Đồ Án Tìm hiểu GSM và bài toán tối ưu cho hệ thống

LỜI NÓI ĐẦU
***
Trong cuộc sống hàng ngày thông tin liên lạc đóng một vai trò rất 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 rất đa dạng và 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 các nhu cầu đa dạng của khách hàng “mọi lúc, mọi nơi” mà họ cần.
Thông tin di động ngày nay đã trở thành một dịch vụ kinh doanh không thể thiếu được của tất cả các nhà khai thác viễn thông trên thế giới. Đối với các khách hàng viễn thông, nhất là các nhà doanh nghiệp thì thông tin di động trở thành phương tiện liên lạc quen thuộc và không thể thiếu được. Dịch vụ thông tin di động ngày nay không chỉ hạn chế cho các khách hàng giầu có nữa mà nó đang dần 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 sự hình thành nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông mới đã tạo ra sự cạnh tranh để thu hút thị phần thuê bao giữa các nhà cung cấp dịch vụ. Các nhà cung cấp dịch vụ liên tục đưa ra các chính sách khuyến mại, giảm giá và đã thu hút được rất nhiều khách hàng sử dụng dịch vụ. Cùng với đó, mức sống chung của toàn xã hội ngày càng được nâng cao đã khiến cho số lượng các thuê bao sử dụng dịch vụ di động tăng đột biến trong các năm gần đây.
Các nhà cung cấp dịch vụ di động trong nước hiện đang sử dụng hai công nghệ là GSM (Global System for Mobile Communication - Hệ thống thông tin di động toàn cầu) với chuẩn TDMA (Time Division Multiple Access - đa truy cập phân chia theo thời gian) và công nghệ CDMA (Code Division Multiple Access - đa truy cập phân chia theo mã). Các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM là Mobiphone, Vinaphone, Viettel và các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng công nghệ CDMA là S-Fone, EVN, Hanoi Telecom.
Các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng công nghệ CDMA mang lại nhiều tiện ích hơn cho khách hàng, và cũng đang dần lớn mạnh. Tuy nhiên hiện tại do nhu cầu sử dụng của khách hàng nên thị phần di động trong nước phần lớn vẫn thuộc về các nhà cung cấp dịch vụ di động GSM với số lượng các thuê bao là áp đảo. Chính vì vậy việc tối ưu hóa mạng di động GSM là việc làm rất cần thiết và mang một ý nghĩa thực tế rất cao.
Trên cơ sở những kiến thức tích luỹ trong những năm học tập chuyên ngành Điện Tử - Viễn Thông tại trường đại học Giao Thông Vận Tải TP HCM cùng với sự hướng dẫn của thầy Lê Xuân Kỳ, em đã tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thành đồ án môn học 2 với đề tài “ Tìm hiểu GSM và bài toán tối ưu cho hệ thống”.
Em xin chân thành cảm ơn tới thầy Lê Xuân Kỳ hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học 2.

HCM, Ngày Tháng Năm 2010
Sinh viên thực hiện
Võ Ngọc Hiệp












MỤC LỤC
Trang

LỜI NÓI ĐẦU 3
DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA 7
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT 9

Phần I TÌM HIỂU VỀ GSM

Chương I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG GSM

1.1. Lịch sử phát triển mạng GSM 15
1.2. Cấu trúc địa lý của mạng 16
1.2.1. Vùng phục vụ PLMN (Public Land Mobile Network) 18
1.2.2. Vùng phục vụ MSC 18
1.2.3. Vùng định vị (LA - Location Area) 18
1.2.4. Cell (Tế bào hay ô) 19

Chương II HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
2.1. Mô hình hệ thống thông tin di động GSM 20
2.2. Các thành phần chức năng trong hệ thống 21
2.2.1. Trạm di động (MS - Mobile Station) 21
2.2.2. Phân hệ trạm gốc (BSS - Base Station Subsystem) 21
2.2.2.1. Khối BTS (Base Tranceiver Station): 22
2.2.2.2. Khối TRAU (Transcode/Rate Adapter Unit): 22
2.2.2.3. Khối BSC (Base Station Controller): 22
2.2.3. Phân hệ chuyển mạch (SS - Switching Subsystem) 23
2.2.3.1. Trung tâm chuyển mạch di động MSC: 24
2.2.3.2. Bộ ghi định vị thường trú (HLR - Home Location Register): 25
2.2.3.3. Bộ ghi định vị tạm trú (VLR - Visitor Location Register): 25
2.2.3.4. Thanh ghi nhận dạng thiết bị (EIR - Equipment Identity Register): 26
2.2.3.5. Khối trung tâm nhận thực AuC (Aunthentication Center) 26
2.2.4. Phân hệ khai thác và bảo dưỡng (OSS) 27
2.2.4.1. Khai thác và bảo dưỡng mạng: 27
2.2.4.2. Quản lý thuê bao: 28
2.2.4.3. Quản lý thiết bị di động: 28
2.3. Giao diện vô tuyến số 28
2.3.1. Kênh vật lý 28
2.4. Các mã nhận dạng sử dụng trong hệ thống GSM 29


Phần II
TỐI ƯU HÓA MẠNG GSM

Chương III
TÍNH TOÁN MẠNG DI ĐỘNG GSM

3.1. Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng phủ sóng 34
3.1.1. Tổn hao đường truyền sóng vô tuyến 34
3.1.1.1. Tính toán lý thuyết 35
3.1.2. Vấn đề Fading 37
3.1.3. Ảnh hưởng nhiễu C/I và C/A 37
3.1.3.1. Nhiễu đồng kênh C/I: 38
3.1.3.2. Nhiễu kênh lân cận C/A: 39
3.1.3.3. Một số biện pháp khắc phục 40
3.1.4. Phân tán thời gian 41
3.1.4.1. Các trường hợp phân tán thời gian 42
3.1.4.2. Một số giải pháp khắc phục 44
KẾT LUẬN 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO 47