Chương 5 Hệ thống thông tin di động

9/28/20131 HỆ THỐNG VIỄN THÔNG Telecommunication System GV. HÀ VĂN KHA LY Mobile: 0919090901 9/28/20132 39/28/2013 CHƯƠNG 5 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 9/28/2013 4 1 CHƯƠNG 5 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 2 3 4 Giới thiệu mạng thông tin di động Các khái niệm trong mạng thông tin di động Cấu trúc mạng GSM Giao diện vô tuyến mạng GSM 5 Mạng thông tin di động thế hệ tiếp theo 6 Quy trình lắp đặt trạm BTS 9/28/2013 5 1 Giới thiệu mạng thông tin di động 1.1 Lịch sử phát triển Mạng thế hệ thứ 1: công nghệ tương tự (Analog) Đa truy nhập: FDMA Cung cấp dịch vụ: truyền thoại Mạng thế hệ thứ 2: công nghệ số (digital) Đa truy nhập: TDMA, FDMA, CDMA Ví dụ: GSM, CDMA Cung cấp dịch vụ: truyền thoại, dữ liệu tốc độ thấp 2,5 G : GPRS General Packet Radio Services, EDGE Mạng thế hệ thứ 3: công nghệ số Ví dụ: UMTS (Universal Mobile Telecommunication Systems ) Cung cấp dịch vụ: truyền thoại, dữ liệu và đa phương tiện multimedia 9/28/2013 6 1 Giới thiệu mạng thông tin di động 1.1 Lịch sử phát triển First Generation (1G) Hệ thống thông tin di động tương tự, sử dụng phương pháp truy nhập phân chia theo tần số FDMA Một số đặc điểm: Dịch vụ đơn thuần chỉ là thoại Phân bổ tần số hạn chế, dung lượng thấp. Chất lượng thấp, bảo mật kém Nhiễu xảy ra khi máy di động di chuyển - trong môi trường fading nhiều tia. Không tương thích giữa các hệ thống với nhau 9/28/2013 7 1 Giới thiệu mạng thông tin di động 1.1 Lịch sử phát triển Một số hệ thống đầu tiên: Narrowband Advanced Mobile Phone System AMPS (NAMPS). Triển khai tại Bắc Mỹ vào năm 1978, sử dụng băng tần 800 MHz, đươc đưa vao sử dụng năm 1982 ở nhiều nước trên thế giới Total Access Cellular System (TACS). Triển khai tại Anh vào năm 1985, sau đó mở rộng thành JTACS chủ yếu đươc triển khai tại khu vực Châu A Thái Bình Dương Hệ thống di động Bắc Âu NMT - Nordic Mobile Telephone System (NMT- 900). Triển khai tại các nước Bắc Âu vào năm 1981, sử dụng băng tần 450 MHz 9/28/2013 8 1 Giới thiệu mạng thông tin di động 1.1 Lịch sử phát triển Thế hệ thứ II (2G) Hệ thống thông tin di động tế bào 1987 ở Châu Âu dùng kỹ thuật TDMA, CDMA kết hợp FDMA, sử dụng chuyển mạch kênh, là hệ thống thông tin số có thể truyền dữ liệu tốc độ 19.2 kbps Ưu điểm Hiệu quả sử dụng tần số cao hơn Dung lượng tăng Chất lượng thoại tốt hơn Hỗ trợ các dịch dụ số liệu (data) 9/28/2013 9 1 Giới thiệu mạng thông tin di động 1.1 Lịch sử phát triển Một số hệ thống tiêu biểu:  GSM (Global System for Mobile communication) đươc đề xuất bởi các nước Bắc Âu từ năm 1982.  DECT (Digital European Cordless Telecoms): Châu Âu  PDC (Personal Digital Cellular): đươc sử dụng tại Nhật Bản, sử dung công nghe TDMA.  IS-95 (Interim Standard – 1995) CDMA One.Qualcomm Triển khai tại Bắc Mỹ và Hàn Quốc 9/28/2013 10 1 Giới thiệu mạng thông tin di động 1.1 Lịch sử phát triển  Việt Nam sử dụng GSM từ 1993 cho mạng MobileFone  Việt Nam triển khai hệ thống thông tin di động sử dụng công nghệ CDMA và đưa vào sử dụng tháng 7 năm 2003 cho mạng SFone và CDMA 2000-1X cho mạng EVNTelecom 9/28/2013 11 1 Giới thiệu mạng thông tin di động 1.1 Lịch sử phát triển Thế hệ thứ 2,5 G Hệ thống số, băng hẹp/rộng, sử dụng kết hợp FDMA-TDMA hay CDMA, có khả năng cung cấp các dịch vụ số liệu. Các dịch vụ số liệu : Tốc độ bit data cao hơn Hỗ trợ kết nối internet Phương thức chuyển mạch: Chuyển mạch gói - Packet Switching GPRS - General Packet Radio Services: Nâng cấp từ mạng GSM nhầm hổ trợ chuyển mạch gói (172 kbps). EDGE - Enhance Data rate for GSM Evolution hỗ trợ tốc độ bit cao hơn GPRS trên nền GSM (384 kbps) 9/28/2013 12 1 Giới thiệu mạng thông tin di động 1.1 Lịch sử phát triển Thế hệ thứ III (3G) Được đề xuất vào năm 2000, gọi là IMT-2000 (International Mobile Telecommunications) sử dụng kỹ thuật TDMA, CDMA kết hợp FDMA. Các hệ thống số băng rộng. Tốc độ lên đến 2Mbps, có khả năng cung cấp các dịch thoại, số liệu, video… Với các yêu cầu: Tốc độ 144 kbps cho thuê bao di động chuyển động tốc độ cao Tốc độ 384 kbps cho thuê bao di động chuyển động tốc độ thấp Tốc độ 2 Mbps cho thuê bao di động không chuyển động 139/28/2013 GSM IS-95 GPRS EDGE UMTS W-CDMA CDMA 2000 1x CDMA 2000 3x CDMA 2000 EV-DO 2G 2.5G 3G 4G GPRS: General Packet Radio System EDGE: Enhanced Data rate for GSM Evolution W-CDMA: Wideband CDMA UMTS: Universal Mobile Telecommunication System CDMA 2000 EV-DO: Evolution – Data Optimized 1 Giới thiệu mạng thông tin di động 1.2 Lộ trình tiến lên 4G 149/28/2013 NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 900, 3G GSM 900, 3G CDMA EGSM 159/28/2013 NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 900, 3G CDMA GSM 1800 169/28/2013 Nhận dạng các đầu số mạng, tính đến 04/2011 090,093,0121,0122,0124,0126,0128 ,0120. 091,094, 0123, 0125, 0127 , 0129. 095 097,098,0165,0166,0167,0168,0169 , 0164, 0163. 092, 0188 096 0199, 0198, 0996 179/28/2013 Ngoài ra còn có Công ty viễn thông Đông Dương Indochina Telecom JSC. 0998xxxxxx và 0999xxxxxx 9/28/2013 18 2 Các khái niệm trong mạng thông tin di động 2.1 Mạng di động tế bào (Cellular mobile network) Mạng di động ban đầu dựa trên trạm thu phát đặt trên cao với công suất lớn phủ một vùng với diện tích rộng: - Không sử dụng lại tần số - Dung lượng bị hạn chế - Máy cấm tay có kích thước lớn - 1970s thay thế các trạm thu phát công suất lớn bằng các trạm thu phát với công suất bé phủ một vùng diện tích vừa đủ để có thể sử dụng lại phổ tần mạng di động tế bào (cell) 9/28/2013 19 2 Các khái niệm trong mạng thông tin di động 2.2 Tế Bào (Cell) Cell là vùng phủ sóng của một trạm thu phát (BTS) thể hiện là hình lục giác. Trong tế các cell có thể sử dụng lại tần số cho các cell khác nhau, gọi là tái sử dụng tần số. 9/28/2013 20 2 Các khái niệm trong mạng thông tin di động 2.2 Tế Bào (Cell) Các loại kích thước cell - Megacells: phủ hàng trăm km (satellite) - Macrocells: phủ hàng chục km (phủ thành phố) 1 - 35 km - Microcells: phủ hàng trăm m (tòa nhà, khu thương mại, hội nghị, hội chợ,…) 200 - 2000 m - Picocells: W-LAN (trong toà nhà) 4 - 200 m - Femtocells: Mạng truy cập cá nhân, đồ dùng, vật dụng trong nhà PAN. 219/28/2013 Global Suburban Urban In-building Satellite Macro-cell Micro-cell Pico-cell 2 Các khái niệm trong mạng thông tin di động 2.2 Tế Bào (Cell) 229/28/2013 239/28/2013 2 Các khái niệm trong mạng thông tin di động 2.3 Chuyển giao (handoff – handover) Khi cuộc gọi đang được thực hiện, user di chuyển từ cell này đến cell khác nên cuộc gọi được chuyển sang kênh lưu lượng mới (của cell mới) để tiếp tục cuộc gọi. Có hai loại chuyển giao: Chuyển giao cứng Chuyển giao mềm 249/28/2013 2 Các khái niệm trong mạng thông tin di động 2.3 Chuyển giao (handoff – handover) Chuyển giao cứng (Hard Handoff). Trong hệ thống FDMA, TDMA, đường kết nối mới sẽ được thiết lập sau khi đường kết nối hiện tại không còn nữa switching Hard handoff : connect (new cell B) after break (old cell A) Cell B Cell A 259/28/2013 2 Các khái niệm trong mạng thông tin di động 2.3 Chuyển giao (handoff – handover) Chuyển giao mềm (Soft Handoff). Trong hệ thống CDMA, đường kết nối mới sẽ được thiết lập ngay khi đường kết nối hiện tại vẫn còn tồn tại Σ Cell B Cell A Soft handoff : break (old cell A) after connect (new cell B) transmitting same signal from both BS A and BS B simultaneously to the MS 9/28/2013 26 2.4 Đa truy nhập (Multi-Access) Kỹ thuật cho phép nhiều cặp thu–phát có thể chia sẻ một kênh chung. Trong hệ thống truyền thông di động, nhiều user chia sẻ chung một trạm thu phát (BTS). Do đó phải có phương pháp để các user này có thể gửi và nhận tín hiệu đồng thời tới/từ một BTS. Quá trình đa truy nhập phải đảm bảo sao cho thông tin của các user không bị nhiễu hoặc chồng lấn với nhau 2 Các khái niệm trong mạng thông tin di động 9/28/2013 27 2.4 Đa truy nhập Phân loại  SDMA (Space-Division Multiple-Access)  TDMA (Time-Divison Multiple-Access)  FDMA (Frequency-Division Multiple-Access)  CDMA (Code-Division Multiple-Access)  Kết hợp của các kỹ thuật trên 2 Các khái niệm trong mạng thông tin di động Hệ thống SMDA cho phép các thuê bao gửi và truyền tín hiệu đến các trạm đặt tại các vị trí khác nhau Thông thường thì hai trạm gần nhau sẽ sử dụng hai vùng tần số khác nhau để tránh nhiễu 9/28/2013 28 2.4 Đa truy nhập - SDMA 2 Các khái niệm trong mạng thông tin di động Hệ thống TDMA cho phép các thuê bao gửi và truyền tín hiệu đến trạm trên các khe thời gian (time-slot) khác nhau Các tín hiệu có chung một miền tần số (kênh tần số) nhưng khác khe thời gian Tần số Công suất user1 user2 user3 user4 user5 9/28/2013 29 2.4 Đa truy nhập - TDMA 2 Các khái niệm trong mạng thông tin di động 309/28/2013 C B A C B A C B A C B A C A B Time f 0 2.4 Đa truy nhập - TDMA 2 Các khái niệm trong mạng thông tin di động Hệ thống FDMA cho phép các thuê bao gửi và truyền tín hiệu đến trạm trên các kênh tần số khác nhau Các tín hiệu từ nhiều thuê bao có thể được truyền đồng thời Tần số Công suất user1 user2 user3 user4 user5 9/28/2013 31 2.4 Đa truy nhập - FDMA 2 Các khái niệm trong mạng thông tin di động 329/28/2013 A A B B C C Time f2 f1 f0 2.4 Đa truy nhập - FDMA 2 Các khái niệm trong mạng thông tin di động Kết hợp TDMA-FDMA Có thể kết hai kỹ thuật FDMA và TDMA để cho phép nhiều user truy nhập hơn Mỗi tín hiệu sử dụng một khe thời gian trong một kênh tần số nào đó Tần số Công suất 9/28/2013 33 Tần số Công suất Tín hiệu sau khi trãi phổ CDMA (Code-Division Multiple-Access) Tần số Công suất Tín hiệu trước khi trãi phổ 9/28/2013 34 CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ (Spectrum Spread) CDMA (Code-Division Multiple-Access) Trong hệ thống CDMA, các thuê bao sử dụng chung một miền tần số và các tín hiệu có thể được truyền đồng thời Nhưng tín hiệu từ các thuê bao khác nhau sẽ được trãi phổ bởi các chuỗi mã khác nhau (trực giao với nhau), do đó chúng không bị nhiễu lẫn nhau. Tần số Công suất user2 user3 user4 user5 user1 9/28/2013 35 369/28/2013 Sender Receiver Code A A Code B B A B A B C B C A Code A A B C Time B C B A Base-band Spectrum Radio Spectrum spread spectrum 379/28/2013 FDMA TDMA CDMA p o w e r p o w e r p o w e r 9/28/2013 38 3 Cấu trúc mạng GSM 3.1 Giới thiệu GSM = Global System for Mobile Communications tuy nhiên nguyên thuỷ của nó là: Groupe Spécial Mobile. GSM ngoài việc truyền âm thanh với chất lượng cao còn cho phép nhắn tin SMS. GSM cũng phát triển thêm các tính năng truyền dữ liệu như GPRS và EGDE truyền với tốc độ cao hơn. 9/28/2013 39 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2 Cấu trúc tổng quát 9/28/2013 40 3 Cấu trúc mạng GSM  MS Mobile Station  BTS Base Transceiver Station  BSC Base Station Controller  MSC Mobile services Switching Center  VLR Visitor Location Register  HLR Home Location Register  EIR Equipment Identity Register  AUC AUthentication Center  OMC Operation and Maintenance Center 9/28/2013 41 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.1 MS (Mobile station) Trạm di động Là thiết bị di động, đặt trong ô tô, hay cầm tay, thực hiện chức năng thu và phát tín hiệu vô tuyến với một trạm thu phát gốc BTS (trong vùng phủ sóng). 9/28/2013 42 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.1 MS (Mobile station) 9/28/2013 43 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.1 MS (Mobile station) - ME IMEI là số duy nhất của MS trên toàn thế giới. Kiểm tra số IMEI: *#06# 9/28/2013 44 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.1 MS (Mobile station) - ME 9/28/2013 45 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.1 MS (Mobile station) - ME 46 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.1 MS (Mobile station) - SIM SIM (Subscriber Identity module) là chip điện tử lưu trữ số nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI (International Mobile Subscriber Identity) và các thông tin khác như mã khóa PIN, số nhận dạng vùng LAI, tin nhắn, danh bạ…. 479/28/2013 Location area (LA) 48 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.1 MS (Mobile station) - SIM Cấu trúc: IMSI = MCC + MNC + MSIN MCC: Mã quốc gia (Việt Nam: 452) MNC: Mã mạng ( Viettel: 04, Vinaphone: 02, Mobiphone: 01, 05 vietnamobile, 07 Gmobile….) MSIN: Số thuê bao trong mạng (gồm 7 số) Ví dụ: 84.98.5101300 - 452.04.5101300 9/28/2013 49 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.2 BTS (Base Transceiver Station) BTS: Trạm thu phát gốc  Gồm thiết bị thu phát, anten và khối xử ly tín hiệu cho giao tiếp vô tuyến .  Mỗi vùng phủ sóng của 1 BTS gọi là tế bào cell  Khối chuyển đổi mã và tốc độ TRAU (Transcode/Rate Adapter Unit) là bộ phận bên trong BTS. Tuy nhiên TRAU cũng có thể nằm giữa BSC và MSC. 9/28/2013 50 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.2 BTS (Base Transceiver Station) 9/28/2013 51 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.2 BTS (Base Transceiver Station) 529/28/2013 Hình: BTS và các module 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.2 BTS 539/28/2013 Hình: nhân viên kỹ thuật thao tác kỹ thuật tại trạm BTS 549/28/2013 Hình: BTS và các tế bào phủ sóng 559/28/2013 Star configuration Chain configuration Ring/loop configuration Hình: các cấu hình lắp đặt trạm BTS 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.2 BTS 569/28/2013 Cấu hình kết nối các BTS: Hình sao: star - 1,2,3 Hình chuỗi: chain - 1,2,4,5 Mạch vòng: loop - 1,2, 4,6,7 ,3 579/28/2013  Bán kính phủ sóng của một cell tuỳ thuộc vào độ cao của anten, độ lợi anten thường thì nó có thể từ vài trăm mét tới vài chục km.  Trong thực tế thì khả năng phủ sóng xa nhất của một trạm GSM là 32 hoặc 35 km (22 dặm).  Một số khu vực trong nhà mà các anten ngoài trời không thề phủ sóng tới như nhà ga, sân bay, siêu thị…thì người ta sẽ dùng các trạm Pico để chuyển tiếp sóng từ các anten ngoài trời vào. 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.2 BTS 589/28/2013  Phát sóng đẳng hướng – Omni directional Cell (3600) Anten vô hướng hay 3600 bức xạ năng lượng đều theo mọ hướng. Với Anten vô hướng: 1 Site = 1 Cell 3600 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.2 BTS 599/28/2013 Phát sóng anten sector 120o  Phát có hướng theo góc 120o 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.2 BTS 609/28/2013  BSC quản lý giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa của BTS và MS như cấp phát kênh tần số cho các BTS và MS, lệnh thiết lập kênh, giải phóng kênh, quản lý chuyển giao  Một BSC có thể quản lý hàng chục BTS lập thành 1 trạm gốc.  Tập hợp các trạm gốc trong mạng gọi là phân hệ trạm gốc BSS 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.3 BSC (Base Station Controller) Bộ điều khiển trạm gốc 619/28/2013  Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động  Tổng đài chuyển mạch và báo hiệu của MS nằm trong vùng địa lý do MSC quản lý.  Một MSC quản lý được nhiều BSC trong một vùng, các MSC ở các vùng sẽ đấu nối với nhau để cho phép thực hiện cuộc gọi liên vùng.  Tổng đài giao tiếp với mạng ngoài được gọi là GMSC, có chức năng tương tác giữa GSM và các mạng ngoài, như mạng PSTN để thực hiện gọi đến điện thoại cố định 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.4 MSC (Mobile services Switching Center) 9/28/2013 62 3 Cấu trúc mạng GSM LOCATION AREA (LA) Hình: Vị trí lắp đặt và kết nối Tổng đài MSC 3.2.4 MSC (Mobile services Switching Center) 639/28/2013 AuC kết nối với HLR, cung cấp các thông số hợp thức hoá và các khoá mã để đảm bảo chức năng bảo mật, như: quyền được gọi, quyền được nghe… 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.5 AuC (Authentication Center) Trung tâm nhận thực 649/28/2013 Chứa thông tin về IMEI của các MS trong phạm vi quản lý của một MSC 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.6 EIR (Equipment Identity Register) Bộ ghi nhận dạng thiết bị 659/28/2013 3.2.7 VLR (Visiting Location Register) Chứa thông tin của các thuê bao không có trong HLR nhưng tạm thời có mặt trong vùng quản lý của MSC. Dữ liệu này được cập nhật thường xuyên nên chính xác hơn so với trong HLR Thông tin của thuê bao trong VLR bị xóa khi thuê bao tắt máy 3 Cấu trúc mạng GSM 669/28/2013 3 Cấu trúc mạng GSM 3.2.8 HLR (Home Location Register) Chứa thông tin về các thuê bao (SIM) đăng ký trong một MSC Thông tin trong HLR là ổn định, nhưng nó không chứa vị trí hiện tại mà thuê bao đang hiện hữu HLR không có khả năng chuyển mạch nhưng có khả năng quản lý hàng ngàn thuê bao. Khi mạng có thêm một thuê bao mới, thì các thông tin về thuê bao sẽ được đăng ký trong HLR. 679/28/2013 3.2.9 OMC (Operation & Maintain Center) Trung tâm vận hành và bảo dưỡng Chức năng chính là điều khiển và giám sát các bộ phận trong mạng (các BTS, MSC, các cơ sở dữ liệu...). OMC có các chức năng: quản lý cảnh báo, quản lý sự cố, quản lý chất lượng, quản lý cấu hình và quản lý bảo mật. Quản lý, khai báo và cho phép SIM hoạt động. 3 Cấu trúc mạng GSM 689/28/2013 Hình: Cấu trúc chi tiết của hệ thống GSM 699/28/2013 Hình: minh họa hoạt động hệ thống GSM 9/28/2013 70 3 Cấu trúc mạng GSM 9/28/2013 71 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.1 Giới thiệu 9/28/2013 72 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.1 Giới thiệu 9/28/2013 73 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.1 Giới thiệu Mạng GSM ở Việt Nam hoạt động trên băng tần: 900MHz, 1800MHz. Một số nước trên thế giới và vài nước Châu Mỹ, Mỹ sử dụng băng tần 1900MHz và 850 MHz  Chính vì thế, thị trường đã xuất hiện nhiều loại điện thoại hỗ trợ nhiều băng tần nhằm tạo thuận lợi cho người dùng thường xuyên đi nước ngoài và tận dụng được hết ưu thế chuyển vùng quốc tế của mạng GSM hiện nay. 9/28/2013 74 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 9/28/2013 75 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 9/28/2013 76 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 9/28/2013 77 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 9/28/2013 78 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 799/28/2013 Người ta chia các băng tần GSM 900 băng thông 25 MHz này thành 124 kênh, (1 kênh dự phòng, bảo vệ) mỗi kênh cách nhau một khoảng 200KHz. 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 809/28/2013 25 MHz 45 MHz 960 MHz Vùng tần số hướng lên Vùng tần số hướng xuống 890 MHz 915 MHz 935 MHz Mỗi kênh tần số rộng 200 kHz GSM 900 có 124 kênh tần số 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 819/28/2013 Người ta chia các băng tần GSM 1800 băng thông 75 MHz này thành 374 kênh, (1 kênh dự phòng, bảo vệ) mỗi kênh cách nhau một khoảng 200KHz. 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 829/28/2013 1710MHz 1785MHz 1805MHz 1880MHz 75 MHz75 MHz 95 MHz Hướng lên Hướng xuống 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 839/28/2013 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 849/28/2013 890 898.3 935 960 VinaPhone Viettel 906.7 943.3 951.7915 Mobifone Vinaphone được cấp 8MHz, MobiFone được cấp 8MHz (952-960MHz) VietNammobile E-GSM ở băng:882-890 MHz và 927- 935 MHz sử dụng (880 -> 890, 925 -> 935 ) GTel Beeline : GSM 1800 MHz MobiFone 9/28/2013 85 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.2 Kênh vật lý (Physical Channel) Mỗi kênh tần số được cấp phát cho các MS sử dụng chung theo phương pháp phân chia theo thời gian tạo thành các khung TDMA với 8 khe thời gian. Mỗi khung TDMA có chiều dài 4615µs  mỗi khe thời gian có chiều dài 577µs. Mỗi khe thời gian này được gọi là kênh vật lý Khung TDMA (4615µs) Khe thời gian 577µs (một kênh vật lý) TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7 9/28/2013 86 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.2 Kênh vật lý (Physical Channel) 879/28/2013 Cấu trúc TDMA Tính chất Khe thời gian 577µs Chiều dài khung Gồm 8 khe thời gian = 4615µs Số sóng mạng vô tuyến 124 sóng mạng vô tuyến Hướng lên 890 915 MHz Hướng xuống 935960MHz Cách điều chế Điều chế tần số tối thiểu Gauss GMSK Bước nhảy tần số Frequency Hopping Bước nhảy tần số thấp ( 217 Bước nhảy / 1giây ) 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.2 Kênh vật lý (Physical Channel) 889/28/2013 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM GSM 900 có 124 kênh tần số, tương ứng với 124 x 8 = 992 khe thời gian GSM 1800 có 374 kênh tần số, tương ứng với 374 x 8 = 2992 khe thời gian 4.2 Kênh vật lý (Physical Channel) 899/28/2013 Các kênh vật lý dùng để truyền tín hiệu điều khiển giữa BTS và MS được gọi là các kênh điều khiển Các kênh vật lý dùng để truyền tín hiệu thoại (hay số liệu) giữa BTS và MS được gọi là các kênh lưu lượng Mỗi thuê bao khi đàm thoại sẽ sử dùng một kênh lưu lượng hướng lên để gửi tín hiệu đến BTS và một kênh lưu lượng hướng xuống để nhận tín hiệu từ BTS. Thông thường thì thứ tự của kênh tần số và khe thời gian ở hướng lên và hướng xuống cấp cho một thuê bao khi đàm thoại là giống nhau. Mỗi BTS chỉ hoạt động ở vài kênh tần số trong 124 kênh tần số trên, tùy thuộc vào qui hoạch tần số của từng nhà khai thác 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.2 Kênh vật lý (Physical Channel) 9/28/2013 90 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.2 Kênh vật lý (Physical Channel) 919/28/2013 Hình: Tổ chức khung và cụm 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.2 Kênh vật lý (Physical Channel) 929/28/2013 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.3 Kênh luận lý (Logic Channel) 939/28/2013 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.3 Kênh luận lý (Logic Channel) Tùy theo nội dung được truyền trên kênh vật lý mà ta có các kênh logic khác nhau - Kênh lưu lượng (Traffic Channel) Kênh lưu lượng toàn tốc TCH/FR (Traffic Channel/Full rate) 22.8kbps Kênh lưu lượng bán tốc TCH/HR (Traffic Channel/Half rate) 11.4kbps 949/28/2013 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.3 Kênh luận lý (Logic Channel) Kênh điều báo hiệu điều khiển (Control Channel) Kênh quảng bá (BCCH - Broadcast Common Control Channel) dùng cho hướng xuống, mang thông tin quảng bá của cell đến các MS. Kênh điều khiển chung CCCH (Common Control Channel) dùng cho hướng xuống, và hướng lên để truyền thông tin cho các MS. Kênh điều khiển riêng DCCH (Dedicated Control Channel) dùng cho hướng xuống và hướng lên để báo hiệu điều khiển cho riêng một MS (giám sát truyền dữ liệu giữa MS và BTS) 9/28/2013 95 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 9/28/2013 96 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 9/28/2013 97 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 9/28/2013 98 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 9/28/2013 99 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.4 Tái sử dụng lại tần số 9/28/2013 100 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.4 Tái sử dụng lại tần số 9/28/2013 101 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.4 Tái sử dụng lại tần số SDMA 3/9 9/28/2013 102 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.4 Tái sử dụng lại tần số SDMA 4/12 9/28/2013 103 4 Giao diện vô tuyến mạng GSM 4.4 Tái sử dụng lại tần số SDMA 7/21 104 5 Mạng thông tin di động thế hệ tiếp theo BSS — Base Station System BTS — Base Transceiver Station BSC — Base Station Controller MS — Mobile Station NSS — Network Sub-System MSC — Mobile-service Switching Controller VLR — Visitor Location Register HLR — Home Location Register AuC —Authentication Server GMSC — Gateway MSC SS7 BTS BSC MSC VLR HLR AuC GMSC BSS PSTN NSS A PSTNAbis MS Hình: Mạng 2G GSM — Global System for Mobile communication 5 Mạng thông tin di động thế hệ tiếp theo 9/28/2013 106 5 Mạng thông tin di động thế hệ tiếp theo SS7 BTS BSC MSC VLR HLR AuC GMSC BSS PSTN NSS PSTNAbis MS SGSN — Serving GPRS Support Node GGSN — Gateway GPRS Support Node Hình: Mạng 2,5G GPRS — General Packet Radio Service IP 2G+ MS (voice & data) PSDN SGSN GGSN 2G MS (voice only) 5 Mạng thông tin di động thế hệ tiếp theo GSM Evolution for Data Access 1997 2000 2003 2003+ GSM GPRS EDGE UMTS 9.6 kbps 115 kbps 384 kbps 2 Mbps GSM evolution 3G 5 Mạng thông tin di động thế hệ tiếp theo 1099/28/2013 GPRS WAP Trả tiền trước Roaming Cấm/Hiển thị số chủ gọi Giữ cuộc gọi Chờ cuộc gọi Chuyển hướng cuộc gọi Chặn cuộc gọi Gọi khẩn Truyền số liệu FAX VMS SMS Điện thoại di động Hình: Mạng 3G (UMTS) SS7 IP BTS BSC MSC VLR HLR AuC GMSC BSS SGSN GGSN PSTN PSDN CN Abis BSS — Base Station System BTS — Base Transceiver Station BSC — Base Station Controller RNS — Radio Network System RNC — Radio Network Controller CN — Core Network MSC —Mobile-service Switching Controller VLR — Visitor Location Register HLR — Home Location Register AuC — Authentication Server GMSC — Gateway MSC SGSN — Serving GPRS Support Node GGSN — Gateway GPRS Support Node PSTN 2G MS (voice only) 2G+ MS (voice & data) UMTS — Universal Mobile Telecommunication System 3G UE (voice & data) Node B RNC RNS Iub ATM 5 Mạng thông tin di động thế hệ tiếp theo 9/28/2013 111 5 Mạng thông tin di động thế hệ tiếp theo  IMT-2000 cung cấp hạ tầng kỹ thuật cho các dịch vụ gia tăng và các ứng dụng trên một chuẩn duy nhất cho mạng thông tin di động.  Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz (1900-2200 MHZ) như sau: Đuờng lên: 1885 – 2025 MHz; đường xuống: 2110 -2200 MHz.  IMT-2000 hỗ trợ tốc độ đường truyền cao hơn 9/28/2013 112 5 Mạng thông tin di động thế hệ tiếp theo  Bộ thông tin và Truyền thông đã ban hành quyết định số 25/2008/QĐ-BTTTT, ngày 16/4/2008, về việc phê duyệt băng tần cho 3G (IMT-2000) gồm các đoạn sau: 1900-1980 MHz, 2010-2025 MHz và 2110-2170 MHz.  3G tại Việt Nam có 03 nhà khai thác đã cung cấp dịch vụ gồm Vinaphone, MobiFone và Viettel theo dòng công nghệ HSPA/WCDMA  Dải tần uplink 1920-1980 MHz và downlink 2110-2170 MHz. Mỗi nhà khai thác được ấn định 03 kênh hướng xuống và 03 kênh hướng lên tương ứng, với băng thông 5 MHz/kênh. 1139/28/2013  Dịch vụ MobiTV:  Dịch vụ Internet:  Dịch vụ Website:  Dịch vụ Mobimail:  Dịch vụ Music 3G:  Dịch vụ Video call: 5 Mạng thông tin di động thế hệ tiếp theo Các dịch vụ mạng 3G 1149/28/2013 5 Mạng thông tin di động thế hệ tiếp theo 1159/28/2013 6 Quy trình lắp đặt trạm BTS 6.1 Giới thiệu 1169/28/2013 Chuẩn bị trước khi đi đến Site  Tools đã chuẩn bị đầy đủ chưa?  Kiểm tra vật tư phụ (cao su non, bù lon, băng keo,…)  Tài liệu hướng dẫn có chưa?  Các bảng vẽ thiết kế đã có chưa (sơ đồ layout bố trí thiết bị)?  Bảng dữ liệu, cấu hình hệ thống có chưa (vi dụ)?  Thiết bị dùng để đo có không? (khi yêu cầu)  Phương pháp đo cũng như qui trình đo có chưa (nếu cần)  Giấy giới thiệu có chưa?  Người liên lạc có không? (chìa khóa, đường đi, bảng đồ,…) 6 Quy trình lắp đặt trạm BTS 6.1 Giới thiệu 1179/28/2013 Tools 6 Quy trình lắp đặt trạm BTS 6.1 Giới thiệu 1189/28/2013 Tools 6 Quy trình lắp đặt trạm BTS 6.1 Giới thiệu 1199/28/2013 Tại site  Kiểm tra tòan bộ thiết bị dựa vào BoQ (Bill of Quality)  Nhắc lại các vấn đề an tòan trong thi công cho tất cả mọi người  Điền các form nếu có  Thu thập các dữ liệu  Phân công cho từng nhân viên 6 Quy trình lắp đặt trạm BTS 6.1 Giới thiệu 1209/28/2013 6 Quy trình lắp đặt trạm BTS 6.3 Indoor 1219/28/2013 6 Quy trình lắp đặt trạm BTS 6.2 Indoor Qui trình lắp đặt Indoor  Chuẩn bị khu vực lắp đặt  Lắp đặt cầu cáp  Lắp tủ thiết bị BTS A9100  Lắp tủ nguồn DC dự phòng  Lắp đặt DDF và kết nối cáp Alarm, PCM  Kết nối nguồn AC, DC  Kết nối vào hệ thống Antenna  Lắp tiếp đất cho tủ BTS, DDF, Anten, tủ nguồn.  Hòan tất, kiểm tra và dọn rác 1229/28/2013  Chuẩn bị khu vực lắp đặt 1239/28/2013  Chuẩn bị khu vực lắp đặt 1249/28/2013  Lắp đặt cầu cáp trên trần nhà hay dưới sàn 1259/28/2013  Chuẩn bị ngõ đi cáp 1269/28/2013  Bố trí cáp DC, đất 1279/28/2013  Nối cáp đất cho tủ thiết bị 1289/28/2013  Cáp nguồn DC, kết nối tủ thiết bị và Acqui 1299/28/2013  Bố trí cáp PCM, và kết nối cáp PCM 1309/28/2013  Bố trí cáp PCM, và kết nối cáp PCM 1319/28/2013 1329/28/2013  Luật màu cáp PCM 1339/28/2013  Bố trí jumper trên cấu cáp 1349/28/2013  Nhãn cho Jumper và Feeder 1359/28/2013  Kết nối Jupmer và Feeder 1369/28/2013 Bố trí cáp cảnh báo 1379/28/2013 - Kết nối cáp cảnh báo 1389/28/2013 Luật màu cáp cảnh báo 1399/28/2013 Hoàn thành lắp đặt 1409/28/2013 1419/28/2013 1429/28/2013 6 Quy trình lắp đặt trạm BTS 6.3 Outdoor  Kiểm tra tài liệu lắp đặt, các báo cáo site survey  Kiểm tra điều kiện an toàn  Kiểm tra dụng cụ lắp đặt  Kiểm tra vật tư lắp đặt theo danh sách chuyển hàng (ốc vít...)  Kiểm tra, xác định vị trí anten  Cấu hình lắp anten, góc hướng, góc ngẩng của anten  Lắp đặt anten + Jumper Outdoor gắn theo Anten  Làm đầu Connector Outdoor (tùy theo lọai đầu) + Lắp đặt Feeder  Lắp Feeder Clamp cố định Feeder  Lắp Cable Inlet, đưa Feeder vào phòng + làm đầu Connector Indoor  Kết nối jumper  Đánh nhãn cho tất cả các Feeder  Nối chống sét trực tiếp, chống sét lan truyền và tiếp đất công tác  Đo test anten bằng Site Master 1439/28/2013 Lắp đặt anten (Omni và Sector)  Kiểm tra vị trí anten  Dùng la bàn kiểm tra hướng anten  Kiểm tra góc ngẫng anten theo hướng dẫn đi kèm anten  Kiểm tra khoảng cách anten cho diversity  Kiểm tra khoảng cách giữa anten thu và phát  Lắp đặt anten theo chỉ dẫn của từng hãng, từng lọai  Dán nhãn jumper outdoor nối vào Anten và kéo lên trụ  Kéo bộ gá anten lên trước sau đó đến anten + Jumper 6 Quy trình lắp đặt trạm BTS 6.3 Outdoor 1449/28/2013 Lắp đặt Feeder  Kiểm tra cầu cáp đã sẳn sàng lắp đặt  Chuẩn bị feeder lắp đặt  Cắt feeder vừa đủ (kể cả đoạn uốn cong) vào phòng máy  Bịt kín đầu feeder để bảo vệ feeder  Làm đầu connector cho đầu feeder trên cột  Đánh nhãn cho đầu trên feeder và đầu bên dưới  Gắn tool giữ feeder để kéo feeder lên (feeder clamp)  Dùng Feeder clamp cố định feeder vào cầu cáp trên gần anten  Đưa feeder vào phòng máy  làm đầu connector  Thực hiện kiểm tra để biết chắc feeder được nối đúng anten mong muốn  Lắp đặt chống sét, bịt kín connector, lổ feeder, cố định feeder vào cầu cáp 1459/28/2013 Lắp đặt Feeder 1469/28/2013 1479/28/2013 - Kiểmtra feeder, jumper, connector  Nối jumper outdoor, indoor vào feeder, chưa nối vào anten,thiết bị, dùng TDR đo kiểm tra feeder, jumper, connector  Nối jumper vào anten đo sóng dội  Nối jumper vào tủ thiết bị, bịt kín đầu nối jumper outdoor  Cố định jumper vào cầu cáp, cột, boom anten  Đánh nhãn jumper 1489/28/2013 - Kiểm tra feeder, jumper, connector (nối jumper anten va feeder) 1499/28/2013 Dán nhãn jumper 1509/28/2013 Lắp đặt chống sét và cáp đát outdoor 1519/28/2013 Lắp đặt hộp vào cáp (Cable Inlet) 1529/28/2013 Bịt kín connector + Tất cả các connetor ở ngoài đều đựoc bịt kín sau khi đo TDR và SWR + Quấn cao su non tại vị trí cách đầu dưới 20mm + Quấn ngược lên phía jumper