Đồ án Tổng quan về thông tin di động, hệ thống thông tin di động GSM, đo đạc kiểm tra hệ thống thông tin di động GSM

mới. MS phát đi cụm HO ở TCH mới. BSC và MSC mới được thông báo đã hoàn thành chuyển kênh. Một đường mới được thiết lập ở chuyển mạch nhóm và cuộc gọi được chuyển mạch. TCH và SACCH cũ được giải. II.6. Quy hoạch ô ở GSM. II.6.1. Tổng quan. Sự phân bố địa lý của các máy di động, tính chất lưu lượng vủa các thuê bao và chất lượng cần thiết, sự phủ vật lý để phục vụ tạo nên số liệu ban đầu để quy hoạch mạng. Trước hết toàn bộ quy hoạch mạng được xây dựng trên một sơ đồ chuẩn, nghĩa là mô hình lý thuyết dựa trên bố trí địa lý của cấu trúc mạng trạm thu phát gốc (BTS) được đề xuất và ấn định tần số sẽ đảm bảo cước thành công ban đầu trong quá trình quy hoạch. Hình dạng của các ô cơ sở sơ đồ chuẩn này phụ thuộc vào kiểu anten đẳng hướng và anten có hướng tập trung năng lượng ở các dẻ quạt. Nếu chúng ta có hai BTS với các anten vô hướng và ta yêu cầu ranh giới giữa các vùng phủ của các BTS và tập hợp các điểm mà ở đó các cường độ tín hiệu của cả hai BTS như nhau thì ta được đường thẳng. Nếu ta lặp lại quy trình nói trên bằng cách đặt 5 BTS nữa xung quanh BTS gốc thì vùng phủ (ô) có dạng lục giác. Các lục giác trở thành một dạng ký hiệu cho một ô ở mạng vô tuyến. Trong thực tế khi quy hoạch phải xét đến vấn đề là truyền sóng vô tuyến rất phụ thuộc vào địa hình, các tính chất không đồng nhất của bề mặt đất, vì thế các hình lục giác chỉ là các mô hình hết sức đơn giản của các hình mẫu phủ vô tuyến. Ngoài ra sơ đồ địa lý chuẩn dựa trên các hình lục giác hay các mẫu địa lý khác cho ta một cách nhìn ban đầu toàn diện về quy hoạch hệ thống. II.6.2. Lưu đồ công việc quy hoạch ô. Có thể chia lưu đồ công việc quy hoạch ô theo danh mục công việc : Sơ bộ phân bố kênh và vọ trí dài trạm theo tính chất lưu lượng, số thuê bao và chất lượng phục vụ cần thiết. Quyết định mẫu sử dụng lại tần số (cho hệ htống TDMA/FDMA), nghĩa là ấn định tần số và định vị kênh lôgic. Dự kiến vùng phủ sóng trên cơ sở số liệu về đài trạm dự kiến (toạ độ, chiều cao, anten...) và các hạn chế do phân tán thời gian gây ra. Nghiên cứu nhiễu giao thoa: C/(I+R+A). Nhiễu giao thoa đồng kênh: C/I. Phản xạ: C/R. Nhiễu giao thoa kênh lân cận: C/A. Khảo sát mạng: Kiểm tra các điều kiện đài trạm và môi trường vô tuyến. Xây dựng sơ đồ mạng trên cơ sở các đài trạm phù hợp. Nghiên cứu các thông số ấn định. Đo dạc vô tuyến. Vùng phủ vô tuyến cuối cùng và các dự đoán C/(I+R+A). Hoàn thiện các tư liệu thiết kế ô. Lưu đồ các công việc quy hoạch ô Lưu lượng Chất lượng dịch vụ Phân bố: *Các kênh *Các đài trạm Sơ đồ chuẩn các kênh logic Số liệu đài trạm dự kiến C/(I+R+A) Dự đoán truyền sóng vô tuyến đánh giá phân tán thời gian Các thông số định vị Các dự đoán cuối cùng Số lượng thiết kế ô (thông số) Đo đạc vô tuyến Sơ đồ mạng Khảo sát các đài trạm HÌNH 17. Lưu đồ danh mục các công việc quy hoạch ô. II.6.3. Quy hoạch ô ở GSM. II.6.3.1. Mẫu tái sử dụng tần số. Ở giai đoạn đầu của việc quy hoạch tần số , người ta chia vùng địa lý thành các cụm ô có cấu trúc giống nhau và phân bổ sóng mang trong các cụm ô sao cho mỗi ô trong cụm này sử dụng cùng các tần số sóng mang ô tương ứng ở các cụm khác. Các cụm ô này được gọi là mẫu tái sử dụng tần số. Khoảng cách giữa các ô sử dụng cùng tần số được gọi là khoảng cách tái sử dụng tần số . Khoảng cách này được tính theo công thức sau: Trong đó : R là bán kính ô, N là kích cỡ cụm bằng số ô ở cụm. Bảng thí dụ phân bổ 24 tần số cho sơ đồ 3/9 Các nhóm tần số A B C A B C A B C Các kênh 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Riêng đối mẫu 3/9, hai ô cạnh nhau có thể hai kênh tần số lân cận và khi này C/A = 0dB, mặc dù lớn hơn –9dB nhưng đây vẫn là mức nhiễu cao. Để giảm mức nhiễu này cần sử dụng các biện pháp như: điều khiển công suất động, nhẩy tần, phát không liên tục. Ta thấy mẫu 3/9 cho dung lượng cao nhất nhưng bị nhiễu nhiều nhất. II.6.3.2. Vay kênh. Trong một số trường hợp người ta có thể sử dụng phương pháp vay kênh để sử dụng lưu lượng tối ưu. Các ô có lưu lượng cao có thể vay kênh của các ô có lưu lượng thấp. Khi đó cần lưu ý rằng C/A có thể tăng làm tăng nhiễu. Ta thấy nếu D1 ở cụm A vay kênh 23 thì D3 lân cận sẽ chứa kênh lân cận 24 và C/A = 0dB sẽ làm nhiễu tăng thêm. Nếu D1 ở cụm A vay kênh 11 từ C3 thì khoảng cách tái sử dụng giảm 2 lần, C/I sẽ giảm. Từ công thức suy hao trong không gian tự do ta thấy công suất nhiễu đồng kênh tăng bốn lần hay 6dB và nếu lúc trước C/I = 12dB thì nay chỉ còn 6dB thấp hơn so với 9dB cho phép là 3dB. Trong thực tế có thể còn lớn hơn nữa. Vì thế nếu vay kênh thì kênh được vay phải được phát với công suất thấp hơn để vùng phủ sóng của kênh này sẽ hẹp hơn so với hai kênh kia. Như vậy ở vùng gần trạm sẽ có ba kênh phủ, còn xa trạm chỉ còn hai kênh. Ô này được gọi là ô đồng tâm . Phân bổ sóng mang ( cho 24 sóng mang ). A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2 A3 B3 C3 D3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 D2 D3 D1 A1 A3 A2 C1 C3 C2 D3 B1 D1 D2 C1 B3 B2 A1aaaaaaa C3 C2 B1 A2 A3 B2 B3 Cụm B Cụm A HÌNH 19. Một thí dụ về vay kênh. II.6.3.3. Phân đoạn và chia ô và các vùng giáp ranh. Khi ở giai đoạn mà lưu lượng không lớn người ta thường sử dụng ô vô hướng ngang. Khi lưu lượng tăng người ta sử dụng phân đoạn ô bằng cách sử dụng các BTS phát xạ hình quạt. Nếu lưu lượng tăng thêm người ta phải tách ô. Vùng giáp ranh là vùng giữa các ô lớn phục vụ cho nông thôn ( lưu lượng thấp công suất lớn ) và ô nhỏ phục vụ cho đô thị ( công suất nhỏ lưu lượng lớn ). Đặc biệt phải lưu ý đến các vùng này vì nhiễu đồng kênh có thể lớn. II.6.4. Thí dụ về tính toán kích cỡ kênh ở GSM. II.6.4.1. Tính toán kích cỡ cho các kênh ở GSM. Tính toán kích cỡ kênh SDCCH Vì ở kênh SDCCH dễ xảy ra ứ nghẽn đẫn đến máy di động không thể thâm nhập mạng trong quá trình thiết lập cuộc gọi, nên xác suất chặn đối với kênh này phải nhỏ hơn nhiều so với kênh lưu lượng hay nói một cách khác GoS phải tốt hơn. *Đối với cấu hình SDCCH/8. GoS phải tốt hơn so với TCH từ 3 đến 5 lần. *Đối với cấu hình SDCCH/4. GoS phải tốt hơn so với TCH hai lần thời gian chiếm giữ kênh SDCCH phụ thuộc vào các hoạt động xảy ra ở kênh này: Bảng . Thời gian giữ của các hoạt động chiếm kênh Hoạt động Thời gian giữ trung bình.s Thiết lập cuôc gọi Cập nhật vị trí (tự động) Cập nhật vị trí (định kỳ) Nhập IMSI Rời bỏ IMSI Bản tin SMS Các dịch vụ bổ sung 2,5 3,5 3,5 3,5 3,0 6,5 2,5 Tổng thời gian chiếm dụng kênh này trong giờ cao điểm được cho ở bảng dưới: Bảng . Tổng thời gian chiếm dụng kênh giờ cao điểm Hoạt động của thuê bao Các thuê bao tích cực Số hoạt động trên một thuê bao Thời gian cho một hoạt động Tổng thời gian (s) Thiết lập cuộc gọi 80% 2 2,5 2 x 2,5 x 0,8 = 4 Cập nhật vị trí (tự động) 40% 1 3,5 1 x 3,5 x 0,4 = 1,4 Cập nhật vị trí (định kỳ) 60% 4 3,5 2 x 3,5 x 0,6 = 4,2 SMS 10% 1 6,5 1 x 6,5 x 0,1 = 0,65 Dịch vụ bổ sung 20% 1 2,5 1 x 2,5 x 0,2 = 0,5 Nhập IMSI 60 1 3,5 1 x 3,5 x 0,6 =2,1 Rời bỏ IMSI 30% 1 3,0 1 x3 x 0,3 = 0,9 Tổng +20% dự trữ (1+0,2) x 13,75 =16,5 Vì vậy: Lưu lượng giờ cao điểm / thuê bao =16.08/3600 = 4,58 mErl Ngoài các hoạt động nói trên SDCCH còn được sử dụng để phát quảng bá tin tức trong một ô, hoạt động này có thể chiếm riêng một kênh SDCCH. Xét thí dụ sau: Có *Hoạt động ở giờ cao điểm là 30 mErl/thuê bao/ kênh TCH *5 mErl/thuê bao/SDCCH *GoS cho TCH là 3% *GoS cho SDCCH là 1% *Sử dụng 3 sóng mang *Sử dụng cấu hình SDCCH/8 với BCH ở TSO và SDCCH/8 ở TSI trên sóng mang thứ nhất. Ta được số kênh TCH như sau: (3 x 8) – 2 = 22 kênh TCH/ô. Tra bảng Erlang B được: A cho TCH = 15,782 Erl tương ứng với số thuê bao có thể phục vụ là: 15,782/0,03 = 526. Số kênh SDCCH là 8 nên ta được: A cho SDCCH = 3,129 Erl tương ứng với thuê bao là: 3,129/ 0,005 = 626. Vậy có thể dự trữ cho tương lai là: (626 – 526) x 5 mErl = 500 mErl. Kênh CCCH Kênh CCH bao gồm các kênh sau: *Đường xuống: PCH, AGCH *Đường lên: RACH Ở cấu hình không kết hợp khung (CCCH- CONF 0) trong một đa khung có 9 khối CCCH với 4 cụm mỗi khối, còn ở cấu hình có kết hợp đa khung (CCCH-CONF 1) có 3 khối CCCH với 4 cụm mỗi khối. Mỗi bản tin tìm gọi hay cho phép thâm nhập được truyền trên một khối 4 cụm. Trình tự ưu tiên cho các bản tin này như sau: *Ưu tiên cao nhất: các bản tin tìm gọi (PCH) *Ưu tiên thứ hai: các bản tin ấn định tức thì (AGCH) *Ưu tiên thấp nhất: các bản tin từ chối ấn định (AGCH) Ngoài ra cũng có thể dành riêng một số khối cho phép thâm nhập để tìm gọi không độc chiếm CCCH khi lưu lượng tìm gọi quá lớn. Cấu hình không kết hợp đa khung có thể dành 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 khối, còn ở cấu hình kết hợp có thể dành 0,1,2,3 khối. Để tăng dung lượng CCCH có thể sử dụng thêm các khe 2,4,6 ở kênh tần số mang BCCH. Tồn tại ba kiểu bản tin tìm gọi: *Kiểu 1: Có thể tìm hai MS bằng IMSI hoặc TMSI. *Kiểu 2: Có thể tìm ba MS với một theo IMSI và hai theo TMSI. *Kiểu 3: Có thể tìm 4 MS chỉ bằng TMSI. Các bản tin tìm gọi cho từng tạm di động được gửi đến BSS để lưu giữ để được bản tin đầy đủ (kiểu 1,2,3) trong khoảng định thời có thể thay đổi bằng lập cấu hình. Sau đó được phát quảng bá trong LA. Thí dụ : *Sử dụng cấu hình không kết hợp đa khung (CCCH-CONF 0) với CCCH được truyền ở TS0. *Một khối CCCH được dành cho phép thâm nhập. *Bản tin tìm goi kiểu 1. Ta tính dung lượng của PCH. Số bản tin tìm gọi cực đại trên một đa khung là: 9-1=8, vậy số MS có thể tìm gọi: 8 x 2 = 16. Một đa khung 51 khung có thời gian là » 235 ms, vậy dung lượng tìm gọi là: 16 x 1/0,235 = 68 MS/s. Tính toán kích cỡ của kênh CCCH Để tính toán kích kênh CCCH trước tiên ta cần tính riêng cho PCH và AGCH sau đó kết hợp chung hai yêu cầu. Tính toán yêu cầu PCH. Tính toán được thực hiện cho toàn bộ LA. Các thông số cần là: dự báo lưu lượng giờ cao điểm, số tìm gọi / cuộc gọi, kiểu bản tin tìm gọi và dự trữ. Xét thí dụ sau: *LA phục vụ 40.000 thuê bao ( LA với tổng dung lượng 1000Erl và mỗi thuê bao sử dụng 0,025Erl ), số dự báo là 30% thuê bao nhận được một cuộc gọi trong một giờ. *Trung bình hai bản tin tìm gọi trên một cuộc gọi. *Sử dụng kiểu bản tin tìm gọi 1. *Dự trữ 20% . tổng số bản tin tìm gọi trong giờ cao điểm là: 40.000 x 0,3 x 2 = 24.000. Với kiểu 1, mỗi bản tin có thể tìm hai MS, nên cần phát: 24.000/2 = 12.000 bản tin /giờ. Với 20% dự trữ thì cần phát: 1,2 x 12000 = 14.400 bản tin/giờ, tương đương với: 14.400/3600 = 4 bản tin/s. Cấu hình 0 cho phép truyền 9 bản tin ( chín khối ) trong 235 ms ( một đa khung ) thừa đảm bảo cho yêu cầu. Tổng quát ta có công thức sau để xác định yêu cầu kênh tìm gọi: Yêu cầu kênh tìm gọi tính Số cuộc gọi x MT x PF xM Theo số khối / đa khung PMF x 3600 x 4,25 Số cuộc gọi: Số dự báo các cuộc gọi ở LA trong giờ cao điểm. MT: Tỷ kệ các cuộc gọi kết cuối ở MS (30% chẳng hạn). PF : Thừa số xác định số bản tin trên một cuộc gọi. M : Dự trữ. PMF : Thừa cố bản tin tìm gọi xác định số MS được tìm gọi ở một bản tin, phụ thuộc vào một bản tin (PMF = 2 cho kiểu 1). 4,25 : Số đa khung chứa CCCH trong một giây: 1/0,235 = 4,25. Tính toán yêu cầu AGCH Tính toán chỉ giới hạn cho hoạt động trong một ô. Các thông số cần thiết: dự báo lưu lượng ở giờ cao điểm cộng với các hoạt động khác (chẳng hạn cập nhật vị trí, truyền SMS, nhập/rời bỏ IMSI và các dịch vụ bổ sung). Xét thí dụ sau: *Ô có dung lượng là 25Erl. *Thời gian giữ trung bình là 90s. *Tỷ lệ các hoạt động khác so với gọi là: 2 đối cập nhật vị trí, 0,1 đối với SMS, 0,0 đối với dịch vụ bôe sung, 0,2 dối với nhập IMSI và 0,1 đối với rời bỏ IMSI. Lưu lượng cho một cuộc gọi là: 90/3600 = 0,025Erl và mức độ gọi cực đại trong giờ cao điểm là: 25/0,025 = 100 cuộc gọi /giờ. Vì thế: Số cập nhật vị trí trong giờ cao điểm: = 1000 x 2 = 2000 SMS trong giờ cao điểm: = 1000 x 0,1 = 100 Các dịch vụ bổ sung trong giờ cao điểm: = 1000 x 0,2 = 200 Nhập IMSI trong giờ cao điểm: = 1000 x 0,2 = 200 Rời bỏ IMSI trong giờ cao điểm: = 1000 x 0,1 =100 Tổng: = 2.600 Nếu cộng thêm với 1000 cuộc gọi và 20% dự trữ ta được: (2600 + 1000) x 1,2 = 4320 nếu đòi hỏi truyền dẫn các bản tin ấn định tức thì trên AGCH tổng giờ cao điểm tướng ứng với 4320/3600 = 1,2 bản tin/s. Một khối AGCH có thể truyền được hai bản tin ấn định tức thì nên yêu cầu sẽ là: 1,2/2 –0,6 khối AGCH/s. Nhưng trong thức tế một khối AGCH được dành riêng trên một đa khung, nên trường hợp xét vẫn được đảm bảo. Tổng quát: Các khối AGCH (Số cuộc gọi + LU + SMS + IA +ID +SS) x M Cần thiết/đa khung 3600 x 4,25 Trong đó: Số cuộc gọi: Số các cuộc gọi dự báo trong giờ cao điểm. LU: Số các cập nhật vị trí dự báo trong giờ cao điểm. SMS : Số SMS dự báo trong giờ cao điểm. IA : Số nhập IMSI dự báo trong giờ cao điểm. ID : Số rời bỏ IMSI dự báo trong giờ cao điểm. SS L: Số yêu cầu các dịch vụ bổ sung trong giờ cao điểm. M : Dự trữ (1,2 chẳng hạn). CHƯƠNG III ĐO ĐẠC KIỂM TRA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM III.1. Tổng quan. Đo đạc kiểm tra hệ thống thông tin di động là công việc phải thực hiện thường xuyên để đảm bảo chất lượng và hoạt động bình thường của hệ thống. Có thể chia công việc này thành 2 loại: *Đo khi hệ thống không hoạt động. *Đo khi hệ thống đang hoạt động. Công việc thứ nhất được thực hiện để kiểm tra hệ thống trước khi đưa ra lắp đặt hoặc để bảo dưỡng định kỳ hệ thống hoặc để sửa chữa hệ thống bị sự cố. Công việc thứ hai cho phép theo dõi thường xuyên hoạt động của hệ thống để đưa ra những biện pháp xử lý tự động nhằm duy trì chất lượng hoạt động của hệ thống hoặc đưa ra các cảnh báo và các chỉ dẫn để xử lý nhân công các phần bị sự cố của hệ thống. Công việc thứ hai này nằm trong phần khi thác và bảo dưỡng của hệ thống. III.2. Đo trạm di động III.2.1. Cấu trúc chung của một trạm di động. Hầu hết các máy cầm tay được chia thành hai bộ phận: phần vô tuyến thực hiện phát, thu và giải điều chế và phần số thực hiện các chức năng xử lý số, điều khiển và báo hiệu. Các máy cầm tay hiện đại nhất các chức năng này được tính trên một tấm mạch in cùng với một số mạch chuyên dùng. Bộ kết hợp anten ghép chung đường thu và một đường phát vào một anten conectơ hay anten gắn cố định. Máy thu bao gồm mạch vào, mạch lọc thu, bộ trộn hạ tần để biến đổi tín hiệu thu vào trung tần, sau đó khôi phục lại tín hiệu số ở bộ ADC. Tín hiệu trung tần được giả điều chế để lấy ra luồng số. Máy thu Máy phát Kết hợp VCC Bộ tổng hợp Giải điều chế Cân bằng Phân kênh Tạo cụm Ghép kênh Điều chế CODEC kênh CODEC D/A Tiếng A/D Đ/K Báo hiệu D A D A HÌNH 18. Sơ đồ khối của một trạm di động. Mức trung tần được đo để đánh giá cường độ tín hiệu thu được từ trạm gốc chủ cũng như các máy phát ở trạm gốc lân cận khi cần giám sát chúng. Bộ giải điều chế lấy ra từ luồng số trung tần. Do truyền đa tia tín hiệu thu bị méo dạng, vì thế vai trò của bộ cân bằng Viterbi là sửa các méo này. Bộ CODEC kênh thực hiện giải mã hoặc mã hoá kênh cho chuỗi bit nhận được ( hay chưa đến ) bộ phận kênh ( hay ghép kênh ). Bộ này không chỉ xử lý các kênh báo hiệu như SDCCH, FACCH, SACCH mà còn xử lý các kênh tiếng. Nếu CODEC kênh phát hiện rằng cần xử lý kênh báo hiệu thì nó chuyển khung này đến khối điều khiển và báo hiệu, còn khung tiếng được chuyển đến codec tiếng. Trong luồng số cho tiếng có thể xuất hiện kênh báo hiệu FACCH, khi này cờ lấy trộm phải lập 1 khối điều khiển và báo hiệu thực hiện tất cả các chức năng của điều khiển của trạm di động. Các chức năng này bao gồm điều khiển công suất, chọn lựa các kênh cần sử dụng khác nhau và rất nhiều các chức năng khác của trạm di động. Khôí tạo lập khuôn cụm đặt các bit đã mã hoá kênh vào đường phải theo một cấu trúc cụm tương ứng và bổ sung thêm chuỗi hướng dẫn, các bit đuôi, cờ lấy trộm. Bộ ghép kênh ấn định cho mỗi cụm một khe thời gian trong một khung được đánh số để phát đi cụm. Sau khi thực hiện phân loại và sắp xếp, bộ điều chế đặt thông tin này vài mạng trung tần. Máy phát chứa bộ trộn nâng tần để chuyển tín hiệu đã điều chế ở trung tần vào băng tần 900MHz. Bộ khuếch đại công suất tăng tín hiệu phát ra đến mức cần thiết tuỳ theo sự điều khiển từ trạm gốc, bộ lọc phát giới hạn băng tần, phát vào trong kênh tần số được cấp phát, để đảm bảo rằng tần số được phát không gây nhiễu cho các kênh trong mạng GMS hoặc các mạng vô tuyến khác. Bộ tổng hợp tần số đảm bảo cung cấp các chuẩn định thời cho cho đồng hồ bit, đồng hồ khung và các nguồn tần số cho máy phát và máy thu. Bộ dao động nội điều khiển bằng điện áp (VCO) đảm bảo tần số ổn định theo lệnh từ khối điều khiển và báo hiệu. Độ chính xác tần số phát trạm di động được duy trì nhờ kênh FCCH mà tạm này tìm được trên kênh quảng bá. Một số trạm di động có thể không sử dụng trung tần và cấu trúc của các khối điều khiển có thể khác nhau tuỳ thuộc vào vi mạch chuyên dùng (ASIC). III.2.2. Một số tính toán. Các công thức chuyển đổi từ W vào dBm ( Decibell milliwatt ): xW P = 10 lg , dBm LmW Chuyển đổi dBmV vào dBm P = -113 dBm + xdBmm, dBm III.2.3. Kiểm tra máy phát. Để kiểm tra máy phát phải đưa nó vào chế độ phát liên tục bằng cách kích hoạt động kênh lưu lượng. Các máy đo hiện đại đều cho phếp thiết lập cuộc gọi để có kênh lưu lượng bằng menu. III.2.3.1. Đo sai pha và sai tần số. Đo được chia thành hai phép đo: *Đo tĩnh với mô phỏng môi trường truyền sóng lý tưởng, chủ yếu để đánh giá chất lượng của điều chế. *Đo với mô phỏng môi trường truyền sóng thực tế với nhiễu giao thoa ở môi trường truyền sóng đa tia. Để đánh giá ảnh hưởng của môi trường thực tế khi thiết kế. 1. Đo tĩnh Sai pha đo được có thể biểu diễn ở sai pha đỉnh và sai pha trung bình quân phương. Giá trị thứ nhất phải £ 20°, còn giá trị thứ hai phải £5°. Sai tần tần số không đựơc vượt quá 90 Hz. Máy đo không chỉ biểu thị giá trị sai pha mà cả thời gian trễ truyền lan để có thể đánh giá cụm phát có được đặt chính xác vào khe thời gian dành cho nó hay không. 2. Đo với mô phỏng môi trường thực tế Đo được thực hiện với mô phỏng một số môi trường thực tế điển hình bao gồm phản xạ và trễ ở đường truyền vô tuyến. Ngoài ra cũng có thể mô phỏng môi trường có 6 trạm gốc lân cận với nhiều kênh lưu lượng. Để tạo ra môi trường thực tế máy đo có thể có các bộ mô phỏng pha đinh như sau: *RA ( Rural area ) : vùng nông thôn. *HT ( Hilly Terian ) : địa hình đồi núi. TU ( Tupical Urban ) : vùng đô thị. Giới hạn cho sai số tần số cho phép đối với các mô hình trên: Sai tần cực đại ở môi trường truyền sóng đa tia Điều kiện truyền sóng Sai tần cực đại (Hz) RA 250 HT 100 TU 50 TU 3 ± 300 ± 175 ± 135 ±95 Ngoài ra có thể có bộ mô phỏng cân bằng (EQ : Equalzer) để kiểm tra bộ cân bằng. III.2.3.2. Đo công suất. Đo công suất để đánh giá sự đảm bảo của ba thông số sau đây: (1) các mức công suất. (2) mẫu công suất thời gian. (3) định thời cụm ở trạm di động. 1. Đo các mức công suất Được thực hiện ở kênh SACCH đường xuống chứa các thông tin về điều khiển công suất và giá trị về định thời trước. Để đo chỉ cần đưa vào các mức công suất khác nhau, trạm di động sẽ đọc các thông số này từ SACCH và điều chỉnh công suất phù hợp và bằng chức năng biểu thị công suất ở MS ta có thể xác định công suất cho từng trường hợp. Các giới hạn đo công suất. Nhóm công suất Mức công suất Công suất đỉnh 1 1 12 123 123 1234 1234 12345 12345 12345 12345 12345 12345 12345 12345 12345 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 43 dBm±2 41 dBm±3 39 dBm±3 37 dBm±3 35 dBm±3 33 dBm±3 31 dBm±3 29 dBm±3 27 dBm±3 25 dBm±3 23 dBm±3 21 dBm±3 19 dBm±3 17 dBm±3 15 dBm±3 113 dBm±3 Các máy di động đảm bảo mức công suất cao thì cũng đảm bảo các mức công suất thấp hơn (thí dụ: máy cấp 3 sẽ đảm bảo tất cả tất cả các công suất từ cấp này đến cấp 15). Mẫu công suất phụ thuộc thời gian được thể hiện ở hình dưới. Cụm phát được đặt vào trong khe thời gian với sai số ± 1 bit (3.69ms). +4 +1 -1 -6 -30 ( 147 bit của một cụm ) -70 10ms 8ms 10ms 542,8ms 10ms 8ms 10ms HÌNH 19. Mẫu phụ thuộc công suất vào thời gian. Các giá trị của các thông số đo nói trên được biểu thị trên màn hình của máy đo bao gồm: Công suất đỉnh, thời gian trễ ở các giá trị thống kê (hiện thời, trung bình, cực tiểu, cức đại), đánh giá kết quả đo (đạt: PASS). III.3. Kiểm tra máy thu. Nguyên lý đo máy thu ở hệ thống GMS dựa trên kỹ thuật đo BER. Phía phát phát đi một chuỗi bit giả ngẫu nhiên đến máy di động, sau đó chuỗi bit này được đáu vòng lại máy đo để đánh giá BER . Để tạo ra chuỗi bit giả ngẫu nhiên thiết bị đo sử dụng kỹ thuật mật mã hoá. Do một phần của chuỗi mật mã hoá được tạo ra từ số khung nên chuỗi bit được điều chế ở tần số vô tuyến sau đó được lấy ra ở máy thu để kiểm tra sẽ thay đổi theo từng cụm thậm chí ngay cả khi số liệu phát không thay đổi. Vì thế chuỗi bit đưn giản 010101... được sử dụng để tạo ra chuỗi kiểm tra ngẫu nhiên. Như vậy trước hết chuỗi 010101... được mật mã hoá, sau đó được điều chế và đưa đến trạm MS cần đo. Để đo cần đấu vòng giữa bộ giải mật mã và mã hoá kênh. Một lệnh đặc biệt được gửi đến MS qua đường báo hiệu để thực hiện đấu vòng nội bộ. Khi nhận được lệnh này SIM-CARD được trạm di động kiểm tra xem có phải là TEST-CARD hay không, nếu đúng thì đấu vòng được thực hiện. Rồi MS gửi trả lời công nhận đến thiết bị kiểm tra. III.3.1. Đo BER. Kỹ thuật đo BER xét từng bit trong khung tiếng và số liệu để tính toán BER.Ta sử dụng kênh toàn tốc để kiểm tra, thì 260 bit sẽ được phát và so sánh với mỗi khung tiếng sau khi đã qua máy thu. Tỷ số bit lỗi dư, RBER ( Residual Bit Error Rate ). RBER chỉ được thực hiện ở khung tiếng, khi các khung này không bị coi là xấu hay hỏng. Các khung bị coi là xấu nếu đối với các bit là việc kiểm tra CRC không đạt. Điều này cũng sẽ xảy ra nếu lỗi ở các bit loại là không sửa được bởi mã xoắn ở bộ giải mã kênh. RBER chỉ được tính toán cho các khung tiếng. Có hai loại RBER : RBER Ib để đánh giá 132 loại Ib bit của một khung tiếng tốt và RBER II để đánh giá 78 bit loại II. Tỷ số khung xoá,FER ( Frame Erasure Rate ). FER cho thấy số lượng khung xấu. FER không chỉ được thực hiện cho khung tiếng số liệu mà cả các khung báo hiệu như FACCH. Máy thu đánh giá các bit chẵn lẻ để chỉ ra rằng khung có bị xoá hay không. Đánh giá được thực hiện ở khung tiếng cho các bit Ia (3 bit chẵn lẻ) và cho kênh báo hiệu ( 40 bit chẵn lẻ). Nếu khung bị xoá, các bít được đặt một giá trị đặc biệt để chỉ thị xoá. ở trường hợp kênh báo hiệu, trả lời công nhận lớp hai không được gởi đến nguồn phát và đây sẽ là thông tin để thiết bị đo kiểm hiểu rằng khung bị xoá. III.3.2. Độ nhậy. Kỹ thuật đo BER được sử dụng để đánh giá độ nhậy của MS. Mỗi mức công suất tương ứng với các BER khác nhau. Đối với máy cầm tay mức này là 11dBmV (-102 dBm) và 9 dBmV (-104 dBm) cho tất cả các MS khác. Giới hạn kiểm tra độ nhậy ở kênh lưu lượng. Kiểu BER Điều kiện truyền đa tia Loại bỏ nhiều kênh lân cận TU50(%) RA250(%) HT100(%) FER RBER Ib RBERII 3,14a 2,5/a 7,67 7,5 8,67 0,122a 0,410/a 2,439 Đối với kênh lưu lượng, độ nhậy thay đổi tuỳ theo các mẫu truyền dẫn đa tia. khi mức phát kiểm tra cho các khe thời gian lân cận là 28dBmV (-85 dB). Bộ cân bằng và bộ CODEC kênh sẽ quyết định thông báo về kênh tiếng nếu nó bị hỏng . Giá trị a được đưa ra để xét đến điều này và phụ thuộc vào quyết định khung xấu ( FER và RBER Ib ). Nếu ngưỡng khung xấu rất thấp thì RBER Ib phải rất thấp. Giá trị a có thể thay đổi từ 1 đến 1,6. Đối với các kênh điều khiển và các kênh số liệu. , độ nhậy chỉ được đo cho điều kiện truyền sóng ở vùng đô thị với tốc độ 50km/giờ ( TU50 ). FACCH được chọn là kênh điều khiển để thể hiện cho các kênh khác vì sơ đồ mã hoá của nó cũng giống như đối với các kênh này. Các giới hạn kiểm tra độ nhậy cho kênh điều khiển và số liệu Kiểu kênh Tỷ lệ FER (%) FACCH TCH/FS 9,6 TCH/FS 4,8 TCH/FS 4,8 TCH/FS 2,4 TCH/HS ,8 14,63 0,778 0,0112 0,778 0,00126 0.0112 III.3.3. Đầu vào máy thu cho phép. MS phải có khả năng làm việc với tín hiệu mạnh mà không gây ra méo dạng tín hiệu làm giảm chất lượng khi ở gần trạm gốc. Khi đó chỉ cần đánh giá RBER II. Khi kiểm tra lúc đầu đặt công suất –85 dBm (28dBmV) và đánh giá RBER II. Thực hiện đo thử như vậy ở mức công suất cao hơn –40 dBm (73dBmV) và sau đó ở mức cao hơn –16 dBm (97dBmV). Điều kiện truyền sóng được chọn là điều kiện tĩnh , chọn EQ50 (để kiểm tra độ cân bằng ở mức công suất cao). Giới hạn đối với đầu vào máy thu Điều kiện truyền sóng Tỷ số RBERII (%) Tĩnh EQ50 0.0122 3.25 III.3.4. Loại bỏ nhiễu kênh đồng kênh. Kiểm tra loại bỏ nhiễu đồng kênh để kiểm định xem máy thu có khả năng giải điều chế tín hiệu hay không nếu như tín hiệu nhiễu đồng kênh được điều chế GMSK ở mức 8 dB thấp hơn tín hiệu của kênh cânf thu. Đầu tiên cuộc gọi được thiết lập ở mức –85dBm. Đồng thời tín hiệu gây nhiễu được đưa vào ở mức –85 dBm. Đồng thời tín hỉệu gây nhiễu được đưa vào ở mức –93 dBm. Kiểm tra này được thợc hiện cho FACCH, và TCH/FS trong điều kiện truyền sóng ở thành phố và tốc độ di động 3km/giờ (TU3). Trước hết kiểm tra được thực hiện cho kênh lưu lượng không có SFH (nhẩy tần chậm) sau đó có SFH ở 10 tần số khác nhau trong giải 5MHz. Từ bảng này ta thấy rằng nhẩy tần cải thiện chất lượng.