Đồ án thông tin di động và phương pháp xử lý nhiễu trạm BTS

ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 1 TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Lời mở đầu Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, ngành điện tử viễn thông đã có những bước phát triển vuợt bậc. Sản phẩm của nó rất đa dạng và phong phú đã từng buớc đáp ứng đuợc như cầu ngày càng cao của con nguời về thông tin liên lạc trong mọi lĩnh vực đời sống xã hội. Thông tin di động là một trong những dịch vụ đáp ứng đuợc nhu cầu ngày càng cao của con người, nó cho phép con người liên lạc với nhau mọi lúc mợi nơi. Ngay từ khi ra đời thông tin di động đã phát triển rất nhanh cả về quy mô và công nghệ. Tính đến nay đã có hàng trăm triệu thuê bao trên thế giới. Sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật đã thúc đẩy nền công nghiệp viễn thông phát triển mạnh mẽ từ mạng điện thoại tương tự sang mạng kỹ thuật số hoàn toàn. Các loại hình dịch vụ ngày càng phát triển vuợt bậc về số lượng cũng như chất lượng. Mạng điện thoại di động ngày càng đóng vai trò quan trọng trên mạng viên thông về tốc độ phát triển thuê bao cũng như doanh thu toàn mạng. Tại Việt Nam,các nhà cung cấp dịch vụ đang sử dụng hai công nghệ là GSM (Global System for Mobile Communication – Hệ thống thông tin di dộng toàn cầu) với chuẩn TDMA (Time Division Multiple Access – đa truy nhập phân chia theo thời gian) và công nghệ CDMA (Code Division Multiple Access – đa truy nhập phân chia theo mã ). Các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng hệ thống GSM gồm Mobilephone, Vinaphone, Viettel, và các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng công nghệ CDMA là S-Fone, EVN,… ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 2 Mạng GSM với những ưu điểm nổi bật : dung lượng lớn, chất lượng kết nối tốt, tính bảo mật cao,… đã có một chỗ đứng vững chắc trên thị truờng viễn thông thế giới. Ở Việt Nam, khi chúng ta có những máy sử dụng công nghệ GSM900 đầu tiên vào năm 1993 đã đánh dấu một bước phát triển vượt bậc về công nghệ viễn thông của đất nước. Nối tiếp với thành công đó, các nhà mạng đã đưa ra hàng loạt chương trình khuyến mại, các dịch vụ đi kèm như xem film, tải nhạc, video call,… trên điện thoại di động để tăng chất lượng dịch vụ và làm sao để tăng số lượng thuê bao. Chính vì điều đó đã xảy ra tình trạng nghẽn mạng, chất lượng cuộc gọi kém, sự đầu tư dàn trải không tập trung dẫn đến hao phí trên đường truyền sóng vô tuyến, thiệt hại về kinh tế,…mà nhiễu là một nguyên nhân ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cuộc gọi. Vì vậy việc xử lý nhiễu là thực sự cần thiết. Chính vì những lý do trên mà em chọn đề tài “Mạng thông tin di động GSM về phương pháp xử lý nhiễu trạm BTS” . Vì trình độ hiểu biết của em có hạn nên bài báo cáo này không thể tránh khỏi những sai xót, vậy mong thầy cô và các bạn giúp đỡ, đóng góp để em có thêm những kiến thức bổ ích khi ra trường. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 3 Bảng kí hiệu các từ viết tắt AUC Authentication Center Trung Tâm Nhận Thực AGCH Access Granted Channel Kênh điều khiển cho phép thâm nhập ARFCN Allocated Radio Frequence Channal Kênh tần số cấp cho sóng vô tuyến BER Bit Error Rate Tốc độ lỗi bit BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc BSS Base Station Subsys tem Phân hệ trạm gốc BSC Base Station Center Bộ điều khiển trạm gốc BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BSIC Base Station Identity Code Mã nhận dạng Trạm gốc CEPT Confrence European Postal And Hội bưu chính và viễn Telecommunication Administration thông Châu Âu CDMA Code Division Multiple Accessing Đa truy nhập phân chia theo mã CSPDN Circuit Switching Pulic Mạng số liệu công cộng Data Network chuyển mạch kênh CGI Cell Global Identity Nhận dạng ô toàn cầu CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 4 CBCH Cell Broadcast Channel Kênh quảng bá tế bào CRC Cyclic Redundancy Check Mã kiểm tra theo chu kỳ DL Downlink Đường xuống DTX Discontinuous Tranmission Truyền dẫn không liên tục ETSI European Telecommunication Viện tiêu chuẩn viễn thông Standart Instute Châu Âu EIR Equipment Identification Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số FACCH Fast Associcated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động communication toàn cầu GMSC Gate Mobile Swiching Center Tổng đài cổng HLR Home Location Register Bộ đăng kí định vị thường trú HON Hand Over Number Số chuyển giao ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 5 ISDN Intergrated Service Digital Network Mạng số liệu liên kết đa dịch vụ IMEI International Mobile Số nhận dạng thiết bị di Equipment Identity động quốc tế IMSI International Mobile Nhận dạng thuê bao Subcriber Identity di động quốc tế LAI Location Area Identity Số nhận dạng vùng định vị LMSI Location Mobile Subcriber Identity Số nhận dạng thuê bao cục bộ ME Mobile Equipment Thiết bị di động MS Mobile Station Trạm di động MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSISDNMobile Station ISDN Number Số nhận dạng ISDN máy di động MSRN Mobile Station Roaming Number Số chuyển vùng của thuê bao di động NSS Network Switching Subsystem Phân hệ chuyển mạch OSS Operation and Suport System Trung tâm khai thác và bảo dưỡng ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 6 PSPDN Packet Switched Pulic Mạng số liệu công cộng Data Network chuyển mạch gói PSTN Publich Switched Telephone Mạng điện thoại Network chuyển mạch công cộng PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động công cộng mặt đất SIM Subscriber Identity Module Modul nhận dạng thuê bao SCH Synchronzation Channel Kênh điều khiển đồng bộ SACCH Slow Associcated Control Channel Kênh điều khiển liên kết chậm TDMA Time Division Multiple Accessing Đa truy nhập phân chia theo thời gian TMSI Temporary Mobile Số nhận dạng thuê bao Subscriber Identity di động tạm thời TCH Trafic Channel Kênh logic lưu thông TRAU Transcode/Rate Adapter Unit Chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ VLR Visitor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 7 MỤC LỤC Chương I: Tổng quan mạng thông tin di động GSM 11 I. Tổng quan 11 II. Giới thiệu mạng thông tin di động GSM 11 1. Lịch sử mạng thông tin di động GSM 11 2. Mạng thông tin di động GSM 13 III. Cấu trúc mạng thông tin di động GSM 16 1. Cấu trúc hệ thống 16 2. Chức năng các phần tử trong mạng 16 2.1 Phân hệ chuyển mạch NSS 16 2.1.1.Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC 17 2.1.2.Bộ ghi định vị thường trú HLR 18 2.1.3.Bộ ghi định vị tạm trú VLR 19 2.1.4.Trung tâm nhận thực AuC 19 2.1.5.Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR 19 2.1.6.Trung tâm chuyển mạch cổng GMSC 19 2.2. Phân hệ trạm gốc 20 2.2.1.Trạm thu phát gốc BTS 20 2.2.2.Bộ điều khiển trạm gốc BSC 20 2.3. Hệ thống khai thác và hỗ trợ OSS 21 2.3.1.Trung tâm quản lý mạng NMC 21 2.3.2.Trung tâm quản lý và khai thác OMC 22 2.4. Trạm di động MS 22 2.4.1.Thiết bị máy di động ME 22 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 8 2.4.2.Module nhận dạng thuê bao SIM 22 IV. Cấu trúc địa lý mạng của GSM 23 1. Vùng phục vụ PLMN 24 2. Vùng phục vụ MSC/VRL 24 3. Vùng định vi LA 25 4. Cell (Tế bào) 25 V. Băng tần sử dụng trong mạng thông tin di động GSM 26 VI. Các loại dịch vụ trong mạng GSM 27 1. Dịch vụ thoại 27 2. Dịch vụ số liệu 27 3. Dịch vụ bản tin ngắn 28 4. Các dịch vụ phụ 28 VII. Giao thức báo hiệu mạng GSM 29 1. Giao thức báo hiệu 29 1.1. Giao diện A 31 1.2. Giao diện Abis 31 1.3. Giao diện Um 32 2. Quá trình thiết lập một cuộc gọi trong mạng GSM 35 2.1. Trạm di động MS thực hiện cuộc gọi 35 2.2. Trạm di động MS nhận một cuộc gọi 37 VIII. Kết luận chương 37 Chương II: Giao diện vô tuyến trong mạng thông tin di động GSM 41 I. Tổng quan 41 1. Kênh vật lý 41 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 9 2. Kênh logic 44 2.1. Kênh lưu lượng 45 2.2. Kênh điều khiển quảng bá 45 II. Các tham số trong mạng thông tin di động GSM 47 1. Mức chất lượng tín hiệu (RxQual) 47 2. Mức thu cường độ tín hiệu (RxLev) 48 3. Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (C/I) 48 III. Kết luận chương II 49 Chương III: Phương pháp xử lí nhiễu trạm BTS 50 I. Tổng quan 50 II. Giới thiệu TEMS Investigation 51 1. Cài đặt 51 1.1. Yêu cầu cấu hình 52 1.2. Cài đặt 52 2. Chạy chương trình 53 III. Kết nối 53 1. Giao diện của TEMS 53 2. Một số thao tác với bản ghi 55 2.1. Bắt đầu ghi 55 2.2. Dừng bản ghi 55 2.3. Một số thao tác với mở lại bản ghi 55 IV. Giao diện với người dùng 56 1. Chế độ người dùng 56 2. Toolbar 56 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 10 2.1. Equipment control toolbar 56 2.2. Connections toolbar 57 2.3. Record toolbar 58 2.4. Report toolbar 58 2.5. File anh view toolbar 58 V. Một số cửa sổ mặc định của TEMS 58 1. GSM 59 2. DATA 60 3. SIGNALLING 61 4. MAP 62 5. CONFIGURATION 63 5.1. Cellfile 63 6. Control 64 VI. Ảnh hưởng của nhiễu vào hệ thống GSM 65 1. Nhiễu trắng 66 2. Nhiễu đồng kênh 67 3. Nhiễu kênh lân cận 68 VII. Phát hiện, xử lý nhiễu và mô phỏng thực tế 70 1. Phát hiện, xử lý nhiễu 70 2. Mô phỏng thực tế 73 VIII. Kết luận chương 74 Kết luận và hướng phát triển đề tài 75 [...]...ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Chương I: TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM I Tổng quan Hệ thống thông tin di động hiện nay là hệ thống thông tin di động số Sự ra đời của thông tin di động số thay thế cho thông tin di động tương tự là một bước phát triển lớn, việc số hóa giúp cho các... 09ĐT1 13 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu phạm vi sử dụng điện thoại di động được rộng rãi trên nhiều nước, cần phải có hệ thống chung Tháng 12-1982, nhóm đặc biệt cho GSM (thông tin di động toàn cầu) được hội bưu chính và viễn thông Châu Âu CEPT (Confrence European Postal And Telecommunication Administration) tổ chức, đồng nhất... 21 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS - Giám sát trung tâm bảo dưỡng và khai thác OMC của các vùng và cung cấp thông tin đến các bộ phận OMC 2.3.2 Trung tâm quản lý và khai thác OMC OMC cung cấp chức năng chính để điều khiển và giám sát các bộ phận trong mạng (các BTS, MSC, các cơ sở dữ liệu ) OMC có các chức năng: quản lý cảnh báo, quản lý sự cố, quản lý chất... THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 31 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS Các bản tin lớp 3 từ MS được truyền trong suốt (không bị xử lý) qua BTS và giao di n A-bis tới BSC Giao thức quản lý tiềm năng vô tuyến RR nằm trong BSC dùng để thiết lập, duy trì và giải phóng nối thông các tiềm năng vô tuyến ở các kênh điều khiển dành riêng Hầu hết các bản tin ở giao thức RR được... nhật thông tin về vị trí với mạng Cell là vùng đơn vị cơ sở của mạng, là một vùng được phủ sóng vô tuyến Mỗi ô được quản lý bởi một trạm vô tuyến BTS Mỗi ô vô tuyến có bán kính từ 350km phụ thuộc vào cấu tạo địa hình và lưu lượng thông tin Ở mỗi ô có cấu tạo như sau: GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 25 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM... Bộ điều khiển trạm gốc BSC BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả các giao di n vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa của BTS và MS Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao Một phía BSC được nối với BTS GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 20 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS còn phía... HLR là nhận dạng thông tin nhận thực AUC, mà nhiệm vụ của trung tâm này là quản lý số liệu bảo mật về tính hợp pháp của thuê bao GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 18 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS 2.1.3 Bộ ghi định vị tạm trú VLR VLR là cơ sở dữ liệu thứ 2 trong GSM, trong đó chứa tất cả các thông tin thuê bao di động đang nằm trong... Abis: BSC – BTS Um (vô tuyến): MS -BTS A: BSC – MSC E: MSC – MSC B: MSC – VLR F: MSC – EIR C: MSC – HLR G: VLR – VLR D: VLR – HLR H: HLR – AuC GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 30 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS 1.1 Giao di n A Đây là giao di n giữa MSC và BSC của hệ thống trạm gốc BSS và nó được sử dụng để truyền các bản tin giữa... bao và tin tức về dịch vụ mà thuê bao đăng ký Số GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 22 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI là duy nhất và trong suốt quá trình người dùng GSM thiết lập đường truyền và tính cước dựa vào IMSI SIM cũng có phần cứng, phần mềm cần thiết với bộ nhớ lưu trữ 2 loại tin. .. TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 24 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS được một MSC quản lý Để định tuyến cho một cuộc gọi đến thuê bao di động, đường truyền qua mạng sẽ nối đến MSC vùng phục vụ MSC nơi thuê bao đang ở Vùng phục vụ là bộ phận của mạng được định nghĩa như một vùng mà ở đó có thể đặt được như một trạm di động Nhờ việc trạm MS được ghi ở bộ định vị . TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM I. Tổng quan Hệ thống thông tin di động hiện nay là hệ thống thông tin di động số. Sự ra đời của thông tin di động số thay thế cho thông tin di động tương. quản lý và khai thác OMC 22 2.4. Trạm di động MS 22 2.4.1.Thiết bị máy di động ME 22 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP: MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NHIỄU TRẠM BTS GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 1 TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ