Xem mẫu
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
MỤC LỤC
BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT...................................................................................................2
............................................................................................................................................4
LỜI MỞ ĐẦU..........................................................................................................................................................4
CHƯƠNG I: MẠNG DI ĐỘNG GSM.................................................................................................................5
1.1 Giới thiệu chung.......................................................................................................................................... 5
1.2 Các đặc trưng cơ bản của hệ thống GSM...................................................................................................6
1.3 Cấu trúc mạng GSM..................................................................................................................................... 7
1.4.1 MS (Mobile station)...............................................................................................................................7
1.4.2 BSS (Base Station System - Hệ thống trạm gốc)................................................................................8
1.4.3 NSS (Network Switching System - Hệ thống chuyển mạch)............................................................9
1.4.4 Khối TRAU..........................................................................................................................................11
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ BTS HÃNG ALCATEL - LUCENT.........................................................12
2.1 Giới thiệu chung về BTS.............................................................................................................................12
2.1.1 Khái niệm về BTS..............................................................................................................................12
2.1.2 Vị trí của BTS trong hệ thống GSM .................................................................................................12
2.1.3 Phân loại BTS......................................................................................................................................13
2.2.1 Cấu trúc chung của hệ thống BTS.....................................................................................................15
2.2.2 Cấu trúc và chức năng của các khối chính trong hệ thống BTS....................................................16
2.3 Nguyên lý hoạt động của BTS.....................................................................................................................19
2.3.1 Kết nối các khối chức năng trong hệ thống BTS.............................................................................19
2.3.2 BCB (Base Station Control Bus).........................................................................................................19
2.3.3 BSII (Base Station Internal Interface).................................................................................................19
2.3.4 Nguyên lý hoạt động của BTS...........................................................................................................20
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN MẠNG DI ĐỘNG GSM....................................................................................22
3.1 Lưu lượng trong mạng GSM.......................................................................................................................22
3.2 Cấp độ dịch vụ - GoS (Grade of Service)................................................................................................. 23
3.3 Nhiễu đồng kênh C/I...................................................................................................................................24
3.4 Tái sử dụng lại tần số................................................................................................................................ 25
3.4.1 Khái Niệm............................................................................................................................................25
3.4.2 Các mẫu tái sử dụng tần số...............................................................................................................28
3.5 Các cấu hình của trạm BTS........................................................................................................................33
3.5.1 Cấu hình 4/4/4 (cấu hình Full)...........................................................................................................33
3.5.2 Cấu hình 2/2/2....................................................................................................................................33
CHƯƠNG IV: DRIVE TEST TRONG MẠNG GSM......................................................................................34
4.1 Mục đích của việc thực hiện Drive Test.................................................................................................... 34
4.2 Thiết bị đo và thủ tục đo drive test............................................................................................................. 34
4.2.1 Đội Drive test.......................................................................................................................................34
4.2.2 Thiết bị Drive test và các nguồn hỗ trợ.............................................................................................34
4.2.3 Thủ tục đo............................................................................................................................................35
4.3 Drive test trong chu trình tối ưu .................................................................................................................37
4.3.1 Drive test..............................................................................................................................................38
4.3.2 Phân tích dữ liệu..................................................................................................................................39
4.3.3 Yêu cầu thay đổi cấu hình Site..........................................................................................................52
4.3.4 Thực hiện.............................................................................................................................................52
Ngô Ngọc Cảnh 1 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
CHƯƠNG V: BÀI TOÁN THỰC TẾ.................................................................................................................53
5.1 Xây dựng các trạm BTS phục vụ cho một vùng..........................................................................................53
5.1.1 Các yếu tố cần quan tâm trước khi đi vào tính toán.......................................................................53
5.1.2 Bài toán thực tế...................................................................................................................................54
5.2 Báo cáo Drive test chất lượng mạng tại Bát Tràng – Hà Nội....................................................................57
Thực hiện Drive Test trạm Bát Tràng và phân tích ta có kết quả sau:............................................................ 57
5.2.1Thống kê cuộc gọi...............................................................................................................................58
5.2.2 Thống kê KPIs DT ngày 15-10-2011..................................................................................................58
5.2.3Logfile call.............................................................................................................................................58
5.2.4Logfile Scanning...................................................................................................................................61
5.2.5Phân tích:...............................................................................................................................................62
KẾT LUẬN.............................................................................................................................................................63
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................................................64
BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT
AB Access Burst Cụm truy nhập
AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập
Hệ thống điện thoại di động tiên
AMPS Advanced Mobile Phone System
tiến
ARQ Automatic Repeat Request Yêu cầu lặp lại tự động
AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực
BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá
BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá
BER Bit Error Rate Tỷ số bit lỗi
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc
BSIC Base Station Identity Code Mã nhận dạng trạm gốc
BSS Base Station System Hệ thống trạm gốc
BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc
C/A Carrier to adjacent ratio Tỷ số sóng mang trên sóng lân cận
C/I Carrier to interference ratio Tỷ số sóng mang trên nhiễu
Nhận dạng ô để xác định vị trí trong
CI Cell Identity
vùng định vị
C/R Carrier to reflection ratio Tỷ số sóng mang trên sóng phản xạ
CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung
International Telegraph &
Uỷ ban tư vấn quốc tế về điện
CCITT Telephone Consultative
thoại và điện báo
Committee
European Conference of Postal Liên minh châu Âu về bưu chính
CEPT
and Telecommunication viễn thông
DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng
DCS Data Communication Subsystem Phân hệ thông tin số liệu
Ngô Ngọc Cảnh 2 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
DCS Digital cellular System Hệ thống tổ ong số
EIR Equipment Identity Register Thanh ghi nhận dạng thiết bị
European Telecommunication Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu
ETSI
Standards Institude
FACCH Fast Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh
FB Frequency Correction Burst Cụm hiệu chỉnh tần số
FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số
Frequency Division Multiple
FDMA Đa truy nhập phân chia theo tần số
Access
GMSC Gateway MSC MSC cổng
GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung
Global System for
GSM Thông tin di động toàn cầu
Mobile Communication
HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú
International Mobile Equipment
IMEI Nhận dạng thiết bị di động quốc tế
Identity
International Mobile Subscriber
IMSI Nhận dạng thuê bao di động quốc tế
Identity
Integrated Service Digital
ISDN Mạng số đa dịch vụ
Network
ISI Intersymbol Interference Nhiễu giao thoa giữa các kí hiệu
IWF Inter Working Function Chức năng tương tác
LA Location Area Vùng định vị
LAC Location Area Code Mã vùng định vị
LAI Location Area Identity Nhận dạng vùng định vị
MCC Mobile Country Code Mã quốc gia
ME Mobile Equipment Thiết bị di động
MMS Multimedia Messaging Service Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện
MNC Mobile Network Code Mã mạng di động
MOU Memoradum Uderstanding Bản ghi nhớ
MS Mobile Station Trạm di động
Mobile services Switching Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ
MSC
Center di động
MSISDN Mobile Station ISDN Number Số ISDN trạm di động
Mobile Station Roaming
MSRN Số lu động trạm di động
Number
NB Normal Burst Cụm bình thường
NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu
Operation and Maintenance
OMC Trung tâm bảo dưỡng và vận hành
Center
OSS Operation and Support System Hệ thống khai thác và hỗ trợ
PCH Paging Channel Kênh tìm gọi
PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã
PIN Personal Identification Number Số nhận dạng cá nhân
Ngô Ngọc Cảnh 3 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng
Packet Switch Public Data Mạng số liệu công cộng chuyển
PSPDN
Network mạch gói
Public Switched Telephone Mạng điện thoại chuyển mạch
PSTN
Network công cộng
RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên
RAND Random number Số ngẫu nhiên
Slow Associated Control
SACCH Kênh điều khiển liên kết chậm
Channel
SB Synchronization Burst Cụm đồng bộ
SCH Synchronization Channel Kênh đồng bộ
Stand alone Dedicated Control Kênh điều khiển riêng đứng một
SDCCH
Channel mình
SIM Subscriber Identity Module Môđun nhận dạng thuê bao
SMS Short Message Service Dịch vụ nhắn tin ngắn
SRES Signed Response Mật khẩu
SS Switching System Hệ thống chuyển mạch
Total Access Communication Hệ thống thông tin truy nhập toàn
TACS
System bộ
TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng
TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian
TMN Telecommunication
Mạng quản lý viễn thông
Management Network
Khối chuyển đổi mã và thích ứng
TRAU Transcoder/Rate Adaptation Unit
tốc độ
VLR Visitor Location Register Thanh ghi định vị tạm trú
CGI Cell Global Indentity Nhận dạng ô toàn cầu
LAC Lacation Area Code Mã định vị vùng
LỜI MỞ ĐẦU
Thông tin liên lạc là một nhu cầu của bất kỳ một xã hội phát triển nào. Để đáp
ứng nhu cầu liên lạc ngày càng cao của xã hội, thông tin di động đã đ ược nghiên
cứu phát triển từ rất sớm, bắt đầu với các hệ thống thông tin di động sử dụng
công nghệ analog, cho đến nay các mạng di động sử dụng công nghệ số đã đ ược
ứng dụng rộng rãi và phát triển vô cùng mạnh mẽ.
Thông tin di động đang triển khai ở Việt Nam bao gồm 2 hệ.
+ Sử dụng công nghệ GSM: MobiFone, VinaFone, Viettel, VietnamMobile,
Beeline (GTEL).
Ngô Ngọc Cảnh 4 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
+ Sử dụng công nghệ CDMA: EVN Telecom, và S-Fone.
Trong đó số lượng thuê bao sử dụng công nghệ GSM là áp đảo.
Đứng trước sự phát triển của số lượng thuê bao trong thời gian tới và nhu cầu
tăng cao về các dịch vụ cao cấp hơn của khách hàng. Các nhà mạng cần phải thực
hiện mở rộng dung lượng và nâng cấp cho mạng lưới. Việc nghiên cứu và đưa ra
các giải pháp kỹ thuật có khả năng áp dụng thực tế và triển khai trong thời gian
ngắn là vô cùng cần thiết.
Đề tài: “Thiết kế xây dựng trạm BTS phục vụ cho một vùng và kiểm tra
hoạt động trạm BTS bằng phương pháp đo Driver Test”
Trong quá trình làm khóa luận tốt nghiệp, mặc dù em đã cố gắng nhiều nhưng
do trình độ có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót, em rất mong được sự
phê bình, góp ý của thầy cô và bạn bè.
Trước khi trình bày nội dung đề tài này, em xin chân thành cảm ơn tới các thầy
cô trong bộ môn vô tuyến cũng như các thầy cô trong khoa Vật Lý thuộc trường
ĐH KHTN đã trang bị cho em kiến thức trong suốt bốn năm học vừa qua.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn tới Thầy Vũ Thành Thái đã tận tình giúp đỡ,
trực tiếp hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khóa luận.
Em cũng chân thành cảm ơn tới anh Nguyễn Thành Hưng, Trưởng Phòng kỹ
thuật - công ty Cổ phần Phát triển Dịch vụ Viễn thông ITC đã cung cấp tài liệu và
hướng dẫn em hoàn thành khóa luận.
Cuối cùng, là lời cảm ơn sâu sắc em muốn gửi đến gia đình cùng bạn bè đã
động viên giúp đỡ em trong suốt thời gian qua để em có điều kiện hoàn thành tốt
nhất khóa luận tốt nghiệp này.
Sinh viên thực hiện
Ngô Ngọc Cảnh
CHƯƠNG I: MẠNG DI ĐỘNG GSM
1.1 Giới thiệu chung
Khái niệm GSM được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1982, là chữ viết tắt của
Groupe Speciale Mobile, là tổ chức thuộc Hội đồng Bưu chính và Viễn thông Châu
Âu CEPT (Conference Europeenne des Postes et Telecommunications). Tổ chức này
được giao nhiệm vụ phát triển một chuẩn mới dùng cho liên lạc di động trong dải
tần 900MHz, và kết quả của nó chính là mạng GSM lần đầu tiên vào năm 1991.
Ngô Ngọc Cảnh 5 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
Trong năm này, từ GSM cũng chuyển đổi ý nghĩa, trở thành chữ viết tắt của c ụm
từ “Hệ thống thông tin di động toàn cầu” (Global System for Mobile
Communications), và người ta cũng đề ra tiêu chuẩn cho mạng GSM hoạt động
trong băng tần 1800MHz, được gọi là hệ thống DCS1800.
Từ đó đến nay, nhờ đặc tính chuẩn hóa rộng rãi trên toàn thế giới cùng với
khả năng chuyển vùng quốc tế mạnh mẽ, GSM đã đạt được những thành công vô
cùng to lớn trong sự phát triển. Theo số liệu báo cáo của hiệp hội GSM GSMA
(GSM Association), tính cho đến tháng 4 năm 2008, đã có 3 tỷ thuê bao di động sử
dụng công nghệ GSM với tổng số 218 nhà khai thác trên phạm vi toàn thế giới.
Xuất phát điểm ban đầu, GSM chủ yếu cung cấp dịch vụ thoại và dữ liệu tốc
độ thấp, GSM cũng có các ưu điểm như: tính bảo mật cao, khả năng chống nhiễu
mạnh mẽ, hiệu suất sử dụng phổ cao. Từ hệ thống GSM ban đầu chỉ cung c ấp
dịch vụ thoại là chủ yếu, GSM đã được tích hợp thêm các chức năng như gửi tin
nhắn (SMS), hiển thị số điện thoại gọi đến, chuyển cuộc gọi… Để đáp ứng yêu
cầu truyền dữ liệu với tốc độ cao, GSM đã được phát triển thêm với “Dịch vụ gói
dữ liệu vô tuyến tổng quát” GPRS (General Packet Radio Service), đưa tốc độ
truyền dữ liệu trên cơ sở mạng vô tuyến GSM có thể lên đến 171.2 kbit/s.
Ngày nay, trước nhu cầu ngày càng cao về thông tin di động, đặc biệt là các ứng
dụng yêu cầu tốc độ dữ liệu cao, mạng 3G là một xu hướng tất yếu, trong đó GSM
không phải là ngoại lệ. Trong quá trình nâng cấp và dịch chuyển đó, tính hiệu quả là
yếu
tố vô cùng quan trọng, do đó đòi hỏi sự thay đổi tối thiểu trong cấu trúc mạng
lưới, cơ sở hạ tầng kỹ thuật mạng. Theo lộ trình đã được các tổ chức chuẩn hóa
đưa ra và được các nhà khai thác chấp nhận rộng rãi, mạng GSM sẽ tr ở thành
mạng thông tin di động băng rộng thế hệ 3G với môi trường truy nhập WCDMA
trong tương lai.
1.2 Các đặc trưng cơ bản của hệ thống GSM
+ GSM nguyên thuỷ hoạt động ở băng tần 900 MHz với kênh đường xuống:
890- 915 MHz và kênh đường lên: 935 - 960 MHz.
Ngô Ngọc Cảnh 6 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
+ DCS 1800 (Digital Cellular System) hoạt động ở băng tần 1800 MHz với
kênh đường xuống: 1710 - 1785 MHz và kênh đường lên: 1805 - 1880MHz.
+ PCS 1900 (Personal Communication Services) hoạt động ở băng tần 1900
MHz với kênh đường xuống: 1850 - 1910 MHz và kênh đường lên: 1930 - 1990 MHz.
+ Khoảng cách song công (Khoảng cách giữa tần số lên và tần số xuống) của
GSM 900, DCS1800 và PCS 1900 lần lượt là 45MHz, 95MHz và 80MHz.
+ Khoảng cách giữa các kênh lân cận (đường lên hoặc đường xuống) là 200 kHz.
+ Phương thức truy cập là TDMA cho phép nhiều cuộc gọi khác nhau cùng
chia sẻ một tần số.
1.3 Cấu trúc mạng GSM
MS BTS OMC
VL HL
R R
BSS
NSS Các
mạng
BSC TRAU
MSC khác:
PSTN,
PLMN,
ISDN.
EIR AuC
Um interface Abis Ater A interface
interface interface
Hình vẽ 1.1: Cấu trúc mạng GSM
1.4 Chức năng các khối trong hệ thống GSM
1.4.1 MS (Mobile station)
MS là thiết bị dùng để truy cập vào mạng. Một MS gồm hai thành phần chính
độc lập:
- Thiết bị đầu cuối (ME - Mobile Equipment).
+ Thiết bị đầu cuối bao gồm điện thoại di động hoặc một thiết bị có thể truy cập vào
mạng.
Ngô Ngọc Cảnh 7 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
+ Mỗi điện thoại di động được phân biệt bởi một số nhận dạng điện thoại di
động IMEI (nternational Mobile Equipment Identity).
- SIM (Subcriber Identity Module)
+ SIM là một card thông minh dùng để nhận dạng đầu cuối. Đầu cuối không
thể hoạt động nếu không có SIM. SIM lưu trữ các thông tin liên quan đến thuê bao
di động, các dịch vụ GSM và các thông tin liên quan đến PLMN.
+ Card SIM chứa một số nhận dạng thuê bao di động IMSI (International
Subcriber Identity) để hệ thống nhận dạng thuê bao, một mật mã để xác thực và
các thông tin khác.
+ Card SIM có thể chống việc sử dụng trái phép bằng mật khẩu hoặc số nhận
dạng cá nhân (PIN).
1.4.2 BSS (Base Station System - Hệ thống trạm gốc)
BSS thực hiện các chức năng liên quan đến vô tuyến trong hệ thống. Nó quản
lý việc liên lạc vô tuyến với các khối di động. Nó cũng xử lý việc handover của
các cuộc gọi giữa các cell. BSS chịu trách nhiệm quản lý tất cả các tài nguyên
mạng vô tuyến và dữ liệu về cấu hình cell. BSS trong CME 20 và CMS 40 đều có
khả năng xử lý các lỗi thông thường mà không cần phải có sự điều khiển từ OSS.
BSS gồm một BSC và một số BTS.
1.4.2.1 BTS (Base Transceiver Station - Trạm thu phât gốc)
BTS bao gồm tất cả các thiết bị vô tuyến và các thiết bị giao tiếp truyền dẫn
vô tuyến để phục vụ cho một cell và tất cả các BTS đều chịu sự quản lý của BSC.
Các chức năng chính của BTS là:
- Cung cấp kết nối với MS
- Xử lý tín hiệu
- Xử lý bảo dưỡng cục bộ.
- Kiểm tra và giám sát.
Hầu hết các hoạt động chính ở BTS đều được BSC điều khiển.
1.4.2.2 BSC (Base Station Controller- Trạm điều khiển gốc)
BSC điều khiển một nhóm BTS và quản lý tài nguyên vô tuyến. BSC chịu
trách nhiệm điều khiển việc handover, nhảy tần, các chức năng tổng đài và điều
khiển các mức công suất, tần số vô tuyến của BTS cụ thể là:
Ngô Ngọc Cảnh 8 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
- Quản lý mạng vô tuyến:
Quản lý dữ liệu mô tả cell, cấu hình cell, thông tin hệ thống và dữ liệu định
vị.
+ Đo đạc lưu lượng và các kênh rỗi.
+ Ghi lại lưu lượng.
+ Chia sẻ tải ở cell.
- Quản lý các trạm vô tuyến gốc:
+ Định cấu hình cho BTS.
+ Thay đổi chức năng và tải chương trình cho các BTS.
+ Bảo dưỡng các thiết bị BTS.
- Quản lý mạng truyền dẫn:
+ Chuyển đổi và thích ứng tốc độ trong BSC.
+ Vận hành và bảo dưỡng bên trong BSC:
+ Điều khiển sự kết nối giữa các MS : gồm các quá trình tìm gọi, thiết lập
kết nối báo hiệu, chỉ định kênh lưu lượng, định vị, handover, điều khiển công suất
động trong MS và BTS, nhảy tần, dịch vụ nhắn tin quảng bá và tin vắn.
1.4.3 NSS (Network Switching System - Hệ thống chuyển mạch)
Hệ thống chuyển mạch NSS chịu trách nhiệm quản lý sự thông tin giữa người
sử dụng mobile đến những đối tượng sử dụng khác như đến các thuê bao di động,
đến mạng ISDN, PSTN... Nó còn chứa các dữ liệu cần thiết để lưu trữ thông tin
về thuê bao.
1.4.3.1 MSC (Mobile Service Switching Centre-Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động)
Nhiệm vụ chính của MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những
người sử dụng mạng GSM. Một mặt MSC giao tiếp với hệ thống con BSS, mặt
khác giao tiếp với mạng ngoài. MSC thực hiện các chức năng sau:
- Thiết lập và điều khiển, phân phối cuộc gọi, các bản tin ngắn.
- Xử lý cuộc gọi liên tục khi chuyển giao.
- Cập nhật vị trí, và dữ liệu của MS.
- Báo hiệu giữa các thành phần của mạng và giữa các mạng khác nhau.
- Quản lý để xác định đặc điểm dữ liệu và xử lý MS.
- Kiểm tra IMEI và tính cước
Ngô Ngọc Cảnh 9 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
1.4.3.2 HLR (Home Location Register - Thanh ghi định vị thường trú)
HLR là một cơ sơ dữ liệu lưu trữ và quản lý các thông tin về thuê bao. Trong
PLMN có nhiều HLR. Đối với mỗi thuê bao thuộc vùng phủ sóng của MSC, HLR
chứa dữ liệu về thuê bao như: các số đăng ký, danh sách dịch vụ được đăng ký sử
dụng bởi thuê bao. HLR cũng lưu trữ và cập nhật các thông tin động về thuê bao,
bao gồm thông tin về vị trí thuê bao (địa chỉ của VLR), các dịch vụ đ ược đăng ký
của thuê bao, các số được tiếp tục gọi, các cuộc gọi bị cấm.
1.4.3.3 VLR (Visitor Location Register - Thanh ghi định vị tạm trú)
VLR là một cơ sơ dữ liệu về tất cả các thuê bao hiện đang định vị ở vùng dịch
vụ của MSC. Nó chứa các thông tin tạm thời của MS để MSC có thể cung cấp các
dịch vụ cho các MS đang được phục vụ. Khi MS di chuyển sang vùng dịch vụ mới
của MSC thì VLR kết nối với MSC mới đó sẽ yêu cầu lấy và lưu thông tin về MS
từ HLR. Khi MS thực hiện một cuộc gọi thì VLR đã chứa sẵn các thông tin cần
thiết cho việc thiết lập cuộc gọi.
VLR luôn được tích hợp với MSC để có thể thực hiện báo hiệu bên trong.
Điều này làm loại bỏ các báo hiệu không cần thiết giữa hai nút mạng, do đó làm
giảm lưu lượng báo hiệu trong mạng.
1.4.3.4 AuC (Authentication Centre – Trung tâm nhận thực)
Thanh ghi AuC được dùng cho mục đích bảo mật. Nó cung cấp các tham số
cần thiết cho chức năng nhận thực và tạo mật mã (ciphering). Các tham số này
giúp xác minh sự nhận dạng thuê bao.
1.4.3.5 EIR (Equipment Identity Register)
EIR được dùng cho mục đích bảo mật. Nó là một thanh ghi lưu trữ các thông
tin về các thiết bị mobile. Cụ thể hơn là nó lưu trữ danh sách các đầu cuối hợp lệ.
Một đầu cuối được nhận dạng bằng một IMEI. EIR cho phép cấm các cuộc gọi từ
các đầu cuối bị đánh cắp hay không được phép.
1.4.3.6 MSC cổng (GMSC)
Để thiết lập một cuộc gọi đến người sử dụng GSM, trước hết cuộc gọi phải
được định tuyến đến một tổng đài cổng được gọi là GMSC mà không cần biết
đến hiện thời thuê bao đang ở đâu. Các tổng đài cổng có nhiệm vụ lấy thông tin
về vị trí của thuê bao và định tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở
Ngô Ngọc Cảnh 10 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
thời điểm hiện thời (MSC tạm trú).
1.4.4 Khối TRAU
Khối TRAU là khối chuyển đổi tốc độ kênh thoại TRAU (Transcoder/Rate
Adapter Unit), khối này thực hiện chức năng chuyển đổi tốc độ và ghép 4 kênh
thoại từ trạm BTS có tốc độ 16Kb/s thành một kênh PCM 64Kb/s trước khi giao
tiếp với MSC. Mặc dù được xem là một phần tử của mạng truy nhập nhưng
TRAU thường đặt chung vị trí với MSC để giảm chi phí kết nối truyền dẫn.
Ngô Ngọc Cảnh 11 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ BTS HÃNG ALCATEL - LUCENT
2.1 Giới thiệu chung về BTS
2.1.1 Khái niệm về BTS
BTS là một thiết bị dùng để phát tín hiệu ra môi trường vô tuyến đến các máy
di động và thu tín hiệu từ các máy di động cũng thông qua môi trường vô tuyến. Nó
thông tin đến các MS thông qua giao diện vô tuyến Um và kết nối với bộ điều
khiển trạm góc BSC (Base Station Controller) thông qua giao diện Abis.
2.1.2 Vị trí của BTS trong hệ thống GSM
CẤUTUC ÏNGẠNG GSM
CUTRÚC M G
Á
A RÙ MA M
S
S
B
T
MS
C T
S
P
N
S
T
B C
Radio tower
C
S
B
LR
H
M
S
T
B
Radio tower F
S
INTNE
R
E T
M
OCR
-
IPG S
R
P
G
SN K
CN
AO
BBE GS
GN
Hình vẽ 2.1: Cấu trúc mạng GSM
Sơ đồ trên mô tả vị trí của BTS trong hệ thống mạng GSM. Các BTS đ ược
đặt khắp nơi trong vùng có kế hoạch phủ sóng và nó được kết nối tới bộ điều
khiển trạm gốc BSC (Base Station Controller). Ngoài ra vị trí của BTS còn phụ
thuộc vào cấu hình kết nối tới BSC, chẳng hạn như có các cấu hình sau:
- Sectorised configuration
- Multipion configuration
- Chain configuration
- Star configuration
Ngô Ngọc Cảnh 12 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
Hình vẽ 2.2: Cấu hình kết nối BTS tới BSC
2.1.3 Phân loại BTS
Thiết BTS bị mà công ty ta sử dụng ở khu vực phía nam là loại thiết bị A9100
của hãng ALCATEL nó gồm có 2 loại chính đó là:
2.1.3.1 MBI
Là loại BTS dùng trong phòng kín, trong loại BTS này lại chia thành 2 dạng, đó
là dạng nhỏ MBI3, nó chỉ gồm có 3 subrack với trọng lượng lớn nhất là 150kg;
loại còn lại là MBI5 nó gồm có 5 subrack với trọng lượng tối đa là 270kg. Kích
thước và hình dạng được được mô tả như sau:
Ngô Ngọc Cảnh 13 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
Hình vẽ 2.3: BTS MBI
Mỗi Subrack có thể lắp đặt 8 SUMA, 4 TRE, 3 ANC.
2.1.3.2 MBO
Là loại BTS có thể đặt ở ngoài trời và cũng giống như BTS MBI nó cũng có 2
dạng là MBO1 với trọng lượng lớn nhất là 255kg và MBO2 là dạng mở rộng của
MBO1 với trọng lượng tối đa là 425kg. Kích thước và hình dáng được mô ta mô tả
như sau:
Ngô Ngọc Cảnh 14 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
Hình vẽ 2.4: BTS MBO
Cũng tương tự như MBI, MBO cũng có những tầng quạt và khu vực dùng đ ể
đấu nối cáp tín hiệu và cáp cảnh báo. Ngoài ra nó còn có thêm các khu vực dùng để
lắp đặt acqui và những khu vực dùng cho việc lắp đặt các thiết bị truyền dẫn.
2.2 Cấu trúc chung của hệ thống BTS
2.2.1 Cấu trúc chung của hệ thống BTS
SUM CLOCK
T
Abis R
A TRE AN
N
S
OMU
BTS-TE
Hình vẽ 2.5: Cấu trúc chung của hệ thống BTS
Hệ thống BTS gồm có các khối chức năng chính sau:
+ SUMA
Ngô Ngọc Cảnh 15 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
+ TRE
+ ANC
2.2.2 Cấu trúc và chức năng của các khối chính trong hệ thống BTS
2.2.2.1 Khối SUMA
- XCLK (External clock): là giao diện tín hiệu đồng hồ đồng bộ bên ngoài.
Tín hiệu này có thể được lấy từ một tín hiệu tham chiếu bên ngoài như: Abis link,
GPS, BTS khác, có thể được tạo ra trong kiểu xung rỗi bởi một bộ phát tần số bên
trong.
- CLKI: là hệ thống đồng hồ chủ được phân phối tới TRE và AN.
- MMI: thông qua serial link để kết nối tới BTS – Terminal, thực hiện quản lý
lỗi…, tác động trực tiếp đến hệ thống bằng một số lệnh đơn giản.
- XBCB: External BTS control bus là bus điều khiển cảnh báo ngoài(Alarm).
- BCB: BTS control bus: Bus nay mang thông tin về trạng thái, cấu hình, cảnh
báo… đến các Module trong BTS.
- BSII: mang thông tin TCH, RSL, OML, IOM-CONF.
- SUMA: là khối trung tâm của một BTS, một BTS chỉ có một SUMA bất kể
số sector và TRX là bao nhiêu.
KIEÁ TRUÙ SUMA
N C
Hình vẽ 2.6: Kiến trúc khối SUMA
CLKI
XCLOCK
Transmission 2 Mbit/s BSII 2 Mbit/s BSII 0,1
Abis 1 2 Mbit/s & Clock SWITCH
MMI O&M
XBCB RI BCB
External interface Internal interface
SUMA có các chức năng chính sau:
- Quản lý link truyền dẫn Abis (lên đến 2 giao diện Abis).
Ngô Ngọc Cảnh 16 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
- Tạo xung đồng hồ cho tất cả các modul BTS, các đồng hồ này có thể được
đồng bộ từ một đồng hồ tham chiếu bên ngoài: Abis link, GPS, BTS khác, có thể
được tạo ra trong kiểu xung rỗi bởi một bộ phát tần số bên trong.
- Thực hiện chức năng vận hành và bảo dưỡng cho BTS
- Quản lý ghép các dữ liệu TCH, RSL, OML, QMUX
- Điều khiển chức năng AC/DC khi chúng được tích hợp bên trong BTS
- Điều khiển nguồn (dung lượng, điện áp, nhiệt độ)
- Thiết lập điện áp và dòng cho việc nạp pin.
2.2.2.2 Khối TRE
KIEÁ TRUÙ CÔ SÔÛ A TRE
N C CUÛ
Hình vẽ 2.7: Kiến trúc khối TRE
BCB PSWITCH
BSII LEDS
TRED DEBUG
CLKI
RCD CUI I2CA
RFI TREA
PSI TREP
Module TRE bao gồm ba khối chính như trên. Khối TRE-A (Analog) thu tín hiệu
từ Antenna chuyển thành tín hiệu sốTRE-D (Digital) đưa tới SUMA, và ngược lại.
- TRED:
Hệ thống TRED chiệu trách nhiệm về phần số của TRE:
+ Xử lý điều khiển và báo hiệu, nó chịu trách nhiệm quản lý các chức năng
O&M của TRE.
+ Ghép kênh, nhảy tần, mật mã và giải mật mã.
+ Mã hoá (DEC).
Ngô Ngọc Cảnh 17 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
+ Giải điều chế (DEM).
+ Mã hoá và phát (ENCT).
+ Đầu cuối BCB.
- TREA:
+ Điều chế
+ Điều khiển và biến đổi cao tần phần phát (TXRFCC).
+ Đồng bộ phần phát (TXSYN).
+ Biến đổi trung tần phần thu (RXIF).
+ Đồng bộ phần thu (RXSYN).
+ Giải điều chế trung tần (ISD).
+ TRE PA board bao gồm bộ khuếch đại công suất, nó đảm nhiệm khuếch
đại công suất tín hiệu cao tần bởi TXRFCC.
+ TREP: Cung cấp nguồn cho TRE (DC/DC)
2.2.2.3 Khối ANC
COMBINING MODE
ANTA ANTB
Duplexer Duplexe r
Filter Filter Filter Filter
LNA LNA
Spliter Spliter
WBC Spliter Spliter Spliter Spliter WBC
Bridge Bridge
TX RX RXd TX RX RXd RXd RX TX RXd RX TX
TRE 1 TRE 2 TRE 3 TRE 4
Hình vẽ 2.8: Kiến trúc khối ANC
ANC kết nối 4 máy thu - phát đến 2 antenna.
Phân phối tín hiệu nhận được từ mỗi antenna đến 4 máy thu - phát (thu thường
và thu phân tập)
Modul này bao gồm 2 cấu trúc giống nhau, mỗi cấu trúc bao gồm:
+Antenna: nó có chức năng là phát sống ra môi trường vô tuyến và thu sóng
từ máy di động phát đến.
Ngô Ngọc Cảnh 18 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
+ Filter: Lọc bỏ tín hiệu không cần thiết.
+ Một khối duplexer: dùng để kết hợp hai hướng phát và thu một antenna.
+ Một khối LNA: khối này có chức năng khuếch đại tín hiệu mà antenna thu
được lên mức đủ lớn để cho TRE có thể xử lí được.
+ Hai khối Spliter: khối này có chức năng tách tín hiệu thu của TRE.
+ WBC: (Wide band combiner) bộ này có chức năng kết hợp hai đường phát
lại với nhau để đi trên cùng một đường đến bộ duplexer. Thực tế ta chỉ dùng
bộ này khi ta dùng hơn 2 TRX trên cùng một sector, nếu không dùng kết hợp
thì ta phải gở cầu ra và kết nối trực tiếp với duplexer mà không thông qua bộ
WBC. Khi qua bộ WBC tín hiệu sẽ bị suy hao là 3.3 dBm.
2.3 Nguyên lý hoạt động của BTS
2.3.1 Kết nối các khối chức năng trong hệ thống BTS
Giao tiếp bên trong BTS được thực hiện thông qua các bus BCB và BSII.
KEÁ NOÁBEÂ TRONG ối
Hình vẽ I2.9: N ến trúc kh
T Ki ANC
BTS
EBCB TRE FW/SW
BSII 2 O&M/TEL ECOM
TCH/RSL
TRE
ISL
ANx FW
ANx
OML/IOM/IOMCONF
- ISL
BTS
TERM OMU BSII 1
ISL ANy
pilot ISL
BSC
TRANS& FACB
Abis CLOCK
ISL
AC/DC&BATTEIES
ISL
2.3.2 BCB (Base Station Control Bus)
BCB: Bus điều khiển BTS được kết nối đến tất cả các module trong BTS.
Nó được sử dụng để trao đổi thông tin giữa SUMA và các module khác. Bus
này chỉ sử dụng cho mục đích vận hành và bảo dưỡng.
2.3.3 BSII (Base Station Internal Interface)
BSII là giao diện chính bên trong BTS
Ngô Ngọc Cảnh 19 Vô tuyến điện tử K52
- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Thành Thái
BSII được sử dụng để mang các loại thông tin sau:
- TCH (Traffic Channel): Mỗi TCH chiếm một Nibble 16kbit/s(Full rate), hoặc
8kbit/s(harf rate) trong luồng PCM 30.
- RSL (Radio Signalling Link): Cho phép ghép một vài thông tin trên cùng một
kết nối vật lý như: Trên TS 64kbit/s có thể mang thông tin về Telecom, O&M hay
Q_mux (giữa TRE và SUMA).
- OML (Operation Maintenance Link): Cho phép ghép một vài thông tin trên
cùng một kết nối vật lý như: Trên kênh 64kbit/s có thể mang thông tin về Telecom,
O&M hay Q_mux (giữa BSC và SUMA).
2.3.4 Nguyên lý hoạt động của BTS
Nguyên lý hoạt động của BTS dựa trên quá trình xử lý các tín hiệu mà nó nhận
được từ máy di động (MS) và từ BSC.
Tín hiệu từ BSC đưa tới BTS thông qua giao diện Abis trên đường truyền
PCM gồm có các tín hiệu sau:
- Tín hiệu thoại TCH (traffic channel).
- Tín hiệu báo hiệu RSL (radio signalling link).
- Tín hiệu vận hành bảo dưỡng OML (operation maintenance link).
- Tín hiệu truyền dẫn Q_mux.
Các tín hiệu này được phân bố trên khung PCM như sau:
Khi không sử dụng ghép
Cấu hình chain end
TS0
TCH TCH TCH TCH
TCH TCH TCH TCH
TS31
- Trong cấu trúc khung PCM thì khe thời gian TS 0 được sử dụng cho mục đích
đồng bộ.
TS31 được sử dụng để truyền tín hiệu OML, Qmux.
+ Các khe thời gian còn lại được sử dụng để truyền dữ liệu TCH, tín hiệu RSL.
+ Các khe thời gian trong khung PCM được chia thành 4 nibble mỗi nibble
16Kbps được sử dụng cho một kênh lưu lượng TCH.
Ngô Ngọc Cảnh 20 Vô tuyến điện tử K52
nguon tai.lieu . vn
