Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo chuyên ngành tin học Tổng quan về mạng thông tin di động GSM - GPRS
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIKHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG*********ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPĐỀ TÀI:TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM - GPRSGIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :TS. NGUYỄN HỮU THANHSINH VIÊN THỰC HIỆN :NGUYỄN MINH NGỌC LỚP :06TM – 02ĐTHà Nội, 2009 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐTLỜI NÓI ĐẦUTrong thời đại công nghệ thông tin ngày nay, khái niệm GSM – GPRS không còn lạ lẫm đối với những người sử dụng điện thoại di động. GSM (Global System For Mobile Communication) hay còn gọi là hệ thống truyền thông di động toàn cầu sử dụng hoàn toàn kỹ thuật số khác với hệ thống mạng điện thoại analog cổ điển như AMPS (Advanced Mobile Phone Service: Dịch vụ điện thoại di động cao cấp). GSM là một hệ thống của Châu Âu được thiết kế theo kỹ thuật tín hiệu số. Nó không tương thích với các hệ thống trước đó và như vậy nó không bị ràng buộc bởi nhu cầu phải tương thích.Sau này hệ thống mạng GPRS (General Packet Radio Service – mạng thông tin di động thế hệ 2,5G) được phát triển dựa trên nền tảng của mạng GSM. Đó là dịch vụ vô tuyến gói chung được Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu tiêu chuẩn hóa vào năm 1993 sử dụng phương thức đa truy nhập theo thời gian TDMA. Công nghệ mà trước đây không khả thi đối với mạng GSM thì bây giờ có thể triển khai và cung cấp những ứng dụng Internet vô tuyến hấp dẫn hơn cho số lượng lớn người sử dụng.Vì GPRS được thiết kế để cho phép người sử dụng luôn được kết nối mà không cần sử dụng thêm các nguồn lực phụ trợ nên GPRS mang lại những cơ hội kinh doanh mới cho các nhà khai thác dịch vụ di động nhằm tăng doanh thu bằng việc đưa ra những dịch vụ IP mới và thu hút thêm những khách hàng mới với chi phí hợp lý cho người sử dụng đầu cuối. Về mặt đầu tư của nhà khai thác việc nhanh chóng đẩy mạnh mức độ bao phủ dịch vụ là có thể vì GPRS tận dụng được một cách hiệu quả mạng vô tuyến GSM.Các mạng thông tin di động hiện nay ở Việt Nam như Viettel, Vina phone, Mobi fone… cũng đã cung cấp dịch vụ GPRS cho người sử dụng với giá thành hợp lý. Trong đó Viettel sử dụng giải pháp GPRS của Ericsson được thiết kế để đẩy nhanh việc triển khai GPRS mà vẫn giữ cho chi phí đầu vào thấp. Các khối Tổng quan về mạng GSM và GPRS2 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐTchức năng của mạng GSM chỉ cần nâng cấp phần mềm, ngoại trừ BSC cần nâng cấp cả phần cứng. Trong mạng GPRS có hai nút mạng mới, nút mạng hỗ trợ phục vụ GPRS (Serving GPRS Support Node – SGSN) và nút mạng hỗ trợ cổng GPRS (Gateway GPRS Support Node – GGSN) được giới thiệu. Trong giải pháp của Ericsson, hai nút mạng này có thể được kết hợp thành một nút vật lý. Một sự triển khai linh hoạt GPRS là có thể, ví dụ: bắt đầu với nút mạng GPRS tập trung hợp cả SGSN và GGSN. Ở bước tiếp theo, node tập trung có thể được tách ra thành SGSN và GGSN chuyên dụng.Trên cơ sở những kiến thức tích luỹ trong những năm học tập chuyên ngành Điện Tử - Viễn Thông tại lớp 06TM02ĐT tại trường cán bộ công thương TW liên kết của trường đại học Bách Khoa Hà Nội và sau thời gian thực tập tại Đội kỹ thuật 11 chi nhánh kỹ thuật Hà Nội thuộc Tổng công ty viễn thông quân đội-Viettel telecom cùng với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Hữu Thanh, em đã tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tổng quan về mạng thông tin di động GSM - GPRS”.Em xin chân thành cảm ơn đội trưởng đội kỹ thuật 11 Bùi Bá Quân, tổ trưởng tổ kỹ thuật Nguyễn Đức Tài và người trực tiếp hướng dẫn thực tế Lê Xuân Cảnh, Vũ Văn Chinh đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong đợt thực tập tốt nghiệp. Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Nguyễn Hữu Thanh cùng với tổ trưởng tổ kỹ thuật anh Nguyễn Đức Tài và các anh thuộc tổ kỹ thuật thuộc Đội kỹ thuật 11 chi nhánh kỹ thuật Hà Nội thuộc Tổng công ty viễn thông quân đội-Viettel telecom đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Hà Nội, Ngày 25 Tháng 5 Năm 2009 Sinh viên thực hiện Nguyễn Minh NgọcTổng quan về mạng GSM và GPRS3 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐTDANH SÁCH HÌNH MINH HỌAHình 1.1. Thị phần thông tin di động trên thế giới năm 2006 13 Hình 1.2. Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM 14 Hình 1.3. Base Station Controller – Bộ điều khiển trạm gốc . 21 Hình 2.1. Cấu trúc của một mạng GPRS 23 Hình 2.2: Tốc độ kênh truyền trong GPRS. . 26 Hình 2.3: Tốc độ cho các dịch vụ ứng dụng GPRS. . 26 Hình 3.1: Các khối của mạng GPRS 29 Hình 4.1. Lưu đồ trạng thái nhập/tách khỏi GPRS . 38 Hình 4.2. Rời khỏi GPRS do MS khởi xướng . 41 Hình 4.3. Rút tách kết hợp GPRS/VLR do MS khởi xướng 42 Hình 5.1: Quá trình mã hóa 44 Hình 5.2. Cập nhật vùng định tuyến trong một SGSN . 49 Hình 5.3. Cập nhật vùng định tuyến ngoài SGSN. 52 Hình 5.4. Cập nhật kết hợp vùng định tuyến trong cùng một SGSN và vùng định vị trong cùng một MSC. . 55 Hình 5.5: Cập nhật kết hợp vùng định vị ngoài MSC và vùng định tuyến trong cùng một SGSN . 58 Hình 5.6: Kết hợp cập nhật định vị ngoài MSC và định tuyến ngoài SGSN . 60 Hình 5.7: Kích hoạt giao thức PDP do MS khởi tạo 65 Hình 5.8: Ngừng hoạt động khung giao thức PDP do MS khởi tạo. . 68 Hình 5.9: Nhắn tin GPRS. . 71 Tổng quan về mạng GSM và GPRS4 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐTDANH SÁCH TỪ VIẾT TẮTAAGCH Access Grant Channel Kênh truy cập khungANSI American National Standards Tiêu chuẩn GSM 1900 của MỹInstitudeBBSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốcBSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốcBTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốcBCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng báCCDMA Code Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo mã AccessCell Cellular Ô (tế bào)CGI Cell Global Identity Số định danh của CellCEPT Conférence Européennedes Hiệp hội bưu chính viễn thông ChâuPostes et Télécommunications ÂuCPU Cyclic Redundancy Check Đơn vị điều khiển trung tâm.DFDMA Frequency Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo tần số AccessDL Down Link Dữ liệu xuốngTổng quan về mạng GSM và GPRS5 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐTDNS Domain Name Server Server tên miềnEEIR Equipment Identity Register Bộ ghi danh tính thiết bịETSI European Telecommunication Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu ÂuStandards InstitudeGGGSN Gateway GPRS Support Node Nút định tuyến của GPRSGSM Global System for Mobile Thông tin di động toàn cầu CommunicationGPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chungHHLR Home Location Register Bộ đăng ký định vị thường trúIIMSI International Mobile Station Số hiệu nhận dạng thuê bao di độngIndentityLLA Location Area Vùng định vịLAI Location Area Identity Số định danh cho LALLC Logic Link Control Điều khiển liên kết logicNNSAPI Network Service Access Điểm truy cập dịch vụ mạngPoint IdentifierTổng quan về mạng GSM và GPRS6 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐTMMS Mobile station Trạm di độngMSC Mobile Service Switching Tổng đài di động CenterMoU Memorandum of Bản ghi nhớ của 12 nước Châu ÂuUnderstandingMT Mobile terminal Đầu cuối di độngPPAGCH Packet Access Grant Channel Kênh cho phép truy cập góiPCS Personal communications Dịch vụ liên lạc cá nhânServicePCU Packet Control Unit Khối điều khiểnPDM Packet Data Network Mạng dữ liệu góiPDP Packet Data Protocol Giao thức dữ liệu góiPDTCH Packet Data Traffic Channel Kênh lưu lượng dữ liệu góiP-GSM Primary GSM Chuẩn GSM ban đầu sử dụng băngtần 900 MHzPPCH Packet Paging Channel Kênh nhắn tin góiPRACH Packet Random Access Kênh truy cập gói ngẫu nhiênChannelPTP-CLNS Point To Point - Dịch vụ mạng không hướng kết nốiConnectionless Network ServiceTổng quan về mạng GSM và GPRS7 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐTPTP-CONS Point To Point - Dịch vụ mạng hướng kết nốiConnection OtientedNetwork ServiceP-TMSI Packet Temporary Mobile Số nhận dạng thuê bao di động tamSubscriber Identity thờiRRAI Routing Area Identity Số nhận dạng vùng định tuyếnRAC Routing Area Code Mã vùng định tuyến mớiRACH Random Access Channel Kênh truy cập ngẫu nhiênSSGSN Serving GPRS Support Node Nút phục vụ các thuê bao GPRSSF Stealing Flag Cờ chiếm khungSS Switching System Hệ thống chuyển mạchSMS-C Short Message Service Center Trung tâm dịch vụ tin nhắnSDP Standard Data Protocols Những ứng dụng theo dữ liệu chuẩnTTDMA Time DivisionMutiple Access Đa truy cập phân chia theo thời gianTE Terminal equipment Thiết bị đầu cuốiTFI Temporary Flow Identifier Luồng tức thờiTLLI Temporary Logical Link Tuyến logic tạm thờiIdentifierUUSF Uplink State Flag Cờ trạng thái tuyến lênTổng quan về mạng GSM và GPRS8 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐTUMTS Universal Mobile Thế hệ thứ ba của thông tin di độngTelecommunications System (3G)VVLR Visitor Location Register Bộ ghi vị trí tạm trúTổng quan về mạng GSM và GPRS9 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐTPHẦN MỞ ĐẦUĐề tài được chia làm ba phần:• Phần I: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VIỄN THÔNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG• Phần II: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG GSM• Phần III: lỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG GPRSPhần I: của đề tài sẽ đề cập tới những vấn đề cơ bản nhất về mạng thông tin di độngPhần II: Trình bày những vấn đề cơ bản về mạng thông tin di động GSM (2G)Phần III: Trình bày những vấn đề cơ bản về mạng thông tin di động GPRS (2,5G)Tổng quan về mạng GSM và GPRS10 [...]... hiện tại - HLR chứa thông tin chi tiết về thuê bao trong mạng GPRS - AUC được dùng để xử lý nhận thức và mật mã - EIR được sử dụng cho nhận thức thiết bị di động Tổng quan về mạng GSM và GPRS 28 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT Các khối của 1 mạng GPRS được biểu di n ở hình 3.1: Hình 3.1: Các khối của mạng GPRS 3.1 MS (Mobile Station) - Trạm di động: Trạm di động (MS - mobile station) có... năng sau: -Cập nhật thông tin từ SGSN -Yêu cầu gọi CS đến SGSN -Kết hợp báo hiệu cho mobile loại A/B -Ngưng tạm thời hoặc chiếm lại (A và Gb) Tổng quan về mạng GSM và GPRS 33 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT Chương 4: Giao di n và hình thức quản lý của mạng GPRS 4.1 Các giao di n mạng: - Giao di n Gb là giao di n giữa BSS (PCU và SGSN) - Giao di n Gi là giao di n giữa GGSN và mạng dữ liệu... liệu công cộng - Giao di n Gn là giao di n giữa SGSN và GGSN (hoặc giữa 2 SGSN) trong một mạng di động) - Giao di n Gp là giao di n giống như Gn nhưng giữa 2 mạng di động khác nhau Các giao di n sau chỉ dùng để truyền tải báo hiệu: - Giao di n Gc: giữa GGSN và HLR/GR - Giao di n Gf: giữa SGSN và EIR - Giao di n Gr: giữa SGSN và HLR/GR - Giao di n Gs: giữa SGSN/SLR và MSC/VLR - Giao di n Gd: giữa 1... lượng bản tin qua mạng GPRS (mạng GSM hiện tại truyền tải dữ liệu ở tốc độ 9,6 kbit/s và chiều dài bản tin ngắn là 160 ký tự) Yêu cầu cho người sử dụng có thể sử dụng dịch vụ GPRS: - Điện thoại di động hay thiết bị đầu cuối hỗ trợ GPRS - Mạng điện thoại di động mà thuê bao sử dụng phải hỗ trợ GPRS - GPRS được cung cấp cho người sử dụng - Địa chỉ truyền và nhận dữ liệu phải thông qua mạng GPRS Để có... trong mạng GPRS: Mạng GPRS thực hiện chức năng chuyển các gói dữ liệu từ điểm tới điểm (PTP-Point To Point) cho người sử dụng như: - Từ điểm truy nhập di động (Um) tới điểm truy nhập di động (Um) - Từ điểm truy nhập di động (Um) tới điểm truy nhập cố định (Gi) - Từ điểm truy nhập cố định (Gi) tới điểm truy nhập di động (Um) Chuẩn X.28 được áp dụng cho truy nhập từ MS tới GGSN Tổng quan về mạng GSM và GPRS. .. sẽ phát tin nhắn đến thiết bị 8 Nếu truyền nhận tin nhắn thành công, MSC/VLR sẽ gửi báo cáo về SMSC; ngược lại, MSC/VLR sẽ thông báo cho HLR và gửi báo cáo lỗi về SMS-C Tổng quan về mạng GSM và GPRS 22 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT PHẦN 3 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG GPRS: Chương 2 Lịch sử hình thành và khái quát chung về GPRS: Hình 2.1 Cấu trúc của một mạng GPRS GPRS (General... của mạng thông tin di động qua các giai đoạn sau: Giai đoạn 2G: gồm có GSM, SMS, Cỉcuit Data Giai đoạn 2,5G (năm 2001 – 2002): HSCSD, GPRS, ASCI… Giai đoạn 3 (GSM Phase 2+): ở giai đoạn này được chia làm 2 hướng phát triển là: Từ giai đoạn 2 lên UMTS Từ giai đoạn 2 thông qua EDGE lên UMTS Tổng quan về mạng GSM và GPRS 12 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT Hình 1.1 Thị phần thông tin di động. .. tiếp lưu lượng: - tới trung tâm chuyển mạch di động MSC (Mobile Switching Center) vốn là thành phần tiêu chuẩn của mạng GSM; - tới nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN- Serving GPRS Support Node) là nơi chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu đến/đi của GPRS Thành phần của BSS bao gồm: BSC, PCU và BTS BSC làm các chức năng sau trong GPRS: -Quản lý mobile GPRS -Xử lý tìm gọi của GPRS -Quảng bá thông tin GPRS Đây là phần... Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM Tổng quan về mạng GSM và GPRS 13 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT PHẦN II LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG GSM: Chương 1 Lịch sử hình thành mạng GSM: 1.1 Lịch sử hình thành mạng GSM: -1 98 2-1 985 Conférence Européennedes Postes et Télécommunications (CEPT – Hiệp hội bưu chính viễn thông Châu Âu) bắt đầu đưa ra chuẩn viễn thông kỹ thuật số Châu Âu... điện thoại di động, GPRS là bước quan trọng hội nhập tới các mạng thông tin thế hệ ba (3G) GPRS cho phép các nhà khai thác mạng triển khai trên nền một cấu trúc cốt lõi dựa trên mạng IP cho các ứng dụng số liệu và sẽ tiếp tục được sử dụng và mở rộng cho các dịch vụ Tổng quan về mạng GSM và GPRS 24 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Ngọc – 06TM-02ĐT 3G cho các ứng dụng số liệu và thoại tích hợp GPRS chứng . cơ bản về mạng thông tin di động GSM (2G)Phần III: Trình bày những vấn đề cơ bản về mạng thông tin di động GPRS (2,5G )Tổng quan về mạng GSM và GPRS1 0 Đồ. HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIKHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG*********ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPĐỀ TÀI:TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM - GPRSGIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :TS. NGUYỄN
