Báo cáo thực tập TÌM HIỂU VỀ TRẠM BTS ALCATEL A9100

báo cáo thực tập tốt nghiệp chuyên ngành điện tử viễn thông tìm hiểu trạm BTSBTS là một thiết bị dùng để phát tín hiệu ra môi trường vô tuyến đến các máy di động và thu tín hiệu từ các máy di động cũng thông qua môi trường vô tuyến. Nó đưa thông tin đến các MS thông qua giao diện vô tuyến Um và kết nối với bộ điều khiển trạm gốc BSC (Base Station Controller) thông qua giao diện Abis.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU VỀ TRẠM BTS ALCATEL A9100

Giảng viên hướng dẫn : TS Đỗ Văn Tuấn

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đức Anh

HÀ NỘI – Năm 2015

NHẬN XÉT

( Của cơ quan thực tập )

Xác nhận của đơn vị thực tập Người viết nhận xét

(Ký tên, ghi rõ họ tên,đóng dấu) (Ký, ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT

( Của giảng viên hướng dẫn )

Giảng viên hướng dẫn

(Ký, ghi rõ họ tên)

Mục Lục

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BSII Base Station Internal Interface Giao diện bên trong trạm gốc

EIR Equipment Identity Register Thanh ghi nhận dạng thiết bịGSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động toàn

cầu

MSC Mobile Switching Centre Trung tâm chuyển mạch di động

OMC Operation and Maintenance Centre Trung tâm vận hành và bảo

dưỡngOML Operation Maintenance Link Tín hiệu vận hành bảo dưỡng

PSTN Public Switched TelephoneNetwork Mạng điện thoại chuyển mạch

công cộng

Để tạo dựng nên một mạng lưới viễn thông rộng mở như ngày nay không thểkhông kể đến trạm thu phát gốc( BTS) , là một phần của thiết bị tạo điều kiện giaotiếp không dây giữa thiết bị người dùng ( UE) với một mạng lưới truyền thông

di động BTS gồm tất cả các thiết bị giao tiếp truyền dẫn và vô tuyến cần thiết ( hệthống anten, bộ khuếch đại tần và các thiết bị số cần thiết ) dù trạm phủ một haynhiều ô Nhiệm vụ chủ yếu của nó là truyền dẫn vô tuyến.Về mặt vật lý BTS phảiđuợc đặt ở vị trí gần anten để đạt được sự bao phủ vô tuyến cần thiết BTS như làmột modem vô tuyến phức tạp

Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật, hệ thống viễnthông ngày nay là phương tiện phổ biến để mọi người trao đổi thông tin, dữ liệu,hình ảnh, video… Nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông con người ngày càng phongphú và đa dạng vì vậy để đáp ứng được các nhu cầu đó đòi hỏi các hệ thống viễnthông phải luôn được nâng cấp và đổi mới cả về công nghệ, tính năng và dịch vụ…Ngày nay với những nhu cầu cả về số lượng và chất lượng của khách hàng sử dụng các dịch vụ viễn thông ngày càng cao, đòi hỏi phải có những phương tiệnthông tin hiện đại nhằm đáp ứng các nhu cầu đa dạng của khách hàng “mọi lúc,mọi nơi” mà họ cần Để đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng thì song song với

các nhà mạng là các nhà khai thác cơ sở hạ tầng cũng đóng một vai trò rất quantrọng nhằm mở rộng vùng phủ sóng.

Qua thời gian thực tập tại Công Ty Cổ Phần Công Nghệ Macrocom, được

làm việc trong môi trường chuyên nghiệp thực tế và so sánh với lí thuyết được học nhận thấy sự khác biệt trong việc học ở trường và làm việc ở môi trường bên ngoài Tuy thời gian ngắn nhưng cũng đã giúp e nâng cao được nhận thức cũng như tăng cường kinh nghiệm thực tế Ngoài ra còn được rèn luyện vận hành, sửa chữa lắp đặt một hệ thống BTS sao cho hoạt động một cách hiệu quả nhất Bài cáo cáo này e xin được trình bày gồm những nội dung sau:

- Phần 1 : Giới thiệu về đơn vị thưc tập.

- Phần 2 : Nội dung tìm hiểu trong quá trình thực tập.

• Cấu trúc trạm BTS.

• Trạm BTS tại cơ sở thực tập.

Do gặp nhiều hạn chế về khả năng và thời gian, cho nên không thể tránh khỏinhững thiếu sót trong bản báo cáo này Vì vậy,em rất mong được sự đóng góp, nhậnxét của các thầy cô và các bạn để bài báo cáo của em được hoàn thiện hơn nữa

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, hướng dẫn của các cô chú, anh chị tại

Công Ty Cổ Phần Công Nghệ Macrocom suốt thời gian thực tập vừa qua đã tận

tình giúp đỡ, chỉ bảo em hoàn thành bài báo cáo này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, Ngày 2 Tháng 10 Năm 2015

Nguyễn Đức Anh

PHẦN 1 : GIỚI THIỆU VỀ ĐƠN VỊ THỰC TẬP

I GIỚI THIỆU CHUNG

Tên trong nước: Công Ty Cổ Phần Công Nghệ Macrocom.

Tên giao dịch quốc tế: Macrocom Technologies Corp.

Công ty Macrocom gồm nhiều kỹ sư tài năng có trình độ từ Đại học đến Tiến

sĩ Các kỹ sư này được tập hợp từ nhiều đơn vị hoạt động trong lĩnh vực Điện tử Viễn thông, Công nghệ thông tin như: Công ty VITECO, Công ty ITCOM, Công tyVTC, Viện KHKT Bưu điện, Trường ĐHBK Hà Nội…Đây là đội ngũ nhữngchuyên gia có kiến thức cơ bản vững vàng, giàu kinh nghiệm thực tế trong lĩnh vựcnghiên cứu, thiết kế, chế tạo các thiết bị điện tử, viễn thông, tin học Các chuyên gianày chính là những người đã lãnh đạo và trực tiếp tham gia với vai trò chủ chốttrong các công trình, dự án chế tạo thành công các thiết bị điện tử nghiệp vụ phục

-vụ nhu cầu đặc thù của các đơn vị Bưu điện, Công an, Quân đội, Cơ yếu, Ngoạigiao, Văn phòng Chính phủ… phục vụ nhu cầu công tác thường xuyên cũng nhưcác sự kiện lớn như hội nghị ASEM, APEC, Đại hội Đảng, Seagames…

Mũi nhọn của Công ty là nghiên cứu chế tạo và sản xuất các thiết bị điện tửnghiệp vụ công nghệ cao: trinh sát điện tử, chế áp điện tử, mã hóa bảo mật, mãthám, giám sát đường truyền thông tin, các thiết bị phục vụ nhu cầu chống khủngbố…

Dù sản phẩm có giá trị lớn hay nhỏ, sự uy tín và tính chuyên nghiệp vớikhách hàng đều được công ty đặt lên hàng đầu Mọi sản phẩm đều được sự bảo trì,

hỗ trợ tối đa từ phía Macrocom để đảm bảo công việc sản xuất kinh doanh, bảo vệ

an ninh quốc phòng của khách hàng không bị gián đoạn

Công ty luôn coi trọng sự hợp tác cùng phát triển với đối tác Sẵn sàngchuyển giao công nghệ, hỗ trợ đối tác phát triển sản phẩm, coi đó là nghĩa vụ vàtrách nhiệm của mình đồng thời là động lực để công ty không ngừng sáng tạo ranhững sản phẩm, dịch vụ mới

II NHIỆM VỤ

Cùng với sự phát triển nhà khai thác dịch vụ, phát triển thuê bao như:Vinaphone, Mobifone, Viettel và nhu cầu sử dụng thông tin liên lạc tăng mạnh thìnhu cầu xây dựng các trạm thu phát sóng điện thoại di động (BTS) cũng tăng cao.Tại thành phố lớn, tỉnh lẻ về cơ bản các trạm BTS đã đáp ứng nhu cầu phát triểngiúp thông tin của bạn cũng như mọi người luôn tức thời và thông suốt

Nhiệm vụ chính của Công ty là quản lý khai thác kinh doanh dịch vụ:

• Mạng điện thoại di động toàn quốc (Vinaphone)

• Sửa chữa,bảo dưỡng các thiết bị nhà trạm BTS

III CÁC LĨNH VỰC KINH DOANH

 Tư vấn, thiết kế, chế tạo, kinh doanh:

• Thiết bị phục vụ cho nghành giáo dục, đào tạo

• Thiết bị thông tin liên lạc

• Thiết bị tác chiến điện tử

• Thiết bị văn phòng, tin học, điện tử, thiết bị bảo mật và an toàn thôngtin

• Thiết bị theo dõi, giám sát thông tin liên lạc

• Thiết kế chế tạo các sản phẩm điện tử, viễn thông, phần mềm đặc thùtheo yêu cầu.

 Bảo trì, sửa chữa các thiết bị chuyên ngành thông tin di động

 Dịch vụ nghiên cứu, phát triển và chuyển giao công nghệ, công nghệ viễnthông, tin học

 Nghiên cứu phát triển và chuyển giao công nghệ cơ khí, điện, điện tử, tinhọc, viễn thông, bảo mật và an toàn thông tin

 Dịch vụ xử lý dữ liệu, xây dựng cơ sở dữ liệu, lưu trữ dữ liệu và khai thác

cơ sở dữ liệu (trừ loại thông tin nhà nước cấm)

 Cung ứng các giải pháp về điện, điện tử, viễn thông, tin học

 Tư vấn và cung cấp dịch vụ về giáo dục, khoa học, công nghệ, viễnthông, văn hóa trong nước và quốc tế

 Sản xuất, gia công, kinh doanh phần mền tin học

Một số hình ảnh các thiết bị điện tử trong công ty:

BTS Motorola BTS Alcatel A9100

Hội đồng quản trị

Ban Giám Đốc P.Kế toán

P Kinh doanh

P.TC-HC

P.R&D P.Kỹ thuật

PHẦN 2: NỘI DUNG TÌM HIỂU TRONG QUÁ TRÌNH THỰC TẬP

I CẤU TRÚC TRẠM BTS

1.1 Giới Thiệu Chung Về BTS

1.1.1 Khái niệm về BTS

BTS là một thiết bị dùng để phát tín hiệu ra môi trường vô tuyến đến cácmáy di động và thu tín hiệu từ các máy di động cũng thông qua môi trường vôtuyến Nó đưa thông tin đến các MS thông qua giao diện vô tuyến Um và kết nốivới bộ điều khiển trạm gốc BSC (Base Station Controller) thông qua giao diện Abis

1.1.2 Vị trí của BTS trong hệ thống GSM

Hình 1.1 : Cấu trúc mạng GSM

Sơ đồ trên mô tả vị trí của BTS trong hệ thống mạng GSM Các BTS đượcđặt khắp nơi trong vùng có kế hoạch phủ sóng và nó được kết nối tới bộ điều khiểntrạm gốc BSC (Base Station Controller)

Vai trò của BTS trong mạng GSM.

• Xác định vùng phủ sóng của mạng

• Truyền thông tin giữa MS và BSC.

• Thu phát tín hiệu

• Xử lý tín hiệu ( Cao tần  Baseband )

• Phối hợp cùng BSC: Quản lý tài nguyên vô tuyến

– Thực hiện Handover

– Điều khiển công suất

– Thực hiện nhảy tần

1.2 Cấu Trúc Của Hệ Thống BTS

1.2.1 Cấu trúc cơ bản của hệ thống BTS

Cấu trúc của BTS gồm những khối sau :

• Khối anten thu phát

• Khối xử lý RF

• Khối xử lý Baseband

• Khối giao tiếp với BSC

• Khối điều khiển

• Khối cấp nguồn và cảnh báo

Hình 1.2 : Các khối cơ bản của BTS

1.2.2 Chức năng các khối trong BTS

• Khối anten thu phát.

– Đầu cuối phát tín hiệu vô tuyến đến thuê bao

– Nhận tín hiệu từ thuê bao

– Được điều chỉnh hướng phát sóng, góc ngẩng

để xác định vùng phủ sóng mong muốn

– Tín hiệu được truyền theo feeder về tủ BTS để xử lý

• Khối xử lý RF.

– Lọc, khuếch đại tín hiệu thu được từ anten

– Lọc, khuếch đại tín hiệu phát trước khi đưa ra anten

– Phân tách tín hiệu thu được từ anten

– Tổng hợp tín hiệu trước khi đưa ra anten

– Giám sát chất lượng thu, phát đưa về khối cảnh báo

• Khối xử lý Baseband.

– Điều chế / Giải điều chế tín hiệu

– Mã hóa / Giải mã tín hiệu

– Đổi tần lên / Đổi tần xuống.

– Khuếch đại tín hiệu thu, phát

• Khối giao tiếp với BSC.

– Giao tiếp với BSC thông qua giao diện Abis

– Cung cấp đầu nối cáp đến BSC

– Giao tiếp E1, T1

• Khối điều khiển.

– Điều khiển chung các khối chức năng của BTS

– Tạo và cấp xung clock cho các thiết bị để đồng bộ hoạt động và đồngbộtín hiệu.

• Khối cấp nguồn và cảnh báo.

– Cấp nguồn hoạt động cho các khối chức năng

– Thu thập thông tin cảnh báo về chất lượng tín hiệu

– Thu thập thông tin cảnh báo về tình trạng hoạt động của các khối chứcnăng

– Đưa ra cảnh báo đến người sử dụng

II TRẠM BTS TẠI CƠ SỞ THỰC TẬP

2.1 Sơ Lược Về BTS EvoliumTM A9100 Tại Cơ Sở Thực Tập

BTS EvoliumTM A9100 là BTS hệ GSM của hãng Acatel sản xuất, nó đượcthiết kế để đảm bảo chất lượng phục vụ hoàn hảo thông qua hiệu suất vố tuyến rấtcao và bảo đảm sự phục vụ rất nhỏ, đồng thời cũng làm cho các dạng thay đổi trởnên dễ dàng hơn: mở rộng khu vực, thực hiện các chức năng quan trọng trong tươnglai

Hình 2.1: Nhìn từ mặt trước của tủ BTS Evolium TM A9100

2.1.1 Các đặc điểm nổi bật của BTS Evolium TM A9100

• Kỹ thuật:

- Độ nhạy cao -111dBm tại BER = 10-3 (cao hơn yêu cầu GSM)

- Hỗ trợ đa băng ( 850/900/1800/1900 Mhz).

- Hỗ trợ cả phân tập tần số vô tuyến và anten

- Độ tin cậy cao nhờ cấu trúc module

• Độ linh hoạt cao:

- Khả năng mở rộng và phân vùng rộng có thể được thực hiện trong cùngmột tủ, chẳng hạn như tủ MBO có thể phục vụ đến 6 sector bằng tổng dung lượng

- Độ điều biến cao với một bộ module được thu nhỏ và một mặt phân cáchchung

• Dễ triển khai và can thiệp theo khu vực:

- Nguyên lý mở rộng tủ máy ngoài trời cho phép lắp đặt dễ dàng

- Bộ tự kiểm tra toàn diện

- Không gian cần thiết cho việc bảo dưỡng nhỏ nhất nhờ vào cửa phía trước

2.1.2 Các chức năng của BTS Evolium TM A9100

• Mã hoá tiếng nói:

- Tốc độ toàn tốc, tốc độ bán tốc và tốc độ thích ứng được hỗ trợ do phầnmềm BSS và các thành phần mạng khác cũng hỗ trợ cho qui tắc mã hoá này

• Các dải tần số:

- Phần cứng hỗ trợ các băng tần GSM850, GSM900 mở rộng, GSM 1800 vàGSM 1900:

Các dải tần số Dải tần số tuyến lên Dải tần số tuyến xuống

GSM 900 880 MHz - 915 MHz 925 MHz - 960 MHz

1930 - 1990 MHz

2.1.3 Các thông số kỹ thuật của BTS Evolium™ A9100

- Công suất phát: 47dB

- Điện áp tiêu thụ: 48VDC

- Điện áp tiêu thụ cho card ANC; TRE: 5VDC

- Điện áp tiêu thụ cho card SUMA: 48VDC

- Dòng điện năng tiêu thụ: 30A

- Có thể sử dụng cấu hình: 3-4-4 hoặc 2-2-2

2.2 Cấu Trúc Của Hệ Thống BTS EvoliumTM A9100

Hình 2.2: Cấu trúc của hệ thống BTS

-

Hệ thống BTS gồm có các khối chức năng chính sau:

Khối TRE

• Khối ANC.

2.2.1 Khối SUMA

Hình 2.3 : Kiến trúc khối SUMA

 Cấu trúc khối SUMA:

- XCLK (External clock): là giao diện tín hiệu đồng hồ đồng bộ bên ngoài.Tín hiệu này có thể được lấy từ một tín hiệu tham chiếu bên ngoài như: Abis link,GPS, BTS khác, có thể được tạo ra trong kiểu xung rỗi bởi một bộ phát tần số bêntrong

- CLKI: là hệ thống đồng hồ chủ được phân phối tới TRE và ANC

- MMI: thông qua serial link để kết nối tới BTS – Terminal, thực hiện quản

lý lỗi…, tác động trực tiếp đến hệ thống bằng một số lệnh đơn giản

- XBCB: External BTS control bus là bus điều khiển cảnh báo ngoài(Alarm)

- BCB: BTS control bus: Bus này mang thông tin về trạng thái, cấu hình,cảnh báo… đến các Module trong BTS

- BSII: mang thông tin TCH, RSL, OML, IOM-CONF

- SUMA: là khối trung tâm của một BTS, một BTS chỉ có một SUMA bất kể

số sector và TRX là bao nhiêu

 SUMA có các chức năng chính sau:

- Quản lý link truyền dẫn Abis ( lên đến 2 giao diện Abis)

- Tạo xung đồng hồ cho tất cả các modul BTS, các đồng hồ này có thể đượcđồng bộ từ một đồng hồ tham chiếu bên ngoài: Abis link, GPS, BTS khác, có thểđược tạo ra trong kiểu xung rỗi bởi một bộ phát tần số bên trong.

- Thực hiện chức năng vận hành và bảo dưỡng cho BTS

- Quản lý ghép các dữ liệu TCH, RSL, OML, QMUX

- Điều khiển chức năng AC/DC khi chúng được tích hợp bên trong BTS

- Điều khiển nguồn ( dung lượng, điện áp, nhiệt độ )

- Thiết lập điện áp và dòng tối ưu

2.2.2 Khối TRE

Hình2.4 : Kiến trúc khối TRE

Module TRE bao gồm ba khối chính như trên : Khối TRE-A ( Analog ) thutín hiệu từ Antenna chuyển thành tín hiệu số TRE-D ( Digital ) đưa tới SUMA, vàngược lại

Cấu trúckhối TRE :

- RFI: giao diện này được sử dụng để loop vòng

- PSI: giao diện này để cung cấp nguồn

- PRI: Power Supply & Remote Interface được sử dụng để phân phối nguồn.

- CUI: giao diện này được sử dụng để thâm nhập trực tiếp đến các thànhphần khác nhau của TRE (truyền dữ liệu điều khiển, cấu hình giữa TRED vàTREA).CUI cũng mang những tín hiệu đồng hồ tham chiếu đến các thành phần củaTRE

- I2CE: giao diện này được sử dụng để TRED nhận dữ liệu được lưu trữ trênTREA

- RCD: giao diện này được sử dụng để thông báo việc kiểm tra tín hiệu DC

từ giao diện RFI (TREA) đến TRED

Hệ thống TRED chiệu trách nhiệm về phần số của TRE:

+ Xử lý điều khiển và báo hiệu, nó chịu trách nhiệm quản lý các chứcnăng O&M của TRE

+ Ghép kênh, nhảy tần, mật mã và giải mật mã

+ TRE PA board bao gồm bộ khuếch đại công suất, nó đảm nhiệm khuếchđại công suất tín hiệu cao tần bởi TXRFCC Nó cũng cung cấp VSWR và kiểm tranguồn, RF loop.

- TREP: Cung cấp nguồn cho TRE (DC/DC).

2.2.3 Khối ANC

Hình2.5 : Kiến trúc khối ANC

Cấu trúc và chức năng của khối ANC :

- Khối Antenna: nó có chức năng là phát sóng ra môi trường vô tuyến và thusóng từ máy di động phát đến

- Khối Filter: Lọc bỏ tín hiệu không cần thiết

+ Phần từ Antenna đến thiết bị thu: bộ lọc phải đảm bảo suy hao tín hiệunhận được càng ít càng tốt, bộ lọc phải loại bỏ được các tín hiệu ngoàibăng tần

+ Phần phát đến Antenna: chế ngự được nhiễu của phần phát trong băngtần Rx, chế ngự được sự tác động qua lại của những sản phẩm điều chếgây ra trước bộ lọc

- Khối khuếch đại tạp âm thấp bao gồm một số khối như LNA, khối suygiảm, cung cấp nguồn một chiều DC từ xa, spliter.

- Khối LNA: khối này có chức năng khuếch đại tín hiệu mà Antenna thuđược lên mức đủ lớn để cho TRE có thể xử lí được, với cấu hình này bảo đảm giátrị tốt cho VSWR, giảm nhiễu và độ tin cậy cao, độ lợi có thể thay đổivới sự điềuchỉnh trong bộ suy giảm

- Khối suy giảm: đây là bộ suy giảm từng bước số với số lượng bit đủ để duytrì độ lợi của hệ thống Antenna chung

- Cung cấp DC từ xa: nó được sử dụng để cung cấp 1 tín hiệu TTL +5V quanhánh đôi đến cổng RX đầu ra Nó được sử dụng như là 1 chỉ định chotrạng thái kếtnối cáp

- Hai khối Spliter: khối này có chức năng tách tín hiệu thu của TRE

- Board điều khiển thực hiện những chức năng chính dưới đây:

2.3 Nguyên Lý Hoạt Động Của BTS

2.3.1 Kết nối các khối chức năng trong hệ thống BTS

Giao tiếp bên trong BTS được thực hiện thông qua các bus BCB và BSII

Hình2.6 :Kết nối các khối chức năng trong hệ thống BTS