bản tin hiện thời được dịch vào bộ mã hóa, nó còn phụ thuộc vào các bit của các khối trước.

2 4.Giải mã tín hiệu thu trong GSM

Tín hiệu RF thu từ kết cuối vô tuyến BTS được đưa đến ngõ vào RCU ( RCU là bộ thu phát vô tuyến và là thành phần chính trong hệ thống con RF của phân hệ trạm gốc BTS).Tín hiệu thu ở ngõ vào được chuyển đổi đến một trung tần thứ nhất Tín hiệu cơ bản được tạo ra để lấy mẫu và lọc dạng sóng dễ dàng hơn.Tín hiệu IF thứ nhất được phân thành hai tín hiệu, một tín hiệu được đưa đên board chỉ thị cường độ tín hiệu thu, tín hiệu còn lại được đưa đến board IF chính

Board chỉ thị cường độ tín hiệu thu chuyển đổi tín hiệu IF thứ nhất thành một tín hiệu chỉ thị cường độ thu Các tín hiệu ngõ ra IF được lọc và phân tích để cung cấp điện áp DC ở ngõ ra Điện áp này tỉ lệ với công suất với tín hiệu RF thu được.

Dải điều chế tín hiệu được đưa đến bộ lọc và khuyếch đại đến một công suất được yêu cầu cho bộ chuyển đổi A/D.

Quá trình giải mã được thực hiện hoàn toàn ngược lại của quá trình mã hóa.

2.5 Truyền dẫn thông tin trong mạng GSM2.5.1 Truyền dẫn tín hiệu số và tín hiệu tương tự

Trong trường hợp truyền tiếng nói là dạng sóng liên tục khác với truyền số liệu ta phải thực hiện lấy mẫu tín hiệu tương tự, lượng tử và mã hóa tín hiệu ở dạng số “1” và “0” Các mẫu tương tự được trình bầy bằng một tập hợp hữu hạn các mức được xác định bởi số các bit ta cần sử dụng để trình bày một mẫu.

Ở hệ thống viễn thông số chọn số mức rời rạc hóa = 256 mức (8 bit) với mỗi mẫu ta trình bày giá trị tương tự bằng một giá trị đã được lượng tử hóa ở 8 bit Với tốc độ lấy mẫu là 8KHz ta có tốc độ bit : 8000 mẫu/s 8bit = 64kb/s Quá trình này được gọi là điều chế xung mã PCM gồm 3 bước:

Hình 2.3 Quá trình điều chế xung mã PCM

Ta đặt nhiều kênh trên cùng một đường truyền PCM (ghép kênh) để tránh lãng phí Nếu ghép 32 kênh trên một đường truyền PCM thì tốc độ bit của nó là: 32 x 64kb/s = 2,048Mb/s Thiết bị ghép kênh điều khiển việc gán các khe thời gian 0, 1 gửi đi ở khe 1, Trong 32 kênh truyền thì kênh 0 dùng cho đồng bộ, kênh 16 dùng cho báo hiệu còn 30 kênh còn lại dùng cho tiếng thoại Phần trình bày trên là ví dụ về đa thâm nhập phân chia theo thời gian TDMA.

Một phương pháp khác với TDMA là FDMA (đa thâm nhập phân chia theo tần số) được dùng ở quảng bá vô tuyến, mỗi kênh được dành cho

một băng tần riêng Kỹ thuật này được sử dụng ở hệ thống di động tổ ong tương tự, mỗi cuộc gọi một ô sử dụng một băng tần (hai băng khi truyền song công) Sau đây là so sánh giữa TDMA và FDMA:

Hình 2.4 So sánh giữa TDMA và FDMA

2.5.2.Đồng bộ thời gian:

Khi sử dụng TDMA ở vô tuyến, mỗi trạm di động sử dụng khe thời

gian Ts của mình nhưng khi khoảng cách giữa MS và BS tăng lên gây trễ thời gian truyền tín hiệu và trễ này lớn quá trình thông tin phát đi từ MS ở khe Tsn sẽ trùng với tín hiệu thu được của BS tại khe Ts n+1 của MS khác Để kiểm tra thời gian đến và các lệnh được gửi đến MS ta có quá trình định trước thời gian mỗi khi MS di chuyển ra xa.

2.6.Dải điều chế GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying)

Dải điều chế được sử dụng trên kênh vô tuyến trong mạng GSM là khoá dịch pha cực tiểu GMSK Đây là phương pháp băng hẹp dựa trên kỹ thuật điều chế dịch pha với tiêu chuẩn băng thông được sử dụng là BT =0,3 (B là độ rộng băng tần, T khoảng thời gian kéo dài của bit) GMSK là loại điều chế FM số đặc biệt Nền tang của GMSK chính là MSK Mức logic 1 là nguyên nhân của sự dịch pha sóng mang tăng 90o, còn mức logic 0 sẻ là nguyên nhân của sự pha giảm 90 Hay nói cách khác bit 1 và 0 được biểu diễn bằng dịch tần sóng mang RF một lượng 67,708kHz Sự dịch pha là do chuyển dịch tức thòi của tần số sóng mang giữa 2 giá trị khác nhau, f1và f2, do đó MSK là một trường hợp đặc biệt của FSK Tần số f1 và f2 được cho bởi:

Trong đó Rb là tốc độ ký hiệu điều chế ~ 271kbps, fc là tần số sóng mang (tôc độ kênh) chính bằng 4 lần sự dịch tần của sóng mang Để thu được phổ tần số của tín hiệu điều chế luồng bít đưa lên điều chế được đưa qua bộ lọc Gauss Vì thế gọi là điều chế GMSK.

Các bit dữ liệu thứ i di, được mã hoá vi phân bỡi sự biễu diễn cộng modul

2 của bit hiện tại và bit trước đó:

Trong đó là mã hoá vi phân của bit thứ i, di có thể mang giá trị 0 hoặc 1 Dữ liệu điều chế tại đầu vào αi tới bộ điều chế GMSK, được cho bởi:i tới bộ điều chế GMSK, được cho bởi:

Dữ liệu điều chế αi tới bộ điều chế GMSK, được cho bởi:i sau đó được cho qua bộ lọc liner (tuyến) với đáp ứng xung h(t) cho bởi:

T là chu kỳ bit và B là băng thông của bộ lọc 3dB BT trong GSM là 0,3 ý là mỗi bit được trải dài 3 bit điều chế Kết quả là ISI phải được tách ra tại nơi nhận khi sử dụng môt bộ cân bằng (ví dụ bộ cân bằng Viterbi) Đáp ứng xung h(t) và đáp ứng tần số H(f) của bộ lọc được thể hiện ở hình 1.15a.

Hình 2.5.a: Đáp ứng xung h(t) và đáp ứng tần số H(z) của bộ lọc Gauss được sử dụng trong GMSK

Đáp ứng xung của bộ lọc g(t) (hình 2.5b), tín hiệu ở đầu ra của bộ lọc khi một xung có độ rộng T được đưa vào:

Đáp ứng xung g(t) thể hiện trong hình 1.15b ta nhận thấy nó kéo dài xấp xĩ 3 chu kỳ bit T và biên độ của g(t) là 1