1. Chế độ người dùng
Chế độ driving test
Thông tin trình diễn trên màn hình được đọc từ thiết bị ngoài. Trong chế độ này bạn có thể ghi các bản ghi mới.
Chế độ phân tích
Thông tin trình diễn đươc đọc từ logfile. Trong chế độ này bạn có thể kiểm tra và phân tích
Lưu ý
- Phải đóng các logfile trước khi kết nối với các thiết bị ngoài.
- Để mở được logfile phải ngắt các kết nối ngoài.
2. Toolbar
2.1 Equipment control toolbar
Ô danh sách lưu tất cả các thiết bị có khả năng kết nối
Biểu diễn nhiệm vụ hiện thời của thiết bị được lựa chọn trong Ô danh sách.
Indentify Equitment: Quét các cổng COM để tìm thiết bị có khả năng kết nối
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
57 Add Equitment: Có khả năng thêm thiết bị thủ công
Delete Equitment: Ngắt kết nối ngoài
Connect: Kết nối các thiết bị ngoài trong Ô danh sách
Disconect: Ngắt các kết nối các thiết bị ngoài trong Ô danh sách
Start/stop một scan.
Measurement Settings: Thiết lập một scan
Redial: Quay lại cuộc gọi gần nhất
Disable Handover: ngăn cản mọi HO
Lock on channel: Ép MS bắt vào 1 kênh, ép HO tới 1 kênh cô thể.
Reset: Idle mode: Reset chức năng Lock on channel; dedicated mode: Reset chức năng disable HO và force HO.
Equipment property: Thiết lập đồng thời các đặc tính của MS/GPS.
2.2 Connections Toolbar
Connect all
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1 58 2.3 Record Toolbar Start/stop Recording: Pause/Resume Racording
Swap logfile: đóng logfile hiện tại và ghi bản ghi mới.
2.4 Report toolbar
Generate report: tạo ra báo cáo từ 1 hay 1 vài logfile. Generate report KPI: tạo ra báo cáo KPI từ mẫu KPI
2.5 File and view toolbar
New workspace
open workspace
Save workspace
Print : In cửa sổ lựa chọn
Print preview
V. Một số của sổ làm việc mặc định của TEMS Investigation.
Trong môi trường làm việc của TEMS Investigation được chia ra làm nhiều Worksheet khác nhau cho các mục đích làm việc khác nhau. Ta có thể đóng bít
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
59 các cửa sổ trong các Worksheet này, cũng như ta có thể thêm các cửa sổ mong muốn vào các Worksheet này bằng cách: vào Presentation chọn đối tượng muốn hiển thị. Sau đây là một vài Worksheet chính:
1. GSM
Worksheet này đưa cho ta thông số cơ bản nhất của các thông tin vô tuyến mạng GSM như: thông số cell serving và neighbour, các tham số trên giao diện vô tuyến, thông số về kênh vô tuyến đang xử dông hay các biểu đồ cơ bản biểu thị Rxlevel, Rxqual, SQI…
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
60
2. DATA
Đây là worksheet mô tả các thông số dành cho truyền dữ liệu như: kênh vô tuyến sử dông, loại CS cho GPRS hay EDGE, thông tin dữ liệu đầu vào, tốc độ truyền dữ liệu…
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
61 3. SIGNALLING
Wordsheet này mô tả chủ yếu các các sự kiện trên giao diện vô tuyến, đi cùng với nó là các bản tin lớp 3 trên giao diện Um.
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
62
4. MAP
Cửa sổ này hiện thị các kết quả đo mong muốn hiển thị như Rxlevel, rxqual,…
Để thay đổi hay điều chỉnh đối tượng hiển thị, kích Add/Edit Theme để chỉnh sửa.
Để thuận tiện cho quá trình đi đo thì dữ liệu về bản đồ là cần thiết. Do đó cần thiết phải tập hợp những dữ liệu về bản đồ như bản đồ.
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
63 Trong cửa sổ Worksheet Map, kích vào Layer Control: Hộp thoại Layer control xuất hiện, chọn Add, chỉ đến bản đồ càn hiển thị, OK, chọn automatic layer, OK.
5. CONFIGURATION
Worksheet này có một số cửa sổ cho nhận diện sự kiện, âm thanh cho sự
kiện và Cửa sổ nhận diện cell. Đó là cellfile.
5.1 Cellfile
Là một file có định dạng *.cell, bao gồm các thông số mô tả của cell như tên cell, kinh độ, vĩ độ của cell, MCC, MNC, LAC, CI (cell serving và neighbour), azimuth…. Từ các thông số đo được của MS, TEMS Investigation chuyển đổi một số thông số trong đó tương ứng víi các thông tin trên Cellfile và hiển thị trên màn hình.
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
64 Tạo Cellfile: có thể dùng nhiều phần mềm khác nhau để tạo ra cellfile như: Exert, Mcom2001.
Load cellfile vào TEMS:
View Navagator General Cellfile Load, chỉ đến cellfile cần load vào TEMS, OK
Mở cellfile (để có thể chỉnh sửa cellfile luôn trong TEMS):
Trong Worksheet Configuration, trong Cell Definition chọn open, chỉ đến Cellfile muốn mở.
6. CONTROL
Ở worksheet này ta có một số cửa sổ điều kiển, nhưng quan trọng nhất là cửa sổ Comman Sequence (thiết lập cho chế độ đo thoại).
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
65
VI. Ảnh hưởng của nhiễu vào hệ thống GSM
Đối với hệ thống di động GSM nhiễu có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng truyền sóng di động. Vì vậy việc tìm ra nguyên nhân gây nhiễu và làm giảm thiệt hại của chúng gây ra là rất quan trọng. Trong thông tin di động nhiễu đồng kênh ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng thoại, tiếp theo là nhiễu kênh lân cận, còn nhiễu trắng ảnh hưởng không nhiều như hai loại trên.
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
66
1. Nhiễu trắng(White noise).
Nhiễu trắng là một tín hiệu ngẫu nhiên có mật độ phân bố công suất phẳng nghĩa là tín hiệu nhiễu có công suất bằng nhau trong toàn khoảng băng thông. Tín hiệu này có tên là nhiễu trắng vì nó có tính chất tương tự với ánh sáng trắng.
Chúng ta không thể tạo ra nhiễu trắng theo đúng lý thuyết vì theo định nghĩa của nó, nhiễu trắng có mật độ phổ công suất phân bố trong khoảng tần vô hạn và do vậy nó cũng phải có công suất vô hạn. Tuy nhiên, trong thực tế, chúng
ta chỉ cần tạo ra nhiễu trắng trong khoảng băng tần của hệ thống chúng ta đang xem xét.
Hình 1: Một tín hiện nhiễu trắng
Lưu ý rằng nhiễu Gaussian (nhiễu có phân bố biên độ theo hàm Gaussian) không phải là nhiễu trắng. Từ "Gaussan" đề cập đến phân bố xác suất đối với giá trị (độ lớn) trong khi từ "While" đề cập đến cái cách phân bố công suất tín hiệu trong miền thời gian hoặc tần số.
Ngoài nhiễu trắng Gaussian chúng ta còn có nhiễu trắng Poisson, Cauchy, ... Khi miêu tả hệ thống bằng toán học chúng ta hay sử dụng nhiễu AWGN (additive
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
67 white Gaussian noise) vì loại nhiễu này dễ tạo ra nhất.
2. Nhiễu đồng kênh (Co-Channel Interference).
Nhiễu đồng kênh xảy ra khi cả hai máy phát trên cùng một tần số hoặc trên cùng một kênh. Máy thu điều chỉnh ở kênh này sẽ thu được cả hai tín hiệu với cường độ phụ thuộc vào vị trí của máy thu so với hai máy phát.
Nhiễu đồng kênh thường gặp trong hệ thống thông tin số cellular, trong đó để tăng hiệu suất sử dụng phổ bằng cách sử dụng lại tần số. Như vậy có thể coi nhiễu đồng kênh trong hệ thống cellular là nhiễu gây nên do các cell sử dụng cùng 1 kênh tần số.
Nhiễu đồng kênh liên quan tới việc sử dụng tần số. Có thể ví dụ trong mạng GSM: Trong mạng GSM, mỗi trạm BTS được cấp phát một nhóm tần số vô tuyến. Các trạm thu phát gốc BTS lân cận được cấp phát các nhóm kênh vô tuyến không trùng với các kênh của BTS liền kề.
Đặc trưng cho loại nhiễu này là tỉ số sóng mang trên nhiễu (C/I). Tỉ số này được định nghĩa là cường độ tín hiệu mong muốn trên cường độ tín hiệu nhiễu sau lọc cao tần và nó thể hiện mối quan hệ giữa cường độ tín hiệu mong muốn so với nhiễu đồng kênh từ các BTS khác.
Một số giải pháp để hạn chế loại nhiễu đồng kênh trong các hệ thống cellular như sau:
Không thể dùng bộ lọc để loại bỏ giao thoa này do các máy phát sử dụng cùng một tần số.
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
68 Chỉ có thể tối thiểu hóa nhiễu đồng kênh bằng cách thiết kế mạng cellular phù hợp.
Tức là thiết kế sao cho các cell trong mạng có sử dụng cùng nhóm tần số không ảnh hưởng tới nhau=>khoảng cách các cell cùng tần số phải đủ lớn.
Hình 4: Nhiễu đồng kênh trong hệ thống cellular
3. Nhiễu kênh lân cận (C/A)
Nhiễu kênh lân cận xảy ra khi sóng vô tuyến được điều chỉnh và thu riêng kênh C song lại chịu nhiễu từ kênh lân cận C-1 hoặc C+1. Mặc dù thực tế sóng
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
69 vô tuyến không được chỉnh để thu kênh lân cận đó, nhưng nó vẫn đề nghị một sự đáp ứng nhỏ là cho phép kênh lân cận gây nhiễu tới kênh mà máy thu đang điều chỉnh. Tỉ số sóng mang trên kênh lân cận được định nghĩa là cường độ của sóng mang mong muốn trên cường độ của sóng mang kênh lân cận.
C/A = 10.log(Pc/Pa)
Trong đó :
Pc = công suất thu tín hiệu mong muốn
Pa = công suất thu tín hiệu của kênh lân cận
Giá trị C/A thấp làm cho mức BER cao. Mặc dù mã hoá kênh GSM bao gồm việc phát hiện lỗi và sửa lỗi, nhưng để việc đó thành công thì cũng có giới hạn đối với nhiễu. Theo khuyến nghị của GSM, để cho việc quy hoạch tần số được tốt thì giá trị C/A nhỏ nhất nên lớn hơn - 9 dB.
Khoảng cách giữa nguồn tạo ra tín hiệu mong muốn với nguồn của kênh lân cận lớn sẽ tốt hơn cho C/A. Điều này có nghĩa là các cell lân cận không nên được ấn định các sóng mang của các kênh cạnh nhau nếu C/A được đã được đề nghị trong một giới hạn nhất định.
Một số biện pháp khắc phục
Vấn đề can nhiễu kênh chung là một thách thức lớn với hệ thống thông tin di động tế bào. Có các phương pháp để giảm can nhiễu kênh chung như:
1. Tăng cự ly sử dụng lại tần số (D). 2. Hạ thấp độ cao anten trạm gốc.
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
70 Với phương pháp thứ nhất: việc tăng cự ly sử dụng lại tần số D sẽ làm giảm can nhiễu kênh chung, tuy nhiên khi đó số cell trong mỗi mảng mẫu sẽ tăng, tương ứng với số kênh tần số dành cho mỗi cell sẽ giảm và như vậy thì dung lượng phục vụ sẽ giảm xuống.
Phương pháp thứ hai việc hạ thấp anten trạm gốc làm cho ảnh hưởng giữa các cell dùng chung tần số sẽ được giảm bớt và như vậy can nhiễu kênh chung cũng được giảm bớt. Tuy nhiên, việc hạ thấp anten sẽ làm ảnh hưởng của các vật cản (nhà cao tầng…) tới chất lượng của hệ thống trở nên nghiêm trọng hơn.
Phương pháp thứ 3 có hai ích lợi: Một là biện pháp làm giảm can nhiễu kênh chung trong khi cự ly sử dụng lại tần số không đổi, hai là tăng dung lượng hệ thống.
VII. Phát hiện, xử lý nhiễu và mô phỏng thực tế 1. Phát hiện, xử lý nhiễu 1. Phát hiện, xử lý nhiễu
Mức nhiễu thể hiện tỉ lệ phần trăm lỗi bit và lỗi khung, nó xảy ra trong trường hợp bị tác động của nguồn nhiễu bên ngoài (nhiễu tạp âm, các loại sóng điện từ khác do môi trường gây ra) và nguồn nhiễu trong mạng (nhiễu đồng kênh, cận kênh do quy hoạch tần số không hợp lý, ...). Phần mềm TEMS có thể cho ta nhận biết sự tác động của nhiễu. Để nhận biết nhiễu qua TEMS chúng ta có thể quan sát của sổ C/I [MS1]. Khi có C/I Drop, điều này đồng nghĩa với việc chỉ ra sự có mặt của nhiễu trong sóng mang. Hình vẽ bên dưới mô tả vị trí bị nhiễu thông qua cửa sổ Line chart hoặc Radio parameters.
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
71
Hình 3.2 Phát hiện nhiễu qua Line chart
Nhiễu là một trong những nguyên nhân chính làm giảm chất lượng của mạng GSM, điều đó dẫn đến chất lượng voice tồi, rớt cuộc gọi sẽ tăng, Handover không thành công, thiết lập cuộc gọi không thành công,… Đối với nhiễu do phân bố tần không phù hợp có thể giải quyết được bởi việc làm CR để yêu cầu thay đổi. Nhưng đối với nhiễu do bên ngoài tác động với cường độ thấp sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mạng của chúng ta và phải tìm ra các biện pháp để xác định nguồn gây nhiễu.Trên cửa sổ Line Chart chúng ta có thể nhận thấy chất lượng thoại (SQI) giảm đáng kể ở đường dốc xuống (ở vị trí Poor SQI và RxQual) và tỉ số C/I tồi nhất trên hai kênh TCH (C/I worst). Ngoài ra chúng ta có thể xem tỉ số C/I rõ hơn ở của sổ C/I. Khi dự đoán có nhiễu ở vùng biên của trạm hoặc trong vùng phủ của cell
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
72 cần giảm tốc độ Drive, bởi vì ở tốc độ cao khó có thể phát hiện được nhiễu, đặc biệt vùng nhiễu ngang qua rất nhanh. Một số phương pháp có thể cải thiện tình trạng bị nhiễu trong mạng:
- Thay đổi tần số trên cell phục vụ hoặc cell gây nên nhiễu.
- Downtilt nguồn nhiễu trong trường hợp bị chồng lấn quá nhiềugiữa các cell.
- Tăng công suất của cell phục vụ và hoặc giảm công suất phát của cell gây nên nguồn nhiễu.
- Tiến hành điều khiển công suất, hoặc sử dụng phương pháp nhảy tần để cân bằng nhiễu. Trong trường hợp Driving test phát hiện ra nhiễu, việc đầu tiên là xem xét việc quy hoạch tần số cho vùng đó và tìm ra nguồn nhiễu có nhiều khả năng nhất thông qua phần mềm MCOM. Đối với trường hợp nhiễu rất lớn và nghiêm trọngcó thể sử dụng phương pháp nhảy tần để giảm nhiễu. Khi các giải pháp trên ít hiệu quả chúng ta có thể sử dụng phương pháp tăng công suất phát để tăng tỉ số C/I, hoặc giảm công suất của trạm gây nhiễu. Ngoài ra chúng ta có thể Downtilt của anten để giảm sự chồng lấn giữa các cell.
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
73
2. Mô phỏng thực tế
Nhìn vào đồ thị trên, ta thấy cường độ tín hiệu yếu RxLev <-91dBm, thấp hơn giá trị cho phép là <-80dBm, chất lượng tín hiệu SQI giảm, mức chất lượng tín hiệu RxQual cao, tỷ lệ lỗi khung (FER) tăng. Như vậy, chất lượng thấp là do mức thu tín hiệu kém. Điều này có thể làm tăng cuộc gọi bị rớt, chất lượng thoại kém, tăng lỗi thiết lập cuộc gọi,… Chúng ta cần kiểm tra và khai báo lại tần số để đảm bảo yêu cầu đề ra.
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
74 Nhìn vào đồ thị này ta thấy, sau khi handover cường độ tín hiệu RxLev >- 80dBm, cao hơn giá trị cho phép, chất lượng tín hiệu SQI tăng cao, mức chất lượng tín hiệu RxQual rất thấp, tỷ lệ lỗi khung (FER) giảm, tỷ lệ C/I giảm. Như vậy, sau khi honover chất lượng tín hiệu đã được cải thiện rất đáng kể.
Kết luận chương III
Qua chương này, chúng ta đã tìm hiểu các phương pháp xử lý nhiễu trạm BTS, tìm hiểu phần mềm TEMS Investigation và để phát hiện và phân tích nhiễu cùng các loại nhiễu ảnh hưởng đến hệ thống thông tin di động GSM và các biện pháp khắc phục nhiễu, phát hiện và phân tích nhiễu trên thực tế. Qua đó, có biện pháp khắc phục phù hợp để có thể nâng cao chất lượng dịch vụ thông tin di động để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của khách hàng.
GVHD: Th.S NGUYỄN HỒNG VỸ SVTH: TRỊNH THỊ TIẾN - LỚP: 09ĐT1
75
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Đồ án đã trình bày những nét cơ bản về mạng thông tin di động GSM, cách cài