Đo kiểm và tối ưu một số tham số vô tuyến

1

MỤC LỤC

Nội dung

Trang

MỤC LỤC........................................................................................................1
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................2
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .........................................................................2
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ....................................................................4
LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................5

Phần 1 : GIỚI THIỆU VỀ ĐƠN VỊ THỰC TẬP ............................................6
1.GIỚI THIỆU CHUNG ..............................................................................6
2.CƠ CẤU TỔ CHỨC .................................................................................6
Phần 2 : ĐO KIỂM VÀ TỐI ƢU MỘT SỐ THAM SỐ VÔ TUYẾN .............8
1.TỔNG QUAN HỆ THỐNG GSM ............................................................8
1.1 Cấu trúc hệ thống GSM-GPRS ..........................................................8
1.2 Các băng tần trong GSM ..................................................................10

1.3 Tái sử dụng tần số ............................................................................11
1.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình truyền sóng ............................11
2.CÁC LOẠI ANTENNA VÀ CÁC THÔNG SỐ QUAN TRỌNG .........14
2.1 Các loại antenna ...............................................................................14
2.2 Các thông số đặc trƣng của antenna APX18-206516L-CTO ..........16
3.GIỚI THIỆU CÁC THAM SỐ VÔ TUYẾN CHÍNH VÀ BÀI ĐO ......17
3.1 Các tham số đánh giá chất lƣợng mạng ...........................................17

3.2 Các bài đo đánh gia tham số vô tuyến .............................................20

3.3 Tiến hành đo.....................................................................................21
KẾT LUẬN ....................................................................................................27
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................28

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


2

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AGC
AuC
BSC
BSS
BER
BTS
C/A

Auto Gain Control
Authentication Center
Base Station controler
Base Sation system
Bit Error Rate
Base Tranceive Sation
Carrier to Adjacent Ratio

CSSR

Call Setup Success Rate

CDR
CSR
C/I
EIR
FDD
GMS
HOSR
HLR

Call Drop Rate
Call Success Rate
Carrier to Interferenca Ratio
Equipment Identity Register
Frequency Division Duplex
Global System for Mobile
Telecom
Handover Success Rate
Home Location Rigister

Bộ tự động điều chỉnh độ lợi
Trung tâm nhận thực
Điều khiển trạm gốc
Hệ thống trạm gốc
Tỷ lệ lỗi bit
Trạm thu phát gốc
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu kênh
lân cận
Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành

công
Tỷ lệ rớt cuộc gọi
Tỷ lệ cuộc gọi thành công
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
Bộ nhận thực thiết bị
Song công phân chia theo tần số
Hệ thống thông tin di động toàn
cầu
Tỷ lệ chuyển giao thành công
Bộ định vị thƣờng trú

KPI
MSC

Key Performance Indicator
Mobile Service Switching Center

Các chỉ số đặc tính chính
Trung tâm chuyển mạch di động

MOS
NSS

Mean Opinion Score
Network and Switching
Subsystem
Orthogonal Frequency
Division Multiplexing
Operations support system
Quality of experience

Quality of service
Receive signal level
Receive quality level
User Equipment
Standalone Dedicated Control
Channel
Visitor Location Register

Điểm chất lƣợng dịch vụ thoại
Hệ thống chuyển mạch và mạng

OFDM
OSS
QoE
QoS
Rxlev
RxQual
UE
SDCCH
VLR

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao
Hệ thống hỗ trợ vận hành
Chất lƣợng trải nghiệm
Chất lƣợng dịch vụ
Mức tín hiệu thu
Mức chất lƣợng thu

Thiết bị sử dụng
Kênh điều khiển dành riêng độc
lập
Bộ định vị tạm trú

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


3

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1. 1 Cấu trúc hệ thống GSM-GPRS ........................................................8
Hình 1. 2 Các giao diện giữa các thành phần trong mạng GSM-GPRS ..........9
Hình 1. 3 Băng tần GSM 900 .........................................................................10
Hình 1. 4 Băng tần DCS1800.........................................................................11
Hình 1. 5 7site x 1cells reuse và 4 site x 3cells reuse ....................................11
Hình 1. 6 Nhiễu đồng kênh ............................................................................12
Hình 1. 7 Nhiễu kênh lân cận .........................................................................13

Hình 2. 1 Omni Directional Antenna .............................................................15
Hình 2. 2 Semi-directional antenna beamwidth .............................................15
Hình 2. 3 Độ rộng búp sóng của antenna APX18-206516L-CTO.................17
Hình 3. 1 Các màu tƣơng ứng với mức thu của MS ......................................19
Hình 3. 2 Khu vực sóng yếu 01 .....................................................................22
Hình 3. 3 Phần mềm tính toán downtilt -Kathrein scaladivision ...................23
Hình 3. 4 Khu vực sóng yếu 02 .....................................................................23
Hình 3. 5 Khu vực sóng yếu 03 .....................................................................24
Hình 3. 6 Phân bố tỷ số tín hiệu trên nhiễu C/I tại TP. Hải Phòng ................26

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


4

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2. 1 Electrical Spectifications ...............................................................16
Bảng 3. 1 Bảng giá trị RxQual tƣơng ứng với BER ......................................20
Bảng 3. 2 Thông số KPI .................................................................................24
Bảng 3. 3 Thống kê phân bố mức tín hiệu thu ...............................................25
Bảng 3. 4 Thốngchất lƣợng tín hiệu thu ........................................................26

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


5

LỜI MỞ ĐẦU
Đƣợc sự giới thiệu của Trƣờng Đại Học Điện Lực và sự đồng ý của Công ty
Cổ Phần Viễn Thông Di Động Toàn Cầu Gtel Mobile, em đã đƣợc thực tập tại
phòng kỹ thuật thuộc Công ty Cổ Phần Viễn Thông Di Động Toàn Cầu nhằm mục
đích tìm hiểu,nắm bắt cũng nhƣ vận dụng một cách tổng hợp những kiến thức đã
học trong nhà trƣờng vào thực tiễn tại đơn vị.
Trong thời gian thực tập,đƣợc sự giúp đỡ nhiệt tình của các cô chú lãnh
đạo,các anh chị đang công tác tại Công ty Cổ Phần Viễn Thông Di Động Toàn

Cầu,em đã đƣợc tiếp xúc,học hỏi rất nhiều về những kiến thức thực tế. Đó là những

kiến thức về cách thức vận hành hoạt động,phƣơng thức kết nối giữa các thiết bị,sửa
lỗi khắc phục sự cố viễn thông…mà trƣớc đây đã đƣợc các thầy cô giáo giảng dạy ở
trƣờng.Thực tập tại công ty đã giúp em củng cố bổ sung thêm phần kiến thức lí
thuyết đã học.
Trong suốt thời gian thực tập,em đã cố gắng hoàn thành tốt các nội dung mà
khoa đã đề ra trong đề cƣơng thực tập. Báo cáo thực tập này là tổng hợp những
kiến thức mà em đã đƣợc học và kinh nghiệm thực tiễn khi thực tập tại công ty.
Bài báo cáo thực tập của em với đề tài: “Đo kiểm và tối ưu một số tham số
vô tuyến” bao gồm 2 phần chính.
Phần 1 : GIỚI THIỆU VỀ ĐƠN VỊ THỰC TẬP
Phần 2 : ĐO KIỂM VÀ TỐI ƢU MỘT SỐ THAM SỐ VÔ TUYẾN
1. Tổng quan hệ thống GSM.
2. Các loại anten và các thông số quan trọng
3. Giới thiệu các tham số vô tuyến chính và các bài đo
Do kiến thức và kinh nghiệm bản thân còn nhiều hạn chế nên báo cáo không
thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp của các thầy cô
và bạn đọc.Em xin chân thành cảm ơn!

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


6

Phần 1 : GIỚI THIỆU VỀ ĐƠN VỊ THỰC TẬP
1.GIỚI THIỆU CHUNG
Công ty Cổ phần Viễn Thông Di Động Toàn Cầu (Gtel Mobile JSC) đƣợc
thành lập ngày 8/7/2008, dƣới hình thức một công ty liên doanh giữa hai cổ đông Tổng Công ty viễn thông Toàn cầu (GTel Corp) và Tập đoàn VimpelCom (Liên
bang Nga). Tháng 4/2012, GTel Mobile JSC chính thức trở thành doanh nghiệp

viễn thông 100% vốn trong nƣớc, bƣớc sang một giai đoạn mới phát triển trên thị
trƣờng viễn thông Việt Nam. Đồng hành với thƣơng hiệu mới Gmobile là khẩu hiệu
“Nghĩ mới – Làm mới”.GTel Mobile JSC là nhà cung cấp và khai thác các dịch vụ
viễn thông di động trên nền tảng công nghệ GSM/EDGE băng tần 1800MHz. Để
triển khai hệ thống mạng viễn thông di động của mình, GTEL Mobile JSC đã và
đang hợp tác với rất nhiều tập đoàn viễn thông hàng đầu thế giới nhƣ Alcatel
Lucent, Ericsson, Huawei, Comverse, IBM, ..qua đó xây dựng đƣợc các hệ thống
thiết bị mạng của Công ty thuộc hàng tiên tiến nhất trên thế giới.
Cho đến 08/2012, Gtel Mobile JSC khai thác và sử dụng thƣơng hiệu

𝐁𝐞𝐞𝐥𝐢𝐧𝐞𝑽𝑵 tại thị trƣờng viễn thông Việt Nam. Tháng 09/2012, Gtel Mobile JSC
công bố và chính thức tái cung cấp dịch vụ dƣới thƣơng hiệu mới Gmobile thay thế
cho thƣơng hiệu Beeline𝑉𝑁 .Sau khi chuyển đổi đầu số của mạng vẫn giữ nguyên
nhƣ cũ là 099 và 0199, riêng đầu số 099 đƣợc xem là đầu số vàng của lãnh vực
Viễn thông.
2.CƠ CẤU TỔ CHỨC
Về cơ cấu tổ chức Công ty cổ phần di động toàn cầu (Gtel-mobile JSC) bao
gồm 8 phòng ban:

-

Phòng chiến lƣợc kinh doanh
Phòng kế hoạch và đầu tƣ
Văn phòng công ty
Ban nhân sự
Ban tài chính kế toán
Ban thƣơng mại
Ban công nghệ thông tin

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


7

- Ban kỹ thuật
Trong đó nhiệm vụ chính của Ban kỹ thuật là :
Quản lý công việc quy hoạch, thiết kế tối ƣu cho mạng luới bao gồm mạng
vô tuyến (BSS), mạng truyền dẫn (TRANSMISSION), mạng lõi (CORE
NETWORK), hệ thống backbone IP/MPLS.

'

Phụ trách công tác báo cáo, phân tích, đánh giá chất lƣợng mạng lƣới nhằm
đƣa ra phƣơng án đầu tƣ phát triển và tối ƣu các phần tử mạng lƣới một cách kịp
thời và hiệu quả.
Triển khai mạng lƣới trong quá trình phát triển mạng lƣới, đảm bảo hiệu quả
đầu tƣ ca, thời gian triển khai ngắn.
Vận hành khai thác và đảm bảo các hoạt động tối ƣu mạng luới đuợc thực
hiện mang lại hiệu quả.
Quản lý công tác giám sát, vận hành và ứng cứu nhà trạm, hệ thống truyền
dẫn, mạng Vô tuyến, mạng lõi, hệ thống nguồn ...
Quản lý giám sát các hoạt động can thiệp mạng lƣới đảm bảo vấn đề an ninh,
an toàn.
Quản lý đối tác, nhà thầu, nhân viên trong việc thực hiện công tác bảo dƣỡng
định kỳ, ứng cứu khẩn cấp và xử lý sự cố, đảm bảo tối ƣu chi phí an toàn mạng
lƣới.

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


8

Phần 2 : ĐO KIỂM VÀ TỐI ƯU MỘT SỐ THAM SỐ VÔ TUYẾN
1.TỔNG QUAN HỆ THỐNG GSM
Hệ thống GSM là hệ thống di động tế bào đƣợc phân chia theo thời gian và
tần số , mỗi kênh vật lý đƣợc đặc trƣng bởi tần số sóng mang và số khe thời gian.Hệ
thống di động tế bào đƣợc thiết kế để hoạt động với nhóm các sóng vô tuyến năng
lƣợng thấp trải rộng trên các khu vực dịch vụ địa lý. Mỗi nhóm sóng vô tuyến này
phục vụ các MS hiện nay nằm gần chúng. Vùng đƣợc phục vụ bởi mỗi nhóm các
sóng vô tuyến đƣợc gọi là một CELL.
Các tín hiệu uplink và downlink cho một ngƣời dùng đƣợc gán các tần số
khác nhau,kiểu kĩ thuật này đƣợc gọi là song công phân chia theo tần số FDD.
Dữ liệu cho ngƣời dùng khác nhau đƣợc chuyển tải trong khoảng thời gian
gọi là khe thời gian, một số khe tạo thành một khung. Đây là loại kỹ thuật đƣợc gọi
là đa truy nhập theo thời gian TDMA.
1.1 Cấu trúc hệ thống GSM-GPRS
Thành phần mạng GSM-GPRS đƣợc mô tả nhƣ hình vẽ sau :

Hình 1. 1 Cấu trúc hệ thống GSM-GPRS
Giao diện liên kết giữa các thành phần:

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU

9

Hình 1. 2 Các giao diện giữa các thành phần trong mạng GSM-GPRS
Hệ GSM bao gồm 3 hệ thống con:

- Hệ thống các trạm gốc (BSS),
- Hệ thống chuyển mạch và mạng (NSS)
- Hệ thống hỗ trợ vận hành (OSS).
BSS đƣợc hiểu nhƣ hệ thống vô tuyến: cung cấp và quản lý đƣờng truyền vô
tuyến giữa máy di động(MS) và tổng đài di động (MSC).BSS gồm nhiều BSC, mỗi
BSC có thể điều khiển vài trăm BTS.
NSS xử lý việc chuyển cuộc gọi giữa mạng bên ngoài và mạng vô tuyến,
cũng nhƣ cung cấp việc truy cập đến 1 số cơ sở dữ liệu bên ngoài.MSC là đơn vị
trung tâm của NSS, ngoài ra có 3 cơ sở dữ liệu khác nhau gọi là:

- Bộ ghi vị trí gốc(HLR-Home Location Register): chứa đựng thông tin ban
-

đầu của khách hàng, nơi ở(thuộc sự quản lý của MSC), số IMSI.
Bộ ghi vị trí trạm trú(VLR-Visitor Location Register): chứa đựng tạm thời
thông tin khách hàng khi họ chuyển vùng sang nơi quản lý của MSC khác.
Trung tâm nhận thực (AUC-Authentication Center): là cơ sở dữ liệu đƣợc
bảo vệ nghiêm ngặt. Xử lý mật mã và nhận thực khách hàng khi đối chiếu
với cơ sở dữ liệu gốc.
OSS gồm 1 hay 1 số OMC (trung tâm bảo trì hoạt động) dùng để theo dõi và

bảo trì hoạt động của MS, BS, BSC và MSC trong hệ thống.
Các giao diện của BSS:
SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


10

Mặc dù GSM là một chuẩn chung tuy nhiên thực tế thì chức năng của các
trạm BTS sẽ khác nhau tuỳ theo từng nhà cung cấp thiết bị.

- Giao diện Um: Đây là giao diện giữa MS và BTS (air interface). Giao diện

-

-

-

-

này sử dụng giao thức LAPDm cho báo hiệu, có chức năng dẫn đƣờng cuộc
gọi, đo lƣờng báo cáo, chuyển giao (handover), xác thực, cấp phép, cập nhật
khu vực... Lƣu lƣợng (thoại) và báo hiệu đƣợc truyền trong từng bursts 0.577
ms tại mỗi khoảng 4.615 ms, tạo thành từng khối dữ liệu 20 ms.
Giao diện Abis: Đây là giao diện giữa BTS và BSC, thƣờng đƣợc truyền trên
đƣờng DS-1, ES-1 hay E1 của mạch vòng TDM. Sử dụng kênh con
(subchannel)TDM cho lƣu lƣợng (TCH), giao thức LAPD cho giám sát BTS
và báo hiệu vô tuyến, và truyền tín hiệu đồng bộ từ BSC tới BTS và MS.
Giao diện A: Giao diện giữa BSC và MSC. Nó đƣợc sử dụng cho các kênh
lƣu lƣợng mang và phần BSSAP của chồng giao thức SS7 (SS7 stack). Mặc
dù việc chuyển mã diễn ra thƣờng xuyên giữa BSC và MSC, nhƣng không
làm ảnh hƣởng đến thông tin SS7,chỉ thoại hoặc dữ liệu CS đƣợc chuyển mã

với tỉ lệ tƣơng thích.
Giao diện Ater: Giao diện giữa BSC và đơn vị chuyển mã. Tên giao diện gắn
liền với nhà cung cấp (ví dụ: Giao diện Ater của Nokia - Ater by Nokia).
Giao diện này làm nhiệm vụ truyền tải, mà không làm thay đổi, thông tin
giao diện A từ BSC tới đơn vị chuyển mã (TRAU lµ mét bé phËn cña BTS,
nh-ng còng cã thÓ ®Æt c¸ch xa BTS vµ thËm chÝ trong nhiÒu tr-êng hîp ®-îc
®Æt gi÷a BSC vµ MSC).
Giao diện Gb: Giao diện kết nối BSS tới SGSN trong mạng lõi của GPRS.

1.2 Các băng tần trong GSM
Hệ thống GSM có 2 băng tần làm việc chính: P-GSM làm việc ở băng tần
900 MHz và DCS 1800 làm việc ở tần số 1800 MHz.

- P-GSM làm việc trong khoảng tần số 890 - 960 MHz đƣợc phân bố nhƣ sau:

Hình 1. 3 Băng tần GSM 900
Với độ rộng băng tần là 25 MHz cho cả đƣờng lên và đƣờng xuống.Trong PGSM chia làm 124 kênh tần số, mỗi kênh có 2 tần số : 1 cho hƣớng lên và 1 cho
hƣớng xuống, khoảng cách giữa 2 tần số hƣớng lên và hƣớng xuống trong cùng 1
kênk là 45 Mhz, độ rộng băng mỗi kênh là 200 KHz.

- DCS1800 làm việc trong khoảng tần số 1710 - 1880 MHz, phân bố nhƣ sau:
SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


11

Hình 1. 4 Băng tần DCS1800
Với độ rộng băng tần là 75MHz cho cả đƣờng lên và đƣờng xuốngTrong

DCS1800 chia làm 374 kênh tần số, mỗi kênh có 2 tần số : 1 cho hƣớng lên và 1
cho hƣớng xuống, khoảng cách giữa 2 tần số hƣớng lên và hƣớng xuống trong cùng
1 kênk là 95 Mhz, độ rộng băng mỗi kênh là 200 KHz.

1.3 Tái sử dụng tần số
Tài nguyên tần số của hệ thống di động là hữu hạn.Các thuê bao khác nhau
có thể sử dụng cùng 1 tần số ở các địa điểm khác nhau.Chất lƣợng truyền thông khi
tái sử dụng tần số phải đƣợc đảm bảo.

Hình 1. 5 7site x 1cells reuse và 4 site x 3cells reuse
1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình truyền sóng
Tổn hao đường truyền sóng vô tuyến.

Hệ thống GSM đƣợc thiết kế với mục đích là một mạng tổ ong dày đặc và
bao trùm một vùng phủ sóng rộng lớn. Kích thƣớc cực đại của một Cell thông
thƣờng có thể đạt tới bán kính R=35 Km. Dải tần số đƣợc sử dụng lại hữu hạn và có
thể bị ảnh hƣởng bởi các loại sóng vô tuyến khác ,vì vậy tổn hao đƣờng truyền và
nhiễu là không thể tránh khỏi.
Fading trong thông tin vô tuyến.
SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


12

Fading là hiện tƣợng sai lạc tín hiệu thu môt cách bất thƣờng xảy ra đối với
các hệ thống vô tuyến do tác đông của môi trƣờng truyền dẫn.
Một số loại nhiễu trong thông tin di động GSM.

- Nhiễu đồng kênh C/I.
Nhiễu đồng kênh xảy ra khi cả hai máy phát trên cùng một tần số hoặc trên
cùng một kênh. Máy thu điều chỉnh ở kênh này sẽ thu đƣợc cả hai tín hiệu với
cƣờng độ phụ thuộc vào vị trí của máy thu so với hai máy phát.

Hình 1. 6 Nhiễu đồng kênh
Tỷ số sóng mang trên nhiễu đƣợc định nghĩa là cƣờng độ tín hiệu mong
muốn trên cƣờng độ nhiễu.
C/I = 10log(Pc/Pi)
Trong đó:
Pc là công suất tín hiệu thu mong muốn.
Pi là công suất nhiễu thu đƣợc.
Do việc sử dụng lại tần số, nên nhiễu đồng kênh là vấn đề cần đƣợc quan tâm
trong kĩ thuật tái sử dụng tần số.Kí hiệu C/I là tỉ số cƣờng độ tín hiệu sóng mang ở ô
tế bào hiện tại trên cƣờng độ tín hiệu nhiễu đồng kênh do các ô tế bào khác gây ra.

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


13

Tỉ số C/I phụ thuộc vào nhiều nhân tố: vị trí của MS, phân bố các cell đồng
kênh, chiều cao, vị trí và kiểu anten của trạm BTS ở các cell đồng kênh.
Trong hệ thống mạng GSM, C/I phải lớn hơn 9dB.

- Nhiễu kênh lân cận C/A.
Nhiễu kênh lân cận xảy ra khi sóng vô tuyến đƣợc điều chỉnh và thu riêng
kênh C song lại chịu nhiễu từ kênh lân cận C-1 hoặc kênh C+1. Mặc dù thực tế sóng

vô tuyến không đƣợc chỉnh để thu kênh lân cận đó, nhƣng nó vẫn gây nhiễu tới
kênh mà máy thu đang điều chỉnh.

Hình 1. 7 Nhiễu kênh lân cận
Tỷ số sóng mang trên kênh lân cận đƣợc định nghĩa là cƣờng độ của sóng
mang mong muốn trên cƣờng độ của sóng mang kênh lân cận.
C/A = 10log(Pc/Pa)
Trong đó:
Pc là công suất thu tín hiệu mong muốn.
Pa là công suất thu tín hiệu của kênh lân cận.

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


14

Mỗi cell có thể đƣợc cấp phát một số kênh. Nhƣng do hạn chế của phần
cứng, mặc dù các kênh này có tần số khác nhau (200kHz trong mạng GSM), nhƣng
nhiễu kênh lân cận cũng là một vấn đề đáng bàn.
Trong hệ thống mạng GSM, C/A phải lớn hơn -9dB
2.CÁC LOẠI ANTENNA VÀ CÁC THÔNG SỐ QUAN TRỌNG
Antenna là thành phần không thể thiếu trong hệ thống mạng di động ,là một
linh kiện điện tử có thể bức xạ hoặc thu nhận sóng điện từ. Có nhiều loại ăngten:
ăngten lƣỡng cực, ăngten mảng... Trong một hệ thống thông tin vô tuyến, ăng-ten có
hai chức năng cơ bản. Chức năng chính là để bức xạ các tín hiệu RF từ máy phát
dƣới dạng sóng vô tuyến hoặc để chuyển đổi sóng vô tuyến thành tín hiệu RF để xử
lý ở máy thu. .
Các đặc trƣng của một ăng-ten là nền tảng để hiểu ăng-ten đƣợc sử dụng nhƣ

thế nào trong hệ thống thông tin vô tuyến. Các đặc trƣng có liên hệ với nhau bao
gồm tăng ích, tính định hƣớng, mẫu bức xạ (ăng-ten), và phân cực. Các đặc trƣng
khác nhƣ búp sóng, độ dài hiệu dụng, góc mở hiệu dụng đƣợc suy ra từ bốn đặc
trƣng cơ bản trên.Các thông số này rất quan trọng và cần đƣợc nắm rõ khi thiết kế

và vận hành mạng viễn thông di động
2.1 Các loại antenna
Có 3 loại anten chính:
Đẳng hƣớng – vô hƣớng (Omni-directional).
Định hƣớng – có hƣớng (Semi-directional).
Định hƣớng – cao (Highly-directional).

- Anten đẳng hƣớng:
Truyền tín hiệu RF theo tất cả các hƣớng theo trục ngang (song song mặt

đất) nhƣng bị giới hạn ở trục dọc (vuông góc với mặt đất).Anten đẳng hƣớng có độ
lợi (gain) trong khoảng 6dB, thƣờng đƣợc dùng trong các tòa nhà cao tầng.Anten
đẳng hƣớng cung cấp vùng phủ sóng rộng nhất.

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


15

Hình 2. 1 Omni Directional Antenna

- Anten định hƣớng (Semi-directional):
Có hƣớng phát sóng rất hẹp, thiết bị thu sóng cần nằm chính xác trong phạm

vi phát sóng hẹp này của anten định hƣớng mới có thể thu đƣợc sóng phát từ
anten.Anten định hƣớng có độ lợi lớn hơn anten đẳng hƣớng, từ 12dBi hoặc cao
hơn.Anten định hƣớng có nhiều kiểu dáng và kích thƣớc khác nhau, điển hình có
các loại anten: Yagi, Patch, Backfire, Dish...
Các loại anten định hƣớng này rất lý tƣởng cho khoảng cách xa, kết nối
không dây điểm-điểm.

Hình 2. 2 Semi-directional antenna beamwidth

- Anten định hƣớng cao:

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


16

Là anten để truyền tải với một chùm tia rất hẹp. Những loại ăng-ten này
thƣờng giống nhƣ các đĩa vệ tinh. Chúng thƣờng đƣợc gọi là anten parabol hoặc
anten lƣới.
Chúng chủ yếu sử dụng cho kết nối point to point hoặc point to multipoint.
2.2 Các thông số đặc trưng của antenna APX18-206516L-CTO
Đây là loại anten định hƣớng đang đƣợc G-moblie sử dụng cho trạm BTS
của mình,để hoạt động trên băng tần GSM 1800 MHz.Trong đó có các thông số
quan trọng hay đƣợc sử dụng để tính toán điều chỉnh antenna cho phù hợp khi thiết

kế và tối ƣu mạng lƣới là chiều cao anten, dải tần số hoạt động,độ rộng búp sóng,độ
lợi anten, và Electrical Downtilt Range.
Bảng 2. 1 Electrical Spectifications

Frequency Range, MHz
Horizontal Beamwidth, deg
Vertical Beamwidth, deg
Electrical Downtilt Range, deg
Gain, dBi (dBd)
1st Upper Sidelobe
Suppression, dB
Front-To-Back Ratio, dB
Polarization
VSWR
Isolation between Ports, dB
3rd Order IMP @ 2 x 43 dBm,
dBc
7th Order IMP @ 2 x 46 dBm,
dBc
Impedance, Ohms
Maximum Power Input, W
Lightning Protection
Connector Type/Location

1710-1900
69
6.9

1900-2170
64
6
0

17.6 (15.5)

18.6 (16.5)
>20

>29

30

Dual pol +/-45°
< 1.4:1
>30 (typ 35)
>150,N/A
N/A,>170
50
300
Direct Ground
(2) 7-16 Long Neck
Female/Bottom

s

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


17

Hình 2. 3 Độ rộng búp sóng của antenna APX18-206516L-CTO
3.GIỚI THIỆU CÁC THAM SỐ VÔ TUYẾN CHÍNH VÀ BÀI ĐO

3.1 Các tham số đánh giá chất lượng mạng

Trong lĩnh vực viễn thông,một lĩnh vực cần đƣợc đầu tƣ lớn vào kỹ thuật và
công nghệ thì chất lƣợng luôn luôn là yếu tố quyết định sống còn.Thông thƣờng
chất lƣợng dịch vụ trong mạng thông tin di động đƣợc đánh giá thông qua các bộ
tham số nhƣ tỉ lệ rớt cuộc gọi, thực hiện cuộc gọi thành công,tốc độ truyền tải dữ
liệu … Việc đo kiểm và quản lí chất lƣợng nhƣ vậy là quản lý theo QoS.Qos trong
mạng viễn thông đƣợc đƣợc quy định cụ thể rõ ràng thông qua các tham số kỹ thuật
rõ ràng.Ngoài ra theo xu hƣớng chung để thu hút ngƣời sử dụng và mở rộng mạng
lƣới phục vụ các nhà mạng phải quan tâm đến sự hài lòng của khách hàng đó là chỉ
số QoE ,QoE là sự cảm nhận của ngƣời sử dụng về dịch vụ đó.Vì sự cảm nhận và kì
vọng của khách hàng không giống nhau nên các giá trị thông số QoE là sẽ khác
nhau đối với từng ngƣời sử dụng.
Trƣớc khi và sau khi đƣa các trạm BTS vào sử dụng ,nhà mạng cần kiểm tra
cho các trạm để đảm bảo các trạm đƣợc lắp đặt và hoạt động đáp ứng đƣợc các tiêu

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


18

chuẩn thiết kế nhƣ bán kính vùng phủ,tần số công suất phát..Đo đạc kiểm tra và đƣa
ra đánh giá các tham số vô tuyến này là công việc DRIVE TEST.
3.1.1 Các KPI vô tuyến chính
KPI (Key Performance Indicator – Các chỉ số đặc tính chính) là các tham số
về đặc tính của mạng. Ngƣời làm công tác tối ƣu phải quan tâm đến những tham số
này để phân tích trạng thái của mạng. Từ đó, nhận diện lỗi và đƣa ra giải pháp cải
thiện. Những tham số KPI chính đƣợc giới thiệu sau đây:

- Tỷ lệ rớt cuộc gọi ( Call Drop Rate – CDR )
Tỷ lệ rớt cuộc gọi là tỷ lệ các cuộc gọi bị rớt (do hệ thống BSS, vô tuyến hay
do chuyển giao) trên tổng số cuộc gọi kết thúc thành công.
Đây là KPI quan trọng nhất, đƣợc sử dụng với tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành
công để so sánh với các mạng di động mặt đất khác. KPI này ảnh hƣởng đến khách
hành chính là cảm nhận cuộc gọi bị rớt.
Tỷ lệ rớt cuộc gọi đƣợc khuyến nghị ≤ 4%, tuy nhiên trong khu vực mật độ
trạm cao, tỷ lệ CDR nên thấp hơn 2 %, thậm chí nhỏ hơn 1% hay thấp hơn trong
trƣờng hợp có sử dụng nhảy tần chậm.

- Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công (Call Setup Success Rate – CSSR).
CSSR là tỷ lệ các cuộc gọi đƣợc thực hiện cho đến khi ấn định TCH thành
công mà không bị ngắt do rớt SDCCH hay do ấn định thất bại.
CSSR = Tổng số lần thực hiện (nhận) thành công cuộc gọi / Tổng số lần thực
hiện (nhận) cuộc gọi.
Đây là KPI quan trọng thứ hai sau CDR, nó đƣợc dùng để so sánh với các
mạng di động mặt đất khác. KPI này thể hiện đến khác hàng là cuộc gọi không đƣợc
thiết lập ở lần gọi đầu tiên.
Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công theo khuyến nghị > 95%, tuy nhiên trong

khu vực mật độ trạm cao, tỉ lệ này nên lớn hơn 98%. Tỷ lệ nghẽn kênh SDCCH
cũng nên đƣợc quan tâm để có cái nhìn toàn diện về thiết lập cuộc gọi.

- Tỷ lệ cuộc gọi thành công ( Call Success Rate ).
Tỷ lệ cuộc gọi thành công đƣợc định nghĩa là tỷ lệ các cuộc gọi đƣợc thực
hiện cho đến khi giải phóng mà không bị ngắt do rớt kênh SDCCH, hay do ấn định
thất bại hay cuộc gọi bị rớt.
SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


19

Tỷ lệ cuộc gọi thành công khuyến nghị >92%. Tuy nhiên trong khu vực mật
độ trạm cao, tỷ lệ cuộc gọi thành công nên lớn hơn 97%.

- Tỉ lệ chuyển giao thành công (Handover Success Rate - HOSR).
Tỷ lệ chuyển giao thành công đƣợc định nghĩa nhƣ là tỷ lệ giữa số lần
handover thành công và tổng số lần đƣợc yêu cầu handover. KPI này thể hiện tỷ lệ
chuyển giao SDCCH và TCH thành công từ một cell đến các cell lân cận của nó
(cùng BSS hoặc khác BSS).
Dựa vào KPI này để đánh giá việc định nghĩa neighbour cell là đủ hay chƣa,
và còn có thể đánh giá chất lƣợng của các cell lân cận nó. Nếu tỷ lệ chuyển giao
thành công tốt sẽ dẫn đến tỷ lệ rớt kênh TCH tốt và một chất lƣợng thoại tốt. Hơn
nữa, dựa vào KPI này, ta có thể đánh giá cả vùng phủ sóng của cell mà từ đó có thể
đƣa ra những điều chỉnh thích hợp.
Tỷ lệ chuyển giao ra thành công khuyến nghị >90%.
3.1.2 Các tham số vô tuyến khác

- Rxlev( Receive signal level )
Rxlev là cƣờng độ tín hiệu thu đƣợc tính theo dBm. Trong các hệ thống
thông tin di động, Rxlev là mức công suất tín hiệu thu đƣợc tại UE (User
Equipment) (hƣớng xuống) hoặc BTS (hƣớng lên).
Rxlev là một tham số có thể đƣợc dùng để đánh giá vùng phủ của một trạm
gốc cũng nhƣ đánh giá khả năng kết nối giữa(UE) và trạm gốc. Rxlev càng lớn thì
mức thu càng tốt.

Hình 3. 1 Các màu tương ứng với mức thu của MS

- RxQual( Receive quality level )

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


20

RxQual là mức chất lƣợng tín hiệu thu đƣợc của MS. RxQual có giá trị từ 0
đến 7 trong đó 0 là tốt nhất và 7 là kém nhất.
Mỗi giá trị RxQual tƣơng ứng với các tỷ lệ lỗi bit theo bảng sau:
Bảng 3. 1 Bảng giá trị RxQual tương ứng với BER

-

RxQual
Bit Error Rate (BER)
0
BER < 0.2%
1
0.2% < BER < 0.4%
2
0.4% < BER < 0.8%
3
0.8% < BER < 1.6%
4
1.6% < BER < 3.2%
5

3.2%< BER < 6.4%
6
6.4%< BER < 12.8%
7
12.8% < BER
Tỷ số C/I( Carrier over interference ratio)
Tỷ số EC/I0 đƣợc đo tại máy thu để xác định mức độ “sạch” của một tín hiệu.

Đây là tham số quan trọng đƣợc sử dụng trong việc quyết định chuyển giao để nâng
cao chất lƣợng đƣờng truyền. Nếu mức EC/I0 quá thấp thì không thể thực hiện đƣợc
kết nối hoặc là bị rớt cuộc gọi ngay cả khi mức tín hiệu thu đƣợc là tốt.
3.2 Các bài đo đánh gia tham số vô tuyến

Tùy vào mục đích đo khác nhau mà chúng ta có các chế độ khác nhau

- Đo vùng phủ
Để đo đƣợc vùng phủ chính xác của các cell thì cần thực hiện đo trong chế
độ Idle mode (MS rỗi )

- Đo chế độ thoại
Phải thiết lập độ dài cuộc gọi và khoảng thời gian giữa 2 lần thiết lập cuộc
gọi liên tiếp.Khoảng thời gian này phụ thuộc vào tình hình thực tế,địa hình,tuy
nhiêu phải đảm bảo số cuộc gọi đủ lớn.Bài đo này sử dụng chế độ Dedicated Mode

để đo chi tiết về chất lƣợng cuộc gọi nhƣ Rxlev,C/I,Handover..Phụ thuộc vào mục
đích đo kiểm để đƣa ra thời gian đo cho mỗi trƣờng hợp cụ thể ví dụ đo khả năng
thiết lập cuộc gọi thì mục đích là kiểm tra khả năng thiết lập cuộc gọi của cell đó
nên số cuộc gọi phải lớn và thời gian gọi không quá dài,đo kiểm tra khả năng
Handover giữa các cell thì phải thực hiện đo hai chiều và thời gian cuộc gọi phải dài
để tránh trƣờng hợp cuộc gọi kết thúc trƣớc khi kịp chuyển giao sang cell khác..

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


21

3.3 Tiến hành đo
3.3.1 Chuẩn bị trước khi đo
Kỹ sƣ thực hiện đo kiểm chất lƣợng mạng phải có khả năng theo dõi các
thông số chất lƣợng mạng và đƣa ra giải pháp kịp thời cho các lỗi phát sinh trong
quá trình đo. Theo đó, các thông số cần theo dõi trong suốt quá trình đo sóng là tỷ lệ
rớt hoặc khóa cuộc gọi, vùng phủ sóng thực tế, chất lƣợng thoại, tỷ lệ chuyển giao
thành công giữa cell, hƣớng phủ sóng của anten RF, tỷ lệ cuộc gọi kết nối thành
công, các thông số đo nhiễu….
Trƣớc khi thực hiện việc đo sóng, cần phải chuẩn bị đầy đủ các yêu cầu sau:
Tạo file dữ liệu trạm cho phần mềm đo (Tems Investigation 11.0.1). File này
sẽ thể hiện chính xác các thông số về trạm BTS trên phần mềm đo.
Tạo bản đồ khu vực cần đo.
Tạo lộ tuyến đo.
Nghiên cứu kỹ các khu vực, vị trí, các con đƣờng quan trọng xung quanh khu
vực cần đo.
Kiểm tra thiết bị và thiết lập các thông số đo:

-

01 Laptop.
01 Accu 12V DC.
01 thiết bị đổi nguồn DC – AC.
01 thiết bị định vị vệ tinh GPS.

Xác lập chính xác thông số của GPS phù hợp với bản đồ khu vực đo.
01 máy điện thoại: kết nối với máy tính thông qua cáp nối (máy Terms W955
Sony Ericsson )
01 Sim card .
Trƣớc khi bắt đầu đo, cần chắc chắn rằng tất cả các thiết bị đều đƣợc kết nối

và nhận dạng trên phần mềm đo.
Điện thoại đo luôn luôn ở chế độ sóng GSM/3G

Điện thoại đƣợc đặt tại vị trí cố định, an toàn ,đảm bảo cáp không bị rơi ra
trong quá trình đo.
Thiết bị GPS luôn đặt tại vị trí cố định trên nóc xe hoặc vị trí dễ dàng bắt
sóng vệ tinh.
Các câu lệnh thiết lập trong quá trình đo phải đƣợc thiết lập cụ thể, đúng đắn.

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


22

Nếu thực hiện bài đo để lấy mẫu chất lƣợng thoại nên phải đảm bảo SIM
card đủ tiền để thực hiện mẫu đo và thiết lập các thông số thời gian gọi của MS1 tới
MS2 cho phù hợp với bài đo
Chú ý:
Nếu một trong các thiết bị ( máy tính hoặc GPS ) không có nguồn vào, kiểm
tra lại các cáp nối vì có khả năng bị lỗi kết nối.
Đánh dấu, ghi chú các sự kiện, vị trí đặc biệt (có thêm công trình xây dựng là
vật cản sóng..), chú thích rõ ràng trong file lƣu kết quả đo.

Cẩn thận khi sử dụng thiết bị đo trong quá trình đo đạc, tránh việc hƣ hỏng
hoặc làm mất thiết bị.
Chắc chắn rằng dữ liệu đo đã đƣợc lƣu trữ cẩn thận, an toàn.
3.3.2 Thực hiện bài đo
 Đo vùng phủ
Lộ trình :
Các tuyến phố thuộc huyện Đan phƣợng khu vực ngoại thành Hà Nội
Kết quả đo:

- Khu vực sóng yếu 01:

Hình 3. 2 Khu vực sóng yếu 01
SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


23

Vùng sóng yếu nằm trong khu vực phủ sóng chính của cell HN46583, cách
trạm HN4658 là 1,5km. Thông số cell HN46583 là tilt 2 độ, azimuth 325 độ, chiều
cao anten 36m.

Hình 3. 3 Phần mềm tính toán downtilt -Kathrein scaladivision

Đề xuất: Down tilt cell HN46583 từ 2 độ ---> 4 độ.

- Khu vực sóng yếu 02:

Hình 3. 4 Khu vực sóng yếu 02

SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


24

Vùng sóng yếu nằm trong khu vực phủ sóng chính của cell HT19751, cách
trạm HT1975 là 2km. Thông số cell HT19751 là tilt 2 độ, azimuth 80 độ, chiều cao
anten 44m.
Đề xuất: Down tilt cell HT19751 từ 2 độ ---> 4 độ.

- Khu vực sóng yếu 03

Hình 3. 5 Khu vực sóng yếu 03
Vùng sóng yếu nằm trong khu vực phủ sóng chính của cell HT19241 và
HT49512, cách trạm HT1924 là 1,6km và HT4951 là 1,5km. Thông số cell
HT19241 là tilt 2 độ, azimuth 50 độ, chiều cao anten 41m và HT49512 là tilt 4 độ,
azimuth 120 độ, chiều cao anten 45m.
Đề xuất: Down tilt cell HT19241 từ 2 độ ---> 4 độ.Điều chỉnh azimuth
HT49512 từ 120 độ ---> 150 độ.
 Đo chất lƣợng thoại:
Lộ trình:
Các tuyến đƣờng chính tại TP.Hải Phòng
Kết quả đo:

- Thông số chỉ tiêu kỹ thuật KPI
Bảng 3. 2 Thông số KPI
SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU


25

No

Items
1
2
3
4
5
6
7
8

Call Attempts (Nb)
Call Completed (Nb)
Call Dropped (Nb)
Handover Successful (Nb)
Handover Failure (Nb)
CSSR (%)
CDR (%)
HOSR (%)
Good RxLev Sub (%) (>= -75
dBm)
Good RxQual Sub (%) (< 4)
Good C/I (%) (>= 12)
Good MOS (%) (>= 3)

MOS Average

9
10
11
12
13

Index
1815
1802
0
1115
7
99.28%
0.00%
99.38%
90.30%
98.30%
98.80%
95.00%
3.68

Theo bảng kết quả trên, với lộ, tuyến đo các cung đƣờng chính, khu vực dân
cƣ, các đƣờng quốc lộ, tỉnh lộ quan trọng tại TP. Hải Phòng:
Mức tín hiệu thu RxLev Sub tốt chiếm 90.30%.
Chất lƣợng tín hiệu thu RxQual Sub tốt chiếm 98.30% .

Tỷ số tín hiệu trên nhiễu C/I tốt chiếm 98.80%.
Cho thấy sự quy hoạch tần số và quy hoạch vị trí trạm đạt yêu cầu. Với chất

lƣợng thoại MOS đạt trung bình là 3.68 vƣợt quy chuẩn do Bộ TT&TT đƣa ra
(MOS lớn hơn 3).

- Mức tín hiệu thu (RxLev Sub) ở chế độ thoại (Dedicated Mode)
Bảng 3. 3 Thống kê phân bố mức tín hiệu thu
RxLev Sub
(dBm)

Range

Count (Nb)

Distribution (%)

Cumulative (%)

146685

58.99%

58.99%

-75 <= x < -68 79402

31.93%

90.92%

-85 <=x < -75

22181

8.92%

99.84%

-95 <= x <-85

384

0.15%

100.00%

x <-95

4

0.00%

100.00%

x >= -68

- Chất lƣợng tín hiệu thu (RxQual Sub)
SVTH:LÊ ĐÌNH YÊN

GVHD:ĐẶNG TRUNG HIẾU