Tìm hiểu xây dựng và lắp đặt trạm phát sóng BTS

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

1

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

2

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................................................ 1

MỤC LỤC ...................................................................................................................................................... 2

CHƯƠNG 1..................................................................................................................................................... 5

TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG...................................................................................... 5

1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG................................................................. 6

1.1.1 Cấu trúc, các thành phần chức năng hệ thống thông tin di động tổ ong GSM/ GPRS........... 7

Các dịch vụ cơ bản của mạng 2G và 2,5G............................................................................................11

1.1.2 Cấu trúc, các thành phần chức năng hệ thống 3G.................................................................11

2.1.1 Lý thuyết trung kế (trunking theory).....................................................................................13

2.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP ĐÃ VÀ ĐANG SỬ DỤNG: ......................17

2.2.1 Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA):........................................................................18

2.2.2 Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA):...................................................................18

2.2.3 Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA):............................................................................19

2.2.4 So sánh các công nghệ FDMA, TDMA với CDMA ứng dụng trong thông tin di động tế bào:

20

2.3 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG DI ĐỘNG VMS .............................................................................24

CHƯƠNG 2....................................................................................................................................................28

CẤU TẠO VÀ NGYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ BTS VÀ NODEB ..........................................28

2.1 THIẾT BỊBTS 2G ...........................................................................................................................29

2.1.1 Nguyên lý hoạt động của các khối trong BTS Alcatel ............................................................31

2.1.2 Nguyên lý hoạt động của các khối trong BTS Ericsson..........................................................35

2.2 THIẾT BỊ NODEB 3G.....................................................................................................................46

2.2.1 Nguyên lý hoạt động của các khối trong NodeB NSN............................................................48

2.2.1.1 Giới thiệu hệ thống .................................................................................................................49

2.2.1.2 Khối System............................................................................................................................50

2.2.1.3 Khối RF...................................................................................................................................52

2.2.1.4 Khối RRH ...............................................................................................................................54

2.2.1.5 Khối cấp nguồn FPMA (Flexi Power Module).......................................................................55

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của các khối trong NodeB Ericsson......................................................55

2.2.3 Nguyên lý hoạt động của các khối trong NodeB Huawei .......................................................58

CHƯƠNG 3....................................................................................................................................................63

TRUYỀN DẪN ..............................................................................................................................................63

3.1 PHÂN LOẠI THIẾT BỊ...................................................................................................................64

3.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC KHỐI TRONG THIẾT BỊ TRUYỀN DẪN

64

3.2.1 Thiết bị vi ba...........................................................................................................................64

3.2.2 Một số thiết bị truyền dẫn khác..............................................................................................70

CHƯƠNG 4....................................................................................................................................................73

CƠ SỞ HẠ TẦNG VÀ CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ......................................................................................73

4.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC KHỐI TRONG HỆ THỐNG NGUỒN ACQUI..............74

4.1.1 CẤU TRÚC.....................................................................................................................................74

4.1.2 Đặc tính...................................................................................................................................74

4.1.3 Nguyên tắc hoạt động .............................................................................................................74

4.1.4 Các tham số kỹ thuật liên quan ..............................................................................................75

4.2 HỆ THỐNG TIẾP ĐỊA....................................................................................................................75

4.2.2 Cấu trúc hệ thống tiếp đất......................................................................................................76

4.2.3 Đấu nối hệ thống tiếp đất........................................................................................................76

4.2.4 Điện trở tiếp đất......................................................................................................................78

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

3

4.2.5 Mạng tiếp đất..........................................................................................................................78

4.2.6 Điện cực tiếp đất.....................................................................................................................79

4.3 CHỐNG SÉT....................................................................................................................................79

4.3.2 Cấu trúc hệ thống chống sét trạm BTS ..................................................................................79

4.3.3 Chống sét cột an ten................................................................................................................80

4.3.4 Chống sét nhà trạm.................................................................................................................81

4.3.5 Thiết bị chống sét lan truyền theo cáp tín hiệu ......................................................................81

4.3.6 Thiết bị chống sét lan truyền theo đường dây tải điện...........................................................82

4.3.7 Chống sét cáp nguồn DC và các thiết bị RF lắp đặt ngoài trời..............................................83

4.4 CỘT ANTEN....................................................................................................................................83

4.4.1 Phân loại .................................................................................................................................83

4.4.2 Yêu cầu kỹ thuật.....................................................................................................................84

4.5 ĐIỀU HÒA, THÔNG GIÓ...............................................................................................................86

4.5.1 Điều hòa ..................................................................................................................................86

4.5.2 Thông gió khẩn cấp.................................................................................................................88

4.6 PHÒNG CHÁY, CHỮA CHÁY.......................................................................................................89

4.6.1 Phòng cháy..............................................................................................................................89

4.6.2 Phương tiện chữa cháy tại chỗ................................................................................................89

4.7 QUY ĐỊNH VỀ THIẾT KẾ NHÀ TRẠM........................................................................................90

4.7.1 Phân loại nhà trạm BTS .........................................................................................................91

4.7.2 Diện tích phòng máy ...............................................................................................................91

4.7.3 Vị trí đặt trạm.........................................................................................................................92

4.7.4 Kiến trúc phòng máy ..............................................................................................................92

4.7.5 Phòng máy phát điện ..............................................................................................................94

4.7.6 Phòng acqui.............................................................................................................................94

4.7.7 Trạm BTS Shelter...................................................................................................................95

CHƯƠNG 5....................................................................................................................................................97

MỘT SỐ LỖI TRẠM VÀ CÁCH KHẮC PHỤC SỰ CỐ TRẠM BTS THƯỜNG GẶP.............................97

5.1 MỘT SỐ LỖI TRẠM BTS...............................................................................................................97

5.1.1 Lỗi lắp đặt và ảnh hưởng gián tiếp tới chất lượng mạng .......................................................97

5.1.2 Lỗi thi công hệ thống tiếp đất chống sét.................................................................................97

5.1.3 Lỗi lắp đặt cáp và các thiết bị trong nhà trạm .......................................................................97

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT.............................................................................................................................99

PHỤ LỤC 1..................................................................................................................................................101

QUY TRÌNH LẮP ĐẶT THIẾT BỊ............................................................................................................101

ERICSSON RBS 2216 V2 VÀ NGUỒN DELTA........................................................................................101

LẮP ÐẶT THIẾT BỊINDOOR...............................................................................................................102

LẮP ĐẶT THIẾT BỊ OUTDOOR...........................................................................................................108

LẮP ÐẶT NGUỒN DELTA....................................................................................................................111

MỘT SỐ LỖI LẮP ĐẶT.........................................................................................................................117

PHỤ LỤC 2..................................................................................................................................................121

QUY TRÌNH LẮP ĐẶT THIẾT BỊ............................................................................................................121

NODE B NSN ..............................................................................................................................................121

LẮP ĐẶT THIẾT BỊINDOOR...............................................................................................................122

LẮP ĐẶT THIẾT BỊ OUTDOOR...........................................................................................................127

LẮP ĐẶT THIẾT BỊ FEEDERLESS......................................................................................................128

PHỤ LỤC 3..................................................................................................................................................130

VẬN HÀNH KHAI THÁC..........................................................................................................................130

THIẾT BỊ TRUYỀN DẪN PASOLINK V4................................................................................................130

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

4

CẤU TRÚC PHẦN CỨNG .....................................................................................................................131

1. CẤU TẠO CHUNG : ...........................................................................................................................131

2. CÁC LOẠI CẤU HÌNH :......................................................................................................................131

3. CHI TIẾT CÁC KHỐI CHÍNH :..................................................................................................................132

CÀI ĐẶT PHẦN MỀM PNMT (PASOLINK NETWORK MANAGEMENT TERMINAL) ...............................154

SỬ DỤNG PNMT....................................................................................................................................160

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

5

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ

MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Từ khi ra đời cho đến nay thông tin di động đã trở thành một ngành công

nghiệp viễn thông phát triển nhanh nhất. Để đáp ứng các nhu cầu về chất lượng và

dịch vụ ngày càng nâng cao, thông tin di động không ngừng được cải tiến. Đến nay

thông tin di động đã trải qua nhiều thế hệ. Chương này sẽ giới thiệu về tiến trình phát

triển của mạng di động nói chung và sau đó đi sâu trình bày các mạng di động VMS.

Nội dung chương bao gồm:

 Tổng quan về hệ thống thông tin di động

 Tổng quan về hệ thống thông tin di động VMS.

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

6

1.1TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Thông tin di động là hệ thống liên lạc thông qua sóng vô tuyến, có khả năng vừa di

chuyển vừa liên lạc được. Các dịch vụ của hệ thống thông tin di động cho đến đầu

những năm 1960 mới xuất hiện. Các hệ thống này chưa tiện lợi và dung lượng rất thấp

so với các hệ thống hiện nay. Cùng với quá trình phát triển của công nghệ, ứng dụng

khoa học kỹ thuật vào sản phẩm, hệ thống thông tin di động ngày càng hoàn thiện

mang lại nhiều dịch vụ nâng cao, phục vụ nhu cầu giao tiếp của con người, mang lại

nhiều tiện ích hơn cho người sử dụng. Tóm tắt quá trình phát triển từ các thế hệ thông

tin di động sơ khai đến hệ thống thông tin di động như ngày nay được trình bày trong

hình dưới đây.

Hình 1. 1 Tổng kết quá trình tiến hoá của các nền tảng thông tin di động từ thế hệ một

đến thế hệ ba.

Bảng 1. 1 Tổng kết các thế hệ thông tin di động TACS

NMT (900) GSM(900)

GSM(1800)

+GPRS ETSI UMTS/WCDMA WCDMA/HSDA TDSCDMA WCDMA/TDD WCDMA/FDD GSM (1900)

IS-136 (1900) +GPRS

IS-95 CDMA (J-STD-008) (1900) EDGE

IS-136 TDMA (800) AMPS IS-95 CDMA (800) CDMA 2000 3x cdma200 1x EV-DV

1G 2G 2,5G 3G

EDGE tăng cường

cdma 2000 1x cdma1x EVDO NTT PDC/PDC-P ARIB WCDMA (Nhật) 1985 1989 1995 2001 2003 2004+

CDMA1x EV-DO cdma 2000 1x EV-DV

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

7

Thế hệ thông

tin di động

Hệ thống Dịch vụ chung Chú thích

Thế hệ 1 (1G) AMPS,

TACS, NMT

Tiếng thoại FDMA, tương tự

Thế hệ 2 (2G) GSM, IS-136

IS-95

Chủ yếu cho tiếng thoại

kết hợp với dịch vụ bản

tin ngắn.

TDMA hoặc CDMA, số,

băng hẹp (8-13 kbps).

Trung gian

(2,5)

GPRS,

EDGE,

cdma2000

1

Trước hết là tiếng thoại

có đưa thêm các dịch vụ

số liệu gói.

TDMA (kết hợp nhiều

khe hoặc nhiều tần số),

CDMA, sử dụng chồng

lên phổ tần của thế hệ hai

nếu không sử dụng phổ

tần mới, tăng cường

truyền số liệu gói cho thế

hệ hai.

Thế hệ ba

(3G)

cdma2000,

W-CDMA

Các dịch vụ tiếng và số

liệu gói được thiết kế để

truyền tiếng và số liệu đa

phương tiên

Là nền tảng thực sự thế hệ

ba.

CDMA, CDMA kết hợp

TDMA, băng rộng (tới 2

Mbps), sử dụng chồng lấn

lên thế hệ hai hiện có nếu

không sử dụng phổ tần

mới.

1.1.1 Cấu trúc, các thành phần chức năng hệ thống thông tin di động tổ ong

GSM/ GPRS

Mạng di động GSM

GSM là mạng thông tin di động số đầu tiên được xây dựng trên phương pháp đa

truy nhập TDMA. Một hệ thống GSM được tổ chức thành ba phần tử chính: MS, hệ

thống con trạm gốc (BSS: base station subsystem) và hệ thống con chuyển mạch (SS:

switching subsystem ) như trên Error! Reference source not found. 1.2.

 Trạm di động (MS):

Trạm di động (MS) bao gồm điện thoại di động và một thẻ thông minh xác

thực thuê bao (SIM). SIM cung cấp khả năng di động cá nhân, vì thế người sử

dụng có thể lắp SIM vào bất cứ máy điện thoại di động GSM nào truy nhập vào

dịch vụ đã đăng ký. Mỗi điện thoại di động được phân biệt bởi một số nhận dạng

điện thoại di động IMEI (International Mobile Equipment Identity). Card SIM

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

8

chứa một số nhận dạng thuê bao di động IMSI (International Subcriber Identity) để

hệ thống nhận dạng thuê bao, một mật mã để xác thực và các thông tin khác. IMEI

và IMSI hoàn toàn độc lập với nhau để đảm bảo tính di động cá nhân. Card SIM có

thể chống việc sử dụng trái phép bằng mật khẩu hoặc số nhận dạng cá nhân (PIN).

SIM

ME

BTS

BTS BSC BTS

BTS BSC

BSS

BSS

VLR HLR AuC EIR

MSC Mạng báo hiệu số 7

SMS-GMSC PTSN ISDN CSPDN PSPDN SS

Trạm di động (MS) Hệ thống con trạm gốc (BSS) Hệ thống con chuyển mạch (SS) Um Abis A

Hình 1. 2 Kiến trúc mạng GSM.

 Hệ thống con trạm gốc (BSS):

Hệ thống trạm gốc gồm có hai phần Trạm thu phát gốc (BTS: base transceiver

station: trạm thu phát gốc) và Trạm điều khiển gốc (BSC: base station controller). Hai

phần này giao tiếp với nhau qua giao diện Abis, cho phép các thiết bị của các nhà cung

cấp khác nhau có thể "bắt tay" nhau được.

Trạm thu phát gốc có bộ thu phát vô tuyến xác định một ô (cell) và thiết lập giao

thức kết nối vô tuyến với trạm di động. Trong một khu đô thị lớn thì số lượng BTS cần

lắp đặt sẽ rất lớn.

Trạm điều khiển gốc quản lý tài nguyên vô tuyến cho một hoặc vài trạm BTS. Nó

thực hiện thiết lập kênh vô tuyến, phân bổ tần số, và chuyển vùng. BSC là kết nối

giữa trạm di động và tổng đài chuyển mạch di động MSC.

 Hệ thống con chuyển mạch (SS):

Thành phần trung tâm của hệ thống mạng là tổng đài chuyển mạch di động MSC.

Nó hoạt động giống như một tổng đài chuyển mạch PSTN hoặc ISDN thông thường,

và cung cấp tất cả các chức năng cần thiết cho một thuê bao di động như: đăng ký, xác

thực, cập nhật vị trí, chuyển vùng, định tuyến cuộc gọi tới một thuê bao roaming

(chuyển vùng). MSC cung cấp kết nối đến mạng cố định ( PSTN hoặc ISDN). Báo

hiệu giữa các thành phần chức năng trong hệ thống mạng sử dụng Hệ thống báo hiệu

số 7 (SS7).

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

9

Bộ ghi địa chỉ thường trú HLR (home location register) và Bộ ghi địa chỉ tạm trú

VLR (visitor location register) cùng với tổng đài chuyển mạch di động MSC cung cấp

khả năng định tuyến cuộc gọi và roaming cho GSM. HLR bao gồm tất cả các thông tin

quản trị cho các thuê bao đã được đăng ký của mạng GSM, cùng với vị trí hiện tại của

thuê bao. Vị trí của thuê bao thường dưới dạng địa chỉ báo hiệu của VLR tương ứng

với trạm di động. Chỉ có một HLR logic cho toàn bộ mạng GSM mặc dù nó có thể

được triển khai dưới dạng cơ sở dữ liệu phân bố.

Trung tâm nhận thực (AuC: authentication center) được đặt tại HLR và là một

trong những nơi phát đi các thông số an ninh quan trọng nhất vì nó đảm bảo tất cả các

thông số cần thiết cho nhận thực và mật mã hóa giữa MS và BTS.

Mục đích của EIR (equipment identity register: bộ ghi nhận dạng thiết bị) là để ghi

lại nhận dạng số máy của thiết bị di động để chống mất cắp máy. Nói một cách khác

EIR chứa các số seri máy của tất cả các máy di động và đánh dấu số máy bị mất hoặc

bị ăn cắp mà hệ thống sẽ không cho phép. Các người sử dụng sẽ được nhận dạng là

đen (không hợp lệ) trắng (hợp lệ) hay xám (bị nghi ngờ).

Bộ ghi địa chỉ tạm trú bao gồm các thông tin quản trị được lựa chọn từ HLR, cần

thiết cho điều khiển cuộc gọi và cung cấp dịch vụ thuê bao, cho các di động hiện đang

ở vị trí mà nó quản lý. Mặc dù các chức năng này có thể được triển khai ở các thiết bị

độc lập nhưng tất cả các nhà sản xuất tổng đài đều kết hợp VLR vào MSC, vì thể việc

điều khiển vùng địa lý của MSC tương ứng với của VLR nên đơn giản được báo hiệu.

Chú ý rằng MSC không chứa thông tin về trạm di động cụ thể- thông tin này được

chứa ở bộ ghi địa chỉ.

Mạng di động GPRS

GPRS sử dụng lại mạng truy nhập vô tuyến của GSM để truyền số liệu gói bằng

cách ghép nhiều khe thời gian vào một kênh truyền. Kiến trúc của GPRS được cho trên

Hình 1. 34

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

10

Hình 1. 3 Kiến trúc GPRS.

MS gồm thiết bị đầu cuối (TE:Terminal Equipment) (máy tính PC cầm tay chẳng

hạn) và đầu cuối di động (MT). MS có thể hoạt động trong ba chế độ phụ thuộc vào

khả năng của mạng và máy di động.

 Chế độ A, có thể xử lý đồng thời cả khai thác chuyển mạch kênh lẫn chuyển

mạch gói

 Chế độ B, cho phép MS hoặc ở chế độ PS hoặc ở chế độ CS nhưng không đồng

thời ở cả hai chế độ. Khi MS phát các gói, nếu kết nối CS được yêu cầu thì

truyền dẫn PS tự động được đặt vào chế độ treo

 Chế độ C, cho phép MS thực hiện mỗi lần một dịch vụ. Nếu MS chỉ hỗ trợ lưu

lượng PS (GPRS) thì nó hoạt động ở chế độ C.

Trong BSS, BTS xử lý cả lưu lượng CS và PS. Nó chuyển số liệu PS đến SGSN và

CS đến MSC. Ngoài các tính năng GSM, HLR cũng được sử dụng để xác định xem

thuê bao GPRS có địa chỉ IP tĩnh hay động và điểm truy nhập nào sử dụng để nối đến

mạng ngoài. Đối với GPRS, các thông tin về thuê bao được trao đổi giữa HLR với

SGSN.

SGSN xử lý lưu lượng các gói IP đến và từ MS đã đăng nhập vào vùng phục vụ

của nó và nó cũng đảm bảo định tuyến gói nhận được và gửi đi từ nó.

GGSN đảm bảo kết nối với các mạng chuyển mạch gói bên ngoài như Internet hay

các mạng riêng khác. Nút kết nối với mạng đường trục GPRS dựa trên IP. Nó cũng

chuyển đi tất cả các gói IP và được sử dụng trong quá trình nhận thực và trong các thủ

tục mật mã hóa..

AuC hoạt động giống như mạng GSM. Cụ thể là nó chứa thông tin để nhận dạng

các người được phép sử dung mạng GPRS và vì thế ngăn chặn việc sự sử dụng trái

phép mạng.

EIR MSC/ VLR SMS-GMSC SMS-IWMSC HLR/ AuC

MT BSS SGSN GGSN Internet

SGSN

Um Gb Gf Gs Gd Gr Gc Gn Gi Gp Mạng lõi

TE

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

11

Các dịch vụ cơ bản của mạng 2G và 2,5G

Phân loại thuê bao - Các sản phẩm chính :

 Dịch vụ thoại - Kết nối nhanh thời gian thực(realtime – online)

 Dịch vụ nhắn tin ngắn Short Messages (SMS) : Lưu lại và chuyển đi - không

cần thời gian thực : Tmax = Ti

 Dịch vụ truyền dữ liệu – Dạng gói (packet) : Email; FTP; Web; Wap; Fax;

MMS; Voice mail; Voice Messages; Voice chat

1.1.2 Cấu trúc, các thành phần chức năng hệ thống 3G

Cấu trúc hệ thống 3G sử dụng WCDMA của Mobifone khi triển khai từ GSM 

GPRS/EDGE  WCDMA pha đầu sẽ theo chuẩn 3GPP Release 4 như Hình 1. 45.

Hình 1. 4 Sơ đồ kết nối mạng lõi Mobifone khi triển khai 3G

Trong kiến trúc mạng 3G này, các phần tử mạng được phân thành 3 thành phần:

thiết bị người dùng (UE), mạng vô tuyến UMTS (UTRAN) và mạng lõi (CN). Trong

đó, UE và UTRAN đều bao gồm các giao thức hoàn toàn mới, việc thiết kế chúng dựa

trên nhu cầu của công nghệ vô tuyến WCDMA mới. Còn mạng lõi thì ngược lại, có

các thành phần được kế thừa từ mạng lõi GSM, GPRS/EDGE trước đó.

 Thiết bị người sử dụng (UE):

Thiết bị UE được dùng để giao tiếp với người sử dụng và giao diện vô tuyến.

Nó gồm hai thành phần:

o Thiết bị di động (ME) là đầu cuối vô tuyến sử dụng để giao tiếp vô tuyến

qua giao diện Uu.

o Modul nhận dạng thuê bao UMTS (USIM) là một thẻ thông minh đảm

nhận việc xác nhận thuê bao, thực hiện thuật toán nhận thực, và lưu giữ

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

12

khoá mã mật, khoá nhận thực và một số các thông tin về thuê bao cần

thiết tại đầu cuối.

Các giao diện kết nối trong UE và giữa UE với UTRAN bao gồm:

o Giao diện Cu: Đây là giao diện giữa thẻ thông minh USIM và ME. Giao

diện này tuân theo tiêu chuẩn cho các thẻ thông minh.

o Giao diện Uu: Đây là giao diện vô tuyến WCDMA. Uu là giao diện nhờ

đó UE truy cập được với phần cố định của hệ thống, và đây có thể là

phần giao diện mở quan trọng nhất trong UMTS.

 Mạng truy nhập vô tuyến (UTRAN)

Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN thiết lập tất cả các chức năng liên quan đến

vô tuyến. Nó đứng ở vị trí tương tự như hệ thống BSS ở GSM. Nó gồm 2 thành phần:

o Nút B: chuyển đổi dữ liệu truyền giữa giao diện Iub và Uu. Nó cũng

tham gia vào quản lý tài nguyên vô tuyến.

o Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC): sở hữu và điều khiển nguồn tài

nguyên vô tuyến trong vùng của nó, bao gồm các Nút B kết nối với nó.

RNC là điểm truy cập dịch vụ cho tất cả các dịch vụ mà UTRAN cung

cấp cho mạng lõi.

Các giao diện kết nối mạng UTRAN bao gồm:

o Giao diện Iur: Giao diện mở Iur hỗ trợ chuyển giao mềm giữa các RNC

từ các nhà sản xuất khác nhau, và vì thế bổ sung cho giao diện mở Iu.

o Giao diện Iub: Giao diện Iub kết nối một Nút B và một RNC. Đây là

giao diện mở hoàn thiện giữa bộ điều khiển và trạm gốc đã được chuẩn

hoá. Giống như các giao diện mở khác, Iub thúc đẩy hơn nữa tính cạnh

tranh giữa các nhà sản xuất trong lĩnh vực này.

o Giao diện Iu: Giao diện này kết nối UTRAN tới mạng lõi. Giao diện Iu

gồm: Iu-CS và Iu-PS tương ứng với các giao diện tương thích trong

GSM là giao diện A (đối với chuyển mạch kênh) và Gb (đối với chuyển

mạch gói). Giao diện Iu đem lại cho các bộ điều khiển UMTS khả năng

xây dựng được UTRAN và CN từ các nhà sản xuất khác nhau.

o Giao diện Iu-BC: Giao diện này kết nối RNC với miền quảng bá của

mạng lõi là trung tâm quảng bá cell (Cell Broadcast Center). Giao diện

Iu-BC được dùng để phát thông tin quảng bá tới người dùng di động

trong cell cần quảng bá.

 Mạng lõi (Core Network):

Mạng lõi thực hiện chức năng chuyển mạch và định tuyến cuộc gọi, điều khiển

các phiên truyền và kết nối dữ liệu đến các mạng ngoài.

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

13

Các thành phần của mạng lõi gồm nhiều các thành phần kế thừa từ mạng lõi

GSM và GPRS/EDGE bao gồm: MSC/VLR, G-MSC, SGSN, GGSN, HLR/EIR/AuC.

2.1Lưu Lượng

2.1.1 Lý thuyết trung kế (trunking theory)

M kênh có thể phục vụ nhiều hơn m users  sẽ có nghẽn xuất hiện  xác suất

nghẽn là bao nhiêu là chấp nhận được? (GOS - Grade Of Service, thường 2% cho di

động, 1% cho cố định)

Hai loại hệ thống ghép kênh trung kế thường được sử dụng:

Loại thứ nhất: khi một thuê bao yêu cầu cung cấp dịch vụ nhưng tại thời điểm

đó tất cả các kênh vật lý đã được sử dụng. Thuê bao sẽ bị từ chối dịch vụ, và cuộc gọi

được gọi là nghẽn (blocked) -Blocked Calls Cleared → Circuit Switching Systems:

dịch vụ thoại 2G

Loại thứ hai: sử dụng hàng đợi để lưu yêu cầu của các thuê bao, sau một thời

gian đợi nào đó sẽ gửi lại yêu cầu kết nối khi tài nguyên của hệ thống sẵn có -

Blocked Calls Delayed→ Packet Switching Systems : dịch vụ bản tin ngắn SMS của

2G hoặc các dịch vụ của 3G.

Cấp dịch vụ GoS (Grade of Service): Thể hiện khả năng truy nhập hệ thống tại thời

điểm giờ bận, được đo đạc theo đơn vị Erlang.

Tải lưu lượng / người dùng (Traffic Intensity (User))

AU

   H

AU : Mật độ lưu lượng của một thuê bao

λ: Số yêu cầu cuộc gọi trung bình/1 đơn vị thời gian/thuê bao

H: Thời gian trung bình của một cuộc gọi (duration of call)

Tải lưu lượng / Hệ thống (Traffic Intensity (System))

A=U*AU [Erlang]

A: Mật độ lưu lượng tổng cộng

U: Số người dùng (users)

Tải lưu lượng / kênh (Traffic Intensity (Channel))

ACH=UAU/C [Erlang]

ACH: Mật độ lưu lượng cho một kênh

C: Số lượng kênh được ghép trung kế ( trunked channels)

Công thức Erlang B

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

14  





C

k

k

C

r

k

A

C

A

P Blocking

0

!

!

Trong đó:

-C: Tổng số kênh được ghép trung kế

-A : Tổng lưu lượng yêu cầu của hệ thống

-Pr : Xác suất nghẽn cuộc gọi = GoS = Cấp dịch vụ của hệ thống

• Ứng dụng để tính toán dung lượng hệ thống chuyển mạch kênh.

Ví dụ: một hệ thống tế bào 394 cell với 19 kênh cho mỗi cell.Tìm số người

dùng được hỗ trợ khi blocking là 2%, trung bình có 2 cuộc gọi/giờ và mỗi cuộc gọi

thưc hiện trung bình 3 phút.

Mật độ lưu lượng của một thuê bao: AU=λ*H=2*3/60=0.1 Erlang

Blocking 2%  GOS=0.02, C=19 kênh

Từ bảng Erlang B  tổng sóng mang lưu lượng 12 Erlang

Tổng số người được hỗ trợ trên một cell: U=A/AU=12/0.1=120

Tổng số thuê bao được hỗ trợ bởi hệ thống: 120*394=47280

Cải thiện dung lượng hệ thống

Giá thành của mạng di động tỷ lệ với số trạm BTS và danh thu của hệ thống tỷ

lệ với số khách hàng  tăng lượng khách hàng  tăng dung lượng:

Dùng dải tần mới  rất đắt, hoặc không được phép

Cải thiện cấu trúc: chia cell (cell splitting), chồng cell (cell overlay), dùng

anten sector (sectorizing cell)

Gán kênh động (dynamic allocation of channels  more complex)

Thay đổi công nghệ truy cập (FDMA-TDMA-CDMA)

Chia cell là giảm kích thước cell hiện tại thành nhiều cell có diện tích nhỏ hơn,

giảm chiều cao anten và công suất phát  tăng số lần sử dụng lại tần số.

Đồ án chuyên ngành Tìm hiểu xây dựng các trạm phát sóng BTS

15

Nếu giảm bán kính cell đi ½ thì số lượng cell tăng lên 4 lần.

Ta có:

Pt1 là công suất phát trước khi chia cell

Pt2 là công suất phát sau khi chia cell

Nếu hệ số suy hao đường truyền n=4, công suất thu tại biên của cell mới và cell

cũ là như nhau:

Để đảm bảo SIR thì công suất cell phải giảm đi 16 lần nếu hệ số suy hao đường

truyền n=4.

+ Chồng cell

- Kênh được dùng bởi a thì được dùng ở A nhưng chỉ trong bán kính R/2

- Kênh không được dùng bởi a thì được dùng trong A với cả cell

+ Dùng anten sector (anten định hướng trong vùng với gốc 1200

)