Nghiên cứu kiến trúc chức năng dòng sản phẩm BTS Horizon Motorola Những giải pháp đề xuất khi kết nối với BSS của Nokia Siemens

Nghiên cứu kiến trúc chức năng dòng sản phẩm BTS Horizon Motorola Những giải pháp đề xuất khi kết nối với BSS của Nokia Siemens Nghiên cứu kiến trúc chức năng dòng sản phẩm BTS Horizon Motorola Những giải pháp đề xuất khi kết nối với BSS của Nokia Siemens luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HOÀNG TRUNG HIẾU TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HOÀNG TRUNG HIẾU KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGHIÊN CỨU KIẾN TRÚC, CHỨC NĂNG DÒNG SẢN PHẨM BTS HORIZON - MOTOROLA NHỮNG GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT KHI KẾT NỐI VỚI BSS CỦA NOKIA SIEMENS LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG KHĨA 2010 Hà Nội – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HOÀNG TRUNG HIẾU NGHIÊN CỨU KIẾN TRÚC, CHỨC NĂNG DÒNG SẢN PHẨM BTS HORIZON – MOTOROLA NHỮNG GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT KHI KẾT NỐI VỚI BSS CỦA NOKIA SIEMENS Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS LÂM HỒNG THẠCH HÀ NỘI - 2013 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung đề cập luận văn “Nghiên cứu kiến trúc chức dòng sản phẩm BTS Horizon Motorola Những giải pháp đề xuất kết nối với hệ thống BSS Nokia Siemens” viết dựa kết nghiên cứu theo đề cương cá nhân hướng dẫn TS Lâm Hồng Thạch Mọi thông tin số liệu tham kháo trích dẫn đầy đủ nguồn sử dụng luật quyền quy định Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Hà Nội, Ngày 16 tháng 03 năm 2013 Học viên Hoàng Trung Hiếu Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TĂT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ LỜI NÓI ĐẦU 10 PHẦN MỞ ĐẦU 11 Lý chọn đề tài 11 Lịch sử nghiên cứu 11 Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 12 Tóm tắt nội dung luận văn 12 Phương pháp nghiên cứu 13 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN MẠNG GSM 14 1.1 MÔ HÌNH KIẾN TRÚC CỦA GSM 14 1.1.1 Trạm di động MS (Mobile Station) 15 1.1.2 Module nhận dạng thuê bao SIM (Subscriber Identuty Module) 15 1.1.3 Trạm thu phát sở BTS (Base Transceiver Station) 15 1.1.4 Bộ điều khiển trạm gốc BSC (Base Station controller) 16 1.1.5 Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSC 16 1.1.6 Bộ ghi định vị thường trú HLR 17 1.1.7 Bộ ghi định vị tạm trú VLR 17 1.1.8 Bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR 17 1.1.9 Quản lý thuê bao trung tâm nhận thực AUC 18 1.1.10 Điều khiển quản lý bảo dưỡng OMC 18 1.1.11 Các giao diện mạng GSM 18 1.2 MƠ HÌNH MẠNG GSM 21 1.3 MẠNG TRUY CẬP GSM 22 1.3.1 Các kênh vật lý 23 1.3.2 Các kênh logic 32 1.4 XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ TRONG GSM 38 1.4.1 Mã hoá tiếng nói 39 1.4.2 Mã hoá kênh 39 1.4.3 Đan xen 42 1.4.4 Mật mã hoá 43 1.4.5 Điều chế 45 CHƯƠNG II: KIẾN TRÚC VÀ CHỨC NĂNG BTS HORIZON II MACRO MOTOROLA 50 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG - CÁC THÔNG SỐ CHUNG CỦA TỦ 50 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B 2.1.1 Nguồn cung cấp 51 2.1.2 Giới hạn môi trường 52 2.1.3 Nhu cầu tiêu thụ công suất 52 2.1.4 Pin dự phòng 52 2.1.5 Công suất đầu RF 53 2.1.6 Kết nối với BSC 53 2.1.7 Kích thước tủ 53 2.1.8 Cân nặng 53 2.1.9 Đặc tính băng tần số 54 2.2 CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA BTS HORIZONE II MACRO 55 2.2.1 Giá đỡ 55 2.2.2 Ba Module quạt 56 2.2.3 Khối cung cấp nguồn (PSU) 57 2.2.4 Card ngắt mạch (CBC) 57 2.2.5 Khối thu phát (CTU2) 58 2.2.6 Module cảnh báo 62 2.2.7 Module thu (SURF2) 63 2.2.8 Module ghép kênh mở rộng(XMUX) 65 2.2.9 Khối phân phối công suất (PDA) 67 2.2.10 Khối phát (Tx) 67 2.2.11 Mạch mở rông Site (Site expansion board) 69 CHƯƠNG III GHÉP NỐI BTS HORIZON VỚI HỆ THỐNG BSS NSN – CÁC VẤN ĐỀ VÀ GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 70 3.1 VẤN ĐỀ ĐỒNG BỘ GIỮA BTS HORIZON MOTOROLA VÀ BTS NSN 70 3.1.1 Đồng trạm BTS HORIZON 72 3.1.1.1 Vòng lặp khóa pha 72 3.1.1.2 Chuẩn giao tiếp RS422 74 3.1.1.3 Kiến trúc đồng BTS Horizon II Motorola 77 3.1.2 Đồng trạm BTS NSN 79 3.1.3 Giải pháp đề xuất 80 3.2 VẤN ĐỀ GIAO DIỆN ABIS GIỮA BTS HORIZON VÀ BSC NSN 84 3.2.1 Kiến trúc mạng BSS NSN dynamic packet Abis 84 3.2.1.1 Kiến trúc mạng BSS 84 3.2.1.2 Giới thiệu NSN BTS Dynamic Abis: 86 3.2.2 Giao diện Abis BTS HORIZON BSC HORIZON 91 3.2.3 Giải pháp dynamic packet Abis cho (E)GPRS kết nối BTS HORIZON với BSC NSN 95 KẾT LUẬN 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TĂT AGCH Access Grant Channel Kênh hỗ trợ truy cập ARFCN Absolute Radio Frequency Channel Number Số định danh kênh tần số AUC AUthentication Center Trung tâm nhận thực BCCH Broadcasting Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCF Base control function Khối chức điều khiển sở BCH Broadcasting Channel Kênh quảng bá BSC Base Station Controller Bộ điều khiên trạm gốc BSS Base Station Subsystem Hệ thống trạm gốc BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát có sở CBC Circuit breaker card Bảng mạch cầu dao CBCH Cell Broadcasting Channel Kênh quảng bá cell CC Call Connection Management Quản lý kết nối gọi CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung CCH Control Channels Kênh điều khiển CCM Common Channel Management Quản lý kênh chung CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã CS Coding scheme Compact transceiver unit Lược đồ mã hóa Digital to Analog Converter Bộ chuyển đổi tương tự - số DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng DCM Dedicated Channel Management Quản lý kênh chuyên dụng EGPRS Dynamic Abis Pool Vùng Abis động phục vụ EGPRS Equipment Identity Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị CTU2 DAC EDAP EIR Khối thu phát vô tuyến Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B ETSI European Telecommunications Standards Institute Tiêu chẩn Học Viện Viễn Thông Châu Âu FACCH Fast Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số FDMA Frequency Division Multyple Access Đa truy cập phân chia theo tần số FEC Forward Error Correction Sự hiểu chỉnh lổi tiên tiến GMSC Gateway-MSC MSC cổng GMSK GPS Gaussian Minimum Shift Keying Kháo dịch pha tối thiểu Gauss Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu Global System for Mobile communication Hệ thống thơng tịn di động tồn cầu Horizon II Site controller unit Khối điều khiển trạm HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú I WF InterWorking Function Chức tương tác IMEI International Mobile Equipment Identity Nhận dạng thiết bị di động quôc tế IMSI International Mobile Subscriber Identity Nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI International Mobile Subscriber Identity Nhận dạng thuê bao di động quốc tế ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số tích hợp dịch vụ LA Location Area Vùng định vị LAPDm LAPDmodified LAPD điều chỉnh MCS Modulation and coding scheme Lược đồ mã hóa điều chế MM Mobility Management Quản lý di động MOC Mibile Originated Call Cuộc gọi trạm di động MS Mobile Stations Trạm di động GSM HIISC: Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động NSS Network Switching Subsystem Hệ thống hổ trợ chuyển mạch mạng OCXO Ovenized voltage-Controlled Crystal Oscillator Bộ dao động thạch anh điều khiển điện áp OSI Open System Interconnection Hệ thống liên kết mở PCH Paging Channel Kênh nhắn tin Packet Control Unit Khối điều khiển chuyển mạch gói PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động cơng cộng mặt đất PSTN PublicSwitchedTelephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Power supply unit Khối cung cấp nguồn RACH RF Random Access Channel Radio Frequency Kênh truy cập ngẫu nhiên RLM Radio Link Management Quản lý liên kết vô tuyến RR Radio Resource Tài nguyên vô tuyến SACCH Slow Asociated Control Channel Kênh điều khiển kết hợp chậm SCH Synchronization Channel Kênh đồng SIM Subscriber Identity Module Module nhận dạng thuê bao SMS Short Message Service Dịch vụ tin ngắn SMSCB Short Message Service Cell Broadcast Dịch vụ tin nhắn ngắn quảng bá cell SURF2 Sectorized universal receiver front end module Mơ đun nhận tín hiệu phân tập sector TCH Traffic Channels Kênh lưu lượng TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo thời gian TRAU Transcoder/ Adapter Rate Unit Đơn vị chuyển mã/đáp ứng PCU PSU: Tần số vô tuyến Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B TRX Transmitter/Receiver Bộ truyền phát/bộ thu nhận TRXM TRX Management Quản lý TRX VLR Visitor Location Registe Bộ ghi định vị tạm trú XMUX Expansion multiplexer module Mô đun dồn kênh mở rộng Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1: Sơ đồ kiến trúc logic mạng GSM 14 Hình 1-2: Kiến trúc logic BSS 16 Hình 1-3: Kiến trúc logic NSS 17 Hình 1-4: Các giao diện mạng GSM 19 Hình 1-5: Mơ hình mạng phân lớp GSM 21 Hình 1-6: Kiều nối hình vịng BSS 22 Hình 1-7a: Đa truy cập kết hợp TDMA FDMA 24 Hình 1-7b: Tổ chức khung TDMA 25 Hình 1-7c: Phân khung TDMA 26 Hình 1-8: Khuôn dạng burst GSM 28 Hình 1-9a: Cấu trúc khung cho kênh lưu lượng toàn tốc TCH/F khe thời gian 30 Hình 1-9b: Cấu trúc khung cho nhóm kênh điều khiển TS0 32 Hình 1-10a: Sơ đồ hệ thồng kênh logic mạng GSM 33 Hình 1-10b: Tổ chức hai kênh lưu lượng bán tốc TCH0/H TCH1/H lên đa khung 26 34 Hình 1-10c: Tổ chức kênh điều khiển quảng bá lên khe thời gian 36 Hình 1-10d: Tổ hợp kênh logic lên kênh vật lý 38 Hình 1-11: Xử lý tín hiệu số biến đổi vào sóng vơ tuyến MS 39 Hình 1-12: Mã hố kênh cho tiếng toàn toàn tốc 41 Hình 1-13a: Đan xen tiếng tồn tốc mức 42 Hình 1-13b: Đan xen mức 43 Hình 1-14a: Q trình mật mã hố giải mã 44 Hình 1-14b: Q trình nhận thực mật mã hóa 45 Hình 1-15a: Đáp ứng xung h(t) đáp ứng tần số H(z) lọc Gauss sử dụng GMSK 47 Hình 1-15b: Đáp ứng xung lọc GMSK 48 Hình 1-15c: Đầu lọc băng sở 49 Hình 2-1 Trạm BTS Horizon Motorola 50 Hình 2-2 Các khối chức 51 Hình 2-3 Cấu trúc kết nối trạm BTS Horizon Motorola 55 Hình 2-4 Giá đỡ 56 Hình 2-5 Module quạt 56 Hình 2-6 Khối PSU 57 Hình 2-7 Card CBC 58 Hình 2-8 Module CTU2 59 Hình 2-9 Sơ đồ cấu hình 4/4/4 2/2/2 60 Hình 2-10 Sơ đồ cấu hình 1/1/1 2/2/2 61 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B 3.2 VẤN ĐỀ GIAO DIỆN ABIS GIỮA BTS HORIZON VÀ BSC NSN 3.2.1 Kiến trúc mạng BSS NSN dynamic packet Abis 3.2.1.1 Kiến trúc mạng BSS BCF thực thể chức năng, điều khiển chức trạm thu phát sở (BTS) • Nó chứa số đối tượng BTS (object) SEG object đại diện cho cells (sectors) • Được tạo BSS database sử dụng cú pháp lệnh 84 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B BSC3i BCF PCM line with Hình 3-12 BCF object BTS cell bao gồm TRX thược trạm thu phát sở hoạt động băng tần Trong sở liệu BSS, cell đại diện đối tượng BTS Được tạo BSS database sử dụng cú pháp lệnh Segment cell bao gồm TRX thuộc: • Nhiều trạm thu phát sở vị trí đồng với nhau, phục vụ kênh BCCH chung 85 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B • Các băng tần khác phục vụ BCCH chung (common BCCH) Trong database BSS, segment đại diện bới SEG object SEG tạo BSS databse sử dụng câu lệnh (Multi BCF control) điều khiển đa BCF BCCH kênh chung sử dụng khái niệm segment: • Số lượng lớn BTS segment 32 • Số lượng TRX lớn segment 36 BTS object segment phải chứa TRX băng tần => PGSM 900, EGSM 900, GSM 1800, GSM 800 or GSM 1900 BTS object segment phải bao gồm TRXs kiểu trạm phát song (BTS) => Talk family, UltraSite, Flexi EDGE or MetroSite Hình 3-13 Khái niệm Segment Khái niệm segment không giới hạn tới điều khiển multi BCF tới điều khiển BCCH chung => nhóm đa nhảy tần cell thiết lập cách tạo vài đối tượng BTS segment nhóm TRX luật nhảy tần đối tượng BTS 3.2.1.2 Giới thiệu NSN BTS Dynamic Abis: Vùng Abis động: Abis động (Dynamic Abis) chia đường PCM thành vùng pool nhỏ: 86 Luận văn cao học Điện tử viễn thơng 2010B • Vùng khe thời gian 16kbps sub-slot đường PCM giành riêng cho việc truyền tín hiệu điều khiển ( TRXSIG, OMUSIG) • Vùng khe thời gian 16kbps giành riêng cho việc truyền tiếng nói liệu (gói liệu tiếng nói TCH, gói liệu chủ gọi data (master PCU frames) • Vùng khe thời gian16kbps giành riêng cho khe vô tuyến mà yêu cầu nhiều khe thời gian (sub-slot) 16kbps giao diện Abis, ứng dụng yêu cầu tốc độ cao theo lược đồ mã hóa (M)CS, vùng Abis động (dynamic Abis pool) giành cho gói liệu tớ gọi data (slave PCU frames) Vùng Abis liên quan tới (E)GPRS Vùng DAP chia sẻ số TRX EDGE gán tới đường PCM Abis BCF cabin Liên kết báo hiệu TRXSIG: Một liên kết TRXSIG mang thông tin báo hiệu liên quan tới TRX chức Khả dung lượng phụ thuộc vào vai trò tải trọng báo hiệu TRX Các dung lượng liên kết báo hiệu TRX 16, 32 64 kbps Các chức liên kết báo hiệu TRX là: • Các thủ tục quản lí liên kết vơ tuyến • Các thủ tục quản lí kênh dành riêng • Các thủ tục quản lí kênh chung • Các thủ tục quản lý thu phát TRX • Thơng tin viễn thơng với MS Các tin lưu thơng liên kết báo hiệu TRX là: • Thiết lập giải phóng gọi (cuộc gọi chuyển mạch kênh/chuyển mạch gói) • Các tin tìm gọi (Paging) 87 Luận văn cao học Điện tử viễn thơng 2010B • Tin nhắn SMS • Các thủ tục EGPRS Liên kết báo hiệu OMUSIG: kênh bảo trì vận hành giành riêng, kênh mang thông tin liên quan tới chức sau: • Quản lý lỗi (Fault management) • Báo cáo lỗi (Fault reporting (alarms)) • Khơi phục BTX (BTS recovery) • Điều khiển chức kiểm tra BTS (BTS test handling) • Quản lý cấu hình (Configuration management) • Quản lý cấu hình phần mềm (Software configuration management) • Quản lý mạng vô tuyến (Radio network management) • Quản lý hiệu (Performance management) Khói chức sở BCF (Base Control Function) đảm nhiệm tất chức chung BTS trạm (site) Cơ sở liệu BCF quản lý BSC gán tới BCF lúc cần thiết BSC BCF Abis O&M Interface BCF BCF’s non-volatile memory Hình 3-14 BCF giao diện Abis Giao diện Abis động cấp phát khe thời gian (Dynamic Abis – Timeslot Allocation): 88 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B Một vùng DAP có kích thước tối thiểu khe thời gian 64kbps (bằng khe thời gian 16kbps) Số lượng khe thời gian TRXSIG phụ thuộc vào kiểu lưu lượng truyền giao diện vơ tuyến TRX Ví dụ với AMR-HR tốc độ cao yêu cầu hai khe thời gian TRXSIG, với GSM FR yêu cầu Một OMUSIG yêu cầu cho BCF, BCF phục vụ tới 12 TRX Băng thơng BCFSIG 16 kbps, 32 kbps 64 kbps Những quy tắc cấu hình Dynamic Abis: • Kích thước DAP tối đa 24 Abis 64 kbps thời gian khe (= 96 Abis phụ khe cắm) • Kích thước tối đa tất vùng DAP PCU 51 (PCU2-D) 204 (PCU2-E) Abis 64 kbps thời gian khe • Số lượng tối đa vùng DAP 16 (PCU2-D) 60 (PCU2-E) • Kích thước vung DAP cho DL hướng UL • Một vùng DAP nằm nhiều đường PCM Hai vùng DAP trùng với • Một vùng DAP phải bao gồm khối liên tục 64 khe thời gian kbps Dưới trình bầy kiểu PCU frame: • Gói liệu PCU => sử dụng TRX chế độ EDGE thực lược đồ mã hóa CS1, CS2 • Gói liệu chủ (master) PCU => sử dụng TRX chế độ EDGE mang liệu theo lược đồ mã hóa (M) CS1 CS2-4 MCS2-9 gói liệu frame nơ lệ • Gói liệu nô lệ (slave) => mang theo liệu bổ sung hồn thiện cho gói liệu chủ • Gói tin PCU nơ lệ chuyển nằm vùng DAP liên kết với gói tin PCU chủ nằm khe thời gian 16 kbps cố định 89 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B • Gói tin chủ PCU ln ln liên kết với PDTCH khơng thể cấu hình bên vùng DAP • Thơng tin CS(M) ứng dụng tài nguyên DAP yêu cầu chứa bên (inband) gói tin chủ PCU PCU data CS1 CS2 CS1 CS2 CS3 CS4 MCS1 MCS2 MCS3 MCS4 MCS5 MCS6 MCS7 MCS8 MCS9 retrans non-EDGE EDGE TRX different frame format & synchronisation schemes => vs.1 sub-slot for CS2 linked with the PDTCH of the air interface for each PCU master data frame up to PCU slave d f Hình 3-15 Ánh xạ khe thời gian 16Kbps gói tin chủ - tớ (masterslave) stương ứng với lược đồ mã hóa khác 90 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B 3.2.2 Giao diện Abis BTS HORIZON BSC HORIZON VersaTrau giao diện TRAU BTS PCU theo tên gọi Motorola Nó mở rộng GPRS EGPRS Nó định nghĩa nhóm logical timeslots truyền Abis GDS links (BTS-PCU) sóng mang Xuất phát từ nhược điểm mơ hình sau: Legacy 64K Backhaul mapping 32K: 16K unpacked HR Air CS1-4, MCS1-9, PRACH, Idle Non-BCCH carrier with TCHs and PDTCHs TS TS TS TS TS TS TS TS TCH TCH TCH TCH PDTC H PDTC H PDTC H PDTC H 16K-32K DS0 16K-32K DS0 64 K 16K-32K DS0 64K 64 K 16K-32K DS0 1K-64K DS0 64 K 64 K 1K-64K DS0 64 K 1K-64K DS0 64K 1K-64K DS0 64 K Terrestrial Hình 3-16 Ánh xạ khe thời gian vơ tuyến lên đường E1 Có mối tương quan 1-1 khe thời gian giao diện vô tuyến khe thời gian đường backhaul (DS0s) Vấn đề gặp phải là: • Một khe thời gian tồn tốc giao diện vơ tuyến GSM sử dụng băng thơng 16Kbps đường backhaul khơng kể đến kích thước TRAU cấu hình cho song mang (carrier) 91 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B  Lãng phí ¾ băng thơng (khi mà kích thước TRAU 64K) • Sự phân bố mẫu data traffic PDCH EGPRS không tương ứng với việc truyền liệu liên tuc 64Kbps Các kênh rỗi PDCH lược đồ mã hóa thấp gây lãng phí băng thông theo thời gian Giải pháp Motorola đề xuất sau: Versa-TRAU 64K Backhaul mapping • Non-BCCH Carrier with TCHs and PDTCHs Air TS TS TS TS TS TS TS TS TCH TCH TCH TCH PDTCH PDTCH PDTCH PDTCH 16 16 16 16 1K- 1K- 1K- 1K- VersaTrau 16K Sub64K VT Sub- VT DS0 DS0 DS0 DS0 64K 64K 64K 64K Hình 3-17 Giải pháp ánh xạ khe thời gian vô tuyến lên đường E1 Ở người ta bỏ mối liên hệ khe thời gian vô tuyến khe thời gian đường trục (đường TDM E1) Các khe thời gian đường trục chia sẻ tất khe thời gian sóng mang Cuộc gọi chuyển mạch kênh tồn tốc ln cần khe thời gian 16Kbps băng thông đường trục (ví dụ đường E1)  Do có nhiều gọi khe thời gian DS0 64Kbps 92 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B Với gọi chuyển mạch gói, kích thước gói liệu thay đổi khối liệu vô tuyến truyền giao diện vô tuyến Um, khe thời gian truyền kênh chung sử dụng ghép kênh thống kê  Ví dụ: khe thời gian vô tuyến PDCH dồn kênh khe thời gian DS0 64Kbps đường trục E1 Những khái niệm giải thích sau: Ghép kênh thống kê: đề cập đến phương pháp chia sẻ kênh truyền dẫn cách sử dụng kỹ thuật thống kê để phân bổ nguồn lực Đó là, phân bổ nguồn tài nguyên liên kết dựa yêu cầu băng thơng trung bình khơng phải cung cấp cho yêu cầu mức cao điểm Versa Channel: dùng để nhóm DS0s đường PCM, cấp phát cho sóng mang, sử dụng để gửi nhận liệu cho kênh PDCHs phân bổ song mang Kênh VersaTrau: đề cập đến khe thời gian DS0 riêng biệt phần VersaChannel (đơn vị 64Kbps DS0) Sóng mang VersaTrau: sóng mang hỗ trợ EGPRS ánh xạ tới RTF 64K (pkt_radio_type = 64K) 93 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B Định dạng gói tin packet qua giao diện Abis Motorola: DS0#0 Octet Sync Hdr Common DS0 Level Header VT data segment for air timeslot A VT data segment for air timeslot B Octet 159 DS0 checksum DS0#1 Sync Hdr Common DS0 Level Header VT data segment for B contd VT data segment for air timeslot C VT data segment for air timeslot D DS0 checksum DS0#2 Sync Hdr Common DS0 Level Header VT data segment (D) contd VT data segment for air timeslot E Idle (filled with VT Pad bytes) DS0 checksum Hình 3-18 Cấu trúc gói tin qua giao diện Abis Motorola Như hình 3-18 nêu ra, có kiểu Header đồng khác nhau: • Kiểu thơng thường 16K 32K DS0 • Kiểu đóng gói VT DS0 chứa phân đoạn liệu khơng theo lược đồ mã hóa MCS9 • Kiểu đóng gói DS0 chứa xác phân đoạn liệu mã hóa theo MCS9 Có header chung đầu VT kênh con, phần kênh Versa nhật với kênh VT Mỗi kênh VT (mỗi DS0) khơng liên tục truyền đường E1 PCU NTS chịu độ trễ khác Điều yêu cầu kênh VT đồng độc lập khối 64K 94 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B 3.2.3 Giải pháp dynamic packet Abis cho (E)GPRS kết nối BTS HORIZON với BSC NSN RSS CCU TRAU RSS Encoder input Process TRAU Configuration Decod er Channel Encoding Burst Data (SC2 BBH i/f Channel Decoding Map logical To physical Map physical to logical Burst data bypassed) Radio Hình 3-19 Sơ đồ khối chức Firmware trạm BTS Horizon Trên khối xử lý tín hiệu Horizon BTS: Khối Process TRAU thực việc xử lý bóc tách gói tin từ đường PCM Việc nhận xử lý gói tin master PCU, ghép gói tin slave để tạo thành block thực việc encode interleaving qua giao diện vô tuyến Khối CCU thực việc encode/decode gói tin: TRAU frame  encode  interleave thành burst, ngược lại: 4burst  de-interleave  decode  TRAU frame Như vậy, tháy phần thay đổi tập trung chủ yếu channel coding unit Thuật toán luồng xử lý đề xuất sau: - Phần xử lý chiều xuống (TRAU  BTS  MS): 95 Luận văn cao học Điện tử viễn thơng 2010B • Với lược đồ mã hóa cho gọi chuyển mạch gói, gói liệu chủ (master frame) nhận từ PCU khe thời gian mang gói liệu tớ (slave) vùng EDAP • Các gói tin chủ tớ tương ứng ghép để tạo thành gói tin hồn chỉnh làm đầu vào cho mã hóa, chịu trách nhiệm tính checksum, BER • Gói tin chiều xuống (DL master frame) đồng thời cung cấp bảng ánh xạ chiều lên UL EDAP cho phần điều khiển gói tin TRAU - Phần xử lý chiều lên (TRAU  BTS  MS) • Với lược đồ mã hóa cho gọi chuyển mach gói, nhiều khe thời gian đường vơ tuyến ghép lại giải mã, gói tin sau giải mã dựa vào thông tin bảng ánh xạ gói tin chủ tớ nhận từ gói tin đường xuống (Downlink), gửi liệu đến khe thời gian tương ứng đường E1 • Với gói tin vơ tuyến sau giải mã, gói tin chủ tớ gửi song song theo đường lên (Uplink) 96 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B KẾT LUẬN Do đề tài mới, dòng sản phẩm BTS hãng sản xuất khác lại có đặc điểm tính khác Việc đề xuất giải pháp yêu cầu hiểu rõ hai dòng sản phẩm BTS, hiểu rõ cách thức hoạt động loại, hiểu rõ kiến trúc phần mềm, cấu tạo phần cứng, chuẩn giao tiếp Vì vậy, phạm vi đề xuất luận văn rộng Luận văn nêu vấn đề mới, cách giải vấn đề cách triển khai thực tế Trong khuôn khổ luận văn trình tham gia triển khai thực tế, tác giả mong muốn đưa giải pháp với mức chi tiết khả quan Tuy vậy, luận văn chưa sâu vào việc thiết kế chi tiết phần cứng số thành phần, mà dừng lại mơ hình chức Trên sở vấn đề tồn khả phát triển đề tài, nghiên cứu phát triển tập trung vào nội dung sau: - Tiếp tục xem xét, cải tiến, nghiên cứu, chế tạo phần cứng, cụ thể thiết bị trung chuyển đồng (synchronization adaptor) - Hoàn thiện kiến trúc phần mềm, thay đổi cần thiết để phù hợp với giao diện Abis động - Nghiên cứu dòng BTS khác đề xuất cách ghép nối Trong trình thực luận văn, cố gắng để đạt kết tốt đạt kết bước đầu theo yêu cầu đặt luận văn Tuy nhiên, đề tài rộng lớn, yêu cầu kiến thức tổng hợp từ nhiều nguồn khác nên tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp để hồn thiện đưa luận văn trở thành sản phẩm ứng dụng cho nhiều mơ hình ghép nối BTS khác 97 Luận văn cao học Điện tử viễn thông 2010B TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sigmund M.redl, Matthias K.Weber , Malcolm W.Oliphant, GSM And Personal Communications, Handbook of GSM and UMTS The Creation of Global Mobile Communication Edited by: Friedhelm Hillebrand, Consulting Engineer, Germany [2] Gunnar Heine, GSMNetworks: Protocols, Terminology and Implementation [3] Asha Mehrotra, GSM SYSTEM ENGINEERING GSM Switching, Services anh Protocols (Second Edition), John Wiley and Sons, LTD [4] Aircom international, GSM Technology For Engineers, 2002 [5] Asha Mehrotra , GSM System Engineering, Artech House [6] NSN technical training document, Dynamic Abis principles [7] NSN technical training document, BSS and site synchronization [8] Floyd M Gardner, Phase lock technique 3rd Edition [9] Motorola technical docment, Horizon II Macro Service Manual – Technical Description [10] Dave Malpass, Motorola Horizon1 & Horizon2 GSM BTS Synchronisation Adaptor & Horizon1 Alarm Board Shim, UK - 2011 [10] 3GPPTechnical Specification, General Packet Radio Service (GPRS); Service description; Stage (Release 5) [11] Motorola technical document, BSS11 – GSR5.1 Base station systems – operational theory, MotorolaBASE STATION SYSTEMS – OPERATIONAL THEORY, version 1, revision 9, LTD 2000 [13] Các trang Web: www.3gpp.com www.ti.com www.tapchibcvt.gov.vn 98 ... đoan nội dung đề cập luận văn ? ?Nghiên cứu kiến trúc chức dòng sản phẩm BTS Horizon Motorola Những giải pháp đề xuất kết nối với hệ thống BSS Nokia Siemens? ?? viết dựa kết nghiên cứu theo đề cương cá... - HOÀNG TRUNG HIẾU NGHIÊN CỨU KIẾN TRÚC, CHỨC NĂNG DÒNG SẢN PHẨM BTS HORIZON – MOTOROLA NHỮNG GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT KHI KẾT NỐI VỚI BSS CỦA NOKIA SIEMENS Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN... Điện tử viễn thông 2010B PHẦN MỞ ĐẦU ĐỀ TÀI: Nghiên cứu kiến trúc, chức dòng sản phẩm BTS Horizon – Motorola Những giải pháp đề xuất kết nối với BSS Nokia Siemens TÁC GIẢ: Hoàng Trung Hiếu Khóa: