Báo cáo Hệ thống thông tin di động

dẫn (dây dẫn –vô tuyến). - Các phép đo vô tuyến. - Phân tập anten. - Mật mã. - Nhảy tần. - Truyền dẫn không liên tục. - Đồng bộ thời gian. - Giám sát và kiểm tra. Mỗi BTS có thể có tối đa 4 bộ thu phát (TRX –Transceiver). Bộ thu phát cho phép đấu nối 16 TRX trên cùng một anten. Có thể đấu nối 32 TRX đến cùng một trạm anten thu. b. BSC BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và quản lý chuyển giao (Handover). Một phía BSC được nối với BTS còn phía kia được nối với MSC của SS. Trong thực tế BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng tính toán đáng kể. Vai trò chủ yếu của nó là quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển giao. Một BSC trung bình có thể quản lý tới vài chục BTS phụ thuộc vào lưu lượng của các BTS này. Giao diện giữa BSC với MSC được gọi là giao diện A, còn giao diện giữa nó với BTS được gọi là giao diện Abis. BSC có các chức năng chính sau: - Giám sát các trạm vô tuyến gốc. - Quản lý mạng vô tuyến. - Điều khiển nối thông đến các máy di động. - Định vị và chuyển giao. - Quản lý tìm gọi. - Khai thác bảo dưỡng của BSS. - Quản lý mạng truyền dẫn. - Chức năng chuyển đổi máy (gồm cả ghép 4 kênh lưu thông GSM toàn bộ tốc độ vào một kênh 64kbit/s). - Mã hóa tiếng (giảm tốc độ bít xuống 13kbit/s) sẽ được thực hiện ở BSC. Vì vậy một đường PCM có thể truyền được 4 cuộc nối tiếng. 4. Trạm di động MS Trạm di động là thiết bị duy nhất mà người sử dụng có thể thường xuyên nhìn thấy của hệ thống. MS có thể là thiết bị đặt trong ô tô hay thiết bị xách tay hay cầm tay. Loại thiết bị nhỏ cầm tay sẽ là thiết bị trạm di động phổ biến nhất. Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và sử lý giao diện vô tuyến, MS còn phải cung cấp giao diện với người sử dụng (như mic, loa, màn hình, bàn phím để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với một số thiết bị khác như giao diện với máy tính cá nhân, fax… Hiện nay người ta đang cố gắng sản suất các thiết bị đầu cuối gọn nhẹ để đấu nối với trạm di động. Việc lựa chọn các thiết bị đầu cuối hiện để mở cho các nhà sản suất. Ta có thể liệt kê ba chức năng chính: - Thiết bị đầu cuối thực hiện các chức năng không liên kết qua mạng GSM. - Kết cuối trạm di động thực hiện các chức năng liên quan đến truyền dẫn ở giao diện vô tuyến. - Bộ thích ứng đầu cuối làm việc như một cửa nối thông thiết bị đầu cuối với kết cuối di động. Cần sử dụng bộ thích ứng đầu cuối khi giao diện ngoài trạm di động tuân theo tiêu chuẩn ISDN để đấu nối đầu cuối – modem. Cấu trúc của một máy di động: Máy di động gồm thiết bị di động ME (Mobile equipment) và modun nhận dạng thuê bao SIM. Modun nhận dạng thuê bao: SIM là một modun tháo rút được để cắm vào mỗi khi thuê bao muốn sử dụng MS và rút ra khi MS không có người hoặc lắp đặt ở MS khi ban đầu đăng ký thuê bao. Có hai phương án được đưa ra: - SIM dạng card IC. - SIM dạng cắm. a) SIM dạng card IC: Là một modun để có một giao tiếp với bên ngoài theo các tiêu chuẩn ISO về các card IC. SIM có thể là một bộ phận của card đa dịch vụ trong đó viễn thông di động GSM là một trong số các ứng dụng. b) SIM dạng cắm: Là một modun riêng hoàn toàn được tiêu chuẩn hóa trong hệ thống GSM. Nó được dự định lắp đặt bán cố định ở ME. Các khai thác mạng GSM là các khai thác khi thiết lập, hoạt động xóa một cuộc gọi. Khi sử dụng ở ME, SIM đảm bảo các chức năng sau nếu nó nằm trong khai thác của mạng GSM: - Lưu giữ thông tin bảo mật liên quan đến thuê bao (như IMSI) và thực hiện các cơ chế nhận thực và tạo khóa mật mã. - Khai thác PIN người sử dụng (nếu cần mã PIN) và quản lý. - Quản lý thông tin liên quan đến thuê bao di động chỉ được thực hiện khai thác mạng GSM khi SIM có một IMSI đúng. - SIM phải có khả năng sử lý một số nhận dạng cá nhân (PIN), kể cả khi không bao giời sử dụng nó. PIN bao gồm 4 đến 8 chữ số. Một PIN ban đầu được nạp bởi bộ hoạt động dịch vụ ở thời điểm đăng ký. Sau đó người sử dụng có thể thay đổi PIN cũng như độ dài PIN tùy ý. Người sử dụng cũng có thể sử dụng chức năng PIN hay không bằng một chức năng SIM-ME được gọi là chức năng cấm PIN. Việc cấm này giữ nguyên cho đến khi người sử dụng cho phép lại kiểm tra PIN. Nhân viên được phép của hãng khai thác có thể chặn chức năng cấm PIN khi đăng ký thuê bao, nghĩa là thuê bao khi bị chặn chức năng cấm PIN không còn lựa chọn nào khác là sử dụng PIN. Chặn SIM nghĩa là đặt nó vào trạng thái cấm khai thác mạng GSM, có thể dùng khóa giải tỏa chặn cá nhân để giải tỏa chặn. Ngoài ra SIM phải có bộ nhớ không mất thông tin cho một số khối thông tin như: - Số seri: Là số đơn vị xác định SIM và chứa thông tin về nhà sản suất, thế hệ điều hành, số SIM,… - Trạng thái SIM (chặn hay không). - Khóa nhận thực. - Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI). - Khóa mật mã. - Số trình tự khóa mật mã. - Nhận dạng số thuê bao di động tạm thời (TMSI). - Loại điều khiển thâm nhập thuê bao. - Số nhận dạng cá nhân (PIN). 5. Hệ thống vận hành khai thác và bảo dưỡng OSS OSS thực hiện ba chức năng chính sau: - Khai thác và bảo dưỡng mạng. - Quản lý thuê bao và tính cước. - Quản lý thiết bị di động. Dưới đây ta xét tổng quát các chức năng nói trên: a. Khai thác và bảo dưỡng mạng Khai thác là hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của mạng như: tải của hệ thống, mức độ chậm, số lượng chuyển giao (handover) giữa hai ô…, nhờ vậy nhà khai thác có thể giám sát được toàn bộ vật chất của dịch vụ mà họ cung cấp cho khách hàng và kịp thời sử lý sự cố. Khai thác cũng bao gồm việc thay đổi cấu hình để giảm những vấn đề suất hiện ở thời điểm hiện thời, để chuẩn bị tăng lưu lượng trong tương lai, để tăng vùng phủ. Việc thay đổi mạng có thể được thực hiện “mềm” qua báo hiệu, hoặc thực hiện cứng đòi hỏi sự can thiệp tại hiện trường. Ở hệ thống viễn thông hiện đại khai thác được thực hiện bằng máy vi tính và được tập trung ở một trạm. Bảo dưỡng có nhiệm vụ phát hiện, định vị, sữa chữa các sự cố và hỏng hóc. Nó có một số quan hệ với khai thác. Các thiết bị hiện đại của mạng viễn thông có khả năng tự phát hiện một số sự cố hay dự báo sự cố thông qua tự kiểm tra. Trong nhiều trường hợp người ta dự phòng cho thiết bi để khi có sự cố có thể thay thế bằng thiết bị dự phòng. Sự thay thế này có thể được thực hiện bằng điều khiển từ xa. Bảo dưỡng cũng bao gồm các hoạt động tại hiện trường nhằm thay đổi thiết bị có sự cố. Hệ thống khai thác và bảo dưỡng có thể được thực hiện trên nguyên lý TMN (Telecommunication Management Network: mạng quản lý viễn thông). Lúc này một mặt hệ thống khai thác và bảo dưỡng được nối đến phần tử của mạng viễn thông (các MSC, BSC, HLR và các phần tử mạng khác trừ BTS, vì thâm nhập đến BTS được thực hiện qua BSC). Mặt khác hệ thống khai thác và bảo dưỡng lại được nối đến máy tính chủ đóng vai trò giao tiếp người máy. Theo tiêu chuẩn GSM hệ thống được gọi là OMC (Operation and mainternance center: trung tâm khai thác và bảo dưỡng). b. Quản lý thuê bao Bao gồm các hoạt động đăng ký quản lý thuê bao. Nhiệm vụ đầu tiên là nhập và xóa thuê bao khỏi mạng. Đăng ký thuê bao cũng rất phức tạp, bao gồm nhiều dịch vụ và tính năng bổ sung. Nhà khai thác phải có thể thâm nhập vào tất cả các thông số nói trên. Một nhiệm vụ quan trọng khác của nhà khai thác là tính cước các cuộc gọi. Cước phí phải được tính và gửi đến thuê bao. Quản lý thuê bao ở mạng GSM chỉ liên quan đến HLR và một số thiết bị OSS riêng chẳng hạn mạng nối HLR với các thiết bị giao tiếp người máy ở các trung tâm giao dịch với thuê bao. SIM card cũng đóng vai trò như một bộ phận của hệ thống quản lý thuê bao. c. Quản lý thiết bị di động Quản lý thiết bị di động được đăng ký nhận dạng thiết bị EIR (Equiment Identity Register) thực hiện. EIR lưu giữa tất cả các dữ liệu liên quan đến trạm di động MS. EIR Chứa số liệu phần cứng của của thiết bị đó là nhận dạng thiết bị di động quốc tế ( IMEI). IMEI là duy nhất đối với một thiết bị di động (ME) nhưng nó không phải là duy nhất đối với thuê bao mà đang sử dụng nó thiết lập hay nhận một cuộc gọi. EIR được nối với MSC qua một đường báo hiện. Nó cho phép MSC kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị, bằng cách này có thể cấm một MS có dạng không được chấp thuận. Cơ sở dữ liệu của EIR chứa danh sách của các IMEI được tổ chức như sau: - Danh sách trắng: Chứa các IMEI mà được dùng để ấn định trước sự hợp lệ của thiếp bị di động. - Danh sách đen: Chứa các IMEI của MS mà được thông báo là bị mất cắp hay bị từ chối phục vụ vì một số lý do khác. - Danh sách sám: Chứa các IMEI của MS mà có vấn đề (ví dụ: lỗi phần mềm). Tuy nhiên chúng chưa đủ lý do xác đáng để đưa vào danh sách đen. d. Trung tâm quản lý mạng (OMC: operation and maintenance center) OMC cung cấp khả năng phân phối việc quản lý mạng được phân vùng hóa theo phân cấp của một hệ thống GSM hoàn chỉnh. NMC chịu trách nhiệm cho khai thác và bảo dưỡng ở mức mạng. NMC nằm ở đỉnh của cấu trúc mạng và vùng cấp mạng quản lý toàn cầu. e. Trung tâm khai thác và bảo dưỡng (OMC: Operation and maintenance centr) OMC cung cấp một điển trung tâm mà từ đó điều khiển và giám sát các thực thể khác của mạng (như: các trạm cơ sở, các chuyển mạch, cơ sở dữ liệu …) cũng như giám sát chất lượng dịch vụ mà được cung cấp. Có hai loại OMC là: - OMC (R): điều khiển BSS. - OMC (S): điều khiển NSS. OMC cung cấp các chức năng sau: - Quản lý, cảnh báo sự kiện. - Quản lý việc thực hiện. - Quản lý cấu hình. - Quản lý sự an toàn. II . TRUYỀN SÓNG TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1. Băng tần - Tất cả các mạng điện thoại ở Việt Nam đều sử dụng băng tần 900 MHZ. - Các nước trên thế giới sử dụng băng tần 1800MHZ. - Mỹ sử dụng băng tần 1900MHZ. 2. Nguyên tắc truyền sóng - Do đặc điểm sóng vô tuyến dùng cho thông thi di động là loại sóng VHF và UHF có tần số > 30MHZ và có bước sóng rất ngắn nên sóng đất trở nên không đáng kể và bị hấp thụ rất nhanh. Sóng trời có xu hướng thoát vào không gian bởi các đặc tính khác nhau của tầng điện ly. Những bức xạ ở góc thấp hơn là sóng không gian là phương thức truyền sóng chủ yếu ở những tần số này. Truyền theo kiểu này cũng được gọi là truyền sóng trong tầm nhìn thẳng. a. trong tầng đối lưu - Tầng đối lưu là một môi trường có các tham số thay đổi theo thời gian và không gian. - Tầng đối lưu là một môi trường không đồng nhất. Nếu một vùng nào đó trong tầng đối lưu không đồng nhất với môi trường xung quanh, theo nguyên lý quang, một tia sóng đi vào vùng không đồng nhất sẽ bị khuếch tán ra mọi phía. - Trong thực tế, phương thức này ít được sử dụng do độ tin cậy kém, fading xấu, yêu cầu công suất phát lớn và hướng tính anten cao. b. Trong vô tuyến di động Hình 2.1 Trong thông tin vô tuyến, sóng vô tuyến được truyền trong môi trường vật lý có nhiều cấu trúc vật thể như tòa nhà, đồi núi, cây cối, xe cộ chuyển động. Hình 2.2. * Truyền sóng nhiều đường sảy ra khi có phản xạ, nhiễu xạ và tán xạ. + Hiện tượng phản xạ: Xảy ra khi sóng gặp một mặt nhẵn, cường độ phản xạ phụ thuộc vào dẫn suất của vật phản xạ. Dẫn suất càng cao thì phản xạ càng mạnh. Kiểu phản xạ thường được dự đoán và kéo theo sự đảo pha tín hiệu. + Hiện tượng tán xạ: Xảy ra khi sóng phản xạ trên mặt phẳng gồ ghề với độ tán xạ phụ thuộc vào bề mặt gồ ghề. Khi bị tán xạ tia tới sẽ bị phân tán thành nhiều tia có cường độ khác nhau. + Hiện tượng khúc xạ: Xảy ra khi sóng gặp phải mép của vật thể nó sẽ đổi hướng theo một góc nhất định phụ thuộc vào tần số. Khi tần số càng cao góc khúc xạ càng lớn. + Suy giảm: Bị gây ra bởi bất kỳ vật cản nào trên đường đi của sóng. Một lần nữa suy giảm này càng cao khi tần số càng cao và đặc biệt đáng kể đối với tần số sử dụng cho vô tuyến Cellular. Gía trị suy hao phụ thuộc vào bước sóng làm việc, kích thức vật cản và vật liệu của vật cản. Hình 2.3. Các đường truyền không trực tiếp này đến máy thu lệch pha nhau về thời gian và không gian, điều này gây ra pha đinh nhanh và các hiệu ứng phạm vi hẹp trong thông tin vô tuyến di động như: trải trễ, trải góc và trải doppler. * Truyền sóng nhiều tia Hình 2.4. Cường độ tín hiệu Rx và fading theo khoảng cách Thực tế máy thu không chỉ theo đường truyền trực tiếp mà còn theo vô số các tia phản xạ từ mặt đất hay từ một số vật thể khác (cả hai nhân tố này có thể cố định hoặc chuyển động). Như vậy tín hiệu tới máy thu sẽ là tổng hợp của nhiều tia tới lan truyền là rất đa dạng. Tín hiệu thu được có thể tăng cường (biên độ lớn lên) hay suy giảm (biên độ giảm xuống thậm chí bằng 0) hoặc một vài tín hiệu biến đổi đột ngột. Hiện tượng này gọi chung là fading. Khoảng thời gian giữa hai chỗ trũng fading phụ thuộc vào tốc độ chuyển động, địa hình môi trường và tần số phát. Đây là những nguyên nhân chính gây giảm đáng kể chất lượng thông tin. Có hai loại pha đinh chính đáng quan tâm: fading rayleigh và fading chuẩn loga. - Fading nhanh (hay còn gọi là fading thời hạn ngắn). Đây là loại fading rất nhanh xảy ra khi anten mobile nhận tín hiệu là nguần tia phản xạ. Nó thường diễn ra trong suất thời gian liên lạc. Do anten mobile thường thấp hơn cấu trúc không gian xung quanh như cây cối nhà cửa, đóng vai trò là những vật phản xạ. Tín hiệu tổng hợp bao gồm nhiều sóng có biên độ và pha khác nhau, nên nó có tín hiệu thay đổi bất kỳ nhiều khi chúng còn bị triệt tiêu lẫn nhau. Fading gây ra cho ta nghe thấy những tiếng ồn. Trong môi trường thoáng mà ở đó có sóng trực tiếp vượt trội, thì loại fading không đáng kể hơn trong khu đô thi. Loại fading ngắn hạn này có biên độ phân bố theo phân bố rayleigh nên còn được gọi là fading rayleigh. Loại fading này gây tác động lớn đối với chất lượng tín hiệu nên cần phải xử lý hạn chế fading này. Giải pháp đầu tiên và đơn giản nhất là sử dụng đủ công suất phát để cung cấp một khoảng dự trữ fading. Hình 2.5 Dự trữ fading chậm Một giải pháp được sử dụng phổ biến và hiệu quả là phân tập không gian. Nó làm giảm những chỗ trũng fading, tăng chất lượng thoại. Cường độ tín hiệu có thể thấp hơn mức rmin thường yêu cầu không quá 10%. - Fading chậm (hay còn gọi là fading thời hạn dài). Loại fading này do hiệu ứng che khuất bởi các vật thể che chắn của các địa hình xung quanh gây nên. Nó có phân bổ xung quanh một giá trị trung bình nếu ta lấy logarit cường độ tín hiệu. Do vậy người ta còn gọi là fading chuẩn loga. Ảnh hưởng của fading chuẩn loga là làm giảm khả năng phủ sóng của máy phát. Để chống lại loại fading này người ta cũng sử dụng khoảng dự trữ fading. Khoảng dự trữ này phụ thuộc vào độ lệch tiêu chuẩn thường được giả thiết 4 ÷ 8 dB. Nếu suy hao tín hiệu có thể là 10% thì khoảng dự trữ fading yêu cầu 3 ÷ 5 dB. Hình 2.6. Dự trữ fading chậm Khi thành lập một mạng di động, ta cần phải có một chuẩn cho tín hiệu nhỏ nhất có thể chấp nhận được tại biên giới cell. Độ nhạy yêu cầu ở đường vào lối thu: - 104 dBm cho BTS. - 104 dBm cho MS trên ô tô. - 102 dBm cho máy MS cần tay. Dự trữ fading cho chuẩn loga : 3÷5 dB Dự trữ nhiễu 3÷ 5dB. Dự trữ nhiễu cần phải được cộng thêm khi tính toán vì độ nhậy máy thu chỉ tính toán cho chất lượng nhỏ nhất khi không có nhiễu. - Fading rician: Khi thành phần trực tiếp của tín hiệu mạnh hơn cùng với những tín hiệu không trực tiếp yếu hơn cùng tới máy thu tại đây fading nhanh vẫn còn xảy ra những tín hiệu sẽ không sắc nét. Đường bao fading này có dạng phân bố rician. Dạng fading này xảy ra phần lớn ở môi trường vùng nông thôn. Phân tán thời gian và nhiễu giao thoa ký tự ISI: Đây là vấn đề của truyền sóng nhiều tia và nó đặc biệt quan trọng với hệ thống celluar. Khi đó, sóng tới là gồm nhiều tia sóng có thời gian lan truyền khác nhau. Do đó chúng có pha khác nhau và ảnh hưởng tới di thông của tín hiệu số, khi đó sẽ sảy ra sự dịch chuyển miền thời gian lên nhau hay các ký hiệu cận sẽ giao thao với nhau. Ở phía thu không thể phân biệt được những ký hiệu nào. Hình 2.7. Truyền sóng tới nhiều tia, nguyên nhân gây phân tán thời gian Hình 2.8. Phân tán thời gian Bằng việc sử dụng bộ phận cân bằng equalizer, cho phép có thể kiểm soát được số khoảng phân tán thời gian nhưng không phải tất cả. Nó cho phép sự phản xạ trễ trong khoảng thời gian 4bit tức là 14,9(µs) tương ứng trong khoảng 4,5km. Tuy nhiên, trên thực tế sự phản xạ gây trễ nhiều hơn và chúng ta không thể biết chắc được khả năng kiểm soát của Equalizer. Nếu sự phản xạ nằm ngoài khả năng kiểm soát của equalizer (tức rễ >15 µs) thì hệ thống sẽ rối loạn như bị nhiễu. Khi đó người ta sử dụng thuật toán vitebi để giảm nhẹ các khả năng không thể cho equalizer tăng thời gian sử lý và độ chính sác cho hệ thống. Hệ thống GSM yêu cầu chỉ số C/I nhỏ nhất là 9 dB. Tổng các tia phản xạ mà bị trễ > 15µs sẽ phải có giá trị nhỏ nhất 9 dB thấp hơn tổng của thực hiện C và những phản xạ bị trễ. Đưa ra tỷ số C/R chú ý rằng: tín hiệu phản xạ được coi như một phần của tín hiệu carrier. C/R = 10log pd/pr - Pd: Công suất thực hiện nhận được từ đường trực tiếp - Pr: Công suất thực hiện nhận được từ đường gián tiếp, số này được định nghĩa là tỉ số giữa năng lượng trong cửa sổ equalizer C trên năng lượng ngoài cửa sổ equalizer R. Khuyến nghị cho GSM với C/R nhỏ nhất 9dB hoặc lớn hơn. Việc thiết kế hệ thống GSM phí chỉ ra được những trường hợp mà tỉ số C/R nhỏ hơn mức C/R ngưỡng. Khi có những kết quả phân tích về địa hình và vị trí trạm gốc và có thể thực hiện đánh giá về những rủi do phân tán thời gian. Qua đó những nhân tố sau đây sẽ được xem xét: - Dự đoán vùng phủ sóng các cell lân cận. - Vùng cell. - Khu vực cell có thể bị nhiễu (liền kề). - Vật thể có thể gây phản xạ. - Trễ thời gian. Để xác định được cơ sở của những vấn đề trên, ta cần phải biết hai điều: - Chênh lệch thời gian trực tiếp và gián tiếp. - Công suất tia phản xạ đối với tín hiệu có ích. Nếu thời gian chênh lệch nhỏ hơn 15µs thì tia trễ sẽ vô hạn (khi hệ thống sử dụng thiết bị phân tập). Để nghiên cứu Cell với thuê bao di động ta vẽ một hình elip mà có khoảng chênh lệch giữa tia trực tiếp từ BTS – MS với khoảng cách BTS – vành và elip MS tương ứng = 15µs tương ứng 4,5km. Mỗi vị trí của thuê bao sẽ vẽ được một elip, nếu vật thể nằm trong elip này thì sẽ vô hại vì kích thước và hình dáng của elip phụ thuộc vào vị trí của thuê bao nên phân tập thời gian chỉ xảy ra trong một số phần của cell. Một số trường hợp đặc biệt mà những điều trên không cần thiết đúng đó là khi nhận sóng tới hoàn toàn từ sóng phản xạ. Nếu sóng phản xạ mạnh hơn sóng trực tiếp mà hệ thống vẫn làm việc tốt tức là có thể phủ sóng bởi những tia phản xạ. Vấn đề này xảy ra chỉ khi tia phản xạ và tia trực tiếp xấp xỉ nhau. Một số trường hợp mà sự phản xạ có hại khi hai vật phản xạ nằm trong tầm nhìn thẳng. Như vậy, có thể nói không phải tất cả sự phản xạ đều là có hại, chỉ có những vật phản xạ nằm ngoài vòng elip như đã nói ở trên hay sự trễ do phản xạ lớn hơn khả năng kiểm soát của equalizer. Càng xa vật thể thì sóng phản xạ càng yếu. Nhưng vấn đề sẽ trở nên quan trọng hơn nếu cả MS và BTS trong tầm nhìn thẳng đối với vật phản xạ. - Nhiễu giao thoa liên ký tự ISI. (a) (b) a: xung thu được tròn và rộng do ảnh hưởng của phân tán thời gian b: khi tốc độ bit tăng lên các xung thu được sẽ chồng lấn lên nhau Hình 2.9. Nhiễu giữa các ký tự Sơ đồ (a) chỉ ra được tín hiệu chất làm cho xung vuông ở máy thu trở nên tròn hơn và rộng hơn do ảnh hưởng của phân tập thời gian. Sơ đồ (b) mô tả nhiễu gũa các ký tự khi tốc độ bit tăng. III. SỬ DỤNG TẦN SỐ TRONG GSM Việc sử dụng tần số của hệ thống GSM, ta cần quan tâm đến 3 thông số: 1. Tỷ số C/I Tỷ số này đánh giá được nhiễu đồng kênh, nhiễu do tín hiệu không mong muốn có cùng tần số với tín hiệu thu mong muốn. C/I = 10log(Pc/Pi) (dB) Trong đó: - Pc: Công suất của tín hiệu thu mong muốn. - Pi: Công suất nhiễu thu được. Trong GSM, cho phép GSM nhỏ nhất là 12dB. 2. Tỷ số C/R C/R được tính bằng tỷ số giữa năng lượng trong cửa sổ và năng lượng ngoài cửa sổ của bộ cân bằng equalizer. C/R = 10log(Pd/Pr) - Pd: Là công suất thực hiện nhận được từ đường trực tiếp. - Pr: Công suất thực hiện nhận được từ đường gián tiếp. 3. Tỷ số C/A Tỷ số sóng mang trên nhiễu giao thoa kênh lân cận: C/A = 10log(Pc/PA) - Pc: Công suất thu của tín hiệu thu mong muốn. - PA: Công suất thu của tín hiệu kênh lân cận. Hình 3.1. Để tăng số thuê bao sử dụng, cần sử dụng hiệu quả tần số vô tuyến cho phép, người ta đưa ra rất nhiều phương pháp, trong đó phương pháp sử dụng lại tần số được sử dụng lại hiệu quả nhất. Hình 3.2. Trong mạng GSM, mỗi cell có một trạm BTS, được cấp phát một nhóm tần số vô tuyến, và không trùng với các BTS liền kề. Một cụm cluster có kích thước N cell được lặp lại tại các vị trí địa lý khác nhau trong toàn vùng phủ sóng. Hệ thống tái sử dụng tần số: Hình 3.3. - Với D: Là khoảng cách gần nhất giữa các cell đồng kênh. - R: Bán kính của một cell. - N: Số cell trong một cluster. D = ( i2+ ij + j2)1/2 (2) - Q nhỏ: Dung lượng tăng (N giảm). - Q lớn: Chất lượng truyền dẫn vô tuyến tốt hơn. Có ba kiểu mẫu sử dụng lại tần số phổ biến là: 3/9, 4/12, 7/21. Sử dụng cho các trạm gốc có anten phát 3 hướng, mỗi hướng dành cho một ô và góc phương vị phân cách nhau 120 độ. Mỗi mỗi ô sử dụng các anten phát 600 và hai anten thu thập phân 600 cho một góc phương vị. Sơ đồ 3/9 ô sử dụng các nhóm tần số, trong một mẫu sử dụng lại tần số 3 đài trạm: Mẫu tái sử dụng lại tần số 3/9 có nghĩa các tần số sử dụng được chia thành 9 nhóm tần số định trong 3 vị trí trạm gốc. Mẫu này có khoảng cách giữa các đài đồng kênh là D = 5x2R. Các tần số ở mẫu 3/9 ẤN ĐỊNH TẦN SỐ A1 B1 C1 A2 B2 C2 A3 B3 C3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Ta thấy mỗi Cell có thể phân bố cực đại đến 5 sóng mang. Như vậy, ta phải dành một khe thời gian cho BCH, một khe thời gian cho SDH/8. Vậy còn (5×8) -2 = 38 khe thời gian cho kênh lưu lượng. Tra bảng erlang-B gos 2% thì một cell có thể cung cấp dung lượng 29,166 erlang. Gỉa sử một thuê bao chiếm 0,33 erlang. Như vậy mỗi cell có thể phục vụ được 29,166/0,33 = 833 thuê bao. Thông thường cụm 9 Cell có tỉ số C/I khoảng 9 dB. Với tỉ số này các máy di động có thể hoạt động được nhờ việc GSM cung cấp các phương pháp đo lường đặc biệt để có thể làm giảm ảnh hưởng của nhiễu. Các phương phát đo lường này gồm nhảy tần, điều khiển công suất động và truyền dẫn gián đoạn (DTX). Tỉ số C/A cũng là một tỉ số quan trọng và người ta cũng dựa vào tỉ số này để đảm bảo rằng việc ấn định tần số sẽ làm cho các Cell không giống nhau có các sóng mang liền nhau không nên được sử dụng ở các Cell bên cạnh nhau về mặt địa lý. Tuy nhiên trong hệ thống 3/9 các Cell cạnh nhau về mặt địa lý là A1 và C3 lại dử dụng các sóng mang liền nhau. Điều này chứng tỏ rằng tỉ số C/A đối với các máy di động hoạt động ở biên giới giữa hai cell A1 và C3 là 0 dB và mặc dù tỉ số này là lớn hơn tỉ số chuẩn của GSM là -9 dB, đây là mức nhiễu cao. Việc sử dụng các biện pháp như nhảy tần, điều khiển công suất động, truyền dẫn gián đoạn là nhằm mục đích giảm tối thiểu các hiệu ứng này. Hình 3.4. Mẫu sử dụng tần số 3/9 PHẦN II: TÌNH HÌNH THỰC TẬP TẠI CƠ SỞ VÀ NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Trong thời gian thực tập tại trung tâm viễn thông Cẩm Thủy nhờ sự hướng dẫn tận tình của các anh ở trung tâm viễn thông Cẩm Thủy và đặc biệt là anh NGUYỄN XUÂN HỌC tổ trưởng tổ viễn thông là người trực tiếp hướng dẫn tận tình cộng với sự nỗ lực của bản thân em đã tiếp thu được nhiều điều bổ ích. Cụ thể nội dung thực tập tại cơ sở bao gồm: - Giới thiệu tổng quan về hệ thống tổng đài. - Cách thức đấu nối cắp đồng và cách đếm dây. - Cách thức lắp đặt một thuê bao cố định, quy trình xử lý một thuê bao cố định bị hỏng. - Cách thức lắp đặt ADSL, quy trinh xử lý thuê bao ADSL bi hỏng. Em xin được trình bày cụ thể như sau: I. GIỚI THIỆU CÁC TRANG THIẾT BỊ ĐƯỢC CUNG CẤP CỦA TỔNG ĐÀI VIỄN THÔNG CẨM THỦY Bao gồm các thiết bị sau: * Các thiết bị phụ trợ để bảo đảm cho tổng đài hoạt động tốt bao gồm: điều hòa, quạt thông gió, hệ thống, hút ẩm, hệ thống điện sinh hoạt, hệ thống chống sét … - Chức năng: giúp cho hệ thống tổng đài hoạt động ổn định, bảo đảm an toàn cho trang thiết bị làm việc. * Các thiết bị chính của tổng đài. 1. ODF (giá phối quang) - Chức năng: Nối các thiết bị với sợi quang. 2. Tổng đài nội hạt (AXE 810 RLU) 3. BTS (gồm BTS mobiphone, BTS vinaphone) 4. Truyền dẫn (quang và viba) - Ở hệ thống này thiết bị phụ trợ là nguần điện - Hệ thống truyền dẫn quang bao gồm: + MA2020 (SMS600T của nhật sản suất với dung lượng 19/23 luồng E1. + Tổng đài erisson 3182 thuê bao. + Bộ AKTELL sử dụng kỹ thuật NGN SDH + Viba DXR dung lượng ¼ cổng (1 sử dụng 4 lắp đặt). + BTS mobiphone HUAWEI sử dụng công nghệ GSM cấu hình 4-4-4. + BTS vinaphone HUAWEI sử dụng công nghệ GSM cấu hình 4-4-4. - 2 bộ HUAWEI hỗ trợ công nghệ 3G của mobiphone. - 2 bộ HUAWEI hỗ trợ công nghệ 3G của vinaphone. 5. MDF: (giá phối dây chính) Bao gồm điểm END và cầu chì: - Điểm END (nối từ tổng đài). - Cầu chì nối với cáp truyền dẫn có tác dụng bảo vệ đường dây. - MDF gồm hai thành phần là thoại (t