ĐIỆN tử VIỄN THÔNG câu 3 khotailieu

ĐỀ 1
Câu 1. Trình bày phương pháp phân chia kênh truyền
Giả sử có tất cả T kênh truyền được sử dụng thì khi thiết kế hệ thống ko
thể phân tất cả T kênh này cho 1 tế bào. Vì khi lặp lại điều này ở tế bào
bên cạnh các kênh cùng dải tần ở 2 tế bào cạnh nhau sẽ gây nhiễu lên
nhau. Do vậy T kênh này phải phân cho 1 nhóm N tế bào( N gọi là kích
thước nhóm), mỗi tế bào sẽ có T/N = K kênh, rồi thiết kế lặp lại cả nhóm
tế bào này trên địa bàn. Điều này sẽ làm cho 2 tế bào có cùng kênh ở xa
nhau hơn. Và 2 tế bào ở cạnh nhau chỉ sử dụng các kênh truyền khác nhau
( kích thước nhóm càng lớn, 2 tế bào cùng kênh ở càng xa nhau).
Nếu vùng dịch vụ được chia thành P tế bào, thì dung lượng của cả hệ
thống được tính:
C= P.K = P. T/N
Từ công thức này ta thấy nếu N tăng thì C giảm, nếu N giảm thì C tăng.
Để đạt được chỉ số dung lượng C thật cao, N phải giảm thiểu đến 1 song
như đã nói ở trên 2 tế bào bên cạnh nhau sẽ gây nhiễu lên nhau. Ngược lại
để đảm bảo chống nhiễu tốt: N lớn sẽ làm cho dung lượng hệ thống giảm.
Lựa chọn kích thước nhóm N thích hợp là nhiệm vụ của người thiết kế.
Câu 2. Trình bày kiến trúc chung của hệ thống TTDD


Hệ GMS bao gồm 3 hệ thống con: Hệ thống các trạm gốc (BSS), hệ thống
chuyển mạch và mạng(NSS- tổng đài), hệ thống hỗ trợ vận hành(DSS).
- BSS được hiểu như hệ thống vô tuyến: cung cấp và quản lý đường
truyền vô tuyến giữa máy di động(MS) và tổng đài di động (MSC).
BSS gồm nhiều BSC, mỗi BSC có thể điều khiển đến vài trăm trạm
thu phát gốc(BTS) là trạm phủ sóng trên tế bào. Việc chuyển giao
giữa 2 trạm BTS do BSC đảm nhiệm.
Kết nối BTS và BSC qua giao diện Abis. Kết nối giữa BSC và MSC
là kết nối A, kết nối này dùng giao thức SS7, gọi điều khiển báo hiệu
kết nối, chúng hỗ trợ thông tin giữa MSC và BSS cũng như bản tin

mạng giữa các thuê bao riêng lẻ với MSC.
- NSS xử lý việc chuyển cuộc gọi giữa mạng bên ngoài và mạng vô
tuyến, cũng như 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): 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): chứa đựng tạm thời thông tin
khách hàng khi họ chuyển vùng sang nơi quản lý của MSC khác.


+ Trung tâm nhận thực: là cơ sở dữ liệu được 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. OSS
có 3 chức năng chính:
+ duy trì hoạt động các phần cứng thông tin và vận hành mạng trong
vùng phục vụ
+ quản lý việc trả tiền và lập hóa đơn thanh toán
+ quản lý tất cả các thiết bị di dộng trong hệ thống
Câu 3. So sánh đa truy nhập FDMA và TDMA?
 FDMA (Frequency Division Multiple Access): là công nghệ đa truy
-

-

nhập phân chia theo tần số.
Băng tần tổng được chia thành nhiều băng tần nhỏ.

FDMA là kỹ thuật đơn giản nhất trong các kỹ thuật đa truy nhập, nó
tách riêng những người sử dụng khác nhau bằng cách gán các kênh
tần số sóng mang khác nhau và những người sử dụng được cách ly
với nhau bằng cách sử dụng các bộ lọc thông dải.
Tín hiệu từ những người sử dụng khác nhau dc gán các tần số khác
nhau
Có băng tần bảo vệ giữa các phổ tín hiệu gần kề nhau nhằm hạn chế
xuyên âm giữa các kênh lân cận
Ưu điểm : có thể tăng dung lượng = cách giảm tốc độ bít tin, sử
dụng sơ đồ mã hóa thoại hiệu suất cao.
+ Việc triển khai đơn giản: hệ thống có thể dc cấu hình để cải
thiện trong TH mã hóa thoại ở tốc độ bit thấp


+ Phần cứng đơn giản.
- Nhược điểm :
+Được ứng dụng trong hệ thống AMPS và TASC.
+ Việc nâng cao dung lượng phụ thuộc vào giảm S/I bị hạn chế,
thực t ế phải ấn định băng tần số.
+ Tốc độ bit cực đại trên mỗi kênh là cố định(thường là nhỏ)
nên với mỗi các dịch vụ tốc độ bit thay đổi lớn => khả năng đáp
ứng khó khăn hơn.
+ Hiệu suất phổ chưa cao.
+ Xuyên âm tăng do nhiễu giữa các kênh lân cận và tạo ra bởi
hiệu ứng phi tuyến.
 TDMA(Time Division Multiple Access ) : là công nghệ đa truy nhập
-

-

phân chia theo thời gian.
Trong hệ thống TDMA, mỗi người sử dụng, sử dụng toàn bộ độ rộng
băng tần của kênh trong khoảng thời gian của họ.
Thời gian dc chia thành các khoảng thời gian = nhau dc gọi là các
khe thời gian
Dữ liệu người sử dụng được phát trong các khe
Thời gian bảo vệ dc người sử dụng giữa các việc truyền dẫn giữa các
người sử dụng khác nhau để hạn chế xuyên âm giữa các kênh.
Mỗi người sử dụng dc gán 1 tần số vô tuyến và 1 khe thời gian để
phát dữ liệu ( dữ liệu này dc phát qua sóng mang vô tuyến từ 1 trạm
gốc đến các thuê bao theo đường xuống). Trong tuyến lên từ thuê
bao đến trạm gốc thì dc đồng bộ và sắp xếp theo thời gian trên 1
kênh tần số chung.
Trong hệ thống thông tin đồng bộ ở trạm gốc & thuê bao, sd thông
tin mào đầu.
Người sd có thể sd nhiều khe thời gian để hỗ trợ các dịch vụ có tốc
độ bít khác nhau.
Ưu điểm :


+ Có thể hỗ trợ các dịch vụ có tốc độ bit thay đổi.
+ Có thể giám sát đc cường độ tín hiệu tại thuê bao hay tại trạm
gốc có thể quyết định việc chuyển giao.
+ Hiệu suất phổ cao hơn FDMA.
+ TDMA phát mới tín hiệu với khoảng cách bảo vệ đủ lớn giữa
các khe thời gian.
- Nhược điểm :
o Các thuê bao ở tuyến lên - công suất phát lên vẫn cao nên thời
gian sd pin ngắn.
o Bộ lọc và tách sóng tương quan để đồng bộ với 1 khe thời gian

yêu cầu xử lý phức tạp hơn.
o Yêu cầu đồng bộ: Nếu khe thời gian đồng bộ bị mất nên kênh
đó sẽ bị nhầm sang kênh khác.
o Thời gian truyền sóng từ BTS => MS, MS => BTS thay đổi
khoảng cách truyền.
Câu 4. Hệ thống di động GSM có phổ tần 50MHz, hệ thống sử dụng
200kHz cho một kênh đơn, phục vụ cho hệ thống song công. Biết hệ
thống có khoảng bảo vệ giữa các biên của băng là 200kHz. Tính số
kênh điều khiển, số kênh thoại ở mỗi tế bào và dung lượng hệ thống
trong các trường hợp sau: a) N=3, b) N=7, c) N=9. Giả sử hệ thống sử
dụng 1MHz cho các kênh điều khiển và vùng phục vụ 3000 tế bào.
Giải:
Phổ tần cho thoại

F = 50*103 – 1*103 – 200 = 48,8 (MHz)

Số kênh điều khiển: (1 MHz) / (2*200 kHz) = 2,5 (kênh)
Số kênh thoại: K = F /(2*200 kHz) = 48,8/0,4 = 122 (kênh)
a) N = 3


Số kênh điều khiển: (1.103 KHz) / (2*200 kHz) = 2,5 (kênh)
Số kênh thoại: K1= K/N = 122/3 = 40 (kênh)
Dung lượng hệ thống: C1= P.K1 = 3000*40 = 120 000 (kênh)
Câu 5: Một hệ thống thông tin với phổ tần được cấp phép là
12,3MHz, khoảng cách kênh là 200kHz, mỗi tế bào có 3 kênh điều
khiển, hệ số tái sử dụng tần số là 2, GOS =2%, thời gian trung bình
của một cuộc gọi bằng 100s. Biết hệ thống sử dụng 8 kênh thoại trên
1 kênh tần số vô tuyến và hệ số suy giảm sóng điện từ do môi trường
bằng 4. Hãy tính:

a) Số kênh thoại trong 1 tế bào?
b) Tải lưu lượng (traffic load) và tải lưu lượng mang (carried
traffic load)?
c) Dung lượng cuộc gọi của 1 tế bào?
d) Tỷ số S/I ?
Giải:
a. Số kênh tần số vô tuyến là: (12,3 . 103) / (200) = 61,5 (kênh)
Số kênh lưu lượng= 61,5.8=492
số kênh điều khiển tín hiệu trên 1 tế bào là= 3

Số kênh thoại trên 1 tế bào: C= 492/4 – 3 = 120 (kênh)
b. C = 120, GOS = 2%  tải lưu lượng A =107,4 (Erl )
Tải lưu lượng mang của tế bào: Ac = (1 - GOS).A = (1 – 0,02). 107,4 =
105,252 (Erl )
c. Dung lượng cuộc gọi / cell:
Nc = (Ac. 3600) / H = (105,252. 3600) / 100 = 3789 (cuộc/h/cell)


d. S/I = 1/6.()n = 1/6 . ()4 = 144/6=24 dB

Câu 1. Trình bày phương pháp xác định kích thước nhóm.
Khi lựa chọn tế bào hình lục giác, gọi khoảng cách tâm của 2 tế bào có
kênh truyền giống nhau (cùng kênh) nằm gần nhau nhất là D, k/c này dc
tính:
D2 = m2 (R√3)2 + n2 (R√3)2

+ m.n (R√3)2

m,n là các bước dịch sang ngang (vuông góc với cạnh lục giác)
và dịch nghiêng 600 (so với dịch ngang) để tế bào này có thể trùng lên tế

bào kia, R là bán kính tế bào.
Mặt khác, do tính lặp của lục giác mà kích thước nhóm được tính:
N= (2. S tam giác đều cạnh D)/Stế bào lục giác =
(D2 √3 /2) / (R2 6√3 /4) = D2/3R2 = m2 + n2

+ m.n

Kích thước nhóm là 1 số nguyên N phải thỏa mãn công thức trên. N =
4,7,9,12.
Câu 2. Trình bày kiến thức chung của hệ thống thông tin di động


Hệ GMS bao gồm 3 hệ thống con: Hệ thống các trạm gốc (BSS), hệ thống
chuyển mạch và mạng(NSS- tổng đài), hệ thống hỗ trợ vận hành(OSS).
- BSS được hiểu như hệ thống vô tuyến: cung cấp và quản lý đường
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 trạm thu
phát gốc BTS.
Kết nối BTS và BSC qua giao diện Abis. Kết nối giữa BSC và MSC
là kết nối A, kết nối này dùng giao thức SS7, gọi điều khiển báo hiệu
kết nối, chúng hỗ trợ thông tin giữa MSC và BSS cũng như bản tin
mạng giữa các thuê bao riêng lẻ với MSC.
- NSS xử lý việc chuyển cuộc gọi giữa mạng bên ngoài và mạng vô
tuyến, cũng như 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): 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): chứa đựng tạm thời thông tin

khách hàng khi họ chuyển vùng sang nơi quản lý của MSC khác.
+ Trung tâm nhận thực: là cơ sở dữ liệu được 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. OSS có 3 chức năng chính:
+ duy trì hoạt động các phần cứng thông tin và vận hành mạng trong
vùng phục vụ


+ quản lý việc trả tiền và lập hóa đơn thanh toán
+ quản lý tất cả các thiết bị di dộng trong hệ thống
Câu 3. Trình bày các thông số đánh giá chất lượng của phương thức
điều chế?
Hiệu suất phổ diều chế theo đơn vị kênh/MHZ / được tính theo công thức

Trong đó hiệu suất phổ điều chế
băng tần hệ thống
khoảng cách kênh
tổng số tế bào trong vùng phủ
diện tích 1 cell
N : hệ số tái sử dụng
- Hiệu suất phổ điều chế theo đơn vị Erl / MHz/km2
Gọi là hệ số hiệu suất trung kế
được tính theo công thức
(Erl /MHz/km2)

là hàm xác suất GOS và tổng số kênh / 1 cell

Từ công thức
Muốn tăng hiệu suất phổ ta phải giảm độ rộng kênh , diện tích 1 tế bào và
hệ số tái sd
Tuy nhiên nếu giảm độ rộng kênh sẽ khiến cho khả năng can nhiễu sẽ
tăng lên, tỉ lệ lỗi cao lên do các kênh quá gần nhau , việc giảm hệ số tái sd
tần số cũng vậy , nếu cung giảm thì khả năng các kênh cùng giải tần ở 2
tế bào cạnh nhau sẽ gây nhiễu cho nhau
Vì vậy phương án khả thi nhất là giảm diện tích tế bào phục vụ
Câu 4. Phổ tần 30MHz được phân cho hệ thống di động tế bào, dải
tần lên và xuống được chia thành các kênh vô tuyến rộng 25 kHz.
Biết biết hệ thống có khoảng bảo vệ giữa các biên của băng là 25kHz.
Tính số kênh điều khiển, số kênh thoại ở mỗi tế bào và dung lượng hệ
thống trong các trường hợp sau: a) N=4, b) N=7, c) N=12. Giả sử hệ
thống sử dụng 0,5MHz cho các kênh điều khiển và vùng phục vụ
1000 tế bào.
Giải:
Phổ tần cho thoại

F = 30 – 0,5 – 0,025 = 29,475 (MHz)

Số kênh điều khiển: (0,5 MHz) / (2.25 kHz) = 10 (kênh)
Số kênh thoại: K = F /(2.25 kHz) = 29,475/0,05 = 589 (kênh)
b) N = 4
Số kênh điều khiển: (0,5 MHz) / (2.25 kHz) = 10 (kênh)
Số kênh thoại: K1= K/N = 589/4 = 147 (kênh)
Dung lượng hệ thống: C1= P.K1 = 1000.147 = 147000 (kênh)


Câu 5. Một hệ thống thông tin tế bào có phổ tần là 9MHz, khoảng

cách kênh RF là 200kHz, mỗi tế bào có 3 kênh điều khiển, hệ số tái sử
dụng tần số là 4. GOS = 3%, thời gian trung bình của một cuộc gọi
bằng 120s. Biết hệ thống sử dụng 8 kênh thoại trên 1 kênh RF, diện
tích 1 tế bào bằng 6km2 và số cuộc gọi trung bình của 1 thuê bao
trong giờ bận bằng 1,2. Hãy tính:
a) Số kênh lưu lượng trong 1 tế bào?
b) Số cuộc gọi trong 1h trên 1km2 ?
c) Số người sử dụng trong 1h trên 1 kênh ?
Giải
a. Số kênh tần số là: (9. 103) / (200) = 45 (kênh)
Số kênh thoại trên 1 cell: C= (45.8)/4 – 3 = 87 (kênh)
C = 87, GOS = 3%  A = 77,959 (Erl )
Lưu lượng mang của tế bào: Ac = (1 - GOS).A = (1 – 0,03). 77,959 =
75,62 (Erl )
Dung lượng cuộc gọi / cell:
Nc = (Ac. 3600) / H = (75,62. 3600) / 100 = 2268,6 (cuộc/h/cell)
b. Số cuộc gọi trong 1h trên 1km2 là: 2268,6/6 = 378 (cuộc/h/km2)
c. Số người sd trong 1h trên 1 kênh:
Nc/Nu.C =2268,6/ 1,2.87 = 21,73 (người/h/kênh)