Dấu hiệu và nguyên nhân về phân tán thời gian

3. Các vấn đề vô tuyến tiêu biểu

3.5.1.Dấu hiệu và nguyên nhân về phân tán thời gian

-Phân tán thời gian xảy ra là do có nhiều đường truyền sóng từ máy phát đến máy thu. Hiện tượng phân tán thời gian gây ra một số vấn đề cho mạng thông tin di động số. Việc sử dụng truyền dẫn số cũng gây ra một số vấn đề khác như: phân tán thời gian do các tín hiệu phản xạ (Reflection) gây ra.

-Sự phân tán thời gian sẽ gây ra hiện tượng “giao thoa giữa các ký tự”. Giả thiết chúng ta phát đi một chuỗi bit 1 và 0. Nếu tín hiệu phản xạ đi chậm hơn tín hiệu đi thẳng đúng 1

bit thì máy thu phát hiện bit 1 từ sóng phản xạ đồng thời cũng phát hiện bit 0 từ sóng đi thẳng.

-Những môi trường có thể gây nên vấn đề về phân tán thời gian:  Những vùng núi

 Hồ sâu hoặc nhiều nhà cao tầng

 Những toà nhà cao có kết cấu kim loại , ...

-Trong tất cả những trường hợp như vậy phân tán thời gian chỉ có thể xảy ra khi hiệu quãng đường giữa tín hiệu trực tiếp và tín hiệu phản xạ từ những chướng ngại vật kể trên lớn hơn cửa sổ cân bằng (4,5 km).

-Nói chung, sự nguy hiểm của phân tán thời gian sẽ tăng cùng với khoảng cách giữa BTS và MS. Khi một MS gần BTS có thể nhận được tín hiệu phản xạ mạnh với hiệu quãng đường lớn nhưng vẫn không ảnh hưởng gì do tín hiệu trực tiếp mạnh để đảm bảo tỉ số C/R trên ngưỡng tới hạn. Khi MS chuyển động ra xa BTS thì nguy cơ tỉ số C/R thấp sẽ tăng lên do tín hiệu trực tiếp đã yếu đi.

3.5.2. Các trường hợp về phân tán thời gian

 Trường hợp 1:

-Trường hợp này: Tuy hiệu số quãng đường = DR – D0 lớn (DR = D1 + D2), nhưng tín hiệu trực tiếp mạnh, tín hiệu phản xạ yếu. Do vậy tỉ số C/R trên ngưỡng.

-Trường hợp này: Hiệu số quãng đường vẫn còn khá lớn nên các tín hiệu phản xạ nằm ngoài cửa sổ thời gian.

-Trong khi tín hiệu đến trực tiếp đã yếu đi, tín hiệu phản xạ mạnh hơn. Tỉ số C/R gần hoặc thấp hơn ngưỡng.

-Đây là trường hợp nguy hiểm nhất, hiện tượng phân tán thời gian biểu hiện rõ ràng nhất.

 Trường hợp 3:

-Trường hợp này: Tín hiệu phản xạ mạnh gần như tín hiệu trực tiếp, tỉ số C/R gần hoặc dưới ngưỡng. Nhưng do hiệu quãng đường nhỏ nằm trong cửa sổ cân bằng, hay các tín hiệu phản xạ nằm trong cửa sổ thời gian, nên trường hợp này không bị ảnh hưởng bởi phân tán thời gian.

3.6. Các vấn đề lỗi cuộc gọi tiêu biểu

3.6.1. Vấn đề thiết lập đường truyền vô tuyến

-Các trường hợp lỗi tiêu biểu của quá trình thiết lập đường truyền vô tuyến:  Nghẽn kênh SDCCH.

 Ấn định SDCCH thất bại do các vấn đề vô tuyến.

3.6.1.1. Nghẽn kênh SDCCH

 Các nguyên nhân chủ yếu gây nghẽn SDCCH:

-SDCCH nghẽn cao do lưu lượng của thuê bao lớn (lưu lượng cuộc gọi hay cập nhật vị trí). Giải pháp cho vấn đề này là tăng cấu hình, tăng trạm (cho trường hợp nhiều cuộc gọi), hay thiết kế lại vùng định vị (cho trường hợp có nhiều cập nhật vị trí).

-Nghẽn SDCCH cao quan sát được ở các thời điểm khác thường của ngày ở thời gian cao điểm của các yêu cầu cập nhật vị trí được tạo ra bởi một nhóm lớn thuê bao vào vùng định vị mới tại cùng thời điểm (như trạm xe buýt, xe lửa hay cảng hàng không). Giải phápcho vấn đề này là thiết kế lại vùng định vị hay tối ưu lại các thamsố vô tuyến.

-Nghẽn SDCCH quan sát thấy không bình thường (thiếu lưu lượng MS thật sự) trong trường hợp nhiễu cao hay gần máy phát không phải máy phát vô tuyến GSM. giải pháp cho vấn đề này là thay đổi tần số BCCH hay lắp thêm bộ lọc thu.

-Một cell bị nghẽn SDCCH không bình thường trong trường hợp một trong các cell lân cận của nó bị cấm cuộc gọi. Giải pháp cho vấn đề này là gở bỏ các tình trạng bị cấm của cell neighbour lân cận.

3.6.1.2. Lỗi vô tuyến khi ấn định kênh SDCCH

 Các nguyên nhân chủ yếu:

-Độ dự trử công suất Uplink và Downlink không cân bằng.

-Vùng phủ kém:

-Vấn đề nhiễu:

Hình 4-3: Các nguyên nhân gây lỗi ấn định kênh SDCCH

3.6.2. Quá trình ấn định kênh lưu lượng TCH

-Nghẽn kênh TCH: Một số nguyên nhân gây nghẽn như hàng đợi đầy; không còn tài nguyên Abis, TCH; các yêu cầu TCH bị loại bỏ bởi hàng đợi do có yêu cầu có ưu tiên cao hơn đang đợi.

-Lỗi do vô tuyến: Trong trường hợp truy cập TCH lỗi, MS sẽ cố gắng để bắt lại kênh SDCCH, như vậy có thể MS sẽ bắt lại kênh SDCCH thành công hoặc việc thiết lập cuộc gọi thất bại.

-Do vấn đề BSS: Việc ấn định TCH có thể thất bại do lỗi trên Abis hoặc do lỗi phần cứng hay phần mềm của BTS, BSC.

3.6.3. Quá trình TCH

 Các nguyên nhân gây lỗi trong quá trình cuộc gọi TCH:

-Rớt do vô tuyến: các vấn đề vô tuyến có thể do vùng phủ, nhiễu hoặc thỉnh thoảng do BSS hoạt động bất thường mà không được phát hiện như một cảnh báo hệ thống bởi ứng dụng quản lý lỗi vận hành và khai thác.

-Rớt do vấn đề bộ mã hoá đầu xa (remote Transcoder): Vấn đề này luôn luôn bởi chất lượng kém của truyền dẫn trên giao diện Abis (vi ba) hay một thành phần phần cứng trên Transcoder bị lỗi, hoặc thậm chí đôi khi cũng là do các vấn đề phần mềm, phần cứng BSS. -Rớt do các do vấn đề bên trong BSS: Vấn đề xảy ra có thể do lỗi phần cứng hoặc phần mềm của BTS hay BSC.

-Rớt do quá trình chuyển giao: Sự kiện này xảy ra khi chuyển giao ra ngoài bị lỗi (không thành công) mà không bắt trở về lại kênh TCH cũ

4. Các giải pháp tối ưu hóa mạng VMS_Mobifone4.1. Đo kiểm Handover giữa các trạm 4.1. Đo kiểm Handover giữa các trạm

-Cùng với các công cụ khác, máy TEMS được sử dụng thường xuyên trong việc đo và kiểm tra chất lượng hệ thống.

Hình 4-4: Đo kiểm tra Handover

-Với máy TEMS ta có thể đo được mức thu của cell phục vụ và các cell lân cận, các thông số của kênh hiện tại. Như trên đây ta thấy các thông số đo được sau khi handover như sau:

-Mức thu của cell phục vụ và các cell lân cận:

Cell Name ARFCN BSIC RxLevel (dBm)

Cell 1 84 1-2 -53 Cell 2 103 2-3 -57 98 1-5 -73 85 -78 102 -79 104 -80

-Các thông số của kênh hiện tại:

CGI (MCC, MNC, LAC, CI) 452 01 111 10991

Băng tần 900

BCCH ARFCN 84

BSIC 1-2

Hình 4-5: Kết quả đo Handover giữa hai trạm là tốt

-Từ biểu đồ phổ tín hiệu trên ta thấy trước thời điểm handover mức thu của cell phục vụ đã giảm xuống thấp hơn so với mức thu của cell lân cận, đồng thời tỷ số tín hiệu trên nhiễu C/ I cũng giảm xuống chỉ còn 12 dB, MS yêu cầu thiết lập thủ tục Handover.

-Sau khi Handover: mức thu cell phục vụ là -53 dBm, tỷ số C/ I được cải thiện là 22dB.

Kết luận: Kết quả Handover giữa hai trạm là tố

4.2. Phân tích kết quả đo sóng để phát hiện nhiễu tần số

Sóng phát hiện nhiễu tần số

Hình 4-7: Phát hiện nhiễu tần số

-Trên biểu đồ phổ tín hiệu thu được ta thấy: một số vị trí có chỉ số C/ I rất thấp, có những lúc bị giảm xuống dưới 9dB (giá trị C/ I bé nhất mà chất lượng có thể chấp nhận được theo khuyến nghị GSM ). Mức nhiễu đồng kênh quá cao là nguyên nhân dẫn đến số lượng yêu cầu Handover tăng đột biến trong khi mức thu tín hiệu vẫn tốt (RxLevel khoảng -52 dBm). Nhiễu tần số xuất hiện làm cho tín hiệu đàm thoại dễ bị ngắt quãng, nghe không rõ, ảnh hưởng đến chất lượng thoại. Nếu kéo dài sẽ làm cuộc gọi bị rớt mạch.

Kết luận: Mức nhiễu đồng kênh như vậy là vượt quá mức cho phép, điều này có thể

là do khi thực hiện quy hoạch tần số đã có sự khai báo nhầm tần số (sau khi kiểm tra dữ liệu mạng cho thấy 2 trạm BTS khai báo cùng tần số BCCH). Như vậy cần kiểm tra và tiến hành khai báo lại tần số để đảm bảo yêu cầu.

4.3.1. Giải pháp Repeater cho các vùng lõm 4.3.1.1. Tổng quan:

-Trong hệ thống thông tin di động GSM, sự giới hạn vùng phủ của trạm gốc, các yếu tố địa hình như đường hầm, các khu vực ngõ sâu và hẹp, có nhiều toà nhà cao che chắn đã tác động rất lớn tới chất lượng phủ sóng của mạng di động. Những yếu tố này làm xuất hiện các vùng sóng lõm khiến chất lượng thoại giảm hoặc không thể thực hiện được cuộc gọi. Để giải quyết vấn đề về phủ sóng, đồng thời giúp tăng chất lượng mạng lưới, repeater là một giải pháp hiệu quả (về chất lượng và tính kinh tế).

-Chức năng chính của repeater là: thu tín hiệu từ các trạm gốc, sau đó khuếch đại rồi phát lại giúp tăng đáng kể cường độ trường điện từ trong dải tần lựa chọn trước tại các vùng lõm.

-Ưu điểm nổi bật của repeater so với các trạm BTS:

 Kinh phí rẻ hơn rất nhiều.

 Cột anten đơn giản, nhỏ như anten tivi, triển khai nhanh, tránh khiếu kiện  Diện tích lắp đặt nhỏ, giảm chi phí thuê nhà trạm.

 Thiết bị nhỏ gọn, triển khai đơn giản, nhanh (trong vòng 1 ngày).  Tiêu hao ít điện, giảm chi phí tiền điện hàng tháng.

 Sơ đồ khối của repeater

Hình 4-8: Sơ đồ khối của Repeater

 Thành phần:

-Anten thu (Donor antenna). -Anten phát (Service antenna). -Thiết bị repeater.

-Nguồn điện (220V/50Hz).

-Tín hiệu đường xuống (downlink) thu được từ trạm BTS nhờ anten donor, đến repeater (cổng BTS) qua bộ ghép song công (duplexer), qua bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA), qua bộ lọc (FC) (được chọn trước theo dải tần tín hiệu đường xuống của nhà khai thác dịch vụ thông qua việc đặt tần số nhờ vòng khoá pha PLL), sau đó được khuếch đại công suất (PA), qua bộ ghép song công (duplexer) đưa ra cổng MS của repeater, tín hiệu được đưa tới anten service truyền tới thiết bị đầu cuối di động.

-Tín hiệu đường lên chạy tương tự nhưng theo chiều ngược lại, tín hiệu đường lên (uplink) phát từ máy đầu cuối di động tới anten thu (anten service) đến repeater (cổng MS) qua bộ ghép song công (duplexer), qua bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA), qua bộ lọc (FC) (được chọn trước theo dải tần tín hiệu đường lên của nhà khai thác dịch vụ thông qua việc đặt tần số nhờ vòng khoá pha PLL), sau đó được khuếch đại công suất (PA), qua bộ ghép song công (duplexer) đưa ra cổng BTS của repeater, tín hiệu được đưa tới anten donor truyền tới trạm BTS.

-Nguồn: thường sử dụng trực tiếp nguồn 220V~/50Hz hoặc nguồn 1 chiều 9V nhờ bộ adapter.

 Một số loại Repeater:

Loại 20dBm Loại 15dBm

Hình 4-9: Một số loại Repeater

4.3.1.2. Ứng dụng của Repeater

Hình 4-10: Ứng dụng Repeater cho đường hầm

 Dùng repeater trong trường hợp vùng phủ bị che khuất

Hình 4-11: Ứng dụng Repeater cho vùng phủ bị che khuất

4.4. Giải pháp Inbuilding cho các toà nhà

-Toà nhà cao tầng thường được thiết kế và xây dựng với cấu trúc hiện đại với khung bê tông chịu lực cùng với hệ thống tường bao và vách ngăn là tường gạch hoặc các vật liệu

nhẹ như: kính, thạch cao,.. Chất lượng dịch vụ thông tin di động trong toà nhà thường không đảm bảo do sự suy giảm chất lượng phủ sóng gây ra bởi sự cản trở của cơ sở hạ tầng xây dựng của chính các công trình này. Theo kết quả khảo sát chi tiết chất lượng vùng phủ sóng dịch vụ thông tin di động trên các tầng trong toà nhà đều cho thấy một kết quả chung chi tiết như sau:

Khu vực Chất lượng sóng

Cầu thang máy Sóng rất yếu, không sử dụng được dịch vụ

Tầng hầm Sóng rất yếu và thường không có sóng, không sử dụng được dịch vụ

Tầng 1 – Tầng 5 Sóng tốt với dịch vụ có thể sử dụng với . Tuy nhiên một số điểm sóng yếu và không ổn định

Tầng 6 – Tầng thượng Tín hiệu sóng mạnh, có hiện tượng nhiễu cao và thường có hiện tượng chuyển giao giữa các cell liền kề, chất lượng dịch vụ thường không đảm bảo do chất lượng thoại không tốt, cuộc gọi không ổn định.

Bảng : Chất lượng vùng phủ sóng trong các tòa nhà

- Chính vì vậy giải pháp phủ sóng Inbuilding nhằm tăng lưu lượng, đảm bảo chất lượng dịch vụ và tăng năng lực cạnh tranh cho các tòa nhà cao tầng được thiết kế với tiêu chí đảm bảo độ tin cậy cao và ít phải bảo dưỡng nhằm tăng hiệu quả chi phí đầu tư xây lắp và giảm thiểu chi phí quản lý hệ thống khi khai thác vận hành trong quá trình sử dụng. Mô hình cấu trúc hệ thống cơ sở hạ tầng phục vụ phủ sóng di động trong nhà như sau:

Hình 4-12: Mô hình cấu trúc hệ thống cơ sở hạ tầng phủ sóng di động trong nhà

 Yêu cầu thiết kế hệ thống Inbuilding:

-Yêu cầu thiết kế hệ thống Inbuilding phái đảm bảo:

Tầng 95% Rxlevel (dBm)≥ 95% RxQuality ≤ 95% C/I (dB)≥

1÷5 - 75 3 17

6÷10 -70 3 17

Từ tầng 11 trở lên -65 3 17

Bảng: Yêu cầu thiết kế hệ thống Inbuilding

-Hệ thống Inbuilding phải đạt được các KPIs : CDR ≤ 0.2% ; HOSR ≥ 99,6%.

 Báo cáo thực tập đã trình bày những nét cơ bản nhất về hệ thống BSS, cùng với một số công tác tối ưu hóa hệ thống vô tuyến được thực hiện tại Công ty cổ phần công nghệ viễn thông Đông Dương. Tối ưu hoá là một công việc khó khăn và đòi hỏi người thực hiện phải nắm vững hệ thống, ngoài ra cũng cần phải có những kinh nghiệm thực tế và sự trợ giúp của nhiều phương tiện hiện đại để có thể giám sát và kiểm tra rồi từ đó mới đưa ra các công việc thực hiện tối ưu hoá.

 Do thời gian thực tập có hạn và những hạn chế không tránh khỏi của việc hiểu biết các vấn đề dựa trên lý thuyết là chính nên báo cáo thực tập của em chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong có được những ý kiến đánh giá, góp ý của các thầy cô, các kỹ sư tối ưu hóa ở công ty ITT và các bạn để đồ án thêm hoàn thiện.

 Qua thời gian thực tập em thấy tối ưu hoá là một mảng đề tài rộng và luôn cần thiết cho lĩnh vực viễn thông hiện tại nói chung và mạng thông tin di động nói riêng. Khả năng ứng dụng của đề tài là giúp ích cho những người làm công tác tối ưu hoá hệ thống vô tuyến nói riêng và tối ưu hóa mạng di động nói chung, là cơ sở lý thuyết để phân tích và tiến hành, từ đó hoàn toàn có thể tìm ra giải pháp tối ưu khoa học nhất. Về phần mình, em tin tưởng rằng trong tương lai nếu được làm việc trong lĩnh vực này, em sẽ tiếp tục có sự nghiên cứu một cách sâu sắc hơn nữa về đề tài này.

 Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn tới cô Ngô Thị Lan Dung đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành báo cáo thực tập này, Trưởng phòng kỹ thuật Phạm Tuấn Anh, phó phòng kỹ thuật Nguyễn Văn Nhã và tổ trưởng tổ RNO Lê Văn Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong đợt thực tập tốt nghiệp.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

***

[1] Giáo trình Thông tin di động GSM, Th.s NguyễnVũ Thắng, trường đại học bách khoa Hà Nội 2006.

[2] Radio Network Optimization For Beginner, kỹ sư Viettel Phan Hoài Hội 2008

[3] Giáo trình Hệ thống viễn thông 2 của Khoa Điện-ĐTVT- trường ĐH GTVT Tp HCM