Đo kiểm và tối ưu một số tham số vô tuyến

1

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU

MỤC LỤC

Nội dung Trang MỤC LỤC ........................................................................................................ 1

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. 2

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ......................................................................... 2

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .................................................................... 4

LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................. 5

Phần 1 : GIỚI THIỆU VỀ ĐƠN VỊ THỰC TẬP ............................................ 6

1.GIỚI THIỆU CHUNG .............................................................................. 6

2.CƠ CẤU TỔ CHỨC ................................................................................. 6

Phần 2 : ĐO KIỂM VÀ TỐI ƢU MỘT SỐ THAM SỐ VÔ TUYẾN ............. 8

1.TỔNG QUAN HỆ THỐNG GSM ............................................................ 8

1.1 Cấu trúc hệ thống GSM-GPRS .......................................................... 8

1.2 Các băng tần trong GSM .................................................................. 10

1.3 Tái sử dụng tần số ............................................................................ 11

1.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình truyền sóng ............................ 11

2.CÁC LOẠI ANTENNA VÀ CÁC THÔNG SỐ QUAN TRỌNG ......... 14

2.1 Các loại antenna ............................................................................... 14

2.2 Các thông số đặc trƣng của antenna APX18-206516L-CTO .......... 16

3.GIỚI THIỆU CÁC THAM SỐ VÔ TUYẾN CHÍNH VÀ BÀI ĐO ...... 17

3.1 Các tham số đánh giá chất lƣợng mạng ........................................... 17

3.2 Các bài đo đánh gia tham số vô tuyến ............................................. 20

3.3 Tiến hành đo ..................................................................................... 21

KẾT LUẬN .................................................................................................... 27

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................... 28

2


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AGC Auto Gain Control Bộ tự động điều chỉnh độ lợi

AuC Authentication Center Trung tâm nhận thực

BSC Base Station controler Điều khiển trạm gốc

BSS Base Sation system Hệ thống trạm gốc

BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit

BTS Base Tranceive Sation Trạm thu phát gốc

C/A Carrier to Adjacent Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu kênh

lân cận

CSSR Call Setup Success Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành

công

CDR Call Drop Rate Tỷ lệ rớt cuộc gọi

CSR Call Success Rate Tỷ lệ cuộc gọi thành công

C/I Carrier to Interferenca Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu

EIR Equipment Identity Register Bộ nhận thực thiết bị

FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia theo tần số

GMS Global System for Mobile

Telecom

Hệ thống thông tin di động toàn

cầu

HOSR Handover Success Rate Tỷ lệ chuyển giao thành công

HLR Home Location Rigister Bộ định vị thƣờng trú

KPI Key Performance Indicator Các chỉ số đặc tính chính

MSC Mobile Service Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động

MOS Mean Opinion Score Điểm chất lƣợng dịch vụ thoại

NSS Network and Switching

Subsystem

Hệ thống chuyển mạch và mạng

OFDM Orthogonal Frequency

Division Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo tần số

trực giao

OSS Operations support system Hệ thống hỗ trợ vận hành

QoE Quality of experience Chất lƣợng trải nghiệm

QoS Quality of service Chất lƣợng dịch vụ

Rxlev Receive signal level Mức tín hiệu thu

RxQual Receive quality level Mức chất lƣợng thu

UE User Equipment Thiết bị sử dụng

SDCCH Standalone Dedicated Control

Channel

Kênh điều khiển dành riêng độc

lập

VLR Visitor Location Register Bộ định vị tạm trú

3


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1. 1 Cấu trúc hệ thống GSM-GPRS ........................................................ 8

Hình 1. 2 Các giao diện giữa các thành phần trong mạng GSM-GPRS .......... 9

Hình 1. 3 Băng tần GSM 900 ......................................................................... 10

Hình 1. 4 Băng tần DCS1800......................................................................... 11

Hình 1. 5 7site x 1cells reuse và 4 site x 3cells reuse .................................... 11

Hình 1. 6 Nhiễu đồng kênh ............................................................................ 12

Hình 1. 7 Nhiễu kênh lân cận ......................................................................... 13

Hình 2. 1 Omni Directional Antenna ............................................................. 15

Hình 2. 2 Semi-directional antenna beamwidth ............................................. 15

Hình 2. 3 Độ rộng búp sóng của antenna APX18-206516L-CTO ................. 17

Hình 3. 1 Các màu tƣơng ứng với mức thu của MS ...................................... 19

Hình 3. 2 Khu vực sóng yếu 01 ..................................................................... 22

Hình 3. 3 Phần mềm tính toán downtilt -Kathrein scaladivision ................... 23



Hình 3. 6 Phân bố tỷ số tín hiệu trên nhiễu C/I tại TP. Hải Phòng ................ 26

4


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2. 1 Electrical Spectifications ............................................................... 16

Bảng 3. 1 Bảng giá trị RxQual tƣơng ứng với BER ...................................... 20

Bảng 3. 2 Thông số KPI ................................................................................. 24

Bảng 3. 3 Thống kê phân bố mức tín hiệu thu ............................................... 25

Bảng 3. 4 Thốngchất lƣợng tín hiệu thu ........................................................ 26

5


LỜI MỞ ĐẦU

Đƣợc sự giới thiệu của Trƣờng Đại Học Điện Lực và sự đồng ý của Công ty

Cổ Phần Viễn Thông Di Động Toàn Cầu Gtel Mobile, em đã đƣợc thực tập tại

phòng kỹ thuật thuộc Công ty Cổ Phần Viễn Thông Di Động Toàn Cầu nhằm mục

đích tìm hiểu,nắm bắt cũng nhƣ vận dụng một cách tổng hợp những kiến thức đã

học trong nhà trƣờng vào thực tiễn tại đơn vị.

Trong thời gian thực tập,đƣợc sự giúp đỡ nhiệt tình của các cô chú lãnh

đạo,các anh chị đang công tác tại Công ty Cổ Phần Viễn Thông Di Động Toàn

Cầu,em đã đƣợc tiếp xúc,học hỏi rất nhiều về những kiến thức thực tế. Đó là những

kiến thức về cách thức vận hành hoạt động,phƣơng thức kết nối giữa các thiết bị,sửa

lỗi khắc phục sự cố viễn thông…mà trƣớc đây đã đƣợc các thầy cô giáo giảng dạy ở

trƣờng.Thực tập tại công ty đã giúp em củng cố bổ sung thêm phần kiến thức lí

thuyết đã học.

Trong suốt thời gian thực tập,em đã cố gắng hoàn thành tốt các nội dung mà

khoa đã đề ra trong đề cƣơng thực tập. Báo cáo thực tập này là tổng hợp những

kiến thức mà em đã đƣợc học và kinh nghiệm thực tiễn khi thực tập tại công ty.

Bài báo cáo thực tập của em với đề tài: “Đo kiểm và tối ưu một số tham số

vô tuyến” bao gồm 2 phần chính.

Phần 1 : GIỚI THIỆU VỀ ĐƠN VỊ THỰC TẬP

Phần 2 : ĐO KIỂM VÀ TỐI ƢU MỘT SỐ THAM SỐ VÔ TUYẾN

1. Tổng quan hệ thống GSM.

2. Các loại anten và các thông số quan trọng

3. Giới thiệu các tham số vô tuyến chính và các bài đo

Do kiến thức và kinh nghiệm bản thân còn nhiều hạn chế nên báo cáo không

thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp của các thầy cô

và bạn đọc.Em xin chân thành cảm ơn!

6


Phần 1 : GIỚI THIỆU VỀ ĐƠN VỊ THỰC TẬP

1.GIỚI THIỆU CHUNG

Công ty Cổ phần Viễn Thông Di Động Toàn Cầu (Gtel Mobile JSC) đƣợc

thành lập ngày 8/7/2008, dƣới hình thức một công ty liên doanh giữa hai cổ đông -

Tổng Công ty viễn thông Toàn cầu (GTel Corp) và Tập đoàn VimpelCom (Liên

bang Nga). Tháng 4/2012, GTel Mobile JSC chính thức trở thành doanh nghiệp

viễn thông 100% vốn trong nƣớc, bƣớc sang một giai đoạn mới phát triển trên thị

trƣờng viễn thông Việt Nam. Đồng hành với thƣơng hiệu mới Gmobile là khẩu hiệu

“Nghĩ mới – Làm mới”.GTel Mobile JSC là nhà cung cấp và khai thác các dịch vụ

viễn thông di động trên nền tảng công nghệ GSM/EDGE băng tần 1800MHz. Để

triển khai hệ thống mạng viễn thông di động của mình, GTEL Mobile JSC đã và

đang hợp tác với rất nhiều tập đoàn viễn thông hàng đầu thế giới nhƣ Alcatel

Lucent, Ericsson, Huawei, Comverse, IBM, ..qua đó xây dựng đƣợc các hệ thống

thiết bị mạng của Công ty thuộc hàng tiên tiến nhất trên thế giới.

Cho đến 08/2012, Gtel Mobile JSC khai thác và sử dụng thƣơng hiệu

𝐁𝐞𝐞𝐥𝐢𝐧𝐞𝑽𝑵 tại thị trƣờng viễn thông Việt Nam. Tháng 09/2012, Gtel Mobile JSC

công bố và chính thức tái cung cấp dịch vụ dƣới thƣơng hiệu mới Gmobile thay thế

cho thƣơng hiệu Beeline𝑉𝑁.Sau khi chuyển đổi đầu số của mạng vẫn giữ nguyên

nhƣ cũ là 099 và 0199, riêng đầu số 099 đƣợc xem là đầu số vàng của lãnh vực

Viễn thông.

2.CƠ CẤU TỔ CHỨC

Về cơ cấu tổ chức Công ty cổ phần di động toàn cầu (Gtel-mobile JSC) bao

gồm 8 phòng ban:

- Phòng chiến lƣợc kinh doanh

- Phòng kế hoạch và đầu tƣ

- Văn phòng công ty

- Ban nhân sự

- Ban tài chính kế toán

- Ban thƣơng mại

- Ban công nghệ thông tin

7


- Ban kỹ thuật

Trong đó nhiệm vụ chính của Ban kỹ thuật là :

Quản lý công việc quy hoạch, thiết kế tối ƣu cho mạng luới bao gồm mạng

vô tuyến (BSS), mạng truyền dẫn (TRANSMISSION), mạng lõi (CORE

NETWORK), hệ thống backbone IP/MPLS. '

Phụ trách công tác báo cáo, phân tích, đánh giá chất lƣợng mạng lƣới nhằm

đƣa ra phƣơng án đầu tƣ phát triển và tối ƣu các phần tử mạng lƣới một cách kịp

thời và hiệu quả.

Triển khai mạng lƣới trong quá trình phát triển mạng lƣới, đảm bảo hiệu quả

đầu tƣ ca, thời gian triển khai ngắn.

Vận hành khai thác và đảm bảo các hoạt động tối ƣu mạng luới đuợc thực

hiện mang lại hiệu quả.

Quản lý công tác giám sát, vận hành và ứng cứu nhà trạm, hệ thống truyền

dẫn, mạng Vô tuyến, mạng lõi, hệ thống nguồn ...

Quản lý giám sát các hoạt động can thiệp mạng lƣới đảm bảo vấn đề an ninh,

an toàn.

Quản lý đối tác, nhà thầu, nhân viên trong việc thực hiện công tác bảo dƣỡng

định kỳ, ứng cứu khẩn cấp và xử lý sự cố, đảm bảo tối ƣu chi phí an toàn mạng

lƣới.

8


Phần 2 : ĐO KIỂM VÀ TỐI ƯU MỘT SỐ THAM SỐ VÔ TUYẾN

1.TỔNG QUAN HỆ THỐNG GSM

Hệ thống GSM là hệ thống di động tế bào đƣợc phân chia theo thời gian và

tần số , mỗi kênh vật lý đƣợc đặc trƣng bởi tần số sóng mang và số khe thời gian.Hệ

thống di động tế bào đƣợc thiết kế để hoạt động với nhóm các sóng vô tuyến năng

lƣợng thấp trải rộng trên các khu vực dịch vụ địa lý. Mỗi nhóm sóng vô tuyến này

phục vụ các MS hiện nay nằm gần chúng. Vùng đƣợc phục vụ bởi mỗi nhóm các

sóng vô tuyến đƣợc gọi là một CELL.

Các tín hiệu uplink và downlink cho một ngƣời dùng đƣợc gán các tần số

khác nhau,kiểu kĩ thuật này đƣợc gọi là song công phân chia theo tần số FDD.

Dữ liệu cho ngƣời dùng khác nhau đƣợc chuyển tải trong khoảng thời gian

gọi là khe thời gian, một số khe tạo thành một khung. Đây là loại kỹ thuật đƣợc gọi

là đa truy nhập theo thời gian TDMA.

1.1 Cấu trúc hệ thống GSM-GPRS

Thành phần mạng GSM-GPRS đƣợc mô tả nhƣ hình vẽ sau :

Hình 1. 1 Cấu trúc hệ thống GSM-GPRS

Giao diện liên kết giữa các thành phần:

9


Hình 1. 2 Các giao diện giữa các thành phần trong mạng GSM-GPRS

Hệ GSM bao gồm 3 hệ thống con:

- Hệ thống các trạm gốc (BSS),

- Hệ thống chuyển mạch và mạng (NSS)

- Hệ thống hỗ trợ vận hành (OSS).

BSS đƣợc hiểu nhƣ hệ thống vô tuyến: cung cấp và quản lý đƣờng truyền vô

tuyến giữa máy di động(MS) và tổng đài di động (MSC).BSS gồm nhiều BSC, mỗi

BSC có thể điều khiển vài trăm BTS.

NSS xử lý việc chuyển cuộc gọi giữa mạng bên ngoài và mạng vô tuyến,

cũng nhƣ cung cấp việc truy cập đến 1 số cơ sở dữ liệu bên ngoài.MSC là đơn vị

trung tâm của NSS, ngoài ra có 3 cơ sở dữ liệu khác nhau gọi là:

- Bộ ghi vị trí gốc(HLR-Home Location Register): chứa đựng thông tin ban

đầu của khách hàng, nơi ở(thuộc sự quản lý của MSC), số IMSI.

- Bộ ghi vị trí trạm trú(VLR-Visitor Location Register): chứa đựng tạm thời

thông tin khách hàng khi họ chuyển vùng sang nơi quản lý của MSC khác.

- Trung tâm nhận thực (AUC-Authentication Center): là cơ sở dữ liệu đƣợc

bảo vệ nghiêm ngặt. Xử lý mật mã và nhận thực khách hàng khi đối chiếu

với cơ sở dữ liệu gốc.

OSS gồm 1 hay 1 số OMC (trung tâm bảo trì hoạt động) dùng để theo dõi và

bảo trì hoạt động của MS, BS, BSC và MSC trong hệ thống.

Các giao diện của BSS:

10


Mặc dù GSM là một chuẩn chung tuy nhiên thực tế thì chức năng của các

trạm BTS sẽ khác nhau tuỳ theo từng nhà cung cấp thiết bị.

- Giao diện Um: Đây là giao diện giữa MS và BTS (air interface). Giao diện

này sử dụng giao thức LAPDm cho báo hiệu, có chức năng dẫn đƣờng cuộc

gọi, đo lƣờng báo cáo, chuyển giao (handover), xác thực, cấp phép, cập nhật

khu vực... Lƣu lƣợng (thoại) và báo hiệu đƣợc truyền trong từng bursts 0.577

ms tại mỗi khoảng 4.615 ms, tạo thành từng khối dữ liệu 20 ms.

- Giao diện Abis: Đây là giao diện giữa BTS và BSC, thƣờng đƣợc truyền trên

đƣờng DS-1, ES-1 hay E1 của mạch vòng TDM. Sử dụng kênh con

(subchannel)TDM cho lƣu lƣợng (TCH), giao thức LAPD cho giám sát BTS

và báo hiệu vô tuyến, và truyền tín hiệu đồng bộ từ BSC tới BTS và MS.

- Giao diện A: Giao diện giữa BSC và MSC. Nó đƣợc sử dụng cho các kênh

lƣu lƣợng mang và phần BSSAP của chồng giao thức SS7 (SS7 stack). Mặc

dù việc chuyển mã diễn ra thƣờng xuyên giữa BSC và MSC, nhƣng không

làm ảnh hƣởng đến thông tin SS7,chỉ thoại hoặc dữ liệu CS đƣợc chuyển mã

với tỉ lệ tƣơng thích.

- Giao diện Ater: Giao diện giữa BSC và đơn vị chuyển mã. Tên giao diện gắn

liền với nhà cung cấp (ví dụ: Giao diện Ater của Nokia - Ater by Nokia).

Giao diện này làm nhiệm vụ truyền tải, mà không làm thay đổi, thông tin

giao diện A từ BSC tới đơn vị chuyển mã (TRAU lµ mét bé phËn cña BTS,

nhng còng cã thÓ ®Æt c¸ch xa BTS vµ thËm chÝ trong nhiÒu trêng hîp ®îc

®Æt gi÷a BSC vµ MSC).

- Giao diện Gb: Giao diện kết nối BSS tới SGSN trong mạng lõi của GPRS.

1.2 Các băng tần trong GSM

Hệ thống GSM có 2 băng tần làm việc chính: P-GSM làm việc ở băng tần

900 MHz và DCS 1800 làm việc ở tần số 1800 MHz.

- P-GSM làm việc trong khoảng tần số 890 - 960 MHz đƣợc phân bố nhƣ sau:

Hình 1. 3 Băng tần GSM 900

Với độ rộng băng tần là 25 MHz cho cả đƣờng lên và đƣờng xuống.Trong P-

GSM chia làm 124 kênh tần số, mỗi kênh có 2 tần số : 1 cho hƣớng lên và 1 cho

hƣớng xuống, khoảng cách giữa 2 tần số hƣớng lên và hƣớng xuống trong cùng 1

kênk là 45 Mhz, độ rộng băng mỗi kênh là 200 KHz.

- DCS1800 làm việc trong khoảng tần số 1710 - 1880 MHz, phân bố nhƣ sau:

11


Hình 1. 4 Băng tần DCS1800

Với độ rộng băng tần là 75MHz cho cả đƣờng lên và đƣờng xuốngTrong

DCS1800 chia làm 374 kênh tần số, mỗi kênh có 2 tần số : 1 cho hƣớng lên và 1

cho hƣớng xuống, khoảng cách giữa 2 tần số hƣớng lên và hƣớng xuống trong cùng

1 kênk là 95 Mhz, độ rộng băng mỗi kênh là 200 KHz.

1.3 Tái sử dụng tần số

Tài nguyên tần số của hệ thống di động là hữu hạn.Các thuê bao khác nhau

có thể sử dụng cùng 1 tần số ở các địa điểm khác nhau.Chất lƣợng truyền thông khi

tái sử dụng tần số phải đƣợc đảm bảo.

Hình 1. 5 7site x 1cells reuse và 4 site x 3cells reuse

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình truyền sóng

Tổn hao đường truyền sóng vô tuyến.

Hệ thống GSM đƣợc thiết kế với mục đích là một mạng tổ ong dày đặc và

bao trùm một vùng phủ sóng rộng lớn. Kích thƣớc cực đại của một Cell thông

thƣờng có thể đạt tới bán kính R=35 Km. Dải tần số đƣợc sử dụng lại hữu hạn và có

thể bị ảnh hƣởng bởi các loại sóng vô tuyến khác ,vì vậy tổn hao đƣờng truyền và

nhiễu là không thể tránh khỏi.

Fading trong thông tin vô tuyến.

12


Fading là hiện tƣợng sai lạc tín hiệu thu môt cách bất thƣờng xảy ra đối với

các hệ thống vô tuyến do tác đông của môi trƣờng truyền dẫn.

Một số loại nhiễu trong thông tin di động GSM.

- Nhiễu đồng kênh C/I.

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 đƣợc cả hai tín hiệu với

cƣờng độ phụ thuộc vào vị trí của máy thu so với hai máy phát.

Hình 1. 6 Nhiễu đồng kênh

Tỷ số sóng mang trên nhiễu đƣợc định nghĩa là cƣờng độ tín hiệu mong

muốn trên cƣờng độ nhiễu.

C/I = 10log(Pc/Pi)

Trong đó:

Pc là công suất tín hiệu thu mong muốn.

Pi là công suất nhiễu thu đƣợc.

Do việc sử dụng lại tần số, nên nhiễu đồng kênh là vấn đề cần đƣợc quan tâm

trong kĩ thuật tái sử dụng tần số.Kí hiệu C/I là tỉ số cƣờng độ tín hiệu sóng mang ở ô

tế bào hiện tại trên cƣờng độ tín hiệu nhiễu đồng kênh do các ô tế bào khác gây ra.

13


Tỉ số C/I phụ thuộc vào nhiều nhân tố: vị trí của MS, phân bố các cell đồng

kênh, chiều cao, vị trí và kiểu anten của trạm BTS ở các cell đồng kênh.

Trong hệ thống mạng GSM, C/I phải lớn hơn 9dB.

- Nhiễu kênh lân cận C/A.

Nhiễu kênh lân cận xảy ra khi sóng vô tuyến đƣợc điều chỉnh và thu riêng

kênh C song lại chịu nhiễu từ kênh lân cận C-1 hoặc kênh C+1. Mặc dù thực tế sóng

vô tuyến không đƣợc chỉnh để thu kênh lân cận đó, nhƣng nó vẫn gây nhiễu tới

kênh mà máy thu đang điều chỉnh.

Hình 1. 7 Nhiễu kênh lân cận

Tỷ số sóng mang trên kênh lân cận đƣợc định nghĩa là cƣờng độ của sóng

mang mong muốn trên cƣờng độ của sóng mang kênh lân cận.

C/A = 10log(Pc/Pa)

Trong đó:

Pc là công suất thu tín hiệu mong muốn.

Pa là công suất thu tín hiệu của kênh lân cận.

14


Mỗi cell có thể đƣợc cấp phát một số kênh. Nhƣng do hạn chế của phần

cứng, mặc dù các kênh này có tần số khác nhau (200kHz trong mạng GSM), nhƣng

nhiễu kênh lân cận cũng là một vấn đề đáng bàn.

Trong hệ thống mạng GSM, C/A phải lớn hơn -9dB

2.CÁC LOẠI ANTENNA VÀ CÁC THÔNG SỐ QUAN TRỌNG

Antenna là thành phần không thể thiếu trong hệ thống mạng di động ,là một

linh kiện điện tử có thể bức xạ hoặc thu nhận sóng điện từ. Có nhiều loại ăngten:

ăngten lƣỡng cực, ăngten mảng... Trong một hệ thống thông tin vô tuyến, ăng-ten có

hai chức năng cơ bản. Chức năng chính là để bức xạ các tín hiệu RF từ máy phát

dƣới dạng sóng vô tuyến hoặc để chuyển đổi sóng vô tuyến thành tín hiệu RF để xử

lý ở máy thu. .

Các đặc trƣng của một ăng-ten là nền tảng để hiểu ăng-ten đƣợc sử dụng nhƣ

thế nào trong hệ thống thông tin vô tuyến. Các đặc trƣng có liên hệ với nhau bao

gồm tăng ích, tính định hƣớng, mẫu bức xạ (ăng-ten), và phân cực. Các đặc trƣng

khác nhƣ búp sóng, độ dài hiệu dụng, góc mở hiệu dụng đƣợc suy ra từ bốn đặc

trƣng cơ bản trên.Các thông số này rất quan trọng và cần đƣợc nắm rõ khi thiết kế

và vận hành mạng viễn thông di động

2.1 Các loại antenna

Có 3 loại anten chính:

Đẳng hƣớng – vô hƣớng (Omni-directional).

Định hƣớng – có hƣớng (Semi-directional).

Định hƣớng – cao (Highly-directional).

- Anten đẳng hƣớng:

Truyền tín hiệu RF theo tất cả các hƣớng theo trục ngang (song song mặt

đất) nhƣng bị giới hạn ở trục dọc (vuông góc với mặt đất).Anten đẳng hƣớng có độ

lợi (gain) trong khoảng 6dB, thƣờng đƣợc dùng trong các tòa nhà cao tầng.Anten

đẳng hƣớng cung cấp vùng phủ sóng rộng nhất.

15


Hình 2. 1 Omni Directional Antenna

- Anten định hƣớng (Semi-directional):

Có hƣớng phát sóng rất hẹp, thiết bị thu sóng cần nằm chính xác trong phạm

vi phát sóng hẹp này của anten định hƣớng mới có thể thu đƣợc sóng phát từ

anten.Anten định hƣớng có độ lợi lớn hơn anten đẳng hƣớng, từ 12dBi hoặc cao

hơn.Anten định hƣớng có nhiều kiểu dáng và kích thƣớc khác nhau, điển hình có

các loại anten: Yagi, Patch, Backfire, Dish...

Các loại anten định hƣớng này rất lý tƣởng cho khoảng cách xa, kết nối

không dây điểm-điểm.

Hình 2. 2 Semi-directional antenna beamwidth

- Anten định hƣớng cao:

16


Là anten để truyền tải với một chùm tia rất hẹp. Những loại ăng-ten này

thƣờng giống nhƣ các đĩa vệ tinh. Chúng thƣờng đƣợc gọi là anten parabol hoặc

anten lƣới.

Chúng chủ yếu sử dụng cho kết nối point to point hoặc point to multipoint.

2.2 Các thông số đặc trưng của antenna APX18-206516L-CTO

Đây là loại anten định hƣớng đang đƣợc G-moblie sử dụng cho trạm BTS

của mình,để hoạt động trên băng tần GSM 1800 MHz.Trong đó có các thông số

quan trọng hay đƣợc sử dụng để tính toán điều chỉnh antenna cho phù hợp khi thiết

kế và tối ƣu mạng lƣới là chiều cao anten, dải tần số hoạt động,độ rộng búp sóng,độ

lợi anten, và Electrical Downtilt Range.

Bảng 2. 1 Electrical Spectifications

Frequency Range, MHz 1710-1900 1900-2170

Horizontal Beamwidth, deg 69 64

Vertical Beamwidth, deg 6.9 6

Electrical Downtilt Range, deg 0

Gain, dBi (dBd) 17.6 (15.5) 18.6 (16.5)

1st Upper Sidelobe

Suppression, dB

>20

Front-To-Back Ratio, dB >29 30

Polarization Dual pol +/-45°

VSWR < 1.4:1

Isolation between Ports, dB >30 (typ 35)

3rd Order IMP @ 2 x 43 dBm,

dBc

>150,N/A

7th Order IMP @ 2 x 46 dBm,

dBc

N/A,>170

Impedance, Ohms 50

Maximum Power Input, W 300

Lightning Protection Direct Ground

Connector Type/Location (2) 7-16 Long Neck

Female/Bottom

s

17


Hình 2. 3 Độ rộng búp sóng của antenna APX18-206516L-CTO

3.GIỚI THIỆU CÁC THAM SỐ VÔ TUYẾN CHÍNH VÀ BÀI ĐO

3.1 Các tham số đánh giá chất lượng mạng

Trong lĩnh vực viễn thông,một lĩnh vực cần đƣợc đầu tƣ lớn vào kỹ thuật và

công nghệ thì chất lƣợng luôn luôn là yếu tố quyết định sống còn.Thông thƣờng

chất lƣợng dịch vụ trong mạng thông tin di động đƣợc đánh giá thông qua các bộ

tham số nhƣ tỉ lệ rớt cuộc gọi, thực hiện cuộc gọi thành công,tốc độ truyền tải dữ

liệu … Việc đo kiểm và quản lí chất lƣợng nhƣ vậy là quản lý theo QoS.Qos trong

mạng viễn thông đƣợc đƣợc quy định cụ thể rõ ràng thông qua các tham số kỹ thuật

rõ ràng.Ngoài ra theo xu hƣớng chung để thu hút ngƣời sử dụng và mở rộng mạng

lƣới phục vụ các nhà mạng phải quan tâm đến sự hài lòng của khách hàng đó là chỉ

số QoE ,QoE là sự cảm nhận của ngƣời sử dụng về dịch vụ đó.Vì sự cảm nhận và kì

vọng của khách hàng không giống nhau nên các giá trị thông số QoE là sẽ khác

nhau đối với từng ngƣời sử dụng.

Trƣớc khi và sau khi đƣa các trạm BTS vào sử dụng ,nhà mạng cần kiểm tra

cho các trạm để đảm bảo các trạm đƣợc lắp đặt và hoạt động đáp ứng đƣợc các tiêu

18


chuẩn thiết kế nhƣ bán kính vùng phủ,tần số công suất phát..Đo đạc kiểm tra và đƣa

ra đánh giá các tham số vô tuyến này là công việc DRIVE TEST.

3.1.1 Các KPI vô tuyến chính

KPI (Key Performance Indicator – Các chỉ số đặc tính chính) là các tham số

về đặc tính của mạng. Ngƣời làm công tác tối ƣu phải quan tâm đến những tham số

này để phân tích trạng thái của mạng. Từ đó, nhận diện lỗi và đƣa ra giải pháp cải

thiện. Những tham số KPI chính đƣợc giới thiệu sau đây:

- Tỷ lệ rớt cuộc gọi ( Call Drop Rate – CDR )

Tỷ lệ rớt cuộc gọi là tỷ lệ các cuộc gọi bị rớt (do hệ thống BSS, vô tuyến hay

do chuyển giao) trên tổng số cuộc gọi kết thúc thành công.

Đây là KPI quan trọng nhất, đƣợc sử dụng với tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành

công để so sánh với các mạng di động mặt đất khác. KPI này ảnh hƣởng đến khách

hành chính là cảm nhận cuộc gọi bị rớt.

Tỷ lệ rớt cuộc gọi đƣợc khuyến nghị ≤ 4%, tuy nhiên trong khu vực mật độ

trạm cao, tỷ lệ CDR nên thấp hơn 2 %, thậm chí nhỏ hơn 1% hay thấp hơn trong

trƣờng hợp có sử dụng nhảy tần chậm.

- Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công (Call Setup Success Rate – CSSR).

CSSR là tỷ lệ các cuộc gọi đƣợc thực hiện cho đến khi ấn định TCH thành

công mà không bị ngắt do rớt SDCCH hay do ấn định thất bại.

CSSR = Tổng số lần thực hiện (nhận) thành công cuộc gọi / Tổng số lần thực

hiện (nhận) cuộc gọi.

Đây là KPI quan trọng thứ hai sau CDR, nó đƣợc dùng để so sánh với các

mạng di động mặt đất khác. KPI này thể hiện đến khác hàng là cuộc gọi không đƣợc

thiết lập ở lần gọi đầu tiên.

Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công theo khuyến nghị > 95%, tuy nhiên trong

khu vực mật độ trạm cao, tỉ lệ này nên lớn hơn 98%. Tỷ lệ nghẽn kênh SDCCH

cũng nên đƣợc quan tâm để có cái nhìn toàn diện về thiết lập cuộc gọi.

- Tỷ lệ cuộc gọi thành công ( Call Success Rate ).

Tỷ lệ cuộc gọi thành công đƣợc định nghĩa là tỷ lệ các cuộc gọi đƣợc thực

hiện cho đến khi giải phóng mà không bị ngắt do rớt kênh SDCCH, hay do ấn định

thất bại hay cuộc gọi bị rớt.

19


Tỷ lệ cuộc gọi thành công khuyến nghị >92%. Tuy nhiên trong khu vực mật

độ trạm cao, tỷ lệ cuộc gọi thành công nên lớn hơn 97%.

- Tỉ lệ chuyển giao thành công (Handover Success Rate - HOSR).

Tỷ lệ chuyển giao thành công đƣợc định nghĩa nhƣ là tỷ lệ giữa số lần

handover thành công và tổng số lần đƣợc yêu cầu handover. KPI này thể hiện tỷ lệ

chuyển giao SDCCH và TCH thành công từ một cell đến các cell lân cận của nó

(cùng BSS hoặc khác BSS).

Dựa vào KPI này để đánh giá việc định nghĩa neighbour cell là đủ hay chƣa,

và còn có thể đánh giá chất lƣợng của các cell lân cận nó. Nếu tỷ lệ chuyển giao

thành công tốt sẽ dẫn đến tỷ lệ rớt kênh TCH tốt và một chất lƣợng thoại tốt. Hơn

nữa, dựa vào KPI này, ta có thể đánh giá cả vùng phủ sóng của cell mà từ đó có thể

đƣa ra những điều chỉnh thích hợp.

Tỷ lệ chuyển giao ra thành công khuyến nghị >90%.

3.1.2 Các tham số vô tuyến khác

- Rxlev( Receive signal level )

Rxlev là cƣờng độ tín hiệu thu đƣợc tính theo dBm. Trong các hệ thống

thông tin di động, Rxlev là mức công suất tín hiệu thu đƣợc tại UE (User

Equipment) (hƣớng xuống) hoặc BTS (hƣớng lên).

Rxlev là một tham số có thể đƣợc dùng để đánh giá vùng phủ của một trạm

gốc cũng nhƣ đánh giá khả năng kết nối giữa(UE) và trạm gốc. Rxlev càng lớn thì

mức thu càng tốt.

Hình 3. 1 Các màu tương ứng với mức thu của MS

- RxQual( Receive quality level )

20


RxQual là mức chất lƣợng tín hiệu thu đƣợc của MS. RxQual có giá trị từ 0

đến 7 trong đó 0 là tốt nhất và 7 là kém nhất.

Mỗi giá trị RxQual tƣơng ứng với các tỷ lệ lỗi bit theo bảng sau:

Bảng 3. 1 Bảng giá trị RxQual tương ứng với BER

RxQual Bit Error Rate (BER)

0 BER < 0.2%

1 0.2% < BER < 0.4%

2 0.4% < BER < 0.8%

3 0.8% < BER < 1.6%

4 1.6% < BER < 3.2%

5 3.2%< BER < 6.4%

6 6.4%< BER < 12.8%

7 12.8% < BER

- Tỷ số C/I( Carrier over interference ratio)

Tỷ số EC/I0 đƣợc đo tại máy thu để xác định mức độ “sạch” của một tín hiệu.

Đây là tham số quan trọng đƣợc sử dụng trong việc quyết định chuyển giao để nâng

cao chất lƣợng đƣờng truyền. Nếu mức EC/I0 quá thấp thì không thể thực hiện đƣợc

kết nối hoặc là bị rớt cuộc gọi ngay cả khi mức tín hiệu thu đƣợc là tốt.

3.2 Các bài đo đánh gia tham số vô tuyến

Tùy vào mục đích đo khác nhau mà chúng ta có các chế độ khác nhau

- Đo vùng phủ

Để đo đƣợc vùng phủ chính xác của các cell thì cần thực hiện đo trong chế

độ Idle mode (MS rỗi )

- Đo chế độ thoại

Phải thiết lập độ dài cuộc gọi và khoảng thời gian giữa 2 lần thiết lập cuộc

gọi liên tiếp.Khoảng thời gian này phụ thuộc vào tình hình thực tế,địa hình,tuy

nhiêu phải đảm bảo số cuộc gọi đủ lớn.Bài đo này sử dụng chế độ Dedicated Mode

để đo chi tiết về chất lƣợng cuộc gọi nhƣ Rxlev,C/I,Handover..Phụ thuộc vào mục

đích đo kiểm để đƣa ra thời gian đo cho mỗi trƣờng hợp cụ thể ví dụ đo khả năng

thiết lập cuộc gọi thì mục đích là kiểm tra khả năng thiết lập cuộc gọi của cell đó

nên số cuộc gọi phải lớn và thời gian gọi không quá dài,đo kiểm tra khả năng

Handover giữa các cell thì phải thực hiện đo hai chiều và thời gian cuộc gọi phải dài

để tránh trƣờng hợp cuộc gọi kết thúc trƣớc khi kịp chuyển giao sang cell khác..

21


3.3 Tiến hành đo

3.3.1 Chuẩn bị trước khi đo

Kỹ sƣ thực hiện đo kiểm chất lƣợng mạng phải có khả năng theo dõi các

thông số chất lƣợng mạng và đƣa ra giải pháp kịp thời cho các lỗi phát sinh trong

quá trình đo. Theo đó, các thông số cần theo dõi trong suốt quá trình đo sóng là tỷ lệ

rớt hoặc khóa cuộc gọi, vùng phủ sóng thực tế, chất lƣợng thoại, tỷ lệ chuyển giao

thành công giữa cell, hƣớng phủ sóng của anten RF, tỷ lệ cuộc gọi kết nối thành

công, các thông số đo nhiễu….

Trƣớc khi thực hiện việc đo sóng, cần phải chuẩn bị đầy đủ các yêu cầu sau:

Tạo file dữ liệu trạm cho phần mềm đo (Tems Investigation 11.0.1). File này

sẽ thể hiện chính xác các thông số về trạm BTS trên phần mềm đo.

Tạo bản đồ khu vực cần đo.

Tạo lộ tuyến đo.

Nghiên cứu kỹ các khu vực, vị trí, các con đƣờng quan trọng xung quanh khu

vực cần đo.

Kiểm tra thiết bị và thiết lập các thông số đo:

- 01 Laptop.

- 01 Accu 12V DC.

- 01 thiết bị đổi nguồn DC – AC.

- 01 thiết bị định vị vệ tinh GPS.

- Xác lập chính xác thông số của GPS phù hợp với bản đồ khu vực đo.

- 01 máy điện thoại: kết nối với máy tính thông qua cáp nối (máy Terms W955

Sony Ericsson )

- 01 Sim card .

Trƣớc khi bắt đầu đo, cần chắc chắn rằng tất cả các thiết bị đều đƣợc kết nối

và nhận dạng trên phần mềm đo.

Điện thoại đo luôn luôn ở chế độ sóng GSM/3G

Điện thoại đƣợc đặt tại vị trí cố định, an toàn ,đảm bảo cáp không bị rơi ra

trong quá trình đo.

Thiết bị GPS luôn đặt tại vị trí cố định trên nóc xe hoặc vị trí dễ dàng bắt

sóng vệ tinh.

Các câu lệnh thiết lập trong quá trình đo phải đƣợc thiết lập cụ thể, đúng đắn.

22


Nếu thực hiện bài đo để lấy mẫu chất lƣợng thoại nên phải đảm bảo SIM

card đủ tiền để thực hiện mẫu đo và thiết lập các thông số thời gian gọi của MS1 tới

MS2 cho phù hợp với bài đo

Chú ý:

Nếu một trong các thiết bị ( máy tính hoặc GPS ) không có nguồn vào, kiểm

tra lại các cáp nối vì có khả năng bị lỗi kết nối.

Đánh dấu, ghi chú các sự kiện, vị trí đặc biệt (có thêm công trình xây dựng là

vật cản sóng..), chú thích rõ ràng trong file lƣu kết quả đo.

Cẩn thận khi sử dụng thiết bị đo trong quá trình đo đạc, tránh việc hƣ hỏng

hoặc làm mất thiết bị.

Chắc chắn rằng dữ liệu đo đã đƣợc lƣu trữ cẩn thận, an toàn.

3.3.2 Thực hiện bài đo

Đo vùng phủ

Lộ trình :

Các tuyến phố thuộc huyện Đan phƣợng khu vực ngoại thành Hà Nội

Kết quả đo:

- Khu vực sóng yếu 01:

Hình 3. 2 Khu vực sóng yếu 01

23


Vùng sóng yếu nằm trong khu vực phủ sóng chính của cell HN46583, cách

trạm HN4658 là 1,5km. Thông số cell HN46583 là tilt 2 độ, azimuth 325 độ, chiều

cao anten 36m.

Hình 3. 3 Phần mềm tính toán downtilt -Kathrein scaladivision

Đề xuất: Down tilt cell HN46583 từ 2 độ ---> 4 độ.

- Khu vực sóng yếu 02:


24


Vùng sóng yếu nằm trong khu vực phủ sóng chính của cell HT19751, cách

trạm HT1975 là 2km. Thông số cell HT19751 là tilt 2 độ, azimuth 80 độ, chiều cao

anten 44m.

Đề xuất: Down tilt cell HT19751 từ 2 độ ---> 4 độ.

- Khu vực sóng yếu 03


Vùng sóng yếu nằm trong khu vực phủ sóng chính của cell HT19241 và

HT49512, cách trạm HT1924 là 1,6km và HT4951 là 1,5km. Thông số cell

HT19241 là tilt 2 độ, azimuth 50 độ, chiều cao anten 41m và HT49512 là tilt 4 độ,

azimuth 120 độ, chiều cao anten 45m.

Đề xuất: Down tilt cell HT19241 từ 2 độ ---> 4 độ.Điều chỉnh azimuth

HT49512 từ 120 độ ---> 150 độ.

Đo chất lƣợng thoại:

Lộ trình:

Các tuyến đƣờng chính tại TP.Hải Phòng

Kết quả đo:

- Thông số chỉ tiêu kỹ thuật KPI

Bảng 3. 2 Thông số KPI

25


No Items Index

1 Call Attempts (Nb) 1815

2 Call Completed (Nb) 1802

3 Call Dropped (Nb) 0

4 Handover Successful (Nb) 1115

5 Handover Failure (Nb) 7

6 CSSR (%) 99.28%

7 CDR (%) 0.00%

8 HOSR (%) 99.38%

9

Good RxLev Sub (%) (>= -75

dBm) 90.30%

10 Good RxQual Sub (%) (< 4) 98.30%

11 Good C/I (%) (>= 12) 98.80%

12 Good MOS (%) (>= 3) 95.00%

13 MOS Average 3.68

Theo bảng kết quả trên, với lộ, tuyến đo các cung đƣờng chính, khu vực dân

cƣ, các đƣờng quốc lộ, tỉnh lộ quan trọng tại TP. Hải Phòng:

Mức tín hiệu thu RxLev Sub tốt chiếm 90.30%.

Chất lƣợng tín hiệu thu RxQual Sub tốt chiếm 98.30% .

Tỷ số tín hiệu trên nhiễu C/I tốt chiếm 98.80%.

Cho thấy sự quy hoạch tần số và quy hoạch vị trí trạm đạt yêu cầu. Với chất

lƣợng thoại MOS đạt trung bình là 3.68 vƣợt quy chuẩn do Bộ TT&TT đƣa ra

(MOS lớn hơn 3).

- Mức tín hiệu thu (RxLev Sub) ở chế độ thoại (Dedicated Mode)

Bảng 3. 3 Thống kê phân bố mức tín hiệu thu

RxLev Sub

(dBm) Range Count (Nb) Distribution (%) Cumulative (%)

x >= -68 146685 58.99% 58.99%

-75 <= x < -68 79402 31.93% 90.92%

-85 <=x < -75 22181 8.92% 99.84%

-95 <= x <-85 384 0.15% 100.00%

x <-95 4 0.00% 100.00%

- Chất lƣợng tín hiệu thu (RxQual Sub)

26


Bảng 3. 4 Thốngchất lượng tín hiệu thu

RxQual Sub Range Count (Nb) Distribution (%) Cumulative (%)

x <2 239570 96.35% 96.35%

2<= x <4 5385 2.17% 98.51%

4<= x <6 2870 1.15% 99.67%

6<= x 833 0.33% 100.00%

- Tỉ số tín hiệu trên nhiễu C/I

Hình 3. 6 Phân bố tỷ số tín hiệu trên nhiễu C/I tại TP. Hải Phòng

Với các kết quả trên, ở chế độ thoại, các chỉ tiêu về thiết lập cuộc gọi CSSR,

tỷ lệ rớt cuộc gọi CDR, tỷ lệ chuyển giao thành công HOSR, % vùng phủ tốt và %

chất lƣợng thoại tốt, % tín hiệu trên nhiễu C/I và MOS đều ở mức tốt. Điều này

chứng tỏ mạng Gmobile ở TP. Hải Phòng đang ổn định và có chất lƣợng tốt.

Đề xuất: Tiến hành tối ƣu tần số, neighbour ở những khu vực có giá trị C/I

thấp

25 <= x 12<= x < 25 x < 12

Distribution (%) 0.99% 97.94% 1.07%

Cumulative (%) 0.99% 98.93% 100.00%

0.99%

98.93% 100.00%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

C/I

27


KẾT LUẬN

Qua thời gian thực tập tại Công Ty Cổ Phần Viễn Thông Di Động Toàn Cầu

,đƣợc sự quan tâm giúp đỡ của các cô chú,các anh chị các phòng ban chức năng của

công ty và sự giúp đỡ tận tình của anh Phan Quỳnh đã giúp dỡ em hoàn thành nội

dung đợt thực tập về “Đo kiểm và tối ƣu mạng viễn thông “ qua đó em đã nắm rõ

đƣợc tổng quan về mạng viễn thông đọc hiểu các tham số quan trọng của mạng,cách

thức đo đạc vận hành thiết bị …Do khả năng và kinh nghiệm còn nhiều hạn chế và

thời gian thực tập có hạn nên báo cáo này vẫn còn nhiều thiếu sót.Em rất mong

nhận đƣợc những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy,cô giáo để bài báo cáo của

em đƣợc hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Điện tử-viễn thông

trƣờng Đại học Điện Lực ,Lãnh đạo và cán bộ công nhân viên Công Ty Cổ Phần

Viễn Thông Di Động Toàn Cầu Gtel Mobile đã hƣớng dẫn ,giúp đỡ, tạo điều kiện

cho hoàn thành tốt đợt thực tập vừa qua .

Em xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội,ngày….tháng….năm 2015

Sinh viên thực hiện

Lê Đình Yên

28


DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt:

1. Báo cáo tối ƣu Quý II Ban kỹ thuật,Gtel-moblie JSC,280B Lạc Long

Quân ,Hà Nội,2015

Tiếng Anh:

1. Overview GSM,AIRCOM International Grosvenor House 65-71 London

Road Redhill, Surrey RH1 1LQ ENGLAND

2. GSM Fundamentals,Beeline,47 Phạm Viết Chánh, Quận 1, Thành Phố

Hồ Chí Minh

Đo kiểm và tối ưu một số tham số vô tuyến

Documents

Transcript of Đo kiểm và tối ưu một số tham số vô tuyến