Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU
o0o
Hòa nhịp với sự phát triển chung của nền kinh tế thế giới, nền kinh tế Việt Nam
đang từng bước đẩy mạnh phát triển kinh tế, xã hội… Trong đó, dịch vụ viễn thông đang
là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn nhằm đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin
đang tăng lên cả về số lượng lẫn chất lượng. Số lượng các nhà khai thác viễn thông trong
và ngoài nước tham gia vào thị trường viễn thông ngày một tăng, sự cạnh tranh giữa các
nhà khai thác ngày càng trở nên căng thẳng.
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế, cơ sở hạ tầng đô thị cũng
ngày một đổi mới, các khu nhà cao tầng đang mọc lên ngày một nhiều hơn. Phần lớn các
toà nhà cao tầng này đều là văn phòng làm việc của các công ty trong và ngoài nước,
khách sạn, siêu thị, khu chung cư… Đây là nơi mà nhu cầu liên lạc rất lớn và là những
khách hàng quan trọng của các nhà khai thác viễn thông. Vấn đề vùng phủ và dung lượng
đều rất quan trọng vì chất lượng thoại di dộng ảnh hưởng trực tiếp đến uy tín của nhà
cung cấp dịch vụ. Vì vậy để có thể đảm bảo nhu cầu liên lạc, đáp ứng nhu cầu ngày càng
cao của khách hàng đặc biệt là các khách hàng cao cấp, các nhà khai thác viễn thông đang
từng bước tập trung nâng cao chất lượng viễn thông trong các toà nhà cao tầng. Tuy
nhiên, do đặc trưng vùng phủ của những khu vực này rộng hoặc trải dài theo chiều dọc,
sóng vô tuyến từ trạm BTS bên ngoài tòa nhà (BTS outdoor macro) bị suy hao nhiều khi
xuyên qua các bức tường bê tông dẫn đến cường độ tín hiệu không đạt yêu cầu, nên giải
pháp phủ sóng trong tòa nhà hiện nay được nhiều nhà cung cấp dịch vụ di động lựa chọn.
Việc xây dựng một hệ thống phủ sóng di động trong các tòa nhà này trở nên cần thiết đặc
biệt là hai thành phố lớn Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh.
Trong báo cáo “Tìm hiểu hệ thống phủ sóng di động trong tòa nhà” này, Em sẽ
trình bày quy trình khảo sát, thiết kế, kiểm định chất lượng và vận hành, bảo trì hệ thống
phủ sóng điện thoại di động cho một tòa nhà mẫu từ đó có thể triển khai rộng cho các tòa
nhà cao tầng khác
Báo cáo được tổ chức thành ba chương như sau:
Chương 1: Tổng quan về mạng GSM
BCN Broadband Convergence Network Mạng hội tụ băng rộng
BLER Block Error Rate Tốc độ lỗi khối
C
CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập chia theo mã
C/I Carrier to Interference Ratio Tỷ số sóng mang trên nhiễu
CPICH Common Pilot Chanel Kênh hoa tiêu chung
CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh
CSPDN Circuit Switched Public Data
Network
Mạng số liệu chuyển mạch kênh
công cộng
CS-ACELP Conjugate Structure Algebraic Code
Excited Linear Pradiction
Dự báo tuyến tính kích thích
theo mã đại số cấu trúc phức hợp
D
DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng
DPCCH Dedicated Physical Control Chanel Kênh điều khiển vật lý riêng
DAS Distributed Antenna System Hệ thống phân phối anten
E
EIRP Equivalent Isotropically Radiated
Power
Công suất phát xạ đẳng hướng
F
FACCH Fast Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh
FACH Forward Access Chanel Kênh truy nhập đường xuống
FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số
FDD Frequency Division Duplex Ghép kênh song công phân chia
theo tần số
L
LAC Link Access Control Điều khiển truy nhập liên kết
LAI Location Area Indentify Nhận dạng vùng vị trí
LA Location Area Vùng định vị
M
MS Mobile Station Trạm di động
MSC Mobile Service Switching Center Tổng đài di động
ME Mobile Equipment Thiết bị di động
MCC Mobile Country Code Mã quốc gia
MNC Mobile Network Code Mã dạng di động
N
NAS Non-Access Stratum Tầng không truy nhập
NSS Network and Switching Subsystem Hệ thống chuyển mạch
O
OM Operation and Management Khai thác và bảo dưỡng
OCQPSK Orthogonal complex quadrature
Phase Shift Keying
Khóa chuyển pha vuông góc trực
giao
P
PCCH Paging Control Chanel Kênh điều khiển tìm gọi
PCH Paging Channel Kênh nhắn tin
PCS Personal Communication Services Dịch vụ thông tin cá nhân
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng
Sinh viên: Phan Quang Trung - Lớp: H09VT9 3
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
PSTN Public Switched Telephone Network Mạng chuyển mạch thoại công
cộng
PRACH Physical Random Access Channel Kênh truy cập ngẫu nhiên vật lý
Q
WDM Wavelength Devision Multiplexing Ghép kênh phân chia
bước sóng
MỤC LỤC
o0o
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 2
Sinh viên: Phan Quang Trung - Lớp: H09VT9 4
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
MỤC LỤC 4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG GSM 6
1.1 Các đặc tính và dịch vụ của mạng GSM 6
1.2.1 Hệ thống GSM 7
1.2.2 Hệ thống con chuyển mạch (SS) 8
1.2.3 Trạm di động(MS) 9
1.2.4 Hệ thống con BSS 10
1.2.5 Hệ thống khai thác và hỗ trợ (OSS) 10
1.3 Cấu trúc địa lý của mạng GSM 11
1.4 Các đặc trưng của GSM 11
2.2.3 Phần tử bức xạ 21
2.4 Kết luận 24
CHƯƠNG III: TIẾN HÀNH KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHỦ SÓNG
DI ĐỘNG TRONG TOÀ NHÀ 25
3.6.2 Các tham số lập kế hoạch 36
CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG HỆ THỐNG IBC CHO TOÀ NHÀ 42
4.1 Phân tích kết quả khảo sát 43
4.2.5 Thiết kế hệ thống IBS theo trục đứng 49
4.2.6 Lắp đặt phòng BTS room 53
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 2
MỤC LỤC 4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG GSM 6
1.1 Các đặc tính và dịch vụ của mạng GSM 6
Giải quyết sự hạn chế dung lượng nhời việc sử dụng lại tần số tốt hơn.
Các dịch vụ được tiêu chuẩn ở GSM:
Các dịch vụ thoại:
Chuyển hướng các cuộc gọi vô điều kiện, cuộc gọi khi thuê bao di động bận và
không bận, cuộc gọi khi không đến được MS, cuộc gọi khi ứ nghẽn vô tuyến.
Cấm tất cả các cuộc gọi đi, cuộc gọi ra quốc tế, cuộc gọi ra quốc tế trừ các nước
PLMN thường trú, cuộc gọi đến khi lưu động ở ngoài nước có PLMN thường trú.
Giữ cuộc gọi, đợi gọi, chuyển tiếp cuộc gọi.
Sinh viên: Phan Quang Trung - Lớp: H09VT9 6
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
Hoàn thành các cuộc gọi đến các thuê bao bận.
Nhóm và sử dụng khép kín, dịch vụ ba phía, thông báo cước phí.
Dịch vụ điện thông không trả cước.
Nhận dạng số chủ gọi, số thoại được nối, cuộc gọi hiềm thù.
Các dịch vụ số liệu:
Truyền dẫn số liệu.
Dịch vụ bản tin ngắn, hộp thư thoại.
Phát quảng bá trong cell.
1.2 Cấu trúc mạng GSM
Các khối chính trong mạng GSM:
OSS: Hệ thống khai thác và hỗ trợ
AUC: Trung tâm nhận thực
HLR: Bộ ghi định vị thường trú
SS: Hệ thống chuyển mạch
VLR: Bộ ghi định vị tạm trú
BTS: Đài vô tuyến gốc
MS: Máy di động
BSS: Hệ thống trạm gốc
BSC: Đài điều khiển trạm gốc
OMC: Trung tâm khai thác và bảo dưỡng
sẽ được đăng ký ở HLR của hãng này. HLR chứa các thông tin về thuê bao như các dịch
vụ bổ xung và các tần số nhận thực, quyền thâm nhập của thuê bao, các dịch vụ mà thuê
bao đăng ký, các số liệu động về vùng mà ở đó đang chứa thuê bao của nó (Roaming),
trong HLR còn tạo báo hiệu số 7 trên giao diện với MSC. Ngoài ra sẽ có thông tin về vị
trí của MS tức là hiện thời vị trí của MS ở đâu thuộc MSC nào. Thông tin này thay đổi
khi MS di động. MS sẽ gửi thông tin về vị trí thông qua MSC/HLR đến HLR của mình,
nhờ vậy đảm bảo phương tiện để thu một cuộc gọi.
1.2.2 Hệ thống con chuyển mạch (SS)
Hệ thống con chuyển mạch (SS): bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của
GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động của
thuê bao. Chức nãng chính của SS là quản lý thông tin giữa những người sử dụng mạng
GSM với nhau và với mạng khác.
MSC thực hiện các chức năng chuyển mạch chính, nhiệm vụ chính của MSC là điều phối
việc thiết lập cuộc gọi đến những thuê bao của GSM, một mặt MSC giao tiếp với hệ
thống con BSS và mặt khác giao tiếp với mạng ngoài qua G-MSC.
Khối SS cũng cần giao tiếp với mạng ngoài để sử dụng khả năng truyền tải của các
mạng này cho việc truyền tải số liệu của người sử dụng hay báo hiệu giưã các phần tử của
mạng GSM. Chẳng hạn SS có thể sử dụng mạng báo hiệu kênh chung số 7, mạng này
đảm bảo hoạt động tương tác giữa các phần tử của SS trong một hay nhiều mạng GSM.
MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điều khiển trạm gốc
BSC. Một tổng đài MSC thích hợp cho một vùng đô thị và ngoại ô có dân cư vào khoảng
một triệu (với mật độ thuê bao trung bình).
Khối IWF:
Để kết nối MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm truyền dẫn của
GSM với các mạng này. Các thích ứng này gọi là chức năng tương tác IWF. IWF bao
gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyền dẫn. IWF có thể thực hiện trong cùng
chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng, ở trường hợp hai giao tiếp giữa MSC và IWF
được để mở.
Khối HLR:
Sinh viên: Phan Quang Trung - Lớp: H09VT9 8
1.2.3 Trạm di động(MS)
MS là một đầu cuối di động, có thể đặt trên ô tô hay xách tay. Tại GSM có một
khối nhỏ gọi là modun nhận dạng thuê bao SIM, là một khối vật lý tách riêng chẳng hạn
là một IC Card còn gọi là card thông minh SIM cung với thiết bị trạm hợp thành trạm di
động. Không có SIM, MS không thể thâm nhập đến mạng trừ trường hợp gọi khẩn. Khi
liên kết đăng ký thuê bao với card SIM chứ không phải với MS. Đăng ký thuê bao có thể
có thể sử dụng trạm MS khác như của chính mình. Điều này làm nẩy sinh vấn đề MS bị
lấy cắp, vì không có biện pháp để chặn đăng ký thuê bao nếu bị lấy cắp thì khi đó sẽ cần
một cơ sở dữ liệu chứa số liệu phần cứng của thiết bị: thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR
(nhưng hiện nay ở Việt Nam thì người ta không dùng thiết bị này nữa bởi vì khi có EIR
thì nó yêu cầu máy có chỉ tiêu chất lượng tốt. Do kinh tế thị trường thì không phải ai cũng
có thể mua một máy có chất lượng đạt yêu cầu ). EIR được nối Với MSC qua một đường
báo hiệu. Nó cho phép MSC kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị. Bằng cách này có thể cho
một MS không được thâm nhập.
Sinh viên: Phan Quang Trung - Lớp: H09VT9 9
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
1.2.4 Hệ thống con BSS
Là một hệ thống đặc thù riêng cho tính chất tổ ong vô tuyến của GSM. BSS giao
diện trực tiếp với các trạm di động MS thông qua giao diện vô tuyến, vì thế nó bao gồm
các thiết bị thu phát đường vô tuyến và quản lý các chức năng này. Mặt khác BSS thực
hiện giao diện với các tổng đài SS. Tóm laị, BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài
và nhờ vậy đấu nối những người sử dụng các trạm di động với những người sử dụng viễn
thông khác BSS cũng phải được điều khiển, do đó nó được đấu nối với OSS. BSS bao
gồm hai loại thiết bị: BTS giao diện với MS và BSC giao diện với MSC.
Khối BTS:
Một BTS gồm các thiết bị thu phát, anten và xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện vô
tuyến. Có thể coi BTS là các Modem vô tuyến phức tạp có thêm một số các chức năng
khác. Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU là khối chuyển đổi mã và thích ứng tốc
độ. TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá và giải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM
được tiến hành, tại đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số liệu.
Sinh viên: Phan Quang Trung - Lớp: H09VT9 10
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
Có một số chức năng đo đạc ở GSM, nội dung chức năng đo đạc sơ cấp này được thực
hiện ở phần tử mạng chịu trách nhiệm về đối tượng đo, chẳng hạn các số liệu định hướng
theo cuộc gọi được thực hiện ở MSC sau, đó số lượng đo sơ cấp được gửi tới OSS và
được lưu trữ ở đấy.
Các phép đo đó là:
Đo lưu lượng các tuyến.
Đo lưu lượng các loại lưu lượng.
Đo về độ phân tán lưu lượng
Đối tượng chính để đo ở mạng vô tuyến là cell.
1.3 Cấu trúc địa lý của mạng GSM
Mọi mạng điện thoại cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọi vào
tổng đài ọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng.
Vùng mạng:
Tổng đài vô tuyến cổng GMSC kết nối các đường truyền giữa mạng GSM/PLMN và
mạng PSTN/ISDN khác hay các mạng PLMN khác sẽ ở mức tổng đài trung kế quốc gia
hay quốc tế. Tất cả các cuộc gọi vào cho mạng GSM sẽ được định tuyến đến một hay
nhiều tổng đài vô tuyến cổng GMSC.
Vùng phục vụ MSC/VLR:
Vùng MSC là một bộ phận của mạng được một MSC quản lý. Để định tuyến một cuộc
gọi đến một thuê bao di động, đường truyền qua mạng sẽ được nối đến MSC ở vùng phục
vụ MSC nơi thuê bao đang ở. Vùng phục vụ như là một bộ phận của mạng được định
nghĩa như một vùng mà ở đó có thể đạt đến trạm di động nhờ việc MS này được ghi lại ở
một bộ định vị khác(VLR). Một vùng mạng GSM được chia thành một hay nhiều vùng
phục vụ MSC/VLR.
Vùng định vị (LA-location Area):
Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị. Vùng định vị là một
phần của vùng phục vụ MSC/VLR mà ở đó một trạm di động có thể chuyển động tự do
mà không cần cập nhật thông tin về vị trí cho tổng đài MSC/VLR điều khiển vùng định vị
hiệu vô tuyến tương tự. Mặc dù kỹ thuật này có thể đảm bảo một chất lượng thoại rất tốt
(nó được sử dụng nhiều đối vớ vô tuyến quảng bá stereo), nhưng nó dễ bị tạp âm xâm
nhập. Tạp âm sẽ giao thoa với hệ thống hiện hành, có thể được phát sinh bởi các nguyên
nhân sau :
Một nguồn công suất mạnh hoặc kéo dài , gần với hệ thống thông tin di động (như
hệ thống đánh lửa trên ô tô , sét ).
Sự truyền dẫn ở các máy di động khác nhau trên cùng một tần số (nhiễu kênh
chung).
Sự truyền dẫn ở các máy di động khác nhau, theo kiểu “xuyên ngang “ từ một tần
số lân cận (nhiễu kênh lân cận ).
Nhiễu nền xâm nhập vì tín hiệu quá yếu.
Để đối phó với nhữnh vấn đề gây ra nhiễu trong hệ thống tế bào mới người ta sử dụng các
tín hiệu số thay cho tín hiệu tương tự. Các tín hiệu được phát trên một giao diện vô tuyến
số có thể được bảo vệ để chống lại các lỗi phát sinh do tạp âm. Việc bảo vệ này sẽ hình
thành từ sự mã hoá của tín hiệu, mà cơ chế là do sự quyết định của phần mềm và sử dụng
giải mã viterbi. Các cơ chế này cho phép phát hiện và sửa chữa các lỗi ở một tín hiệu. Kết
quả là có một giao diện vô tuyến mạnh hơn nhiều.
Thông tin di động số có thể chịu được mức nhiễu cao hơn so với các hệ thống tương tự
hiện có, dẫn đến việc cải thiện cả chất lượng lẫn hiệu quả ở hệ thống thông tin di động.
Tính linh hoạt và tăng thêm dung lượng:
Với giao diện vô tuyến tương tự hiện có, mỗi kết nối giữa một thuê bao di động với một
Cell đòi hỏi phải có sóng mang RF riêng, điều đó dẫn đến đòi hỏi ở Cell phải lắp đặt thêm
modul (phần cứng ) RF. Vì vậy, để mở rộng dung lượng của một Cell thì phải tăng thêm
số lượng các kênh và các modul RF có chất lượng tương đương phải được đưa thêm vào
thiết bị của Cell. Do đó, việc mở rộng hệ thống là tốn nhiều thời gian, tiền của và công
sức Như vậy, các hãng khai thác cũng bao hàm cả việc lập kế hoạch RF rất phức tạp. Để
khai thác một cách hợp pháp, tất cả các hệ thống phải sử dụng một khoảng tần số RF đã
đựoc qui định chặt chẽ, chỉ trong khoảng tần số (872-960 MHz).
Rõ ràng phổ tần số bị nhiều hạn chế và chỉ một số lượng có hạn các cuộc đàm thoại là có
thể chèn được trên một số lượng kênh vô tuyến đã cho, do đó, thường xuyên có sự quá tải
với các kỹ thuật nhận thực thuê bao tinh vi sẽ loaị trừ việc ăn cắp cuộc gọi. ở hệ thống
GSM thiết bị di động sẽ được nhận dạng một cách độc lập từ thuê bao di động. Mỗi máy
di động có một số nhận dạng được mã hoá cứng khi sản xuất để kiểm tra nếu như nó được
khai báo là đã bị mất cắp.
Hệ thống GSM đảm bảo ở một mức độ cao tính bảo mật cho các thuê bao, các cuộc gọi sẽ
được số háo, mã háo và sau đó được gài mật mã trước khi phát lên không gian.
Chuyển vùng nhanh hơn:
Chuyển vùng xảy ra khi máy di động di chuyển giữa các cell. Một cuộc gọi sẽ được
chuyển từ một kênh này đến kênh khác và từ một cell này đến một cell khác để duy trì
cuộc gọi được liên tục. Trong các hệ thống tương tự hiện có, chỉ có thuê bao rất tốt mới
nhận ra một chuyển vùng đã xảy ra. Còn hệ thống GSM đã giải quyết vấn đề này và quá
trình chuyển vùng được điều khiển chặt chẽ hơn nhiều. GSM cho phép đưa nhiều yếu tố
vào tính toán và được tính toán chi tiết hơn (Đo cường độ tín hiệu của các cell lân cận).
Nhận dạng thuê bao:
So với các hệ thống tương tự, mỗi thuê bao di động được nhận dạng bởi số máy điện
thoại mà nó được gắn lên thiết bị di động của nó. Vì vậy nếu thuê bao muốn thu/phát các
cuộc gọi thì cần phải có thiết bị di động. Trong hệ thống GSM, thuê bao và thiết bi di
Sinh viên: Phan Quang Trung - Lớp: H09VT9 13
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
động được nhận dạng một cách riêng rẽ. Thuê bao được nhận dạng bằng một card thông
minh (Smart card),được biết như một khối nhận dạng thuê bao SIM.
Nghĩa là người sử dụng chỉ cần mua thuê bao ở một hệ thống di động nhưng có khả năng
sử dụng cho nhiều kiểu thiết bị di động khác nhau (Fax, Computer, điện thoại di động).
Nghĩa là khi di chuyển thuê bao chỉ cần mang theo SIM card của nó. Vì SIM card nhận
diện người sử dụng nên bất kỳ nơi nào các cuộc gọi của thuê bao tạo ra, háo đơn tính
cước sẽ luôn luôn được được gửi tới bộ ghi định vị thường trú (HLR) của thuê bao.
Tính tương thích với ISDN:
ISDN là một tiêu chuẩn mà hầu hết các nước đang phát triển đã cam kết thực hiện. Đây là
một mạng thông tin mới và tiên tiến được thiết kế để truyền thoại và số liệu thuê bao trên
các đường truyềnthoại tiêu chuẩn. Mạng GSM đã được thiết kế để khai thác với hệ thống
và nhỏ (dưới 23 tầng, dưới 100 000 m2).
Lắp đặt dễ dàng và nhanh chóng, sử dụng các quang đi dọc trục để giảm suy hao tín hiệu
Chia tách hệ thống thành từng phần nhỏ, trong mỗi phần sử dụng cáp feeder 7/8 chạy dọc
trục. Có thêm các bộ repeater quang để điều khiển tín hiệu. Thích hợp với các tòa nhà
diện tích lớn, cao trên 30 tầng.
Dưới đây là những ưu điểm khi sử dụng hệ thống Inbuilding:
Đảm bảo vùng phủ sóng di động mọi lúc mọi nơi bên trong tòa nhà, giúp khả năng
truy cập mạng và liên lạc không bị gián đoạn cho việc giao dịch, hội nghị…
Các dịch vụ thông tin, dữ liệu, mobile… đều được cung cấp với chất lượng ổn định
để mang lại hiệu quả công việc tốt nhất và lợi nhuận cho khách hàng.
Tối ưu hóa thiết kế về kinh phí thiết bị sử dụng và khả năng phủ sóng.
Tránh phủ sóng ra ngoài phạm vi tòa nhà để giảm thiểu khả năng nghẽn mạng
ngoài ý muốn.
Hệ thống In Building là một hệ thống độc lập không phụ thuộc vào hệ thống
outdoor bên ngoài nên việc sử dụng hệ thống này bảo đảm tính bền vững ổn định
chất lượng vùng phủ sóng cho tòa nhà
Hệ thống có khả năng tích hợp tất cả các mạng đang sử dụng trên toàn quốc như
cùng một lúc có thể dùng chung các mạng như Vinaphone, Mobifone,Viettel…trên
một hệ thống Inbuilding đã lắp trước, có khả năng linh hoạt thay đổi cấu hình,
nâng cấp cấu hình bảo dưỡng mạng.
Nền tảng cho các ứng dụng hệ thống wireless, mobile broadband, mobile TV…
Sinh viên: Phan Quang Trung - Lớp: H09VT9 16
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
2.2 Tổng quan giải pháp IBC cho tòa nhà cao tầng
Có thể nói hiện nay đối với các tòa nhà lớn như là sân bay, ga điện ngầm, văn
phòng cao tầng, siêu thị kinh doanh hàng hóa rộng lớn… thì vấn đề vùng phủ và dung
lượng đều rất quan trọng vì chất lượng thoại di dộng ảnh hưởng trực tiếp đến uy tín của
nhà cung cấp dịch vụ. Tuy nhiên, do đặc trưng vùng phủ của những khu vực này rộng
hoặc trải dài theo chiều dọc, sóng vô tuyến từ trạm BTS bên ngoài tòa nhà (BTS outdoor
macro) bị suy hao nhiều khi xuyên qua các bức tường bê tông dẫn đến cường độ tín hiệu
Nguồn tín hiệu dùng trạm lặp Repeater:
Ngoài cách phủ sóng trong nhà bằng trạm outdoor có thể sử dụng trạm lặp (repeater) làm
nguồn vô tuyến cung cấp cho hệ thống phân phối. Khi đó vùng phủ của trạm outdoor hiện
có được mở rộng. Nhưng giải pháp này ít được sử dụng trong thực tế vì cường độ tín
hiệu, chất lượng, sự ổn định, dung lượng phụ thuộc vào trạm BTS bên ngoài và việc thiết
kế cho trạm lặp (quỹ đường truyền, mức độ cách ly 2 hướng) mặc dù giá thành thấp, triển
khai nhanh, dễ dàng. Vì có nhiều nhược điểm nói trên nên trên thực tế rất ít nhà cung cấp
dịch vụ di động sử dụng giải pháp này, trừ trường hợp bất khả kháng.
Nguồn tín hiệu bằng trạm indoor dành riêng:
Hình 2.5: Vùng phủ cho tòa nhà được cung cấp bởi trạm indoor dành riêng
Giải pháp này có thể tăng thêm dung lượng cho những vùng trong nhà yêu cầu lưu lượng
cao. Vấn đề chính ở đây là cung cấp dung lượng yêu cầu trong khi vẫn đảm bảo vùng phủ
tốt của toà nhà mà không làm ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ của mạng BTS outdoor
macro. Vì vậy giải pháp này được các nhà cung cấp dịch vụ di động trong khu vực sử
dụng như SingTel, Digi
Ưu điểm của giải pháp này là nguồn tín hiệu từ bên ngoài ổn định, mức tín hiệu
tốt, mở rộng dung lượng hệ thống dễ dàng. Nhược điểm của giải pháp là giá thành cao,
Sinh viên: Phan Quang Trung - Lớp: H09VT9 18
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
yêu cầu phải có cách bố trí tần số/kênh cụ thể và xây dựng hệ thống truyền dẫn đảm bảo
tính mỹ thuật.
2.2.2 Hệ thống phân phối tín hiệu
Hệ thống phân phối tín hiệu có nhiệm vụ phân phối tín hiệu từ nguồn cung cấp đi đến các
anten hoặc phần tử bức xạ khác và được phân loại thành:
Hệ thống thụ động:
Hình 2.6: Giải pháp hệ thống anten phân phối cáp đồng thụ động
Hệ thống thụ động là hệ thống anten được phân phối bằng cáp đồng trục và các phần tử
thụ động. Đây là giải pháp phổ biến nhất cho các khu vực phủ sóng inbuilding không quá
rộng, có đặc điểm:
- Trạm gốc được dành riêng cho toà nhà: Tín hiệu vô tuyến từ trạm gốc được phân phối
bảo chất lượng tín hiệu cho những khu vực phủ sóng trong nhà có quy mô lớn lại vừa tiết
kiệm chi phí.
2.2.3 Phần tử bức xạ
Phần tử bức xạ có nhiệm vụ biến đổi năng lượng tín hiệu điện thành sóng điện từ
phát ra ngoài không gian và ngược lại. Do hệ thống trong nhà được sử dụng ở những khu
vực có vùng phủ sóng đặc biệt như nên đối với từng công trình cụ thể đòi hỏi phải có
phần tử bức xạ thích hợp.
o Anten: sử dụng thích hợp với những vùng phủ có khuynh hướng hình tròn hoặc hình
chữ nhật. Đó là vì anten cho vùng phủ sóng không đồng đều, việc tính quỹ đường
truyền phụ thuộc nhiều vào cấu trúc của toà nhà. Phạm vi phủ sóng của anten ở dải
GSM900 là 25m ÷ 30m; GSM1800 là 15m ÷ 18m. Có 2 loại anten thường được sử
dụng là anten vô hướng (omni) và anten có hướng (yagi). Anten vô hướng có tính
thẩm mỹ, nhỏ gọn dễ lắp đặt nên có thể kết hợp hài hoà với môi trường trong toà nhà,
còn anten có hướng có độ tăng ích cao thích hợp khi phủ sóng trong thang máy.
Hình 2.10: Hệ thống phân phối cáp rò
o Cáp rò: Đặc điểm của cáp rò (còn gọi là cáp tán xạ) là có cường độ tín hiệu đồng đều
theo một trục chính nên thường được dùng cho các vùng phủ phục vụ kéo dài đặc biệt
như: hành lang dài, xe điện ngầm, đường hầm Phạm vi phủ sóng của cáp dò chỉ vào
khoảng 6m nhưng lại có ưu điểm hơn hẳn so với anten là hỗ trợ được dải tần số rộng
từ 1 MHz ÷ 2500 MHz.
2.3 Các thiết bị dùng trong hệ thống DAS
2.3.1 Các loại anten dùng cho hệ thống
Anten Omni 3dBi, Omni Direction 2400 4.5dBi, Panel 14 dBi, hỗ trợ dải tần từ
800-2500 MHz.
Sinh viên: Phan Quang Trung - Lớp: H09VT9 21
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
Hình 2.11: Anten Omni với sơ đồ bức xạ theo chiều ngang và dọc
2.3.2 Cáp feeder sử dụng cho hệ thống
Hệ thống được thiết kế theo kiểu backbone nên cáp trục chính thƣờng dùng là
feeder 7/8’’ và cáp nhánh cho các tầng là feeder 1/2’’.
thành một đường sau đó truyền đến hệ thống DAS ở phần C.
Hình 2.16: Các tần số được kết hợp vào bộ POI
Phần C là hệ thống DAS bao gồm các linh kiện thụ động như feeder, anten indoor,
slipter…để phân phối công suất từ BTS đưa tới.
Ở đây, người thực hiện sẽ dùng bộ Hybrid 2 ngõ vào và 4 ngõ ra có chức năng tương tự
như bộ POI.
2.4 Kết luận
Quá trình truyền sóng trong môi trường trong nhà rất phức tạp và khó dự đoán
chính xác do cấu trúc, kết cấu, vật liệu xây dựng của các công trình khác nhau, mục đích
sử dụng cũng khác nhau: sân bay, ga điện ngầm, văn phòng cao tầng, khu vực kinh doanh
hàng hóa rộng lớn Vì vậy phải cân nhắc khi chọn giải pháp thiết kế sao cho phù hợp
nhất với từng công trình bằng cách kết hợp linh hoạt các lựa chọn trong ba khối thành
phần chính của hệ thống trong nhà. Trong những năm gần đây, các giải pháp inbuilding
ngày càng được triển khai nhiều và được các mạng di động quan tâm nhằm đáp ứng nhu
cầu của người sử dụng “vùng phủ mọi nơi”. Đồng thời đây cũng là cơ hội để các nhà khai
thác mở rộng vùng phủ, cải thiện dịch vụ, gia tăng lưu lượng mới cho những vùng mà
trước đây gọi là “hố đen” do mạng macro không có khả năng phục vụ được. Với vùng
phủ trong nhà chồng lên và cùng với vùng phủ mạng macro sẽ làm tăng tổng dung lượng
và vùng phủ của toàn mạng di động.
Sinh viên: Phan Quang Trung - Lớp: H09VT9 24
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
CHƯƠNG III: TIẾN HÀNH KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHỦ
SÓNG DI ĐỘNG TRONG TOÀ NHÀ
3.1 Các bước thiết kế hệ thống IBC cho tòa nhà
Sau khi hoàn tất hợp đồng cung cấp giải pháp phủ sóng di động cho toàn nhà, thì
kỹ sư sẽ xin bên chủ đầu tư bản vẽ kiến trúc của tòa nhà, bao gồm cả tầng hầm… Việc có
bản vẽ kiến trúc trong tay sẽ rất thuận lợi cho việc thiết kế hệ thống IBS: vị trí lắp đặt các
anten, hệ thống đi dây cáp…
Hình 3.1: Thiết kế hệ thống IBS cho tòa nhà cao tầng
Để có thể nắm rõ kiến trúc của toàn nhà thì bắt buộc người kỹ sư cần phải đi khảo