Đồ án Công nghệ GSM và quá trình phát triển GSM lên 3G

MỤC LỤC MỤC LỤC 1 LỜI NÓI ĐẦU 4 CHƯƠNG 1. MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 5 I. Giới thiệu chung về GSM 5 1. Giới thiệu về GSM 5 2. Lịch sử mạng GSM 5 3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng GSM 5 4. Băng tần sử dụng trong mạng GSM 6 5. Phương pháp truy nhập trong mạng GSM 7 II. Cấu trúc của hệ thống thông tin di động GSM 8 1. Cấu trúc của hệ thống 8 2. Chức năng của các phần tử trong hệ thống 9 2.1. Hệ thống con chuyển mạch SS 9 2.2. Hệ thống con trạm gốc BSS 10 2.3. Hệ thống con khai thác OSS 11 2.4. Trạm di động MS 12 III. Quá trình xử lý các tín hiệu số và biến đổi vào sóng vô tuyến 12 1. Chuyển đổi A/D 13 2. Mã hóa tiếng 13 3. Mã hóa kênh 13 4. Ghép xen 14 5. Mật mã hóa 14 6. Điều chế 15 7. Cân bằng Viterbi 15 8. Chuyển đổi D/A 16 IV. Giao diện vô tuyến Um 16 1. Kênh vật lý 16 2. Kênh logic 19 2.1. Kênh lưu lượng TCH 19 2.2. Kênh báo hiệu điều khiển 19 V. Các trường hợp thông tin 20 1. Các trạng thái của máy di động MS 20 2. Thủ tục nhập mạng 20 3. Lưu động và cập nhật vị trí 20 4. Thủ tục rời mạng 21 5. Các trường hợp cuộc gọi 21 5.1. Trạm di động MS thực hiện cuộc gọi 21 5.2. Trạm di động MS nhận cuộc gọi 23 6. Các trường hợp chuyển giao (Handover) 25 VI. Các dịch vụ trong GSM 25 VII. Bảo mật trong GSM 26 1. Đánh số nhận dạng thuê bao và các vùng mạng 26 2. Nhận thực thuê bao 27 CHƯƠNG 2. LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN TỪ GSM LÊN 3G 28 I. Giới thiệu 28 II. Lộ trình phát triển từ GSM lên 3G 28 1. Công nghệ số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSCSD 29 2. Dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS 31 2.1. Giới thiệu GPRS 31 2.2. Các đặc điểm của mạng GPRS 31 2.3. Cấu trúc của mạng GPRS 33 2.4. Giao thức trong mạng GPRS 36 2.5. Giao diện vô tuyến 37 a. Lớp vật lý của GPRS 37 b. RLC/MAC của GPRS 38 c. Lớp điều khiển đường truyền logic LLC 38 2.6. Các chức năng của GPRS 39 2.7. Nhập mạng GPRS 47 2.8. Khả năng phát triển của GPRS lên 3G 48 3. Tốc độ số liệu tăng cường để phát triển GSM (EDGE) 49 3.1. Kỹ thuật điều chế trong EDGE 49 3.2. Giao tiếp vô tuyến 50 CHƯƠNG 3. CÔNG NGHỆ W-CDMA 52 I. Giới thiệu 52 II. Các đặc điểm của W-CDMA 52 III. Các đặc tính cơ bản của W-CDMA 53 IV. Cấu trúc mạng W-CDMA 54 V. Các dịch vụ trong mạng W-CDMA 58 VI. Giao diện vô tuyến 58 1. Các kênh logic 60 2. Các kênh truyền tải 60 3. Các kênh vật lý 61 3.1. Các kênh vật lý đường lên 61 3.2. Các kênh vật lý đường xuống 62 VII. Các giải pháp kỹ thuật trong W-CDMA 63 1. Thiết bị thu phát vô tuyến trong hệ thống TTDĐ thế hệ 3 63 a. Máy phát 63 b. Máy thu 63 2. Mã hóa và đan xen 64 2.1. Mã vòng 64 2.2. Mã xoắn 65 2.3. Mã Turbo 66 2.4. Đan xen trong W-CDMA 66 3. Điều chế BPSK và QPSK 67 3.1. Điều chế BPSK 67 3.2. Điều chế QPSK 68 4. Điều khiển công suất và chuyển giao 69 4.1. Điều khiển công suất 69 a. Điều khiển công suất vòng hở OLPC 70 b. Điều khiển công suất vòng kín CLPC 70 4.2. Chuyển giao 71 a. Chuyển giao mềm 71 b. Chuyển giao mềm hơn 72 c. Chuyển giao cứng 72 VIII. Kỹ thuật trải phổ trong W-CDMA 72 1. Giới thiệu 72 2. Nguyên lý trải phổ DSSS 74 3. Mã trải phổ 74 4. Các hệ thống DSSS – BPSK 76 4.1. Máy phát DSSS – BPSK 76 4.2. Máy thu DSSS – BPSK 77 5. Các hệ thống DSSS – QPSK 79 5.1. Máy phát DSSS – QPSK 79 5.2. Máy thu DSSS – QPSK 80 IX. Thiết lập một cuộc gọi trong W-CDMA UMTS 81 KẾT LUẬN 85 BẢNG TRA CỨU CÁC TỪ VIẾT TẮT 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 LỜI NÓI ĐẦU Từ xưa tới nay, thông tin liên lạc luôn là một lĩnh vực quan trọng của đời sống xã hội. Đặc biệt là ngày nay khi mà mạng thông tin di động đang ngày càng phát triển mạnh mẽ thì nhu cầu của con người không chỉ dừng lại ở đó. Công nghệ GSM có những đặc tính nổi bật như dung lượng lớn, tính bảo mật cao,…Tuy nhiên vì là hệ thống băng thông hẹp, sử dụng công nghệ chuyển mạch kênh nên GSM chỉ có thể hỗ trợ truyền số liệu với tốc độ tối đa là 9,6 kbit/s, không đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng về các dịch vụ mới như truyền số liệu tốc độ cao, điện thoại có hình, truy cập Internet tốc độ cao từ máy di động và các dịch vụ truyền thông đa phương tiện khác. Vì những lí do trên, các nhà khai thác GSM đang từng bước nâng cấp mạng GSM. Tuy nhiên việc loại bỏ hẳn công nghệ đang dùng để tiếp cận ngay mạng 3G là rất tốn kém về mặt kinh tế. Vì vậy họ phải chọn giải pháp nâng cấp mạng GSM qua bước trung gian 2,5G để tạm thời đáp ứng nhu cầu của người sử dụng cũng như chuẩn bị cơ sở hạ tầng kỹ thuật sau đó mới tiến lên 3G. Để có thể nắm vững các kỹ thuật sử dụng trong quá trình nâng cấp GSM lên 3G cũng như tìm hiểu về công nghệ W-CDMA, em đã chọn đề tài “ Công nghệ GSM và quá trình phát triển GSM lên 3G ” . Nội dung trình bày trong bản đồ án: Chương 1: Mạng thông tin di động GSM Chương 2: Lộ trình phát triển từ GSM lên 3G Chương 3: Công nghệ W-CDMA Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Nguyễn Quốc Trung đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Công Nghệ trường Đại Học Vinh đã chỉ bảo cho em trong suốt thời gian qua. Vinh, ngày 03 tháng 05 năm 2009 Sinh viên thực hiện Hoàng Thị Huệ CHƯƠNG I MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GSM 1. Giới thiệu về GSM GSM (Global System for Mobile Communication) - hệ thống viễn thông toàn cầu, sử dụng tần số 900 MHz cũng như 1800 MHz ở Châu Âu và 1900 MHz ở Bắc Mỹ. GSM hỗ trợ truyền thoại với tốc độ 13 kbit/s và truyền số liệu với tốc độ 9,6 kbit/s. Mạng GSM sử dụng phương pháp đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA kết hợp đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA. 2. Lịch sử mạng GSM Vào đầu thập niên 1980, tại Châu Âu người ta phát triển một mạng điện thoại di động chỉ sử dụng trong một vài khu vực. Sau đó vào năm 1982 nó được chuẩn hóa bởi CEPT (European Conference of Postal and Telecommunications Administrations) và tạo ra Groupe Spéccial Mobile (GSM) với mục đích sử dụng chung cho toàn Châu Âu. Mạng điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM được xây dựng và đưa vào sử dụng đầu tiên bởi Radiolinja ở Phần Lan. Vào năm 1989 công việc quản lý tiêu chuẩn và phát triển mạng GSM được chuyển cho viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (European Telecommunications Standards Institute - ETSI) và các tiêu chuẩn, đặc tính phase 1 của công nghệ GSM được công bố vào năm 1990. Vào cuối năm 1993 đã có hơn 1 triệu thuê bao sử dụng mạng GSM của 70 nhà cung cấp dịch vụ trên 48 quốc gia. 3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng GSM Hệ thống thông tin di động GSM cho phép chuyển vùng tự do của các thuê bao trong châu Âu, có nghĩa là một thuê bao có thể thâm nhập sang mạng của nước khác khi di chuyển qua biên giới. Trạm di động GSM – MS (GSM Mobile Station) phải có khả năng trao đổi thông tin tại bất cứ nơi nào trong vùng phủ sóng quốc tế. * Về khả năng phục vụ: - Hệ thống được thiết kế sao cho MS có thể dùng được trong tất cả các nước có mạng. - Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép sự linh hoạt lớn nhất cho các loại dịch vụ khác liên quan tới mạng số liên kết đa dịch vụ (ISDN). - Tạo một hệ thống có thể phục vụ cho các MS trên các tàu viễn dương như một mạng mở rộng cho các dịch vụ di động mặt đất. * Về chất lượng phục vụ và an toàn bảo mật: - Chất lượng của thoại trong GSM phải ít nhất có chất lượng như các hệ thống di động tương tự trước đó trong điều kiện vận hành thực tế. - Hệ thống có khả năng mật mã hoá thông tin người dùng mà không ảnh hưởng gì đến hệ thống cũng như không ảnh hưởng đến các thuê bao khác không dùng đến khả năng này. * Về sử dụng tần số: - Hệ thống cho phép mức độ cao về hiệu quả của dải tần mà có thể phục vụ ở vùng thành thị và nông thôn cũng như các dịch vụ mới phát triển. - Dải tần số hoạt động là 890-915 và 935-960 Mhz. - Hệ thống GSM 900Mhz phải có thể cùng tồn tại với các hệ thống dùng 900Mhz trước đây. * Về mạng: - Kế hoạch nhận dạng dựa trên khuyến nghị của CCITT. - Kế hoạch đánh số dựa trên khuyến nghị của CCITT. - Hệ thống phải cho phép cấu trúc và tỷ lệ tính cước khác nhau khi được dùng trong các mạng khác nhau. - Trung tâm chuyển mạch và các thanh ghi định vị phải dùng hệ thống báo hiệu được tiêu chuẩn hoá quốc tế. - Chức năng bảo vệ thông tin báo hiệu và thông tin điều khiển mạng phải được cung cấp trong hệ thống 4. Băng tần sử dụng trong mạng GSM Hệ thống GSM làm việc trong băng tần 890 – 960 MHz, chia làm 2 phần: - Băng tần lên (Uplink band) từ 890 – 915 MHz cho các kênh vô tuyến từ MS đến BTS - Băng tần xuống (Downlink band) từ 935 – 960 MHz cho các kênh vô tuyến từ BTS đến MS Mỗi băng rộng 25MHz, chia làm 124 sóng mang tương đương với 124 kênh vô tuyến. Các sóng mang cạnh nhau cách nhau 200KHz. Mỗi kênh sử dụng 2 tần số riêng biệt cho đường lên và cho đường xuống. Các kênh này được gọi là kênh song công. Khoảng cách giữa 2 tần số là không đổi và bằng 45MHz. Kênh vô tuyến này có 8 khe thời gian, mỗi khe thời gian là một kênh vật lý để trao đổi giữa BTS và MS. Ngoài băng tần cơ sở còn có băng tần GSM mở rộng và băng tần DCS: - Băng tần GSM mở rộng: 882 – 915MHz và 927 – 960 MHz - Băng tần DCS: 1710 – 1785 MHz và 1805 – 1880 MHz 5. Phương pháp truy nhập trong mạng GSM Mạng GSM sử dụng phương pháp TDMA (Time Division Multiple Access) kết hợp FDMA (Frequency Division Multiple Access). - Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA: Khi có yêu cầu một cuộc gọi thì một kênh vô tuyến được ấn định. Các thuê bao khác nhau dùng chung một kênh nhờ cài xen thời gian. Mỗi thuê bao được cấp một khe thời gian trong cấu trúc khung tuần hoàn 8 khe. - Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA: Phục vụ các cuộc gọi theo các kênh tần số khác nhau. Người dùng được cấp phát một kênh trong tập hợp các kênh trong lĩnh vực tần số. Phổ tần số được chia thành 2N dải tần số kế tiếp, cách nhau một khoảng bảo vệ. Mỗi dải tần được gán cho một kênh liên lạc, N dải dành cho liên lạc hướng lên, N dải còn lại cho liên lạc hướng xuống. Các kênh tần số được sử dụng ở GSM nằm trong dải tần quy định 900 MHz xác định theo công thức: FL = 890,2+0,2(n-1) MHz FU = FL(n) + 45 MHz 1 ≤ n ≤ 124 Trong đó: FL: Tần số ở nửa băng thấp FU: Tần số ở nửa băng cao 0,2 MHz: Khoảng cách giữa các kênh lân cận 45 MHz: Khoảng cách thu phát n: Số kênh tần vô tuyến Để cho các kênh lân cận không gây nhiễu cho nhau mỗi BTS phủ một ô của mạng phải sử dụng các tần số cách xa nhau và các ô sử dụng các tần số giống nhau hoặc gần nhau cũng phải xa nhau. Truyền dẫn ở GSM được chia thành các cụm (Burst) chứa hàng trăm bit đã được điều chế. Mỗi cụm được phát đi trong một khe thời gian 577 µs ở trong một kênh tần số có độ rộng 200KHz. Mỗi một kênh tần số cho phép tổ chức các khung thâm nhập theo thời gian, mỗi khung bao gồm 8 khe thời gian từ TS0 đến TS7. II. CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 1. Cấu trúc của hệ thống Một hệ thống GSM được chia thành các hệ thống con sau đây: - Hệ thống con chuyển mạch (SS – Switching Subsystem ) - Hệ thống con trạm gốc (BSS – Base Station Subsystem) - Hệ thống con khai thác (OSS – Opration Subsystem) - Trạm di động (MS – Mobile Station) * Hệ thống con chuyển mạch SS bao gồm các khối chức năng sau: - Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động (MSC – Mobile Services Switching Center) - Bộ ghi định vị thường trú ( HLR – Home Location Register) - Bộ ghi định vị tạm trú ( VLR – Visitor Location Registor) - Trung tâm nhận thực ( AUC – Authentication Center) - Bộ ghi nhận dạng thiết bị (EIR – Equipment Identification Register) - Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động cổng (GMSC – Gateway MSC) * Hệ thống con trạm gốc BSC gồm các khối chức năng sau: - Bộ điều khiển trạm gốc ( BSC – Base Station Controller) - Trạm thu phát gốc ( BTS – Base Transceiver Station) * Hệ thống con khai thác OSS gồm các khối chức năng sau: - Trung tâm quản lý mạng ( NMC – Network Management Center) - Trung tâm quản lý và bảo dưỡng ( OMC – Operation & Maintenance Center) * Trạm di động MS gồm: - Thiết bị di động (ME – Mobile Equipment) - Modul nhận dạng thuê bao (SIM – Subscriber Identity Module)
 2. Chức năng của các phần tử trong hệ thống 2.1. Hệ thống con chuyển mạch SS Hệ thống con chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lí di động của thuê bao. Chức năng chính của SS là quản lí thông tin giữa những người sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác. - Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động MSC Tổng đài di động MSC thực hiện chức năng chuyển mạch cho các thuê bao di động thông qua trường chuyển mạch của nó. MSC quản lí việc thiết lập cuộc gọi, điều khiển cập nhật vị trí và thủ tục chuyển giao giữa các MSC. Việc cập nhật vị trí của thuê bao cho phép tổng đài di động MSC nhận biết được vị trí của các thuê bao di động trong quá trình tìm gọi trạm di động MS. MSC có tất cả các chức năng của một tổng đài cố định như tìm đường, định tuyến, báo hiệu,… Điều khác biệt giữa tổng đài của mạng cố định ( PSTN, ISDN, …) và MSC là MSC thực hiện xử lý cho các thuê bao di động, thực hiện chuyển vùng giữa các cell. Chức năng của tổng đài MSC ngoài việc kết nối với các phần tử của mạng di động nó còn kết nối với các phần tử của mạng khác như PSTN, ISDN, PSPDN, CSPDN, PLMN. MSC thực hiện chức năng trên gọi là MSC cổng (GMSC). Việc giao tiếp với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho những người sử dụng mạng GSM đòi hỏi cổng thích ứng ( Các chức năng tương tác IWF – Interworking Function). IWF là cổng giao tiếp giữa người dùng mạng GSM với các mạng ngoài. Nó có thể được thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng. - Bộ ghi định vị thường trú HLR HLR chứa đầy đủ các thông tin liên quan đến việc đăng ký dịch vụ và vị trí của các thuê bao. Thường HLR là một máy tính đứng riêng không có khả năng chuyển mạch nhưng có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao. Khi mạng có thêm một thuê bao mới thì các thông tin về thuê bao sẽ được đăng ký trong HLR. - Bộ ghi định vị tạm trú VLR Là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng GSM, chứa các thông tin về vị trí hiện thời của thuê bao di động trong vùng phục vụ của MSC tương ứng và đồng thời lưu giữ số liệu về vị trí của các thuê bao nói trên để cập nhật cho MSC với mức độ chính xác hơn HLR. - Trung tâm nhận thực AUC Được nối đến HLR, chức năng của AUC là cung cấp cho HLR các tần số nhận thực và các khóa mật mã để sử dụng cho bảo mật. Đường vô tuyến cũng được AUC cung cấp mã bảo mật để chống nghe trộm, mã này được thay đổi riêng biệt cho từng thuê bao. - Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR EIR có chức năng kiểm tra tính hợp lệ của thiết bị di động ME thông qua số liệu nhận dạng di động quốc tế (IMEI – International Mobile Equipment Identity) và chứa các số liệu về phần cứng của thiết bị. 2.2. Hệ thống con trạm gốc BSS Là một hệ thống các thiết bị đặc thù riêng cho các tính chất tổ ong vô tuyến của GSM. BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài và nhờ vậy đấu nối những người sử dụng các trạm di động với những người sử dụng viễn thông khác. BSS bao gồm 2 loại thiết bị: BTS giao diện với MS và BSC giao diện với MSC. - Trạm thu phát gốc BTS Bao gồm các thiết bị thu phát, anten và xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện vô tuyến. Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU (khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ). TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hóa và giải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM được tiến hành, ở đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số liệu. - Bộ điều khiển trạm gốc BSC Có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ BTS và MS, chủ yếu là các lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao. Một BSC trung bình có thể quản lý tới vài chục BTS phụ thuộc vào lưu lượng của các BTS này. 2.3. Hệ thống con khai thác OSS OSS thực hiện 3 chức năng chính sau: - Khai thác và bảo dưỡng mạng: + Khai thác: Là hoạt động cho phép các nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của mạng như: tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao (Handover) giữa hai ô,…Nhờ vậy nhà khai thác có thể giám sát được toàn bộ chất lượng của dịch vụ mà họ cung cấp cho khách hàng và kịp thời xử lý các sự cố. Khai thác cũng bao gồm việc thay đổi cấu hình để giảm những vấn đề xuất hiện ở thời điểm hiện thời, để chuẩn bị tăng lưu lượng trong tương lai, để tăng vùng phủ sóng. + Bảo dưỡng: Có nhiệm vụ phát hiện, định vị, sửa chữa các sự cố và hỏng hóc. Nó có một số quan hệ với khai thác. Bảo dưỡng cũng bao gồm cả các hoạt động tại hiện trường nhằm thay thế thiết bị có sự cố. - Quản lý thuê bao và tính cước: Bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao. Nhiệm vụ đầu tiên là nhập và xóa thuê bao khỏi mạng. Đăng ký thuê bao cũng có thể rất phức tạp, bao gồm nhiều dịch vụ và các tính năng bổ sung. Quản lý thuê bao ở mạng GSM chỉ liên quan đến HLR và một số thiết bị OSS riêng, chẳng hạn mạng nối HLR với các thiết bị giao tiếp người máy ở các trung tâm giao dịch với thuê bao. Simcard cũng đóng vai trò như một bộ phận của hệ thống quản lý thuê bao. - Quản lý thiết bị di động: Được bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR thực hiện. EIR lưu giữ tất cả các dữ liệu liên quan đến trạm di động. EIR được nối đến MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra sự được phép của thiết bị. Một thiết bị không được phép sẽ bị cấm. 2.4. Trạm di động MS MS có thể là thiết bị xách tay, thiết bị đặt trong ô tô hay thiết bị cầm tay. Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện vô tuyến, MS còn phải cung cấp các giao diện với người sử dụng như: micro, loa, màn hiển thị, bàn phím để quản lý cuộc gọi hoặc giao diện với một số thiết bị khác như máy tính cá nhân, Fax… MS thực hiện hai chức năng: - Thiết bị vật lý để giao tiếp giữa thuê bao di động với mạng qua đường vô tuyến - Đăng ký thuê bao: mỗi thuê bao phải có một thẻ gọi là Simcard để truy nhập vào mạng Về cấu trúc MS gồm hai phần chính: - Thiết bị di động ME: là bộ phận để xử lý các công việc chung như thu, phát, … - Modul nhận dạng thuê bao SIM: là thành phần để nhận dạng thuê bao trong quá trình MS hoạt động trong mạng, nó là một card điện tử thông minh có thể lưu trữ thông tin. III. QUÁ TRÌNH XỬ LÝ CÁC TÍN HIỆU SỐ VÀ BIẾN ĐỔI VÀO SÓNG VÔ TUYẾN
 Ở máy phát, tiếng từ Micro qua bộ lọc thông dải 0,3 – 3,4 KHz đưa vào bộ A/D. Tại đây tiến hành lấy mẫu (8000 mẫu/s), sử dụng 13 bit để mã hóa tương ứng tốc độ 8000 x 13 = 104 kbit/s. Tín hiệu 13 bit, 8000 mẫu/s được chia ra các khoảng 160 mẫu/20ms (chia 8000 mẫu/s thành 50 đoạn) đưa vào mã hóa tiếng. Sau mã hóa tiếng dòng số ra là 260bit/20ms. 260 bit này được phân cấp theo tầm quan trọng và được mã hóa kênh. Sau mã hóa kênh tín hiệu được ghép xen, mật mã hóa, lập khuôn cụm và sau đó được điều chế vào sóng mang trong dải tần GSM. Ở máy thu tiến hành giải điều chế, cân bằng Viterbi. Sau đó tín hiệu được giải mật mã, giải mã kênh, giải mã tiếng, qua bộ D/A và tới loa. 1. Chuyển đổi A/D Biến đổi tín hiệu thoại tương tự từ micro của MS bên phát sang tín hiệu PCM 13 bit/mẫu, tần số lấy mẫu 8 KHz để đưa đến bộ mã hóa. 2. Mã hóa tiếng Để có thể cho ra tiếng nói 13 kbit/s, bộ mã hóa này dựa trên nguyên lý mã hóa phân tích bằng cách tổng hợp thông qua việc sử dụng phương pháp mã hóa dự đoán tuyến tính kích thích xung đều. Bộ mã hóa tiếng đưa các khối 260 bit/20 ms đến bộ mã hóa kênh. Các bit này được chia thành 182 bit loại I (các bit được bảo vệ), 78 bit loại II (các bit không được bảo vệ). 3. Mã hóa kênh Mã hóa kênh truyền thêm các bit dư vào vòng dữ liệu để bên thu có thể phát hiện và sửa lỗi bit sinh ra trong quá trình truyền. Thuật toán mã hóa tiếng đưa ra một khối 260 bit/20ms tương ứng 13 kbit/s. Bộ mã hóa kênh thêm 3 bit parity vào mỗi 50 bit rất quan trọng (mã hóa khối) tạo thành 53 bit. 53 bit này cộng thêm 132 bit quan trọng và 4 bit đuôi tiếp tục được mã hóa nhập thành 378 bit