nhoknhadau_rukato
New Member
Download miễn phí Đồ án Tổng quan về mạng thông tin di động GSM - GPRS
LỜI NÓI ĐẦU
Trong 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 cách 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 chức 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 Thank 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 Thank 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.
PHẦN MỞ ĐẦU
Đề tài được chia làm ba phần:
ã Phần I: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VIỄN THÔNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
ã Phần II: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG GSM
ã Phần III: lỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG GPRS
Phần I: của đề tài sẽ đề cập tới những vấn đề cơ bản nhất về mạng thông tin di động
Phần 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)
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
MN với mục đích sử dụng các dịch vụ PTM-G (Point To Multipoint – GPRS) hay GPRS PTP (GPRS Point To Point). Điều này có được ngay sau khi MS quyết định sử dụng dịch vụ GPRS. MS tự nhận biết do sử dụng đặc tính GSM của nó là số hiệu nhận dạng thuê bao di động IMSI (International Mobile Station Indentity) và số hiệu nhận dang tuyến logic tạm thời TLLI (Temporary Logical Link Identity).Rời khỏi GPRS:
Rời khỏi GPRS được thực hiện khi MS thông báo tới PLMN về sự chuẩn bị kết thúc sử dụng dịch vụ GPRS. Một lần nữa, MS tự nhận biết do sử dụng đặc tính GSM của nó.
Đăng ký thông số dịch vụ:
Đăng ký thông số dịch vụ cho phép thuê bao tối ưu hiện trạng (profile) dịch vụ hiện tại để thực hiện các yêu cầu cần thiết thực tế của các thuê bao nắm trong khuôn khổ hiện trạng thuê bao. Kết quả đăng ký sẽ được thông báo lại MS trong thời hạn (term) được chấp nhận hay được đăng ký (accepted/registered) hay không được chấp nhận/không được đăng ký. Hiện trạng dịch vụ được đăng ký có hiệu lực trong toàn bộ quá trình thực hiện GPRS cho tới khi có sự thay đổi trong quá trình đăng ký, xóa hay thay đổi hiện trạng thuê bao. Các thông số dịch vụ có thể được sửa đổi bao gồm: mức độ ưu tiên, mức độ tin cậy, khả năng tiếp thông (throighput), trễ, chức năng bảo an, …
Hình 4.1. cho thấy lưu đồ trạng thái của MS và SGSN là tương tự nhau:
Hình 4.1. Lưu đồ trạng thái nhập/tách khỏi GPRS
Chuyển từ trạng thái rỗi (Idle) sang trạng thái sẵn sàng (Ready):
Khi chuyển từ trạng thái rỗi sang sẵn sàng, trước tiên máy di động phải thực hiện đăng nhập và nếu thành công nó sẽ được mạng (SGSN) nhận biết. Nếu không thành công, máy di dộng sẽ quay lại trạng thái rỗi và SGSN cũng tương tự.
Khi ở trạng thái sẵn sàng, giao thức dữ liệu gói PDP được kích hoạt cho phép người sử dụng MS được thiết lập lớn phiên (session) dữ liệu gói với mạng dữ liệu gói (PDN), điều này tạo liên kết mạng dữ liệu gói PDN (Packet Data Network) giữa MS và SGSN.
Trong phạm vi PDP có hiệu lực, có thể truyền các khối dữ liệu giao thức PDU (Packet Data Unit). Một khi quá trình phát các PDU kết thúc thì bộ định thời cho trạng thái sẵn sàng (Ready Timer) bắt đầu hoạt động với giá trị mặc định nhưng có thể thay đổi bởi SGSN. Tuy nhiên, cả hai MS và SGSN phải sử dụng cùng một giá trị. Lúc này MS sẽ cập nhật cùng định tuyến (Routing Area).
Chuyển từ trạng thái sẵn sàng sang trạng thái dự phòng (Standby):
Trường hợp này xảy ra khi mãn hạn bộ định thời cho trạng thái sẵn sàng hay sự cưỡng chế từ MS hay SGSN. Nếu xảy ra một trong các điều kiện vừa nêu trên giao diện RLC/MAC thì sau đó MS chuyển sang trạng thái dự phòng. Ở trường hợp này chỉ còn cập nhật vùng định tuyến.
Chuyển từ trạng thái dự phòng sang trạng thái sẵn sàng:
Một khi các khối PDU được phát/thu, MS và SGSN sẽ chuyển sang trạng thái sẵn sàng và vùng PDP được khởi hoạt.
Chuyển từ trạng thái dự phòng sang trạng thái rỗi:
Khi ở chế độ dự phòng thì bộ định thời thứ 2 cũng hoạt động. Khi mãn hạn định thời hay một bản tin MAP (Mobile Application Part) cũng hủy bỏ vị trí (Cancel Location) thu được từ HLR thì sau đó nó thực hiện chuyển sang trạng thái rỗi. Vùng PDP (Packet Data Protocol) và MM (Mobile Management) được chuyển đi từ MS, SGSN và GGSN.
Chuyển từ trạng thái sẵn sàng sang trạng thái rỗi:
Do tách khỏi GPRS hay hủy bỏ vị trí định vị sẽ làm thay đổi trạng thái từ sẵn sàng sang trạng thái rỗi và trong quá trình này, cả hai phạm vi PDP và MM sẽ được chuyển bỏ vì MS không còn được tiếp tục kết nối tới mạng GPRS.
4.5.2. Đăng nhập và rời khỏi GPRS:
Trong quá trình đăng nhập GPRS, MS chuyển trạng thái của nó từ rỗi IDLE sang trạng thái sẵn sàng READY. Điều này có thể được thực hiện khi thuê bao mở máy hay khi thuê bao kích hoạt GPRS cho máy đầu cuối đã đăng nhập IMSI.
Khi rời khỏi GPRS thì MS chuyển trạng thái của nó từ sẵn sàng READY hay dự phòng STANDBY sang trạng thái rỗi IDLE. Công việc này có thể được thực hiện khi thuê bao tắt nguồn máy di động hay ngừng kích hoạt GPRS thiết bị di động có đăng nhập IMSI.
a. Đăng nhập GPRS:
Quá trình đăng nhập GPRS rất giống quá trình cập nhật vùng định tuyến. Vì vậy chỉ những điều khác biệt giữa đăng nhập và cập nhật được trình bày như sau:
Có hai sự khác biệt:
- Không có các bản tin về khung giao thức PDP được trao đổi (ví dụ như giữa hai SGSN như ở quá trình cập nhật vùng định tuyến ngoài SGSN) vì toàn bộ các khung giao thức PDP không hoạt động do MS đã thoát khỏi GPRS.
- Nếu thẻ SIM là mới thì bước đầu tiên khi yêu cầu đăng nhập MS cần phát đi yêu cầu này cùng với số nhận dạng IMSI không có P-TMSI bởi MS không có P-TMSI.
Trong quá trình đăng nhập GPRS cũng có thể kết hợp quá trình đăng nhập IMSI nếu giao diện Gs giữa MSC/VLR và SGSN được trang bị. Nếu giao diện này không được trang bị và nếu MS muốn thực hiện cả đăng nhập GPRS và IMSI thì MS sẽ thực hiện đăng nhập IMSI trước.
b. Rời khỏi GPRS:
Chức năng rút khỏi GPRS cho phép MS thông tin cho mạng là MS muốn rút khỏi GPRS hay kết hợp rút khỏi GPRS/IMSI. Chức năng rút khỏi GPRS ngầm định cũng có thể sau khi định thời phạm vi di động đã mãn hạn hay sau khi một sự cố vô tuyến không thể khắc phục được do mất tuyến logic. Lúc này mạng sẽ tự cắt MS mà không cần thông báo cho nó (bởi vì ở các trường hợp này MS cũng không còn duy trì được lâu hơn).
Ở bản tin yêu cầu rút khỏi GPRS do MS phát đi có một dấu hiệu để thông báo cho SGSN biết để rút khỏi GPRS này phải do thiết bị tắt nguồn hay không. Điều này cần làm bởi nếu do tắt nguồn thì SGSN không cần phát đi bất kì bản tin tiếp nhận rút tách nào cho MS (Bởi vì MS không thể thu được).
Hình 4.2. Rời khỏi GPRS do MS khởi xướng
Quá trình rời khỏi GPRS cũng có thể kết hợp với quá trình rút tách IMSI nếu giao diện Gs giữa MSC/VLR và GGSN được trang bị. Nếu giao diện Gs không được trang bị mà MS muốn thực hiện cả rời khỏi GPRS và IMSI thì MS thực hiện rời khỏi GPRS trước.
Quá trình rời khỏi GPRS khởi xướng từ MS (không yêu cầu rút tách IMSI và không trang bị giao diện Gs) mô tả ở hình 4.2 và được diễn giải như sau:
1. MS phát bản tin yêu cầu tách khỏi GPRS (mà không rút IMSI) có chứa số nhận dạng P-TMSI tới SGSN.
2. Các khung giao thức PDP đang hoạt động ở GGSN riêng cho MS này bị ngừng hoạt dộng do SGSN phát bản tin yêu cầu xóa khung PDP có chứa bộ nhận dạng kênh Tunnel TID tới GGSN. GGSN xác nhận bằng đáp ứng xóa khung PDP có chứa TID tương ứng.
3. MS muốn tiếp tục giữ đăng nhập IMSI, tức là vẫn tiếp tục dịch vụ thoại và SMS nên chỉ thực hiện rời khỏi GPRS. Lúc này SGSN phát đi chỉ thị rút khỏi GPRS có chứa IMSI tới VLR. VLR cắt bỏ sự liên kết với SGSN và tiến hành cập nhật định vị cứng như đánh số mà không cần qua SGSN.
4. Công việc rời khỏi GPRS này không phải do cắt nguồn thiết bị nên SGSN phát tới MS bản tin tiếp nhận rút tách.
Quá trình rút tách kết hợp GPRS/IMSI do MS khởi xướng được mô tả ở hình 4.3 diễn giải chi tiết như sau:
Hình 4.3. Rút tách kết hợp GPRS/VLR do MS khởi xướng
1. MS phát tới SGSN bản tin yêu cầu rút tách kết hợp GPRS/VLR có
chứ...