- NGUYỄN TRỌNG ĐỨC NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG TRẠM BTS 3G (NODE B) TRONG MẠNG VIETTEL Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. - LÂM HỒNG THẠCH Hà Nội – Năm 2016 1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép của ai, đƣợc thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và thực tế làm việc tại công ty. - 8 CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ MẠNG VÔ TUYẾN 3G WCDMA UMTS. - Lộ trình phát triển thông tin di động lên 4G. - Kiến trúc chung của một hệ thống thông tin di động 3G. - Chuyển mạch kênh (CS), chuyển mạch gói (PS), dịch vụ chuyển mạch kênh và dịch vụ chuyển mạch gói. - Các loại lƣu lƣợng và dịch vụ đƣợc 3G WCDMA UMTS hỗ trợ. - Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R3. - Thiết bị ngƣời sử dụng (UE. - Mạng truy nhập vô tuyến UMTS. - Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R4. - Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R5 và R6. - Một số chỉ tiêu kỹ thuật của thiết bị Node B Ericsson. - Danh sách các tham số đánh giá chất lƣợng trạm BTS 3G. - 48 CHƢƠNG 3 - PHƢƠNG PHÁP ĐO KIỂM ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG THIẾT BỊ NODE B. - Kiểm tra chức năng hoạt động thiết bị. - Kiểm tra thông số kỹ thuật của thiết bị. - Kiểm tra chỉ tiêu nguồn cung cấp (tủ nguồn DC, Ắc qui) của thiết bị. - Kiểm tra chất lƣợng các dịch vụ cơ bản của thiết bị. - 64 4 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng anh Nghĩa tiếng việt 3G 3rd Generation Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba ACLR Adjacent Channel Leakage Ratio Tỷ số rò rỉ sóng mang sang kênh lân cận ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dị bộ AUC Asynchronous Transfer Mode Trung tâm nhận thực BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc CN Core Network Mạng lõi CO Certificate of Origin Giấy chứng nhận xuất xứ hàng hóa CQ Certificate of Quality Giấy chứng nhận chất lƣợng hàng hóa CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh DC Direct Current Dòng điện một chiều CRBT Colour Ringback Tone Hệ thống nhạc chuông chờ EIR Equipment Identity Register Đăng ký nhận dạng thiết bị EVM Error Vector Magnitude Độ lớn vector lỗi FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia theo tần số GGSN Gateway GPRS Support Node Tổng đài cổng chuyển mạch gói GMSC Gateway MSC Tổng đài chuyển mạch cổng HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thƣờng trú HSPA High Speed Packet Access Đa truy nhập gói tốc độ cao IMT-2000 International Mobile Telecommunications Thông tin di động toàn cầu IP Internet Protocol Giao thức mạng ITU International Telecommunications Union Liên minh viễn thông quốc tế LTE Long Term Evolution Phát triển dài hạn Node B Nút B MCA Miscall Alert System Hệ thống cảnh báo cuộc gọi nhỡ MC Main Unit Khối chính ME Mobile Equipment Thiết bị di động MSC/MSS Mobile Switching Center/ Mobile Soft Switch Tổng đài chuyển mạch di động OCS Online Charging System Hệ thống tính cƣớc thời gian thực PCPICH Primary Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung 5 Chữ viết tắt Nghĩa tiếng anh Nghĩa tiếng việt PCDE Peak Code Domain Error Giá trị đỉnh lỗi miền mã PPM Part Per Million Một phần triệu PS Packet Switch Chuyển mạch gói QoS Quality of Service Chất lƣợng dịch vụ SAE System Architecture Evolution Phát triển kiến trúc hệ thống SMSC Short Message Service Center Trung tâm dịch vụ tin nhắn SGSN Serving GPRS Support Node Thực hiện chức năng chuyển mạch gói STP Signal Transfer Point Tổng đài trung chuyển báo hiệu RBS Radio base Station Trạm gốc vô tuyến RAN Radio Access Network Mạng truy cập vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RRU Remote Radio Unit Khối điều khiển vô tuyến từ xa TDD Time Division Duplex Song công phân chia theo thời gian TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối UE User Equipment Thiết bị ngƣời sử dụng UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu USIM Universal Subscriber Identity Module Mô đun nhận dạng thuê bao toàn cầu UTRAN UMTS Terrestrial Radio Network Mạng truy cập vô tuyến mặt đất UMTS VLR Visitor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú VSWR Voltage Standing Wave Ratio Tỷ số sóng đứng điện áp WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Technology Công nghệ đa truy cập phân chia theo mã băng rộng 6 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại các dịch vụ ở 3G WCDMA UMTS. - 44 Bảng 2.2 Bảng mô tả công suất tiêu thụ của thiết bị. - 48 Bảng 3.1 Sai số đo kiểm các chỉ tiêu theo 3GPP TS 25.104. - 51 7 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động lên 4G. - 11 Hình 1.2 Lịch trình nghiên cứu phát triển trong 3GPP. - 12 Hình 1.3 Lộ trình tăng tốc độ truyền số liệu trong các phát hành của 3GPP. - 13 Hình 1.4 Kiến trúc tổng quát của một mạng TTDĐ kết hợp cả CS và PS. - 14 Hình 1.5 Cấu trúc của CS và PS. - 16 Hình 1.6 Đóng bao và tháo bao cho gói IP trong quá trình truyền tunnel. - 18 Hình 1.7 Thiết lập kết nối tunnel trong chuyển mạch tunnel. - 18 Hình 1.8 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R3. - 22 Hình 1.9 Vai trò logic của SRNC và DRNC. - 25 Hình 1.10 Kiến trúc mạng phân bố của phát hành 3GPP R4. - 31 Hình 1.11 Kiến trúc mạng 3GPP R5 và R6. - 34 Hình 1.12 Chuyển đổi dần từ R4 sang R5. - 36 Hình 2.1 Mô hình Node B. - 38 Hình 2.2 Hình ảnh ăng ten thực tế trên cột. - 40 Hình 2.3 Kiến trúc phần cứng của RBS 3206. - 42 Hình 2.4 Khối Main unit của tủ RBS 3418. - 43 Hình 3.1 Sơ đồ đo kiểm chỉ tiêu card thu phát. - 52 Hình 3.2 Hƣớng dẫn thiết lập đo chỉ tiêu công suất kênh. - 54 Hình 3.3 Hƣớng dẫn thiết lập đo chỉ tiêu ACLR. - 55 Hình 3.4 Hƣớng dẫn thiết lập đo chỉ tiêu sai số tần số, EVM và PCDE. - 56 Hình 3.5 Hƣớng dẫn thiết lập đo chỉ tiêu băng thông kênh. - 57 Hình 4.1 Kết quả đo chỉ tiêu công suất kênh. - 59 Hình 4.2 Kết quả đo chỉ tiêu tỷ số công suất rò kênh lân cận. - 60 Hình 4.3 Kết quả đo chỉ tiêu băng thông chiếm dụng. - 61 Hình 4.4 Kết quả đo chỉ tiêu sai số tần số, EVM, PCDE. - 62 8 MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Công nghệ 3G là thuật ngữ dùng để chỉ các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba (third Generation Technology), chuẩn 3G cho phép truyền cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại nhƣ: Video Call, Mobile Internet, Mobile TV, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh, video, Live TV (truyền hình trực tiếp trên ĐTDĐ), VOD/MOD (xem phim/nghe nhạc theo yêu cầu. - Kinh nghiệm quốc tế cho thấy 3G chính là xu hƣớng phát triển tất yếu của công nghệ thông tin di động. - Điểm nổi bật nhất của mạng 3G so với mạng 2G nằm ở khả năng cung ứng truyền thông gói tốc độ cao nhằm triển khai các dịch vụ truyền thông đa phƣơng tiện trên mạng di động mang lại cho ngƣời dùng các dịch vụ giá trị gia tăng cao cấp. - Ngày bộ thông tin và truyền thông đã chính thức trao giấy phép 3G (chuẩn IMT 2000 trong băng tần MHz) cho Viettel. - Theo Viện Khoa học kỹ thuật Bƣu điện thuộc Bộ thông tin và truyền thông, trong số 4 đơn vị triển khai mạng 3G gồm các nhà mạng: Viettel, Vinaphone, Mobifone và liên doanh EVN Telecom&Hanoi Telecom thì Viettel có số lƣợng trạm BTS lớn nhất (15000 trạm). - Do đó chất lƣợng Node B ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng cung cấp dịch vụ ngƣời sử dụng. - Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu của luận văn nhằm đƣa ra phƣơng pháp để đo kiểm một số chỉ tiêu kỹ thuật của Node B từ đó đánh giá chất lƣợng của Node B Ericsson. - Đối tƣợng và phạm vi của luận văn là nghiên cứu phƣơng pháp đo kiểm một số chỉ tiêu kỹ thuật của một số loại thiết bị thu phát sóng vô tuyến Node B của Ericsson mà Viettel đang sử dụng trên mạng lƣới. - Phƣơng pháp nghiên cứu Luận văn này kết hợp hai phƣơng pháp nghiên cứu: 9 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết. - Tài liệu kỹ thuật công bố của nhà sản xuất thiết bị Ericsson. - Quy chuẩn Việt Nam QCVN 16:2010/BTTTT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về thiết bị trạm gốc thông tin di động W-CDMA FDD. - Phƣơng pháp nghiên cứu thực tế. - Phân tích kết quả đo kiểm trực tiếp khi tích hợp thiết bị và chạy dịch vụ trên mạng lƣới. - Từ đó đƣa ra đánh giá chất lƣợng của thiết bị. - Bố cục luận văn Luận văn này tôi lựa chọn mang tên “Nghiên cứu phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng trạm BTS 3G (Node B) trong mạng Viettel”. - Nội dung chính của luận văn gồm 4 chƣơng: CHƢƠNG 1: Tổng quan về mạng vô tuyến 3G WCDMA UMTS. - Giới thiệu về Node B của hãng Ericsson, cấu trúc, thành phần và các chỉ tiêu kỹ thuật chính của thiết bị. - CHƢƠNG 3: Phƣơng pháp đo kiểm đánh giá chất lƣợng thiết bị NODE B. - Nghiên cứu các tài liệu, tiêu chuẩn để đƣa ra các chỉ tiêu kỹ thuật chính của Node B và phƣơng pháp để đo kiểm đánh giá các chỉ tiêu này. - Chƣơng này phân tích kết quả đo kiểm thực tế Node B tại Hà Nội, so sánh với tiêu chuẩn để từ đó đƣa ra đánh giá về chất lƣợng của thiết bị. - Hà Nội, tháng năm 2016 Tác giả Nguyễn Trọng Đức 10 CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ MẠNG VÔ TUYẾN 3G WCDMA UMTS 1.1. - Tổng quan Giữa thập niên 1980, khái niệm Hệ thống Thông tin di động toàn cầu IMT-2000 (International Mobile Telecommunications) đƣợc Liên minh viễn thông quốc tế ITU (International Telecommunications Union) khai sinh hệ thống truyền thông di động 3G. - Sau hơn 10 năm phát triển, vào năm 2000, ITU đã đƣa ra một tiêu chuẩn duy nhất cho các mạng di động tƣơng lai gọi là IMT-2000. - Phổ tần từ 400 MHz đến 3 GHz phù hợp cho hệ thống viễn thông 3G. - 3G là thuật ngữ dùng để chỉ các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba (third Generation Technology), cho phép truyền cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại (Video Call, Mobile Internet, Mobile TV, tải lên/tải xuống dữ liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh, video. - Điểm nổi bật nhất của mạng 3G so với mạng 2G nằm ở khả năng cung ứng truyền thông gói tốc độ cao nhằm triển khai các dịch vụ truyền thông đa phƣơng tiện trên mạng di động nhƣ: cho phép truyền cả thoại và dữ liệu (tải file, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh. - mang lại cho ngƣời dùng các dịch vụ giá trị gia tăng cao cấp. - WCDMA là công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng sử dụng cho phần giao diện vô tuyến cho hệ thống thông tin di động thế hệ 3 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System: Hệ thống thông tin di động toàn cầu). - Là hệ thống đa truy cập phân chia theo mã trải phổ dãy trực tiếp băng rộng DS-CDMA. - Có tốc độ chip là 3,84 Mcps với độ rộng sóng mang 5 MHz, nên đƣợc gọi là hệ thống băng rộng. - Lộ trình phát triển thông tin di động lên 4G Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động lên 4G đƣợc cho trên hình 1.1 dƣới đây: Hình 1. - 1 Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động lên 4G Quá trình nghiên cứu phát triển UMTS lên 3G và tiến dần đến 4G là việc đƣa ra công nghệ đa truy nhập gói tốc độ cao HSPA (High Speed Packet Access) và phát triển dài hạn LTE (Long term Evolution) cho phần vô tuyến và phát triển kiến trúc hệ thống SAE (System Architecture Evolution) cho phần mạng. - 3GPP đã tiến hành nghiên cứu để cải thiện hiệu năng của UMTS bằng việc đƣa ra các phát hành R5, R6 và R7 với các tính năng nhƣ HSDPA, HSUPA và MBMS. - Mục tiêu của LTE là nghiên cứu phát triển hiệu năng hệ thống sau R6 RAN để có thể triển khai vào năm 2010. - Các nghiên cứu của LTE nhằm giảm giá thành, tăng cƣờng hỗ trợ cho các dịch vụ lợi nhuận cao và cải thiện khai thác bảo dƣỡng cũng nhƣ cung cấp dịch vụ. - Ngoài ra cũng cần nghiên cứu để giảm độ phức tạp của hệ thống (nhất là đối với các giao diện) và quản lý tài nguyên vô tuyến hiệu quả để dễ dàng triển khai và khai thác hệ thống. - Lộ trình nghiên cứu phát triển trong 3GPP đƣợc cho trên hình 1.2 Hình 1. - 2 Lịch trình nghiên cứu phát triển trong 3GPP Lộ trình tăng tốc độ truyền số liệu trong các phát hành của 3GPP đƣợc cho trên hình 1.3 13 Hình 1. - Kiến trúc chung của một hệ thống thông tin di động 3G Mạng thông tin di động (TTDĐ) 3G lúc đầu sẽ là mạng kết hợp giữa các vùng chuyển mạch gói (PS) và chuyển mạch kênh (CS) để truyền số liệu gói và tiếng. - Các trung tâm chuyển mạch gói sẽ là các chuyển mạch sử dụng công nghệ ATM. - Trên đƣờng phát triển đến mạng toàn IP, chuyển mạch kênh sẽ dần đƣợc thay thế bằng chuyển mạch gói. - Các dịch vụ kể cả số liệu lẫn thời gian thực (nhƣ tiếng và video) cuối cùng sẽ đƣợc truyền trên cùng một môi trƣờng IP bằng các chuyển mạch gói. - Hình 1.4 dƣới đây cho thấy thí dụ về một kiến trúc tổng quát của TTDĐ 3G kết hợp cả CS và PS trong mạng lõi. - 4 Kiến trúc tổng quát của một mạng TTDĐ kết hợp cả CS và PS Các miền chuyển mạch kênh (CS) và chuyển mạch gói (PS) đƣợc thể hiện bằng một nhóm các đơn vị chức năng lôgic: trong thực hiện thực tế các miền chức năng này đƣợc đặt vào các thiết bị và các nút vật lý. - Chẳng hạn có thể thực hiện chức năng chuyển mạch kênh CS (MSC/GMSC) và chức năng chuyển mạch gói (SGSN/GGSN) trong một nút duy nhất để đƣợc một hệ thống tích hợp cho phép chuyển mạch và truyền dẫn các kiểu phƣơng tiện khác nhau: từ lƣu lƣợng tiếng đến lƣu lƣợng số liệu dung lƣợng lớn. - Kiểu thứ nhất sử dụng công nghệ đa truy nhập WCDMA (Wide Band Code Devision Multiple Access: đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng) đƣợc gọi là UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Network: mạng truy nhập vô tuyến mặt đất của UMTS). - Kiểu thứ hai sử dụng công nghệ đa truy nhập TDMA đƣợc gọi là GERAN (GSM EDGE Radio Access Network: mạng truy nhập vô tuyến dƣa trên công nghệ EDGE của GSM). - Chuyển mạch kênh (CS), chuyển mạch gói (PS), dịch vụ chuyển mạch kênh và dịch vụ chuyển mạch gói 3G cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh nhƣ tiếng, video và các dịch vụ chuyển mạch gói chủ yếu để truy nhập internet. - Chuyển mạch kênh (CS: Circuit Switch) là sơ đồ chuyển mạch trong đó thiết bị chuyển mạch thực hiện các cuộc truyền tin bằng cách thiết lập kết nối chiếm một tài nguyên mạng nhất định trong toàn bộ cuộc truyền tin. - Thiết bị chuyển mạch sử dụng cho CS trong các tổng đài của TTDĐ 2G thực hiện chuyển mạch kênh trên cơ sở ghép kênh theo thời gian trong đó mỗi kênh có tốc độ 64 kbps và vì thế phù hợp cho việc truyền các ứng dụng làm việc tại tốc độ cố định 64 kbps (chẳng hạn tiếng đƣợc mã hoá PCM). - Chuyển mạch gói (PS: Packet Switch) là sơ đồ chuyển mạch thực hiện phân chia số liệu của một kết nối thành các gói có độ dài nhất định và chuyển mạch các gói này theo thông tin về nơi nhận đƣợc gắn với từng gói và ở PS tài nguyên mạng chỉ bị chiếm dụng khi có gói cần truyền. - Chuyển mạch gói cho phép nhóm tất cả các số liệu của nhiều kết nối khác nhau phụ thuộc vào nội dung, kiểu hay cấu trúc số liệu thành các gói có kích thƣớc phù hợp và truyền chúng trên một kênh chia sẻ. - Các công nghệ sử dụng cho chuyển mạch gói có thể là Frame Relay, ATM hoặc IP
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt