Tìm hiểu phần mềm mapinfo, ứng dụng đánh giá chất lượng mạng 2g

Tìm hiểu phần mềm mapinfo, ứng dụng đánh giá chất lượng mạng 2g

LỜI NÓI ĐẦU



Trong cuộc sống hàng ngày thông tin liên lạc đóng một vai trò rất quan trọng và không thể thiếu, nó quyết định nhiều mặt hoạt động của xã hội, giúp con người nắm bắt nhanh chóng các thông tin kinh tế, khoa học kỹ thuật rất đa dạng và phong phú

Những năm gần đây, lĩnh vực thông tin di động trong nước đã có những bước phát triển vượt bậc cả về cơ sở hạ tầng lẫn chất lượng phục vụ Với sự hình thành nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông mới đã tạo ra sự cạnh tranh

để thu hút thị phần thuê bao giữa các nhà cung cấp dịch vụ Các nhà cung cấp dịch vụ di động trong nước hiện đang sử dụng hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM (Global System for Mobile Communication) là Vinaphone, Mobiphone, Viettel Các nhà cung cấp dịch vụ liên tục đưa ra các chính sách khuyến mại, giảm giá và đã thu hút được rất nhiều khách hàng sử dụng dịch vụ Cùng với đó, mức sống chung của toàn xã hội ngày càng được nâng cao đã khiến cho số lượng các thuê bao sử dụng dịch vụ di động tăng đột biến trong các năm gần đây

Để kéo càng nhiều khách hàng về phía mình và thuê bao không rời bỏ mạng thì đòi hỏi các nhà mạng phải cung cấp đầy đủ các dịch vụ với cước phí phù hợp và chất lượng tốt nhất Vì vậy, các nhà mạng không ngừng phát triển

cơ sở hạ tầng viễn thông, đầu tư về công nghệ và đặc biệt luôn luôn cải thiện chất lượng dịch vụ tốt nhất cho khách hàng Sau khi thiết kế và triển khai hệ thống mạng, các nhà mạng phải thường xuyên giám sát, kiểm tra để duy trì và cải thiện toàn bộ chất lượng và dung lượng hiện thời của mạng di động Công việc đó còn được gọi là tối ưu mạng di động, mục đích chính của công việc tối

ưu là: cải thiện hiệu suất mạng và chất lượng dịch vụ hiện tại Tối ưu đòi hỏi người làm công tác tối ưu phải có kiến thức thật vững về viễn thông và cần sự

hỗ trợ rất lớn từ các công cụ phần mềm mới có thể kiểm tra, đánh giá chất lượng mạng một cách chính xác Từ đó đưa ra phương pháp tối ưu khoa học nhất để cải thiện chất lượng mạng

Mong muốn tìm hiểu và nghiên cứu về các vấn đề xảy ra trong quá trình hoạt động của mạng và cách phân tích, đánh giá chất lượng mạng trong công

tác tối ưu hóa Em chọn đề tài tố nghiệp: “Tìm hiểu phần mềm MapInfo, ứng dụng đánh giá chất lượng mạng 2G’’ Tuy đã cố gắng tìm tòi và nghiên cứu

để hoàn thiện đồ án, nhưng chắc hẳn sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót

Vì vậy, kính mong các thầy, cô giáo góp ý và chỉ bảo thêm, giúp em có thể bổ sung và nắm vững hơn vốn kiến thức của mình

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy: ThS Nguyễn Hồng Vỹ đã

tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và cùng các thầy, cô trong khoa và bạn bè đã hỗ trợ, tạo mọi điều kiện để em có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2011

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 01

MỤC LỤC 03

DANH MỤC HÌNH VẼ 05

DANH MỤC BẢNG BIỂU 06

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 07

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG DI ĐỘNG GSM 12

1.1 Giới thiệu chương 12

1.2 Cấu trúc chung của mạng GSM 12

1.2.1 Phân hệ vô tuyến (RSS) 13

1.2.1.1 Trạm di động MS 13

1.2.1.2 Hệ thống trạm gốc BSS 14

1.2.2 Phân hệ chuyển mạch (SS) 14

1.2.2.1 Trung tâm chuyển mạch di động MSC 15

1.2.2.2 Bộ ghi định vị thường trú HLR 15

1.2.2.3 Bộ ghi định vị tạm trú VLR 15

1.2.2.4 Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR 15

1.2.2.5 Trung tâm nhận thực AUC 15

1.2.2.6 Tổng đài di động cổng G-SMS 15

1.2.2.7 Khối IWF 16

1.2.3 Phân hệ khai thác và bảo dưỡng OSS 16

1.3 Giao diện vô tuyến 17

1.3.1 Ấn định phổ tần số GSM 17

1.3.2 Kỹ thuật đa truy cập 18

1.3.3 Các kênh ở giao diện vô tuyến 19

1.3.3.1 Các kênh vật lý 19

1.3.3.2 Các kênh logic 21

1.3.3.3 Sắp xếp các kênh logic 23

1.3.3.4 Đặc điểm của sóng mang BCCH 24

1.3.3.5 Thủ tục tìm gọi 25

1.3.3.6 Sớm định thời 26

1.3.3.7 Đo lường kênh ở giao diện vô tuyến 26

1.3.3.8 Cell Selection / Reselection 27

1.3.3.8.1 Cell Selection 27

1.3.3.8.2 Cell Reselection 29

1.3.3.9 Chuyển giao 30

1.3.3.10 Điều khiển công suất 31

1.3.3.11 Nhảy tần 33

1.4 Kết luận chương 34

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU PHẦN MỀM MAPINFO PROFESSIONAL 35

2.1 Giới thiệu chương 35

2.2 Giới thiệu và hướng dẫn sử dụng phần mềm MapInfo 35

2.2.1 Giới thiệu phần mềm MapInfo 35

2.2.2 Cách cài đặt phần mềm MapInfo 8.5 36

2.2.3 Các loại thanh thực đơn trong MapInfo 37

2.2.4 Các chức năng cơ bản với bảng dữ liệu trong MapInfo 46

2.3 Giới thiệu phần mềm đo kiểm chất lượng mạng vô tuyến Tems Investigation 48 2.4 Các thông số liên quan đến đánh giá chất lượng mạng 2G ở giao diện vô tuyến 49

2.4.1 Các thông số cơ bản thể hiện chất lượng sóng vô tuyến 49

2.4.2 Các chế độ đo dùng trong việc đo kiểm 52

2.5 Kết luận chương 52

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MAPINFO ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG 2G 54

3.1 Giới thiệu chương 54

3.2 Phân tích, đánh giá chuẩn các thông số thể hiện chất lượng mạng GSM 54

3.2.1 Phương pháp đánh giá vùng phủ 54

3.2.2 Phương pháp đánh giá chất lượng mạng 58

3.2.2.1 Ảnh hưởng của nhiễu đến chất lượng thoại 58

3.2.2.2 Mức thu tín hiệu thấp dẫn đến chất lượng tồi 58

3.3 Ứng dụng MapInfo, Tems đánh giá chất lượng mạng 2G 59

3.3.1 Qui trình sử dụng MapInfo đánh giá chất lượng mạng 59

3.3.1.1 Các bước tạo vùng phủ của cell 59

3.3.1.2 Tạo các chú thích cho vùng phủ 67

3.3.2 Đánh giá chất lượng mạng 2G của trạm Lộc Sơn 72

3.3.2.1 Sử dụng phần mềm Tems đánh giá chất lượng mạng 72

3.3.2.2 Sử dụng MapInfo đánh giá chất lượng mạng 74

3.3.2.3 Các giải pháp tối ưu mạng 2G tại trạm Lộc Sơn 77

3.4 Kết luận chương 78

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Cấu trúc chung của mạng GSM 12

Hình 1.2 Kênh lưu lượng và kênh điều khiển 22

Hình 1.3 Thiết lập cuộc gọi trong GSM 25

Hình 2.1 Tỷ số nhiễu đồng kênh C/I 51

Hình 3.1 Thông số RxLev, TA hiển thị trên MapInfo 56

Hình 3.2 Mức thu tín hiệu thấp 57

Hình 3.3 Trường hợp thiếu vùng phủ 57

Hình 3.4 Mức thu thấp và chất lượng tín hiệu giảm 59

Hình 3.5 SQI tồi, RxQual cao, RxLev thấp 73

Hình 3.6 SQI tồi, RxQual cao, RxLev tốt 74

Hình 3.7 Mức thu của cell Serving và Neighbour gần nhau 74

Hình 3.8 Thông số mức thu cường độ tín hiệu RxLev_Sub 75

Hình 3.9 Thông số thể hiện chất lượng thoại SQI (dBm) 75

Hình 3.10 Thông số phản ánh chất lượng tín hiệu 76

Hình 3.11 Thông số nhiễu đồng kênh (C/I) 76

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Mức thu tín hiệu RxLev 50Bảng 3.1 Mức chất lượng tín hiệu thu RxQual 55Bảng 3.2 Phân loại các mức tín hiệu 55

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

A

ACCH Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kếtAGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhậpAMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực

AVDR Average Drop Call Rate Tỷ lệ rớt cuộc gọi trung bình

1 B

7CCITT International Telegraph and Telephone

C/R Carrier to Reflection Tỷ số sóng mang/ sóng phản

Communication

Thông tin di động toàn cầu

H

I

đến

L

LA Location Area Vùng định vị

channel

Các thủ tục đường truyền truy cập trên kênh D

M

di động

động

N

P

nhắn tin

cộng

chuyển mạch gói

công cộng

T

gian

CHƯƠNG I TỔNG QUAN MẠNG DI ĐỘNG GSM 1.1 Giới thiệu chương

Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ những năm qua đã mang lại nhiều thành tựu to lớn cho ngành thông tin liên lạc Ngày nay loại hình thông tin di động đã trở thành không thể thiếu trong đời sống sinh hoạt, xã hội

Để đáp ứng nhu cầu đó mạng di động ra đời Song song với sự phát triển của khoa học công nghệ cũng như nhu cầu dịch vụ, mạng di động GSM không ngừng phát triển và hiện nay hệ thống GSM đã được phát triển như một dịch vụ

số toàn cầu Chương 1 sẽ tìm hiểu về cấu trúc chung, chức năng của các khối trong mạng thông tin di động GSM và các vấn đề ở giao diện vô tuyến trong GSM: ấn định phổ tần số, phương pháp truy cập vô tuyến, chuyển giao,… đồng thời sẽ làm rõ các khái niệm, cấu trúc, chức năng của kênh vật lý và kênh logic

1.2 Cấu trúc chung của mạng GSM

OSS

AUC

EIR MSC

HLR

BSSBSCBTS

VLR ISDN

OMC PSPDN

PSTN

CSPDN

Hình 1.1 : Cấu trúc chung của mạng GSM

Trong đó :

OSS : Operation and Support Subsystem – Phân hệ khai thác và hỗ trợ AUC : Authentication Center - Trung tâm nhận thực

HLR : Home Location Register - Bộ ghi định vị thường trú

VLR : Visited Location Register - Bộ ghi định vị tạm trú

EIR : Equipment Identification Register - Thanh ghi nhận dạng thiết bị MSC : Mobile Service Switching Center - Tổng đài di động

BSS : Base Station Subsystem - Phân hệ trạm gốc

BSC : Base Station Controler - Bộ điều khiển trạm gốc

BTS : Base Transceiver Station - Trạm vô tuyến gốc

ISDN : Integrated Service Digital Network - Mạng số liên kết đa dịch vụ PSPDN : Packet Switch Public Data Network - Mạng chuyển mạch gói

+ Phân hệ vô tuyến RSS (Radio SubSystem) : Bao gồm phân hệ trạm gốc BSS và MS

+ Phân hệ chuyển mạch SSS (Switching SubSystem) : Dùng cho các chức năng chuyển mạch

+ Phân hệ vận hành và bảo dưỡng OMS (Operation and Maintenance SubSystem) : Cung cấp các chức năng cần thiết cho toàn bộ hoạt động của mạng và cho việc thu nhận thông tin về hoạt động của hệ thống

1.2.1 Phân hệ vô tuyến (RSS)

1.2.1.1 Trạm di động MS :

MS là một đầu cuối di động, tại MS có một khối nhỏ gọi là module nhận dạng thuê bao SIM (Subcriber Identity Module) Đó là một khối vật lý tách riêng, chẳng hạn là một IC Card còn gọi là Card thông minh SIM cùng với thiết bị trạm ME (mobile equipment) hợp thành trạm di động Không có SIM,

MS không thể thâm nhập đến mạng trừ trường hợp gọi khẩn

1.2.1.2 Hệ thống trạm gốc BSS

BSS là một hệ thống đặc thù riêng cho tính chất tổ ong vô tuyến của GSM BSS giao tiếp trực tiếp với trạm di động MS thông qua giao diện vô tuyến Vì thế nó bao gồm thiết bị thu/phát đường vô tuyến và quản lý các chức năng này Mặt khác BSS giao tiếp với các tổng đài ở phân hệ chuyển mạch SS Tóm lại, BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài và nhờ vậy đấu nối những người sử dụng các trạm di động với những người sử dụng các viễn thông khác BSS cũng phải được điều khiển do vậy nó được đấu nối với phân hệ vận hành

và bảo dưỡng OMS BSS bao gồm 2 loại thiết bị là: BTS giao diện với MS và BSC giao diện với MSC

- Khối BTS (Base Tranceiver Station): Một BTS bao gồm thiết bị

thu/phát, anten, và bộ xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện vô tuyến BTS là

thiết bị trung gian giữa mạng GSM và thuê bao MS, trao đổi thông tin với MS qua giao diện vô tuyến.

- Khối BSC (Base Station Controller): Khối BSC là khối điều khiển trạm

gốc nó có nhiệm vụ quản lý tất cả các giao diện vô tuyến qua các lệnh điều khiển từ xa Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và chuyển giao Một phía BSC được nối với BTS còn phía kia được nối với MSC của phân hệ SS Trong thực tế BSC được coi như là một tổng đài nhỏ, có khả năng tính toán đáng kể Vai trò chính của nó là quản lý các kênh ở vô tuyến và chuyển giao

Chức năng chính của BSC là: quản lí mạng vô tuyến, quản lí trạm vô tuyến gốc BTS, điều khiển nối thông cuộc gọi và quản lí mạng truyền dẫn

1.2.2 Phân hệ chuyển mạch SS (Switching SubSystem)

Phân hệ chuyển mạch SS bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của mạng GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản

lý di động thuê bao Chức năng chính của nó là quản lý thông tin giữa những người sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác

1.2.2.1 Trung tâm chuyển mạch di động MSC (Mobile Switching Center)

MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý các bộ điều khiển trạm gốc BSC Một tổng đài MSC thích hợp cho một vùng đô thị và vùng ngoại ô có dân cư khoảng 1 triệu ( với mật độ thuê bao trung bình ) MSC thực hiện chức năng chuyển mạch chính, nhiệm vụ chính của MSC là tạo kết nối và

xử lý cuộc gọi đến những thuê bao của GSM, một mặt GSM giao tiếp với phân

hệ BSS mặt khác giao tiếp với mạng ngoài thông qua cổng G-MSC (Gateway - MSC)

1.2.2.2 Bộ ghi định vị thường trú HLR (Home location Register)

HLR lưu giữ những số liệu cố định của thuê bao di động trong mạng như SIM, các thông tin liên quan đến việc cung cấp các dịch vụ viễn thông, không phụ thuộc vào vị trí hiện thời của các thuê bao và chứa các thông tin về vị trí hiện thời của các thuê bao

1.2.2.3 Bộ ghi định vị tạm trú VLR(Visitor Location Register)

Là cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang ở vùng phục

1.2.2.4 Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR( Equipment Identity Register)

EIR có chức năng kiểm tra tính hợp lệ của ME thông qua số liệu nhận dạng thiết bị quốc tế IMEI( Internationnal Mobile Equipment Identity ) và chứa

số liệu về phần cứng của thiết bị

1.2.2.5 Trung tâm nhận thực AUC (Authentication Center)

Được nối đến HLR, chức năng của AUC là cung cấp cho HLR các tần số nhận thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật Đường vô tuyến cũng được AUC cung cấp mã bảo mật để chống nghe trộm, mã này được thay đổi để riêng biệt cho từng thuê bao Cơ sở dữ liệu của AUC còn ghi nhiều thông tin cần thiết khác khi thuê bao đăng ký nhập mạng và được sử dụng để kiểm tra khi thuê bao yêu cầu cung cấp dịch vụ, tránh việc truy nhập mạng một cách trái phép

1.2.2.6 Tổng đài di động cổng G-MSC (Gateway- Mobile Switching Center)

Tất cả các cuộc gọi vào cho mạng GSM/PLMN sẽ được định tuyến cho tổng đài vô tuyến cổng G-MSC Nếu môt người nào đó ở mạng cố định PSTN muốn thực hiện cuộc gọi vào mạng GSM/PLMN : Tại tổng đài PSTN sẽ kết nối cuộc gọi này đến MSC có trang bị một chức năng gọi là chức năng cổng Tổng đài MSC này còn gọi là tổng đài MSC cổng, và nó có thể là một MSC bất

kỳ ở mạng GSM G-MSC sẽ phải tìm ra vị trí của MS cần tìm Điều này sẽ được thực hiện bằng cách hỏi HLR nơi MS đăng ký HLR sẽ trả lời khi đó MSC này sẽ định tuyến lại cuộc gọi đến MSC cần thiết Khi cuộc gọi đến MSC này VLR sẽ xác định rõ hơn về vị trí của MS Như vậy có thể nối thông một cuộc gọi ở mạng GSM khi có sự khác biệt giữa thiết bị vật lý và đăng ký thuê bao

1.2.2.7 Khối IWF

Để kết nối MSC với các mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm truyền dẫn của GSM với các mạng này Thích ứng này gọi là chức năng tương tác IWF IWF bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyền dẫn IWF

có thể thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng

1.2.3 Phân hệ khai thác và bảo dưỡng OSS (Operation and Support

OSS thực hiện 3 chức năng chính sau:

Khai thác: là hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của

mạng như tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao giữa 2 cell Nhờ vậy nhà khai thác có thể giám sát được toàn bộ chất lượng dịch vụ mà họ cung cấp cho khách hàng và kịp thời nâng cấp Khai thác còn thay đổi cấu hình

để giảm những vấn đề xuất hiện ở thời điểm hiện thời, để chuẩn bị tăng lưu lượng trong tương lai và mở vùng phủ sóng Ở viễn thông hiện đại khai thác được thực hiện bằng máy vi tính và tập trung ở một trạm

Bảo dưỡng: Có nhiệm vụ phát hiện, định vị, và sữa chữa các sự cố và

hỏng hóc Nó có một số quan hệ với khai thác Các thiết bị ở hệ thống viễn thông hiện đại có khả năng tự phát hiện một số sự cố hay dự báo sự cố thông qua kiểm tra Bão dưỡng gồm các hoạt động tại hiện trường như thay thế các thiết bị có sự cố, cũng như việc sử dụng phần mềm điều khiển từ xa

Quản lý thuê bao: Bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao

Nhiệm vụ đầu tiên là nhập và xoá thuê bao khỏi mạng Đăng ký thuê bao cũng

có thể rất phức tạp, bao gồm nhiều dịch vụ và các tính năng bổ sung Nhà khai thác có thể thâm nhập được các thông số thuê bao nói trên Một nhiệm vụ quan trọng khác là tính cước cuộc gọi rồi gửi đến nhà thuê bao Khi đó HLR, SIM- Card đóng vai trò như một bộ phận quản lý thuê bao

1.3 Giao diện vô tuyến

Giao diện vô tuyến là giao diện giữa trạm di động (MS) và trạm thu phát gốc (BTS) Tín hiệu truyền qua giao diện này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: giải tần số có hạn, khí quyển, khoảng cách, công suất phát, mật độ thuê bao trên một đơn vị tần số trong một vùng,…Để sử dụng hiệu quả tài nguyên vô tuyến và đảm bảo chất lượng thông tin, chúng ta sẽ tìm hiểu các vấn đề ở giao diện vô tuyến

Trong phần này sẽ nghiên cứu các chủ đề sau:

• Ấn định phổ tần số GSM

• Phương pháp truy cập vô tuyến

• Các kênh và khung ở giao diện vô tuyến

• Thủ tục tìm gọi

• Sớm định thời

• Đo lường kênh ở giao diện vô tuyến

GSM sử dụng phương thức song công FDD (Frequency Division Dulplexing), trong đó đường lên và đường xuống của mỗi kênh hoạt động ở hai dải băng tần tần số khác nhau:

 GSM 900 sử dụng: 890 – 915MHz cho đường lên (MS phát)

935 – 960MHz cho đường xuống (BTS phát)Khoảng cách giữa các sóng mang là 200kHz, có 124 kênh ở mỗi đường lên và đường xuống, khoảng cách giữa hai sóng thu và phát là 45MHz Tần số sóng mang đường xuống và đường lên được xác định như sau:

•Tần số đường lên: Fu(n) = 890 + 0,2n (MHz) (1<=n<=124)

•Tần số đường xuống: Fd(u) = Fu(n) + 45 (MHz)

Bao gồm 125 kênh đánh số từ 0 đến 124, kênh 0 dành cho khoảng bảo vệ nên không được sử dụng

 GSM 1800 sử dụng: 1710 – 1785 cho đường lên

1805 – 1880 cho đương xuốngKhoảng cách giữa các sóng mang là 200kHz, như GSM, có 374 kênh ở mỗi đường lên và đường xuống, khoảng cách giữa hai sóng thu và phát là 95MHz Tần số sóng mang đường xuống và đường lên được xác định như sau:

•Tần số đường lên: Fu(n) = 1710,2 + 0,2(n – 512) (MHz)

•Tần số đường xuống: Fd(n) = Fu(n) + 95 (MHz)

1.3.2 Kỹ thuật đa truy cập

Trong mỗi cell, một BTS liên lạc với nhiều MS Qua giao diện vô tuyến,

MS thiết lập và thực hiện cuộc gọi với bất kì thuê bao nào khác Việc phân chia

các kênh liên lạc cho mỗi MS được gọi là kỹ thuật đa truy cập Có ba phương pháp đa truy cập: đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA), đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA), đa truy cập phân chia theo mã (CDMA).

 Phương pháp FDMA được sử dụng chủ yếu trong thông tin di động thế hệ thứ nhất Phổ tần số được quy định cho liên lạc di động được chia thành 2N dải tần số kế tiếp, cách nhau một dải tần phòng vệ Mỗi dải tần số được gán cho một kênh liên lạc, N dải kế tiếp dành cho liên lạc hướng lên, sau một dải tần phân cách là N dải kế tiếp dành cho liên lạc hướng xuống Đặc điểm: mỗi

MS được cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyến, nhiễu giao thoa

do tần số các kênh liên lân cận nhau là rất đáng kể, tốc độ truyền thấp, khó áp dụng các dịch vụ phi thoại, hiệu quả sử dụng tần số thấp, có bao nhiêu kênh trong một cell thì phải có bấy nhiêu máy thu – phát, kết cấu BTS phức tạp

 Phương pháp TDMA được sử dụng hầu hết trong hệ thống di động thứ hai Phổ tần số quy định cho liên lạc di động được chia thô thành các dải tần liên lạc, mỗi dải liên lạc này được dùng chung cho n kênh liên lạc, mỗi kênh liên lạc là một khe thời gian trong chu kì một khung Tin tức được tổ chức dưới dạng gói, mỗi gói có bít chỉ thị đầu gói, chỉ thị cuối gói, các bit đồng bộ, các bít bảo vệ và các bit dữ liệu Đặc điểm: tín hiệu của thuê bao được truyền dẫn số, liên lạc song công mỗi hướng thuộc các dải tần liên lạc khác nhau, giảm nhiễu giao thoa, giảm số máy thu phát ở BTS, dễ dàng mở các dịch vụ phi thoại, tốc

độ truyền cao, hiệu quả sử dụng tần số cao hơn FDMA Pha đinh và trễ truyền dẫn là những vấn đề kỹ thuật rất phức tạp, mất đồng bộ,…

 Phương pháp CDMA: mỗi MS được gán một mã riêng biệt và kỹ thuật trải phổ tín hiệu giúp cho các MS không gây nhiễu lẫn nhau trong điều kiện có thể cùng một lúc dùng chung dải tần số Đặc điểm: kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu vô tuyến sử dụng có cường độ rất nhỏ và chống pha đinh hiệu quả hơn FDMA, TDMA, điều khiển dung lượng trong cell rất linh hoạt, kỹ thuật phức tạp

GSM sử dụng kết hợp các phương pháp FDMA và TDMA

1.3.3 Các kênh ở giao diện vô tuyến

GSM định nghĩa hai loại kênh cơ bản là: kênh vật lý và kênh logic

Các kênh vật lý là một khe thời gian ở một tần số vô tuyến dành để truyền tải thông tin ở đường vô tuyến GSM Mỗi sóng mang được chia nhỏ thành 8 Timeslot (TS), mỗi TS được phát 156,25 bit bằng với thời gian của một TS là 0,577ms Mỗi khung TDMA được lặp lại tronmg 4,615ms Các TS được gọi là các kênh vật lý Thông tin được phát đi ở một TS được gọi là một cụm (burst)

•Khối dữ liệu: gồm hai khối 57 bit mang thông tin thoại/dữ liệu

•Bit lấy cắp : cho biết cụm có bị lấy cắp cho báo hiệu FCCH hay không

•Chuỗi hướng dẫn: gồm 26 bit được đặt ở giữa để phản ánh kênh

•Bit đuôi: gồm hai khối 3 bit có giá trị bằng 0,0,0

•Khoảng bảo vệ: 8,25 bit Sở dĩ cần khoảng bảo vệ vì mỗi một sóng mang có thể được sử dụng cho 8 MS khác nhau, do đó cần khoảng bảo vệ để

3 57 Data Bits 1 26 Training Bits 1 57 Data Bits 3 8.25

3 39 Data Bits 64 Training Bits Sync

Sequence

39 Data Bits

3 8.25

đảm bảo thời gian truyền tin trong các TS không bị chồng lên nhau ở BTS do chênh lệch về khoảng cách tới MS và do sự lệch đồng bộ Nếu đồng bộ hoàn hảo thì GP bằng 0, nhưng không thể đạt được điều này do sự di chuyển MS, nên nhất thiết cần phải có GP.

 Cụm hiệu chỉnh tần số (FB): được sử dụng để đồng bộ tần số cho MS Khi cụm này được truyền, nó tương đương như một sóng mang không bị điều chế với một độ dịch tần xác định Sự lặp lại của cụm này được gọi là kênh FCCH Các MS khi thu kênh FCCH sẽ thu được sóng mang không bị điều chế

và dùng nó như một tín hiệu (quy chiếu) để điều chỉnh sóng mang của mình

•Các bit cố định có giá trị bằng 0, vì thế bộ điều chế sẽ cho ra một sóng mang không bị điều chế

•Các bit đuôi và khoảng bảo vệ như cụm bình thường

 Cụm đồng bộ (SB): được sử dụng để đồng bộ thời gian cho MS

•Các bit dữ liệu gồm hai khối 39 bit mang thông tin về số khung TDMA và BSIC

•Chuỗi hướng dẫn: gồm 64 bit để đồng bộ thời gian giữa MS và BTS

•Các bit đuôi và khoảng bảo vệ giống như cụm bình thường

 Cụm thâm nhập (AB): được sử dụng để thâm nhập ngẫu nhiên và thâm nhập chuyển giao

•Khối dữ liệu: gồm 36 bit Thông tin gửi trên RACH gồm 8 bit Trong

8 bit này, 6 bit dành cho BSIC và một vài thông tin khác (2 bit), được mã hóa chống nhiễu thành 36 bit

•Khoảng bảo vệ: gồm 68,25 bit để phục vụ việc truyền cụm truy cập từ

MS do không biết trước thời gian sớm định thời (timing advance) tại lần truy cập đầu tiên (hay sao chuyển giao) Khi MS ở xa BTS, có nghĩa là cụm truy cập này tới BTS sẽ chậm, để tránh gây nhiễu sang TS khác trên cùng một sóng mang thì GP của cụm này phải lớn hơn GP của các cụm khác Bán kính lớn nhất của một cell là 35km, thời gian đi – về của một tín hiệu vô tuyến MS từ rìa của cell đến BTS và ngược lại sẽ là 0,233ms Chênh lệch thời gian tới BTS của các tín hiệu từ hai MS đang làm việc trên hai khe thời gian cạnh nhau, cùng một sóng mang khi một MS nằm ở rìa cell và một MS nằm ngay tại BTS sẽ là

0,233ms Để tránh chồng thông tin lên nhau gây can nhiễu thì GP trong cụm truy cập được xác định bằng 68,25 bit = 0,252ms.

•Các bít đuôi: gồm một khối 3 bit và một khối 8 bit

 Cụm giả (ĐB): cụm giả được phát đi từ BTS trong một số trường hợp cụm không mang thông tin

1.3.3.2 Các kênh logic

Gồm hai loại: kênh lưu lượng và kênh điều khiển

Hình 1.2 Kênh lưu lượng và kênh điều khiển

 Kênh lưu lượng: là kênh mang thông tin tiếng hoặc số liệu của người

sử dụng Kênh lưu lượng có hai loại: một kênh vật lý (1TS) có thể được ấn định là TCH/F (Full rate) hoặc TCH/H (Haft rate)

- Kênh Bm hay TCH toàn tốc (TCH/F) có tốc độ 13kb/s cho thoại, 9.6kb/s cho dữ liệu

- Kênh Lm hay TCH bán tốc (TCH/F) có tốc độ 6.5kb/s cho thoại, 4.8kb/s cho dữ liệu

 Kênh điều khiển: các kênh điều khiển được chia thành 3 loại:

- Kênh điều khiển quảng bá BCH: là kênh đường xuống và được ấn định

ở TS0 Kênh BCH gồm:

•FCCH: mang thông tin hiệu chỉnh tần số cho MS

•SCH: chứa Frame Number (FN) và mã nhận dạng trạm gốc (BSIC)

NCH

FACCH

SDCCH SACCH

•BCCH: được sử dụng chủ yếu ở đường xuống để báo cho MS về cấu hình mạng vô tuyến (thông tin liên quan đến mạng như thông số của cell, các bản tin điều khiển, mã vùng định vị,…), do đó BCCH là kênh chuẩn và được duy trì với mức nhiễu thấp nhất.

- Kênh điều khiển chung CCCH:

•RACH: MS gửi yêu cầu tài nguyên từ mạng (yêu cầu kênh SDCCH để khởi tạo cuộc gọi)

•AGCH: được sử dụng ở đường xuống để báo cho MS khi kênh SDCCH được ấn định cho MS

•PCH: được sử dụng ở đường xuống để tìm gọi MS

•CBCH: được sử dụng ở đường xuống để phát quảng bá một bản tin SMS

•NCH: sử dụng cho đường xuống để thiết lập dịch vụ thoại cho Phase 2 như Voice Broadcast (VBS) và Voice Group Calling (VGCS)

- Kênh điều khiển riêng DCCH:

•SDCCH: được sử dụng cả đường lên và đường xuống Đường lên được sử dụng để gửi bản tin cập nhật vị trí, bản tin yêu cầu dịch vụ, bản tin thiết lập cuộc gọi và bản tin SMS Đường xuống được sử dụng để ấn định kênh lưu lượng, gửi bản tin thiết lập cuộc gọi và SMS

•SACCH: hoạt động ở chế độ Doted và sử dụng ở đường lên và đường xuống đường lên được dùng để gửi các kết quả đo lường các BTS lân cận, BTS đang phục vụ nó Đường xuống mang thông tin sớm định thời và điều khiển công suất

•FACCH: là kênh liên kết với kênh TCH FACCH làm việc ở chế độ lấy cắp bằng cách làm thay đổi lưu lượng tiếng hay số liệu bằng báo hiệu Trong trường hợp, chuyển giao các bản tin báo hiệu được gửi trên FACCH

1.3.3.3 Sắp xếp các kênh logic lên các kênh vật lý

Về mặt thời gian các kênh vật lý ở một kênh tần số được tổ chức theo cấu trúc khung, đa khung, siêu đa khung và siêu siêu khung Các khung TDMA được đánh số FN (Frame Number) trong siêu siêu khung từ 0 đến 2715647

Một siêu siêu khung được chia thành 2048 siêu khung Mỗi siêu khung được chia thành các đa khung Có hai loại đa khung:

- Đa khung lưu lượng: đa khung 26 khung (51 siêu khung trên một siêu siêu khung) có độ lâu 120ms và chứa 26 khung

- Đa khung điều khiển: đa khung 51 khung (26 siêu khung trên một siêu siêu khung) có độ lâu 235.4ms và chứa 51 khung

 Đa khung lưu lượng: gồm 26 TầN Số, sắp xếp các kênh logic TCH, SACCH, FACCH, có cấu trúc như sau:

T T T T T T T T T T T T S T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T I

T= TCH, S = SACCH, I = Idle

Khe thời gian I được dùng để đọc BSIC của các BTS lân cận, phục vụ quá trình báo cáo kết quả đo lường khe thời gian S để gửi thông tin về kết quả đo lường giữa MS và BTS

FACCH không ấn định trong đa khung, nó lấy cắp Timeslot TCH khi có yêu cầu bằng cách dựng cờ lấy cắp trong Normal Burst

 Đa khung điều khiển: TS0 của kênh điều khiển được tập hợp thành cấu trúc gồm 51 TS Cấu trúc của đa khung điều khiển như sau:

Đường xuống:

F S 4B 4C F S 4C 4C F S 4C 4C F S 4C 4C F S 4C 4C

Đường lên:

RACH

1.3.3.4 Đặc điểm của sóng mang BCCH

- Mỗi BTS chỉ sử dụng một sóng mang cho kênh điều khiển, sóng mang này được gọi là sóng mang BCCH BCCH là sóng mang quan trọng của GSM,

nó phải được phát liên tục để phát thông tin về cấu hình mạng phục vụ việc truy cập ngẫu nhiên của MS và việc đo cường độ tín hiệu các trạm BTS lân cận

Khe thời gian TS0 của sóng mang BCCH, đường xuống dành cho kênh điều khiển FCCH, SCH, CCCH; đường lên dành cho kênh truy cập ngẫu nhiên RACH Khe thời gian TS1 của sóng mang BCCH thường dành cho kênh điều

khiển dành riêng SDCCH và kênh điều khiển lên kết chậm Đường lên của kênh này trượt chậm so với đường xuống 3TS.

- Các khe thời gian TS2 – TS7 của sóng mang BCCH và các khe thời gian khác của các sóng mang khác trong BTS đều dành cho các kênh lưu lượng và kênh điều khiển liên kết chậm SACCH tương ứng

1.3.3.5 Thủ tục tìm gọi: tìm gọi là thủ tục để nhận dạng vị trí cell hiện tại của

MS để định tuyến cuộc gọi tới MS

Hình 1.3 Thiết lập cuộc gọi trong GSM

 Các loại bản tin tìm gọi: bản tin tìm gọi được phát trên kênh PCH Có

ba loại bản tin tìm gọi:

•Loại 1: có thể tìm gọi 2 MS sử dụng hoặc IMSI hoặc TMSI

•Loại 2: có thể tìm gọi 3 MS, 1 MS dùng IMSI và 2 MS dùng TMSI

•Loại 3: có thể tìm gọi 4 MS chỉ dùng TMSI

 Truyền bản tin tìm gọi: TMSI là do nhà cung cấp ấn định, nó có kích thước gồm 4 octets Yêu cầu tìm gọi cho mỗi MS được gửi từ MSC tới BSS

Để giảm tải trên kênh báo hiệu, BSS sẽ lưu các yêu cầu một cách tạm thời cho tới khi có đủ 1, 2 hoặc 3 bản tin hoặc cho tới khi bộ ghi thời gian (do nhà cung cấp đặt) kết thúc Nội dung của bản tin tìm gọi được gửi trên kênh PCH

 Tìm gọi và thu gián đoạn (DRX)

•Để tiết kiệm nguồn có thể áp dụng chức năng thu gián đoạn Trong trường hợp này, MS được ấn định một khối tìm gọi CCCH riêng (trong nhóm tìm gọi) và nó được yêu cầu chỉ nghe trên khối tìm gọi này thay vì phải nghe trên cả nhóm CCCH trong đa khung điều khiển MS chỉ phải thu và giải mã bản tin tìm gọi trong khối tìm gọi của nó

•Thu gián đoạn (Discontinuous Reception)

- Cho phép MS giảm phần công suất phát trong chế độ Idle (chế độ rỗi)

- MS trong một vùng định vị được chia thành các nhóm tìm gọi

- MS chỉ nghe yêu cầu tìm gọi trong nhóm tìm gọi của nó và vì vậy kéo dài thời gian sống của pin

1.3.3.6 Sớm định thời

Trong một trạm, MS có cự ly đến BTS là khác nhau Nên thời gian trễ truyền dẫn của các cụm từ MS đến BTS sẽ khác nhau, cơ chế “sớm định thời”

là để bù chênh lệch độ trễ này Sau khi cuộc nối đã được thiết lập, BTS liên tục

đo sự lệch định thời các cụm phát đi từ MS so với định thời gốc chuẩn trên cơ

sở đó, BSS quy định sớm định thời cho các MS 2 lần/1 giây và thông báo bằng SACCH Sự sớm định thời có giá trị từ 0 đến 233µs tương ứng với cự ly đến

MS từ 0 đến 35km (mã hóa từ 0 – 63) Mỗi bước trong giá trị sớm đinh thời tương ứng với khoảng cách từ MS đến BTS là 550m

1.3.3.7 Đo lường kênh ở giao diện vô tuyến

 Mục đích:

• Đo lường kênh phải được thực hiện ở cả hai chế độ Idle và Dedicated Các kết quả đo này là tiêu chuẩn để quyết định:

- Ở chế độ Idle: cell selection/ reselection

- Ở chế độ tích cực: chuyển giao/ duy trì cuộc gọi/ điều khiển công suất

•Khi MS ở chế độ Idle di chuyển trong mạng, việc lựa chọn cell tiếp theo để di chuyển dựa trên cường độ tín hiệu trong bản tin đo lường từ tất cả các cell lân cận.

•Khi MS ở chế độ tích cực, MS phải tiếp tục đo mức công suất của các cell lân cận, mức tín hiệu và chất lượng tín hiệu của sóng mang BCCH và kênh lưu lượng được ấn định ở cell đang phục vụ nó Ở chế độ tích cực, BSC đưa ra quyết định chuyển giao dựa trên báo cáo đo lường từ MS

 Đo lường kênh ở chế độ Idle

•Đo lường được thực hiện trong suốt thời gian ấn định khối tìm gọi

•Kết quả đo được tính trung bình trong thời gian của 5 khối tìm gọi liên tiếp hoặc trong 5 giây

 Đo lường kênh ở chế độ Dedicated

•Mức tín hiệu thu ở Idle TCH được lưu thông số Rx_Lev_Sub

•Chất lượng tín hiệu thu ở Idle TCH được lưu trong thông số Rx_Qual_Sub

- MS gửi bản tin báo cáo đo lường về BSC trên SACCH theo chu kỳ 4 đa khung TCH.

- BSC đo cường độ tín hiệu và chất lượng tín hiệu của MS ở đường lên Rx_Lev và Rx_Qual

1.3.3.8 Cell Selection/ Reselection

1.3.3.8.1 Cell selection

Cell selection được thực hiện khi MS đang bật máy Có hai phương pháp lựa chọn cell phù hợp với “camping-on”, sử dụng thông số C1

 Danh sách các sóng mang BCCH không được lưu trong SIM card

Lần đầu bật máy, MS quét tất cả các tần số GSM, tính cường độ trung bình cho các tần số và bắt đầu với tần số mạnh nhất, kiểm tra xem có phải sóng mang BCCH hay không, thông qua việc tìm burst FCCH Sau khi tìm được burst FCCH trên sóng mang phù hợp, nó đồng bộ với số khung TDMA bằng cách sử dụng FN và BSIC từ kênh SCH Sau đó tiến hành:

•Đọc thông tin của mạng trên BCCH

•Nghe các khối tìm gọi dành cho nó

•Giám sát các sóng mang BCCH của các cell lân cận để chuẩn bị cho việc lựa chọn lại cell (cell reselection)

 Danh sách các sóng mang BCCH đã được lưu trong SIM_card

Khi bật máy, MS quét tất cả các sóng mang BCCH trong BA list (danh sách các sóng mang BCCH sử dụng trong một vùng địa lý) của nó thay vì phải

quét tất cả tần số của GSM Khi tìm được sóng mang BCCH phù hợp, MS sẽ camp-on trong cell trong cell đó và thực hiện các thủ tục miêu tả ở trên.

Tiêu chuẩn lựa chọn cell C1

C1(n) = (RXLEV(n) - RXLEV_ACCESS_MIN) – max (0,

MS_TXPWR_MAX_CCH (31dBm to 39 dBm): mức công suất cực đại

cho phép phát trên RACH trước khi có lệnh sớm định thời

P: công suất phát cực đại của MS.

Lựa chọn lại cell đạt được bằng cách so sánh C1 của cell hiện thời với C1 của cell lân cận:

- Giữa hai cell trong cùng LA:

C1(new) > C1(old)

(for more than 5 second)

- Giữa hai cell ở biên của LA :

C1(new) > C1(old) + OFFSET

(for more than 5 second)Dựa trên kết quả tính toán này, MS sẽ chọn cell tốt nhất để kết nối

•Có cell tốt hơn (dựa trên thông số C2) trong cùng LA hoặc ở LA khác

 Sau đó MS sẽ chọn lại cell mới

Tiêu chuẩn lựa chọn lại cell C2

•Ngăn chặn chuyển giao liên tiếp khi MS di chuyển nhanh.

•Đảm bảo cho mỗi MS camps-on trong cell có thể trao đổi thông tin tốt nhất

Thông số C2 được tính như sau:

C2 = C1 + OFFSET - TEMPORARY_OFFSET*H(PENALTY_TIME - T)) Nếu Penalty_Time < > 1111 thì

C2 = C1 + CELL_RESELECT_OFFSET - TEMPORARY_OFFSET*H(PENALTY_TIME - T)) Nếu Penalty_Time = 1111 thì

C2 = C1 - CELL_RESELECT_OFFSET

H(x) =

1 với x >= 0Trong đó:

Cell Reselection_Offset : là thông số tùy chọn có thể dương hoặc âm, áp

dụng cho mỗi cell để khuyến khích hoặc không khuyến khích MS chọn lại cell

này Theo tài liệu, của Nokia Cell Reselection_Offset có giá trị từ 0 – 126 dB Penalty_Time: là thời gian mà cell đang còn trong danh sách các cell có

sóng mang mạnh nhất, thời gian này do nhà khai thác đặt Theo Nokia,

Penalty_Time có giá trị từ 20 – 640s Khi MS ở trong cell này, nó bắt đầu khởi động bộ đếm thời gian (T) nó di chuyển qua cell Nếu thời gian T > Penalty_Time thì không nên chuyển giao sang cell này Temporary_Offset: miêu tả cường độ trường đã giảm như thế trong thời gian Penalty_Time, theo Nokia Temporary_Offset có giá trị từ 0 – 70dB.

1.3.3.9 Chuyển giao

Chuyển giao được định nghĩa là sự thay đổi kênh vô tuyến hiện thời tới kênh vô tuyến khác trong suốt thời gian tồn tại và kích hoạt kết nối giữa MS và BTS

 Mục đích

Chuyển giao trong BSC liên quan chỉ một một BSC Để duy trì dung lượng báo hiệu, loại chuyển giao này được quản lý bởi BSC không liên quan đến MSC, trừ việc thông báo cho MSC về chuyển giao thành công.

Chuyển giao giữa hai BSC (hoặc intra hoặc inter MSC) được điều khiển bởi MSC liên quan

 Nguyên nhân chuyển giao

Có một số lý do gây ra chuyển giao trong GSM, chúng được gọi là các loại chuyển giao Mỗi loại chuyển giao được khởi đầu khi các thông số đặc trưng vượt giá trị ngưỡng

Các loại chuyển giao:

- Chuyển giao có thể được kích hoạt bởi MS hoặc MSC

- Quyết định chuyển giao dựa trên các thông số sau:

•Chất lượng tín hiệu đương lên/ đường xuống

•Mức tín hiệu đường lên/ đường xuống

Chất lượng tín hiệu đường lên/ đường xuống: nếu chất lượng tín hiệu đo

được trên kênh hiện thời giảm dưới giá trị ngưỡng xác định thì loại chuyển giao

do chất lượng tín hiệu sẽ được kích hoạt Trường hợp này thường do sự tác động của nhiễu trên kênh vô tuyến là cao

Mức tín hiệu thu được: nếu cường độ (mức) tín hiệu đo được trên cell

hiện thời giảm dưới giá trị ngưỡng xác định trước thì loại chuyển giao do cường độ tín hiệu sẽ được kích hoạt

Nhiễu: nhiễu từ bên ngoài tác động lên cell đang phục vụ và MS có thể

kích hoạt chuyển giao đến cell có chất lượng tốt hơn cell đang phục vụ

Quỹ công suất: chuyển giao quỹ công suất xảy ra khi cường độ tín hiệu

của cell phục vụ vượt quá mức ngưỡng quỹ công suất tối thiểu

Khoảng cách: chuyển giao do khoảng cách được khởi đầu bởi kỹ thuật

định thời sớm (Timing Advance TA) để bù cho trễ truyền dẫn

 Khởi đầu chuyển giao:

Trong chế độ Dedicated, MS liên tục giám sát chất lượng tín hiệu thu (BER) và cường độ tín hiệu (dBm) của kênh lưu lượng được ấn định trên BTS đang phục vụ Nó giám sát cường độ tín hiệu của các cell lân cận Sau đó báo cáo kết quả này cho BTS đang phục vụ nó theo chu kỳ

Cả BTS và MS so sánh kết quả đo lường với giá trị ngưỡng được lưu trong cơ sở dữ liệu, nếu có giá trị nào vượt ngưỡng thì chuyển giao được kích hoạt

1.3.3.10 Điều khiển công suất

Hạn chế việc phát công suất không cần thiết để:

•Tăng tuổi thọ của nguồn

•Giảm nhiễu

Cân bằng mức công suất thu tại BTS

Hiệu chỉnh vùng phủ của cell

Gồm:

•Điều chỉnh công suất thích ứng

•Truyền dẫn gián đoạn

•Thu gián đoạn

 Điều chỉnh công suất thích ứng

Điều chỉnh công suất thích ứng dùng để cực tiểu hóa công suất yêu cầu bởi MS hoặc BTS trong khi vẫn duy trì chất lượng đường vô tuyến bằng cách giảm mức công suất phát, nhiễu đồng kênh cũng giảm ngoài ra, bằng cách điều khiển công suất phát của thiết bị di động, công suất tiêu thụ có thể giảm và do

đó tăng tuổi thọ của pin

Điều chỉnh công suất thích ứng cưỡng bức cho tất cả MS để bù cho hiệu ứng ‘xa – gần’ Điều chỉnh công suất của BTS là tùy chọn sóng mang BCCH vẫn được duy trì mức công suất không đổi để đo lường công suất của cell lân cận

Điều khiển công suất của MS: công suất phát của MS được điều khiển thành các mức, mỗi mức là 2 dBm MS đo mức tín hiệu thu được RxLev và báo cáo kết quả này cho BTS để BTS chuyển đến BSC MS cũng giám sát công suất của cell lân cận nhưng chỉ ở sóng mang BCCH của các cell này Nts gửi lệnh thay đổi mức công suất tới MS trên SACCH.

 Truyền dẫn gián đoạn (DTX)

Trong chế độ thoại, hai người nói chuyện luân phiên nhau, vì vậy mỗi phía chỉ chiếm truyền dẫn 50% DTX cho phép chỉ bật máy phát cho các khung chứa thông tin có ích

DTX là sự giảm công suất phát vô tuyến đến cực tiểu khi tin tức không có

ý nghĩa với người sử dụng Sự quản lí DTX bao gồm việc chọn dùng hay không dùng DTX và việc điều khiển DTX ở mode hướng lên, ở mode hướng xuống

MSC quyết định sử dụng DTX hay không, BSC điều hành DTX Nhà khai thác tối ưu hóa mạng trên phương diện sử dụng DTX Ví dụ: cuộc gọi giữa hai

MS sẽ giảm suất chất lượng nghiêm trọng nếu sử dụng DTX ở cả hai giai đoạn truyễn dẫn vô tuyến, khi đó nhà khai thác thường chỉ dùng DTX ở hướng lên.DTX được thực hiện ở các bộ điều khiển DTX, gồm các chức năng sau:

•Bộ phát hiện tích cực thoại VAD (Voice Activity Detector) ở phía phát

•Đánh giá tạp âm nền ở phía phát để gửi các thông số đặc trưng đến phía thu

•Tạo tạp âm dễ chịu ở phía thu khi ngừng phát

VAD xác định các khối 20ms từ bộ mã hóa tiếng có chứa tiếng hay không Nếu VAD phát hiện không có tiếng ở MS (hoặc BTS) sẽ phát đi các thông số tạp âm dễ chịu ở dạng khung SID (Silence Descriptor Flag) Ở đường xuống, để thông báo là khung có phải là khung tiêng hay không, cờ tiếng (SF Speech Flag) được gửi từ BSC đến BTS

1.3.3.11 Nhảy tần

Truyền dẫn đa đường và fading đa đường phụ thuộc vào tần số Để đảm bảo cho chất lượng tín hiệu của các kênh truyền là như nhau, người ta đưa ra khái niệm nhảy tần.

Nhảy tần là thay đổi tần số sóng mang trong suốt quá trình kết nối Nhảy tần trong GSM là nhảy tần chậm, có nghĩa là MS phát trên một tần số trong thời gian TS dành cho nó, sau đó nhảy đến tần số khác để phát trên cùng TS đó Tốc độ nhảy tần là 217 lần/giây (1/4,616 = 217) Các tần số phát và thu luôn luôn song công (cách nhau 45MHz), nghĩa là đường lên và đường xuống sử dụng cùng một chuỗi nhảy tần Chuỗi nhảy tần được MS tính toán trên các thông số nhận được từ BTS mỗi khi thay đổi kênh như sau:

 Ấn định cell (CA: Cell Allocation): danh sách các kênh vô tuyến rỗi trong cell

 Ấn định di động (MA: Mobile Allocation): danh sách các cell dành cho MS để nhảy tần MA là tập con của CA, trường hợp không nhảy tần danh sách này chỉ có một tần số

 Chỉ số dịch tần di động (MAIO): 6 bit số liệu đặc trưng cho nhảy tần đối với MS

Tất cả các kênh vô tuyến đều có thể nhảy tần (TCH/SACCH/FACCH, SDCCH/SACCH), trừ BCCH, SCH, FCCH

Có hai kiểu nhảy tần: nhảy tần băng gốc (Baseband Hopping) và nhảy tần tổng hợp (Synthesizer Hopping)

•Baseband Hopping: khi Baseband Hopping sử dụng trong cell, tất cả các Timeslot đều nhảy tần trừ Timeslot BCCH

•Synthesizer Hopping: khi Synthesizer Hopping sử dụng trong cell, chỉ

có các Timeslot trên các TRX không chứa BCCH nhảy tần

Mục đích chính của nhảy tần là đảm bảo sự phân tập tần số và phân tập nhiễu, nhảy tần cũng cũng làm giảm ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh, vì vậy cải thiện chất lượng và dung lượng trong mạng di động, tuy nhiên nó còn tăng vùng phủ của cell

Phân tập về tần số: nhảy tần giảm ảnh hưởng của fading nhiều tia, vì fading nhiều tia gây ra các chỗ trũng fading mà các chỗ trũng fading đối với hai

tần số khác nhau là khác nhau, sự thay đổi tần số tín hiệu vô tuyến khi cuộc gọi đanh tiến hành làm cho không thể mất nhiều bit tin.

Phân tập về nhiễu: nhiễu thì tùy thuộc vào thời gian, tần số và vị trí của máy di động Với việc sử dụng nhảy tần thì nhiễu trên một tần số sẽ trải ra cho nhiều MS, dẫn đến trung bình hóa tỉ số tín hiệu trên nhiễu C/I để đảm bảo tỉ số này lớn hơn mức ngưỡng

Nhảy trên nhiều tần số thì đạt được giá trị trung bình nhiễu và độ phân tập tần số tốt hơn so với nhảy trên ít tần số

1.4 Kết luận chương:

Chương I đã giới thiệu tổng quan về cấu trúc của mạng GSM và những vấn đề cơ bản ở giao diện vô tuyến Những vấn đề trong giao diện vô tuyến đã nêu trên có ảnh hưởng rất lớn đến trong việc qui hoạch, thiết kế và tối ưu mạng của những nhà khai thác mạng Đồng thời qua việc phân tích và tìm hiểu các vấn đề chính ở giao diện vô tuyến đã giúp cho chúng ta có một cái nhìn chính xác và trực quan hơn các vấn đề xảy ra ở giao diện này Những hiểu biết vấn đề

đó sẽ làm cơ sở để ta đánh giá chất lượng mạng sau này

CHƯƠNG II TÌM HIỂU PHẦN MỀM MAPINFO PROFESSIONAL

2.1 Giới thiệu chương

Sau khi nhà khai thác đã tính toán, qui hoạch và thiết kế xong để đưa vào

sử dụng thì công việc quan trọng mà hầu như bất cứ nhà khai thác nào cũng phải làm, đó là giám sát, thường xuyên đo kiểm và từ đó đưa ra những phương pháp để tối ưu mạng Công việc này đòi hỏi đội ngũ chuyên trách công việc tối

ưu phải có những kiến thức nền tảng về GSM và đặc biệt là các công cụ hỗ trợ thiết kế và tối ưu mạng Chương II sẽ giới thiệu về công cụ hỗ trợ trong việc đánh giá chất lượng mạng: giới thiệu tổng quan và cách sử dụng phần mềm MapInfo, giới thiệu phần mềm đo kiểm Tems Investigation đồng thời định nghĩa một số các thông số chính trong quá trình đánh giá chất lượng mạng ở giao diện vô tuyến

2.2.1 Giới thiệu phần mềm MapInfo

MapInfo là hệ phần mềm GIS (Geographic Information System: hệ thống thông tin địa lý) chuyên về quản lý dữ liệu và in ấn bản đồ Ưu điểm nổi bật của phần mềm này là khả năng hỏi đáp cơ sở dữ liệu địa lý mà sử dụng được các tài nguyên của môi trường Windows

 Các chức năng thường dùng của MapInfo:

+ Trao đổi dữ liệu với các phần mềm khác (Import và Export)

+ Mô tả các đối tượng bằng các dữ liệu không gian và thuộc tính

+ Khả năng hỏi đáp và tạo lập Selection để sửa lỗi dữ liệu cũ, tạo cơ sở

 Cơ sở dữ liệu của MapInfo:

+ Mô hình dữ liệu thuộc tính (Attribute Data Model): Là mô hình quan

hệ, lưu dưới dạng bảng theo hàng và cột Trong đó các hỏi đáp dữ liệu có thể biểu diễn bằng các phép toán quan hệ, dùng ngôn ngữ tìm kiếm với cấu trúc SQL)

+ Mô hình dữ liệu không gian (Spatial Data Model): Là mô hình vector trình bày các dữ liệu không gian của đối tượng và được lưu dưới dạng bản đồ

 Ứng dụng MapInfo trong đánh giá chất lượng mạng 2G: tuy MapInfo chủ yếu được ứng dụng trong chuyên ngành GIS nhưng đồng thời nó là công

cụ rất hữu dụng trong việc truy xuất số liệu (hiển thị mức của thông số RxLev, RxQual, TA,…) được thu thập trong quá trình đo Driving test bằng phần mềm Tems Khi xuất ra, các thống số thường đi kèm chỉ thị màu sẽ cho hình ảnh trưc

quan và rõ ràng hơn về tình hình chất lượng phủ sóng, mức thu, Trên cơ sở

đó, trợ giúp cho công tác tối ưu mạng truy nhập vô tuyến

2.2.2 Cách cài đặt phần mềm MapInfo 8.5

 Các bước cài đặt MapInfo:

Trước khi cài đặt Mapinfo cần loại bỏ cài đặt của Mapinfo version cũ và thoát tất cả các chương trình đang chạy trong Windows Các bước cài đặt Mapinfo được thực hiện như sau:

• Chạy chương trình trên Windows bằng cách vào đĩa cài đăt chọn MapInfo Professional hoặc vào thư mục chứa phần mềm MapInfo 8.5 trên ổ

đĩa máy tính, kích đúp chuột vào file “Setup.exe”.

• Khi màn hình MapInfo Professional setup và bảng Welcome xuất hiện vào Next trong bảng Welcome

• Khi thấy trên màn hình hiện hiện bảng chọn “I accept the terms in the license agreement” để tiếp tục cài đặt

• Gõ tên máy tính, tên địa chỉ nơi làm việc và số kí hiệu của đĩa cài vào bảng User Infomation

• Khi màn hình xuất hiện bảng Registration Confirmation, kiểm tra lại tất cả các thông tin nếu đúng thi vào yes để tiếp tục Nếu muốn sửa chữa lại các thông tin sai thì vào No

•Bảng Choose Destination Location cho phép chon đường dẫn chứa Mapinfo trong ổ cứng

•Trên màn hình Setup Type chỉ định cấu hình máy và các thành phầncài đặt

•Màn hình Select Program Folder cho phép đặt tên chương trình sau đó vào Next

•Trong bảng Start copying File sẽ thông báo tất cả các thông tin của quá trình cài đặt vào Next để tiếp tục Vào Finish trong bảng Setup để kết thúc chương trình cài đặt

 Crack: sau khi cài đặt chương trình MapInfo 8.5 xong vào thư mục

chứa phần mềm copy file “MapInfoProLicense850.LIC” rồi paste vào thư

mục cài MapInfo

2.2.3 Các loại thanh thực đơn trong MapInfo

 Cách làm việc trong MapInfo: cách tổ chức thông tin của các lớp đối tượng trong MapInfo

•MapInfo tổ chức tất cả các thông tin bao gồm dữ liệu không gian và

dữ liệu phi không gian dưới dạng bảng cơ sở dữ liệu Các thông tin nay liên kết với chặt với nhau qua chỉ số ID được lưu dữ chung cho cả hai loại dữ liệu Mỗi một lớp đối tượng gồm một nhóm các file với phần đuôi mở rộng khác nhau

•Các bản đồ trong máy tính được tổ chức và quản lư theo từng lớp đối tượng mỗi lớp được gọi là một TAB Mỗi lớp thông tin chỉ thể hiện một đối tượng của bản đồ và chúng được xếp chồng lên nhau

 Chức năng cơ bản trong MapInfo

Cách khởi động MapInfo: khởi đông MapInfo từ biểu tượng thực đơn của chương trình Trên màn hình xuất hiện biểu tượng của chương trình và sau đó cửa sổ quick start xuất hiện:

Hộp hội thoại nay có các chức năng sau:

- Restore Previous Session: chế độ này sẽ khôi phục lại tình trạng làm việc trước đó

- Open Last Used Workspace: mở trang làm việc lần cuối

- Open a Workspace: mở một trang làm việc đã có

- Open a Table: mở một bảng thông tin đã có trước

Nếu không muốn truy nhập vào các chức năng trên của hộp hội thoại nhanh này thì chúng ta có thể bấm vào Cancel để trở về màn hình thực đơn của chương trình Trong màn hình này thanh tiêu đề của chương trình ở vị trí trên cùng, tiếp theo là thanh thực đơn chính của chương trình, phía dưới màn hình

là thanh trạng thái và các công cụ thực đơn trong cửa sổ màn hình gồm thanh Main, Drawing

Vào File chọn Open Table xuất hiện bảng Open Table trong bảng này cho phép tìm kiếm các file.tab làm việc

Lựa chọn các file làm việc sau đó vào Open khi đó sẽ xuất hiện bảng MapInfo Professional, trong bảng Mapinfo Professional chứa toàn bộ nội dung của File

 Làm quen với thực đơn của Mapinfo

•Thực đơn File:

- New Table: Tạo một lớp thông tin mới

- Open Table: Mở một lớp thông tin đã có

- Open ODBC Table: Mở một lớp thông tin trong dạng - ODBC đã có -Open Workspace: Mở một trang làm việc đã có

- Close Table: Đóng một lớp thông tin đang mở

-Close All: Đóng mọi lớp thông tin đang mở

- Save Copy as: Ghi một bảng thông tin đang mở với một tên khác

- Save Query: Ghi một bảng thông tin thuộc tính đang mở

- Save Workspace: Ghi một trang đang mở vào

- Save Windows as: Ghi h́nh ảnh của một cửa sổ thông tin đang mở dưới dạng ảnh

- Revert Table: Quay lại nguyên trạng của bảng thông tin ban đầu khi chưa sửa chữa

- Run MapBasic Program: Thực hiện một trình ứng dụng viết trong ngôn ngữ MapBasic

- Page Setup: Sắp xếp trang giấy của thiết bị in

- Print: Thực hiện in ra các thiết bị in

- Danh sách các lớp thông tin đã mở từ trước,

- Exit: Thoát khỏi chương trình

•Thực đơn Edit:

- Undo: Loại bỏ câu lệnh trước đó

- Cut: Cắt bỏ các đối tượng đã chọn

- Copy: Sao chép các đối tượng đã chọn

- Paste: Dán các đối tượng đang lưu trong bộ đệm của máy tính trong quá trình Cut và Copy

- Clear: Xoá các chữ và các đối tượng đã chọn

- Clear Map Ojects Only: Chỉ xoá các đối tượng trên bản đồ

- New Row: Thêm một bản ghi mới vào lớp thông tin biên tập

- Get Info: Hiển thị hộp thông tin địa lư về đối tượng đã chọn

•Thực đơn Tools:

- Crystal Report: Tạo và mở các báo cáo cho một bảng thông tin

- Tool Manager: Mở hội thoại quản lư công cụ; thêm hay bớt các chương trình ứng dụng đã lập từ MapBasic

- ArcLink: Chuyển đổi dữ liệu giữa Mapinfo và Arcinfo

-Universal Translator: Chuyển đổi dữ liệu của Mapinfo sang các dữ liệu dạng và ngược lại, bao gồm các dạng dữ liệu của AutoCAD dxf/dwg, ESRI Shape, Intergraph MicroStation Design, Mapinfo Tab, mid/mif

•Thực đơn Object: