Luận Văn Nghiên cứu cấu trúc mạng GPRS trên nền mạng thông tin di động GMS thế hệ thứ hai

lời mở đầu


Hiện nay trên thế giới mọi mặt của đời sống xã hội đều phát triển, không những về kinh tế, khoa học tự nhiên mà còn rất nhiều lĩnh vực khác. Ngành thông tin liên lạc được coi là ngành mũi nhọn cần phải đi trước một bước, làm cơ sở cho các ngành khác phát triển. Nhu cầu trao đổi, cập nhật thông tin của con người ở mọi nơi mọi lúc ngày càng cao. Thông tin di động ra đời và phát triển đã trở thành một loại hình dịch vụ, phương tiện thông tin phổ biến, đáp ứng nhu cầu của cuộc sống hiện đại. Các hệ thống thông tin di động đang phát triển rất nhanh cả về qui mô, dung lượng và đặc biệt là các loại hình dịch vụ mới để đáp ứng tốt hơn nhu cầu của người sử dụng.
ở Việt Nam, mạng di động số thế hệ thứ hai (2G), sử dụng công nghệ GSM, đang được phát triển rộng khắp các tỉnh và thành phố. GSM với tốc độ 9,6 kbps chỉ áp dụng được các dịch vụ thoại và dịch vụ bản tin ngắn, hạn chế nhiều dịch vụ phi thoại yêu cầu tốc độ cao như hình ảnh, văn bản và đặc biệt là nhu cầu truy nhập Internet . Trong khi trên thế giới, rất nhiều nước đã tiến lên thế hệ điện thoại di động thứ ba (3G). Thế hệ thứ ba này có tốc độ truyền dẫn cao hơn, cung cấp được nhiều loại hình dịch vụ, đáp ứng được nhu cầu hiện nay.
Việc xây dựng, phát triển mạng điện thoại di động thứ ba ở Việt Nam hiện nay là thực sự cần thiết. Nhưng nếu đầu tư thẳng lên 3G thì cần lượng vốn bỏ ra rất lớn mà lại lãng phí cơ sở hạ tầng mạng di động sẵn có. Vì vậy, để tiến tới thế hệ thông tin di động thứ ba này cần qua một bước trung gian gọi là thế hệ thông tin di động 2,5G; đó là dịch vụ thông tin di động vô tuyến chuyển mạch gói GPRS (General Packet Radio Service). Triển khai GPRS cho phép vẫn tận dụng cơ sở mạng GSM sẵn có, đồng thời có thể đáp ứng nhu cầu truyền dữ liệu tốc độ lớn, từng bước xây dựng mạng điện thoại thế hệ thứ ba. Đó là lý do tôi chọn đề tài “Nghiên cứu cấu trúc mạng GPRS trên nền mạng thông tin di động GMS thế hệ thứ hai” cho đồ án tốt nghiệp của mình. Hy vọng đồ án này sẽ có thể áp dụng trực tiếp vào việc phát triển mạng điện thoại di động của Việt Nam trong điều kiện hiện tại.
Đề tài gồm các nội dung:
Chương I: Tổng quan hệ thống thông tin di động GSM.
Chương II: Các đặc điểm cấu trúc chức năng mạng GPRS.
Chương III: Các thủ tục trao đổi báo hiệu trong mạng GPRS.
Chương IV: Triển khai GPRS trên nền mạng GSM ở Việt Nam.

MụC LụC

LờI Mở ĐầU 1

CHƯƠNG i: tổng quan hệ thống THÔNG TIN DI ĐộNG gsM
I. Giới thiệu về mạng thông tin di động GSM . .3
1 - Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM) . 3
2 - Các chức năng của hệ thống GSM . .5
3 - Băng tần sử dụng trong hệ thống thông tin di động GSM 7
4 - Phương pháp truy nhập trong thông tin di động 8
II. Cấu trúc hệ thống thông tin di động GSM . .9
1 - Cấu trúc hệ thống . 9
2 - Chức năng các phần tử trong mạng GSM . .11
2.1 - Phân hệ chuyển mạch SS .11
2.2 - Phân hệ trạm gốc BSS . .14
2.3 - Hệ thống khai thác và hỗ trợ OSS . .15
2.4 - Trạm di động MS .15
III. Mạng báo hiệu và các khía cạnh mạng .16
1 - Các giao thức báo hiệu trong hệ thống GSM 16
2 - Các giao diện trong hệ thống GSM . 19
3 - Các khía cạnh mạng 20
3.1 - Quản lý tài nguyên vô tuyến . .20
3.2 - Quản lý di động . 22
3.3 - Quản lý truyền thông .23
IV. Giao tiếp vô tuyến . 24
1 - Khái niệm về các kênh vô tuyến 24
1.1 - Kênh vật lý . 25
1.2 - Kênh logic . .26
2 - Sắp xếp các kênh logic ở các kênh vật lý . 28
V. Các dịch vụ trong GSM . 29
1 - Dịch vụ thoại . .29
2 - Dịch vụ số liệu .30
3 - Dịch vụ bản tin ngắn 30
4 - Các dịch vụ phụ . 31
VI. Kết luận .31
Chương II: các đặc điểm cấu trúc chức năng mạng GPrs
I. Giới thiệu . .33
1- GPRS là gì? 33
2- Các đặc điểm của mạng GPRS .35
3- Một số ứng dụng của GPRS .38
4- Các điểm khác nhau của mạng GPRS với GSM .39
II- kiến trúc tổng quan .40
1- Các giao diện và điểm tham chiếu . 40
2- Các phần tử trong mạng GPRS 43
3- Cấu trúc giao thức GPRS .47
III. Các chức năng của GPRS 49
1- Các chức năng điều khiển truy nhập mạng .4 9
2- Chức năng định tuyến và truyền dẫn gói 52
3- Các chức năng quản lý di động . 55
3.1- Các trạng thái của MS .55
3.2- Chức năng gán/tách GPRS (GPRS attach/detach) .57
3.3- Chức năng bảo mật . .58
3.4- Chức năng quản lý vị trí 59
3.5- Chức năng quản lý thuê bao . .60
4- Các chức năng quản lý kênh kết nối logic .60
5- Các chức năng quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến .61
5.1- Chức năng quản lý Um .61
5.2- Chức năng lựa chọn cell .61
5.3- Chức năng Um – Tranx . .61
5.4- Chức năng quản lý đường kết nối . .62
6- Quản lý mạng 62
Chương III: các thủ tục trao đổi báo hiệu trong mạng GPRS
I. Giao thức GTP . 63
1- Giới thiệu . .63
2- GTP Header 64
II. Các bản tin báo hiệu 68
1- Các bản tin quản lý đường kết nối (Path Management) .68
2- Các bản tin quản lý Tunnel (Tunnel Management) .68
2.1- Yêu cầu/ Đáp ứng khởi tạo PDP context 69
2.2- Yêu cầu/Đáp ứng cập nhật PDP context .69
2.3- Yêu cầu/Đáp ứng xoá PDP context . .70
2.4- Yêu cầu/ Đáp ứng khởi tạo AA PDP context .70
2.5- Yêu cầu/ Đáp ứng xóa AA PDP context 70
2.6- Dấu hiệu lỗi . 71
2.7- Yêu cầu khai báo PDU . .71
3- Các bản tin quản lý vị trí 72
3.1- Gửi thông tin định tuyến đối với yêu cầu/Đáp ứng của GPRS .72
3.2- Yêu cầu/Đáp ứng báo lỗi . .73
3.3- Yêu cầu/Đáp ứng khai báo vị trí hiện tại của MS 73
4- Các bản tin quản lý di động (Mobile Management) 73
4.1- Yêu cầu/Đáp ứng nhận dạng .73
4.2- Yêu cầu/Đáp ứng Context của SGSN 74
4.3- SGSN Context Acknowledge . .74
5- Các phần tử thông tin . 75
III. Báo hiệu giữa GSN và các phần tử khác trong mạng 79
1- Các giao thức của báo hiệu số 7 . 80
2- Các đường báo hiệu giữa GSN và các phần tử trong mạng 82
IV. Kết luận .85
Chương IV: triển khai GPRS trên mạng
thông tin di động GSM việt nam
I. Đánh giá hiện trạng và nhu cầu . 86
1. Cấu trúc mạng 86
1.1- Cấu trúc mạng VMS . .86
1.2- Cấu trúc mạng vinaphone . .87
2. Dịch vụ 87
3. Số lượng thuê bao của mạng .88
4. Đánh giá nhu cầu . .88
II. Một số đề xuất triển khai dịch vụ GPRS .89
1. Những vấn đề liên quan đến dung lượng khi triển khai dịch vụ số liệu
trên mạng GSM 89
2. Triển khai dịch vụ GPRS .90
2.1- Các phương án chia dung lượng 90
2.2- Cấu hình mạng khi triển khai dịch vụ GPRS .92
kết luận .95
phụ lục 1: Các từ viết tắt . 96
phụ lục 2: Tài liệu tham khảo .105