Đề tài Quy hoạch mạng thông tin di động

B1 B3 b2 C1 C3 C2 A1 A3 A2 B1 B3 b2 B1 B3 b2 B1 B3 b2 C1 C3 C2 B1 B3 b2 C1 C3 C2 C1 C3 C2 C1 C3 C2 B1 B3 b2 C1 C3 C2 B1 B3 b2 D3 D1 Đ2 D3 D1 Đ2 A1 A3 A2 D3 D1 Đ2 A1 A3 A2 D3 D1 Đ2 A1 A3 A2 D3 D1 Đ2 A1 A3 A2 C1 C3 C2 B1 B3 b2 C1 C3 C2 B1 B3 b2 C1 C3 C2 A1 A3 A2 D3 D1 Đ2 A1 A3 A2 D3 D1 Đ2 A1 A3 A2 D1 D3 A1 Mô hình 4/12 Mô hình 3/9 C1 C3 C2 B1 B3 b2 A1 A3 A2 A1 A3 A2 C1 C3 C2 C1 C3 C2 A1 A3 A2 C1 C3 C2 A1 A3 A2 B1 B3 b2 A1 A3 A2 B1 B3 b2 A1 A3 A2 B1 B3 b2 C1 C3 C2 A1 A3 A2 B1 B3 b2 A1 A3 A2 B1 B3 b2 C1 C3 C2 A1 A3 A2 B1 B3 b2 C1 C3 C2 B1 B3 b2 A1 A3 A2 A2 C1 C1 C1 E(t)=a(t)´Cos(wt+y(t)) ở đây a(t) chỉ phụ thuộc vào công suất phát mà không phụ thuộc vào nội dung dòng số liệu. Y(t)=Y(0)+SK1´f(-i´T) Với các định nghĩa sau đây: Dòng số liệu là : .... di-1,d1,di+1,... Ki=1 nếu di=di-1 Ki=1 nếu diạdi-1 f(xT)=/ G(x+1/2)-G(x-1/2) / x11/2 T=13/ms Phân tích tần phổ theo trình tự các bít ngẫu nhiên chỉ ra rằng dải tần phổ của nó có dạng như hình sau: 2,0 2,5 1,5 1,0 5,5 -110 -100 70 60 -40 -20 -16 Dải tần phổ rãnh: Độ rộng dải tần chiếm khoảng 900KHz do đó việc chọn việc chọn lựa các kênh trong 1Cell vào Cell lân cận có tần số cách biệt chỏ sẽ sảy ra một sự trùng lặp quá lớn về dải tần phổ. Điều đó dẫn tới cần có một kế hoạch sử dụng tần số một cách khoa học để giảm nhiễu. * Suy hao đường truyền: Là quá trình mà ở đó tín hiệu thu giảm dần do khoảng cách trạm phát và trạm thu ngày càng tăng. Với một Angten cho trước cổng suất phát suy hao đường truyền tỷ lệ với bình phương của dxf với d là khoảng cách và f là tần số. Trong địa hình thành phố suy hao có thể tỷlệ với d4 hoặc hơn thế. Trong môi trường khong gian tự do có thể tính suy hao đường truyền như sau: PL= 20 log(42.dKmfMHz) dB = 32,5 + 20 log fMHz + 20 log dKm dB Với dKm là khoảng cách tính bằng Km fMHz là tần số tính bằng MHz PL là suy hao đường truyển tính bằng dB MS Past Loss (free grace) BTS dkm Như ta đã biết có 3 yếu tố làm ảnh hưởng đến suy hao đường truyền là khoảng cách tăng (như đã nói ỏ trên) ngoài ra còn chịu ảnh hưởng của Phadinh chuẩn Lôgo và Pla đinh nhiều tia (Rayleigh). Công thức tính suy hao đường truyền có tính đến ảnh hưởng của hai loại Pha đinh trên đã được đưa ra trong báo cáo của CCITT 1982: PL = 69,55 + 26,16 log fMHz - 13,28 log h1 - a(h1) + (44,9 - 6,55 log h1) ´ log dKm Với : PL : Suy hao đường truyền tính bằng dB fMHz : tần số tính bằng Mhz h1 Chiều cao của Angten BTS tính bằng mét h2 Chiều cao của Angten MS tính bằng mét a(h2) = (1,1 log P - 0,2) ´ h2 - (1,56 log f - 0,8) dKm Khoảng cách tính bằng Km MS Năm 1968 Okumura một kĩ sư người Nhật đã tìm ra phương pháp tình toán cường độ trường tại điểm thu bằng cách tra đồ thị (Đồ Thị 1). Đồ thị này không sử dụng đến nếu không có các dấu chính với các kiểu khác nhau đối với từng loại địa hình. Trong báo cáo của Okumura đã đưa ra 5 loại địa hình khác nhau: Địa hịnh gần phẳng. Địa hình núi nhấp nhô thấp. Địa hình núi cao. Địa hình thường dốc. Địa hình đất liền và biển. Sau đây là ví dụ của đồ thị hiệu chỉnh từ báo cáo của Okumura. Đồ thị (2,3,4) 100 90 80 60 50 70 40 30 20 10 5 2 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 52dB 200m 150m 100m 70m 50m 30m 1000m 800m 600m 450m 300m Đồ thị 1 BTS Receiver 10% 90% 10Km 500 300 200 100 30 20 40 -30 -10 0 Dh(m) K(dB) 70 Đồ thị 2 BTS h=200m 20 10 0 -10 -20 -30 2 4 6 8 dKm K[dB] 10 A B C A: d1 >= 60 km A: d1 >= 60 km A: d1 >= 60 km Đồ thị 3: K yếu tố hiệu chỉnh địa hình quá cao d1 d Tx d d1 Tx (B) (A) Rx 20 15 10 5 b(d1/d)[%] K[dB] 0 20 40 60 80 100 A B d>60km d<30km Giả sử ta có một số thông số như sau: Tần số: 900MHz Công suất phát: 1Kw Độ cao Angten : 100m Khoảng cách : 100m Với vùng thành phố : ở môi trường tự do ta dùng đồ thị 1 tìm được cường độ trường đạt 84 dB(mV/m) Tính toán theo công thức: 80 dB(mV/m) (Địa hình bằng phẳng có phản xạ mặt đất) Tính theo Okomura : 45 dB(mV/m) Từ đây ta tìm được sự khác nhau về cường độ trường thu cũng như suy hao đường truyền theo từng cách tính khác nhau. Mode dùng Cường độ trường Công suất thu Suy hao đường truyền Tự do 84 dB(mV/m) -52 dBm 112 dB Bằng phẳng 80 dB(mV/m) -56 dBm 116 dB Okomura 45 dB(mV/m) -91 dBm 151 dB Trong bảng trên công suất thu được tính theo công thức: PL(dBm)=E(dB(mV/m))-20* log fMHz - 77,2 * Công thức Okumuza-Hata : Năm 1980 Hata là một kỹ sư điện tử nhật bản đã dựa trên đồ thị vủa Okumuza đã đưa ra một số công thức tính toán suy hao đường truyền như sau: + Trong điều kiện thành phố bình thường L(thành phố)=69,55+26,16*log f -13,82 * log h1 + (44,9-6,55 log h1) * log d Trong đó: f : tần số [Mhz] h1 : độ cao Angten BTS[m] d : khoảng cách [m] + Trong điều kiện ngoại ô có thể dùng công thức: L(ngoại ô)=L(thành phố)-[2*(log(f/28))2 +5,4] + Trong điều kiện quang đãng, không cây cao, không nhà cao tầng có thể dùng công thức: L(bằng phẳng)=L(thành phố)-[4,78*(log f)2-18,83* log f +40,94] Các công thức này hiệu chỉnh cho sát với điều kiện thực tế nhò sử dụng các yếu tố hiệu chỉnh thức hiện trong các đồ thị Okumuza đã trình bày ở trên. * Phân tán thời gian: Phân tán thời gian cũng là trường hợp của truyền lan nhiều đường dẫn do phản xạ. Hệ thống GSM được thiết kế có thể hạn chế phân tán thời gian nhờ sử dụng một bộ cân bằng mà có thể thực hiện cản bằng một số nhất định tín hiệu phản xạ nhưng không phải là tất cả. Bộ cân bằng của GSM có thể đạt được sự cân bằng cho các tín hiệu phản xạ chậm khoảng 4 bít so vơí tín hiệu đến trực tiếp, tương ứng với 15 ms. Tuy nhiên nếu tín hiệu phản xạ mà đến trễ hơn thế thì bộ cân bằng không thể đáp ứng được. Giai đoạn mà bộ cân bằng có thể đáp ứng được gọi là mã số thời gian. Trong cửa sổ thời gian đó sẽ tăng cường độ tín hiệu đến trực tiếp. Tổng các tín hiệu phản xạ có thể nhỏ hơn 15ms phải ít nhất nhỏ hơn 9 lần tổng các tín hiệu trong cửa sổ. Tỉ số này gọi là tỉ số sóng mang trên sóng phản xạ (C/R). C/R được tính bằng tỉ số giữa năng lượng trong cửa sổ và năng lượng ngoài cửa sổ của bộ cân bằng. C/R càng nhỏ thì chất lượng càng kém. Vị trí đặt BTS ảnh hưởng rất lớn đến tỉ số này nên đặt không hợp lí sẽ gậy nên phân tán thời gian lớn. Các vùng có địa hình như miền núi, thành phố nhiều nhà cao tầng, vùng hồ xây dựng nhiều thềm, bậc thường có tỉ số C/R nhỏ. Thông thường tín hiệu phản xạ phải đi qua quãng đường lớn hơn 4,5 Km so với tín hiệu trực tiếp thì mới có trễ hơn 1,5ms tuy nhiên nếu tín hiệu phản xạ đó không mạnh tức là tỉ số C/R lớn hơn 1 số cho phép thì không ảnh hưởng đến vùng sóng phục vụ. Ngược lại nếu tín hiệu phản xạ mạnh nhưng trễ vẫn thuộc của sổ thì sẽ tăng độ mạnh của tín hiệu đi thẳng. Chỉ khi C/R nhỏ phân tán thời gian lớn thì mới có yêu cầu thay đổi vi trí BTS, hoặc dùng phương pháp đặt thêm BTS phụ trợ. Khi sét vấn đề này cân phải căn cứ vào các vị trí cân đối giữa MS và BTS bởi vì mỗi vị trí dù là cách nhau không lớn thì có thể C/R cách nhau rất lớn. * Nhiễu đồng kênh: Nhiễu giao thoa đồng kênh là nhiễu do tín hiệu thu không mong muốn có cùng tần số và tín hiệu thu mong muốn. Tỉ số giữa mức sóng mang không mong muốn là tỉ số nhiễu giao thoa đồng kênh (C/I). Tỉ số này phụ thuộc vào những yếu tố như: + Mẫu sử dụng lại tần số: khoảng cách giữa hai Cell cùng tần số ảnh hưởng lẫn nhau. + Vị trí địa hình. + Các vùng phản xạ địa phương. + Kiểu Angten, tính định hướng, chiều cao Angten. + Các sóng gây nhiễu địa phương có cùng tần số. Tỉ số này gây ảnh hưởng rất mạnh đến chất lượng tín hiệu, dẫn đến sai tín hiệu, giải mã sai gây nên sót cuộc gọi hoặc thất bại trên đường nối vô tuyến. Tiêu chuẩn GSM cho phép C/I nhỏ nhất là 10. Ngoài ra trong thông tin vô tuyến tín hiệu còn bị ảnh hưởng các kênh lân cận là các kênh gần tần số với tín hiệu thu, dải tần của chúng trùng lên nhau ở mức lớn. Trong trường hợp này cũng gây nhiếu gọi là nhiễu giao thoa kênh lân cận (C/A) trong thực tế các tần số của các BTS cùng vị trí thường gây ảnh hưởng cho nhau. Tín hiệu thu được khi đo đạc thường gồm rất nhiều loại tín hiệu và nhiễu như đã kể trên. Khi đo đạc ta có thể xác định tỉ số C/(I+R+A), đánh giá mức độ hoặc lỗi có thể xác định được tỉ số này phải nhờ đến các máy đo chuyên dụng. 2.2.6 Công suất thu phát Nhờ chức năng điều khiển công suất phát mà 1 MS có thể đảm bảo giuy trì hoạt động trong một thời gian dài với nguồn năng lượng nhỏ bé. Mỗi MS có thể công suất lớn nhất là 12 W. Nhưng thông thường một MS cầm tay có công suất 2 W. Do đó khi thiết kế phải tính toán xem BTS có thể thu được tìn hiệu phát của MS ở xa nhất trong vùng phục vụ của Cell hay không. Công suất phát của BTS cũng phải được tính toán đến mặc dù BTS-MS coi như là hai bên thu phát tương đương, nhưng khả năng thu tín hiệu ở BTS và Ms là khác nhau. Các yếu tố đó là: - Angten: Angten phát và thu của BTS và MS hoàn toàn khác nhau ở BTS có thể dùng các Angten như: + Angten đẳng hướng (Ominiderectional Angtena) : Trường sóng bức xạ của Angten ra moi hướng là như nhau + Angten định hướng ( (Un) - Directional Angtena) : loại Angten cho phép thu hoặc phát theo một hướng nhất định. Chúng thường được sử dụng trong các ô Sectouze. Công suất phát tập trung vào một hướng do đó nó có phần phản xạ hoặc phối hợp giữa phản xạ và định hướng. Có hai loại Angten đinh hướng như sau: 1200 3 sector 600 6 sector A : 1200 sector Angtena B : 600 sector Angtena + Angten đa hướng: Đây là hệ thống Angten mà mỗi Angten thưch hiện một mẫu bức xạ phối hợp. Loại đơn giản nhất là Angten 2 hướng được phát di theo 2 hướng ngược nhau. Loại này có khả năng phủ sóng theo dải tần như trục giao thông mà có lưu lượng nhỏ. - Độ khuếch đại Angten phân tạp Angten: G phân tập Phân tập Angten là sử dụng 2 Angten thu độc lập đặt ở vị trí góc thu khác nhau để phối hợp, chon lựa sự đa dạngcủa các mức tín hiệu thu được gây bởi truyền lan đa đường dẫn. Phân tập Angten cải thiện chất lượng tín hiệu trong vùng có môi trường truyền sóng phức tạp. Khả năng có thể tăng tín hiệu thu từ 3á6 dB nhờ sử dụng Angten phân tập. - Độ nhạy cảm của phần thu: Độ nhạy cảm là mức tín hiệu thu thấp nhất mà Angten có thể thu tốt tín hiệu. Thông thường ở BTS độ nhạy cảm thu tín hiệu là 104 dB và ở mức MS thường là 102 dBm PdBm = 10´ log Pw/103 Tuy nhiên nhờ khả năng thu của Angten và phân tập Angten nên công suất bức xạ ở ngoài Angten có thể nhỏ hơn. Công thức cân bằng: Gphân tập[dB] + PBức xạ[dB] = Pmáy thu[dBm] + Lsuy hao cáp feeder[dB] Để thu tín hiệu lên Angten phảt cần sử dụng một hệ thống phối hợp Angten (coupling) phát. Hệ thống này có thể phối hợp 6 sóng mang từ các thiết bị thu phát TRx cho phát trên 1 Angten. Khi qua các thiết bị trên công suất của tín hiệu sẽ bị giảm từ 3á9 dB tuỳ thuộc vào số Combiner mà nó phải đi qua. Nhờ tính toán đến công suất phát tín hiệu ở BTS được chia thành các lớp, các lớp thu phát ở TRx được định nghĩa theo mức tín hiệu lớn nhất mà có thể điều chỉnh: Lớp công suất Công suất lớn nhất (W) 1 230 2 160 3 80 4 40 5 20 6 20 7 5 8 2,5 Căn cứ vào mức công suất phát lớn nhất để điều chỉnh công suất phát cho từng BTS: Trong hệ thống thông tin di đọngtồn tại hai hệ thông truyền sóng đó là: + Uplink từ MS đến mạng thong qua BTS + Downlink từ mạng đến MS thông qua BTS Với công suất phát của MS có thể là 12 W hoặc với 1 MS cầm tay thông thường là 2 W do đó khi tính toán công suất thu phát của BTS phải theo G cân bằng sau đây: PBT[dBm] (Base Transmiter Output Power) Công suất thu của TRx . PMT[dBm] (Mobile Transmiter Power) Công suất phát của MS. PMR[dBm] (Mobile Reciver Power) Công suất thu của MS. GB[dB] (Base Antena Gain) Tăng ích của Angten BTS. GM[dB] ( Mobile Antena Gain) Tăngích của Angten MS. GD[dB] (Diverty Gain) Khuếch đại phân tập Angten. LD[dB] (Propagation Lost) Suy hao đường truyền.ơ LC[dB] (Base Conbner Lost) Suy hao đường truyền qua cáp LBF[dB] (Base Feedz Lost) suy hao qua feedz MS. Công suất thu phát của MS được tính theo công thức: PMG= PBT - LC - LBF + GB - LP + GM - LMF(1) Công của BTS là: PBT = PMT - LMF + GM - LP - GD + GB + LBF (2) Lấy (1)-(2) ta thu được: PBT - LC - LBF + GB - LP + GB - LMF = PMT + GM - LP + GD - LBF Công thức cân bằng có thể được viết lại: PBT = PMT + GD + LC Nếu công suất phát của BTS đều lớn trên công suất phát của MS 1 gia trị đúng bằng tổng của khuếch đại phân tập Angten BTS và suy hao truyền qua cáp. MOBILE [dBm] BTS [dBm] Khuếch đại Angten Công suất Phát Công suất Phát Suy hao đường truyền Suy hao feeder Khuếch đại phân tập Angten Công suất thu Công suất thu Khuếch đại Angten Lưu đồ cân bằng: Tuy nhiên trong thực tế công suất thu của BTS và MS khác nhau do đó công suất cân bằng trên có thể viết lại: PBT = MT + GD + LC + PMR - PBR Ví dụ tính công suất cho BTS với các thông số sau: PBR = - 104 dBm PMR = -102 dBm LC = 3 dB T = 2 W = 33 dB GD = 3 dB ị PBT = 33 + 3 + 3 +(-102) - (-104) = 41 dBm = 12,6 W Bảng công suất thu phát: 2W INDOOR 2W INCAR 2W OUTDOOR Rx ĐV BTS MS BTS MS DTS MS Độ nhạy thu dBm -104 -102 -104 -102 -104 -102 Suy hao cáp lớn dB 2,2 0 2,2 0 2,2 0 Gix dBi 11 3 11 3 11 0 G phân tập dBm 3 * 3 * 3 * P bức xạ dB -115,8 -99 -115,8 -99 -115,8 -99 Mép mắt trong của dB 15 15 7 7 0 0 Mép pha đinh log dB 5 5 5 5 5 5 Mép pha đinh nhiễu dB 3 3 3 3 3 3 Tổng mắt mép dB 23 23 15 15 8 8 Ptall Angten dB -92,8 -76 -100,8 -84 -102,8 -94 Tx ĐV BTS MS BTS MS BTS MS P và Tx W 12,6 2,6 12,6 12,6 12,6 12,6 P và Tx dBm 41 33 41 33 41 33 L comb việc + feedz dB 3 0 3 0 3 0 L cab + connector dB 2,2 0 2,2 0 2,2 0 P max tại Angten dBm 39,8 * 39,8 * 35,8 * G angten Tx dBi 11 3 11 3 11 3 ETRP dBm 46,8 36 46,8 30 46,8 30 L đường truyền bức xạ dB 122,8 122,8 122,8 122,8 122,8 122,8 2.2.7 Các thông số hệ thống: * Các thông số Cell: Một Cell có rất nhiều thông số. Ngoại các thông số có vai trò mô tả Cell và kênh Cell như: + Tên Ms chủ của Cell + Tên BSC chủ của Cell + Nhận dạng Cell toàn cầu được gửi đến MS + Mã nhận dạng trạm gốc BSIC : gồm 2 phần * Thông số về mã mẫu PLMN (NCC) * Thông số về mã mẫu BTSC (BCC) + Công suất sóng mang BCCH tại tầng khuếch đại công suất (PA) - PSCWRB + Công suất sóng mạng khác tại tầng khuếch đại công suất (PA) - BSPWRT + Số kênh BCCH : BCCH - No + Số kênh SDCCH : SDCCH - No + Các kênh TCH : TCH - No Các thông số điều kiện dịch vụ, điều kiện chuyển giao, điều kiện truy nhập. * Các thông số điều kiện truy nhập BCCH: Phụ thuộc vào lưu lượng của các Cell có thể cần thiết thay đổi đặc tính các kênh BCCH, CCCH để tăng số kenh tìm gọi hoặc khối gửi lẫn tin cho phép thâm nhập tới MS. Mỗi kênh CCH trong kênh vật lí thực hiện mạng thông tin tìm gọi đo một nhóm MS ở MODE trống, Mode này gọi là Mode tìm gọi. Một đa khung BCCH/CCCH 51 khung có dưới 9 lưới CCCH khác nhau, một khối dùng để gửi các bản tin tìm gọi cho một nhóm MS. Điều này cho phép trong Mode trống chỉ nghe thông tin tìm gọi trên các khối CCCH của mình và sẽ tiết kiệm được năng lượng đệ quy. Thông thường MS nghe BCCH ở mỗi khoảng 30s. CCCH có thể biểu hiện bằng 3 thông số điều kiện dưới đây: BS - AG - Block - REB là thông số quy định của khối dành riêng cho AGCH trong đa khung 31 khung. Khi phối hợp các kênh vật lí khác nhau với một số khối dành cho PCH sẽ giảm xuống. Tuy nhiên các khối này dùng cho PCH có thể dùng cho AGCH nhưng các khối dùng cho AGCH không thể dùng cho PCH, nên BS - AG - Block - RES thường được đặt ở vị trí thấp nhất.. Khi số toán tin cho phép thâm nhập tăng hơn mức bình thường thì cần đặt riêng số khối cho AGCH để mạng nhanh chóng gửi bản tin cho phép thâm nhập. BS - PA - MFRMS: Chỉ ra bao nhiêu nhóm tìm gọi có thể tìm lại trong một số đa khung nhất định (từ 2á9khung) mỗi đa khung có 51 khung có 9 khối CCCH điều này có nghĩa là có thể trừ từ 18 đến 81 bản kênh tìm gọi khac nhau. Cell - BAR - Access là một cờ đặt trong một Cell khi thông số này được đặt thì MS không thể thâm nhập Cell, nhưng yêu cầu cuộc gọi không được chấp nhận, các cuộc gọi đang tồn tại bị bác bỏ. Cờ này được đặt thời gian phụ thuộc vào cuộc gọi cuối cùng khi bị tắc nghẽn. Khi một Cell bị BAR sẽ cố gắng nhận một đường đến các Cell lân cận. Một MS cũng có thể bị BAR cho một số nhóm thâm nhập nhất định. Cần phải chú ý rằng không được quá nhiều Cell của mạng bị BAR ở cùng một thời gian để đảm bảo thuê bao có thể thâm nhập sang Cell khác dễ ràng. * Các thông số định lượng: Các thông số về chất lượng TA (Tuning Advance) + QLIMDL : là thông số xác định giá trị chất lượng giới hạn trên đường xuống để quyết địnhchuyển giao. + QLIMUL : là thông số xác định chất lượng giới hạn trên đường lên để quyết định chuyển giao. + TALIM : là giá trị thời gian được lớn nhất mà MS có thể sử dụngtrong Cell. Khi lớn hơn giá trị này yêu cầu chuyển giao được quyết định. Giá trị của nó từ 0 đến 63. Nếu TALIM đặt =63 thì sẽ không bao giờ ngắt đường nối của Cell vì TALIM quá lớn, TALIM có thể được dùng để điều chỉnh kích thước của ô trong trường hợp sự thay đổi các thông số ddinh vị chuẩn cho việc lựu chon trở nên khó khăn. Đặt TALIM = 63 tương ứng với bán kính của Cell là 35 Km. Mỗi thông số trên là một trong các thông số quyết định chuyển giao sự thay đổi của chúng có thể liên quan đến khả năng chuyển giao chuyển giao xấu hay tốt. - Các thông số phạt: Khi chuyển giao đến một Cell thất bại hoặc khi một Cell bị bỏ nói do một nguyên nhân cảnh báo (Chất lượng kém khi TALIM quá lớn), một giá trị phạt được đặt cho Cell đó ngay lập tức. Giá trị phạt tương ứng với số dB nhất định mà sau đó độ mạnh tín hiệu sẽ bị trừ đi giá trị đó. Các thông số dùng để phạt như sau: + PSSHF là phạt cường độ tín hiệu áp đặt cho một Cell mà chuyển giao tới đó vừa bị thất bại. + PSSPQ là thông số phạt cường độ tín hiệu áp đặt cho một Cell bị ngắt vì tín hiệu quá lớn. + PSSTA là thông số phạt cường độ tín hiệu cho một Cell vì tín hiệu TA quá cao. 3 thông số trên đây lấy giá trị từ 0 đến 63 dB. Các giá trị phạt chỉ có giá trị trong một thời gian, sau đó sẽ bị loại bỏ. Các giá trị thời gian đó được định nghĩa và đặt bởi các nhà khai thác: + PTIMHF là khoảng thời gian phạt cho PSSHF + PTIMBQ là khoảng thời gian phạt cho PSSBQ + PTIMTA là khoảng thời gian phạt cho PSSTA 3 thông số này có thể lấy giá trị từ 0 đến 60 QS - Các thông số lựu chọn Cell: + BSPWR : là công suất truyền trên các tần số BCCH có thể lấy giá trị từ 0 đến 80 dBm. + BSTXPWR là công suất truyền trên các sóng mang không phải là BCCH có khoảng giá trị như BSPWR + MSTXPWR là công suất phát lớn nhất của MS được sử dụng trong quá trình nối thông. + BSRXMIN là công suất tín hiệu thu nhỏ nhất ở BTS để xem sét Cell này như một ứng củ viên có thể chuyển giao. Nó có thể đạt giá trị từ -120dBm á0dBm. + MSRXMIN là công suất tín hiệu thu nhỏ nhất ở MS để quyết định ô này như một ứng cử viên có thể chuyển giao. Nó cũng đạt giá trị như BSPRSMIN. + BSRXSUEF là giá trị tín hiệu yêu cầu vừa thu được ở BTS từ MS để xem xét Cell nay có xắp xếp theo phân bậc suy hao đường truyênf . Nó có giá trị -150dBm á 0dBm. + MSRXSUEF là giá trị cường độ tín hiệuyêu cầu vừa đủ thu được ở MS từ BTS để xem xét Cell này có thể sắp xếp theo yêu cầu phân bậc suy hao đường truyền. + K - hyst - abs : giá trị trễ được định nghĩa chung cho tất cả các ô ở vùng một BSC cường độ tín hiệu ở các ô lận có gí trị lớn hơn ô chủ khi ô chủ đạt tới giá trị đủ sẽ được trừ đi giá trị này. SUFF BTS MIN Vùng giới hạn bởi C/I Vùng giới hạn bởi C/N Cường độ tín hiệu đã hiệu chỉnh trễ MIN SUFF BTS Nếu ta xót một BTS lân cận là coi rằng địa hình hoàn toàn bằng phẳng thì các giá trị tối thiểu và vừa đủ BTS này xác định hai vòng tròn tâm là BTS. Vùng giữa hai vòng tròn bị giới hạn bởi C/I. Thống % trễ là một giá trị được đo bằng dB mà cường độ tín hiệu ở ô lân cận được giảm để chánh chuyển giao Peng-Pong (không ổn định). Khái niệm này được đo là để tăng thêm yêu cầu cường độ tín hiệu ở ô lân cận. Cường độ trường Giá trị trễ BTS2 BTS1 + Cường độ tín hiệu (đã hiệu chỉnh bằng giá trị trễ) lớn hơn mức đủ sẽ được phân cực theo suy hao đường truyền tối thiểu. + Cường độ tín hiệu (đã hiệu chỉnh bằng giá trị trễ) nhỏ hơn mức đủ sẽ được phân bậc của cường độ cường độ tín hiệu. Ta xét ví dụ sau: BTSA BTSB Nếu MS ở : Vùng 1: Cả 2 ô đảm bảo cường độ tín hiệu lớn hơn mức đủ do đó cả hai ô được phân bậc theo suy hao đường truyền. Vùng 2: ở A đảm bảo cường ssộ tín hiệu lớn hơn mức đủ và nó được phân bậc theo suy hao đường truyền, còn ở B cường độ tín hiệu thấp hơn mức đủ và được phân bậc theo tín hiệu. Vùng 3,4: Cả hai phân bấc theo tiêu chuẩn cường độ tín hiệu. Các thông số tính toán chuyển giao: Ngoài các thông số để xác định chuyển giao nhờ các ngưỡng kể trên, khi chuyển giao BSC còn phải căn cứ vào nhân tố hệ thống, độ ưu tiên chuyển giao, các yếu tố về tải BSC. HO Mogan là thông số được định nghĩa như giá trị trễ cho chuyển giao giữa hai Cell. Tác dụng phục vụ khi tính toán giá trị quyết định chuyển giao. Bởi vì chuyển giao trong trường hợp không thành công sẽ gây ảnh hưởng tới hệ thống và chất lượng hệ thống. Nếu coi Cell phục vụ và Cell lân cận như nhau thì việc chuyển giao sang một Cell mới không có nhiều tác động so với các hạn chế do chuyển giao gây ra. Tính toán chuyển giao sẽ chỉ ra tốt nhất trng các Cell ứng cử chuyển giao. Nếu chọn HO - alogin thích hợp sẽ cho phép chuyển giao giữa hai Cell được tốt, tránh được chuyển giao qua lại về khi qua biên giới giữa 2 Cell tránh được sự chuyển giao thất bại. Link - factor - Nhãn từ đường nối: Thông số này cho phép khả năng ưu tiên khi xét chuyển giao các Cell cùng BSC, cùng MSC. Nếu các Cell cùng nối thì nên chon Link-factor = 0 nếu khác BSC thì nên đặt nó nhỏ hơn 0, nếu MSC thì có thể đặt nhỏ hơn nữa. Load factor - Nhãn tố tải: Là mức độ tải của BSC phân theo giá trị từ -16 đến 0 Free factor - Nhãn tố rối : Là mức độ rối của BTS phân theo giá trị từ 16 đến 0. Thủ tục chuyển giao được quyết định bởi BSC theo định kỳ hoặc do các giá trị ngưỡng về độ mạnh tins hiệu thu hay chất lượng tín hiệu ở cả đường lên và đường xuống, nếu TA>TALIM. Thuật toán sau đây sẽ cho phép tìm ra một Cell tốt hơn để chuyển giao: Tính toán các giá trị về công suất và cấp độ của Cell lân cận PDGT (Power Bydqet T) và GRADE. PDGT (adj)=MSTXPWRMAX(sez)-AVTXPWR-PDGT(sez) MSTXPWRMAX(adj)+AXRLEL(adj)- BSTXPWRMAX(sez)+BSTPWR(sez). adj: giá trị cho các Cell lân cận. sez: giá trị cho Cell phục vụ. MSTXPWRMAX: Công suất lớn nhất MS sử dụng. AVTXPWR: Công suất phát trung bình MS AVRXLEL: Mức thu trung bịnh MS BSTXPWRMAX: Công suất phát lớn nhất BTS BSTXPWR: Công suất phát BTS Tính toán GRADE cho Cell lân cận: GRADE(adj)=MAX (PBGT(adj)-60+Link factor+Lad factor(adj)-Load abc(sez)+Free factor(adj)-Free factor(sez) BSC có trách nhiệm tính toán tất cả các giá trị đến khi nhận được kết quả do, các điều kiện sau được kiểm nghiệm (2 điều kiện) cho nếu Cell lân cận cho ứng củ viên chuyển giao . ệ ADVXLEL(adj) + MAX(0, MSTXPWRMAX) (adj) - P) ệ PBG (adj) > Ho Mazgin P : công suất ra lơn nhất của MS. 2-3-4: Các thông số đo đạc và sử lý tại BTS và BSC: Để cho quá trình chon lựa và chuyển giao được tốt thì MS luôn luôn đo đạc các số liệu về đường truyền . Số hiệu naydf được gửi BSC để so sánh và sắp xếp. Ngoài các thông số BSIC, nhận dạng kênh, thời gian loại kênh, số TS. Các số sau được đưa về BSC. BSPWR: Công suất phát của BTS tại thời điểm đo MSPWR: Công suất phát của MS tại thời điểm đo DTXDL: Chỉ ra cho phép sử dụng truyền dẫn gián đoạn trên đường xuống không. DTXUL: Chỉ ra cho phép sử dụng truyền dẫn gián đoạn trên đường lên không. RXLEVDL: Chứa tín hiệu thu trên đường lên đo tại MS tại thời điểm đo cho Cell lân cận và Cell phục vụ. RXLEVUL: Mức chất lượng tín hiệu thu trên đường xuống tại MS tại thời điểm đo cho Cell lân cận và Cell phục vụ. RXQUALUL: Mức chất lượng tín hiệu thu trên đường lên tại MS tại thời điểm đo cho Cell lân cận. Quy hoạch Ô giải pháp của ERICSON No 1- Hệ thống 2 - Hệ thống tiếp giáp 3-Nhu cầu về vùng phủ sóng 4-Dữ liệu về địa hình 5- Sơ đồ chuẩn quy hoạch ô 6-Dự đoán vùng phủ sóng bằng máy tính 7-Quy hoạch tần số Dự đoán C/I Dự đoán phân tán bằng máy tính thời gian 9-Kiểm tra BTS 10-Kiểm tra vùng phủ và C/I 11-Công cụ và khởi dộng hệ thống Đã phủ sóng OK? Tìm tần số mới đã kiểm tra BTS OK? C/(A+I+R) OK? C/I OK? Vùng phủ và C/I OK? No No No Yes Yes Yes Yes CHƯƠNG III. Phương án tính toán tối ưu hoá mạng truyền dẫn Từ cấu trúc tổng thể truyền dẫn mạngGSM ( MSC/ BSC/ BTS ) ta có thể phân tính tối ưu hoá mạng truyền dẫn thành : Tính toán tối ưu các công đoạn truyền dẫn GSM Tính toán tối ưu mạng truyền dẫn vô tuyến . Phương án tính toán tối ưu hoá mạng truyền dẫn GSM . Phần BSS bao gồm 3 phần chính : Thiết bị trạm gốc thu phát ( BTS ), cung cấp chức năng thu phát vô tuyến cho một ô (Cell ) Thiết bị điều khiển trạm gốc thu phát ( BSC ), hoạt dộng như là bộ điều khiển của BSS Thiết bị chuyển đổi mã truyền dẫn ( TC ), cung cấp thích ứng tốc độ truyền dẫn. Các thiết bị nêu trên được kết nối với nhau bởi hệ thống truyền dẫn (TSS), cung cấp lớp vật lí và lớp kết nối dữ liệu cho giao tiếp nội bộ. TSS bao gồm : Thiết bị giao tiếp trạm gốc thu phát ( BIE ), cung cấp giao tiếp Abis. Thiết bị ghép kênh ( SM ), cung cấp các chức năng trên các giao tiếp trên các Abis và Ater. Thiết bị truyền dẫn ( TM ), cung cấp kết nối vật lí để truyền tín hiệu trên đường PCM 2 Mbit/s. BSC, BTS và TC được kết nối theo các cách khác nhau tuỳ thuộc vào BTS đặt chung với BSC hoặc đặt riêng , TC đặt chung với BSC hay MSC. Tại cung đoạn truyền dẫn BSC- BTS thiết bị truyền dẫn BIE đóng vai trò quan trọng do đó chức năng BIE được mô tả kĩ ở phần này . Tổng quan thiết bị BIE Thiết bị giao tiếp trạm gốc thu phát BIE là một mô dun của thiết bị truyền dẫn trong phân hệ vô tuyến BSS. Mục đích của BIE là được nối với trạm BTS xa tới BSC một cách linh hoạt , trong suốt và để sử dụng hiệu quả các thiết bị truyền dẫn . Cấu trúc truyền dẫn BSS dựa trên phân cấp truyền số 2048 kbit/s và 64 kbit/s . BIE đóng vai trò là bộ ghép giữa giao tiếp BS và giao tiếp mạng truyền dẫn G703/704. ( Giao tiếp Abis ) Giao tiếp BS . Trong trường hợp BSC và BTS đặt gần nhau giao tiếp trạm gốc ( BS ) được sử dụng . Giao tiếp BS là giao tiếp bên trong được thực hiện bởi chuẩn V.11. Hình: Cấu trúc khung giao tiếp BS Not used all ones Not used all ones Not used all ones Not used all ones Not used all ones Not used all ones Not used all ones Not used all ones Not used all ones Not used all ones Frame unit signalling Not used all ones 1 2 3 4 5 6 7 8 Not used all ones LAP D Q1 All ONE spare all ones BTS O&M A) full rate Bit TS Not used all ones Not used all ones Not used all ones Not used all ones Not used all ones Not used all ones Not used all ones Not used all ones Not used all ones Not used all ones Frame unit signalling Not used all ones 1 2 3 4 5 6 7 8 Not used all ones LAP D Q1 All ONE spare all ones BTS O&M B) half rate Bit TS TCH6 TCH7 TCH5 TCH4 TCH2 TCH3 TCH1 TCH0 TCH12 TCH14 TCH10 TCH8 TCH4 TCH6 TCH2 TCH0 TCH15 TCH13 TCH11 TCH9 TCH7 TCH5 TCH3 TCH1 Nếu BIE được sử dụng để tăng khoảng cách giữa BSC và BTS thì giao tiếp BS sẽ tồn tại giữa: BTS và BIE. BSC và BIE. Và lúc đó tín hiệu giao tiếp là: Đồng hồ 4096 kHz. Tín hiệu đồng bộ khung 8 kHz. Dữ liệu hướng phát. Dữ liệu hướng thu. Giao tiếp ABIS Giao tiếp của BIE được hình thành trên cơ sở giao tiếp G703/G704 được gọi là giao tiếp Abis. Việc tách ghép kênh phụ thuộc vào từng loại BIE, nhưng có một số loại ghép kênh cơ bản: Ghép kênh thoại đã mã hoá (hay còn gọi là các khung TRAU) dựa trên từng cụm 2 bit. Bên cạnh cách khung TRAU, một kênh báo hiệu trên một đơn vị khung cần một kênh 64 kb/s. Một octet cũng được sử dụng cho mục đích khai thác bảo dưỡng O&M của BTS. Một số kênh cần thiết cho O&M của BIE. Chức năng của BIE BIE có các chức năng chính như sau: Thiết bị ghép kênh giữa giao tiếp BS và giao tiếp Bbis (giao tiếp truyền dẫn mạng G703/G704). Tách ghép các kênh thoại, báo hiệu, O&M của BSS giữa giao tiếp BS và giao tiếp 2048 kb/s Abis. Cho phép xây các đường truyền dẫn tốc độ cao ở những nơi cần thiết. Có khả năng tạo tín hiệu đồng bộ cho BTS. Định tuyến LapD giữa BSC và TSC (bộ điều khiển chuyển đổi mã và tách ghép kênh). Cấu hình sử dụng BIU2M Tổng quát Đơn vị giao tiếp trạm gốc 2Mb/s (BIU2M) là một modul của BIE. Mục đích của BIU2M là để nối trạm BTS xa với BSC và cũng để tiết kiệm các đường truyền dẫn 2Mb/s. Hình vẽ mô tả việc sắp xếp các kênh traffic full rate và half rate trên đường truyền dẫn 2Mb/s. Với thiết bị BIU2M, cho phép ấn định cực đại 96 kênh half rate trên một đường 2 Mb/s hoặc 80 kênh full rate trên đường 2Mb/s. Tốc độ bit của kênh thoại trên đường Abis là 16 Kb/s cho cả half rate và full rate. Trong trường hợp full rate mỗi đơn vị khung FU có 7 kênh – 8 kênh. Kênh SDCCH cũng chiếm một khe 16 Kb/s trên một đơn vị khung (FU). Hình vẽ mô tả nguyên lý sử dụng BIU2M giữa BTS và BSC. Giao tiếp giữa BSC, BTS với BIU2M được gọi là giao tiếp BS. Tại phía BTS nó giao tiếp với các đơn vị khung (FU) hoặc đơn vị khai thác và bảo dưỡng (OMU). Tại phía BSC nó giao tiếp với TCUA (đơn vị điều khiển thiết bị đầu cuối A). BSC có thể được cấu hình để tạo ra các đầu mối redundancy 2Mb/s giữa các trạm BTS và BSC. Hình vẽ mô tả việc sử dụng BIU2M có dự phòng giữa BSC và BTS. TCH 0 TCH 1 TCH 2 TCH 3 TCH 4 TCH 5 TCH 6 TCH 7 TCH 0 TCH 1 TCH 2 TCH 3 TCH 4 TCH 5 TCH 6 TCH 7 TCH 0 TCH 1 TCH 2 TCH 3 TCH 4 TCH 5 TCH 6 TCH 7 TCH 0 TCH 1 TCH 2 TCH 3 TCH 4 TCH 5 TCH 6 TCH 7 TCH 0 TCH 1 TCH 2 TCH 3 TCH 4 TCH 5 TCH 6 TCH 7 TCH 0 TCH 1 TCH 2 TCH 3 TCH 4 TCH 5 TCH 6 TCH 7 TCH 0 TCH 1 TCH 2 TCH 3 TCH 4 TCH 5 TCH 6 TCH 7 TCH 0 TCH 1 TCH 2 TCH 3 TCH 4 TCH 5 TCH 6 TCH 7 TCH 0 TCH 1 TCH 2 TCH 3 TCH 4 TCH 5 TCH 6 TCH 7 NOT ALLOCATED NOT ALLOCATED BTS O&M CHANNEL 2 FRAME UNIT 9 SIGNALLING FRAME UNIT 8 SIGNALLING FRAME UNIT 7 SIGNALLING FRAME UNIT 6 SIGNALLING FRAME UNIT 5 SIGNALLING FRAME UNIT 4 SIGNALLING FRAME UNIT 3 SIGNALLING FRAME UNIT 2 SIGNALLING FRAME UNIT 1 SIGNALLING BTS O&M CHANNEL 1 a) Full rate TS 0 INFO 0 2 3 4 5 6 7 8 Bit TS 1 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 TCH 0 TCH 1 TCH 2 TCH 3 TCH 4 TCH 5 TCH 6 TCH 7 TCH 8 TCH 9 TCH10 TCH11 TCH12 TCH13 TCH14 TCH15 TCH 0 TCH1 TCH2 TCH3 TCH4 TCH5 TCH6 TCH7 TCH8 TCH9 TCH10 TCH11 TCH12 TCH13 TCH14 TCH15 TCH0 TCH1 TCH2 TCH3 TCH4 TCH5 TCH6 TCH7 TCH8 TCH9 TCH10 TCH11 TCH12 TCH13 TCH14 TCH15 TCH0 TCH1 TCH2 TCH3 TCH4 TCH5 TCH6 TCH7 TCH8 TCH9 TCH10 TCH11 TCH12 TCH13 TCH14 TCH15 TCH0 TCH1 TCH2 TCH3 TCH4 TCH5 TCH6 TCH7 NOT ALLOCATED NOT ALLOCATED BTS O&M CHANNEL 2 FRAME UNIT 7 SIGNALLING FRAME UNIT 6 SIGNALLING FRAME UNIT 5 SIGNALLING FRAME UNIT 4 SIGNALLING FRAME UNIT 3 SIGNALLING FRAME UNIT 2 SIGNALLING FRAME UNIT 1 SIGNALLING BTS O&M CHANNEL 1 b) Half rate TS 0 INFO 0 2 3 4 5 6 7 8 Bit TS 1 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 TCH8 TCH9 TCH10 TCH11 TCH12 TCH13 TCH14 TCH15 Frame Unit No.1 Frame Unit No.2 Frame Unit No.3 Frame Unit No.4 Frame Unit No.5 Frame Unit No.1 Frame Unit No.2 Frame Unit No.3 Frame Unit No.4 Frame Unit No.5 Frame Unit No.6 Frame Unit No.7 Frame Unit No.8 Frame Unit No.9 FU FU FU FU FU FU OMUA OMUA SMBS SMHW SMHW SMBS TCUA TCUA BSC TCUA TSC OETM Priter VDU CMC 0 BIU2M 2M HIGHWAY 40 to 80 traffic channels 0 8 8 BIU2M LATD Q1 BS Interface BTS Hình 2.4: Nguyên lý sử dụng của BIU2M SMBS SMHW SMHW SMBS 2M Highway HW No.1 BIU2M 1 BIU2M 1 SMBS SMHW SMHW SMBS 2M Highway HW No.3 BIU2M 3 BIU2M 3 SMBS SMHW SMHW SMBS 2M Highway HW RED BIU2M RED BIU2M RED FU FU FU BTS CMU CMU SMBS BSC TCUA TCUA DMC TSC O & M Printer CL Q.1 LATD b. Mô tả chức năng Các chức năng cơ bản BIU2M ghép các kênh thoại, báo hiệu, các kênh O&M của giao tiếp BS lên đường 2Mb/s. Nó có 2 giao tiếp G703 (giao tiếp Abis) và cực đại 2x8 giao tiếp BS với BTS hoặc BSC (hoặc 3x8 trong cấu hình BIU2M có dự phòng). Trên giao tiếp Abis của BIU2M, các kênh được truyền trong các khung G704. Khe thời gian 0 được sử dụng như quy định trong khuyến nghị G704. Kênh O&M cho BIE cũng được truyền trên khe thời gian 0. 31 TS còn lại được sử dụng cho thoại báo hiệu và các kênh O&M của OMU. Hình 2.7 mô tả chuẩn sử dụng các khe thời gian. Số cực đại các kênh traffic dành cho Half rate là 96 kênh (một kênh O&M) hoặc 80 kênh (ba kênh O&M). Thứ tự sắp xếp các TS được lưu giữ trong EEPROM, thứ tự này có thể được thay đổi thông qua giao tiếp Q1 O&M. Việc thay đổi thứ tự khe thời gian này sẽ làm gián đoạn liên lạc. Các kênh báo hiệu chính chiếm khe thời gian 17. Khe thời gian 18 là kênh dự phòng, nó có thể sử dụng cho báo hiệu FU trong trường hợp các kênh traffic từ 2 FU được nối đến một TCUA. Các kênh O&M được nối với TS31. Khe thời gian 28 có thể được sử dụng làm kênh O&M loại LapD giữa TSC và BSC. Kênh O&M loại Q1 có thể được truyền trên 4 bit đầu của TS29. 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 TS0 info TS0 info FU1 TCH (8) FU1 TCH (8) 8 c Not in use (all binary 1) FU2 TCH (8) FU2 TCH (8) h a n n FU3 TCH (8) FU3 TCH (8) e l s FU4 TCH (8) FU4 TCH (8) FU SIG FU5 TCH (8) FU5 TCH (8) Not in use (all binary 1) FU6 TCH (8) FU6 TCH (8) FU6SIG FU6SIG FU5SIG FU5SIG FU4SIG FU4SIG FU3SIG FU3SIG LAPD/TSC FU2SIG FU2SIG Q.1 1 1 1 1 1 1 FU1SIG FU1SIG OETM OET M OET M Hình2.7. Chuẩn sử dụng các khe thời gian giao tiếp Abis Các chức năng O&M Thiết bị BIU2M (trên card giao tiếp Abis) có một vi xử lý làm nhiệm vụ điều khiển và giám sát thiết bị và giám sát luồng (cấu hình, đồng bộ khung, kiểm tra mã vòng...). BIU2M tách các kênh Q1 từ phía giao tiếp Abis và giao tiếp BS. Bộ điều khiển chuyển đổi mã và ghép kênh liên tục quét các thiết bị BIU2M sử dụng giao tiếp trong Q1 hoặc thông qua các kênh O&M Q1 để kiểm tra các sự thay đổi cảnh báo, và khi có cảnh báo xảy ra các biện pháp xử lý lỗi sẽ được quyết định. Các thông tin này được truyền tới BSC. Việc thiết lập và điều khiển được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị đầu cuối nói tới bus dịch vụ (giao tiếp Q1). Cấu hình sử dụng BIUMD Tổng quát BIUMD là một modul của BIE, nó cho phép nhà khai thác dịch vụ di động khả năng thiết kế truyền dẫn đến các trạm BTS theo cấu hình ring hoặc lultidrop. BIUMD cho phép tách các kênh cho một trạm và truyền tiếp các kênh còn lại cho các trạm khác trên giao tiếp Abis. BIUMD được lắp lại tại tất cả các trạm BTS dọc theo cấu hình ring hoặc multidrop như theo hình vẽ 2.8. BSC BTS BTS BTS BTS BTS 3 1 2 4 5 BIUMD 2M WITH BIUMD BS BS BS BS BS BS Hình 2.8: Cấu hình multidrop II.Phương án tính toán để tối ưu hoá mạng truyền dẫn vi ba Có hai loại truyền dẫn giữa BSC và các trạm gốc thu phát BTS: Thuê kênh truyền dẫn: dùng để kết nối từ BSC tới các trạm phủ sóng tại các Tỉnh. Sử dụng thiết bị Viba: thông thường để kết nối BSC tới các trạm BTS trong thành phố có số lượng lớn các trạm BTS. Trong mục này chúng ta đi sâu về tính toán tối ưu hoá mạng truyền dẫn Viba. Để tính toán tối ưu hoá mạng truyền dẫn Viba cần thiết phải gồm các bước sau: Lập kế hoạch mạng. Lập kế hoạch tuyến. Sử dụng các phần mềm thiết kế tối ưu hoá mạng. Lập kế hoạch mạng truyền dẫn Viba Mô tả Mục đích của chương này cung cấp mô tả ngắn gọn: Việc lập kế hoạch mạng truyền dẫn vô tuyến. Các thành phần chính của lập kế hoạch mạng. Cơ chế lan truyền sóng vô tuyến liên quan đến việc lập kế hoạch mạng. Các thành phần chính và các đối tượng của việc lập kế hoạch và thiết kế. Lập kế hoạch mạng là qui trình bao gồm 4 bước chính: Lập kế hoạch, khảo sát, thiết kế lắp đặt và đo kiểm tra. Lập kế hoạch: Hướng chung của các bước lập kế hoạch bao gồm: dung lượng kênh, phân bổ tần số, chất lượng truyền tin và lựa chọn các thành phần vô tuyến hợp lý. Khảo sát: liên quan đến bước đầu tiên của thiết kế. Bao gồm 2 hoạt động: khảo sát bản đồ và khảo sát thực tế. Thiết kế: Thiết kế là bước liên quan đến mạng thực tế. Tất cả các yêu cầu khả năng và chất lượng cần phải được đáp ứng với thiết bị đang có. Để đạt được kết quả cuối cùng các công việc tính toán đường lan truyền và nhiễu cần thiết phải được thực hiện. Bước này bao gồm quyết định cuối cùng và những chuẩn bị cho công việc lắp đặt phần cứng. Đo kiểm tra: đây là bước cuối cùng. Sau đây là tóm tắt bản chất sóng Viba và sự lan truyền sóng trong không gian cần được truy xét trong việc lập kế hoạch mạng Viba. Lan truyền sóng Vô tuyến Quan hệ giữa bước sóng và tần số Bước sóng và tần số sóng điện từ quan hệ theo công thức sau: l = c/f trong đó: c: vận tốc lan truyền sóng điện từ trong chân không = 3.108 m/s. f: tần số (Hz). l: bước sóng (m). Nếu tính tần số theo MHz: l = 300/f. Tính chất lan truyền sóng Lan truyền sóng vô tuyến ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: 1. ảnh hưởng tần số: ảnh hưởng quan trọng đến lan truyền sóng chủ yếu phụ thuộc vào giải tần. Tần số Viba ảnh hưởng nhiều do yếu tố địa hình và khí hậu. Tuy nhiên đối với tần số trên 6 GHz ảnh hưởng của hấp thụ khí và hạt mưa cần được tính đến. Tại tần số trên 10 GHz ảnh hưởng lớn do mưa và trên 23 GHz ảnh hưởng lớn do hấp thụ khí. 2. ảnh hưởng của địa hình: Nếu sóng vô tuyến lan truyền gần mặt đất, tính chất của nó bị chi phối bởi tính chất điện từ trường trái đất và bởi mặt cắt địa hình, kể cả cây cối và nhà cửa. 3. ảnh hưởng tầng đối lưu: Các phần tử khí của khí quyển ảnh hưởng tới sự lan truyền sóng vô tuyến bởi hấp thụ năng lượng và sự không đồng nhất hệ số khúc xạ. Sự không đồng nhất hệ số khúc xạ gây nên phản xạ và tán xạ. Độ lớn của ảnh hưởng phụ thuộc vào tần số. 4. ảnh hưởng phading nhiều tia hoặc phading Rayleigh: Tín hiệu thu tạo nên bởi nhiều thành phần đến antenna theo nhiều hướng khác nhau. Các thành phần có thể pha và biên độ khác nhau, quan hệ hai chiều có thể thay đổi theo thời gian, ảnh hưởng nhiều tia là kết quả của phản xạ bởi nhà cửa, bề mặt trái đất, giữa các tầng đối lưu. Hiệu ứng nhiều tia qua phản xạ tương ứng với phading nhanh, có thể làm giảm chất lượng tuyến nghiêm trọng. Tóm lại: Tất cả 4 yếu tố tác động tới đường truyền, qua đó quyết định kích thước tuyến. Cơ cấu lan truyền Phụ thuộc điều kiện khí hậu và địa hình, sóng vô tuyến có thể lan truyền trên các đường khác nhau, có thể sinh ra suy giảm. Điều quan trọng trong thiết kế vô tuyến là phải đánh giá được suy giảm của tín hiệu phát giữa máy phát và máy thu. Để đánh giá suy giảm tín hiệu phát giữa máy phát và máy thu, điều quan trọng là phân loại cơ chế lan truyền theo: Lan truyền trong không gian tự do. Khúc xạ. Nhiễu xạ. Phản xạ và tán xạ. Hấp thụ. Suy hao đường truyền trong không gian tự do Lan truyền trong không gian tự do nghĩa là sóng điện từ lan truyền trong môi trường đồng nhất. Suy hao đường truyền trong không gian tự do được xem là suy hao thấp nhất giữa một bộ phát và một bộ thu. Thông thường suy hao gây nên bởi các cơ chế lan truyền khác được suy xét kỹ hơn. Về cơ bản tính toán suy hao đường truyền trong không gian tự do theo nguồn đẳng hướng tại 2 trạm. Nếu nguồn đẳng hướng được thay thế bởi dipol 1/2 bước sóng hoặc các antenna khác có độ tăng tích, tính toán sẽ được điều chỉnh theo độ tăng tích. Khúc xạ Khúc xạ qua khí quyển xảy ra do sóng vô tuyến truyền lan với tốc độ khác nhau trên các khối khác nhau của môi trường với tính chất điện trường khác nhau. Sóng vô tuyến truyền lan chậm trong khí quyển với hằng số điện môi cao hơn so với hằng số điện môi trong không gian tự do. Hằng số điện môi phụ thuộc áp lực nhiệt độ và mật độ khí của không khí. Thông thường giá trị này giảm khi độ cao tăng. Do sóng điện từ truyền lan trong môi trường có hằng số điện môi thấp nhanh hơn trong môi trường có hằng số điện môi cao, phần trên của mặt sóng có xu hướng truyền lan nhanh hơn phần dưới, gây nên sự cong xuống của búp sóng. Trong khí quyển đồng nhất theo mặt phẳng, thay đổi theo chiều thẳng đứng của các thông số khí quyển (hệ số điện môi) tuyến tính. Điều này gây nên sự uốn cong búp sóng liên tục, búp sóng bị uốn cong tuyến tính từ lớp không khí mỏng sang lớp không khí dày, theo độ cong bề mặt quả đất. Có một sự liên hệ giữa bán kính cong búp sóng và bán kính quả đất. Bán kính độ cong búp sóng thường được gọi là bán kính hữu hiệu của mặt đất. Đó chính là quan hệ giữa hệ số bán kính hữu hiệu mặt đất (k) và hệ số khúc xạ khí quyển. Điều đó có nghĩa hệ số kênh tính toán cho sự chệch hướng của đường thẳng nối 2 điểm riêng biệt trong khí quyển. Nếu khí quyển có thể được mô tả bởi hệ số k, búp sóng giữa 2 điểm nào đó có thể được biểu hiện là đường thẳng. Như đã nêu ở trên, sự cong của búp sóng tương quan với hệ số khúc xạ của khí quyển hay còn gọi là độ khúc xạ N. Độ khúc xạ phụ thuộc vào áp lực, nhiệt độ và mật độ khí quyển. Sự thay đổi theo độ cao trong khí quyển được gọi là độ biến thiên của khúc xạ và liên quan tới bán kính mặt đất. Trong thực tế, độ biến thiên trung bình trên km thứ nhất so với mặt đất khoảng - 40N đơn vị/km, dẫn đến hệ số mặt đất khoảng 4/3 = 1,333 và bán kính hữu hiệu quả đất khoảng 8500km. Độ biến thiên hệ số khúc xạ âm có nghĩa độ khúc xạ giảm theo độ cao khí quyển. Tập hợp hiệu ứng khúc xạ và nhiễu xạ gây nên suy hao vật chắn. Nhiễu xạ Nhiễu xạ có thể xuất hiện và làm tăng suy hao đường truyền nếu kích thước của vật chắn giữa máy phát và máy thu lớn so với bước sóng vô tuyến, ảnh hưởng nhiễu xạ nhanh và mạnh hơn với sự tăng của vật chắn đối với tần số trên 1000 MHz. Nhiễu xạ có thể làm cho tuyến không thể thực hiện được. Suy hao truyền dẫn do vật chắn phụ thuộc vào tính chất nhiễu của vật chắn và vào khu vực của búp sóng bị chắn so với toàn bộ khu vực của mặt trước sóng. Do đó cần thiết phải cung cấp khoảng trong sáng đường truyền đủ cho việc ngăn chặn suy hao đường truyền. Suy hao đường truyền trên địa hình phức tạp là hàm số phức tạp của tần số, quãng đường, mật độ cây cối. Phản xạ và tán xạ Khi sóng điện từ gặp bề mặt nó có thể bị phản xạ. Sóng phản xạ phu thuộc vào tần số, góc tới và tính chất điện của bề mặt. Năng lượng có thể được phát đi hoặc hấp thụ bởi bề mặt, và sóng bị phản xạ theo hướng mới. Tại antenna thu xuất hiện hai thành phần: tia trực tiếp và tia phản xạ. Tín hiệu tại đầu thu đối với giá trị bất kỳ của hệ số phản xạ sẽ dao động và đi qua giá trị cực đại, cực tiểu. Biên độ dao động phụ thuộc các tham số quyết định sự khác pha: độ cao antenna, độ dài tuyến, hệ số bán kính hiệu dụng quả đất và tần số. Sự hấp thụ Tại tần số trên 10 GHz, sự lan truyền sóng vô tuyến qua khí quyển quả đất chịu ảnh hưởng bởi sự hấp thu năng lượng điện từ bởi khí nước và các ôxit. Suy hao hấp thụ của các ôxit lớn đối với tần số 50 – 70 GHz. Suy hao hấp thụ của khí nước lớn nhất đối với tần số khoảng 23 GHz. Suy hao do mưa Tán xạ và hấp thụ của sóng vô tuyến bởi hạt mưa gây nên suy hao. Trên thực tế suy hao do mưa quan trọng nhất đối với tần số trên 10 GHz. Đối với mật độ lớn (30 mm/h) và tần số cao (20 GHz) phân cực ngang có thể bị suy hao lớn hơn phân cực đứng khoảng 0,5 dB/km. Phading Nhiều ảnh hưởng có thể gây ra suy hao tín hiệu mặc dù trạm của đường truyền vô tuyến vẫn nằm trong tầm nhìn thẳng. Nếu tầm nhìn thẳng của hệ thống gần bề mặt quả đất với những vật chắn rộng hoặc đỉnh núi suy hao vật chắn rất lớn mặc dù trong tầm nhìn thẳng. Nếu có những thay đổi hệ số bán kính quả đất do khúc xạ, tuyến truyền dẫn khó tránh phading nhiễu xạ/khúc xạ. Khi tuyến tầm nhìn thẳng xa bề mặt trái đất suy hao nhiễu xạ sẽ ít, thế nhưng vẫn xuất hiện phading do giao thoa giữa tia trực tiếp và tia gián tiếp. Hiệu ứng nhiều tia có thể làm tăng phading nhanh. Sự quan trọng của phading do mưa và do hiệu ứng nhiều tia phụ thuộc vào tần số, khí hậu và độ dài tuyến. Nói chung nhiều tia là ảnh hưởng chính đối với tần số dưới 10 GHz và mưa lớn ảnh hưởng chính tới tần số trên 10 GHz. Lập kế hoạch tuyến Một số vấn đề cần được thực hiện để cung cấp dữ liệu đầu vào cho chương trình thiết kế tuyến trước khi mạng Viba được lắp đặt. Dữ liệu được tạo nên từ các yếu tố như địa hình, khí hậu, dữ liệu thiết bị và cấu hình trạm. Lập kế hoạch tần số là một yếu tố quan trọng khi lập kế hoạch mạng Viba. Những yêu cầu thiết kế 1 tuyến Viba: mặt cắt địa hình, tầm nhìn thẳng, tín hiệu đầu vào... Thiết kế ban đầu Lập kế hoạch 1 tuyến truyền dẫn Viba luôn luôn bắt đầu bằng khảo sát mạng và chức năng mạng mà tuyến mới phải cung cấp. Dựa trên cơ sở này người thiết kế có đủ hiểu biết để quyết định tiêu chuẩn nào cần được cung cấp trong lúc quyết định kích thước tuyến theo yêu cầu. Lập kế hoạch mạng nói chung dựa trên yêu cầu khai thác của mạng. Điều đó có thể được mô tả như sau: Chất lượng truyền dẫn. Khả năng của truyền dẫn. Yêu cầu và dung lượng truyền dẫn. ảnh hưởng của những yêu cầu này trong quá trình tạo kích thước tuyến Viba phụ thuộc vào cấu hình và kích thước mạng. Mỗi tuyến trong mạng phải có đủ khả năng và chất lượng để giữ sự kết nối nguyên vẹn trong sự giới hạn của tiêu chuẩn thiết kế. Tầm nhìn thẳng Giải băng tần cho Viba yêu cầu tầm nhìn thẳng giữa các antenna. Vật chắn sẽ gây nên suy hao và có thể làm cho tuyến không thực hiện được. Vật chắn có thể là địa hình (đỉnh núi), cây cối, nhà cửa... Tầm nhìn thẳng vô tuyến: Khí quyển trái đất ảnh hưởng tới sự lan truyền sóng vô tuyến bằng nhiều con đường. Sóng vô tuyến truyền với các tốc độ khác nhau trong các khối khác nhau của khí quyển, sự khác nhau của tính chất điện từ gây nên sự khúc xạ. Do sự khúc xạ trong khí quyển sóng vô tuyến thường bị uốn cong xuống, tạo nên quãng đường lớn hơn tia đi thẳng. Mặt cắt địa hình: Mục đích của mặt cắt địa hình là cung cấp thông tin liên quan đến tầm nhìn thẳng giữa các trạm được chọn, và quyết định có đủ độ trong sáng chống lại suy hao vật chắn. Mặt cắt địa hình được sử dụng để xác định phading của tín hiệu thu. Cân bằng đường truyền dẫn: Cân bằng đường truyền dẫn cần được chuẩn bị để tính toán mức tín hiệu thu trong thời điểm không có phading. Độ dự trữ tổng hợp tất cả suy hao và khuyếch đại của tín hiệu giữa đầu ra bộ phát và đầu vào bộ thu. Phading Tín hiệu vào khối thu thay đổi với thời gian do ảnh hưởng của phading. Tín hiệu vào tính toán với độ dự trữ tuyến chỉ có giá trị trong trường hợp không phading. Tuyến cần phải được thiết kế sao cho có thể cung cấp đủ biên cho ngưỡng thu, gọi là biên phading. Yêu cầu biên phading được quyết định gián tiếp bằng tiêu chuẩn thiết kế được công nhận. Thông thường biên phading nằm trong khoảng 25dB và 40dB. Địa hình, khí hậu và độ dài tuyến là nhân tố quyết định cho độ nhạy phading của tuyến truyền dẫn Viba. Khảo sát trạm và tuyến: Trong quá trình lập kế hoạch tuyến Viba phải thực hiện việc khảo sát mục đích đánh giá chắn tầm nhìn thẳng. Trạm và cột antenna cần phải được kiểm tra về khoảng trống nguồn... Lập kế hoạch tần số Mục đích của việc lập kế hoạch tần số là sử dụng số lượng ít tần số cho mạng để đạt được mức nhiễu đủ thấp không ảnh hưởng tới khả năng tuyến truyền dẫn Viba. Lập kế hoạch tần số cho mạng đủ không bị nhiễu về mặt kinh tế khó thực hiện. Trong nhiều trường hợp lập kế hoạch tần số tính toán với mức nhiễu cho phép cao nhất 3dB so với ngưỡng thu. Điều đó làm cho biên phading phải hơn yêu cầu 3dB. Lập kế hoạch tần số cần xem xét nhiễu tại trạm và nhiễu phía xa. Nhiễu xa là tạp âm không mong muốn giữa bộ phát và bộ thu không cùng một trạm. Khoảng cách giữa nguồn phát nhiễu và bộ thu nhiễu có thể từ trăm mét đến 10km. Bộ phát nguồn nhiễu sẽ gây nên nhiễu nghiêm trọng nếu bộ này phát cùng tần số với tần số bộ thu. Trường hợp này gọi là nhiễu kênh chung. Yêu cầu tỷ số tín hiệu trên tạp âm C/I bình thường cho kênh chung là -20dB. Trong một số trường hợp nhiễu nghiêm trọng có thể xuất hiện nếu tần số tín hiệu gây nhiễu khác với tần số tín hiệu mong muốn. Trường hợp này gọi là nhiễu kênh lân cận. Yêu cầu tỷ số tín hiệu trên tạp âm C/I bình thường cho kênh lân cận là -15dB. Yêu cầu quan hệ C/I phụ thuộc vào độ rộng băng của nguồn phát nhiễu so với độ rộng băng của bộ thu nhiễu. Lập kế hoạch một mạng “không bị nhiễu” từ xa yêu cầu hiểu biết tốt về tình trạng địa hình của trạm, cấu hình của trạm, cấu hình và kích thước tuyến, thông số thiết bị, lựa chọn tần số mạng hiện tại và mô hình truyền sóng giữa nguồn phát nhiễu và bộ thu nhiễu. Nhiễu từ xa thường là thông số giữa giới hạn nếu quyết định một tuyến sẽ nối với bao nhiêu tuyến trong một mạng hình sao. Antenna tốt sẽ tạo điều kiện tốt cho việc lập kế hoạch mạng. Một số điểm chung cần xem xét trong quá trình lập kế hoạch tần số: Lặp lại tần số: lặp lại tần số càng nhiều càng tốt. Antenna chất lượng cao: Tỷ số F/B cao và độ chặn búp phụ tốt. Bảo đảm kinh tế tần số. Không sử dụng công suất phát cao hơn cần thiết. Nếu cân nhắc giữa lựa chọn tăng công suất phát hay độ rộng antenna nên chọn antenna rộng nếu có thể. Phần mềm thiết kế mạng truyền dẫn Viba Hiện tại một số phần mềm thiết kế đang được sử dụng cho việc thiết kế các tuyến Viba. Trong đề tài này chỉ giới thiệu phần mềm đặc thù sử dụng cho cả mạng GSM và mạng truyền dẫn Viba. Chương trình phần mềm PlaNET cho phép lập kế hoạch và tối ưu hoá mạng thông tin di động. Một chức năng của chương trình này dành cho việc thiết kế và tối ưu hoá mạng truyền dẫn Viba: Tạo và nhập dữ liệu các tuyến Viba. Hiển thị các tuyến Viba được chọn và miền Fresnel. Tính toán và hiển thị miền trong sáng giữa các miền Fresnel và mặt cắt địa hình. Hiển thị thông tin thiết kế tuyến Viba trên dữ liệu tuyến. Chức năng thiết kế Viba được sử dụng trong menu Tool của chương trình PlaNET. Chọn Tool => Mirowave Tool. Màn hình sẽ hiển thị: Menu File: cho phép nạp và in dữ liệu Viba và các chức năng liên quan. Menu Setting: cho phép kiểm tra độ hiển thị và format của dữ liệu Viba. Menu Tool: cho phép sử dụng các chức năng riêng của Viba như tính toán dung lượng tuyến. Sử dụng mặt cắt địa hình Chọn DISPLAY => PROFILER để vào cửa sổ profiler. Để hiển thị mặt cắt địa hình của 1 tuyến Viba hiện có cần chọn ALONG MICROWAVE LINK từ menu MODE. Để lựa chọn tuyến nhấn chuột gần điểm xuất phát của tuyến. Các thông số sau sẽ được hiển thị trên profiler: Tầm nhìn thẳng của tuyến. Khoảng cách toàn tuyến. Thông số của trạm: Số nhận dạng, Vị trí, Góc, Độ cao antenna, Độ cao địa hình. Thông số tuyến: Hệ số K, Độ dài tuyến, Miền Fresnel, Tần số. Nếu tuyến Viba chưa tồn tại, có thể hiển thị mặt cắt địa hình của tuyến giữa 2 trạm. Chuyển chế độ sang MW SITE TO MW SITE. Nhấn chuột tại 2 trạm để hiển thị mặt cắt địa hình. Cho phép hiển thị độ cao tối ưu của antenna, tần số và miền Fresnel: Độ cao antenna: lấy từ độ cao trạm hoặc tự động tính toán. Tần số: lấy từ chức năng tự động tính toán. CHƯƠNG IV: Tính toán và qui hoạch mạng thông tin di động số tại Miền Bắc Sơ lược tình hình phát triển thông tin di động nói chung và thông tin di động nói riêng tại Việt Nam Trong những năm gần đây , nền kinh tế nước ta đang bước vào thời kì sôi động nhất kể từ trước tới nay . Tốc độ tăng trưởng kinh tế hàng năm là 8% và nền kinh tế đang bước dần vào công nghiệp hoá . Đồng thời với sự phát triển về kinh tế nhu cầu về thông tin liên lạc cũng phát triển không ngừng . Từ năm 1998 trở lại đây hệ thống thông tin liên tục được hiện đại hoá vói mạng tổng đài SPC và mạng truyền dẫn dung lượng cao , bao gồm hệ thống cáp quang 34Mb/s ( sắp tới sẽ tăng lên 622Mb/s trên đường trục Bắc- Nam ) và các tuyến vi ba có dung lượng từ 2Mb/s tới 140Mb/s . hiện tại mạng PSTN đã đáp ứng được nhu cầu phần lớn về thông tin xã hội . Con số của mạng PSTN đã lên đến 1.100.000 thuê bao và đạt dự tính sẽ lên đến là 2.500.000 thuê bao ở cuối thế kỉ này . Hiện nay nhu cầu thông tindi động ngày càng tăng theo nhu cầu thông tin nói chung . Một số mạng thông tin di động đã và đang được lắp đặt sử dụng nhưng có thể nói là không đáp ứng hết yêu cầu của người dùng . Hiện tại có mạng GSM ở Hà Nội với thiêt bị của hãng Alcatel ( Pháp ) , tại thành phố Hồ chí minh và Đà nẵng là thiết bị của hãng Erricson ( Thuỷ Điển ). Ba mạng này thuộc một nhà khai thác là thông tin di động VMS và thực chất được coi là mạng PLMN với Roamming giữa 3 vùng . Miền Bắc có diện tích chiếm khoảng 84.528 km2 , dân số là 24.664.155 người và bao gồm 32 thành phố thị xã và thị trấn . Miền Bắc là đầu não quan trọng của cả nước . Đây là trung tâm công nghiệp của cả nước , nó bao gồm nhiều ngành công nghiệp quan trọng đang được cả nước đầu tư một cách tích cực . Đây cũng là nơi diễn ra các cuộc họp quan trọng thuộc tầm cỡ quốc tế cho nên khối lượng khách hàng khá lớn của dịch vụ viễn thông đặc biệt là dịch vụ thông tin di động và nhắn tin . Cấu trúc tổng thể mạng thông tin di động GSM-VMS giai đoạn 1998- 6/ 1999 Cơ sở phát triển mạng giai đoạn 1998 - 6/1999 Tình hình mạng lưới tính đến hết năm 1997 Đến hết năm 1997. Công ty VMS đang quản lý và khai thác với cấu hình như sau : Vị trí trạm : 182 Số BTS : 388 Số TRX :821 Cặp vi ba : 120 Kênh thuê : 70 E1 Trung kế tổng đài : E1 Trung kế Bắc - Nam : 6E1 Bắc Trung :4E1 Trung Nam :4E1 Dung lượng mạng lưới: 146.500 thuê bao (27 mE / TB ) Số thuê bao sử dụng : 100.000 Các dịch vụ gia tăng : Voice mail , Sort Message , Fax/ Data Cơ sở phát triển mạng lưới : Cấu trúc tổng thể mạng lưới thông tin di động 1996-2000của VMS Phát triển thuê bao của VMS : 53.000 trong năm 1997 Dự kiến đầu tư cho việc phát triển mạng lưới và các loại dịch vụ của VMS : 32 triệu USD Phân tích đánh giá số liệu của công ty VMS từ tháng 7/1996 Dự báo phát triển thuê bao giai đoạn 1998-6/1999 Dự báo phát triển kế hoạch thuê bao trong kế hoạch 1996- 2000 của VMS , cho năm 1998: 30.000 và nửa năm 1999 là 15.000, thấp hơn 1,5 lần so với thực tế hiện nay Năm 1998 1999 2000 Thuê bao 130.000 160.000 210.000 Một số thông tin di động tiên tiến khác sẽ được áp dụng tại Việt Nam, như CDMA, LOW orbital Satellite , FHV ... Năm 1997 số thuê bao di động phát triển thêm đạt được 70.000-75.000 trong đó VMS chiếm 53.000 đạt tỷ lệ 70% so với tổng số thuê bao phát triển trong toàn tổng công ty . Tuy nhiên với su thế như hiện nay , số thuê bao của mạng Vinaphôn tăng trưởng mạnh , ta có thể dự đoán được tỷ lệ phát triển thuê bao giữa hai mạng này sẽ bằng nhau vào cuối năm 1998 . Năm 1997 tuy nhiên nước ta vẫn giữ được nhịp độ phát triển kinh tế cao 8-9% năm , nhưng theo đánh giá của báo chí thì đã có hướng bị chững lại , thị trường của chúng ta kém sôi động hơn trước . Trên cơ sở số liệu và phân tích trên , chúng ta thấy rằng : dự báo nhu cầu phát triển trong năm 1998 cho VMS là 53.750 trừ đi khoảng 20% số thuê bao phát triển sang mạng Vinaphon , như vậy VMS chỉ phát triển khoảng 43.000 máy trong năm 1998. Năm 1999 VMS dự kiến phát triển thuê bao là 56.000, nhưng VMS chỉ có khả năng đáp ứng được 40.000 máy . Như vậy năm 1998-6/1999 , VMS cần phát triển mạng lưới để đáp ứng được 43.000 + 20.000 = 63.000 thuê bao phát triển thêm . Nội dung phát triển Xây dựng hệ thống quản lí điều hành thông tin di động GSM toàn quốc (NMC: Network Management Center ) Năm 1998 số thê bao của Mobiphone đã lên đến hơn 100.000 và mạng lưới đã được phủ sóng hầu hết các thị xã , thành phố và những thị trấn sầm uất . Việc quản lí điều hành một mạng lưới phức tạp và trên diện rộng toàn quốc đòi hỏi phải có thiết bị hiện đại , nhanh nhậy bởi việc xây dựng một trung tâm quản lý điều hành toàn quốc là hết sức càn thiết và cấp bách . Tuy nhiên để sau này có thể đấu nối đồng bộ vào hệ thống TMN của Tổng công ty , trong quá trình thực hiện công ty VMS phải xin ý kiến chỉ đạo của Ban viễn thông về cấu hình và phần mềm ứng dụng . Xây dựng hệ thống tính cước và quản lí thuê bao tập trung : Việc xây dựng một hệ thống tính cước và quản lí thuê bao tạp trung , thuận tiện cho công tác quản lí và thống nhất cách tính cước trong toàn công ty hay trong toàn tổng công ty sau này đòi hỏi hết sức cần thiết , làm thoả mãn yêu cầu ngày càng tăng của khách hàng . Xây dựng hệ thống trả tiền trước ( Prepaid system ) Để thuận tiện cho khách hàng , đặc biệt cho khách du lịch , nhà thương gia hoặc nhà chính khách lưu lại trên nước ta ngắn ngày , muốn sử dụng điện thoại di động mà không phiền hà bởi thủ tục thanh cước , thì dịch vụ trả tiền trước đáp ứng được vấn đề này . Khách hàng không phải thanh toán cước cuộc gọi sau khi họ thôi không sử dụng dịch vụ điện thoại di động nữa , một điều đôi khi gây phiền toái và khó chịu cho khách hàng vì phải chờ đợi . Xây dựng mạch vòng truyền dẫn trung kế : Để tăng cường độ tin cậy và an toàn và mạng lưới , đáp ứng nhu cầu phát triển nhanh Công ty thông tin di động sẽ triển khai cấu trúc chuyền dẫn mạch vòng trong 3 khu vực Hà nội , T.p Hồ Chí Minh và Đà nẵng Phát triển mạng lưới GSM Số thuê bao đang hoạt động : 100.000 ( Hết năm 1997 ) Dung lưới mạng lưới GSM hiện có : 1456.500 Thuê bao Số thuê bao dự kiến sẽ có đến 6/1999 : 163.000 Thuê bao Như vậy để đảm bảo hoạt động mạng lưới tốt và an toàn , số lượng thuê bao chỉ được phép nằm trong 75% dung lượng mạng. Do đó ta có thể tính được dung lượng mạng cần thiết là: Dung lượng mạng cần thiết phát triển trong toàn công ty năm 1998 và tháng 6 đầu năm 1999 là : 217.000 - 146.500 = 70.500 Thuê bao . Cộng với 20% dự phòng ( 15.000 thuê bao ) cho sự phát triển đột biến , vì vậy dung lượng mạng phát triển thêm trong giai đoạn 1998 đến 6/1999 vào khoảng : 85.500 thuê bao , trong đó : Mạng lưói cho khu vực phía Bắc : 20.000 Mạng lưới cho khu vực phía Nam : 60.000 Mạng lưới miền Trung : 5.500 Với cơ sở phân tích và phân bổ dung lượng phát triển cho các khu vực như trên , Công ty thông tin di động VMS xây dựng kế hoạch phát triển mạng lưới TTDĐ GSM trong giai đoạn 1998- 6/1999 như sau : Phát triển thêm mạng vô tuyến Số trạm : 115 trạm Số BTS : 209 Số máy thu phát : 420 Dung lượng : 92.000 TB ( 27 mE ) Truyền dẫn : Thuê : 34 luồng E1 Lắp 80 cặp vi ba băng hẹp tần số 7,15 hoặc 23 Ghz Mạng thông tin di động GSM/VMS tính đến hết năm 1997 Các tỉnh khu vực miền Bắc (Trung tâm TTDĐ KV1) Stt Tỉnh Stt Địa điểm đặt trạm (thành phố, thị xã, thị trấn) MSC Dung lượng tổng đài (27mE) BSC Site Cell TRX Dung lượng vô tuyến Truyền dẫn Erlang Thuê bao (27mE) Vi ba Thuê bao 1 Hà nội Tp Hà nội 1 45000 4 29 77 174 903 33456 29 Đông Anh 1 3 6 29.2 1081 1 Gia Lâm 1 1 2 9.73 360 1 Sân bay Nội bài 1 1 3 17.1 633 1 Phủ lỗ 1 1 2 9.73 360 1 Văn điển 1 1 2 9.73 360 1 2 Hải Phòng Hải phòng 6 9 19 94.9 3515 6 2 Đồ sơn 2 2 4 19.5 722 1 3 Hải dương Hải dương 1 1 2 9.73 360 1 Kim môn 1 1 2 9.73 360 1 4 Hưng Yên Hưng Yên 1 1 2 9.73 360 1 5 Quảng Ninh Tp Hạ long 2 2 4 19.5 722 2 Bãi cháy 1 1 2 9.73 360 1 Cẩm phả 1 1 2 9.73 360 1 Móng cái 1 1 3 17.1 633 1 6 Lạng sơn Lạng sơn 1 1 2 9.73 360 1 7 Hà Tây Hà đông 1 1 2 9.73 360 1 Sơn Tây 1 1 2 9.73 360 1 8 Bắc Giang Bắc Giang 1 1 2 9.73 360 1 9 Ninh Bình Ninh Bình 1 1 2 9.73 360 1 10 Nghệ an Tp Vinh 1 3 6 29.2 1081 1 Cửa lò 1 1 2 9.73 360 1 11 Quảng Bình Đồng hới 1 1 2 9.73 360 1 12 Thanh Hoá Thanh Hoá 1 1 2 9.73 360 1 Sầm sơn 1 1 2 9,73 360 1 13 Bắc Ninh Bắc Ninh 1 1 2 9.73 360 1 14 Thái Nguyên Thái Nguyên 1 1 2 9.73 360 1 15 Phú Thọ Việt trì 1 1 2 9.73 360 1 16 Vĩnh Phúc Phúc Yên 1 1 2 9.73 360 1 17 Nam Định Nam định 1 1 2 9.73 360 1 18 Nam Hà Phủ lý 1 1 2 9.73 360 1 19 Hà Tĩnh Hà Tĩnh 1 1 2 9.73 360 1 19 Tổng 32. 1 45000 4 67 122 267 1363 50483 42 26 Mạng thông tin di động GSM/ VMS phát triển từ 1998 đến 6/1999 Các tỉnh khu vực Miền Bắc ( trung tâm TTDĐ KV1 ) Stt Các tỉnh phát triển thêm site MSC Dung lượng tổng đài (27mE) BSC Site Cell TRX Dung lượng vô tuyến Truyền dẫn Erlang Thuê bao (27mE) Vi ba Thuê bao Hà nội 35000 3 15 45 90 292 10815 15 Hải phòng 1 2 6 12 58.38 2162 2 1 Hải dương 1 1 2 9.73 360 1 Hưng yên 1 1 2 9.73 360 1 Quảng ninh 1 1 2 9.73 360 1 Lạng sơn 1 1 2 9.73 360 1 hà tây 1 1 2 9.73 360 2 Bắc Giang 1 1 2 9.73 360 1 Bắc ninh 1 1 2 9.73 360 1 Thái nguyên 1 1 2 9.73 360 1 Tuyên quang 1 1 2 9.73 360 1 Cao bằng 1 1 2 9.73 260 1 Vĩnh phúc 1 1 2 9.73 360 1 Yên bái 1 1 2 9.73 360 1 Hoà bình 1 1 2 9.73 360 1 Thái bình 1 1 2 9.73 360 1 Bắc Cạn 1 1 2 9.73 360 1 lào cai 1 1 2 9.73 360 1 Lai châu 1 1 2 9.73 360 1 Hà Nam 1 1 2 9.73 360 2 Ninh Bình 1 1 2 9.73 360 1 Nghệ an 1 2 6 12 58.38 2162 1 Thanh Hoá 1 1 2 9.73 360 1 Tổng 35000 5 39 77 154 603.36 22339 17 24 Tổng hợp mạng thông tin di động GSM/VMS phát triển từ 1998 đến 6/1999 Trung tâm Số thành phố, thị xã, thị trấn phát triển thêm site MSC Dung lượng tổng đài (27mE) BSC Site Cell TRX Dung lượng vô tuyến Truyền dẫn Erlang Thuê bao (27mE) Vi ba Thuê bao 1 13 35000 5 39 77 154 603.36 22339 17 24 2 10 85000 0 67 119 240 1750.7 64834 45 19 3 4 7000 0 11 15 30 146 5404 2 9 27 0 127000 5 117 211 424 2500 92577 64 52 Bảng tổng hợp mạng thông tin di động GSM/VMS tính đến hết năm1997 Stt Trung tâm Số tỉnh Số thành phố, thị xã, thị trấn MSC Dung lượng tổng đài BSC Site Cell TRX Dung lượng vô tuyến (27mE) 1 TTKV1 19 32 1 45000 4 67 122 267 50483 2 TTKV2 21 35 2 115000 2 93 230 491 88379 3 TTKV3 11 18 1 5000 1 21 30 45 7543 Tổng 51 85 4 165000 7 181 382 803 146405 Bảng tổng hợp mạng thông tin di động GSM/VMS phát triển tiếp từ 1998 đến 6/1999 Stt Trung tâm Số tỉnh Số thành phố, thị xã, thị trấn MSC Dung lượng tổng đài BSC Site Cell TRX Dung lượng vô tuyến (27mE) 1 TTKV1 8 13 0 35000 5 39 77 154 22339 2 TTKV2 0 10 0 85000 0 67 119 240 64834 3 TTKV3 0 4 0 7000 0 11 15 30 5404 Tổng 8 27 0 127000 5 117 211 424 92577 Bảng tổng hợp mạng thông tin di động GSM/VMS tính đến 6/1999 Stt Trung tâm Số tỉnh Số thành phố, thị xã, thị trấn MSC Dung lượng tổng đài BSC Site Cell TRX Dung lượng vô tuyến (27mE) 1 TTKV1 27 45 1 80000 9 106 199 421 72822 2 TTKV2 21 45 2 200000 2 160 349 731 153213 3 TTKV3 11 22 1 12000 1 32 45 75 12947 Tổng 59 112 4 292000 12 298 593 1227 238982 Nhu cầu về thông tin di động Trong việc qui hoạch và chọn cấu hình cho mạng lưới , việc dự đoán nhu cầu là mọt vấn đề hết sức quan trọng . Với mạng thông tin di động dự đoán nhu cầu dựa trên cơ sở sau : Số liệu thống kê dân số và mật độ dân số Mức độ tăng trưởng kinh tế trong khu vực Mức thu nhập bình quân Nhu cầu về thông tin liên lạc nói chung dựa trên cơ sở máy điện thoại cố định Kinh nghiệm về phát triển của các mạng trước Các số liệu thống kê cho khu vực Miền Bắc như sau : Dân số :24.664.155 người Mật độ : 291 người / km2 Tăng trưởng kinh tế : 6% Dung lượng Traffic trung kế Xét như trung kế có 33 kênh , điều nà có thể nói 33 kênh này cùng thực hiện hoạt động , thuê bao di động có thể sử dụng bất cứ kênh nào mà hiện tại đang rỗi . Giả sử 1000 thuê bao di động mỗi thuê bao di động cần một lưu lượng là 33m erlang do đó có thể tải 100% 33 kênh này . Sử dụng bảng GOS sẽ cun cấp số Traffic có thể ( đơn vị erlang ) với số kênh (n) khác nhau và cấp độ dịch vụ GOS khác nhau : Ví dụ : N = 30 GOS = 2% ( nghẽn ) ị Dung lượng Traffic = 24.6 Erlang ị Số thuê bao di động có thể phục vụ được là : 745 thuê bao * Kích cỡ của SDCCH là 3s . Cho rằng ở đây có 3 lần cập nhật vị trí khi thiết lập cuộc gọi và 4 kênh SDCCH sử dụng cho một thuê bao di động vào giờ cao điểm do vậy lưu lượng SDCCH của một thuê bao di động sẽ là : 4 ´ 3/ 3600 = 0.0033 Erlang có nghĩa là 1/10 của Traffic trung kế cho một tuê bao di động . Một kênh vật lý với 8 kênh SDCCH từ bảng Erlang với GOS = 2% ta tra được dung lượng là: 3.6271 Erlang Điều này có nghĩa 8 kênh SDCCH/8 có thể phục vụ được : 3.6271/ 0.0033 = 1099 thuê bao Để phục vụ cho 1099 thuê bao thì với kênh TCH phải cần : 1099 ´ 0.033 = 36.271 Erlang Hiệu quả sử dụng trung kế Hiệu quả sử dụng trung kế là hiệu suất sử dụng tối đa một kênh mà không gây nghẽn tối đa cho kênh đó Trong ví dụ trên ( dung lượng Traffic trung kế ) dung lượng traffic trung kế (30 kênh) là 24.626 Erlang . Trong phần tính toán sử dụng giá trị này được giảm 2% với cấp độ dịch vụ vì thế còn 24.133 Erlang. Với trung kế có 33 kênh trên thì hiệu quả sử dụng trung kế là : 24.133/ 33 = 73% Có nghĩa là mỗi kênh sử dụng 73% thời gian . Dưới đây là bảng hiệu quả sử dụng với các trung kế : 6 , 14 , 22 , 30 , 33 , 45 : Tính toán qui hoạch mạng tại Miền Bắc Tính toán sơ bộ Theo tính toán số thuê bao điện thoại di động đến năm 1988 là 1000 thuê bao , mỗi thuê bao di động cần một lưu lượng là 0.033 Erlang do đó dung lượng traffic của mạng là : 1000 ´ 0.033 = 33 Erlang. Phương án thiết kế Sử dụng thiết bị của hãng ALCATEL (Pháp ). Miền Bắc là một vùng có diện tích miền núi và trung du chiếm 102.486 km2 , đồng bằng sông hồng và khu bốn cũ chiếm 63.621 km2 cho nên vấn đề đặt trạm gốc là hết sức quan trọng. Yêu cầu chất lượng và chỉ tiêu kĩ thuật Yêu cầu về chất lượng hệ thống : Các trạm gốc và đường truyền dẫn tín hiệu phải đạt yêu cầu sau đây : 2% GOS 33m Erlang/ thuê bao Yêu cầu cường độ thu ở các vùng phủ sóng : Vùng đô thị : -74 dBm Vùng ngoại vi thành phố lớn : -92 dBm Vùng ngoại ô : -92 dBm Vùng nông thôn : -94 dBm Thiết bị sử dụng : Sử dụng hệ thống thông tin di động số GSM của hãng ALCALTEL ( Pháp ) Các chỉ tiêu kĩ thuật chủ yếu của thiết bị : Ngưỡng thu của máy thuê bao di động ( MS ) : -100 dBm Côn suất máy phát của MS : 33 dBm Ngưỡng thu của trạm vô tuyến gốc : -110 dBm Công suất phát của trạm gốc (BTS ) : 41.5 w Hệ số tăng ích của Anten thuê bao : 3.5 dB Hệ số tăng ích của Anten trạm gốc ( BTS ) : 16 dBm Cáp đến Anten là Ari Dilectric 7/ 8” 50W ; 3.92 dBm / 100m Địa điểm xây dựng công trình Với những số lượng và yêu cầu trên Công ty thông tin di động VMS có dự tính mở rộng và nâg cấp tổng đài MSC/ BSC như sau : Khu vực phía Bắc : Mở rộng tổng đài MSC Từ Liêm từ dung lượng hiện có 45.000 thuê bao lên 88.000 thuê bao . Nâng cấp phần mềm tương ứng với nhu cầu phát triển ( phần mềm hiện nay là R3/ ALCALTEL ) Mở rộng 4 BSC G2 trong số 7 BSC hiện có Từ 60 TRX lên đến 128 TRX . Lắp đặt thêm 2 BSC G2 ( 128 TRX ) mới , một cho Hà Nội , một cho thành phố Vinh . Nâng cấp phần mềm tương ứng cho tất cả BSC từu R3 lên phần mềm tương ứng đưa số BSC cho KV1 lên đến 9 Phương pháp truyền dẫn tín hiệu Tất cả BTS thuộc các tỉnh phía Bắc đều được quản lí bởi trung tâm BSC/ MSC đặt tại thành phố Hà Nội Phương án tổ chức đường truyền tín hiệu như sau : Sử dụng kênh truyền dẫn 2Mb/s từ Hà Nội được đi theo tuyến vi ba đường trục 34 Mb/s có sẵn đến các trạm ở phía Bắc sau đó dẫn về trạm ở trung tâm . Tính toán vùng phủ sóng Trước tiên với bản đồ địa hình toàn Miền Bắc ta tìm được các thông số độ cao theo từng hướng nhất định và từ đó áp dụng công thức Okumura - Hata để tính toán cường độ thu tại từng đoạn khoảng cách khác nhau theo từng hướng xác định : Ta qui ước như sau : Hướng Tây : A0 -A1 Hướng Đông : A0- A2 Hướng Bắc : A0- A3 Hướng Nam : A0 - A4 Hướng Đông Bắc : A0 - A5 Hướng Đông Nam : A0- A6 Hướng Tây Bắc : A0 - A7 Hướng Tây Nam : A0 - A8 Sau đây là bản vẽ mặt cắt theo từng hướng. Dựa vào bản vẽ mặt cắt . Với các hướng có vật chắn ta dùng công thức tính cho thành phố (do bị suy hao nhiều ) , với các hướng không có vật chắn ta dùng công thức tính cho vùng ngoại ô ( do ảnh hưởng của cây cối sông hồ ) . Sau khi tính toán song các kết quả được ghi lại trong bảng Các thông số tính toán cường độ trưoừng tại từng hướng . Từ trung tâm trạm BTS đối với tất cả các hướng và từ đó được vùng phủ sóng của các trạm BTS . Vấn đề tính toán và vẽ ra vùng phủ sóng là rất quan trọng đối với vùng gồm nhiều Cell . Bởi vì vùng phủ trên là rất khác so với dự kiến ban đầu khi thiết kế . Sau khi đo đạc vẽ ta xác định các vùng chưa được phủ để đi đến quyết định có đặt thêm một hay nhiều trạm BTS nữa hay không . Kết luận Sự phát triển tăng tốc với mạng viễn thông với dung lượng lớn bằng vi ba số và cáp quang là cơ sở hạ tầng quan trọng , tạo nên điều kiện thuận lợi để phát triển mạng thông tin di động GSM ở mọi miền đất nước . Do nguồn vốn có hạn ngành Bưu điện chủ trương phát triển mở rộng ngành thông tin di động theo từng pha , trước tiên phát triển khu vực trọng điểm kinh tế và du lịch rồi mở dần ra các trung tâm chính . Vấn đề qui hoạch mạng thông tin di động ở Miền Bắc chỉ là một trong các buớc tiến hành mở rộng mạng thông tin di đọng tại toàn quốc . Ngoài ra còn có nhiều trung tâm du lịch kinh tế khác ở khắp cả nước có nhu cầu thông tin di động đáng kể song diện tích phủ vẫn còn hạn hẹp . Để đáp ứng nhu cầu dịch vụ thông tin di động phát triển , để thực hiện chỉ tiêu kĩ thuật tăng tốc mạng viễn thông của ngành Bưu điện và tiến hành một mạng thông tin đa dịch vụ ( ISDN ) phù hợp với xu thế phát triển mạng viễn thông thế giới , cần thiết phải mở rộng mạng thông tin di động khắp cả nước . Trong thời gian thực tập tốt nghiệp tại công ty Thông tin di động VMS , tôi đã cố gắng phân tích , xem xét các dự án đầu tư , phát triển mạng thông tin di động số GSM , thấy được các ưu điểm từ đó áp dụng tính toán thông tin di động số tại Miền Bắc . Tuy nhiên do điều kiện thời gian và trình độ có hạn , tôi thấy mình mới chỉ giải quyết được một phần rất ít các nội dung cơ bản trong ngành thông tin di động , trong đó nội dung chỉ mới khái quát chứ chưa đi sâu vào chi tiết . Tôi ý thức sâu sắc rằng mặc dù có nhiều cố gắng nhưng chắc chắn bản luận án này có nhiều thiếu sót và hạn chế , tôi rất mong được sự đóng góp của các thầy cô giáo trong trường và của Công ty thông tin di động VMS để tôi hoàn thành nội dung nghiên cứu đề tài của mình . Tôi xin trân thành cảm ơn Thầy giáo - GS Đoàn Nhân Lộ và kỹ sư đã hết sức giúp đỡ và đóng góp ý kiến để tôi có thể hoàn thành tốt bản luận án tốt nghiệp này ./. Hà Nội ngày 12- 1 - 1999 Sinh viên thực hiện