Giải pháp phủ sóng di động trong các công trình hạ tầng đô thị

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Công trình ñược hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Header Page of 126 CHÂU VĂN THÀNH Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS Tăng Tấn Chiến GIẢI PHÁP PHỦ SÓNG DI ĐỘNG TRONG CÁC CÔNG TRÌNH HẠ TẦNG ĐÔ THỊ Phản biện : TS Nguyễn Hoàng Cẩm Phản biện : TS Nguyễn Văn Tuấn Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số : 60.52.70 Luận văn ñược bảo vệ Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật Điện tử họp Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT vào ngày 21 tháng 05 năm 2011 Có thể tìm hiểu luận văn : - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng Đà Nẵng - Năm 2011 Footer Page of 126 - Trung tâm học liệu, Đại học Đà Nẵng Header Page of 126 MỞ ĐẦU Lý chọn ñề tài Những năm gần ñây, với phát triển kinh tế xã hội ñất nước tốc ñộ ñại hoá ñô thị ñô thị hóa diễn mạnh mẽ Nhiều công trình cao ốc mọc lên thành phố lớn ñồng thời xuất nhiều công trình ngầm, công trình có cấu trúc phức tạp nhà văn phòng, khách sạn, chung cư cao cấp Tại công trình có yêu cầu lớn thông tin lưu lượng thông tin Yêu cầu cao chất lượng phục vụ hệ thống thông tin nói chung thông tin vô tuyến di ñộng nói riêng Tuy nhiên, ñặc ñiểm phức tạp cấu trúc công trình với thiếu ñồng xây dựng công trình chưa tính ñến yếu tố phủ sóng di dộng nên tín hiệu di ñộng kém, tồn nhiều ñiểm mù sóng, chuyển giao, chất lượng gọi thấp, rớt gọi…Với lý trên, việc xây dựng hệ thống phủ sóng công trình Xuất phát từ ý tưởng muốn tìm hiểu ñưa giải pháp tốt ưu, lắp ñặt ñược hệ thống phủ sóng hoàn hảo công trình hạ tầng, phục vụ cho khách hàng cách tốt Đó lý mà chọn ñề tài: “ Giải pháp phủ sóng di ñộng công trình hạ tầng ñô thị” Trong khuôn khổ luận văn phân tích mô hình truyền sóng, tham số ảnh hưởng ñến trình phủ sóng nói chung phủ sóng công trình ñô thị nói riêng, ñưa mô hình thích hợp làm sở cho công tác khảo sát, ñánh giá, quy hoạch mạng, lựa chọn phương án tốt ñể thi công ñảm bảo chất lượng dịch vụ Mục ñích nghiên cứu Mục ñích nghiên cứu mà ñề tài hướng ñến trình bày tổng quan truyền sóng ñiện từ, mô hình truyền sóng, ñưa giải pháp thiết kế lắp ñặt hệ thống ứng dụng thực tế Để ñáp ứng ñược mục tiêu ñề ra, ñề tài cần giải vấn ñề sau: - Tìm hiểu lý thuyết truyền sóng ñiện từ môi ñể ñảm bảo chất lượng phục vụ mạng di ñộng cần thiết trường, khảo sát nhận dạng kiểu tòa nhà cần phủ sóng, ñánh giá Chính lý trên, cần phải nghiên cứu xây dựng hệ tổng quát hệ thống Inbuilding Coverage thống phủ sóng làm ñể ñảm bảo ñược chất lượng dịch vụ chất lượng thoại ngày tốt Trong thời gian qua Tôi ñã nghiên cứu mô hình, ñặc biệt mô hình truyền sóng nhà, ñối với tòa nhà lớn - Tìm hiều công cụ hổ trợ áp dụng mô hình tính toán thiết kế lắp ñặt hệ thống ñể phục vục cho nhiều ñối tượng sử dụng hệ thống cách hiệu - Phân tích tham số ảnh hưởng ñến trình phủ sóng công thường sóng di ñộng kém, bị che khuất bới vật thể Đây trình ñô thị; lựa chọn mô hình thích hợp mô hình hay áp dụng tốt, vấn ñề giải ñiểm mù Đối tượng phạm vi nghiên cứu sóng tòa nhà vấn ñề cấp bách cần ñược nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu: triển khai - Nghiên cứu ñặc tính truyền sóng ñiện từ - Nghiên cứu ñánh giá mô hình truyền sóng Footer Page of 126 5 - Nghiên cứu thích ứng ñường truyền hệ thống thu phát nhà mạng di ñộng quan tâm nhằm ñáp ứng nhu cầu người sử - Nghiên cứu tìm hiều nhận dạng kiểu tòa nhà dụng vủng phủ nơi Đồng thời ñây hội ñể nhà khai thác - Nghiên cứu phầm mềm 3D google sketchup, Autocad mở rộng vùng phủ, cải thiện dịch vụ, gia tăng lưu lượng cho b) Phạm vi nghiên cứu : vùng mà trước ñây gọi Hố ñen mạng macro khả - Đề tài tập trung nghiên cứu giải pháp phủ sóng di ñộng phục vụ ñược Header Page of 126 công trình hạ tầng ñô thị Đề tài ñã ñạt ñược số kết sau: ñề tài ñã trình bày - Khảo sát, thiết kế lắp ñặt hệ thống phủ sóng di ñộng bên cách hệ thống, chi tiết theo hướng thực nghiệm tài liều tòa nhà cao ốc Petrosetco Tower – tỉnh Quảng Ngãi cần thiết bổ ích cho người muốn tìm hiểu Qua kết thực - Đánh giá kết ñạt ñược nghiệm, ñánh giá nhà mạng ñã cho ñược kết Phương pháp nghiên cứu Kết cấu luận văn Để thực ñược mục tiêu nhiệm vụ ñặt ñề tài Luận văn ñược tổ chức thành chương: này, áp dụng hai phương pháp nghiên cứu ñó là: Phương pháp Chương 1: Tổng quan truyền dẫn sóng ñiện từ mô hình nghiên cứu lý thuyết phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.Đối truyền sóng với phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tôi tiến hành nghiên cứu Chương 2: Giới thiệu mô hình truyền sóng nhà thu nhập tài liệu liên quan phủ sóng di ñộng, công cụ hổ Chương 3: Khảo sát, nhận dạng ñịa hình kiểu tòa nhà cần phủ trợ triển khai hệ thống, công cụ thiết kế giao diện ñưa vào sóng ñánh giá tổng quát hệ thống Inbuilding Coverage hệ thống Đối với phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Tôi phân Chương 4: Áp dụng mô hình ñã chọn tính toán, thiết kế, lắp ñặt hệ tích yêu cầu thực tế hệ thống xác ñịnh ñược chức năng, thống phủ sóng bên tòa nhà cao ốc quy trình hoạt ñộng hệ thống Tiếp theo vận dụng sở lý thuyết, thu thập, phân tích tài liệu thông tin liên quan ñến ñề KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN tài xây dựng mô hình toán học thực tế, ñưa giải pháp tối ưu hệ DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO thống vùng phủ sóng, thiết kế, thi công lắp ñặt hệ thống cuối QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) ñánh giá kết ñạt ñược PHỤ LỤC Ý nghĩa khoa học thực tiển ñề tài Hiện việc phủ sóng di ñộng tòa nhà cao ốc vấn ñề cần thiết Đề tài ñưa giải pháp tối ưu ñể áp dụng vào việc tính toán thiết kế Trong năm gần ñây, giải pháp Inbuilding Coverage ngày ñược triển khai nhiều ñược Footer Page of 126 8 Header Page of 126 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN DẪN SÓNG ĐIỆN TỪ VÀ CÁC MÔ HÌNH TRUYỀN SÓNG • Hiệu ứng che khuất • Lan truyền qua tòa nhà khu vực giao thông Mục tiêu chương này: Tìm hiểu nguyên lý truyền dẫn sóng ñiện từ mô hình truyền sóng, nắm vững phạm vi ứng dụng mô hình truyền sóng, có khả áp dụng kiến thức mô hình truyền sóng mới, tính toán suy hao tín hiệu vô tuyến môi trường 1.1 Nguyên lý truyền dẫn sóng ñiện từ 1.1.1 Các chế lan truyền sóng ñiện từ Hình 1.5 Hiệu ứng lan truyền nhiều tia Lan truyền sóng ñiện từ ñược chia thành chế lan truyền bản: Phản xạ , Nhiễu xạ , Tán xạ Tòa nhà Tín hiêu bị ñi thẳng Tín hiệu phản xạ Tín hiêu bị nhiễu xạ 1.2 Lan truyền không gian tự 1.3 Mô hình Okumura Thu Phát Hình 1.6 Phading Rayleigh Công thức Okumura: L OKUMURA Hình 1.4 Cơ chế ña ñường 1.1.2 Các hiệu ứng lan truyền sóng Lan truyền sóng ñiện từ môi trường thực trình phức tạp, ñó kết hợp nhiều chế lan truyền khác Tuy nhiên, ñược mô hình hóa thành loại hiệu ứng sau: • Hiệu ứng nhiều tia Footer Page of 126 = Lfs + Am (1-5) Trong ñó: Am hệ số suy hao dự ñoán Okumura Am ñược tra qua ñồ thị ñường cong Lfs : suy hao lan truyền không gian tự  40 π  L fs (dB)=20lg   + 20 lg f + 20 lg d   10 Header Page of 126 CHƯƠNG GIỚI THIỆU MÔ HÌNH TRUYỀN SÓNG 1.4 Mô hình Hata Mô hình Hata chuyển ñổi thông tin suy hao ñường truyền TRONG NHÀ có tính hình học mô hình Okumura sang công thức toán học Mô Mục tiêu chương này: hình ñược xây dựng dựa suy hao ñường truyền Tìm hiểu nguyên lý lan truyền tín hiệu di ñộng môi trường truyền dẫn nhà Đánh giá ñược mức ñộ phủ sóng trạm phát anten isotropic Công thức Hata tính suy hao ñường truyền: L HATA sóng trời ñối với tòa nhà cao tầng Sự cần thiết phải xây = 69,55 + 26,16logf –13,82loghb - a(hm) + (44,9-6,55logh) x logd C (1.6) tầng, công trình ngầm 2.1 Các mô hình thực nghiệm 1.5 Mô hình COST231 – Walfish – Ikegami 2.1.1 Truyền sóng bên vào tòa nhà Có thành phần cần quan tâm ñến mô hình: Khi trạm thu phát nằm bên ngoài, tín hiệu bên tòa nhà phụ - Suy hao lan truyền không gian tự Lfs - Suy hao nhiều bề mặt Lms (gây mái nhà) - Suy hao khúc xạ tán xạ từ mái nhà ñến ñường phố Lrts Công thức COST231-Walfish-Ikegami : Lfs + Lms + Lrts LCOST =  Lfs  dựng hệ thống phủ sóng tín hiệu cho công trình xây dựng cao thuộc yếu tố sau: - Chiều cao an ten phát - Số tầng tòa nhà - Cấu trúc tòa nhà (vật liệu, số lượng kích thước cửa sổ ) - Môi trường truyền dẫn tòa nhà(bố trí vật dụng nhà) Nếu Lms + Lrts < (1-7) - Tần số Khi trạm thu phát nằm bên ngoài, tín hiệu bên tòa nhà có Các công thức tính suy hao chính: ñặc tính sau: Suy hao không gian tự do: - Sự thay ñổi tín hiệu theo tỉ lệ nhỏ (small-scale) tuân theo phân Lfs = L (dB) = 32.44 + 20logf(MHz) + 20logd(km) bố Rayleigh Khúc xạ tán xạ: Lrts = -16,9 – 10logW + 10logfC + 20log∆hm + L - Sự thay ñổi tín hiệu theo tỉ lệ rộng (large-scale) tuân theo phân Suy hao ña bề mặt: Lms = Lbsh + ka + kdlogd + kflogfC – 9logb - Suy hao xâm nhập vào tòa nhà tín hiệu giảm tần số ϕ 1.6 Kết luận chương bố lognormal tăng - Có khác biệt giá trị trung bình sai lệch chuẩn ñường truyền LOS NLOS Footer Page of 126 Header Page of 126 12 11 - Sự thay ñổi suy hao xâm nhập tín hiệu theo ñộ cao Trong ñó: kr số sàn máy phát máy thu Swin hệ số thể 2dB/tầng cho mức lượng thoát quay lại tòa nhà Swin có giá trị Toledo ñưa mô hình cho tần số 900 1800MHz sau: L = -37,7 + 40logd + 17,6logAf –27,5SQ (2-2) L = -27,9 + 40logd + 23,3logAf – 20,9SQ 1, phụ thuộc vào vị trí máy thu G thể cho mức lượng hai tầng thấp tòa nhà Af diện tích sàn (2-3) phòng ñặt máy thu d khoảng cách máy phát thu 2.2 Mô hình giải tích truyền sóng nhà (Ray tracing) Af diện tích sàn Công thức suy hao nhà + Đối với GSM 900 : S số sàn tòa nhà có ñường truyền thẳng LOS Q L ( dB ) = 32,5 + 20 log( f ) + 20 log( d ) + k F + n.m.W + Đối với GSM 1800: 2.1.2 Truyền sóng bên tòa nhà Lan truyền sóng nhà chịu ảnh hưởng lớn bởi: - Các ñặc tính tòa nhà bố trí vật dụng nhà, vật liệu dùng ñể xây dựng tường, sàn nhà, trần nhà - Môi trường can nhiễu (các thiết bị ñiện tử) - Tốc ñộ phading Motley and Keenan ñã ñưa kết nghiên cứu thực nghiệm với môi trường nghiên cứu tòa nhà văn phòng nhiều tầng, tần số 900 1700MHz Mối quan hệ công suất khoảng cách : P = P’ + kF = S + 10nlogd (2-4) Trong ñó: F suy hao tầng tòa nhà K số tầng P’ tham số suy hao phụ thuộc tần số Toledo Turkmani ñưa công thức dự ñoán suy hao ñường truyền cho tần số 900 1800MHz, với máy phát ñặt sàn xác ñịnh tòa nhà cao tầng: L = 18.8 + 39.0logd + 5.6kr + 13.0Swin – 11.0G – 0.024Af (2-9) L = 24.5 + 33.8logd + 4.0kr + 16.6Swin – 9.8G – 0.017Af (2-10) Footer Page of 126 L ( d B ) = + lo g ( f ) + lo g ( d ) + k F + n m W + f : tần số phát máy phát tín hiệu ( MHz) + d : khoảng cách từ máy phát ñến máy thu ( Km ) + k : số sàn tòa nhà + F : tổn hao qua sàn nhà ( dB ) + n : hệ số hàm mũ loại môi trường + W : tổn hao tường Tường mỏng có tổn hao 7dB, tường dày có tổn hao 10dB + m : số tường mà sóng di ñộng truyền qua Khi tính suy hao, giá trị nhận giá trị 2.3 Mô hình Ray tracing không gian 3D (các tham số khác biệt) 2.3.1 Giới thiệu chương trình 2.3.2 Các chức Google Sketchup 2.3.2.1 Giao diện chương trình 2.3.2.2 Các chức menu 2.3.2.3 Các công cụ Google Sketchup (SU) 2.3.2.4 Một vài chức ñặc biệt Google Sketchup Header Page of 126 13 2.3.3 Hình mô ñường truyền thẳng sóng từ BTS ñến 14 CHƯƠNG KHẢO SÁT, NHẬN DẠNG CÁC KIỂU TÒA NHÀ CẦN PHỦ SÓNG VÀ ĐÁNH GIÁ TỔNG QUÁT VỀ HỆ MS Dùng công cụ SU ñã giới thiệu ta vẽ hình vẽ ñây Hình vẽ mô tả ñường ñi sóng, ñồng thời rõ tất ñiểm có suy hao 85dB theo hướng khác Khoảng cách từ ñiểm ñó ñến BTS ñược tính toán theo công thức suy hao chương I Vẽ ñường ñi qua ñiểm ñó ta có bán kính phủ sóng BTS ñối với suy hao 85dB THỐNG INBUILDING COVERAGE Mục tiêu chương này: Tìm hiểu hệ thống Inbuilding Coverage, khảo sát, nhận dạng kiểu tòa nhà cần phủ sóng, tìm hiểu lợi ích quy trình lập dự án IBS, ñánh giá chất lượng hệ thống Inbuilding Coverage 3.1 Giới thiệu tổng quát hệ thống INBUILDING CONVERAGE 3.1.1 Giới thiệu Nhà mạng di ñộng (VNP,VMS, Viettel) Phần chủ ñộng (Tủ BTS/NodeB) Phần thụ ñộng (DAS) Hình 3.1 Sơ ñồ khối hệ thông Inbuilding Coverage Hình 2.15 Đường ñi sóng ñiểm có suy hao 85dB theo hướng 3.1.1.1 Phần chủ ñộng Thiết bị trạm BTS(2G), NodeB(3G) tạo nguồn cung cấp tín hiệu + Nguồn tín hiệu trạm outdoor: Hình 2.16 Mô vùng phủ sóng 2.4 Kết luận chương Footer Page of 126 Hình 3.2 Vùng phủ cho tòa nhà từ tế bào macro mạng BTS outdoor macro 16 15 Header Page of 126 + Nguồn tín hiệu trạm indoor dành riêng: Hình 3.7 Tòa nhà cao tầng 3.2.2.3 Kiểu công xưởng Hình 3.3: Vùng phủ cho tòa nhà ñược cung cấp trạm indoor dành riêng 3.1.1.2 Phần thụ ñộng 3.1.2 Sơ ñồ hệ thống - Một hệ thống IBS có sơ ñồ sau: BTS ->Hybrid Combiner (hoặc POI) ->Feeder ->Amplifier ->Feeder >Anten Hình 3.8 Tòa nhà công xưởng 3.2.2.4 Khu trường học Tín hiệu từ trạm BTS ñược cho qua ghép kết hợp 3.1.3 Lợi ích sử dụng hệ thống Inbuilding 3.1.4 Các thiết bị tích cực thụ ñộng ñược sử dụng hệ thống 3.1.5 Qui trình lập dự án Inbuilding Coverage - IBC 3.2 Khảo sát nhận dạng ñịa hình tòa nhà cần phủ sóng 3.2.1 Mục tiêu 3.2.2 Khảo sát tòa nhà 3.2.2.1 Đặc tính nhà 3.2.2.2 Kiểu văn phòng cao ốc Footer Page of 126 Hình 3.9 Khu trường học 3.2.2.5 Kiểu cấu trúc phức tạp (sân bay, ga tàu ñiện ngầm) Header Page of 126 17 18 CHƯƠNG ÁP DỤNG MÔ HÌNH ĐÃ CHỌN TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG PHỦ SÓNG DI ĐỘNG BÊN TRONG NHÀ CAO ỐC Mục tiêu chương này: Từ nghiên cứu lý thuyết áp dụng mô hình, ñưa giải pháp kỷ thuật ñể tính toán thiết kế lắp ñặt hệ thống Inbuilding Hình 3.10 Cấu trúc nhà ga sân bay 3.2.3 Khảo sát trạm thu phát gốc BTS 3.2.3.1 Giới thiệu Coverage cho nhà Petrosetco Tower tỉnh Quảng Ngãi Đánh giá kết ñạt ñược 4.1 Giới thiệu tòa nhà thiết kế Phần ñưa ñến cho người lập kế hoạch tham số quan Đây công trình cao Thành phố Quảng Ngãi với chiều trọng trạm thu phát kết nối ñến hệ thống IBC Tất cao 50m gồm 12 tầng Công trình tổ hợp ña chức với liệu phải ñược thu thập từ nhà cung cấp dịch vụ cụ thể Người 3.500m2 văn phòng làm việc, phòng hội nghị, hội thảo ñại, 85 lập kế hoạch cấu hình cách xác hiệu không phòng ngủ, 02 tầng dịch vụ nhà hàng, bar dịch vụ phụ trợ làm ảnh hưởng ñến cấu trúc mạng BTS Operator khác.Kết cấu nhà khung bê tông cốt thép chịu lực, ngăn cách 3.2.3.2 Phân loại BTS phòng tường gạch xây 3.2.3.3 Cấu hình hoạt ñộng cho BTS a BTS công suất cao với ghép tích cực (LNA ñường lên) b BTS công suất cao kết hợp với lọc LNA ñường lên c BTS công suất thấp với ghép thụ ñộng d Micro/Pico BTS công suất thấp với ghép thụ ñộng e BTS băng tần kép f Cơ sở hạ tầng cho trạm phát BTS kết hợp nhiều Operator 3.2.3.4 Hiệu suất BTS 3.3 Đánh giá tổng quát chất lượng phủ sóng di ñộng tòa nhà cao tầng 3.4 Kết luận chương Footer Page of 126 Petrosetco Tower - Địa chỉ: Vương - TP Quảng Ngãi 4.2 Giải pháp thực và01 quiAn môDương ñầu tư Header Page 10 of 126 19 20 4.2 Giải pháp thực qui mô ñầu tư 4.3.3 Phân tích kết khảo sát tín hiệu bên tòa nhà 4.2.1 Giải pháp phủ sóng(Phủ sóng toàn bộ) Petrosetco Tower – tỉnh Quảng Ngãi *Hai tham số ñược thu thập ñánh giá trình 4.2.2 Nguồn cung cấp tín hiệu Lắp ñặt trạm BTS(2G) NodeB(3G) ñể cung cấp nguồn khảo sát là: tín hiệu phủ sóng cho nhà + Mức thu: RxLevel 4.2.3 Quy mô ñầu tư + Chất lượng thu: QxLevel 4.3 Các thông số cần thiết ñể lập kế hoạch ví trí Qua kết khảo sát ño chất lượng phủ sóng (Mức tín hiệu thu- 4.3.1 Các tham số tòa nhà Rxlevel; Chất lượng tín hiệu thu RxQual; Nhiễu ñồng kênh – C/I) 4.3.2 Các tham số lập kế hoạch tòa nhà Petrosetco Tower – Tỉnh Quảng Ngãi sau: Mặt tầng Các thông số cần cho thiết kế IBC sau: Tầng hầm - Phần trăm diện tích cần bao phủ (thông thường > 95%) Tầng - Mức thu thiết kế ( tiêu chuẩn ≥ -85dBm,) - EIRP tối ña cho phép/ăng ten/1 sóng mang Tầng Độ nhạy thu máy di ñộng ñược tính sau: Tầng S = -174dBm + 10 log(NBW) + SNR + NF Trong ñó: -174 dBm nhiễu nhiệt, NBW: nhiễu băng thông, SNR: hệ số tín hiệu/nhiễu, NF: hệ số nhiễu máy di ñộng Tầng Tầng Tầng 10 NBW(10logNBW) SNR NF- MS MS Sensitivity Typical level Trong thang máy Điểm ño RxLevel RxQual Tỷ số C/I 01 02 -98 -97 15,1 16,8 03 -99 13,9 01 02 03 01 02 03 01 02 03 01 02 03 01 02 03 01 02 03 01 02 03 -95 -93 -95 -90 -92 -92 -92 -87 -90 -85 -87 -84 -86 -84 -87 -85 -84 -84 -102 -98 -100 3 2 5 6 6 7 15 13,6 15 16,5 14,8 16,7 16,6 14,6 16,5 12,3 13,4 12,3 12,4 11,5 11,6 10,8 11,5 11,5 11,6 11,5 11,54 GSM 200KHz (53dB) 9dB 8dB -104dBm -85dBm IS-136 30KHz (45dB) 17dB 8dB -104dBm -85dBm NMT 25KHz (44dB) 18dB 8dB -104dBm -85dBm 4.3.3.2 Đo chất lượng thu QxLevel AMPS 30KHz (45dB) 8dB 8dB -103dBm -85dBm 4.3.4 Thiết bị ño lan truyền RF dùng khảo sát IS-95 1.5MHz (62dB) -15dB 10dB -117/-115 -90dBm 4.4 Thiết kế hệ thống dBm Bảng 4.1 Các giá trị tham số ñiển hình Footer Page 10 of 126 Bảng 4.2 Các giá trị tham số Rxlevel , RxQual C/I 4.3.3.1 Đo mức thu RxLevel 4.4.1 Giới thiệu 4.4.2 Sự truyền lan nhà Header Page 11 of 126 21 22 4.4.3 Đề xuất giải pháp kỹ thuật cho tòa nhà 4.4.4.4 Các tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng 4.4.3.1 Phủ sóng toàn 4.4.5 Tính mức công suất ngõ vào MS (dùng phần mềm RF 4.4.3.2 Phủ sóng ñiểm sóng yếu ñể tính toán) Chúng ta tính trực tiếp sau: Tính toán EIRP cho hệ thống phân phối anten thụ ñộng 4.4.3.2 Lắp ñặt Repeater 4.4.4 Tính toán thiết kế hệ thống (ATN1) tầng ñối với dải tần 2G 4.4.4.1 Diễn giải phương án thiết kế Pin = 42dBm(Pout_bts) – 6,9dB (POI) – 1,6dB(2 coupler 4.4.4.2 Áp dụng mô hình tính toán mức thu giả lập ñiểm 10/0,8dB) – 2,2dB(2 coupler 8/1,1dB) - cách anten khoảng cách d: 6/1,7dB) – 4,77dB (1 sipler) – 5,46dB(suy hao feeder+conector) = + Công suất xạ ñẳng hướng tương ñương EiRP + 15,07dBm EiRP(dBm) = Pin(dBm) + Ga(dBi) EIRP(dBm) = Pin + Ga Trong ñó: Ga: ñộ lợi Anten Pin(dBm): Công suất ngõ vào trước antenna EIRP(dBm) = 15,07 + = 18,07dBm Ga(dBi): Độ lợi antenna 6dB(1 coupler Tính toán EIRP cho hệ thống phân phối anten thụ ñộng + Suy hao ñường truyền theo mô hình Keenan-Motley ñối với dãi (ATN1) tầng ñối với dải tần 3G tần hoạt ñộng 1800-2100MHz: Pin = 42dBm(Pout_bts) – 6,9dB (POI) – 1,6dB(2 coupler Ld(dB) = 38 + 20logf + 20.logd + k.F(k) + n.m.W(k) 10/0,8dB) – 2,2dB(2 coupler 8/1,1dB) - Công thức rút gọn:(tính cho tầng riêng biệt): 6/1,7dB) – 4,77dB (1 sipler) – 4,75dB(suy hao feeder+conector) = Ld(dB) = 38 + 20.logf + 20.logd + n.m.W(k) + 15,78dBm + Công suất thu MS khoảng cách 3m(ñứng anten): EIRP(dBm) = Pin + Ga Plo(dBm) = (EIRP - Lo) = EIRP - (38 + 20.logf - 20.log(3/1000)) Ga: ñộ lợi Anten + Công suất thu MS khoảng cách d(m): EIRP(dBm) = 15,78 + = 18,78dBm Pld(dBm) = (EIRP - Ld) = EIRP - (38 + 20.logf - 20.log(d/1000) + Áp dụng công thức suy hao ñường truyền theo mô hình Keenan- m.W(k)) Motley ñối với dãi tần hoạt ñộng 1800-2100MHz ta tính mức Để tính công suất xạ ñẳng hướng EIRP, suy hao ñường 6dB(1 coupler thu ñiểm tòa nhà: truyền Anten, công suất ngõ MS, ta phải tỉnh công Ld(dB) = 38 + 20.logf + 20.logd + k.F(k) + m.W(k) suất ngõ vào MS (Pin) 4.4.6 Tính toán suy hao mức thu giả lập ñiểm tòa 4.4.4.3 Lựa chọn tiêu chuẩn kỹ thuật thiết bị ñể ñưa vào tính nhà toán 4.4.6.1 Ước lượng mức thu cho GSM 1.800 MHz (2G) Footer Page 11 of 126 Header Page 12 of 126 23 4.4.6.2 Tính toán ước lượng mức thu cho WCDMA 2.100 MHz (3G) 24 4.4.6.4 Ước lượng phủ sóng toàn hệ thống 4.4.6.3 Mô thiết kế hệ thống IBC tòa nhà Hình 4.5 Ước lượng vùng phủ sóng tầng hầm 4.4.6.5 Khối lượng vật tư tính toán lắp ñặt 4.4.7 Kết ño kiểm tra kỹ thuật, nghiệm thu hệ thống DAS ñưa vào sử dụng 4.4.7.1 Kết ño kiểm theo ñiểm chuẩn 4.4.7.2 Kết ño kiểm chất lượng phủ sóng thang máy Điểm ño RxLevel RSCP Đạt Thang số -70 x Thang máy Thang số -71 x Thang số -68 x Bảng 4.7 Kết ño kiểm mức thu thang máy cho hệ thống 2G Tầng Hình 4.3 Sơ ñồ mô thiết kế hệ thống công suất 2G Footer Page 12 of 126 26 25 Header Page 13 of 126 4.4.7.3 Kết kiểm tra mức thu Rxlev chất lượng thu RxQual hệ thống sau thiết kế lắp ñặt IBC tòa nhà KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Tìm hiểu mô hình truyền sóng với mục ñích nắm vững phạm vi ứng dụng mô hình truyền sóng, từ ñó vận dụng ñể tính Biểu ñồ mức thu Rxlev chất lượng thu RxQual toán suy hao tín hiệu vô tuyến môi trường Với phạm vi khảo sát môi trường truyền sóng bên tòa cao ốc việc tìm hiểu nguyên lý lan truyền tín hiệu di ñộng môi trường truyền dẫn nhà ñể ñánh giá ñược mức ñộ phủ sóng trạm phát sóng trời ñối với tòa nhà cao tầng Hình 4.9 Mô mức thu Rxlev tầng hầm Đồng thời, thấy ñược cần thiết phải xây dựng hệ thống phủ sóng tín hiệu cho công trình xây dựng cao tầng, công trình ngầm Quá trình khảo sát, thiết kế ñể ñạt ñược kết tốt phải trải qua nhiều bước với nhiều phương pháp, công cụ, thiết bị hỗ trợ Thông thường, với mô hình 2D, kết tính toán, mô thực ñịa, ñường ñi tia sóng suy hao qua vật cản không ñược Hình 4.10 Mô chất lượng thu RxQual tầng hầm 4.4.7.4 Kết kiểm tra Anten/Feeder mô tả cách chi tiết, sát với thực tế; Tính trực quan hạn chế nhiều so với mô hình 3D ANT1-BF Distance-to-fault ANT1-BF M1: 1,162 1,30 @ 15,601 Meter M2: 1,054 Đề tài ñưa giải pháp tối ưu ñể áp dụng vào việc tính toán @ 1,550 Meter 1,25 thiết kế Trong năm gần ñây, giải pháp Inbuilding ngày 1,20 VSWR 1,15 ñược triển khai nhiều ñược nhà mạng di ñộng quan tâm nhằm 1,10 1,05 M2 M1 1,00 Resolution: 517 Std: Date: 09/22/2010 Model: S331D 10 15 20 25 30 Distance (0,0 - 50,0 Meter) CAL:ON(COAX) Channel: N/A Time: 14:20:15 Serial #: 00950112 35 40 45 50 CW: OFF Ins.Loss:0,107dB/m Prop.Vel:0,880 Hình 4.17 Biểu ñồ ño hệ số sóng ñứng dây feeder từ trục ñến ANT1/BF Hình 4.17 Biểu ñồ ño hệ số sóng ñứng dây feeder từ trục ñến ANT1/BF 4.4.7.5 Đánh giá tổng hợp thông số kỹ thuật thu ñược MS(UE) 4.5 Kết luận chương Footer Page 13 of 126 ñáp ứng nhu cầu người sử dụng vùng phủ nơi Đồng thời ñây hội ñể nhà khai thác mở rộng vùng phủ, cải thiện dịch vụ, gia tăng lưu lượng cho vùng mà trước ñây gọi Hố ñen mạng macro khả phục vụ ñược  ... tài: “ Giải pháp phủ sóng di ñộng công trình hạ tầng ñô thị Trong khuôn khổ luận văn phân tích mô hình truyền sóng, tham số ảnh hưởng ñến trình phủ sóng nói chung phủ sóng công trình ñô thị nói... cứu giải pháp phủ sóng di ñộng phục vụ ñược Header Page of 126 công trình hạ tầng ñô thị Đề tài ñã ñạt ñược số kết sau: ñề tài ñã trình bày - Khảo sát, thiết kế lắp ñặt hệ thống phủ sóng di ñộng... xây dựng hệ thống phủ sóng công trình Xuất phát từ ý tưởng muốn tìm hiểu ñưa giải pháp tốt ưu, lắp ñặt ñược hệ thống phủ sóng hoàn hảo công trình hạ tầng, phục vụ cho khách hàng cách tốt Đó lý mà