›
›

Khóa luận Thiết kế trạm BTS của mobifone tại Hải Phòng - Hoàng Thị Lan Anh

pdf 65 trang huongle 180
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Thiết kế trạm BTS của mobifone tại Hải Phòng - Hoàng Thị Lan Anh", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_thiet_ke_tram_bts_cua_mobifone_tai_hai_phong_hoang.pdf

Nội dung text: Khóa luận Thiết kế trạm BTS của mobifone tại Hải Phòng - Hoàng Thị Lan Anh

  1. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001 : 2008 THIẾT KẾ TRẠM BTS CỦA MOBIFONE TẠI HẢI PHÕNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ LIÊN THƠNG NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG HẢI PHỊNG-2015
  2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001 : 2008 THIẾT KẾ TRẠM BTS CỦA MOBIFONE TẠI HẢI PHÕNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ LIÊN THƠNG NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh Ngƣời hƣớng dẫn: Th.S Phạm Đức Thuận HẢI PHỊNG-2015 HẢI PHỊNG – 2015
  3. CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc o0o BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Hồng Thị Lan Anh Mã sinh viên : 1213103002 Lớp: ĐTL601 Ngành: Điện tử viễn thơng Tên đề tài: Thiết kế trạm BTS của MobiFone tại Hải Phịng
  4. NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, các số liệu tính tốn và các bản vẽ). 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn. 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp:
  5. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất Họ và tên: Phạm Đức Thuận Học hàm, học vị: Thạc sĩ Cơ quan cơng tác: Trƣờng Đại học Dân lập Hải Phịng Nội dung hƣớng dẫn: Tồn bộ đề tài Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai Họ và tên: Học hàm, học vị: Cơ quan cơng tác: Nội dung hƣớng dẫn: Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2015. Yêu cầu phải hồn thành trƣớc ngày tháng năm 2015. Đã nhận nhiệm vụ: Đ.T.T.N Đã nhận nhiệm vụ: Đ.T.T.N Sinh viên Cán bộ hƣớng dẫn Đ.T.T.N Hồng Thị Lan Anh ThS. Phạm Đức Thuận Hải Phịng, ngày tháng năm 2015 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NSƢT Trần Hữu Nghị
  6. PHẦN NHẬN XÉT TĨM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp. 2. Đánh giá chất lƣợng của Đ.T.T.N (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính tốn các giá trị sử dụng, chất lƣợng bản vẽ ). 3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn : (Điểm ghi bằng số và chữ) Ngày tháng năm 2015 Cán bộ hƣớng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên)
  7. NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 1. Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phƣơng án tối ƣu, cách tính tốn chất lƣợng thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài. 2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện. (Điểm ghi bằng số và chữ) Ngày tháng năm 2015 Ngƣời chấm phản biện (Ký và ghi rõ họ tên)
  8. MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG DI ĐỘNG GSM 3 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG 3 1.2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG TỔ ONG 4 1.3. CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG GSM 6 1.3.1. Phân hệ BSS 7 1.3.2. Phân hệ chuyển mạch SS( Switching Subsystem) 9 1.3.3. Phân hệ vận hành và bảo dƣỡng OMS(Operation & Maintenance Subsystem): 10 1.4. ĐĂNG NHẬP THIẾT BỊ VÀO MẠNG 11 1.4.1. Sơ đồ tổng quát 11 1.4.2. Nhiệm vụ của các khối chức năng 12 1.4.3. Các trƣờng hợp cuộc gọi trong mạng GSM 13 1.5. CÁC DỊCH VỤ MẠNG GSM 16 1.6. TIN NHẮN 16 1.6.1. Gửi tin nhắn. 17 1.6.2. Nhận tin nhắn. 17 1.7. CƠNG NGHỆ MẠNG 3G 18 CHƢƠNG 2 TRẠM BTS - THIẾT KẾ XÂY DỰNG MỘT TRẠM BTS CỦA MOBIFONE TẠI THÀNH PHỐ HẢI PHỊNG 20 2.1. KHÁI NIỆM VỀ BTS (BASE TRANSCEIVER STATION) 20 2.2. CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THỐNG BTS 21 2.2.1. Cấu trúc các khối chức năng của BTS ALCATE 21 2.2.2. Các khối chức năng chính của hệ thống BTS 21 2.3. THIẾT KẾ XÂY DỰNG MỘT TRẠM BTS CỦA MOBIFONE TẠI THÀNH PHỐ HẢI PHỊNG 24 2.3.1. Các yếu tố cần quan tâm trƣớc khi đi vào tính tốn 24
  9. 2.3.2. Bài tốn thực tế 25 CHƢƠNG 3 QUY TRÌNH LẮP ĐẶT MỘT TRẠM BTS 29 3.1. CÁC QUY TRÌNH LẮP ĐẶT 29 3.1.1. Chuẩn bị một số điều kiện cơ bản trƣớc khi lắp đặt thiết bị 29 3.1.2. Quy trình lắp đặt anten và phiđơ 33 3.1.3. Lắp đặt thiết bị BTS 38 3.1.4. Quy trình lắp đặt hệ thống nguồn DC 45 3.2. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 51 3.2.1. Nhà trạm sau khi lắp đặt 51 3.2.2. Các thiết bị hỗ trợ cho nhà trạm 51 3.2.3. CÁC THAM SỐ CẦN KIỂM TRA TRONG QUÁ TRÌNH LẮP ĐẶT TRẠM BTS 52 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56
  10. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG LỜI MỞ ĐẦU Trong cuộc sống hằng ngày, thơng tin liên lạc ðĩng một vai trị rất quan trọng và khơng thể thiếu ðýợc. Nĩ quyết ðịnh nhiều mặt hoạt ðộng của xã hội, giúp con ngýời mau chĩng nắm bắt các thơng tin cĩ giá trị về vãn hĩa, khoa học kĩ thuật, giáo dục . Ngày nay, với nhu cầu ngày càng rất cao về thơng tin của con ngýời nên ðịi hỏi những nhà cung cấp dịch vụ phải cĩ những phýõng tiện hiện ðại ðể ðáp ứng nhu cầu của khách hàng “mọi lúc, mọi nõi”. Hệ thống viễn thơng ngày nay khơng cịn quá xa lạ với ngýời dân Việt Nam, ðặc biệt là hệ thống thơng tin di ðộng ðã rất phổ biến, khơng cịn giới hạn cho những ngýời cĩ thu nhập cao nhý trýớc kia mà ngày càng trở thành dịch vụ phổ cập cho mọi ðối týợng. Trong hệ thống viễn thơng, truyền dẫn ðĩng vai trị hết sức quan trọng, cĩ thể nĩi là nền mĩng cho cả hệ thống. Hiện tại mạng thơng tin di ðộng ðýợc sử dụng trên cơng nghệ GSM (Global System for Mobile Communications). Các máy điện thoại di động đƣợc hồ mạng GSM (Hệ thống thơng tin di động tồn cầu) thơng qua các trạm BTS (Base transceiver station). Do vậy, các cơng ty viễn thơng ðýợc thành lập rất nhiều và cĩ nhiều hoạt ðộng khác nhau, trong ðĩ cĩ Tổng Cơng ty Viễn thơng MobiFone - một cơng ty cung cấp dịch vụ uy tín chất lýợng ðýợc các nhà phát triển dịch vụ tin týởng và hợp tác lâu dài. Là một cán bộ đang cơng tác tại Cơng ty Dịch vụ MobiFone khu vực 5 - Chi nhánh của Tổng Cơng ty Viễn thơng MobiFone, tơi ðã chọn ðề tài “Thiết kế trạm BTS của MobiFone tại Hải Phịng” làm ðồ án tốt nghiệp ðể nâng cao trình ðộ chuyên mơn và trau dồi kinh nghiệm quý báu cho cơng việc trong týõng lai của bản thân. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 1
  11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Ðề tài gồm 3 chƣơng: Chương 1. Tổng quan về mạng di ðộng GSM. Chương 2. Trạm BTS – Thiết kế xây dựng một trạm BTS của MobiFone tại Thành phố Hải Phịng. Chương 3. Quy trình lắp đặt một trạm BTS. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 2
  12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG DI ĐỘNG GSM 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG Dịch vụ điện thoại di động bắt đầu xuất hiện ở các dạng sử dụng đƣợc vào đầu những năm 1960, khi đĩ nĩ chỉ là các sửa đổi thích ứng của các hệ thống điều vận. Các hệ thống điện thoại di động đầu tiên này ít tiện lợi và dung lƣợng thấp. Năm 1980 hệ thống điện thoại tổ ong điều tần sử dụng kỹ thuật đa thâm nhập phân chia theo tần số xuất hiện. Nhƣng các hệ thống tổ ong tƣơng tự khơng thể đáp ứng đƣợc nhu cầu ngày càng tăng do cĩ quá nhiều hạn chế : Phân bổ tần số rất hạn chế. Dung lƣợng thấp. Tiếng ồn khĩ chịu và nhiễu hệ thống xảy ra khi máy di động dịch chuyển trong mơitrƣờng phading đa tia . Khơng đáp ứng đƣợc các dịch vụ mới hấp dẫn đối với khách hàng. Khơng cho phép giảm đáng kể giá thành của thiết bị di động và cơ sở hạ tầng Khơng đảm bảo tính bí mật của các cuộc gọi. Khơng tƣơng thích giữa các hệ thống khác nhau. Do đĩ cần chuyển sang sử dụng kỹ thuật thơng tin số cho thơng tin di động cùng với các thơng tin di độngvới các kỹ thuật đa thâm nhập mới .Năm 1982 hệ thống thơng tin di đơng số sử dụng kỹ thuật đa thâm nhập phân chia theo thời gian(TDMA) ra đời ở Châu Âu cĩ tên là GSM (Global System for Mobile Communication). Tháng 5/1986 giải pháp TDMA băng hẹp đƣợc lựa chọn cho dịch vụ viễn thơng chung Châu Âu ở băng tần 900 Mhz. Năm 1985 cơng nghệ CDMA bắt đầu phát triển và phiên bản đầu tiên là CDMA IS_95A. Các mạng Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 3
  13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG CDMA đƣợc đƣa vào khai thác ở Hàn Quốc, HongKong, Argentina, Brasil,Chile Để tăng dung lƣợng của hệ thống thơng tin di động, tần số các hệ thống này đang đƣợc chuyển từ vùng 800-900 Mhz vào vùng 1,8-1,9 GHz. Sự ra đời của loại hình thơng tin di động số GSM là một bƣớc nhẩy vọt của lĩnh vực thơng tin, nĩ mang lại cho ngƣời sử dụng những lợi ích khơng thể phủ nhận đƣợc. Cộng với sự phát triển của kỹ thuật hiện đại, sự đổi mới cơng nghệ, mạng lƣới viễn thơng tồn cầu nĩi chung cũng ngày càng đổi mới theo chiều hƣớng tích cực, và trong cái chung đĩ, lĩnh vực thơng tin di động đã luơn cập nhật những thành tựu khoa học mới. GSM Ký hiệu: NSS: mạng và phân hệ chuyển mạch BSS: phân hệ trạm gốc OSS: phân hệ khai thác MS: trạm di động Hình 1.1. Tổng quan mạng GSM Hỡnh 1: Tổng quan mạng GSM 1.2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG TỔ ONG Tồn bộ vùng phục vụ của hệ thống điện thoại di động tổ ong đƣợc chia thành nhiều vùng nhỏ, gọi là các ơ, mỗi ơ cĩ một trạm gốc phụ trách và đƣợc điều khiển bởi tổng đài sao cho thuê bao vẫn cĩ thể duy trì cuộc gọi một cách liên tục khi di chuyển giữa các ơ. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 4
  14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Trong hệ thống điện thoại di động tổ ong thì tần số các máy di động là khơng cố định ở một kênh nào đĩ mà kênh đàm thoại đƣợc xác định nhờ kênh báo hiệu và máy di động đƣợc đồng bộ về tần số một cách tự động. Vì vậy các ơ kề nhau nên sử dụng tần số khác nhau cịn nếu cách xa hơn thì cĩ thể tái sử dụng tần số đĩ. Để cho phép các máy di động cĩ thể duy trì cuộc gọi liên tục trong khi di chuyển giƣã các ơ thì tổng đài sẽ điều khiển các kênh báo hiệu hoăc kênh lƣu lƣợng theo sử dụng của máy di động để chuyển đổi tần số của máy di động đĩ thành một tần số thích hợp một cách tự động. F2 F2 F7 F3 F7 F3 F1 F1 F6 F4 F6 F4 F5 F5 Hình 1.2. Hệ thống điện thoại di động tổ ong Hiệu quả sử dụng tần số của hệ thống điện thoại di động tăng lên vì các kênh RF giữa các BS kề nhau cĩ thể đƣợc định vị một cách hiệu quả nhờ việc tái sử dụng tần số và do đĩ dung lƣợng thuê bao đƣợc phục vụ sẽ tăng lên. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 5
  15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG 1.3. CẤU TRƯC CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG GSM Mơ hình cấu trúc hệ thống của một mạng thơng tin di động GSM cĩ sơ đồ nhƣ sau: NSS AU C MAP ISDN ISUP VLR HLR EIR PSPDN MAP MAP MAP MS C CSPDN TUP BSSAP OSS PSTN BSS BSC PLMN MUP LAPD BTS Truyền báo hiệu LAPDm Truyền lƣu lƣợng MS AUC: Trung tâm nhận thực BSS: Phân hệ trạm gốc VLR: Bộ ghi ðịnh vị tạm trú MS: Trạm di ðộng HLR: Bộ ghi ðịnh vị thýờng trú OSS: Phân hệ khai thác bảo dýỡng EIR: Bộ ghi nhận dạng thiết bị PSPDN: Mạng số liệu cơng cộng chuyển mạch gĩi MSC: Trung tâm chuyển mạch CSPDN: Mạng số liệu cơng cộng chuyển mạch kênh các dịch vụ mạng PSTN: Mạng ðiện thoại chuyển mạch cơng cộng BSC: Bộ ðiều khiển trạm gốc PLMN: Mạng di ðộng mặt ðất Hình 1.3.BTS: TrạmSơ thuđồ phỏt cấu gốc trúc hệ thống củaISDN: một Mạngmạng số dịch thơng vụ tớch tin hợp di động GSM NSS: Phừn hệ chuyển mạch OMC: Trung tõm khai thỏc và bảo dýỡng Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 6 Cấu trỳc chung mạng GSM
  16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Cấu trúc mạng GSM đƣợc chia thành 3 phân hệ chính: Phân hệ chuyển mạch (SS: Switching Subsystem) Phân hệ trạm gốc( BSS: Base Station Subsystem) Phân hệ vận hành và bảo dƣỡng (OMS: Operation and Maintenance Subsystem) SS HLR EIR AC BSS BSC BTS Các mạng khác GMSC MSC VLR MS ` Sessions OMS Hình 1.4. Tổng quan về kiến trúc GSM HLR (Home Location Register): Thanh ghi địa chỉ thƣờng trỳ VLR(Visitor Location Register): Thanh ghi địa chỉ tạm trỳ MSC(Mobile Switching Center): Trung tâm chuyển mạch di động AC(Authentication Center) : Trung tâm nhận thực 1.3.1. Phân hệ BSS Chức năng của BSS là tạo ra vùng hoạt động cho thuê bao di động và thực hiện truyền dẫn thơng suốt tín hiệu, BSS gồm cĩ các thành phần : BTS, BSC, MS. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 7
  17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG 1.3.1.1. MS(Mobile Station) Trạm di động là thiết bị thu phát cá nhân do ngƣời đăng ký thuê bao trực tiếp sử dụng. MS cĩ thể là một máy điện thoại di động.Đối với hệ thống GSM thì MS gồm cĩ 2 thành phần chính là ME và SIM. ME(Mobile Equipment) là thiết bị cứng thực hiện chức năng thu phát tín hiệu. ME trở thành MS chỉ khi nào SIM card đƣợc gắn vào trong ME. Nếu khơng cĩ SIM, ME khơng thể thực hiện đƣợc bất kỳ dịch vụ nào. SIM là thẻ chip mà bên trong cĩcác bộ nhớ để lƣu trữ thơng tin cá nhân của thuê bao di động và một số thơng tin mạng. Trong quá trình hoạt động, MS sẽ sử dụng các thơng tin trong SIM. Thơng tin lƣu trong SIM gồm cĩ: Nhận dạng số thuê bao quốc tế Số vùng đăng ký Khĩa nhận thực Ki 1.3.1.2. BTS( Base Transceiver System): Trạm thu phát gốc, chức năng của BTS là tạo ra vùng hoạt động cho MS. Vùng phủ sĩng nhỏ nhất của một BTS gọi là một tế bào (Cell). Cell: Là đơn vị cơ bản của hệ thống tế bào, đƣợc định nghĩa theo vùng phủ sĩng của BTS. Mỗi cell đƣợc cấp một số định danh duy nhất gọi là CGI (Cell Global Identity) Một BTS cĩ thể phát và thu sĩng ra một hay nhiều cell, và một hay nhiều tần số khác nhau tuỳ theo lƣu lƣợng thoại phục vụ tại khu vực trạm gốc. Mỗi cell cĩ một trạm vơ tuyến gốc BTS hoạt động trên một tập các kênh vơ tuyến. Các kênh vụ tuyến này sẽ khác các kênh vụ tuyến của các cell bên cạnh để tránh hiện tƣợng can nhiễu. Hệ thống đƣợc xem nhƣ là một mạng lƣới của các cell vụ tuyến cạnh nhau - hay cĩ thể gọi là các vùng phủ sĩng - các cell này kết hợp với nhau để bảo đảm cho việc phủ sĩng tồn khu vực. BTS giao tiếp với MS qua đƣờng vơ tuyến. BTS hoạt động dƣới sự điều khiển của BSC. Bốn kênh phục vụ của 1 trạm phát sĩng cơ bản phụ thuộc: Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 8
  18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Gĩc ngẩng của anten Cơng suất phát của trạm Địa hình, thời tiết Độ nhạy anten 1.3.1.3. BSC (Base Station Controller) Bộ điều khiển trạm gốc, chức năng chính của BSC là điều khiển các hoạt dộng của BTS nhƣ: quản lý tài nguyên vơ tuyến, điều khiển nhảy tần, điều khiển chuyển giao, điều khiển cơng suất, Một BSC cĩ thể điều khiển nhiều BTS. Với chức năng này, một BSC cĩ thể đƣợc xem nhƣ một bộ chuyển mạch của báo hiệu. 1.3.2. Phân hệ chuyển mạch SS( Switching Subsystem) Chức năng của SS là xử lý cuộc gọi và quản lý thuê bao di động. Các thành phần trong SS gồm cĩ 5 thành phần: 1.3.2.1. MSC ( Mobile Service Switching Center) Một số các bộ điều khiển trạm gốc BSC đƣợc phục vụ bởi 1 tổng đài di động MSC. Tổng đài di động MSC này cĩ chức năng kiểm sốt các cuộc gọi tới cũng nhƣ gọi đi từ mạng ĐT di động đến các mạng khác nhƣ mạng chuyển mạch cơng cộng PSTN, mạng liên kết dịch vụ số ISDN, mạng di động mặt đất cơng cộng PLMN khác, mạng dữ liệu cơng cộng cũng nhƣ các mạng cá nhân khác v.v. MSC là nơi thực hiện việc thiết lập, định tuyến và giám sát các cuộc gọi đến và từ thuê bao di động. Các tin nhắn ngắn, phân tuyến từ SMS - GMSC hoặc gửi từ máy di động đều qua MSC. 1.3.2.2. GMSC (Gateway Mobile Service Center) GMSC là một MSC làm nhiệm vụ giao tiếp giữa mạng di động với các mạng khác nhƣ PSTN, ISDN, PLMN, Nĩ là tổng đài cổng của mạng GSM, cĩ chức năng định tuyến cuộc gọi đến MS tuỳ theo vị trí của MS đƣợc cung cấp bởi HLR và định tuyến các cuộc gọi ra ngồi. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 9
  19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG 1.3.2.3. VLR (Visitor Location Register – Đăng ký vị trí tạm) VLR là một cơ sở dữ liệu chứa tạm thời các thơng tin về thuê bao di động MS đang hoạt động trong vùng phục vụ MSC. Dựa vào vị trí và dữ kiện, các thuê bao trong vùng phục vụ, VLR cung cấp các số chuyển vùng (Roaming) để kết nối các cuộc gọi cho máy di động. 1.3.2.4. HLR (Home Location Register – Đăng ký vị trí gốc) HLR chứa dữ liệu và quản lý tất cả các thuê bao di động cĩ trong hệ thống. HLR lƣu giữ phần lớn các dữ liệu quan trọng, đĩ là các dữ kiện thƣờng trỳ của thuê bao, bao gồm: các DV của thuê bao, thơng tin về vị trí, các tham số nhận thực. Khi cĩ thuê bao mới, hay thay đổi DV, nĩ đều đƣợc ghi trong HLR. 1.3.2.5. AUC (Authentication Center – Trung tâm nhận thực) Dữ kiện AUC đƣợc liên kết với HLR. Chức năng của AUC là cung cấp cho HLR các tham số nhận thực và các khĩamật mã dƣới dạng các tripled (bộ ba). Khả năng nhận thực của AUC giúp cho hệ thống GSM mang tính chất bảo mật hơn các mạng điện thoại khác. Là nơi chứa các thơng tin về số IMSI, IMEI. 1.3.2.6. EIR (Equipment Identity Register)- Bộ ghi nhận dạng thiết bị Bộ ghi nhận dạng thiết bị này đƣợc nối với MSC thơng qua một đƣờng báo hiệu, để cho phép MSC kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị. Cần nhớ rằng việc nhận thực thuê bao đƣợc thực hiện bởi các thơng số từ AUC 1.3.3. Phân hệ vận hành và bảo dƣỡng OMS(Operation & Maintenance Subsystem): OMS thực chất là một mạng máy tính đƣợc nối với các thành phần trong hệ thống để thực hiện chức năng điều hành và bảo dƣỡng hệ thống. Đây cũng là nơi duy nhất mà ngƣời khai thác giao tiếp đƣợc với mạng di động. Một OMS gồm cĩ hai thành phần OMC và NMC. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 10
  20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG OMC: Trung tâm điều hành và bảo dƣỡng mạng. OMC thực hiện các chức năng cĩ tính cách cục bộ. Trung tâm này hổ trợ một số chức năng sau:  Quản lý cấu hình mạng.  Quản lý quá trình làm việc của mạng  Quản lý bảo mật. NMC: Trung tâm quản lý mạng, nĩ giám sát các OMC trong mạng. Chức năng giám sát gồm:  Giám sát các sự cố và cảnh báo.  Xử lý một số sự cố trong mạng. 1.4. ĐĂNG NHẬP THIẾT BỊ VÀO MẠNG Khi thiết bị di động ở trạng thái tắt, nĩ đƣợc tách ra khỏi mạng. Khi bật lên, thiết bị dị tần số GSM để tìm kênh điều khiển. Sau đĩ, thiết bị đo cƣờng độ của tín hiệu từ các kênh và ghi lại. Cuối cùng thì chuyển sang kết nối với kênh cĩ tín hiệu mạnh nhất. Vì GSM là một chuẩn chung nên thuê bao cĩ thể dùng điện thoại hệ GSM tại hầu hết các mạng GSM trên thế giới. Trong khi di chuyển, thiết bị liên tục dị kênh để luơn duy trì tín hiệu với trạm là mạnh nhất. Khi tìm thấy trạm cĩ tín hiệu mạnh hơn, thiết bị sẽ tự động chuyển sang mạng mới; nếu trạm mới nằm trong LA khác, thiết bị sẽ báo cho mạng biết vị trí mới của mình. 1.4.1. Sơ đồ tổng quát Tất cả các cuộc gọi đi và đến MS đều qua BTS, đến BSC và MSC Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 11
  21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG MS MSC BSC BTS MS Các mạng khác PSTN,ISDN Hình 1.5.Các khối chức năng tham gia vào cuộc gọi 1.4.2. Nhiệm vụ của các khối chức năng Trạm di động MS: Là một thuê bao dùng để truy nhập các dịch vụ của hệ thống. MS gồm cĩ một đầu cuối di động MT và một thiết bị đầu cuối TE. Trong đầu cuối di động cĩ một Modul thơng minh dùng để xác nhận thuê bao SIM (Subscriber Identity Module) mà thiếu SIM thì thiết bị di động khơng thể truy nhập mạng GSM đƣợc ngoại trừ các số khẩn cấp nhƣ: Cảnh sát, cứu thƣơng Thực tế MS cĩ rất nhiều hình dáng, kích thƣớc và chức năng khác nhau, điều này tuỳ thuộc vào các nhà sản xuất hay các dịch vụ của mạng GSM. MS cĩ 2 chức năng chính là: Chức năng truyền dữ liệu và chức năng liên quan đến truyền dẫn ở giao diện vơ tuyến. Trạm thu phát gốc BTS: Thực hiện các chức năng thu phát vơ tuyến trực tiếp đến các thuê bao di động MS trong tế bào BTS đĩ quản lý thơng qua giao diện vơ tuyến Um nhƣ: Phát quảng bá các thơng tin của hệ thống, thực hiện thu phát một cuộc gọi BTS đƣợc kết nối với BSC thơng qua giao diện A-bis (sử dụng đƣờng truyền vi ba hoặc cáp quang với tốc độ truyền dẫn trên dƣới 100 Mb/s). Ngồi ra BTS cịn cĩ chức năng mã hố và giải mã tiếng nĩi (kênh), sửa lỗi, điều khiển cơng suất phát Trạm điển khiển gốc BSC: Thực hiện các chức năng chuyển mạch và điều khiển các kênh vơ tuyến của hệ thống BSS, BSC thực hiện việc quản lý các kênh vơ 8 tuyến và truyền các bản tin đến và đi từ thuê bao di động MS. BSC ấn định kênh vơ tuyến trong tồn bộ thời gian thiết lập cuộc gọi và giải Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 12
  22. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG phĩng liên kết khi kết thúc cuộc gọi. Ngồi ra BSC cịn cĩ nhiệm vụ quản lý các trạm BTS thuộc phạm vi của mình Trung tâm chuyển mạch di động MSC: Lập tuyến gọi và điều khiển cuộc gọi; các thủ tục cần thiết để làm việc với các mạng khác nhƣ: Mạng điện thoại chuyển mạch cơngcộng PSTN, mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN, mạng chuyển mạch số cơng cộng theo mạch CSPSN, mạng dữ liệu gĩi chuyển mạch theo gĩi PSPDN ; các thủ tục cần thiết để tiến hành chuyển điều khiển (HO); các thủ tục liên quan tới quản lý quá trình di động của các trạm di động nhƣ: Nhắn tin để thiết lập cuộc gọi, báo mới vị trí trong quá trình lƣu động và nhận thực nhằm chống các cuộc truy nhập trái phép. 1.4.3. Các trƣờng hợp cuộc gọi trong mạng GSM Thực hiện cuộc gọi từ điện thoại cố định đến thiết bị di động Điểm khác biệt quan trọng so với gọi từ thiết bị di động là vị trí của thiết bị khơng đƣợc biết chính xác. Chính vì thế trƣớc khi kết nối, mạng phải thực hiện cơng việc xác định vị trí của thiết bị di động. Mạng điện thoại cố định Tổng đài GMSC MSC BSC BTS MS ĐT cố định cố định Hình 1.6. Cuộc gọi từ điện thoại cố định tới di động Từ điện thọai cố định, số điện thoại di động đƣợc gửi đến mạng PSTN. Mạng sẽ phân tích, và nếu phát hiện ra từ khĩa gọi ra mạng di động, mạng PSTN sẽ kết nối với trung tâm GMSC của nhà khai thác thích hợp. GMSC phân tích số điện thoại di động để tìm ra vị trí đăng ký gốc trong HLR của thiết bị và cách thức nối đến MSC/VLR phục vụ. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 13
  23. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG HLR phân tích số điện thoại di động để tìm ra MSC/VLR đang phục vụ cho thiết bị. Nếu cĩ đăng ký dịch vụ chuyển tiếp cuộc gọi đến, cuộc gọi sẽ đƣợc trả về GMSC với số điện thoại đƣợc yêu cầu chuyển đến. HLR liên lạc với MSC/VLR đang phục vụ. MSC/VLR gửi thơng điệp trả lời qua HLR đến GMSC. GMSC phân tích thơng điệp rồi thiết lập cuộc gọi đến MSC/VLR MSC/VLR biết địa chỉ LA của thiết bị nên gửi thơng điệp đến BSC quản lý LA này. BSC phát thơng điệp ra tồn bộ các ơ thuộc LA. Khi nhận đƣợc thơng điệp, thiết bị sẽ gửi yêu cầu ngƣợc lại. BSC cung cấp một khung thơng điệp chứa thơng tin. Phân tích thơng điệp của BSC gửi đến để tiến hành thủ tục bật trạng thái của thiết bị lên tích cực, xác nhận, nhận diện thiết bị. MSC/VLR điều khiển BSC xác lập một kênh rỗi, đổ chuơng. Nếu thiết bị di động chấp nhận trả lời, kết nối đƣợc thiết lập. Trong trƣờng hợp thực hiện cuộc gọi từ thiết bị di động đến thiết bị di động, quá trình cũng diễn ra tƣơng tự nhƣng điểm giao tiếp với mạng PSTN của điện thoại cố định sẽ đƣợc thay thế bằng MSC/VLR khác. Thiết bị kiểu yêu cầu một kênh báo hiệu. BSC/TRC sẽ chỉ định kênh báo hiệu. Thiết bị gửi yêu cầu thiết lập cuộc gọi cho MSC/VLR. Thao tác đăng ký trạng thái tích cực cho thiết bị vào VLR, xác thực, nhận dạng thiết bị, gửi số đƣợc gọi cho mạng, kiểm tra xem thuê bao cĩ đăng ký dịch vụ cấm gọi ra đều đƣợc thực hiện trong bƣớc này. Nếu hợp lệ, MSC/VLR báo cho BSC/TRC một kênh đang rỗi. MSC/VLR chuyển tiếp số đƣợc gọi cho mạng PSTN. Nếu máy đƣợc gọi trả lời, kết nối sẽ đƣợc thiết lập. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 14
  24. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Cuộc gọi di động gọi di động: MS1 BTS BSC MSC BSC BTS MS2 Hình 1.7. Cuộc gọi MS tới MS Cuộc gọi Di động gọi cố định: Mạng điện thoại cố định Tổng đài MS GMSC BTS BSC MSC cố định ĐT cố định Hình 1.8. Cuộc gọi từ di động tới điện thoại cố định Cuộc gọi Di động gọi quốc tế: BSC MSC Operator Thuê bao nƣớc ngồi MS BTS VTI Hình 1.9. Cuộc gọi từ di động đi quốc tế Cuộc gọi di động từ MS cho thuê bao chuyển vùng quốc tế: MS BTS BSC MSC VTI Operator MSC BSC BTS MS Hình1.10. Cuộc gọi từ di động cho thuê bao chuyển vùng quốc tế Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 15
  25. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG 1.5. CÁC DỊCH VỤ MẠNG GSM Dịch vụ Hiển thị số chủ gọi (CLIP) Dịch vụ Dấu số (CLIR) Dịch vụ Chuyển cuộc gọi (Call Divert) Dịch vụ Giữ cuộc gọi (Call Hold) Dịch vụ Chờ cuộc gọi (Call Wait) Dịch vụ Tự chặn cuộc gọi (Call Bar) Dịch vụ Hộp thƣ thoại (Voicemail) Dịch vụ Fax Dịch vụ DATA Dịch vụ MMS Dịch vụ GPRS Dịch vụ chuyển vùng quốc tế Dịch vụ chuyển vùng quốc gia Dịch vụ Tin nhắn Dịch vụ Tin nhắn quảng bá 1.6. TIN NHẮN Dịch vụ nhắn tin ngắn SMS là dịch vụ cho phép các thuê bao di động Mobifone gửi các bản tin dạng text, hình ảnh đen trắng, nhạc chuơng đơn âm cho các thuê bao khác. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 16
  26. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG HLR 4 5 1 MSC BSS MS MSC/ SMSC 6 VLR VLR 3 Thuê bao Thuê bao 2 gửi nhận MS Hình 1.11. Dịch vụ tin nhắn ngắn SMS 1.6.1. Gửi tin nhắn. Thiết bị di động kết nối vào mạng. Nếu kết nối đang cĩ sẵn, quá trình này đƣợc bỏ qua. Sau khi hồn tất thành cơng quá trình xác thực, nội dung thơng điệp sẽ đƣợcchuyển đến Trung Tâm Dịch Vụ Tin Nhắn (SMS-C – Short Message Service Center). 1.6.2. Nhận tin nhắn. Ngƣời dùng gửi tin nhắn đến SMS-C. SMS-C gửi tin nhắn đến SMS-GMSC. SMS-GMSC truy vấn HLR về thơng tin định tuyến. HLR đáp ứng truy vấn. SMS-GMSC chuyển thơng điệp lại cho MSC/VLR chỉ định. Tiến hành nhắn tin tìm kiếm và kết nối thiết bị vào mạng. Nếu xác thực thành cơng, MSC/VLR sẽ phát tin nhắn đến thiết bị. Nếu truyền nhận tin nhắn thành cơng, MSC/VLR sẽ gửi báo cáo về SMS-C; ngƣợc lại, MSC/VLR sẽ thơng báo cho HLR và gửi báo cáo lỗi về SMS-C. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 17
  27. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG 1.7. CƠNG NGHỆ MẠNG 3G 3G, hay 3-G, (viết tắt của third-generation technology) là cơng nghệ truyền thơng thế hệ thứ ba, cho phép truyền cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngồi thoại (tải dữ liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh ) với tốc độ cao. Hiện tại các nhà mạng đang cung cấp dịch vụ 3G với hai mức tốc độ lần lƣợt là 3,6Mbps và 7,2Mbps. Để sử dụng dịch vụ 3G ngƣời dùng cần trang bị Điện thoại di động hoặc Smart Phone hổ trợ phần cứng kết nối tín hiệu 3G, ngồi ra ngƣời dùng cịn cĩ thể dùng các thiết bị kết nối 3G cho máy tính (Máy để bàn hoặc máy xách tay ) nhƣ USB 3G, Thẻ PCMCIA 3G Hoặc thiết bị 3G Router để chia sẻ kết nối 3G cho nhiều thiết bị khác nhau cùng sử dụng. Sử dụng dải tần quy định quốc tế nhƣ sau: Đƣờng lên: 1885-2025 MHz. Đƣờng xuống: 2110-2200 MHz. Là hệ thống thơng tin di động tồn cầu cho các loại hình thơng tin vơ tuyến: Tích hợp các mạng thơng tin vơ tuyến và hữu tuyến. Tƣơng tác với mọi loại dịch vụ viễn thơng. Sử dụng các mơi trƣờng khai thác khác nhau: Trong cơng sở. Ngồi đƣờng. Trên xe. Vệ tinh. Cĩ thể hỗ trợ dịch vụ nhƣ: Mơi trƣờng ảo. Đảm bảo các dịch vụ đa phƣơng tiện. Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới xuất hiện. Mơi trƣờng hoạt động của IMT-2000 đƣợc chia thành bốn vùng: Vùng 1: Trong nhà, ơ pico, R b 2Mbps Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 18
  28. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Vùng 2: Thành phố, ơ micro R b 384kbps Vùng 3: Ngoại ơ, ơ macro R b 144kbps Vùng 4: Tồn cầu R b = 9.6=kbps Thế hệ 3G gồm cĩ các kỹ thuật : W-CDMA (Wide band CDMA) kiểu FDD và TD-CDMA (Time Division CDMA) kiểu TDD. Mục tiêu của IMT- 2000 là giúp cho các thuê bao liên lạc với nhau và sử dụng các dịch vụ đa truyền thơng trên phạm vi thế giới, với lƣu lƣợng bit đi từ 144Kbit/s trong vùng rộng và lên đến 2Mbps trong vùng địa phƣơng. Dịch vụ bắt đầu vào năm 2001- 2002. Hình 1.12. Các thế hệ của hệ thống thơng tin di động Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 19
  29. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG CHƢƠNG 2 TRẠM BTS - THIẾT KẾ XÂY DỰNG MỘT TRẠM BTS CỦA MOBIFONE TẠI THÀNH PHỐ HẢI PHÕNG 2.1. KHÁI NIỆM VỀ BTS (BASE TRANSCEIVER STATION) BTS là một thiết bị dùng để phát tín hiệu ra mơi trƣờng vơ tuyến đến các máy di động và thu tín hiệu từ các máy di động cũng thơng qua mơi trƣờng vơ tuyến. Nĩ thơng tin đến các MS thơng qua giao diện vơ tuyến Um và kết nối với bộ điều khiển trạm gĩc BSC (Base Station Controller) thơng qua giao diện Abis. BTS là từ viết tắt tiếng Anh của Base Transceiver Station: Trạm thu phát sĩng di động,đƣợc dùng trong truyền thơng về các thiết bị di động trong các mạng viễn thơng bởi các nhà cung cấp dịch vụ (ISP). Thơng thƣờng,BTS đƣợc đặt tại 1 vị trí nhất định theo quy hoạch của các ISP,nhằm tạo ra hiệu quả thu phát sĩng cao nhất với vùng phủ sĩng rộng và ít cĩ các điểm,vùng nằm giữa các BTS mà khơng đƣợc phủ sĩng. BTS thực hiện tất cả các chức năng thu phát liên quan đến giao diện vơ tuyến GSM và xử lí tín hiệu ở mức độ nhất định. Về 1 số phƣơng diện cĩ thể coi BTS là modem vơ tuyến phức tạp nhận tín hiệu vơ tuyến đƣờng lên từ MS rồi biến đổi nĩ thành dữ liệu để truyền đi đến các máy khác trong mạng GSM, và nhận dữ liệu từ mạng GSM rồi biến đổi nĩ thành tín hiệu vơ tuyến phát đến MS. Các BTS tạo nên vùng phủ sĩng của tế bào, vị trí của chúng quyết định dung lƣợng và vùng phủ của mạng. Tuy nhiên BTS chỉ đĩng vai trị phụ trong việc phân phối tài nguyên vơ tuyến cho các MS khác nhau. BTS là một cơ sở hạ tầng viễn thơng đƣợc sử dụng nhằm tạo thơng tin liên lạc khơng dây giữa các thiết bị thuê bao viễn thơng và nhà điều hành mạng. Các thiết bị thuê bao cĩ thể là điện thoại di động, thiết bị internet Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 20
  30. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG khơng dây trong khi các nhà điều hành mạng cĩ thể là mạng di động GSM, CDMA hay hệ thống TDMA cơ bản. 2.2. CẤU TRƯC CHUNG CỦA HỆ THỐNG BTS 2.2.1. Cấu trúc các khối chức năng của BTS ALCATE SUM CLOCK T Abis R A TRE AN N S OMU BTS-TE Hình 2.1. Cấu trúc các khối chức năng của BTS ALCATE 2.2.2. Các khối chức năng chính của hệ thống BTS SUMA: Là khối trung tâm của một BTS, một BTS chỉ cĩ một SUMA bất kể số sector và TRX là bao nhiêu. TRE: Gồm cĩ TREA và TRED ANC: Phân phối tín hiệu nhận đƣợc từ mỗi antenna đến 4 máy thu – phát. 2.2.2.1. Khối SUMA Chức năng của khối SUMA  Quản lý link truyền dẫn Abis (lên đến 2 giao diện Abis)  Tạo xung đồng hồ cho tất cả các modul BTS  Thực hiện chức năng vận hành và bảo dƣỡng cho BTS  Quản lý ghép các dữ liệu TCH, RSL, OML, QMUX Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 21
  31. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG  Điều khiển chức năng AC/DC khi chúng đƣợc tích hợp bên trong BTS.  Điều khiển nguồn (dung lƣợng, điện áp, nhiệt độ)  Thiết lập điện áp và dịng cho việc nạp pin. Hình 2.2. Kiến trúc khối SUMA 2.2.2.2. Khối TRE Hình 2.3. Kiến trúc khối TRE Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 22
  32. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG TRED: Hệ thống TRED chịu trách nhiệm về phần số của TRE:  Xử lý điều khiển và báo hiệu, nĩ chịu trách nhiệm quản lý các chức năngO&M của TRE  Ghép kênh, nhảy tần, mật mã và giải mật mã  Mã hố (DEC)  Giải điều chế (DEM).  Mã hĩa và phát (ENCT)  Đầu cuối BCB TREA:  Điều chế  Điều khiển và biến đổi cao tần phần phát (TXRFCC)  Đồng bộ phần phát (TXSYN)  Biến đổi trung tần phần thu (RXIF)  Đồng bộ phần thu (RXSYN)  Giải điều chế trung tần (ISD)  TRE PA board bao gồm bộ khuếch đại cơng suất, nĩ đảm nhiệm khuếch đại cơng suất tín hiệu cao tần bởi TXRFCC.  TREP: Cung cấp nguồn cho TRE (DC/DC). 2.2.2.3. Khối ANC  ANC kết nối 4 máy thu – phát đến 2 antenna.  Modul này bao gồm 2 cấu trúc giống nhau, mỗi cấu trúc bao gồm: . Antenna: nĩ cĩ chức năng là phát sĩng ra mơi trƣờng vơ tuyến và thu sĩng từ máy di động phát đến. . Filter: lọc bỏ tín hiệu khơng cần thiết. . Một khối duplexer: dùng để kết hợp hai hƣớng phát và thu một antenna. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 23
  33. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG . Một khối LNA: khối này cĩ chức năng khuếch đại tín hiệu mà antenna thu đƣợc lên mức đủ lớn để cho TRE cĩ thể xử lý đƣợc. . Hai khối Spliter: khối này cĩ chức năng tách tín hiệu thu của TRE. . WBC: (Wide band combiner) bộ này cĩ chức năng kết hợp hai đƣờng phát lại với nhau để đi trên cùng một đƣờng đến bộ duplexer. ANTA ANTB Duplexer Duplexer Filter Filter Filter Filter LNA LNA Spliter Spliter WBC Spliter Spliter Spliter Spliter WBC Bridge Bridge TX RX RXd TX RX RXd RXd RX TX RXd RX TX TRE 1 TRE 2 TRE 3 TRE 4 Hình 2.4. Kiến trúc khối ANC 2.3. THIẾT KẾ XÂY DỰNG MỘT TRẠM BTS CỦA MOBIFONE TẠI THÀNH PHỐ HẢI PHÕNG 2.3.1. Các yếu tố cần quan tâm trƣớc khi đi vào tính tốn Để đƣa vào lắp đặt một hệ thống bao giờ cũng phải cĩ những kế hoạch, những dự án về kỹ thuật, những dự trù về kinh tế. Trong thiết kế mạng di động số các vấn đề đĩ cũng đƣợc xem xét kỹ lƣỡng. Với khả năng sử dụng, khả năng về đồng vốn mà vùng phủ sĩng cĩ thể rộng khắp hoặc chỉ đáp ứng đƣợc một số trƣờng hợp nào đĩ, tuy nhiên trƣờng hợp mở rộng là lớn. Điều đĩ địi hỏi phải quy hoạch mạng. Các bƣớc thực hiện nhƣ sau: Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 24
  34. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG  Sự phân bố địa lý của vùng phủ sĩng  Chất lƣợng phục vụ cho thuê bao  Mức độ phục vụ  Sự phủ địa lý Thêm vào đĩ cịn cĩ một số yêu cầu cần thiết nhƣ:  Khả năng phát triển hệ thống  Dự đốn yêu cầu về lƣu lƣợng chẳng hạn là bao nhiêu thuê bao cĩ thể cĩ, sự phân chia về lƣu lƣợng. Khi xét đến vấn đề đĩ cần phải dùng các số liệu đã mơ tả nhƣ: Phân bố dân cƣ Các trung tâm buơn bán hay tài chính quan trọng Mức thu nhập của ngƣời dân Thống kê số lƣợng điện thoại cố định Tƣơng ứng với các mức cƣớc thuê bao, các cuộc gọi. 2.3.2. Bài tốn thực tế Tính tốn sơ bộ để xây dựng cấu hình cho trạm BTS sử dụng thiết bị Alcatel tại phƣờng Đơng Khê - quận Ngơ Quyền – Hải Phịng. 2.3.2.1. Các thơng số khảo sát  Phân bố địa lý: Vùng đồng bằng, khơng cĩ đồi núi, nằm độc lập  Tổng diện tích khoảng 1,78 Km2  Dân số khoảng 13000 ngƣời  Ƣớc tính trong phƣờng cĩ khoảng 10000 máy di động. Do đĩ ta cần xây dựng nên trạm BTS để phục vụ cho 10000 thuê bao di động.  Số cuộc gọi trung bình của một thuê bao trong vịng một giờ là 1.  Chất lƣợng phục vụ cho thuê bao GOS là: 2% 2.3.2.2. Tính tốn lưu lượng Lƣu lƣợng của một thuê bao đƣợc tính theo cơng thức sau: A = (n*t)/T = (1*120)/3600 = 0.033 Erl Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 25
  35. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG n: Số cuộc gọi trong một giờ của thuê bao T: Thời gian trung bình của cuộc gọi. A: Lƣu lƣợng mang 1 thuê bao – Đơn vị tính là Erlang. Theo giá trị thống kê điển hình n và T nhận giá trị sau: n = 1: Trung bình một ngƣời 1 cuộc trong 1 giờ. T = 120s: Thời gian trung bình của cuộc gọi là 120s. Hình 2.5. Phƣờng Đơng Khê - Ảnh chụp từ vệ tinh Vậy A = (1*120)/3600 = 0,033 Erlang Nhƣ vậy để phục vụ cho 10000 thuê bao cần 330 Erlang, từ con số này để tính tốn số kênh yêu cầu trong mạng tổ ong. Nếu 1 thuê bao cần lƣu lƣợng là 330 Erlang, nĩ sẽ chiếm 33% thời gian 1 kênh TCH. Vậy với thuê bao cĩ lƣu lƣợng 33m Erlang sẽ chiếm ~100% thời gian 1 kênh TCH nhƣng điều đĩ dẫn tới tắc nghẽn cao khơng thể chấp nhận đƣợc. Để giảm tắc nghẽn này phải giảm tải xuống bằng cách tăng số kênh thích hợp phải căn cứ vào tổng lƣu lƣợng và tƣơng ứng với tắc nghẽn cĩ thể Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 26
  36. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG chấp nhận đƣợc. Nghẽn chấp nhận đƣợc là chất lƣợng phục vụ (Grade of Service) thƣờng là 2-5%. Nhƣ vậy 1 vùng phục vụ cho khoảng 10000 thuê bao số cĩ lƣu lƣợng 330 Erlang với GOS = 2% tổng số TCH cần thiết tính theo bảng GOS là 123kênh. Vùng phục vụ đƣợc chia thành 3Cell. Từ kết quả trên ta cĩ thể lập một dự định về đặt một số trạm gốc BTS: Bảng 2a. Bảng chia kênh Cell Lýu lýợng % Erlang Số kênh A 33.33% 30.667 41 B 33.33% 30.667 41 C 33.33% 30.667 41 Tổng số 3 Cell 100% 123 Nhƣ vậy, tại Đơng Khê ta cần lắp đặt một trạm BTS với 3 hƣớng khác nhau theo phân bố 3 vùng dân cƣ. Sử dụng BTS Alcatel. Gĩc phƣơng vị: ( tùy thuộc vào vùng dân cƣ và vị trí đặt trạm. Ví dụ vị trí các cell ở đây là:Cell1(HGNB041) 30độ; cell2: 150 độ; cell3: 270 độ). Về cơ bản gĩc phƣơng vị của các cell phải đảm bảo cách nhau ít nhất 60 độ. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 27
  37. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Hình 2.6. Giả thiết các vùng Cell Gĩc ngẩng (tilt): Cĩ thể tính vùng phủ theo cơng thức Half Power, tuy nhiên phần này phức tạp, phụ thuộc độ cao của anten và khơng liên quan lắm đến yêu cầu bài tốn. Thƣờng để 2 - 4 độ. Cĩ hai trƣờng hợp xảy ra khi tính TRX: HalfRate: 1TRX sẽ cĩ 8 TimeSlot FullRate hoặc 16 TS HR. BCCH và SDCCH phải đƣợc cấu hình là FR, nhƣ vậy nếu 1 cell cĩ 1 TRX thì số kênh RF cịn lại là 6, tƣơng đƣơng 12 TS. Nếu cấu hình 2, thƣờng TRX thứ 2 sẽ đƣợc cấu hình 1TS cho SDCCH, nhƣ vậy cịn 7 kênh FR, tƣơng đƣơng 14 kênh HR. Vậy với 1 cell cĩ 41 kênh lƣu lƣợng thì sẽ cần 41/14 ~= 3TRX. Trƣờng hợp chạy FullRate: Mỗi cell 41 kênh lƣu lƣợng cần 6TRX. Do 1 trạm BTS sử dụng luồng ABIS cĩ 32TimeSlot nên cấu hình tối đa của 1 trạm là 4/4/4 ( khơng xét đến trƣờng hợp đấu ABIS2). Vì vậy trƣờng hợp này để tối ƣu sẽ lắp 2 trạm cĩ cấu hình 3/3/3. Trên đây là những tính tốn chỉ đề cập đến việc xây dựng cấu hình cho trạm BTS để nhằm phục vụ tốt đƣợc lƣu lƣợng khảo sát cho trƣớc. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 28
  38. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG CHƢƠNG 3 QUY TRÌNH LẮP ĐẶT MỘT TRẠM BTS 3.1. CÁC QUY TRÌNH LẮP ĐẶT 3.1.1. Chuẩn bị một số điều kiện cơ bản trƣớc khi lắp đặt thiết bị 3.1.1.1. Hệ thống chống sét và nối đất Chống sét và nối đất ở bên ngồi phịng thiết bị: Tại phần lớn các trạm, khi chiều dài phần phi đơ từ chân cột đến thanh đồng tiếp đất trƣớc lỗ cáp nhập trạm nhỏ hơn 5m chỉ dùng hai sợi cáp nối đất: Dùng 1 dây nối đất chống sét nối vào kim chống sét trên đỉnh cột anten và nối trực tiếp xuống cọc đất. Phần dây chống sét cho cột anten cần đi thẳng và cố định vào thân cột, cách li với dây nĩi đất chống sét cho phi đơ, sao cho cĩ sét đánh, sét sẽ thốt xuống đất nhanh nhất. Dây nĩi đất thứ 2 dùng để nối đất chống sét cho phi đơ và dây cáp tín hiệu của viba. Tính từ anten GSM trở xuống, cần tiếp đất cho phi đơ sử dụng thanh đồng tiếp đất tại ít nhất 03 điểm:  Điểm đầu tiên ở khoảng cách khoảng 0,3m đến 0,6m tính từ điểm nối giữa dây nhảy và phi đơ; Nên bắt thanh đồng tiếp đất ở vị trí phù hợp để đảm bảo các dây tiếp đất cho phi đơ đi thẳng.  Điểm thứ 2 tại vị trí (trƣớc khi phi đơ uốn cong ở chân cột) cách chỗ uốn cong khoảng 0,3m. Yêu cầu các sợi dây nối đất cho phi đơ khi nối vào thanh đồng tiếp đất phải đảm bảo hƣớng thẳng từ trên xuống, hạn chế uốn cong tới mức thấp nhất.  Điểm thứ 3 tại vị trí trƣớc lỗ cáp đi vào phịng máy. Thanh đồng tiếp đất lắp ở dƣới lỗ cáp khoảng 20cm Cả ba thanh đồng tiếp đất chống sét cho phi đơ nêu trên nối vào bảng đồng tiếp đất tại vị trí trƣớc lỗ cáp nhập trạm và nối xuống cọc đất. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 29
  39. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Các thanh đồng tiếp đất cho phi đơ (phần bên ngồi phịng thiết bị) lắp dọc theo thang cáp và cách điện với cột (xem hình 3.1). Trong trƣờng hợp khi chiều dài phần phi đơ từ chân cột đến thanh đồng tiếp đất ở trƣớc lỗ cáp nhập trạm lớn hơn 5m, ta dùng thêm một dây nối đất trực tiếp từ thanh đồng tiếp đất trƣớc khi cáp uốn cong ở chân cột để nối trực tiếp xuống cọc đất. Trƣờng hợp các trạm BTS dùng nhiều cột nhỏ thay vì một cột chung cho các anten thì nối đất theo nguyên tắc sao cho khi cĩ sét đánh thì sét sẽ thốt xuống đất nhanh nhất. Nối đất trong phịng thiết bị: Dùng một dây nối đất nối từ bảng đất chung trong phịng thiết bị đi trực tiếp xuống cọc đất và cách li với phần chống sét bên ngồi phịng thiết bị. Tủ điện AC và ổn áp nối đất bằng một đƣờng riêng. Tủ cắt lọc sét đùng một đƣờng nối đất riêng. Vị trí thanh đồng nối đất chung cho phịng thiết bị cĩ thể đặt ở dƣới lỗ cáp nhập trạm, hoặc dƣới chân tƣờng tùy theo điều kiện của từng trạm. CHÚ Ý: Trong trƣờng hợp cáp đi trên cột <3m thì cĩ thể dùng một thanh đồng tiếp đất cho phi đơ đặt ở đoạn giữa thân cột. Dây chĩng sét trực tiếp phải nổi chắc chắn, tiếp xúc tốt với kim chống sét. Dây chống sét luơn phải theo nguyên tắc nối thẳng từ trên xuống để đảm bảo thốt sét xuống đất nhanh nhất. Tất cả các phần tiếp đất chống sét bên ngồi phịng thiết bị phải đảm bảo đƣợc nối đất cách li với phần nối đất trong phịng máy. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 30
  40. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Hình 3.1. Hệ thống chống sét và nối đất cho trạm BTS Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 31
  41. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG 3.1.1.2. Bố trí trong phịng thiết bị Nguyên tắc bố trí các thiết bị trong phịng tuân theo bản vẽ đã khảo sát. Hình 3.2 là một ví dụ cách bố trí các thiết bị trong phịng. Hình 3.2. Thứ tự bố trí thiết bị trong phịng máy 3.1.1.3. Phần nguồn điện AC Các hộp cáp dùng để đi dây nguồn AC cĩ kích thƣớc 100x60mm. Các loại cáp nguồn AC đi vào tủ điện AC dùng 1 lỗ lớn ở vị trí gần tƣờng để cáp nguồn AC luơn nằm trong hộp cáp và đƣợc bọc bảo vệ bằng một lớp vỏ bọc ở vị trí tiếp xúc với vỏ hộp của tủ điện AC. Bố trí tủ cắt lọc sét ở bên phải, tủ điện AC ở vị trí bên trái. Tuy nhiên, nếu trong trƣờng hợp đặc biệt, cĩ thể đặt tủ điện AC ở bên phải, tủ cắt lọc sét ở bên trái. Phần điện AC phải đi cách cáp thốt sét từ cột anten ít nhất 30cm, nếu khĩ thực hiện cáp AC phải bọc kim hoặc đi trong ống kim loại. 3.1.1.4. Một số lƣu ý Phi đơ đi trên thang cáp xếp chồng lên nhau theo từng cặp để dành phần cho việc mở rộng trong tƣơng lai. Lƣu ý khơng để phi đơ của sector này xếp đơi với phi đơ của sector khác. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 32
  42. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Dây thốt sét trên đình cột anten nối vào kim chống sét phải đi thẳng xuống dƣới. Kiểm tra lắp đặt cột để dây co khơng chùng và tránh đi qua búp sĩng chính của anten. 3.1.2. Quy trình lắp đặt anten và phiđơ 3.1.2.1. Chuẩn bị lắp đặt Kiểm tra cột phụ dùng để lắp các anten GSM xem cĩ đứng thẳng khơng, nếu khơng phải chỉnh lại trƣớc khi lắp đặt. Kiểm tra đảm bảo cĩ đủ dụng cụ lắp đặt, các loai vật tƣ dùng để lắp đặt (phiđơ, dây nhảy, connector, các thanh đồng tiếp đất chống sét cho phiđơ, dây thít, trang thiết bị an tồn lao động ) Chuẩn bị sẵn các tham số vơ tuyến liên quan đến anten: Độ cao, gĩc phƣơng vị, gĩc ngẩng của mỗi anten GSM, anten viba (nếu cĩ). 3.1.2.2. Các bƣớc tiến hành Bắt đầu -> Chuẩn bị trƣớc khi lắp anten lên cột -> Kéo anten lên cột -> Lắp anten lên cột, cố định dây nhảy -> Kéo phiđơ lên cột -> Nối phiđơ và dây nhảy -> Tiếp đất chống sét cho anten, phiđơ -> cố định phiđơ -> Cố định phiđơ -> Kết thúc. BƢỚC 1: Chuẩn bị trƣớc khi lắp anten lên cột Lắp bộ chỉnh gĩc ngẩng anten (downtilt) và bộ gá cố định. Yêu cầu: Downtilt nằm ở phía dýới chân anten, khơng phải phía trên. Lắp downtilt thật chắc chắn. Lắp ðúng vị trí của downtilt theo chỉ dẫn trên anten. Dùng 2 ốc vít M8 ngắn ðể cố ðịnh downtilt lên thân anten. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 33
  43. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Hình 3.3. Lắp bộ chỉnh gĩc ngẩng anten Bắt bộ Gá cố định lên downtilt bằng 2 ốc vít M8 ngắn và 2 ốc vít M8 dài Hình 3.4. Bắt bộ gá cố định lên downtilt Đấu nối dây nhảy vào anten Yêu cầu: + Dây nhảy cĩ chiều dài khoảng 2m, tránh trýờng hợp cuốn vịng khi dây nhảy quá dài. Nếu cĩ sẵn connector thì cĩ thể tùy trýờng hợp mà sử dụng dây nhảy cĩ chiều dài phù hợp. + Ðảm bảo chất lýợng của mối nối: tiếp xúc tốt và ðýợc bảo vệ tốt + Dán nhãn lên từng dây nhảy theo quy ðịnh: SECT 1_A, SECT_1_B Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 34
  44. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Hình 3.5. Đấu nối dây nhảy vào anten Làm đầu connector cho phiđơ Lắp bộ tiếp đất do Alcatel cung cấp cho phiđơ Yêu cầu: Phải ðảm bảo tiếp xúc tốt cho tiếp ðất. Phải bảo vệ tiếp xúc bằng cách dùng ống gen co nhiệt, cao su non, bãng keo ðiện. Làm tiếp ðất cho phiðõ cách ðầu connector khoảng từ 30cm ðến 60cm. Cách 20m phải làm tiếp ðất cho phi ðõ Dùng dao trổ ðể cắt bỏ vỏ phi ðõ rộng khoảng 5 ðốt cáp. BƢỚC 2. Kéo anten lên cột Yêu cầu: Anten ðã ðýợc lắp downtilt, bộ gá cố ðịnh và dây nhảy trýớc khi kéo lên cột Phải ðảm bảo các ðầu connector của dây nhảy ðã ðýợc nối vào anten phải ðýợc bảo vệ bằng cao su non và ðầu cịn lại phải ðýợc bọc bằng nilong thật kín trong lúc kéo lên cột tránh gây bụi bẩn lên connector Phải ðảm bảo thật an tồn cho ngýời và thiết bị. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 35
  45. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG BƢỚC 3. Lắp anten trên cột, cố định dây nhảy Cố định anten lên cột anten thơng qua downtilt và bộ gá cố định Cố định dây nhảy lên cột bằng kẹp cáp thật chắc chắn và thẩm mỹ Xác định chính xác gĩc ngẩng của anten. Tính gĩc ngẩng của anten bằng cách đo khoảng cách giữa hai vít trên bộ chỉnh downtilt rồi tra bảng ghi trên anten Tiếp đất cho vỏ anten Yêu cầu: Phải ðảm bảo thật an tồn cho ngýời và thiết bị Vặn kẹp cáp vừa phải tránh làm mĩp méo cáp Chuẩn bị ðầy ðủ dụng cụ ðể lắp anten: ốc vít M8, cà lê . BƢỚC 4. Kéo phiđơ lên cột Yêu cầu: Bảo vệ các ðầu connector của phi ðõ (bịt kín bằng nilong) Phải ðảm bảo an tồn cho ngýời và thiết bị. BƢỚC 5. Nối phiđơ vào dây nhảy Đo chiều dài của phi đơ đến đầu dây nhảy từ tủ MBI5, cắt phi đơ vừa đủ để nối vào dây nhảy. Phải dùng lightning protector (do Alcatel cung cấp) để nối đầu connector của phi đơ với đầu connector của dây nhảy rồi dùng 02 cà lê vặn chặt. Quấn cao su non và dùng gen co nhiệt để bảo vệ các mối nối, nếu cẩn thậnnên quấn thêm một lớp băng keo. Yêu cầu: Làm sạch các ðầu connector bằng giấy mềm hoặc cây bơng cĩ tẩm cồn Vặn chặt 2 ðầu connector bằng 02 cà-lê Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 36
  46. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Hình 3.6. Nối phiđơ vào dây nhảy BƢỚC 6. Tiếp đất chống sét cho anten, phiđơ Xem hình về vị trí các thanh đồng tiếp đất cho phiđơ Trên cột: nối các dây liên tiếp cho phi đơ vào bảng tiếp đất gắn trên cột Trong phịng máy: Tiếp đất chống set cho lõi phi đơ thơng qua connector giữa phi đơ và dây nhảy, nối dây đất này lên bảng tiếp đất đặt trên thanh cáp. Nối đất bảng tiếp đất đặt trên thang cáp tới bảng tiếp đất chung trong phịng máy. Yêu cầu: Phải tiếp ðất cho phi ðõ tại ít nhất 3 ðiểm (trýờng hợp ðặc biệt cĩ thể 2 ðiểm hoặc 4 ðiểm): sau mối nối giữa top jumber với anten 30cm tới 60cm, chỗ phi ðõ uốn cong ở chân cột và trýớc khi vào lỗ cáp nhập trạm. Tiếp xúc giữa vỏ phi ðõ và bộ tiếp ðất phải chặt, ðảm bảo tiếp xúc tốt. Mối nối phải ðýợc bảo về chống lại mọi ảnh hýởng của thời tiết: bọc cao su non Tiếp ðất cho tấm lỗ cáp nhập trạm, ðảm bảo làm kín lỗ cáp bằng silicon Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 37
  47. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG BƢỚC 7. Cố định phiđơ Cố định phi đơ lên thang cáp trên cột bằng các kẹp cáp và dây thít. Yêu cầu: Phải ðảm bảo cứ sau khoảng 1m ðến 1,2m cĩ một bộ kẹp cáp Phải dùng dây thít với cơng cụ phù hợp Tránh vặn kẹp cáp quá chặt cĩ thể làm mĩp méo phi ðõ gây suy hao lớn. Khơng kẹp phi ðõ của 2 sector chung 1 kẹp cáp. Cáp ði trên thang phải nằm sát nhau về một phía ðể dành vị trí cho phát triển sau này. 3.1.3. Lắp đặt thiết bị BTS 3.1.3.1. Chuẩn bị lắp đặt: Sơ đồ, bản vẽ thiết kế mặt bằng nhà trạm Danh mục thiết bị cần kiểm tra (checklist) Đầy đủ cơng cụ, vật dụng cần thiết cho việc lắp đặt: bộ tuốc-nơ-vít, cà- lê, kèm, búa, khoan, level . Kiểm tra để đảm bảo thiết bị khơng bị hƣ hại tỏng quá trình vận chuyển đến trạm 3.1.3.2. Các bƣớc tiến hành: Bắt đầu -> Kiểm tra thiết bị -> Cố định tủ thiết bị (MBI5) -> Tiếp đất cho tủ thiết bị -> Nối cáp PCM -> Nối cáp cảnh báo -> Nối dây nhảy với BTS -> Kiểm tra phần lắp đặt, nối cáp nguồn DC -> Kết thúc. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 38
  48. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG BƢỚC 1. Kiểm tra thiết bị Yêu cầu: Thiết bị nhận ðýợc phải ðầy ðủ và ðúng chủng loại theo danh mục kèm theo. Thiết bị khơng bị trầy xýớc, hý hỏng trong quá trình vận chuyển. Nếu cĩ sai sĩt phải liên hệ ngay với những ngýời cĩ liên quan và ðại diện của Alcatel trong vịng 48 giờ. BƢỚC 2. Cố định tủ thiết bị Đặt bản vẽ vị trí các vít dƣới chân tủ BTS (đi kèm theo thiết bị) lên sàn nhà, đánh dấu các vị trí rồi khoan và bắt 2 thánh đế cố định trên sàn, sau đĩ đặt tủ BTS lên 2 thánh đế và cố định vít. Cân bằng rack: vặn bu-long vừa phải đồng thời dùng level (bộ kiểm tra cân bằng) để cân bằng rack rồi vặn chặt các bu-long để cố định rack. Yêu cầu: Rack BTS sau khi lắp ðặt phải ðứng vững chắc, cần bằng, khơng rung. Các thiết bị phải dỡ ra trong quá trình vận chuyển, lắp ðặt phải ðýợc trả lại vị trí cũ, ðảm bảo chắc chắn khơng bị nhầm lẫn. BƢỚC 3. Tiếp đất cho tủ thiết bị Nối cáp GND (màu vàng/xanh) vào bảng tiếp đất chung trong phịng máy Nối cáp GND vào đỉnh của rack đồng thời cố định cáp bằng các dây thít. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 39
  49. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Yêu cầu: Các ðiểm tiếp xúc phải tốt, cĩ bọc gen co nhiệt Ði ðây phải gọn gàng, phần ði trên thanh cáp phải thẳng. Phải tiếp ðất cho tủ trýớc khi nối nguồn. Làm ðầu cốt cho cáp GND vàng/xanh: nên sử dụng loại cáp 16mm2, ðầu cốt 8mm. BƢỚC 4. Nối cáp PCM Đấu cáp tại BTS:  Chuẩn bị đầu cáp và dán nhãn cho cáp  Tháo thiết bị bảo vệ chống sét trƣớc khi lắp cáp (Lắp lại sau khi đấu nối dây)  Dùng dụng cụ chính hãng Krone để đấu dây lên phiến. Yêu cầu: Ðýờng ði cáp phải gọn gàng, phần ði trên thang cáp phải thẳng Khi chuẩn bị ðầu cáp, cần cẩn thận ðể khơng cắt ðứt dây tiếp ðất của cáp. Đấu cáp tại DDF Hình 3.7. Đấu cáp trên tủ BTS Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 40
  50. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Bảng 3a. Nguyên tắc đấu cáp trên tủ BTS Ký hiệu Vị trí lắp Màu dây 1 Màu dây thiết bị 2 Krone Hai ðơi dây 1 Abis1/TX 8 Trắng Xám Tín hiệu mức cao Abis2/TX 6 Xanh da Ðỏ tía ði tới BSC trời Hai ðơi dây thứ 2 Abis1/RX 7 Vàng Xám Tín hiệu mức thấp Abis2/RX 5 Nâu Ðỏ tía ði vào từ BSC Quad 3 và 4 khơng ðýợc sử dụng (khơng cắt chúng, sẽ sử dụng trong trýờng hợp ða tiêu chuẩn) Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 41
  51. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Ðấu nối cáp tại rack Chuẩn bị ðầu cáp Chi tiết ðấu cáp, ví dụ về Abis 1 Chi tiết về ðầu cáp L907 Hình 3.8.Chi tiết đấu cáp trên tủ BTS BƢỚC 5. Nối cáp cảnh báo Yêu cầu: Ðýờng ði cáp phải gọn, ðẹp Khi chýa ðấu cảnh báo thì cần phải loop các ðầu cảnh báo trên DDF. Chú ý: Thơng thýờng chỉ tiến hành nối sẵn 2 cáp cảnh báo 8x2 từ BTS ðến DDF. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 42
  52. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Khi chuẩn bị ðầu cáp, cần cẩn thận ðể khơng cắt ðứt dây tiếp ðất của cáp. Việc nối ðất cho cáp cảnh báo ðýợc tiến hành tại các phiến ðấu nối. Tiến hành: Nắm thơng tin cần thiết về ðấu nối cáp và số lýợng cáp cảnh báo cần lắp ðặt. Ði cáp cảnh bảo trên máng cáp, cố ðịnh cáp bằng các dây buộc Chuẩn bị ðầu cáp và dán nhãn cáp. Cáp cảnh báo Chi tiết hộp ðấu nối dây cảnh báo Hình 3.9. Chi tiết đấu nối cáp cảnh báo Bĩ cáp với nhau bằng dây buộc cáp Đấu cáp vào phiến đấu nối của rack: phiến 1 = lắp dây cảnh báo từ số 1 đến 8, phiến 2 = lắp dây cảnh báo từ số 9 đến 16 Buộc cáp vào rack Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 43
  53. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Bảng 3b. Bảng quy định màu dây cáp Dây thứ nhất Dây thứ hai Quad 1 Ðơi 1 Trắng (X1 1) Xám (XGND) Ðơi 2 Xanh da trời Ðỏ tía Quad 2 Ðơi 3 Vàng Xám Ðơi 4 Nâu Ðỏ tía Quad 3 Ðơi 5 Ðen Xám Ðơi 6 Ðỏ Ðỏ tía Quad 4 Ðơi 7 Xanh lá cây Xám Ðơi 8 Trắng (X18) Ðỏ tía (XGND) Bảng 3c. Bảng quy định vị trí đấu nối cáp cảnh báo Stt Vị trí trên phiến Loại cảnh báo Ðơi dây ðấu nối của 1 Hỏngrectifier Ðơi1 BTS 1 2 Hỏng nguồn chính Ðơi2 2 3 Cảnh báo mở cửa Ðơi3 3 5 Báocháy/báokhĩi Ðơi4 5 7 Cảnh báo ðiều hịa Ðơi5 7 9 Cảnh báo nhiệt ðộ Ðơi6 9 10 Cảnh báo hệ thống chống sét Ðơi7 10 11 Cảnh báo cạn nguồn ắc quy Ðơi8 11 15 Cảnh báo hệ thống vi ba Ðơi9 15 BƢỚC 6. Nối dây nhảy  Dãn nhãn ở mỗi đầu jumber (nhãn cho dây nhảy do Alcatel cung cấp) Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 44
  54. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG  Nối dây nhảy vào đỉnh rack  Sử dụng dây thít để bĩ các dây nhảy với nhau  Độ dài dây nhảy khoảng từ 1 đến 2m, tránh trƣờng hợp cuốn dây nhảy do quá dài. BƢỚC 7. Kiểm tra lắp đặt, nối dây nguồn DC  Kiểm tra đảm bảo tủ thiết bị đã lắp chắc chắn, khơng rung, và ở đúng vị trí theo thiết kế  Kiểm tra việc nối đất cho tủ thiết bị  Kiểm tra kỹ cách đấu nối trên DDF  Nối cáp nguồn DC cho BTS từ Rack nguồn, xem ở phần quy trình lắp đặt tủ nguồn Yêu cầu: Khi phịng thiết bị chýa lắp ðặt xong phần xây dựng, cần che ðậy khơng ðể bụi vào thiết bị BTS. 3.1.4. Quy trình lắp đặt hệ thống nguồn DC 3.1.4.1. Chuẩn bị: Các thơng tin về trạm cần lắp đặt: địa chỉ, tên chủ nhà, số điện thoại cần liên hệ. Bản vẽ thiết kế mặt bằng phịng máy để xác định vị trí đặt BTS, vị trí tủ nguồn Dụng cụ lắp đặt, cơng cụ lắp đặt Găng tay bảo hộ dùng trong quá trình vận chuyển thiết bị 3.1.4.2. Các bƣớc thực hiện: Bắt đầu -> Kiểm tra thiết bị -> Cố định tủ nguồn (MTP 54) -> Tiếp đất cho tủ nguồn -> Lắp các khối chỉnh lƣu -> Lắp hệ thống ắc quy -> Nối dây Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 45
  55. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG AC vào tủ nguồn và dây DC đến các tủ thiết bị -> Nối dây cảnh báo đến DDF -> Kiểm tra phần lắp đặt -> Kết thúc. BƢỚC 1. Kiểm tra trƣớc khi lắp đặt Yêu cầu: Thiết bị phải ðầy ðủ về số lýợng theo checklist Trong quá trình vận chuyển khơng ðể thiết bị bị trầy xýớc, hý hỏng hay mĩp méo Các thanh ray dùng ðể lắp ðặt tủ nguồn phải ðảm bảo cố ðịnh, chắc chắn. BƢỚC 2. Cố định tủ nguồn (MTP54) 1. Xác định vị trí đặt tủ đúng theo bản vẽ bố trí thiết bị trong trạm 2. Đƣa tủ nguồn lên 2 thanh ray rồi cố định bằng các bulong sao cho tủ nguồn đứng thăng bằng, chắc chắn. Hình 3.10. Tủ nguồn MTP54 Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 46
  56. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG BƢỚC 3. Tiếp đất cho tủ nguồn  Làm đầu cốt cho 2 đầu dây đất  Nối đất cho tủ rack đến bảng đất chung trong phịng máy Yêu cầu: Các mối nối giữa thanh ðất trong tủ rack với dây tiếp ðất và bảng ðất chung với dây tiếp ðất phải chặt, chắc chắn Dây tiếp ðất phải ≥16mm2 Các ốc vít ðể cố ðinhk dây ðất vào bảng ðất phải làm bằng ðồng. BƢỚC 4. Lắp các khối chỉnh lƣu (rectifier-pm12)  Lắp 2 module rectifier vào đúng khe trên subrack  Dùng bút thử điện kiểm tra cực tính của các dây trƣớc khi nối điện AC vào Rectifier  Cắm dây nguồn AC vào lỗ cắm trên rectifier Yêu cầu: Trong quá tình lắp khơng ðýợc xảy ra bất kỳ va chạm mạnh nào lên PM12 Phải vặn chặt 2 ốc trên PM12 lên tủ rack rồi mới cắm dây AC Khơng cắm nguồn nếu chýa kiểm tra cực của dây nguồn AC vào (Dây trung tính, dây pha) Bằng bút thử ðiện. (Lật ngửa ðầu cắm, bên phải là dây nĩng, bên trái là dây trung tính). Tháo cầu chì khi lawpc accu. BƢỚC 5. Lắp hệ thống ắc qui  Tháo các tấm chắn trƣớc và vách 2 bên hơng.  Tháo cầu chì (kéo xuống)  Đặt 4 bình ắc quy vào từng ngăn đựng.  Nối cáp giữa các bình ắc quy của từng ngăn thật cẩn thận. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 47
  57. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG  Nối 02 dây bên hơng tủ vào ắc quy cực âm và dƣơng của từng bộ ắc quy.  Dán nhãn “cảnh báo” trƣớc ắc quy.  Dán số seri ở đằng trƣớc ắc quy.  Lắp các tấm chắn trƣớc và vách hai bên hơng tủ. Yêu cầu: Ðảm bảo lắp hệ thống vững chắc, an tồn Lắp ðúng cực tính và bố trí ắc qui trên khay theo ðúng thiết kế cũng hãng Khối lýợng mỗi bình ắc quy 12V/90Ah là 30kg nên phải thận trọng khi vận chuyển Ðặc biệt các dụng cụ phải ðýợc cách ðiện tốt khi kết nối giữa các bình. Hình 3.11. Hệ thống ắc qui BƢỚC 6. Nối dây AC vào tủ nguồn và dây DC đến các tủ thiết bị  Nối điện AC tới Rack nguồn  Nối 3 dây pha (màu nâu + 2xđen) vào chung aptomat 63A trong tủ điện AC.  Nối 1 dây trung tính (mau xanh) vào aptomat 63A trong tủ điện AC Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 48
  58. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG  Trên 5 aptomat (CB) cho nguồn AC trên đỉnh tủ nguồn : nối 3 dây pha vào 3 CB, 1 CB nối dây trung tính, 1 CB nối vào dây đất. Yêu cầu: Kiểm tra lại mọi ðấu nối trong tủ nguồn trýớc khi ðấu ðiện AC Tiếp ðất cho tủ AC Ðảm bảo các cơng tắc ở vị trí OFF Hình 3.12. Nối dây AC vào tủ nguồn  Nối nguồn DC đến tủ thiết bị BTS:  Nối cáp DC vào 1 CB và thanh (0V)  Nối dây đất vào thanh đất trên tủ nguồn Yêu cầu: Chuyển tất cả các CB (abtomat), cầu chì, cơng tắc trong tủ thiết bị BTS sang trạng thái OFF Tiếp ðất cho tủ AC, DC trýớc khi nối nguồn ðến tủ thiết bị ðể tránh dịng dị lớn Cẩn thận về cực tính và màu sắc của dây theo quy ðịnh: + Dây xanh lõ (-48V) + Dây ðen (0V) Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 49
  59. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG  Làm đầu cốt cho dây nguồn và phải bọc gen co nhiệt  Nối cáp DC vào vị trí dấu nguồn DC trên tủ thiết bị BTS Hình 3.13. Chi tiết nối điện từ tủ nguồn đến tủ BTS BƢỚC 7. Nối dây cảnh báo đến DDF Dây cảnh báo đƣợc cung cấp theo thiết bị, một đầu đã đƣợc nối connector sẵn, đầu kia sẽ đƣợc cắt vừa đủ để đấu nối vào phiến DDF trên rack Microwave BƢỚC 8. Kiểm tra lắp đặt  Kiểm tra điện áp của các bộ ắc quy: phải đảm bảo ≥48V  Kiểm tra điện áp giữa cực dƣơng (0V) với dây đất (PE) ≈0V  Cách đi cáp trên thang cáp: phải thẳng, gọn ít bẻ cong  Kiểm tra tiếp đất cho các tủ thiết bị và phần kim loại  Phải kiểm tra ngắn mạch thiết bị trƣớc khi bật nguồn để kiểm tra điện thế trên từng cực điện thế. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 50
  60. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG 3.2. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 3.2.1. Nhà trạm sau khi lắp đặt Hình 3.15. Hình ảnh bao quát 1 nhà trạm nhìn từ bên ngồi  Các thơng số kỹ thuật đạt đƣợc đảm bảo trạm hoạt động bình thƣờng CSSR (call setup success rate): CSSR > 98% CDR ( call dropped rate): CDR < 1% Tỷ lệ nghẽn SDCCH: SDCCH = 0% Tỷ lệ nghẽn TCH: TCH = 0% Chiếm kênh: Các thơng số thiết kế: 3.2.2. Các thiết bị hỗ trợ cho nhà trạm Hình 3.16. Các thiết bị hỗ trợ nhà trạm Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 51
  61. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Bao gồm: Máy điều hồ khơng khí Bình điện, ắc qui Đèn an ninh 3.2.3. CÁC THAM SỐ CẦN KIỂM TRA TRONG QUÁ TRÌNH LẮP ĐẶT TRẠM BTS 3.2.3.1. Hệ thống đất Đo điện trở của bảng đất chung < 2 Ω Dây đất: Từ hệ thống đất đến bảng đất chung ≥50 mm2 Từ bảng đất chung đến các bảng đất phụ ≥16 mm2 3.2.3.2. Kiểm tra phần lắp đặt và đi dây Kiểm tra tủ BTS và tủ nguồn Rack đƣợc cố định đúng với vị trí thiết kế Tủ phải đảm bảo cân bằng, vững chắc. Tủ khơng đƣợc trĩc sơn, khơng bị méo mĩ. Cửa đĩng kín và dễ dàng đĩng mở. Dán nhãn: dán nhãn cho các loại cáp, dây nhảy, tủ BTS. 3.2.3.3. Kiểm tra cấu hình phần cứng của tủ BTS theo đúng thiết kế Số lƣợng các TRX, ANC. Vị trí của card trên tủ. 3.2.3.4. Hệ thống nguồn Nguồn AC: Trƣớc ổn áp: 220 ± 20% (V), 50 ± 5% (Hz) Sau ổn áp: 220 ± 5% (V), 50 ± 0.2% (Hz) Kích cỡ dây nguồn vào tủ điện AC: 2x16mm2 Kích cỡ dây nguồn đến tủ BTS: 5x6mm2 Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 52
  62. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Nguồn DC: Điện áp ra của tủ nguồn DC 42 – 58 (V) Kiểm tra điện áp của các bộ ắc quy: phải đảm bảo ≥ 48V Kiểm tra điện áp giữa các cực dƣơng (0V) với dây đất (PE) ≈ 0V Bảng 3d. Tham số hệ thống nguồn Nominalvoltage(input) Max. current(output) Outputcurrent Type (max) Comment Singlephase Threephase Singlephas Threephase e MTP 660 230V+15/- 400V+15/- 24A 8A 6x12 A(DC) Batteryseparatel MTP660mmini edi 230V20%+15 /- 400V20%+1 5/- 24A 8A 6x12 A(DC) Batteryincl.y 1x1 MTP54 230V20%+15 /- 400V20%+1 5/- ~35 A 17,4 A 4x34 A(DC) Batteryincl.40Ah 2x1 20% 20% 40Ah 3.2.3.5. Hệ thống cảnh báo ngồi Vị trí đấu nối cáp cảnh báo trên BTS đã đúng hay chƣa Hoạt động của các hệ thống cảnh báo ngồi Cảnh báo nguồn Hệ thống báo cháy tự động Hệ thống chống trộm Hệ thống cảnh báo mở cửa 3.2.3.6. Feeder và dây nhảy Tiếp đất cho feeder theo đúng quy định Dây feeder cho anten trong cùng một sector phải đi cạnh nhau Chiều dài của dây nhảy cho cùng một sector phải cĩ chiều dài bằng nhau Bán kính cong cho phép đối với feeder: 36cm Suy hao cho phép < 3Db Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 53
  63. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG 3.2.3.7. Lắp Anten Gĩc phƣơng vị: Kiểm tra đúng theo thiết kế vơ tuyến Gĩc ngẩng: Kiểm tra đúng theo thiết kế vơ tuyến Tiếp đất cho anten VSWR < 1.3 Return loss < -17.7 Db Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 54
  64. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG KẾT LUẬN Trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp, với sự định hƣớng của Giáo viên hƣớng dẫn cùng sự giúp đỡ của các thầy cơ giáo Khoa Điện - Điện tử, em đã hồn thành đồ án đúng tiến độ. Sau khi hồn thiện Đồ án em đã thu đƣợc những kiến thức sau: - Hiểu rõ hơn về cơng nghệ Thơng tin di động tồn cầu GSM. - Tìm hiểu đƣợc về trạm thu phát sĩng BTS, đồng thời đi sâu thiết kế một trạm BTS của Hãng ALCATE tại Phƣờng Đơng Khê, Quận Ngơ Quyền, Thành phố Hải Phịng. - Quy trình lắp đặt một trạm BTS. Với diện tích hạn hẹp và nhà cửa dày đặc nhƣ ở Thành Phố thì việc lắp thêm nhiều trạm phát sĩng là rất khĩ khăn, để hạn chế những khĩ khăn đĩ đồng thời tiết kiệm đƣợc chi phí chúng ta nên xây dựng trạm thu phát sĩng BTS trên những tịa nhà cao tầng. Do việc cấu hình trạm là ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng cuộc gọi nên chúng ta cần chú ý đến các phƣơng án khử nhiễu chống nhiễu đồng kênh. Trong thời gian làm đồ án tuy đƣợc tiếp xúc với thực tế nhƣng do tính bảo mật của Cty đồng thời kiến thức cĩ hạn và cịn thiếu nhiều kinh nghiệm nên đồ án khơng tránh đƣợc những thiếu sĩt. Em rất mong nhận đƣợc sự giúp đỡ, chỉ bảo của các Thầy Cơ giáo để em cĩ thể hồn thiện tốt hơn. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cơ giáo trong Khoa Điện, Điện tử - Trƣờng Đại Học dân lập Hải Phịng đã tận tình giúp đỡ chỉ bảo để em hồn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 55
  65. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐHDL HẢI PHỊNG Tài liệu tham khảo: 1. Thơngtin di động GSM - TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng, nxb Bƣu điện 1999 2. Tính tốn mạng thơng tin di động số cellurar - Vũ Đức Thọ 3. Thơng tin di động - Trịnh Anh Vũ, nxb Đại học quốc gia Hà Nội 2006 4. An ninhtrongthơng tin di động / NguyễnPhạmAnhDũng. - BƣuĐiện , 2006 5. Các cơng nghệ viễnt hơng hiện đại. - BƣuĐiện. Sinh viên: Hồng Thị Lan Anh 56