thiết kế hệ thống phủ sóng di động trong tòa nhà cao tầng

PHẦN A GIỚI THIỆU Trang i LỜI CẢM ƠN  Lời đầu tiên nhóm sinh viên thực hiện xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn thầy Trƣơng Ngọc Hà, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này. Thầy đã mở ra cho nhóm sinh viên thực hiện những vấn đề khoa học hƣớng nhóm thực hiện đề tài vào nghiên cứu các lĩnh vực hết sức thiết thực và vô cùng bổ ích, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi nhóm sinh viên thực hiện học tập và nghiên cứu. Nhóm sinh viên thực hiện đã học hỏi đƣợc rất nhiều ở thầy phong cách làm việc, cũng nhƣ phƣơng pháp nghiên cứu khoa học của thầy… Nhóm luôn đƣợc thầy cung cấp các tài liệu, các chỉ dẫn hết sức quý báu khi cần thiết trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Nhóm sinh viên thực hiện cũng xin thể hiện sự kính trọng và lòng biết ơn đến quý thầy cô trong khoa Điện – Điện tử, những ngƣời đã trang bị cho nhóm rất nhiều kiến thức chuyên ngành, cũng nhƣ sự chỉ bảo, giúp đỡ tận tình của quý thầy cô đối với nhóm sinh viên thực hiện trong suốt quá trình học tập. Nhân đây, nhóm sinh viên thực hiện xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến bố, mẹ và những ngƣời thân trong gia đình, cảm ơn những tình cảm và những lời động viên nhóm sinh viên thực hiện trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này. Nhóm sinh viên thực hiện cũng xin đƣợc cảm ơn tất cả anh chị, các bạn học, những ngƣời đã cung cấp và chia sẻ những tài liệu, thông tin quý báu trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu, hoàn thành luận văn này. Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2011 Nhóm sinh viên thực hiện NGUYỄN TOÀN VĂN DƢƠNG LÊ NHẬT TIẾN Trang ii  QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI Họ và tên sinh viên:…………………………………MSSV: .……………………………… MSSV: Ngành: Công Nghệ Điện tử-Viễn thông Tên đề tài: ………………………………………………………………………… 1) Cơ sở ban đầu: 2) Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: 3) Các bản vẽ: 4) Giáo viên hƣớng dẫn:…………………………………………… 5) Ngày giao nhiệm vụ:……………………………………………. 6) Ngày hoàn thành nhiệm vụ: …………………………………… BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Giáo viên hƣớng dẫn Ngày tháng… năm 20… Chủ nhiệm bộ môn Trang iii QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI  ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHỦ SÓNG DI ĐỘNG TRONG TÕA NHÀ CAO TẦNG. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… TP.HCM – ngày tháng năm 2011 NGƢỜI GIAO ĐỀ TÀI: Trang iv NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN  ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHỦ SÓNG DI ĐỘNG TRONG TÕA NHÀ CAO TẦNG. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… TP.HCM – ngày tháng năm 2011 NGƢỜI NHẬN XÉT Trang v NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN  ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHỦ SÓNG DI ĐỘNG TRONG TÕA NHÀ CAO TẦNG. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… TP.HCM – ngày tháng năm 2011 NGƢỜI NHẬN XÉT Trang vi LỜI NÓI ĐẦU I Lời nói đầu. Hòa nhịp với sự phát triển chung của nền kinh tế thế giới, nền kinh tế Việt Nam đang từng bƣớc đẩy mạnh phát triển kinh tế, xã hội, … Trong đó, dịch vụ viễn thông đang là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn nhằm đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin đang tăng lên cả về số lƣợng lẫn chất lƣợng. Số lƣợng các nhà khai thác viễn thông trong và ngoài nƣớc tham gia vào thị trƣờng viễn thông ngày một tăng, sự cạnh tranh giữa các nhà khai thác ngày càng trở nên căng thẳng. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế, cơ sở hạ tầng đô thị cũng ngày một đổi mới. Các khu nhà cao tầng đang mọc lên ngày một nhiều hơn. Phần lớn các toà nhà cao tầng này đều là văn phòng làm việc của các công ty trong và ngoài nƣớc, khách sạn, nhà hàng cao cấp, siêu thị, khu chung cƣ cấp cao, … Đây là nơi mà nhu cầu liên lạc rất lớn và là những khách hàng quan trọng của các nhà khai thác viễn thông. Vì vậy để có thể đảm bảo nhu cầu liên lạc, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng đặc biệt là các khách hàng cao cấp, các nhà khai thác viễn thông đang từng bƣớc tập trung nâng cao chất lƣợng viễn thông trong các toà nhà cao tầng, vì thế việc xây dựng một hệ thống phủ sóng di động trong các tòa nhà này trở nên cần thiết đặc biệt là hai thành phố lớn Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh. II Lý do chọn đề tài. Vì nhu cầu thông tin liên lạc và sử dụng các dịch vụ viễn thông trong các tòa nhà cao tầng ngày một tăng cao, khi mà các nhà mạng ở Việt Nam đang tiến hành nâng cấp lên mạng di động 3G nên việc phủ sóng di động trong tòa nhà là rất cần thiết. Vì thế nhóm thực hiện tiến hành nghiên cứu luận văn: “ Thiết kế hệ thống phủ sóng di động trong tòa nhà cao tầng ”. III Mục tiêu của đề tài. Trong luận văn này, nhóm thực hiện đề tài sẽ trình bày quy trình thiết kế, kiểm định chất lƣợng và vận hành, bảo trì hệ thống phủ sóng điện thoại di động cho một tòa nhà cụ thể ở Tp Hồ Chí Minh và sẽ đƣợc triển khai rộng cho các tòa nhà cao tầng khác. Trang vii IV Đối tƣợng cần tìm hiểu. Nhóm thực hiện đề tài tiến hành tìm hiểu các đặc điểm, thành phần, nguyên lý hoạt động của hệ thống IBC (Inbuilding Coverage) trong một tòa cao ốc chung cƣ 15 tầng ở quận 7, thành phố Hồ Chí Minh . V Giới hạn đề tài. Nhóm thực hiện tập trung vào việc thiết kế và đo kiểm một hệ thống phủ sóng di động cho mạng GSM với tần số 1800MHz và mạng di động 3G UMTS với tần số 2100MHz. VI Tóm tắt luận văn. Luận văn đƣợc tổ chức thành 4 chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1:Chƣơng này sẽ trình bày tổng quan về các mạng đang hoạt động chủ yếu ở Việt Nam và xu hƣớng phát triển các mạng di động này trong tƣơng lai. Chƣơng 2:Giới thiệu các mô hình lan truyền sóng đƣợc sử dụng rộng rãi trên thế giới khi thiết kế một hệ thống IBC. Chƣơng 3:Giới thiệu hệ thống anten và các loại anten sẽ đƣợc sử dụng trong hệ thống IBC. Chƣơng 4:Chƣơng này sẽ tập trung vào việc thiết kế hoàn chỉnh một hệ thống IBC cho tòa cao ốc cụ thể và tiến hành kiểm tra chất lƣợng sóng di động khi hệ thống đi vào hoạt động. Kết luận và hƣớng phát triển đề tài: Phần này nhóm thực hiện sẽ trình bày các kết quả đạt đƣợc của luận văn, và một số hạn chế chƣa khắc phục đƣợc, để từ đó đƣa ra một số hƣớng phát triển trong tƣơng lai của đề tài. Phụ lục: Các bản vẽ thiết kế và các phần mềm để tiến hành một dự án IBC. Trang viii LIỆT KÊ BẢNG Bảng1.1 Phân loại dịch vụ của IMT-2000 15 Bảng 1.2 Các thông số lớp vật lý. 20 Bảng 2.1 Các giá trị ngầm định các tham số trong mô hình 34 Bảng 2.2 Bảng giá trị suy hao xâm nhập theo số tầng. 44 Bảng 2.3 Các tham số lan truyền trong tòa nhà. 49 Bảng 2.4 Các tham số từ các nghiên cứu về lan truyền sóng trong nhà. 55 Bảng 4.1: Các loại BTS thƣờng dùng trong Indoor. 91 Bảng 4.2 Các giá trị tham số điển hình. 95 Bảng 4.3 Các giá trị n tƣơng ứng với vật liệu tòa nhà. 98 Bảng 4.4 Hệ số suy hao của tín hiệu qua các vật chắn. 100 Bảng 4.5 Suy hao của các loại feeder của hãng Rosenberger (Đức): 105 Bảng 4.6 Suy hao các bộ Coupler của hãng Telestone (Trung Quốc): 106 Bảng 4.7 Chia theo từng dịch vụ của thuê bao 110 Bảng 4.8 Công suất tiêu thụ RBS 2206 111 Bảng 4.9 Công suất tiêu thụ RBS 3216 112 Bảng 4.10 Các file log sau khi sử dụng phần mềm Tems đo đƣợc: 113 Bảng 4.11 Các giá trị ngƣỡng thu đƣợc từ các log file: 114 Bảng 4.12 Thông số đo của mạng 3G trong thang máy 128 Bảng 4.13 Thông số chuyển giao các vùng biên của tòa nhà 129 Bảng A1 Bảng tính Link budget của tòa nhà. 141 Bảng A2 Bảng Erlang B. 148 Bảng B1 Danh mục các thiết bị dùng cho hệ thống IBC của tòa nhà. 152 Bảng B2 Dung lƣợng kết hợp của bộ POI. 153 Bảng B3 Đặc tính bộ POI. 155 Bảng B4 Đặc tính của Antenna, Celiling Mounted Omni Directional 800- 2500MHz, 3dBi. 156 Bảng B5 Đặc tính của Directional Source-Building Antenna 824 -2500MHz 240°, 4,5dBi. 156 Bảng B6 Đặc tính của Directed Dipole Antenna (for elevcator), Vpol 1710- 2170MHz 45° 14dBi. 157 Trang ix Bảng B6 Đặc tính của các Slipter dùng trong hệ thống. 157 Bảng B7 Đặc tính của các Coupler. 158 [...]... Vùng phủ cho tòa nhà đƣợc cung cấp bởi trạm indoor dành riêng 81 Hình 4.4 Giải pháp hệ thống anten phân phối cáp đồng thụ động 82 Hình 4.5 Sơ đồ một hệ thống anten phân phối chủ động cho khu trƣờng sở 83 Hình 4.6 Sơ đồ một hệ thống anten phân phối chủ động cho một toà nhà cao tầng 83 Hình 4.7 Sơ đồ hệ thống lai ghép 84 Hình 4.8 Tòa nhà cao tầng .86 Hình 4.9 Tòa nhà. .. 4.3.4 Thiết kế, lắp đặt và cấu hình thiết bị cho hệ thống 95 4.3.4.1 Thiết kế tổng quan: 95 4.3.4.2 Tính Link-Budget cho tòa nhà 96 4.3.4.3 Các thông số khác trong mạng UMTS WCDMA 100 4.3.4.4 Chuyển giao xuất hiện giữa hệ thống IBC với các hệ thống khác 101 4.3.4.5 Các thiết bị dùng trong hệ thống DAS 105 4.4 Thiết kế hoàn chỉnh hệ thống IBC cho tòa cao ốc: .108... 4.3.3.3 Hệ thống cấp nguồn, tiếp đất: 122 4.3.3.4 Hệ thống cáp feeder và các bộ chia tín hiệu: 123 4.3.3.5 Hệ thống anten trong toà nhà Block A và Block B: 123 4.4.4 Bản vẽ thiết kế hệ thống IBC của tòa nhà V-Star 127 4.4.5 Kiểm tra chất lƣợng tín hiệu khi hệ thống IBC đi vào hoạt động 127 4.4.5.1 Đo mức tín hiệu trong tòa nhà 127 4.4.5.2 Kiểm tra chất lƣợng phủ sóng trong. .. 79 HỆ THỐNG PHỦ SÓNG TÍN HIỆU BÊN TRONG TÕA CAO ỐC .79 4.1 Đặt vấn đề: 79 4.2 Tổng quan giải pháp IBC cho tòa nhà cao tầng: 79 4.2.1 Nguồn tín hiệu để phủ sóng cho indoor có thể dùng: 80 4.2.2 Hệ thống phân phối tín hiệu : 82 4.3 Các bước thiết kế hệ thống IBC cho tòa nhà: 84 4.3.1 Khảo sát và nhận dạng địa hình tòa nhà cần phủ sóng 84 4.3.1.1 Mục tiêu... đỉnh tòa nhà rồi hƣớng đến thang máy 126 Hình 4.36 Sơ đồ thiết kế hệ thống của IBC thụ động của tòa nhà 127 Hình A1 Sơ đồ nguyên lý bố trí anten tòa nhà V-star 133 Hình A2 Bố trí anten mặt bằng tầng hầm 133 Hình A3 Kết quả sau khi phủ sóng tầng hầm 133 Hình A4 Kiểm tra tín hiệu sau khi phủ sóng tầng hầm .134 Hình A5 Bố trí anten mặt bằng tầng trệt .134 Hình A6 Kết... Kết quả phủ sóng tầng trệt .135 Hình A7 Kết quả kiểm tra sau khi phủ sóng tầng trệt 135 Hình A8 Bố trí anten mặt bằng tầng 2-15 Block A 136 Hình A9 Kết quả kiểm tra sau khi phủ sóng tầng 2-15 Block A 137 Hình A10 Kết quả phủ sóng tầng 2-15 Block A 138 Trang xiii Hình A11 Sóng đứng anten 1 -tầng 1 139 Hình A12 Sóng đứng anten 2 -tầng 1 139 Hình A13 Sóng đứng... .41 2.6.1 Truyền sóng bên ngoài vào trong tòa nhà 41 2.6.2 Truyền sóng bên trong tòa nhà 47 2.6.2.1 Đặc tính lan truyền 48 2.6.2.2 Nghiên cứu lan truyền sóng với hệ thống băng rộng 53 2.7 Mô hình giải tích truyền sóng trong nhà (Ray tracing) 55 CHƢƠNG 3 63 CÁC HỆ THỐNG ANTEN 63 Trang xxi 3.1 Giới thiệu tổng quan về anten, hệ thống anten: ... sát tòa nhà 85 4.3.2 Khảo sát trạm thu phát gốc và tín hiệu bên trong tòa nhà 89 4.3.2.1 Cấu trúc BTS dùng trong indoor 89 4.3.2.2 Lƣu lƣợng của hệ thống 91 4.3.2.4 Khảo sát tín hiệu bên trong tòa nhà 93 4.3.3 Các thông số cần thiết để lập kế hoạch vị trí 93 4.3.3.1 Các tham số về tòa nhà 93 4.3.3.2 Các tham số lập kế hoạch 94 4.3.4 Thiết. .. 1.1.3 Hệ thống GSM Chƣơng 1: Hệ thống thông tin di động GSM và WCDMA Đồ án tốt nghiệp Trang 6 Hình 1.4 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM Các ký hiệu: BTS : Trạm vô tuyến gốc AUC : Trung tâm nhận thực MS : Trạm di động HLR : Bộ ghi định vị thƣờng trú ISDN : Mạng số liên kết đa dịch vụ MSC : Tổng đài di động PSTN (Public Switched Telephone Network): OSS : Phân hệ khai thác và hỗ trợ BSS : Phân hệ. .. cổng Hệ thống định vị toàn cầu H Chuyển giao Handover HLR Home Location Register Bộ nhớ thƣờng trú International Mobile Tiêu chuẩn thông tin di Telecommunication động toàn cầu International Mobile Số nhận dạng thuê bao di Subscriber Identity di động quốc tế I IMT-2000 IMSI ISDN Integrated Servive Digital Network IBC Inbuilding Coverage IBS Inbuilding Solution Mạng số đa dịch vụ Phủ sóng trong tòa nhà . viễn thông trong các tòa nhà cao tầng ngày một tăng cao, khi mà các nhà mạng ở Việt Nam đang tiến hành nâng cấp lên mạng di động 3G nên việc phủ sóng di động trong tòa nhà là rất cần thiết. Vì. cứu luận văn: “ Thiết kế hệ thống phủ sóng di động trong tòa nhà cao tầng ”. III Mục tiêu của đề tài. Trong luận văn này, nhóm thực hiện đề tài sẽ trình bày quy trình thiết kế, kiểm định. bao di di động quốc tế ISDN Integrated Servive Digital Network Mạng số đa dịch vụ IBC Inbuilding Coverage Phủ sóng trong tòa nhà IBS Inbuilding Solution Giải pháp phủ sóng tòa nhà