Thiết kế xây dựng trạm bts phục vụ cho một vùng và kiểm tra hoạt động trạm bts bằng phương pháp đo driver test

MỤC LỤC BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: MẠNG DI ĐỘNG GSM 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Các đặc trưng hệ thống GSM 1.3 Cấu trúc mạng GSM 1.4.1 MS (Mobile station) 1.4.2 BSS (Base Station System - Hệ thống trạm gốc) .8 1.4.3 NSS (Network Switching System - Hệ thống chuyển mạch) 10 1.4.4 Khối TRAU 11 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ BTS HÃNG ALCATEL - LUCENT 12 2.1 Giới thiệu chung BTS 12 2.1.1 Khái niệm BTS 12 2.1.2 Vị trí BTS hệ thống GSM 12 2.1.3 Phân loại BTS 13 2.2.1 Cấu trúc chung hệ thống BTS 15 2.2.2 Cấu trúc chức khối hệ thống BTS 16 2.3 Nguyên lý hoạt động BTS 19 2.3.1 Kết nối khối chức hệ thống BTS 19 2.3.2 BCB (Base Station Control Bus) 19 2.3.3 BSII (Base Station Internal Interface) 20 2.3.4 Nguyên lý hoạt động BTS .20 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN MẠNG DI ĐỘNG GSM .23 3.1 Lưu lượng mạng GSM .23 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 Ngô Ngọc Cảnh Vô tuyến điện tử K52 3.5 Các cấu hình 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 việc thực Drive Test 34 4.2 Thiết bị đo thủ tục đo drive test 34 4.2.1 Đội Drive test 34 4.2.2 Thiết bị Drive test nguồn hỗ trợ 34 4.2.3 Thủ tục đo 35 4.3 Drive test chu trình tối ưu .37 4.3.1 Drive test 38 4.3.2 Phân tích liệu .39 4.3.3 Yêu cầu thay đổi cấu hình Site .51 4.3.4 Thực .52 CHƯƠNG V: BÀI TOÁN THỰC TẾ 53 5.1 Xây dựng trạm BTS phục vụ cho vùng 53 5.1.1 Các yếu tố cần quan tâm trước vào tính tốn .53 5.1.2 Bài toán thực tế 53 5.2 Báo cáo Drive test chất lượng mạng Bát Tràng – Hà Nội 57 Thực Drive Test trạm Bát Tràng phân tích ta có kết sau: 57 5.2.1 Thống kê gọi .57 5.2.2 Thống kê KPIs DT ngày 15-10-2011 58 5.2.3 Logfile call 58 5.2.4 Logfile Scanning 61 5.2.5 Phân tích: .62 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO .64 BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT Ngô Ngọc Cảnh Vô tuyến điện tử K52 AB AGCH ARQ AUC BCCH BCH BER BSC BSIC BSS BTS C/A C/I Access Burst Access Grant Channel Advanced Mobile Phone System Automatic Repeat Request Authentication Center Broadcast Control Channel Broadcast Channel Bit Error Rate Base Station Controller Base Station Identity Code Base Station System Base Transceiver Station Carrier to adjacent ratio Carrier to interference ratio CI Cell Identity C/R CCCH Carrier to reflection ratio Common Control Channel International Telegraph & Telephone Consultative Committee European Conference of Postal and Telecommunication Dedicated Control Channel Data Communication Subsystem Digital cellular System Equipment Identity Register European Telecommunication Standards Institude Fast Associated Control Channel Frequency Correction Burst Frequency Correction Channel Frequency Division Multiple AMPS CCITT CEPT DCCH DCS DCS EIR ETSI FACCH FB FCCH FDMA Ngô Ngọc Cảnh Cụm truy nhập Kênh cho phép truy nhập Hệ thống điện thoại di động tiên tiến Yêu cầu lặp lại tự động Trung tâm nhận thực Kênh điều khiển quảng bá Kênh quảng bá Tỷ số bit lỗi Bộ điều khiển trạm gốc Mã nhận dạng trạm gốc Hệ thống trạm gốc Trạm thu phát gốc Tỷ số sóng mang sóng lân cận Tỷ số sóng mang nhiễu Nhận dạng ô để xác định vị trí vùng định vị Tỷ số sóng mang sóng phản xạ Kênh điều khiển chung Uỷ ban tư vấn quốc tế điện thoại điện báo Liên minh châu Âu bưu viễn thơng Kênh điều khiển riêng Phân hệ thơng tin số liệu Hệ thống tổ ong số Thanh ghi nhận dạng thiết bị Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu Kênh điều khiển liên kết nhanh Cụm hiệu chỉnh tần số Kênh hiệu chỉnh tần số Đa truy nhập phân chia theo tần số Vô tuyến điện tử K52 Access GMSC Gateway MSC GPRS General Packet Radio Service Global System for GSM Mobile Communication HLR Home Location Register International Mobile Equipment IMEI Identity International Mobile Subscriber IMSI Identity Integrated Service Digital ISDN Network ISI Intersymbol Interference IWF Inter Working Function LA Location Area LAC Location Area Code LAI Location Area Identity MCC Mobile Country Code ME Mobile Equipment MMS Multimedia Messaging Service MNC Mobile Network Code MOU Memoradum Uderstanding MS Mobile Station Mobile services Switching MSC Center MSISDN Mobile Station ISDN Number Mobile Station Roaming MSRN Number NB Normal Burst NMT Nordic Mobile Telephone Operation and Maintenance OMC Center OSS Operation and Support System PCH Paging Channel PCM Pulse Code Modulation PIN Personal Identification Number Ngô Ngọc Cảnh MSC cổng Dịch vụ vơ tuyến gói chung Thơng tin di động toàn cầu Thanh ghi định vị thường trú Nhận dạng thiết bị di động quốc tế Nhận dạng thuê bao di động quốc tế Mạng số đa dịch vụ Nhiễu giao thoa kí hiệu Chức tương tác Vùng định vị Mã vùng định vị Nhận dạng vùng định vị Mã quốc gia Thiết bị di động Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện Mã mạng di động Bản ghi nhớ Trạm di động Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động Số ISDN trạm di động Số lu động trạm di động Cụm bình thường Điện thoại di động Bắc Âu Trung tâm bảo dưỡng vận hành Hệ thống khai thác hỗ trợ Kênh tìm gọi Điều chế xung mã Số nhận dạng cá nhân Vô tuyến điện tử K52 PLMN PSPDN PSTN RACH RAND SACCH SB SCH SDCCH SIM SMS SRES SS TACS TCH TDMA TMN TRAU VLR CGI LAC Public Land Mobile Network Packet Switch Public Data Network Public Switched Telephone Network Random Access Channel Random number Slow Associated Control Channel Synchronization Burst Synchronization Channel Stand alone Dedicated Control Channel Subscriber Identity Module Short Message Service Signed Response Switching System Total Access Communication System Traffic Channel Time Division Multiple Access Telecommunication Management Network Transcoder/Rate Adaptation Unit Visitor Location Register Cell Global Indentity Lacation Area Code Mạng di động mặt đất cơng cộng Mạng số liệu cơng cộng chuyển mạch gói Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Kênh truy nhập ngẫu nhiên Số ngẫu nhiên Kênh điều khiển liên kết chậm Cụm đồng Kênh đồng Kênh điều khiển riêng đứng Mơđun nhận dạng th bao Dịch vụ nhắn tin ngắn Mật Hệ thống chuyển mạch Hệ thống thơng tin truy nhập tồn Kênh lưu lượng Đa truy nhập phân chia theo thời gian Mạng quản lý viễn thơng Khối chuyển đổi mã thích ứng tốc độ Thanh ghi định vị tạm trú Nhận dạng tồn cầu Mã định vị vùng LỜI MỞ ĐẦU Thông tin liên lạc nhu cầu xã hội phát triển Để đáp ứng nhu cầu liên lạc ngày cao xã hội, thông tin di động nghiên cứu phát triển từ sớm, bắt đầu với hệ thống thông tin di động sử dụng công Ngô Ngọc Cảnh Vô tuyến điện tử K52 nghệ analog, mạng di động sử dụng công nghệ số ứng dụng rộng rãi phát triển vô mạnh mẽ Thông tin di động triển khai Việt Nam bao gồm hệ + Sử dụng công nghệ GSM: MobiFone, VinaFone, Viettel, VietnamMobile, Beeline (GTEL) + Sử dụng công nghệ CDMA: EVN Telecom, S-Fone Trong số lượng th bao sử dụng cơng nghệ GSM áp đảo Đứng trước phát triển số lượng thuê bao thời gian tới nhu cầu tăng cao dịch vụ cao cấp khách hàng Các nhà mạng cần phải thực mở rộng dung lượng nâng cấp cho mạng lưới Việc nghiên cứu đưa giải pháp kỹ thuật có khả áp dụng thực tế triển khai thời gian ngắn vô cần thiết Đề tài: “Thiết kế xây dựng trạm BTS phục vụ cho vùng kiểm tra hoạt động trạm BTS phương pháp đo Driver Test” Trong q trình làm khóa luận tốt nghiệp, em cố gắng nhiều trình độ có hạn nên khơng thể tránh khỏi sai sót, em mong phê bình, góp ý thầy bạn bè Trước trình bày nội dung đề tài này, em xin chân thành cảm ơn tới thầy cô môn vô tuyến thầy cô khoa Vật Lý thuộc trường ĐH KHTN trang bị cho em kiến thức suốt bốn năm học vừa qua Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn tới Thầy Vũ Thành Thái tận tình giúp đỡ, trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn thành khóa luận Em chân thành cảm ơn tới anh Nguyễn Thành Hưng, Trưởng Phòng kỹ thuật - công ty Cổ phần Phát triển Dịch vụ Viễn thông ITC cung cấp tài liệu hướng dẫn em hồn thành khóa luận Cuối cùng, lời cảm ơn sâu sắc em muốn gửi đến gia đình bạn bè động viên giúp đỡ em suốt thời gian qua để em có điều kiện hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Sinh viên thực Ngô Ngọc Cảnh CHƯƠNG I: MẠNG DI ĐỘNG GSM 1.1 Giới thiệu chung Ngô Ngọc Cảnh Vô tuyến điện tử K52 Khái niệm GSM sử dụng lần vào năm 1982, chữ viết tắt Groupe Speciale Mobile, tổ chức thuộc Hội đồng Bưu Viễn thơng Châu Âu CEPT (Conference Europeenne des Postes et Telecommunications) Tổ chức giao nhiệm vụ phát triển chuẩn dùng cho liên lạc di động dải tần 900MHz, kết mạng GSM lần vào năm 1991 Trong năm này, từ GSM chuyển đổi ý nghĩa, trở thành chữ viết tắt cụm từ “Hệ thống thơng tin di động tồn cầu” (Global System for Mobile Communications), người ta đề tiêu chuẩn cho mạng GSM hoạt động băng tần 1800MHz, gọi hệ thống DCS1800 Từ đến nay, nhờ đặc tính chuẩn hóa rộng rãi tồn giới với khả chuyển vùng quốc tế mạnh mẽ, GSM đạt thành công vô to lớn phát triển Theo số liệu báo cáo hiệp hội GSM GSMA (GSM Association), tính tháng năm 2008, có tỷ thuê bao di động sử dụng công nghệ GSM với tổng số 218 nhà khai thác phạm vi toàn giới Xuất phát điểm ban đầu, GSM chủ yếu cung cấp dịch vụ thoại liệu tốc độ thấp, GSM có ưu điểm như: tính bảo mật cao, khả chống nhiễu mạnh mẽ, hiệu suất sử dụng phổ cao Từ hệ thống GSM ban đầu cung cấp dịch vụ thoại chủ yếu, GSM tích hợp thêm chức gửi tin nhắn (SMS), hiển thị số điện thoại gọi đến, chuyển gọi… Để đáp ứng yêu cầu truyền liệu với tốc độ cao, GSM phát triển thêm với “Dịch vụ gói liệu vơ tuyến tổng qt” GPRS (General Packet Radio Service), đưa tốc độ truyền liệu sở mạng vơ tuyến GSM lên đến 171.2 kbit/s Ngày nay, trước nhu cầu ngày cao thông tin di động, đặc biệt ứng dụng yêu cầu tốc độ liệu cao, mạng 3G xu hướng tất yếu, GSM khơng phải ngoại lệ Trong trình nâng cấp dịch chuyển đó, tính hiệu yếu tố vơ quan trọng, địi hỏi thay đổi tối thiểu cấu trúc mạng lưới, sở hạ tầng kỹ thuật mạng Theo lộ trình tổ chức chuẩn hóa đưa nhà khai thác chấp nhận rộng rãi, mạng GSM trở thành mạng thông tin di động băng rộng hệ 3G với môi trường truy nhập WCDMA tương lai 1.2 Các đặc trưng hệ thống GSM Ngô Ngọc Cảnh Vô tuyến điện tử K52 + GSM nguyên thuỷ hoạt động băng tần 900 MHz với kênh đường xuống: 890- 915 MHz kênh đường lên: 935 - 960 MHz + DCS 1800 (Digital Cellular System) hoạt động băng tần 1800 MHz với kênh đường xuống: 1710 - 1785 MHz kênh đường lên: 1805 - 1880MHz + PCS 1900 (Personal Communication Services) hoạt động băng tần 1900 MHz với kênh đường xuống: 1850 - 1910 MHz kênh đường lên: 1930 - 1990 MHz + Khoảng cách song công (Khoảng cách tần số lên tần số xuống) GSM 900, DCS1800 PCS 1900 45MHz, 95MHz 80MHz + Khoảng cách kênh lân cận (đường lên đường xuống) 200 kHz + Phương thức truy cập TDMA cho phép nhiều gọi khác chia sẻ tần số 1.3 Cấu trúc mạng GSM MS BTS OMC VL R BSS HL R NSS BSC TRAU MSC EIR Um interface Abis interface Ater interface Các mạng khác: PSTN, PLMN, ISDN AuC A interface Hình vẽ 1.1: Cấu trúc mạng GSM 1.4 Chức khối hệ thống GSM 1.4.1 MS (Mobile station) MS thiết bị dùng để truy cập vào mạng Một MS gồm hai thành phần độc lập: - Thiết bị đầu cuối (ME - Mobile Equipment) Ngô Ngọc Cảnh Vô tuyến điện tử K52 + Thiết bị đầu cuối bao gồm điện thoại di động thiết bị truy cập vào mạng + Mỗi điện thoại di động phân biệt số nhận dạng điện thoại di động IMEI (nternational Mobile Equipment Identity) - SIM (Subcriber Identity Module) + SIM card thông minh dùng để nhận dạng đầu cuối Đầu cuối khơng thể hoạt động khơng có SIM SIM lưu trữ thông tin liên quan đến thuê bao di động, dịch vụ GSM thông tin liên quan đến PLMN + Card SIM chứa số nhận dạng thuê bao di động IMSI (International Subcriber Identity) để hệ thống nhận dạng thuê bao, mật mã để xác thực thông tin khác + Card SIM chống việc sử dụng trái phép mật số nhận dạng cá nhân (PIN) 1.4.2 BSS (Base Station System - Hệ thống trạm gốc) BSS thực chức liên quan đến vô tuyến hệ thống Nó quản lý việc liên lạc vơ tuyến với khối di động Nó xử lý việc handover gọi cell BSS chịu trách nhiệm quản lý tất tài nguyên mạng vơ tuyến liệu cấu hình cell BSS CME 20 CMS 40 có khả xử lý lỗi thông thường mà không cần phải có điều khiển từ OSS BSS gồm BSC số BTS 1.4.2.1 BTS (Base Transceiver Station - Trạm thu phât gốc) BTS bao gồm tất thiết bị vô tuyến thiết bị giao tiếp truyền dẫn vô tuyến để phục vụ cho cell tất BTS chịu quản lý BSC Các chức BTS là: - Cung cấp kết nối với MS - Xử lý tín hiệu - Xử lý bảo dưỡng cục - Kiểm tra giám sát Hầu hết hoạt động BTS BSC điều khiển Ngơ Ngọc Cảnh Vô tuyến điện tử K52 1.4.2.2 BSC (Base Station Controller- Trạm điều khiển gốc) BSC điều khiển nhóm BTS quản lý tài ngun vơ tuyến BSC chịu trách nhiệm điều khiển việc handover, nhảy tần, chức tổng đài điều khiển mức công suất, tần số vô tuyến BTS cụ thể là: - Quản lý mạng vô tuyến: Quản lý liệu mơ tả cell, cấu hình cell, thơng tin hệ thống liệu định vị + Đo đạc lưu lượng kênh rỗi + Ghi lại lưu lượng + Chia sẻ tải cell - Quản lý trạm vơ tuyến gốc: + Định cấu hình cho BTS + Thay đổi chức tải chương trình cho BTS + Bảo dưỡng thiết bị BTS - Quản lý mạng truyền dẫn: + Chuyển đổi thích ứng tốc độ BSC + Vận hành bảo dưỡng bên BSC: + Điều khiển kết nối MS: gồm trình tìm gọi, thiết lập kết nối báo hiệu, định kênh lưu lượng, định vị, handover, điều khiển công suất động MS BTS, nhảy tần, dịch vụ nhắn tin quảng bá tin vắn 1.4.3 NSS (Network Switching System - Hệ thống chuyển mạch) Hệ thống chuyển mạch NSS chịu trách nhiệm quản lý thông tin người sử dụng mobile đến đối tượng sử dụng khác đến thuê bao di động, đến mạng ISDN, PSTN Nó chứa liệu cần thiết để lưu trữ thông tin thuê bao 1.4.3.1 MSC (Mobile Service Switching Centre-Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động) Nhiệm vụ MSC điều phối việc thiết lập gọi đến người sử dụng mạng GSM Một mặt MSC giao tiếp với hệ thống BSS, mặt khác giao tiếp với mạng MSC thực chức sau: - Thiết lập điều khiển, phân phối gọi, tin ngắn - Xử lý gọi liên tục chuyển giao Ngô Ngọc Cảnh 10 Vô tuyến điện tử K52