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

Trang 1

PHẦN A GIỚI THIỆU

Trang 2

LỜI CẢM ƠN



Lời đầu tiên nhóm sinh viên thực hiện xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn thầy Trương Ngọc Hà, người đã tận tình hướng 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 hướng 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 được rất nhiều ở thầy phong cách làm việc, cũng như phương pháp nghiên cứu khoa học của thầy… Nhóm luôn được 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 người đã trang bị cho nhóm rất nhiều kiến thức chuyên ngành, cũng như 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 người 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 được cảm ơn tất cả anh chị, các bạn học, những người 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 DƯƠNG LÊ NHẬT TIẾN

Trang 3



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 hướng dẫn:………

5) Ngày giao nhiệm vụ:………

6) Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ………

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ

THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Giáo viên hướng dẫn Ngày tháng… năm 20…

Chủ nhiệm bộ môn

Trang 4

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

NGƯỜI GIAO ĐỀ TÀI:

Trang 5

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN



………

Trang 6

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN



………

NGƯỜI NHẬN XÉT

Trang 7

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 bước 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 lượng lẫn chất lượng Số lượng các nhà khai thác viễn thông trong và ngoài nước tham gia vào thị trường 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 nước, khách sạn, nhà hàng cao cấp, siêu thị, khu chung cư 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 bước tập trung nâng cao chất lượng 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 lượng 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 được triển khai rộng cho các tòa nhà cao tầng khác

Trang 8

IV Đối tượng 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

cư 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 được tổ chức thành 4 chương như sau:

Chương 1:Chương này sẽ trình bày tổng quan về các mạng đang hoạt động chủ yếu ở Việt Nam và xu hướng phát triển các mạng di động này trong tương lai

Chương 2:Giới thiệu các mô hình lan truyền sóng được sử dụng rộng rãi trên thế giới khi thiết kế một hệ thống IBC

Chương 3:Giới thiệu hệ thống anten và các loại anten sẽ được sử dụng trong hệ thống IBC

Chương 4:Chương 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 lượng sóng di động khi hệ thống đi vào hoạt động

Kết luận và hướng phát triển đề tài: Phần này nhóm thực hiện sẽ trình bày các

kết quả đạt được của luận văn, và một số hạn chế chưa khắc phục được, để từ đó đưa ra một số hướng phát triển trong tương lai của đề tài

Phụ lục: Các bản vẽ thiết kế và các phần mềm để tiến hành một dự án IBC

Trang 9

LIỆT KÊ BẢNG

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 2.4 Các tham số từ các nghiên cứu về lan truyền sóng trong nhà 55

Bảng 4.3 Các giá trị n tương 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 4.10 Các file log sau khi sử dụng phần mềm Tems đo được: 113

Bảng 4.11 Các giá trị ngưỡng thu được 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 B1 Danh mục các thiết bị dùng cho hệ thống IBC của tòa nhà 152

Trang 10

Bảng B6 Đặc tính của các Slipter dùng trong hệ thống 157

Trang 11

LIỆT KÊ HÌNH

Hình1.1 Thị phần của GSM chiếm đa số 3

Hình 1.2 Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM 3

Hình 1.3 Phân vùng và chia ô 4

Hình 1.4 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM 6

Hình 1.6 Mô hình cấu trúc hệ thống UMTS 16

Hình 1.7 Sơ đồ khối tổng quát của mạng thông tin di động thế hệ 3 WCDMA 17

Hình 1.8 Cấu trúc lớp vật lý của hệ thống UMTS 20

Hình 1.9 Hướng phát triển mạng trong tương lai 22

Hình 1.10 Mạng hội tụ băng rộng 23

Hình 1.11 Mô hình BCN 24

Hình 1.12 Biểu đồ tăng trưởng HSPA khu vực châu Á – Thái Bình Dương 25

(Nguồn Infoma & Media) 25

Hình 1.13 Phát triển mạng UMTS-HSPDA trong tương lai 26

Hình1.14 Dự báo sự phát triển của các thuê bao di động toàn cầu đến năm 2014 27 Hình 1.15 UMTS/HSPA vẫn là công nghệ chủ đạo trong họ 3G với 84% thị phần (Nguồn: Informa & 3gamericas) 27

Hình 2.1 Miền Fresnel thứ nhất 28

Hình 2.2 Đường cong dự đoán suy hao 31

Hình 2.3 Các tham số trong mô hình Walfish- Ikegami 34

Hình 2.4 : Truyền sóng vào tòa nhà 41

Hình 2.5 Phân bố tích lũy của sự thay đổi tín hiệu tại tần số 900MHz trong tòa nhà không có đường truyền LOS ( ): giá trị đo, ( ): giá trị lý thuyết của phân bố lognormal với độ lệch chuẩn 4dB 45

Hình 2.6 Mối quan hệ giữa suy hao xâm nhập và số tầng tòa nhà 46

Hình 2.7 Suy hao khác nhau giữa môi trường không gian tự do và tòa cao ốc 50

(Tài liệu tham khảo [5]) 50

Hình 2.8 Dạng trễ tín hiệu lan truyền trong một tòa nhà 6 tầng 53

Hình 2.9 Phân bố tích lũy trễ lan truyền trong hai tòa nhà văn phòng 54

Hình 2.10 Ví dụ đơn giản về mô hình lan truyền sóng indoor 57

Hình 2.11 Quá trình xử lý ảnh 58

Trang 12

Hình 2.12 (a) Điểm phản xạ P2 không tồn tại trên bức tường 2 (b) Điểm phản xạ

P1 không tồn tại trên bức tường 1 59

Hình 2.13 (c) Tồn tại cả hai điểm phản xạ, vì vậy đường truyền được xác định 61

(d) Máy thu không nằm trong miền mô phỏng 61

Hình 3.1 Trường bức xạ xung quanh anten 64

Hình 3.2 Độ tăng ích của anten 66

Hình 3.3 Công suất bức xạ hiệu dụng của anten 69

Hình 3.4 Độ tăng ích của anten isotropic so với anten dipole 70

Hình 3.5 Tọa độ cực 71

Hình 3.6 Hình dạng búp sóng bức xạ trên mặt phẳng ngang 72

Hình 3.7 Hình dạng búp sóng bức xạ trên mặt phẳng đứng 72

Hình 3.8 Hình dạng búp sóng bức xạ trong không gian 3 chiều 73

Hình 3.9: Sự phân cực 75

Hình 3.10 Một số cấu hình của anten thu phân tập không gian 77

Hình 3.11 Tín hiệu thu phân tập theo không gian 77

Hình 3.12 Thu phân tập theo cực tính 78

Hình 4.1 Các thành phần chính của hệ thống IBC 80

Hình 4.2 Vùng phủ trong tòa nhà từ một tế bào macro trong mạng BTS outdoormacro 80

Hình 4.3 Vùng phủ cho tòa nhà được 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 trường 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 công xưởng 87

Hình 4.10 Khu trường học 88

Hình 4.11 Cấu trúc nhà ga sân bay 89

Hình 4.12 BTS công suất thấp với bộ ghép thụ động 90

Hình 4.13 Xác suất nghẽn GoS 92

Hình 4.14 Sự lan truyền sóng trong nhà 96

Trang 13

Hình 4.15 Suy hao trong tòa văn phòng có mật độ người dùng cao 99

Hình 4.16 Quá trình handover trong indoor 101

Hình 4.17 Quá trình handover trong tòa nhà 103

Hình 4.18 Chuyển giao giữa các hệ thống GSM và UMTS WCDMA 104

Hình 4.19 Thủ tục chuyển giao giữa các hệ thống 104

Hình 4.20 Anten omni 3600 3dBi 105

Hình 4.21 Các loại slipter dùng trong IBC 105

Hình 4.22 Suy hao của Slipter 1:3 106

Hình 4.23 Coupler chia tín hiệu ra các anten có công suất 3.5 – 5dBm 106

Hình 4.24 Vị trí của POI trong hệ thống IBC 107

Hình 4.25 Các tần số được kết hợp vào bộ POI 107

Hình 4.26 Phối cảnh tòa nhà V-Star 108

Hình 4.27 Tín hiệu yếu tại các tầng thấp 116

Hình 4.28 Mức thu được khảo sát của tòa nhà 117

Hình 4.29 Handover liên tục xảy ra tại các tầng cao của toà nhà 118

Hình 4.30 Chất lượng thu của tòa nhà 118

Hình 4.31 Chỉ số SQI thấp 119

Hình 4.32 Chỉ số C/I thấp khi xảy ra handover 119

Hình 4.33 Anten Omni được gắn ở tầng hầm 124

Hình 4.34 Anten Omni được gắn trên trần giả 125

Hình 4.35 Bố trí anten Panel trên đỉnh tòa nhà rồi hướng 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 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 14

Hình A11 Sóng đứng anten 1-tầng 1 139

Hình B1 Mặt trước bộ POI 153

Hình B2 Sơ đồ nguyên lý bộ POI 154

Hình B3 Nguyên lý bộ 3dB Hybrid 154

Hình B4 Nguyên lý bộ Combiner 2 154

Hình B5 Nguyên lý bộ Coupler 155

Hình B6 Slipter dùng trong hệ thống 157

Hình B7 Coupler 5dB 158

Hình B8 RBS 2206 159

Trang 15

BẢNG TRA CỨU TỪ VIẾT TẮT A

System

Hệ thống điện thoại di động tiên tiến

Industries And Business

Liên hiệp công nghiệp và kinh doanh vô tuyến

Indentifization Code Mã nhận dạng trạm gốc

C

Ratio

Tỷ số sóng mang trên nhiễu

Trang 16

Data Network mạch kênh công cộng

CS-ACELP

Conjugate Structure Algebraic Code Excited Linear Pradiction

Dự báo tuyến tính kích thích theo mã đại số cấu trúc phức hợp

Trang 17

GMSC Gateway Mobile Service

Switching Center Tổng đài di động

Trang 18

diện IuB với RNC

Khóa chuyển pha vuông góc trực giao

P

Network

Mạng di động mặt đất công cộng

Telephone Network

Mạng chuyển mạch thoại công cộng

tuyến

RSSI Receive Signal Strength Biểu thị tín hiệu thu

Trang 19

Radio Access Network

Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu

UMTS

Universal Mobile Telecommunnication System

Hệ thống thông tin di động chung

W

Division Multiplex Đa truy cập chia theo mã

Multiplexing

Ghép kênh phân chia bước sóng

Trang 20

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN I

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI III

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN IV

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN V

LỜI NÓI ĐẦU VI

LIỆT KÊ BẢNG VIII

LIỆT KÊ HÌNH X

BẢNG TRA CỨU TỪ VIẾT TẮT XIV

MỤC LỤC XIX

CHƯƠNG 1 1

HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ WCDMA 1

1 1 Giới thiệu về mạng GSM 1

1.1.1 Lịch sử phát triển mạng GSM 2

1.1.2 Cấu trúc địa lý của mạng 3

1.1.2.1 Vùng phục vụ PLMN (Public Land Mobile Network) 4

1.1.2.2 Vùng phục vụ MSC 4

1.1.2.3 Vùng định vị (LA - Location Area) 5

1.1.3 Hệ thống GSM 5

1.1.3.1 Trạm di động (MS – Mobile station) 7

1.1.3.2 Phân hệ trạm gốc (BSS Base Station Subsystem) 7

1.1.3.4 Phân hệ chuyển mạch (SS – Switching Subsystem) 9

1.1.3.5 Phân hệ khai thác và bảo dưỡng (OSS) 12

1.2 Hệ thống thông tin di động WCDMA 14

1.2.1 Giới thiệu công nghệ W CDMA 14

1.2.2 Các loại lưu lượng và dịch vụ được WCDMA UMTS hỗ trợ 14

1.2.3 Mô hình cấu trúc mạng WCDMA 16

1.2.3.1 UE (User Equipment) 17

1.2.3.2 UTRAN (UMTS Terestrial Radio Access Network) 18

1.2.3.3 CN (Core Network) 18

1.2.3.4 Các mạng ngoài 19

Trang 21

1.2.3.5 Các giao diện vô tuyến 19

1.2.4 Cấu trúc phân lớp của WCDMA 19

1.2.5 Các thông số lớp vật lí 20

1.3 Xu hướng phát triển các mạng di động trong tương lai 21

1.3.1 Xu hướng phát triển của mạng viễn thông 21

1.3.1.1 Mạng NGN 22

1.3.1.2 Mạng BCN (Broadband Convergence Network) 23

1.3.2 HSPA tiếp tục là công nghệ băng rộng di động chủ đạo 24

1.3.3 Công nghệ 3G chiếm thị phần 26

CHƯƠNG 2 28

CÁC MÔ HÌNH TRUYỀN SÓNG 28

2.1 Đặc điểm truyền sóng trong không gian tự do 28

2.2 Mô hình Okumura: 29

2.3 Mô hình COST231 – Walfish – Ikegami 31

2.4 Mô hình Motley & Keenan: 34

2.5 Các đặc tính phading, phương pháp kỹ thuật hạn chế phading: 36

2.5.1 Các tính chất quan trọng của kênh phading 36

2.5.1.1 Sự biến động về pha và biên độ 36

2.5.1.2 Phading nhanh và chậm 36

2.5.1.3 Phading phẳng và phading chọn tần 37

2.5.2 Mô hình kênh phading phẳng 37

2.5.2.1 Phading nhiều tia 38

2.5.2.2 Hiệu ứng che khuất hàm log 39

2.5.2.3 Phading nhiều tia, che khuất kết hợp 39

2.5.3 Mô hình kênh phading chọn tần 39

2.6 Các mô hình thực nghiệm 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

CHƯƠNG 3 63

CÁC HỆ THỐNG ANTEN 63

Trang 22

3.1 Giới thiệu tổng quan về anten, hệ thống anten: 63 3.2 Các thuộc tính quan trọng của anten 65

3.2.1 Hệ số tăng ích và hệ số định hướng của anten 65 3.2.2 Công suất bức xạ hiệu dụng ERP và EIRP 68 3.2.3 Hình dạng búp sóng 70 3.2.4 Trở kháng và hệ số sóng đứng 73 3.2.5 Các tham số khác 74

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 844.3.1.2 Khảo 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 894.3.2.2 Lưu lượng của hệ thống 914.3.2.4 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 934.3.3.2 Các tham số lập kế hoạch 94

4.3.4 Thiết kế, lắp đặt và cấu hình thiết bị cho hệ thống 95

4.3.4.1 Thiết kế tổng quan: 954.3.4.2 Tính Link-Budget cho tòa nhà 964.3.4.3 Các thông số khác trong mạng UMTS WCDMA 1004.3.4.4 Chuyển giao xuất hiện giữa hệ thống IBC với các hệ thống khác 1014.3.4.5 Các thiết bị dùng trong hệ thống DAS 105

4.4 Thiết kế hoàn chỉnh hệ thống IBC cho tòa cao ốc: 108

Trang 23

4.4.1 Thiết kế hệ thống IBC cho tòa nhà V-Star 108 4.4.2 Trạm thu phát gốc và tín hiệu bên trong tòa nhà V-Star 109

4.4.2.1 Khảo sát trạm thu phát gốc và dung lượng: 1094.4.2.2 Nội dung khảo sát tín hiệu: 1124.4.2.3 Kết quả khảo sát tín hiệu: 113

4.4.3 Thiết kế, lắp đặt và cấu hình thiết bị cho hệ thống 120

4.4.3.1 Tính Link Budget: 1204.3.3.2 Lựa chọn nguồn tín hiệu: 1214.3.3.3 Hệ thống cấp nguồn, tiếp đất: 1224.3.3.4 Hệ thống cáp feeder và các bộ chia tín hiệu: 1234.3.3.5 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 lượng tín hiệu khi hệ thống IBC đi vào hoạt động 127

4.4.5.1 Đo mức tín hiệu trong tòa nhà 1274.4.5.2 Kiểm tra chất lượng phủ sóng trong thang máy 1284.4.5.3 Đo chất lượng thoại (SQI) và chất lượng thu (RxQual) 1284.4.5.4 Đánh giá về tỉ lệ thiết lập cuộc gọi và chuyển giao 1294.4.5.5 Kiểm tra hệ thống anten, feeder 1304.4.5.6 Kết quả kiểm tra chi tiết vùng phủ sóng các tầng 130

CHƯƠNG 5 131 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 131

5.1 Kết luận: 131 5.2 Hướng phát triển đề tài: 131

PHỤ LỤC A: BẢN VẼ BỐ TRÍ ANTEN CỦA TÕA NHÀ 133 PHỤ LỤC B: BẢNG LIỆT KÊ CÁC THÔNG SỐ THIẾT BỊ 152

Trang 24

PHẦN B NỘI DUNG

Trang 25

CHƯƠNG 1

HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ WCDMA

1 1 Giới thiệu về mạng GSM

Hệ thống thông tin di động toàn cầu (Mobile Global System for Mobile

Communications; viết tắt GSM) là một công nghệ dùng cho mạng thông tin di

động Dịch vụ GSM được sử dụng trên hơn 2 tỷ người trên 212 quốc gia và vùng lãnh thổ Các mạng thông tin di động GSM cho phép có thể liên lạc với nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau ở có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới

GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động (ĐTDĐ) trên thế giới Khả năng phú sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM làm cho nó trở nên phổ biến trên thế giới, cho phép người sử dụng có thể sử dụng ĐTDĐ của họ ở nhiều vùng trên thế giới GSM khác với các chuẩn tiền thân của nó về cả tín hiệu và tốc độ, chất

lượng cuộc gọi Nó được xem như là một hệ thống ĐTDĐ thế hệ thứ hai (second

generation, 2G) GSM là một chuẩn mở, hiện tại nó được phát triển bởi 3rd

Generation Partnership Project (3GPP)

Đứng về phía quan điểm khách hàng, lợi thế chính của GSM là chất lượng cuộc gọi tốt hơn, giá thành thấp và dịch vụ tin nhắn Thuận lợi đối với nhà điều hành mạng là khả năng triển khai thiết bị từ nhiều người cung ứng GSM cho phép nhà điều hành mạng có thể kết hợp chuyển vùng với nhau do vậy mà người sử dụng

có thể sử dụng điện thoại của họ ở khắp nơi trên thế giới

Trang 26

1.1.1 Lịch sử phát triển mạng GSM

Những năm đầu 1980, hệ thống viễn thông tế bào trên thế giới đang phát triển mạnh mẽ đặc biệt là ở Châu Âu mà không được chuẩn hóa về các chỉ tiêu kỹ thuật Điều này đã thúc giục Liên minh Châu Âu về Bưu chính viễn thông CEPT

(Conference of European Posts and Telecommunications) thành lập nhóm đặc trách

về di động GSM với nhiệm vụ phát triển một chuẩn thống nhất cho hệ thống thông tin di động để có thể sử dụng trên toàn Châu Âu

Ngày 27 tháng 3 năm 1991, cuộc gọi đầu tiên sử dụng công nghệ GSM được thực hiện bởi mạng Radiolinja ở Phần Lan (mạng di động GSM đầu tiên trên thế giới)

Năm 1989, Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu ETSI (European

Telecommunications Standards Institute) quy định chuẩn GSM là một tiêu chuẩn

chung cho mạng thông tin di động toàn Châu Âu, và năm 1990 chỉ tiêu kỹ thuật GSM phase I (giai đoạn I) được công bố

Năm 1992, Telstra Australia là mạng đầu tiên ngoài Châu Âu ký vào biên

bản ghi nhớ GSM MoU (Memorandum of Understanding) Cũng trong năm này,

thỏa thuận chuyển vùng quốc tế đầu tiên được ký kết giữa hai mạng Finland Telecom của Phần Lan và Vodafone của Anh Tin nhắn SMS đầu tiên cũng được gửi đi trong năm 1992

Những năm sau đó, hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM phát triển một cách mạnh mẽ, cùng với sự gia tăng nhanh chóng của các nhà điều hành, các mạng

di động mới, thì số lượng các thuê bao cũng gia tăng một cách chóng mặt

Năm 1996, số thành viên GSM MoU đã lên tới 200 nhà điều hành từ gần 100 quốc gia 167 mạng hoạt động trên 94 quốc gia với số thuê bao đạt 50 triệu

Năm 2000, GPRS được ứng dụng Năm 2001, mạng 3GSM (UMTS) được đi vào hoạt động, số thuê bao GSM đã vượt quá 500 triệu Năm 2003, mạng EDGE đi vào hoạt động

Năm 2006 số thuê bao di động GSM đã lên tới con số 2 tỉ với trên 700 nhà điều hành, chiếm gần 80% thị phần thông tin di động trên thế giới Theo dự đoán

của GSM Association, năm 2007 số thuê bao GSM sẽ đạt 2,5 tỉ

Trang 27

Hình1.1 Thị phần của GSM chiếm đa số

1.1.2 Cấu trúc địa lý của mạng

Mọi mạng điện thoại cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọi đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi Ở một mạng di động, cấu trúc này rất quan trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng Trong hệ thống GSM, mạng được phân chia thành các phân vùng sau

Hình 1.2 Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM

Trang 28

Hình 1.3 Phân vùng và chia ô

1.1.2.1 Vùng phục vụ PLMN (Public Land Mobile Network)

Vùng phục vụ GSM là toàn bộ vùng phục vụ do sự kết hợp của các quốc gia thành viên nên những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau ở

có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới

Phân cấp tiếp theo là vùng phục vụ PLMN, đó có thể là một hay nhiều vùng trong một quốc gia tùy theo kích thước của vùng phục vụ

Kết nối các đường truyền giữa mạng di động GSM/PLMN và các mạng khác (cố định hay di động) đều ở mức tổng đài trung kế quốc gia hay quốc tế Tất cả các cuộc gọi vào hay ra mạng GSM/PLMN đều được định tuyến thông qua tổng đài vô tuyến cổng G-MSC (Gateway - Mobile Service Switching Center) G-MSC làm việc như một tổng đài trung kế vào cho GSM/PLMN

1.1.2.2 Vùng phục vụ MSC

MSC (Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động, gọi tắt là tổng đài di động) Vùng MSC là một bộ phận của mạng được một MSC quản lý Để định tuyến một cuộc gọi đến một thuê bao di động Mọi thông tin để định tuyến cuộc gọi tới

Trang 29

thuê bao di động hiện đang trong vùng phục vụ của MSC được lưu giữ trong bộ ghi định vị tạm trú VLR

Một vùng mạng GSM/PLMN được chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC/VLR

1.1.2.3 Vùng định vị (LA - Location Area)

Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị LA Vùng định vị là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR, mà ở đó một trạm di động

có thể chuyển động tự do mà không cần cập nhật thông tin về vị trí cho tổng đài MSC/VLR điều khiển vùng định vị này Vùng định vị này là một vùng mà ở đó thông báo tìm gọi sẽ được phát quảng bá để tìm một thuê bao di động bị gọi Vùng định vị LA được hệ thống sử dụng để tìm một thuê bao đang ở trạng thái hoạt động

Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng nhận dạng vùng định vị LAI (Location Area Identity):

LAI = MCC + MNC + LAC

MCC (Mobile Country Code): mã quốc gia

MNC (Mobile Network Code): mã mạng di động

LAC (Location Area Code) : mã vùng định vị (16 bit)

Cell (Tế bào hay ô)

Vùng định vị được chia thành một số ô mà khi MS di chuyển trong đó thì không cần cập nhật thông tin về vị trí với mạng Cell là đơn vị cơ sở của mạng, là một vùng phủ sóng vô tuyến được nhận dạng bằng nhận dạng ô toàn cầu (CGI) Mỗi ô được quản lý bởi một trạm vô tuyến gốc BTS

CGI = MCC + MNC + LAC + CI

CI (Cell Identity): Nhận dạng ô để xác định vị trí trong vùng định vị

Trạm di động MS tự nhận dạng một ô bằng cách sử dụng mã nhận dạng trạm gốc BSIC (Base Station Identification Code)

1.1.3 Hệ thống GSM

Trang 30

Hình 1.4 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM

Các ký hiệu:

OSS : Phân hệ khai thác và hỗ trợ BTS : Trạm vô tuyến gốc

AUC : Trung tâm nhận thực MS : Trạm di động

HLR : Bộ ghi định vị thường trú ISDN : Mạng số liên kết đa dịch vụ

MSC : Tổng đài di động PSTN (Public Switched Telephone Network): BSS : Phân hệ trạm gốc Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng

BSC : Bộ điều khiển trạm gốc PSPDN : Mạng chuyển mạch gói công cộng OMC : Trung tâm khai thác và bảo dưỡng CSPDN (Circuit Switched Public Data Network):

SS : Phân hệ chuyển mạch Mạng số liệu chuyển mạch kênh công cộng VLR : Bộ ghi định vị tạm trú PLMN : Mạng di động mặt đất công cộng EIR : Thanh ghi nhận dạng thiết bị

Trang 31

Các thành phần chức năng trong hệ thống:

Mạng thông tin di động công cộng mặt đất PLMN (Public Land Mobile Network) theo chuẩn GSM được chia thành 4 phân hệ chính sau:

 Trạm di động MS (Mobile Station)

 Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem)

 Phân hệ chuyển mạch SS (Switching Subsystem)

 Phân hệ khai thác và hỗ trợ (Operation and Support Subsystem)

1.1.3.1 Trạm di động (MS – Mobile station)

Trạm di động (MS) bao gồm thiết bị trạm di động ME (Mobile Equipment)

và một khối nhỏ gọi là mođun nhận dạng thuê bao (SIM-Subscriber Identity Module) Đó là một khối vật lý tách riêng, chẳng hạn là một IC Card hoặc còn gọi

là card thông minh SIM cùng với thiết bị trạm (ME-Mobile Equipment) hợp thành trạm di động MS SIM cung cấp khả năng di động cá nhân, vì thế người sử dụng có thể lắp SIM vào bất cứ máy điện thoại di động GSM nào truy nhập vào dịch vụ đã đăng ký Mỗi điện thoại di động được phân biệt bởi một số nhận dạng điện thoại di động IMEI (International Mobile Equipment Identity) 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 IMEI và IMSI hoàn toàn độc lập với nhau để đảm bảo tính di động cá nhân Card SIM có thể chống việc

sử dụng trái phép bằng mật khẩu hoặc số nhận dạng cá nhân (PIN)

Trạm di động ở GSM 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, ở chức năng thứ hai này mỗi thuê bao phải có một thẻ gọi là SIM card Trừ một số trường hợp đặc biệt như gọi cấp cứu… thuê bao chỉ có thể truy nhập vào hệ thống khi cắm thẻ này vào máy

1.1.3.2 Phân hệ trạm gốc (BSS Base Station Subsystem)

BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động MS bằng thiết bị BTS thông qua giao diện vô tuyến Mặt khác BSS thực hiện giao diện với các tổng đài ở phân

hệ chuyển mạch SS Tóm lại, 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

Trang 32

thông khác BSS cũng phải được điều khiển, do đó nó được đấu nối với phân hệ vận hành và bảo dưỡng OSS Phân hệ trạm gốc BSS bao gồm:

 TRAU (Transcoding and Rate Adapter Unit): Bộ chuyển đổi mã và phối hợp tốc độ

 BSC (Base Station Controler): Bộ điều khiển trạm gốc

 BTS (Base Transceiver Station): Trạm thu phát gốc

Khối TRAU (Transcode/ Rate Adapter Unit):

Khối thích ứng và chuyển đổi mã thực hiện chuyển đổi mã thông tin từ các kênh vô tuyến (16 Kb/s) theo tiêu chuẩn GSM thành các kênh thoại chuẩn (64 Kb/s) trước khi chuyển đến tổng đài TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá và giải

mã tiếng đặc thù riêng cho GSM được tiến hành, tại đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số liệu TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng

có thể được đặt cách xa BTS và thậm chí còn đặt trong BSC và MSC

Khối BTS (Base Tranceiver Station) :

Một BTS bao gồm các thiết bị thu /phát tín hiệu sóng vô tuyến, anten và bộ phận mã hóa và giải mã giao tiếp với BSC BTS là thiết bị trung gian giữa mạng GSM và thiết bị thuê bao MS, trao đổi thông tin với MS qua giao diện vô tuyến Mỗi BTS tạo ra một hay một số khu vực vùng phủ sóng nhất định gọi là tế bào (cell)

Khối BSC (Base Station Controller)

BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và chuyển giao Một phía BSC được nối với BTS, còn phía kia nối với MSC của phân

hệ chuyển mạch SS Giao diện giữa BSC và MSC là giao diện A, còn giao diện giữa BTS và BSC là giao diện A.bis

Các chức năng chính của BSC :

 Quản lý mạng vô tuyến: Việc quản lý vô tuyến chính là quản lý các cell và các kênh logic của chúng Các số liệu quản lý đều được đưa về BSC để đo đạc và xử lý, chẳng hạn như lưu lượng thông tin ở một cell, môi trường vô tuyến, số lượng cuộc gọi bị mất, các lần chuyển giao thành công và thất bại

Trang 33

 Quản lý trạm vô tuyến gốc BTS: Trước khi đưa vào khai thác, BSC lập cấu hình của BTS ( số máy thu/phát TRX, tần số cho mỗi trạm ) Nhờ đó mà BSC có sẵn một tập các kênh vô tuyến dành cho điều khiển và nối thông cuộc gọi

 Điều khiển nối thông các cuộc gọi: BSC chịu trách nhiệm thiết lập và giải phóng các đấu nối tới máy di động MS Trong quá trình gọi, sự đấu nối được BSC giám sát Cường độ tín hiệu, chất lượng cuộc đấu nối được ở máy di động và TRX gửi đến BSC Dựa vào đó mà BSC sẽ quyết định công suất phát tốt nhất của MS và TRX để giảm nhiễu và tăng chất lượng cuộc đấu nối BSC cũng điều khiển quá trình chuyển giao nhờ các kết quả đo kể trên để quyết định chuyển giao MS sang cell khác, nhằm đạt được chất lượng cuộc gọi tốt hơn Trong trường hợp chuyển giao sang cell của một BSC khác thì nó phải nhờ sự trợ giúp của MSC Bên cạnh đó, BSC cũng có thể điều khiển chuyển giao giữa các kênh trong một cell hoặc từ cell này sang kênh của cell khác trong trường hợp cell này bị nghẽn nhiều

 Quản lý mạng truyền dẫn: BSC có chức năng quản lý cấu hình các đường truyền dẫn tới MSC và BTS để đảm bảo chất lượng thông tin Trong trường hợp có sự cố một tuyến nào đó, nó sẽ tự động điều khiển tới một tuyến dự phòng

1.1.3.4 Phân hệ chuyển mạch (SS – Switching Subsystem)

Phân hệ chuyển mạch bao gồm các khối chức năng sau:

 Trung tâm chuyển mạch nghiệp vụ di động MSC

 Thanh ghi định vị thường trú HLR

 Thanh ghi định vị tạm trú VLR

 Trung tâm nhận thực AuC

 Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR

Phân hệ chuyển mạch (SS) bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của mạng GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động của thuê bao Chức năng chính của SS là quản lý thông tin giữa những người

sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác

Trang 34

Trung tâm chuyển mạch di động MSC:

Tổng đài di động MSC (Mobile services Switching Center) thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điều khiển trạm gốc BSC MSC thực hiện các chức năng chuyển mạch chính, nhiệm vụ chính của MSC là tạo kết nối và xử lý cuộc gọi đến những thuê bao của GSM, một mặt MSC giao tiếp với phân hệ BSS và mặt khác giao tiếp với mạng ngoài qua tổng đài cổng GMSC (Gateway MSC)

Chức năng chính của tổng đài MSC:

 Xử lý cuộc gọi (Call Processing)

 Điều khiển chuyển giao (Handover Control)

 Quản lý di động (Mobility Management)

 Tương tác mạng IWF(Interworking Function): qua GMSC

Hình 1.5 : Chức năng xử lý cuộc gọi của MSC

(1): Khi chủ gọi quay số thuê bao di động bị gọi, số mạng dịch vụ số liên kết của thuê bao di động, sẽ có hai trường hợp xảy ra :

 (1.a) – Nếu cuộc gọi khởi đầu từ mạng cố định PSTN thì tổng đài sau khi phân tích số thoại sẽ biết đây là cuộc gọi cho một thuê bao di động Cuộc gọi sẽ được định tuyến đến tổng đài cổng GMSC gần nhất

 (1.b) – Nếu cuộc gọi khởi đầu từ trạm di động, MSC phụ trách ô mà trạm di động trực thuộc sẽ nhận được bản tin thiết lập cuộc gọi từ MS thông qua BTS có chứa số thoại của thuê bao di động bị gọi

Trang 35

(2): MSC (hay GMSC) sẽ phân tích số MSISDN (The Mobile Station ISDN) của thuê bao bị gọi để tìm ra HLR nơi MS đăng ký

(3):MSC (hay GMSC) sẽ hỏi HLR thông tin để có thể định tuyến đến MSC/VLR quản lý MS

(4):HLR sẽ trả lời, khi đó MSC (hay GMSC) này có thể định tuyến lại cuộc gọi đến MSC cần thiết Khi cuộc gọi đến MSC này, VLR sẽ biết chi tiết hơn về vị trí của MS Như vậy có thể nối thông một cuộc gọi ở mạng GSM, đó là chức năng

xử lý cuộc gọi của MSC

Để kết nối MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm truyền dẫn của mạng GSM với các mạng này Các thích ứng này gọi là chức năng tương tác IWF (Inter Networking Function) IWF bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyền dẫn IWF có thể thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng, ở trường hợp hai giao tiếp giữa MSC và IWF được để mở

Bộ ghi định vị thường trú (HLR - Home Location Register):

HLR là cơ sở dữ liệu tham chiếu lưu giữ lâu dài các thông tin về thuê bao, các thông tin liên quan tới việc cung cấp các dịch vụ viễn thông HLR không phụ thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao và chứa các thông tin về vị trí hiện thời của thuê bao

Bộ ghi định vị tạm trú (VLR - Visitor Location Register):

VLR là một cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang ở vùng phục vụ của MSC Mỗi MSC có một VLR, thường thiết kế VLR ngay trong MSC Ngay cả khi MS lưu động vào một vùng MSC mới VLR liên kết với MSC sẽ yêu cầu số liệu về MS từ HLR Đồng thời HLR sẽ được thông báo rằng MS đang ở vùng MSC nào Nếu sau đó MS muốn thực hiện một cuộc gọi, VLR sẽ có tất cả các thông tin cần thiết để thiết lập một cuộc gọi mà không cần hỏi HLR, có thể coi VLR như một HLR phân bố VLR chứa thông tin chính xác hơn về vị trí MS ở vùng MSC

Trang 36

Nhưng khi thuê bao tắt máy hay rời khỏi vùng phục vụ của MSC thì các số liệu liên quan tới nó cũng hết giá trị

Hay nói cách khác, VLR là cơ sở dữ liệu trung gian lưu trữ tạm thời thông tin về thuê bao trong vùng phục vụ MSC/VLR được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu HLR

VLR bao gồm:

 Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN, TMSI

 Số hiệu nhận dạng vùng định vị đang phục vụ MS

 Danh sách các dịch vụ mà MS được và bị hạn chế sử dụng

 Trạng thái của MS ( bận: busy; rỗi: idle)

Thanh ghi nhận dạng thiết bị(EIR - Equipment Identity Register):

EIR có chức năng kiểm tra tính hợp lệ của 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 Một ME sẽ có số IMEI thuộc một trong ba danh sách sau:

 Nếu ME thuộc danh sách trắng ( White List ) thì nó được quyền truy nhập và sử dụng các dịch vụ đã đăng ký

 Nếu ME thuộc danh sách xám ( Gray List ), tức là có nghi vấn và cần kiểm tra Danh sách xám bao gồm những ME có lỗi (lỗi phần mềm hay lỗi sản xuất thiết bị) nhưng không nghiêm trọng tới mức loại trừ khỏi hệ thống

 Nếu ME thuộc danh sách đen ( Black List ), tức là bị cấm không cho truy nhập vào hệ thống, những ME đã thông báo mất máy

Khối trung tâm nhận thực AuC (Aunthentication Center)

AuC được nối đến HLR, chức năng của AuC là cung cấp cho HLR các tần số nhận thực và các khoá 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 Cơ sở dữ liệu của AuC còn ghi nhiều thông tin cần thiết khác khi thuê bao đăng ký nhập mạng và được sử dụng để kiểm tra khi thuê bao yêu cầu cung cấp dịch vụ, tránh việc truy nhập mạng một cách trái phép

1.1.3.5 Phân hệ khai thác và bảo dưỡng (OSS)

OSS (Operation and Support System) thực hiện 3 chức năng chính:

Trang 37

họ cung cấp cho khách hàng và kịp thời nâng cấp Khai thác còn 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 và mở rộng vùng phủ sóng Ở hệ thống viễn thông hiện đại, khai thác được thực hiện bằng máy tính và được tập trung ở một trạm

 Bảo dưỡng :

Có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố và hỏng hóc, nó

có một số quan hệ với khai thác Các thiết bị ở hệ thống viễn thông hiện đại

có khả năng tự phát hiện một số các sự cố hay dự báo sự cố thông qua kiểm tra Bảo dưỡng bao gồm các hoạt động tại hiện trường nhằm thay thế các thiết bị có sự cố, cũng như việc sử dụng các phần mềm điều khiển từ xa

Hệ thống khai thác và bảo dưỡng có thể được xây dựng trên nguyên lý của TMN (Telecommunication Management Network - Mạng quản lý viễn thông) Lúc này, một mặt hệ thống khai thác và bảo dưỡng được nối đến các phần tử của mạng viễn thông (MSC, HLR, VLR, BSC, và các phần tử mạng khác trừ BTS) Mặt khác hệ thống khai thác và bảo dưỡng được nối tới máy tính chủ đóng vai trò giao tiếp người - máy Theo tiêu chuẩn GSM hệ thống này được gọi là trung tâm vận hành và bảo dưỡng (OMC - Operation and Maintenance Center)

Quản lý thuê bao :

Bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao Nhiệm vụ đầu tiên là nhập

và xoá 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 Nhà khai thác có thể thâm nhập được các

Trang 38

thông số nói trên Một nhiệm vụ quan trọng khác của khai thác là tính cước các cuộc gọi rồi gửi đến thuê bao Khi đó HLR, SIM-Card đóng vai trò như một bộ phận quản lý thuê bao

Quản lý thiết bị di động :

Quản lý thiết bị di động được bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR thực hiện EIR lưu trữ toàn bộ dữ liệu liên quan đến trạm di động MS EIR được nối đến MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra tính hợp lệ của thiết bị Trong hệ thống GSM thì EIR được coi là thuộc phân hệ chuyển mạch NSS

1.2 Hệ thống thông tin di động WCDMA

1.2.1 Giới thiệu công nghệ W CDMA

W-CDMA (Wideband CDMA) là công nghệ thông tin di động thế hệ ba (3G) giúp tăng tốc độ truyền nhận dữ liệu cho hệ thống GSM bằng cách dùng kỹ thuật CDMA hoạt động ở băng tần rộng thay thế cho TDMA Trong các công nghệ thông tin di động thế hệ ba thì W-CDMA nhận được sự ủng hộ lớn nhất nhờ vào tính linh hoạt của lớp vật lý trong việc hỗ trợ các kiểu dịch vụ khác nhau đặc biệt là dịch vụ tốc độ bit thấp và trung bình

 W-CDMA có các tính năng cơ sở sau :

 Hoạt động ở CDMA băng rộng với băng tần 5MHz

 Lớp vật lý mềm dẻo để tích hợp được tất cả thông tin trên một sóng mang

 Hệ số tái sử dụng tần số bằng 1

 Hỗ trợ phân tập phát và các cấu trúc thu tiên tiến

Nhược điểm chính của W-CDMA là hệ thống không cấp phép trong băng TDD phát liên tục cũng như không tạo điều kiện cho các kỹ thuật chống nhiễu ở các môi trường làm việc khác nhau

1.2.2 Các loại lưu lượng và dịch vụ được WCDMA UMTS hỗ trợ

Có thể tổng kết các dịch vụ do WCDMA UMTS cung cấp ở bảng sau:

Trang 39

Bảng1.1 Phân loại dịch vụ của IMT-2000

Dịch vụ số liệu -Dịch vụ số liệu trung bình(64-144 kbps)

-Dịch vụ số liệu tốc độ tương đối

cao(144kbps-2Mbps) -Dịch vụ số liệu tốc độ cao (>=2Mbps)

Dịch vụ âm thanh

-Dịch vụ âm thanh chất lượng cao (16-64 kbps) -Dịch vụ truyền thanh AM(32-64 kbps)

-Dịch vụ truyền thanh FM (64-384kbps) Dịch vụ video

(384kbps)

-Dịch vụ video (384kbps) -Dịch vụ hình chuyển động(384-2mbps) -Dịch vụ hình chuyển động thời gian thực (>=2mbps)

Dịch vụ

internet

Dịch vụ internet đơn giản

-Dịch vụ truy nhập Web (384-2Mbps)

Dịch vụ internet thời gian thực

-Dịch vụ internet (384kbps-2Mbps)

Dịch vụ internet đa phương tiện

-Dịch vụ website đa phương tiện thời gian thực

Thực tế triển khai ở những nước khác, 3G là nền tảng cho phép vô vàn các ứng dụng có thể được triển khai và số lượng các ứng dụng ngày càng gia tăng theo thời gian cũng như theo nhu cầu của người dùng

Tại Việt Nam, người ta đã bắt đầu nói đến điện thoại truyền hình (video call), truyền tải đồng thời âm thanh, dữ liệu (rich voice), tải phim (video dowloading), xem phim trực tuyến (video streaming), thanh toán điện tử (mobile payment), truy cập Internet di động (mobile Internet), quảng cáo di động (mobile advertizing),

Trang 40

truyền dữ liệu, sao lưu dự phòng v.v Tại thời điểm khai trương mạng 3G, Vinaphone cung cấp cho khách hàng 6 dịch vụ mới, đưa chất lượng phục vụ của mạng di động Vinaphone lên một đẳng cấp mới: hiện đại và sang trọng Trong đó, gồm các dịch vụ internet di động tốc độ cao như Mobile Internet (truy cập internet tốc độ cao trực tiếp từ điện thoại), Mobile Broadband (truy cập Internet tốc độ cao

từ máy tính qua sóng di động); các dịch vụ có tính đột phá như: Video Call (đàm thoại thấy hình giữa các thuê bao Vinaphone), Mobile Camera (xem hình ảnh tình trạng các nút giao thông); các dịch vụ giải trí cao cấp như Mobile TV (xem trực tiếp

15 kênh truyền hình trên máy di động), 3G Portal (thế giới thông tin và giải trí trên điện thoại di động)

1.2.3 Mô hình cấu trúc mạng WCDMA

Hệ thống WCDMA được xây dựng trên cơ sở mạng GPRS Về mặt chức năng có thể chia cấu trúc mạng WCDMA ra làm hai phần : mạng lõi (CN) và mạng truy cập vô tuyến (UTRAN), trong đó mạng lõi sử dụng toàn bộ cấu trúc phần cứng của mạng GPRS, còn mạng truy cập vô tuyến là phần nâng cấp của WCDMA Ngoài ra để hoàn thiện hệ thống, trong WCDMA còn có thiết bị người sử dụng (UE) thực hiện giao diện người sử dụng với hệ thống

Từ quan điểm chuẩn hóa, cả UE và UTRAN đều bao gồm những giao thức mới được thiết kế dựa trên công nghệ vô tuyến WCDMA, trái lại mạng lõi được định nghĩa hoàn toàn dựa trên GSM Điều này cho phép hệ thống WCDMA phát triển mang tính toàn cầu trên cơ sở công nghệ GSM

Hình 1.6 Mô hình cấu trúc hệ thống UMTS

Định dạng
Số trang	187
Dung lượng	5,55 MB