Đồ án Qui trình kiểm tra chất lượng trạm BTS

CHƯƠNG 4 CÁC NỘI DUNG KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG TRẠM BTS HỆ THỐNG NGUỒN ĐIỆN CUNG CẤP: Trong quy trình kiểm tra chất lượng của một trạm BTS, độ ổn định của nguồn quyết định rất lớn trong hoạt động của trạm BTS và độ ổn định của chất lượng mạng. Nội dung các bước kiểm tra nguồn điện xoay chiều và acqui cấp cho trạm BTS như sau: NGUỒN XOAY CHIỀU AC Nguyên tắc đấu nối dây nguồn Phải kiểm tra thật kỹ về nguyên tắc đấu nối, thứ tự pha, màu dây theo qui định, kích cỡ dây theo thiết kế và chất lượng mối nối: màu đen là dây trung tính (N), màu đỏ là dây pha (L) và màu vàng/xanh là dây đất (PE). Cách đi cáp: đi bên hông trái tủ BTS và đi từ dưới lên để tránh tình trạng bị nước mưa chảy theo cáp vào vị trí đấu dây. Vị trí đấu cáp nguồn AC: trong hộp đấu nguồn bên hông trái tủ BTS. (Xem hình 4.1). Hình 4.1 – Nhìn chung về vị trí và dây đấu nguồn AC. Các bước đấu dây nguồn AC vào vị trí đấu dây nguồn : Gắn hộp bảo vệ bên ngoài Chú ý trước khi đấu nối nguồn cho tủ thiết bị BTS cần tuân thủ các điều kiện an toàn, các CB của điện lực cấp phải được ngắt (ở vị trí OFF), cần lắp bổ sung các cầu dao đảo để đảm bảo có vị trí đấu điện cho máy nổ, để tránh dòng rò lớn, cần phải đấu đất cho thiết bị trước khi cho thiết bị hoạt động. Đo kiểm tra nguồn Trước tiên ta đo kiểm tra sơ bộ các thông số hệ thống nguồn Công suất thiết kế của tủ nguồn có đủ cung cấp cho toàn bộ thiết bị BTS. Điện áp AC cấp cho tủ nguồn giữa các pha và dây trung tính: N-L1, N-L2, N-L3 phải nằm trong dải 220V ± 10%. Trong đó màu dây theo qui định: dây pha L màu đỏ, dây trung tính N màu đen, dây đất PE màu vàng/xanh. Điện áp giữa trung tính N và đất dưới 5V. Tủ nguồn cho phép hoạt động trong dải điện cho phép: điện áp từ 170-260V, tần số 50Hz. Đóng lần lượt CB của từng Rectifier và kiểm tra trạng thái hoạt động (thông qua đèn áp). Điện áp nạp đệm của từng máy nắn 54V ± 0.5V. Điện áp nạp bù của từng máy nắn 55.5V ± 0.5V. Tải của từng máy nắn khi không đặt chế độ cân bằng phải lệch nhau không quá 15%. Điện áp ngắt cao (High Voltage Shutdown) của từng máy nắn là 59V. Đóng CB của tất cả các mô đun thiết bị, kiểm tra trạng thái hoạt động của mô đun tương ứng thông qua đèn báo. Ta thực hiện ngắt điện từng pha (L1,L2,L3), kiểm tra cảnh báo và chế độ bảo vệ của tủ nguồn. Đóng cầu dao AC của tủ nguồn, xem thử toàn bộ thiết bị BSC vẫn hoạt động bình thường không. Kiểm tra cảnh báo sự cố của từng bộ nắn Rectifier (Thực hiện tắt bật luân phiên các Rectifier kiểm tra trạng thái thiết lập/ Xóa cảnh báo). Kiểm tra tủ nguồn thiết lập được cảnh báo điện áp thấp (Low Voltage Arlam_LVA) có ở mức 48V và cảnh báo điện áp cao (High Voltage Arlam_HVA) có ở mức 58.5V. Kiểm tra mức ngắt điện áp thấp (Low Voltage Disconnect_LVD) được thiết lập có ở mức 42.5V. Kiểm tra bộ điều khiển thiết bị nguồn có hoạt động tốt không. Kiểm tra đèn hiển thị và các cảnh báo của hệ thống nguồn có hoạt động bình thường không. HỆ THỐNG NGUỒN DC Kiểm tra cực tính của các thanh 0V và -48V phải tương ứng với cực tính của ac-qui. Cực âm (-) của mỗi tổ ac-qui nối vào cầu chì. Cực dương nối vào thanh 0V. Màu dây theo qui định: + Dây đen : 0V + Dây xanh : -48V Điện áp ra tủ nguồn DC: từ -52 VDC đến -58 VDC. Ta xét loại ac-qui Power Safe 450AH với điện áp nạp đệm là 2.25-2.30V, điện áp nạp bù là 2.42-2.48V, số lượng acqui lắp đặt là 24 cell. Đo điện áp của từng ac-qui, phải có điện áp khoảng 2V. Kiểm tra điện áp của mỗi tổ ac-qui: phải đảm bảo khoảng 50V. (Với số lượng ac-qui lắp đặt là 24 cell). Đo điện áp phóng nạp ac-qui trong 8 tiếng đồng hồ. Sau quá trình đo thu được kết quả đo điện áp phóng nạp ở mỗi cell của một tổ ac-qui và tổng kết lại, ta được kết luận về chất lượng ac-qui. (Xem hình 4.2). Cell Ban đầu 30’ 1h 2h 3h 4h 5h 1 2.04 2.04 1.99 1.97 1.94 1.91 2 2.05 2.04 2.03 2.01 1.98 1.96 3 2.04 2.04 2.03 2.01 1.98 1.96 4 2.02 2.03 2.02 2.01 1.97 1.95 5 2.01 2.03 2.02 2.00 1.97 1.95 6 2.01 2.04 2.03 2.00 1.98 1.96 7 2.01 2.04 2.03 2.01 1.98 1.96 8 1.98 2.02 2.01 1.99 1.96 1.94 9 2.00 2.04 2.03 2.00 1.98 1.96 10 2.00 2.03 2.03 2.00 1.98 1.95 11 2.01 2.04 2.03 2.01 1.98 1.96 12 2.01 2.03 2.03 2.00 1.98 1.95 13 2.01 2.03 2.02 2.00 1.97 1.95 14 2.02 2.04 2.03 2.01 1.98 1.96 15 2.01 2.03 2.02 1.99 1.97 1.95 16 2.02 2.04 2.03 2.00 1.98 1.95 17 2.02 2.03 2.02 2.00 1.98 1.95 18 2.02 2.04 2.03 2.01 1.98 1.95 19 2.03 2.04 2.03 2.01 1.98 1.96 20 2.02 2.04 2.03 2.00 1.98 1.95 21 2.03 2.04 2.03 2.00 1.98 1.96 22 2.03 2.04 2.04 2.01 1.98 1.96 23 2.02 2.03 2.02 2.00 1.98 1.95 24 2.02 2.04 2.03 2.00 1.97 1.95 Tổng 48.4 48.7 48.5 47.9 47.3 46.7 Hình 4.2 - Kết quả đo điện áp phóng nạp của một tổ ac-qui. CÔNG SUẤT PHÁT: PHƯƠNG PHÁP ĐO CÔNG SUẤT PHÁT CAO TẦN Các linh kiện cơ bản VCO (Voltage Control Oscillator) Đây là thiết bị tạo ra tín hiệu cao tần có tần số điều khiển được bằng điện áp. - Nguồn cung cấp: 15V DC - Tần số phát: 2,4 – 3,7GHz - Công suất phát: 10mW, tối thiểu - Tầm biến thiên công suất: ± 1,5dB, tối đa - Tầm điện áp điều khiển tần số: 2V DC ( 2,4Ghz ) – 30V DC ( 3,7 Ghz). Circulator Circulator là một thiết bị quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền dẫn vô tuyến. Họat động của nó dựa trên tính chất không thuận nghịch của vật liệu Ferrite : là vật liệu không có tính dẫn điện – nhiệt, có độ thẩm từ và hằng số điện môi cao. Hình vẽ bên dưới mô tả cấu tạo của bộ circulator, gồm một hốc có 3 ngõ vào với lõi ferrite bị từ hóa đựơc đặt chính giữa tạo ra hiệu ứng trong quá trình truyền dẫn năng lượng qua các cổng như sau : tín hiệu có năng lượng P1 đi vào cổng 1 và đi ra tại cổng 2 và ra tại cổng 3 (P3 ~ 0). Ta gọi cổng 2 được ghép với cổng 1, và cổng 3 là cổng cách ly đối với cổng 1. Tương tự, tín hiệu vào cổng 2 sẽ đi ra tại cổng 3, và vào cổng 3 thì ra cổng 1. Do đó trên ký hiệu của bộ circulator luôn có hình mũi tên xác định chiều truyền tín hiệu. Thông thường, suy hao truyền dẫn qua các cổng ghép (ví dụ 1 sang 2) thường là -0,5dB trong khi hệ số cách ly (suy hao khi tín hiệu đi từ một cổng đến cổng cách ly với nó) là từ -20dB đến -30dB. Ta sẽ có : Suy hao truyền dẫn Hệ số cách ly Circulator được dùng cho phép anten có thể dùng 2 hướng thu và nhận. Circulator dùng như một isolator. Circulator dùng như bộ phân kênh tín hiệu. Bộ thu Crystal Detector Bộ phận này dùng biến đổi tín hiệu cao tần thành tín hiệu DC có độ lớn có thể xác định bằng volt kế số thích hợp. Từ giá trị này, dùng bảng biến đổi đi kèm để xác định giá trị công suất của tín hiệu. Độ nhạy của nó nhỏ hơn 0,5mV/1mW và dùng xác định mức công suất trong tầm từ 1mW đến 30mW. Diode Crytal Detector dùng trong bộ kit MST532 được thiết kế để phối hợp tối đa với trở kháng 50Ω đường dây và với tín hiệu constant wave ở ngõ vào để tạo ra điện áp DC có thể đo chính xác bằng một thiết bị đo điện áp số. Từ các giá trị điện áp thu được tra bảng của Detector đó để xác định công suất của tín hiệu tới. Mạch tương đương của thiết bị : Do ảnh hưởng của diod schottky làm điện áp ngỏ ra thể hiện trên voltmeter có giá trị âm. Ứng dụng các linh kiện để đo công suất phát cao tần Mô hình mạch được thiết lập với một VCO phát tín hiệu cao tần, qua một Circulator với cổng 3 được gắn tải phối hợp, tín hiệu qua chân 2 đi đến bộ thu tách sóng D, biến đổi tín hiệu cao tần thành tín hiệu DC, có thể đo được bằng VOM số (DVM). Từ những giá trị đo được, sử dụng bảng biến đổi đi kèm, ta sẽ xác định được công suất của tín hiệu cao tần mà không phải đo công suất cao tần một cách trực tiếp. (Xem hình 4.3). Hình 4.3 - Đo công suất cao tần thông qua Circulator và Crystal Detector. Ta có được bảng kết quả sau nhiều lần đo và tra bảng công suất. Nhận xét là công suất ngõ ra của tín hiệu không có quan hệ tuyến tính với tần số phát của tín hiệu (điện áp nguồn không đổi) do đáp ứng của các linh kiện trong mạch khác nhau thì khác nhau và phụ thuộc phi tuyến với tần số tín hiệu. KẾT QUẢ ĐO CÔNG SUẤT PHÁT TRÊN TỦ THIẾT BỊ BTS Tiêu chuẩn đánh giá : Chế độ GMSK: 21W ± 1W Chế độ EDGE : 14W ± 1W Độ lệch công suất các TRX trong cùng một cell cho phép là 1W. Ta có bảng kết quả công suất trên nóc tủ băng tần 900MHz trong một lần đo kiểm nghiệm. (Hình 4.4). TRU # Loại DTRU(900 or 1800) / serial_number Công suất phát (Watt) Đạt Không đạt GMSK EDGE TRU 0 cell 1 20.24 P TRU 1 20.05 P TRU 2 20.30 P TRU 3 20.80 P TRU 4 cell 2 20.54 P TRU 5 21.45 P TRU 6 20.20 P TRU 7 21.10 P TRU 8 cell 3 20.40 P TRU 9 21.40 P TRU 10 20.57 P TRU 11 21.35 P Hình 4.4 - Bảng kết quả đo công suất phát trên tủ thiết bị BTS. Dựa vào bảng kết quả, ta nhận thấy giá trị công suất phát trong từng lần đo của mỗi cell với những đơn vị thu phát vô tuyến TRU là phù hợp với yêu cầu đặt ra. KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ BTS: Kiểm tra cuộc gọi trên từng channel của TRX Ta thực hiện cuộc gọi trên từng kênh của các TRX, ghi rõ tên kênh nếu là BCCH hoặc SDCCH. Sử dụng phần mềm TEMS Investigation GSM để kiểm tra chất lượng trên 8 kênh trong cả 3 cell. Trên phần mềm test này, chúng ta có thể ép những kênh BCCH và TCH cho trước, theo đó ta sẽ test từng trường hợp cần thiết. (Xem hình 4.5). Hình 4.5 - Dùng phần mềm TEMS kiểm tra cuộc gọi trên từng kênh. Ta thử những trường hợp cẩn kiểm tra, trên phần mềm TEMS, khi chất lượng kênh được test tốt thì sẽ hiện màu xanh, còn chất lượng không tốt sẽ hiện màu đỏ. Dựa vào đó ta có được bảng kết quả. (Xem hình 4.6). Với kênh chất lượng xấu, ta đánh dấu chéo. C 1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Cell1 TRU900 BCCH SDCCH SDCCH P P PDCH PDCH PDCH TRU900 P P X P P P P P TRU900 SDCCH SDCCH X P P P P X TRU900 P X P P P P X TRU1800 P P X P P P P P TRU1800 P P X P P P P P TRU1800 P P X P P P P P TRU1800 P P X P P P P P Cell2 TRU900 BCCH SDCCH SDCCH P P P P P TRU900 P P P P P P P P TRU900 SDCCH SDCCH P P P P P P TRU900 P P P P P P P P TRU1800 P P P P X P P P TRU1800 P P P P P P P P TRU1800 P P P P P P P P TRU1800 P P P P P P P P Cell3 TRU900 BCCH SDCCH SDCCH P P PDCH PDCH PDCH TRU900 P P P P P P P P TRU900 SDCCH SDCCH P P P P P P TRU900 P P P P P P P P TRU1800 X P P X X X P X TRU1800 X P P X X X P X Hình 4.6 - Bảng kết quả thu được trên từng kênh. Kiểm tra hoạt động của các card trong BTS Mục test Chi tiết test Yêu cầu Khả năng On-site maintanence của thiết bị BTS Đổi địa chỉ IP của Laptop thành 129.12.15.16, dùng LAN cable kết nối giữa Laptop và BTS. Dùng chương trình „ Site Maintanence Terminal System“, địa chỉ IP của BTS là 129.12.15.15 Laptop (LMT) log in vào BTS có thể thao tác vận hành và bảo dưỡng giống như truy nhập từ OMC Kiểm tra trạng thái đồng bộ của BTS Xem trạng thái đèn PLL trên card DTMU. OFF: clock lỗi, ON: Free-run, Nháy nhanh (0.125s): Pull-in, Nháy chậm: lock Kiểm tra trạng thái hoạt động và cuộc gọi thoại của BTS trong chế độ Free-run Kiểm tra trạng thái hoạt động và cuộc gọi thoại của BTS trong chế độ Lock Kiểm tra việc chuyển đổi chế độ đồng bộ mà không làm gián đoạn dịch vụ thoại Đo đồng hồ dao động nội của BTS Cắm máy đo vào cổng T2M của card DTMU, bật máy đo chờ khoảng 30 phút rồi tiến hành đo. Kết quả đo đồng hồ nằm trong khoảng cho phép theo mô tả của thiết bị: 2MHz ± 4.6 PPM Test cảnh báo của thiết bị Đưa cảnh báo về OMC và LMT Tạo một lỗi trên thiết bị BTS, kiểm tra cảnh báo đưa về OMC và LMT Cảnh báo ngoài Test bằng cách ngắn mạch các cổng. Các cổng thu thập cảnh báo ngoài từ số 1 đến số 8 có hoạt động và hiện thị đúng nội dung định nghĩa Khả năng chịu lỗi truyền dẫn Tạo ra lỗi truyền dẫn (BER) trên giao diện Abis, tăng dần tỷ lệ lỗi lên đến 10-6 Kết nối giữa BTS và BSC hoạt động tốt khi BER ≤ 10-6 Khả năng hồi phục khi xảy ra lỗi Khoá TRX trên đó có BCCH, sau 2-5 phút kênh BCCH tự chuyển sang TRX khác trong cùng cell Sau khi unlock TRX này, BCCH sẽ tự động chuyển lại TRX trước đó Ngắt truyền dẫn giữa BTS và BSC trong khoảng 5 phút rồi nối lại Xuất hiện alarm LAPD_OML alarm trên OMC, khi nối lại truyền dẫn, alarm này tự clear Tắt nguồn toàn bộ thiết bị BTS rồi bật lại Chỉ thực hiện bài test này trên một số BTS. Thời gian từ khi bật nguồn đến khi thực hiện được cuộc gọi tối thiểu là 5 phút. Khi số TRX nhiều lên thời gian này sẽ dài hơn TRẠNG THÁI LED CỦA CÁC CARD CHÍNH: Thông thường khi có một sự cố xảy ra đối với một trạm BTS trước tiên khi tới trạm ta phải quan sát trạng thái Led của một số card chính trong tủ BTS. Trạng thái LED của card SUMA Trạng thái LED của card ANC Trạng thái LED của card TRE Dựa vào trạng thái LED của một số card này ta có thể biết được một số lỗi của một số card và tìm cách khắc phục ngay. CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ: Ở luận văn này ta chỉ xét tín hiệu thoại chứ không tìm hiểu về dịch vụ GPRS/EDGE. KIỂM TRA CUỘC GỌI THOẠI Trên mỗi cell, ta thực hiện ít nhất liên tiếp 10 cuộc gọi, và ghi rõ kết quả thử, ở đây ta lần lượt thực hiện trong 3 trường hợp, thời gian cuộc gọi mỗi trường hợp là 30 giây. Thuê bao trong cùng một trạm BTS. Thuê bao trong cùng một sự quản lý của một MSC. Thuê bao giữa 2 BSC trong cùng một MSC. KIỂM TRA CUỘC GỌI PHÂN TẬP Cách kiểm tra: Thực hiện một cuộc gọi trong TRX đang kiểm tra. Tháo jumper Rx ra khoảng 5 giây rồi lặp lại. Tháo jumper RxD ra khoảng 5 giây rồi lặp lại. Yêu cầu : Cuộc gọi không bị rớt trong suốt quá trình kiểm tra. KIỂM TRA CUỘC GỌI CÓ CHUYỂN GIAO BÊN TRONG CELL (INTER_CELL_HANDOVER) Tiến hành kiểm tra các cuộc gọi Inter_cell_Handover hai chiều với tất cả các cell có trong neighbour list. Ở đây ta xét kết quả trong một lần kiểm tra chất lượng HO giữa 3 cell : 43081/43082/43083. (Xem hình 4.7). TT Cell_A=43081 Kết quả Cell_A=43082 Kết quả Cell_A=43083 Kết quả Neighbours A Neighbours A Neighbours A 43082 ok 43081 ok 43081 Ok 43083 ok 43082 ok 43082 Ok 43022 ok 43112 Ok 43052 Ok 43142 ok 43113 Ok 43282 Ok 43221 Ok 43113 Ok 43183 ok Hình 4.7 - Kết quả thử Handover giữa 3 cell liên tiếp. Một số tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng dịch vụ. Tỷ lệ thiết lập thành công cuộc gọi (Call Setup Success Rate): - Giá trị yêu cầu: ≥ 95 % đối với tất cả các cell thuộc vùng kín. ≥ 92 % đối với tất cả các cell thuộc vùng hở. Tỷ lệ cuộc gọi rớt mạch (Drop Call Rate): - Giá trị yêu cầu: ≤ 1 % đối với tất cả các cell thuộc vùng kín. ≤ 3 % đối với tất cả các cell thuộc vùng hở. Tỷ lệ handover thành (Handover Success Rate): - Giá trị yêu cầu: ≥ 95 % đối với tất cả các cell thuộc vùng phủ kín. (Không đánh giá chỉ tiêu này với các cell hở).