Đồ Án Tốt Nghiệp - Kỹ Thuật Truyền Dẫn Sóng Vô Tuyến BTS Đến MS - ĐiệnTử - Truyền Thông

Đồ án báo cáo Đề tài : Kỹ thuật truyền dẫn sóng vô tuyến BTS đến MS Đây là đồ án báo cáo chi tiết được đánh giá chất lượng rất cao,được biên soạn nghiên cứu từ các tài liệu chuyên ngành,thực tế thực tập,… .được chắt lọc từ các tài liệu công nghệ kỹ thuật mới nhất.Đây là tài liệu thực sự bổ ích cho các bạn trẻ giúp các bạn sinh viên đạt kết quả cao khi bảo vệ đồ án,báo cáo,luận văn của mình,trinh phục tương lai của mình .Chúc các bạn thành công

Trang 2

1 Giao diện vô tuyến ( Radio interface) :

Trog GSM , giao diện radio sử dụng tổng hợp cả hai

phương thức phân Access) và TDMA (Time Division Multiple Access).

Trong GSM sử dụng băng tần tại 900 MHz (gọi là GSM 900) và 1800 MHz (gọi là GSM 1800) Ở đây ta chỉ đề cập đến GSM 900 Mỗi kênh được đặc trưng bởi một tần số (sóng

mang) gọi là kênh tần số RFCH (Radio Frequency Chanel) cho mỗi hướng thu phát, các tần số này cách nhau 200 Khz.

Trong GSM 900, tín hiệu từ MS đến trạm thu phát là

890-915 Mhz là dãy tần uplink, còn dãy tần downlink từ trạm thu phát đến MS là 935-960 Mhz Cả hai đều có độ rộng băng là 25 Mhz, với 125 kênh truyền dẫn.

Trang 3

* Khung TDMA

Để tăng thêm hiệu suất sử dụng phổ tần số, trong GSM

dùng kỹ thuật TDMA để chia mỗi kênh tần số 200 kHz thành 8 khe thời gian, đánh số 0-7 Mỗi khe sẽ được cấp phát cho người dùng Tất cả các người dùng ở một tần số đều chung một khung

8 khe

Hình 1: khung TDMA

Trang 4

* Nếu MS được cấp phát khe 1.thì nó chỉ phát trong khe này, và tắt máy phát ở 7 khe còn lại trong 1 khung Sự đóng ngắt đều đặn theo chu kì khung của máy phát gọi là burst (cụm) một khe thời gian (tương ứng một burst) dài 577µs , một khung TDMA dài 8*577µs =4.615 ms.

* Vậy MS phát một burst với chu kì khung 4.615 ms, tức là

với tần số phát là 1/4,615 = 216 Hz, sẽ gây nhiễu cho thiết bị, dụng cụ điện tử ở tần số audio.Do đó để MS hoạt động tốt thì bản than nó phải có khả năng chống nhiễu cao.

Trang 5

Sự phát xạ xung

Hình 2: mức công suất phát biến thiên theo thời gian

( nếu mức phát chuẩn 0 dB là 34 dB,

thì mức nghỉ là – 70 dB, sẽ ứng với – 36 dBm).

Trang 6

* Vì MS chỉ phát trong một khe thời gian và chờ trong 7 khe thời gian còn lại của một khung , nên yêu cầu đóng ngắt năng lượng tần số vô tuyến rất chặn chẽ Nếu MS không tuân thủ nghiêm ngặt yêu cầu đó, thì nó sẽ gây nhiễu đối với các MS khác ( công tác ở khe thời gian liền kề, ở tần số liền kề ) Thời gian đóng và thời gian ngắt chỉ trong 28µs, nghĩa là mức công suất nhảy 70

dB trong 28 µs, mặt khác không cho phép mức ngắt lớn hơn – 36dBm Sau khi kết thúc thời gian quá độ lên mức phát, MS có 542.8µs để truyền tin.

* Sự sớm định thời và điều khiển công suất

* Trong một cell, MS có cự ly đến BTS khác nhau Nên thời gian trễ và suy hao truyền sóng của MS sẽ khác nhau Kỹ thuật

TDMA dựa vào sự định thời thích ứng đối với sự phát burst mà tránh xung đột, tránh trùng lẫn nhau giữa các burst liền kề khe thời gian

Trang 7

Hình 3: sự sớm định thời và điều khiển công suất

Trang 8

* BTS đo thời gian trễ truyền sóng của mọi MS và phát lệnh cho từng MS phát càng sớm nếu cự ly của nó đến BTS càng xa sao cho tín hiệu mà BTS thu nhận được từ các MS trong cell ở

đúng khe thời gian Việc định thời thích ứng với trễ cự ly nói trên được gọi là sớm định thời ( Timing advance ).

* Đồng thời với điều khiển sự sớm định thời , BTS ra lệnh cho

MS phải phát công suất vô tuyến ở mức thích suy hao sao cho mức tín hiệu đạt đến máy thu BTS từ các MS khác nhau trong cell là sấp xỉ bằng nhau Mức điều chỉnh mức phát là 2 dB

* Ta biết rằng, MS đo chất lượng truyền dẫn và mức công suất phát xuống nếu BTS phát hiện thông tin hướng xuống giảm

chất lượng thì BTS điều chỉnh công suất phát một cách phù hợp

ở từng khe thời gian ( đặc tính này được tùy chọn ở BTS )

Trang 9

* 2 khối thu phát vô tuyến :

* Các băng tần vô tuyến BTS :

* Các kênh vô tuyến BTS trong DRCU tranciever là song công , thu và phát ,và có những đặc tính sau:

*Băng tần phát BTS trong khoảng 935 – 960 Mhz ( độ rộng

Trang 10

* Băng tần trung tâm của mỗi kênh là phần chẵn của phần thập phân của Mhz ( bắt đầu tại 935,2 Mhz và cuối cùng là 959,8 Mhz cho hướng phát ; và bắt đầu là 890,2 Mhz và cuối cùng là 914,8 Mhz cho hướng thu ).

*Băng tần bảo vệ 100 khz giữa 935 Mhz và 935,1 Mhz và giữa 959,9 và 960,0 Mhz cho hướng phát , giữa 890,0 Mhz và giữa 941,9 Mhz và 915,0 Mhz cho hướng thu.

Trang 11

1 Mã hóa nén 104 Kbit/s  13Kbit/sKbit/s

Tín hiệu tiếng ở MS được đưa qua bộ loc thông thấp (0 – 4 kHz), được điều chế PCM 13 bit với tần số lấy mẫu 8 kHz được luồng dữ liệu 104 kbit/s.

Vấn đề đặt ra là nếu truyền dữ liệu thoại ở tốc độ này thì không

hiệu quả Do vậy người ta nhận thấy rằng chỉ cần truyền nội

dung dữ liệu thoại trong từng khối segment tương ứng 20ms cho chất lượng dữ liệu tốt và chất lượng dữ liệu ngõ ra đảm bảo được tính kinh tế là 260 bit data speech/20ms/segment Vậy tốc độ dữ liệu sau khi được mã hóa thoại là 260x50 = 13 kbit/s.

Trang 12

2 Mã hóa sữa lỗi 13Kbit/s kbit/s  22,8 Kbit/s

50 Very important bits Block Coder

53 bit

Convolution Coder

132 Important bits

178bitst

78 Not so important bits

456 bits/ 20ms

Trang 13

Dữ liệu sau khi được mã hóa thoại cho ra 260 bit/segment,

20ms trong đó có 50 bit được coi là rất quan trong quyết định

âm sắc của tín hiệu thoại, 132 bit quan trọng và còn lại là 78

bit được cho là không quan trọng.

Vậy tốc độ dữ liệu thoại sau khi được mã hóa là 456x50=22,8 Kbit/s.

3Kbit/s Mã hóa xen kẽ

Để giảm bớt hiện tượng lỗi burst người ta dùng phương pháp

mã hóa xen kẽ, với kỹ thuật này 456 bit dữ liệu được chia

thành 8 frames, mỗi frame có 57 bit và được mã hóa xen kênh

2 mức.

Trang 14

+ Mức 1: xen kẽ trong cùng một segment

3 11 _ _ _ _ _ _

4 12 _ _ _ _ _ _

5 13 _ _ _ _ _ _

6 14 _ _ _ _ _ _

7 15 _ _ _ _ _ _

8 16 _ _ _ _ _ _

8 frames

57 bits

Trang 15

+ Mức 2: xen kẽ khác segment

57 1 26 1 57

Tổng cộng có 3+57+1+26+1+57+3+8,25 = 156,25 bits cho 1 burst/ 577us.

Nhận xét: trong một burst dữ liệu truyền thì chứa 2 frame

dữ liệu thoại và còn lại 6 bit dành cho thông tin hệ thống.

Trang 16

4 Điều chế số.

GSM dùng phương pháp điều chế số GMSK GMSK là điều chế số dịch tần với biên ký tối thiểu có pha và tốc độ biến đổi không đột biến nhờ bộ lọc Gauss.

Trong 1 burst 0,577ms  156,25 bit, nên trong 1000ms 

270,833 Kbit/s, do đó tốc độ dữ liệu vô tuyến trước điều chế số của GSM là 270,833 Kbit/s (tốc độ bit lẻ và bit chẵn là 135,4 Khz).

Điều chế số MSK tăng hiệu suất sử dụng phổ so với

QPSK, có bề rộng phổ chính = 3Tb/4 (Tb là thời gian 1 bit), rộng gấp rưỡi phổ QPSK, nhưng suy giảm nhanh hơn ở

ngoài vùng phổ chính.

Trang 17

Quá trình việc kết nối thông tin từ một máy mobile ở trạm BTS này tới một trạm BTS khác khi máy mobile

di chuyển.

Quá trình việc kết nối thông tin từ một máy mobile ở trạm BTS này tới một trạm BTS khác khi máy mobile

di chuyển.

Trang 18

4

5 6

7

2 4

8

3 7

Trang 19

HOẠT ĐỘNG

(1) Hai lần trong 1 giây nó gửi báo cáo kết quả đo đến BTS cùng với kết quả đo của các ô lân cận tốt nhất, trên kênh SACCH.

Trang 21

HOẠT ĐỘNG

(2) BTS bổ sung thêm kết quả đo được ở chính kênh TCH Và gửi báo cáo về BSC

(3) BSC sẽ lệnh chọn BTS ở ô mới được cho tích cực một kênh TCH

Trang 22

HOẠT ĐỘNG

(4) Lệnh cho BTS này gửi bản tin đến MS thông báo về tần số và khe thời gian tương ứng

Trang 23

HOẠT ĐỘNG

(5) MS điều chỉnh đến tần số mới và gửi bản tin thâm nhập chuyển giao ( HO) ở khe thời gian tương ứng

Trang 24

HOẠT ĐỘNG

(6) MS cũng nhận thông tin về công suất cần sử dụng(6) ở kênh FACCH lấy cắp từ kênh tiếng

Trang 25

HOẠT ĐỘNG

(6) MS cũng nhận thông tin về công suất cần sử dụng(6) ở kênh FACCH lấy cắp từ kênh tiếng (7) BSC sẽ nhận được thông tin từ BTS là chuyển giao thành công sau khi MS gửi bản tin hoàn thành chuyển giao

Trang 26

HOẠT ĐỘNG

(6) MS cũng nhận thông tin về công suất cần sử dụng(6) ở kênh FACCH lấy cắp từ kênh tiếng

(7) BSC sẽ nhận được thông tin từ BTS là chuyển giao thành công sau khi MS gửi bản tin hoàn thành chuyển giao

(8) Đường tiếng trong chuyển mạch nhóm thay đổi và BTS cũ đưa ra lệnh tháo gỡ TCH cũ cùng với lệnh liên kết SACCH(8)

Trang 27

5

10

2 4

Trang 28

HOẠT ĐỘNG

(1) BSC cũ dựa trên các báo cáo về kết quả đo quyết định chuyển giao đến ô mới trực thuộc một BSC khác BSC cũ(đang phục vụ ) gửi bản tin “yêu cầu chuyển giao” cùng với nhận dạng ô mới đến MSC

Trang 30

HOẠT ĐỘNG

(2) MSC biết BST điều khiển ô mới nó gửi yêu cầu cuyển giao đến BSC mới

Trang 31

Nhóm 12

HOẠT ĐỘNG

(4) Khi BTS mới đã kích hoạt kênh TCH, BSC mới gửi thông tin về khe thời gian và tần số đến MSC

Trang 32

HOẠT ĐỘNG

(5) MSC chuyển thông tin này đến BSC cũ

Trang 33

HOẠT ĐỘNG

(6) MSC được lênh ra chuyển đến BTS mới

Trang 34

HOẠT ĐỘNG

(7) MS gửi đi cum thâm nhập chuyển giao đến BST mới

Trang 35

HOẠT ĐỘNG

(8) Ngay sau khi phát hiện cụm chuyển giao, BTS mới gửi thông tin vật lý chứa định trước thời gian và công suất ra đến MS

Trang 36

HOẠT ĐỘNG

(9) BSC mới nhận được thông tin rằng BTS đã nhận được cụm chuyển giao (9) nó thông báo điều này qua MSC(10) đến BSC cũ(11)

Trang 37

HOẠT ĐỘNG

(9) BSC mới nhận được thông tin rằng BTS đã nhận được cụm chuyển giao (9) nó thông báo điều này qua MSC(10) đến BSC cũ(11)

(12) BTS giải phóng TCH và SACCH cũ MS nhận được thông tin về ô mới ở SACCH liền kề TCH mới

Trang 39

HOẠT ĐỘNG

(1) BSC đang phục vụ gửi “yêu cầu chuyển giao” đến MSC giống như ở trường hợp trên

Trang 40

HOẠT ĐỘNG

(1) BSC đang phục vụ gửi “yêu cầu chuyển giao” đến MSC giống như ở trường hợp trên

(2) MSC yêu cầu MSC chuyển giao (MSC đích) giúp đỡ MSC cấp phát một số chuyển giao (số điện thoại thông thường) để định tuyến lại cuộc gọi

Định dạng
Số trang	47
Dung lượng	2,42 MB