BÀI BÁO CÁO THỰC TẬP-ĐO MS TIÊU CHUẨN GSM BẰNG MÁY ĐO AGILENT 8922M

Các dịch vụ trở nên đa dạng và phong phú hơn, các yêu cầu của khách hàng ngày càng được đáp ứng như yêu cầu về tốc độ, băng thông, chất lượng âm thanh, hình ảnh… Qua thời gian thực tập t

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật, hệ thống viễn thông ngày nay là phương tiện phổ biến để mọi người trao đổi thông tin, dữ liệu, hình ảnh, video…Nó là yếu tố quan trọng góp phần thúc đẩy kinh tế-xã hội phát triển

nhanh chóng, đồng thời góp phần nâng cao đời sống của mọi người, của từng quốc gia, châu lục Nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông con người ngày càng phong phú và đa dạng vì vậy để đáp ứng được các nhu cầu đó đòi hỏi các hệ thống viễn phải luôn được nâng cấp và đổi mới cả về công nghệ, tính năng và dịch vụ…

Ngày nay nhiều hệ thống hệ thống viễn thông hiện đại, tiến tiến không ngừng được nghiên cứu thử nghiệm và đưa vào khai thác Các dịch vụ trở nên đa dạng và phong phú hơn, các yêu cầu của khách hàng ngày càng được đáp ứng như yêu cầu về tốc độ, băng thông, chất lượng âm thanh, hình ảnh…

Qua thời gian thực tập tại Trung tâm Viễn thông ở bộ môn Vô tuyến được hướng dẫn học tập và tiếp xúc với các thiết bị thực tế, bản báo cáo thực tập em xin trình bày về các vấn đề sau:

Chương I: Đo MS tiêu chuẩn GSM bằng máy Agilent 8922M

Chương II: Thiết bị ViBa RMD-904

Chương III: Hệ thống SDH DMR300S

Do thời gian và kiến thức bản thân có hạn nên bài báo cáo sẽ không tránh khỏi những thiếu sót về mặt nội dung, rất mong nhận được sự chỉ bảo góp ý của các Thầy Cô Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các Thầy Cô giáo trong Khoa Viễn Thông đã dạy dỗ và truyền đạt cho chúng em những kiến thức quí giá và đặc biệt gửi lời biết ơn sâu sắc tới Cô giáo Phạm Thúy Hiền đã hướng dẫn tận tình cho em trong suốt quá trình thực tập và làm báo cáo

Sinh viên thực hiện

Lê Trường Nam

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

AXE Automatic Cross-Connection Equipment Thiết bị nối chéo tự động

AMP

FET Amplifier FET Bộ khuếch đại tranzitor trường

FDM Frequency Division Multiplexer Ghép kênh phân chia theo tần số

GSM Global System for Mobile

communication

Hệ thống thông tin di động

toàn cầuHPA High Power Amplifier Bộ khuyếch đại công suất cao

ITU-R International Telecommunication Union

Radio Communication Sector

Khu vực Liên hiệp viễn thông

quốc tế

LNA Low Noise Amplifier Bộ khuyếch đại tạp âm thấp

NGN Next Generation Nextwork Mạng thế hệ sau

PSTN Public Switching Telephone Network Mạng điện thoại công cộng

RX– IF Receiver Intermediate Frequency Thu tần số trung cấp

RX – RF Receiver Radio Frequency Thu tần số vô tuyến

STM Synchronous Transport Module Module vận chuyển đồng bộTDM Time Division Multiplexer Ghép kênh phân chia theo

thời gian

TR-X Transmitter Receiver Thiết bị thu phát

TX-SW Transmitter Switching Chuyển mạch đầu thu

TX-RF Transmitter Radio Frequency Thu tần số vô tuyến

VSAT Very Small Aperture Terminal Thiết bị đầu cuối có độ mở rất nhỏ

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Máy đo kiểm Aligent 8922M

Hình 1.2 Cấu trúc MS

Hình 1.4 Màn hình hiển thị công suất đỉnh

Hình 1.5 Bảng hiển thị lỗi pha và lỗi tần số

Hình 1.6 Phổ công suất sườn lên

Hình 1.7 Phổ công suất sườn xuống

Hình 1.8 phổ công suất tín hiệu

Hình 2.1: Sơ đồ khối thiết bị phát thu

Hình 2.2: Sơ đồ khối máy phát RMD - 904

Hình 2.3: Sơ đồ khối PBA băng tần cơ sở phát

Hình 2.4 Sơ đồ khối băng tần cơ sở phụ

Hình 2.5 Sơ đồ khối cấp nguồn

Hình 2.6 Sơ đồ khối kích thích

Hình 2.7 Sơ đồ bộ tổng hợp tần số

Hình 2.8 Sơ đồ khối khuếch đại công suất

Hình 2.9 Sơ đồ khối máy thu

Hình 2.10 Sơ đồ khối biến đổi hạ tầng

Hình 2.11 Sơ đồ khối Modul trung tần

Hình 2.12 Sơ đồ khối mạch giải điều chế và khôi phục sóng mang

Hình 3.1 Sơ đồ mặt trước của thiết bị vi ba số SDH DMR3000s

Hình 3.2 Cấu hình chi tiết thiết bị hệ thống 3+1

Hình 3.3 Sơ đồ cấu hình hệ thống SDH DMR3000s tại phòng thực hành

CHƯƠNG I : ĐO MS TIÊU CHUẨN GSM BẰNG MÁY ĐO AGILENT

8922M 1.1 Giới thiệu máy đo Aligent 8922M

- Agilent 8922M GSM Test Set là máy đo, kiểm tra các thông số của trạm di

động MS theo tiêu chuẩn GSM

- Máy có thể làm việc ở 3 chế độ: Ô tích cực (Active cell), chế độ kiểm tra (Test mode), tạo sóng mang liên tục (CW-Generator)

- Máy làm việc ở băng tần 900MHz

-8922M kết hợp với Opt 010: 83220E tạo nên 8922P- Hệ thống kiểm tra đa băng tần

- Máy có thể thực hiện các phép đo cơ bản: Công suất sóng mang đỉnh, lỗi pha và lỗi tần số, mặt nạ công suất, BER, phổ tín hiệu RF đầu ra

- Máy có thể được định cấu hình làm việc như: máy phân tích phổ, máy hiện sóng, máy đo âm tần, máy đo sóng mang liên tục

Hình 1.1 Máy đo kiểm Aligent 8922M

Hình 1.2 Cấu trúc MS

1.2 CÁC BƯỚC THỰC HIỆN:

 Bước1: Chọn chế độ do ACTIVE CELL.

ACTIVE CELL MODE là chế độ mặc định, khi này máy đo Agilent 8922M làm việc như một trạm gốc BTS ở mạng GSM Vì vậy cho phép thực hiện các cuộc gọi từ máy đo Agilent 8922M đến máy di động (MS) và ngược lại Dựa vào các loại tín hiệu và các phép đo có thể có giữa MS và 8922M cho phép tổ chức thực hiện các phép đo kiểm, các phép đo và tín hiệu được 8922M thể hiện dưới dạng các trường Field trên màn hình

ví dụ: số kênh, biên độ tín hiệu, khe thời gian mà MS đang làm việc, cũng như các loại phép đo được minh hoạ bằng màn hình sau:

 Bước2: Tổ chức cuộc gọi:

� Thực hiện một cuộc gọi từ máy di động đến Agilent 8922M:

• Bật nguồn máy đo hoặc ấn phím PRESET

• Lắp tấm SIM test [Subscriber Identity Module] lưu trữ thông tin khách hàng vào máy

di động

• Kết nối MS với đầu nối RF IN/OUT của Agilent 8922M

• Bật máy di động và chờ để MS và 8922M thu nhận thông tin của nhau Camp on.

• Quay số bất kỳ nào đó và ấn phím gửi

Khi cuộc gọi đã được thiết lập, thì trường trạng thái CALL STATUS trên hàm hình

⇒

hiển thị CONNECTED, khi này các thông số sau được hiển thị:

• Công suất phát đỉnh của MS

• Các thông số được MS báo cáo: Mức công suất phát TX level, mức công suất thu RX level, chất lượng tín thu RX Qual

• Hiển thị kênh lưu lượng và khe thời gian

Nếu cuộc gọi không được xử lý, thì cần phải giải quyết MS Khi cuộc gọi đã được nối thông, ta có thể kiểm tra chất lượng MS bằng cách nói vào MS âm thanh đó được Agilent 8922M gửi trở lại MS với thời gian trễ là 0,5 giây

� Thực hiện một cuộc gọi từ Agilent 8922M đến máy di động:

Để thực hiện một cuộc gọi (hoặc tìm gọi MS) từ Agilent 8922M đến MS, cần phải cho Agilent 8922M biết số SIM trong MS đây là IMSI [International Mobile Subcriber Identity] con số này và thông tin khác của MS được lưu trữ trong SIM Card

Có hai cách để Agilent 8922M biết nhận được thông tin này:

• Thực hiện một cuộc gọi từ MS đến Agilent 8922M: Khi cuộc gọi được khởi nguồn từ MS thì Agilent 8922M tự động đọc số IMSI trên SIM Card Nếu có một cuộc gọi trước đã thành công với cùng một SIM card thì có thể thưc hiện cuộc gọi tới MS bằng

cách ấn phím ORG CALL

• Vào màn hình MS INFORMATION và nhập số IMSI trực tiếp từ bàn phím: ấncác phím sau đây để thực hiện:

� SHIFT, CELL CONFIG (MS INFO)

� Vào trường Paging IMSI và nhập số IMSI từ bàn phím.

� CELL CNTL, ORG CALL

Thay đổi kênh, khe thời gian và mức phát.

Trước khi thiết lập cuộc gọi, hoặc đang thực hiện cuộc gọi (Handover) có thể thay

đổi các thông số sau đây ở vùng (4) như: Channel, Tx Level, Timeslot.

- Channel: Khi chuyển đổi kênh không làm gián đoạn cuộc gọi, khi này thực hiện

Handover

- Tx Level: Mức công suất phát được 8922M ra lệnh cho MS phát ở mức cụ thể

thích hợp Khi thay đổi mức công suất phát của MS, Tx Level thì xẩy ra hai trường hợp

+ Công suất phát của MS được thay đổi

+ Trường biên độ Amplitude trong vùng (5) Expected Input tự động điều chỉnh

theo giá trị danh định được xác định bởi trường Tx Level cho phép bộ phân tích RF⇒của 8922M đồng chỉnh theo biên độ đầu ra mong muốn của MS Nếu tín hiệu không nằm trong phạm vi 3dB so với biên độ mong muốn, thì cần phải điều chỉnh trường biên độ Amplitude sao cho mằm trong phạm vi 3 dB

- Timeslot: Các khe thời gian số 0, 1 và 7 được dành riêng cho việc duy trì thông

tin giữa MS và 8922M cho phép mô phỏng việc thực hiện Handover.⇒

 Bước 3: Thực hiện đo phổ

� Lựa chọn trường OUT RF SP từ màn hình điều khiển Cell

Thực hiện lần lượt các bước sau:

• Đảm bảo trường Frep Offset được đặt giá trị 0 (1)

• Lựa chọn Ramp Ref hay Mod Ref (2) (phụ thuộc vào phép đo điều chế hay

chuyển mạch)

Hai bước trên nhằm thiết lập mức tham khảo để so sánh các giá trị tại các độ lệchtần số

• Lựa chọn Ramping hay Modulation (3)

• Đặt các giá trị Freq Offset (4)

• Có thể xem sự biến đổi của phổ RF đầu ra MS bằng cách lựa chọn View-Trace

� Quan sát phổ tín hiệu đầu ra MS trên một dải rộng:

Chọn trường SPEC ANL trên màn hình CEL CNTL

• Main – Màn hình hiển thị các chức năng cơ bản của bộ phân tích phổ

• RF Generator – Đùng để điều khiển bộ tạo tín hiệu cao tần trong máy đo

Agilent 8922M

• Marker – Màn hình điều khiển điểm đánh dấu

• Auxiliary – Màn hình điều khiển các đầu vào và các thiết lập suy hao.

Sử dụng trường (2) và trường (3) kết hợp với việc thay đổi độ phân giải băng tần

của

máy đo để khảo sát phổ tín hiệu một cách chi tiết

Bước 4: Đánh giá

- Ghi các kết quả đo vào bảng

- Dựa vào tiêu chuẩn

- Dựa vào sự phân bố tần số của hệ thống

1.3 Kết quả đo kiểm và phân tích kết quả đo

Các kết quả đo ở dưới tương ứng với RF Chanel: 18 và Time slot: 6

1.3.1 Đo công suất đỉnh sóng mang

Mục đính: Thực hiện đo và tính trung bình công suất sóng mang máy phát cho

một cụm đơn

Peak Power : 13,96 dBm

Hình 1.4 Màn hình hiển thị công suất đỉnh

1.3.2 Đo lỗi pha và lỗi tần số

Mục đích: Xác định giá trị lỗi pha và lỗi tần số của tín hiệu do quá trình điều chế

và tạp âm

Sau khi thực hành thí nghiệm, chúng ta có thể xác định được lỗi pha và lỗi tần số của tín hiệu do quá trình điều chế và tạp âm đối với hướng phát phần vô tuyến Bảng giá trị đo được về sai pha và sai tần:

Hình 1.5 Bảng hiển thị lỗi pha và lỗi tần số

Single burst

Các giá trị về lỗi pha RMS, lỗi pha đỉnh và lỗi tần số thể hiện trong bảng đều nằm trong giới hạn đo cho phép

Bảng giá trị đo tiếp theo là về lỗi pha chi tiết:

Phase Error View

Items Measure Values Unit Ranges

Các giá trị đo thể hiện lỗi pha theo các bít số liệu Chúng ta có thể thấy được rằng giá trị về lỗi pha trong phần thực nghiệm tương đối nhỏ chứng tỏ phép đo khá chính xác

1.2.3 Đo và phân tích mặt nạ phổ công suất

Mục đích: Thực hiện hiển thị xung tín hiệu phát của MS trong khoảng thời gian

một cụm và kiểm tra xem mức này có phù hợp với các chuẩn GSM hay không Để nghiên cứu sâu về mặt nạ phổ công suất , chúng tôi đi vào đo đạc và phân tích Rise Edge ( sườn tăng của xung), Top 2dB (khoảng giữa cụm), fall edge ( sườn xuống của xung)

1 Rise Edge

Hình 1.6 Phổ công suất sườn lên

Màn hình Rise Edge View thể hiện mức công suất đỉnh 30dB trong phần sườn tăng củadạng sóng Thang biên độ giới hạn từ -40 đến 5 dBm, thang thời gian giới hạn từ

-8 đến 4 Tb.Trong phần thực hành này, chúng tôi đã tiến hành đo đạc và có được kết quả theo như bảng sau

Trong phần thực hành, chúng tôi đưa ra được khoảng thời gian tăng của sườn lên

từ t=-3,2Tb đến t=0,2 Tb.Mức công suất thấp nhất (-40dB) và cao nhất (-0,21dB) đo được đều nằm trong giải giới hạn Tại vị trí bít trung tâm (t= -2Tb) đo được mức công suất là -8,03 dB

2 Fall Edge

Hình 1.7 Phổ công suất sườn xuống

Màn hình Fall Edge hiển thị mức công suất tín hiệu trong khoảng thời gian cuối của cụm ( sườn xuống của xung ), cho phép xác định thời gian giảm của tín hiệu Giới hạn về thang biên độ là từ -40 dBm đến 5 dBm và giới hạn về thang thời gian là từ 144 đến 156 Tb Chúng tôi tiến hành đo và đưa ra được kết quả như sau:

Items Measure Values Un

• Xác định, đánh giá phổ tín hiệu RF của phần phát MS

• Đánh giá chất lượng của bộ điều chế và các bộ lọc trong phần phát của MS trong

băng tần hệ thống Kiểm tra nhiễu do điều chế, kiểm tra nhiễu do Ramping của biên độ

tín hiệu

• Xác định giới hạn cho mỗi phép đo tại độ lệch tần số cụ thể và mức nhiếu

Phổ tín hiệu đầu ra:

Hình 1.8 phổ công suất tín hiệu

II Call Status

Type of Call (MTC, MOC) MTC

Rx Quality (BER) 0( <0.2% ) BER 0÷7 ( <0.2%÷>12.8%)

III Handover Conditions

Phase Err View

III Power Ramp Mask

Rise Edge View

Total Test Time

Remarks: Points Passed: ; Points Failed

Hãng AWA sản xuất các hệ thống vi ba số làm việc ở các băng tần 900MHz, 1500MHz và 1800MHz Các thiết bị và tuyến vi ba số của hãng này sử dụng phương thức điều chế pha vuông góc (QPSK - Quadrature Phase Shift Keying) Hệ thống cho phép truyền dẫn các luồng 2Mb/s, 2×2Mb/s và 4×2Mb/s mã đường HDB3 ở mức công suất +37dBm (5Wat) Cấu trúc Modul của thiết bị cho phép dễ dàng bảo quản và sửa chữa Đây là thiết bị vi ba băng hẹp do hãng AWA của ÚC sản xuất Hiện nay hầu hết các tỉnh huyện đều đang khai thác thiết bị này.

Trong phạm vi đề tài này ta nghiên cứu thệ thống vi ba số làm việc ở băng tần 900MHz Sơ đồ khối thiết bị thu phát vi ba số RMD904 được cho ở hình 2.1

Hình 2.1: Sơ đồ khối thiết bị phát thu

2.1.2 Chỉ tiêu kỹ thuật của thiết bị vi ba số RMD-904

- Dung lượng: 2*2Mb/s (60 kênh thoại)

- Tần số vô tuyến: 820 MHz - 960 MHz

- Công suất ra nối ANTEN: +36dBm

- Ngưỡng thu: -90(dbm)

- Điều chế tín hiệu số: OQPSK

- Đầu vào số liệu: HDB3 2,048Mbit/s, 75Ω không cân bằng

- Đáp tuyến tần số kênh nghiệp vụ 300 ÷ 2200Hz: 2 dB ÷ 3 dB.

- Mức vào/ra kênh nghiệp vụ 600Ω: 0 dBm

- Tỉ số tín hiệu/tạp âm S/N: >40 (dBm op/chặng)

- Tần số tone gọi: 2 KHz

- Điều chế kênh giám sát: FM

- Di tần kênh giám sát: 5khz/tone

- Đáp tuyến tần số kênh giám sát 2,7Khz - 5,0Khz: +2 dB÷3dB

- Mức vào kênh giám sát (600Ω): -10(dBm)

- Mức ra kênh giám sát (600Ω): -10(dBm)

- Nguồn cung cấp cho thiết bi điện áp DC: -24 VDC hoặc -48 VDC

- Công suất tiêu thụ toàn bộ trên một máy đầu cuối:

+ Với công suất ra 5 w: 63w

+ Với công suất ra 1w: 43w

Các phương pháp dự phòng:

+ Dự phòng ấm (warm standby)

+ Dự phòng nóng (hot standby)

+ Phân tập tần số (frequency diversity)

+ Phân tập không gian (space diversity)

- Để thực hiện việc bảo vệ, trạm viba có dự phòng được lắp bộ chuyển mạch bảo

vệ (Protection switch)

- Thiết bị thu phát làm việc với phido là cáp đồng trục trở kháng 50Ω

- Tùy thuộc theo điều kiện thực tế yêu cầu , thiết bị viba làm việc với anten parabol đường kính: 0.9 m, 1.2m, 1.8m, 2.4m

2.2 Phần phát

2.2.1 Sơ đồ khối và chỉ tiêu kỹ thuật

2.2.1.1 Sơ đồ khối.

Hình 2.2: Sơ đồ khối máy phát RMD - 904

Sơ đồ khối phần phát của RMD 904 được cho ở hình 2.2 Máy phát RMD-904 gồm có các khối chính sau đây

- Khối băng tần cơ sở phát (TxBaseBand)

- Khối kích thích (Exciter)

- Khối khuếch đại công suất phát PA (Power Amplifier)

- Tấm mạch hiển thị máy phát (Tx Display)

2.2.1.2 Chỉ tiêu kỹ thuật

Chỉ tiêu kỹ thuật của phần phát như sau:

- Công suất ra: +37dBm

- Trở kháng ra: 50 Ω

- Độ ổn định tần số: �}15 ppm

- Bước nhẩy tần số: 100KHz

- Công suất tiêu thụ

+ Khi công suất ra 5W: 51w

+ Khi công suấtra 1W: 31W

2.2.2 Khối băng tần cơ sở phát

Sơ đồ khối mô tả nguyên lý hoạt động của khối băng tần cơ sở phát được mô tả ở hình 2.3

Hình 2.3: Sơ đồ khối PBA băng tần cơ sở phát

Khối thực hiện bốn chức năng chính sau:

- Xử lý tín hiệu băng tần cơ sở chính (số)

- Xử lý tín hiệu băng tần cơ sở phụ (tương tự)

- Cấp nguồn một chiều

- Khuyếch đại logarit và các hiển thị cảnh báo

Nguyên lý hoạt động: Khối thực hiện nhận 2 luồng 2048Kb/s mã HDB3 từ tổng đài hoặc máy ghép kênh hoặc các thiết bị khác đến ghép thành một luồng 4,245Mb/s mã NRZ, sau đó được ngẫu nhiên hoá, chia thành 2 luồng 2,1225 Mb/s, được mã hoá vi sai trước khi đưa khối điều chế Tín hiệu kênh nghiệp vụ, kênh giám sát được ghép thành tín hiệu băng tần cơ sở phụ 5KHz đưa đến điều tần vào sóng mang RF

2.2.2.1 Khối băng tần cơ sở phát chính

Khối thực hiện các chức năng sau:

� Khôi phục CLK từ luồng số HDB3 vào

� Biến đổi luồng số từ mã HDB3 thành mã NRZ