Tong Quan GSM Va Van de Su Dung Lai Tan So

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông

BÁO CÁO MÔN HỌC

YÊU CẦU: TÌM HIỂU CẤU TRÚC MẠNG GSM VÀ VẤN ĐỀ SỬ DỤNG LẠI TẦN SỐ TRONG MẠNG

Sinh viên thực hiện: Vũ Hoàng Long

Lớp: TTM – K52

Giáo viên: T/s Ngô Quỳnh Thu

HÀ NỘI – 04/2011

Vũ Hoàng Long – 20071818- Truyền Thông và Mạng Máy TínhĐề tài: Cấu trúc mạng GSM và vấn đề sử dụng lại tần số

Table of Contents

MỤC LỤC

I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG GSM...........................................................2

1. Tổng quan về hệ thống GSM....................................................................................2

2. Lịch sử mạng GSM...................................................................................................3

3. Giao tiếp RADIO......................................................................................................3

II. CẤU TRÚC HỆ THỐNG GSM...............................................................................5

1. Hệ thống GSM...........................................................................................................5

2. Hệ thống chuyển mạch con (SS)...............................................................................7

3. Trạm di động (MS)...................................................................................................9

4. Hệ thống con (BSS).................................................................................................10

5. Hệ thống khai thác và hỗ trợ quản lý(OSS)..........................................................11

III. VẤN ĐỀ VÀ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG LẠI DẢI TẦN..................................12

1. Giới thiệu vấn đề.....................................................................................................12

2. Sử dụng lại tần số....................................................................................................13

3. Trùng phổ của kênh và khả năng của hệ thống....................................................15

4. Tiêu chuẩn thiết kế..................................................................................................17

5. Cấp phát tần số.......................................................................................................17

I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG GSM

1. Tổng quan về hệ thống GSM

GSM được viết tắt từ Global System for Mobile Communication , tuy nhiên tên ban

đầu là: Groupe Spécial Mobile.

Đây là một trong những công nghệ về mạng điện thoại di động phổ biến nhất trên thế

giới. Cho đến nay, công nghệ này có gần 2 tỷ thuê bao sử dụng trên phạm vi 212 quốc gia

và vùng lãnh thổ. Do mạng hầu như có mặt ở khắp mọi nơi trên thế giới nên khi các nhà

cung cấp dịch vụ thực hiện việc kí kết joaming với nhau giúp cho các thuê bao GSM có thể

dễ dàng sử dụng máy điện thoại GSM của mình ở bất cứ nơi đâu.

Mặt thuận lời to lớn của công nghệ GSM là ngoài việc truyền âm thanh với chất lượng

cao còn cho phép thuê bao sử dụng các cách giao tiếp khác rẻ tiền hơn là tin nhắn SMS.

Ngoài ra để tạo thuận lợi cho các nhà cung cấp dịch vụ thì công nghệ GSM được xây dụng

trên cơ sở hệ thống mở nên nó dễ dàng kết nối cá thiết bị khác nhau từ các nhà cung cấp

thiết bị khác nhau.

Hệ thống GSM cho phép các nhà cung cáp dịch vụ đưa ra tính năng roaming cho thêu

bao của mình với các mạng khác trên toàn thê giới. và công nghệ GSM cũng phát triển

them các tính năng truyền dữ liệu như GPRS và say này là công nghệ truyền tốc độ cao

hơn họ sử dụng EDGE.

2. Lịch sử mạng GSM

Vào đầu những năm 1980 tại châu Âu người ta phát triển một mạng điện thoại di động chỉ

sử dụng trong một vài khu vực. Sau đóvào năm 1982 nó được chuẩn hoá bởi (CEPT :

European Conference of Postal and Telecommunications Administrations) và tạo ra

Groupe Spécial Mobile (GSM) với mục đích sử dụng chung cho toàn Châu Âu. Mạng điện

thoại di động sử dụng công nghệ GSM được xây dựng và đưa vào sử dụng đầu tiên bởi nhà

khai thác Radiolinja ở Finland.

Vào năm 1989 công việc quản lý tiêu chuẩn và phát triển mạng GSM được chuyển cho

viện viễn thong châu Âu (European Telecommunications Standards Institute (ETSI)), các

tiêu chuẩn đặc tính phase 1 của công nghệ GSM được công bố vào năm 1990.

Đến cuối năm 1993 đã có hơn 1 triệu thuê bao sử dụng mạng GSM của 70 nhà cung

cấp dịch vụ trên 48 quốc gia.

3. Giao tiếp RADIO

GSM là mạng điện thoại di động do đó các máy điện thoại di động kết nối với mạng

bằng cách tìm kiếm, kết nối với các cell gần nó nhất. Các mạng di động GSM hoạt động

trên 4 băng tần. Hầu hết thì hoạt động ở băng 900Mhz và 1800Mhz. Vài nước ở Châu Mỹ

thì sử dụng băng 850Mhz và 1900Mhz do băng 900Mhz và 1800Mhz ở nơi này đã bị sử

dụng trước.

Và cực kỳ hiếm có mạng nào sử dụng tần số 400Mhz hay 450Mhz chỉ có ở

Scandinavia sử dụng do các băng tần khác đã bị cấp phát cho việc khác. Các mạng sử dụng

băng tần 900Mhz thì đường uplink sử dụng tần số trong dãi 890-915 MHz và đường

downlink sử dụng tần số trong dãi 935-960 MHz. Họ chia các băng tần này thành 124 kênh

với độ rộng băng thông 25Mhz, mỗi kênh cách nhau 1 khoảng 200Khz.

Sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM (Time division multiplexing ) để

chia ra 8 kênh full rate hay 16 kênh haft rate . Có 8 khe thời gian gộp lại gọi thành một

khung TDMA. Tốc độ truyền dữ liệu của một kênh là 270.833 kbit/s và khoảng thời gian

của một khung là 4.615 m.

Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watts đối với băng GSM

850/900Mhz và tối đa là 1 watts đối với băng GSM 1800/1900Mhz. Mạng GSM sử dụng 2

kiểu mã hoá âm thanh để nén tín hiệu âm thanh 3,1khz đó là mã hoá 6 và 13kbps gọi là

Full rate (13kbps) và haft rate (6kbps). Để nén họ sử dụng hệ thống có tên là linear

predictive coding (LPC).

Vào năm 1997 thì họ cải tiến thêm cho mạng GSM là bộ mã GSM-EFR sử dụng full

rate 12,2kbps. Có tất cả bốn kích thước cell site trong mạng GSM đó là macro, micro, pico

và umbrella. Vùng phủ sóng của mỗi cell phụ thuộc nhiều vào môi trường. Macro cell

được lắp trên cột cao hoặc trên các toà nhà cao tầng, micro cell lại được lắp ở các khu

thành thị, khu dân cư, pico cell thì tầm phủ sóng chỉ khoảng vài chục mét trở lại nó thường

được lắp để tiếp sóng trong nhà. Umbrella lắp bổ sung vào các vùng bị che khuất hay các

vùng trống giữa các cell. Bán kính phủ sóng của một cell tuỳ thuộc vào độ cao của anten,

độ lợi anten thường thì nó có thể từ vài trăm mét tới vài chục km.

Trong thực tế thì khả năng phủ sóng xa nhất của một trạm GSM là 32km ( 22 dặm).

Một số khu vực trong nhà mà các anten ngoài trời không thề phủ sóng tới như nhà ga, sân

bay, siêu thị…thì người ta sẽ dùng các trạm Pico để chuyển tiếp sóng từ các anten ngoài

trời vào.

II. CẤU TRÚC HỆ THỐNG GSM

1. Hệ thống GSM

Hệ thống này được chia thành hệ thống chuyển mạch SS và hệ thống trạm gốc

BSS, mỗi hệ thống này có một số chức năng tại đó thực hiện tất cả các chức năng của hệ

thống. Và những khối chức năng này được thực hiện ở các thiết bị khác nhau.

Trong đó:

MS: The Mobile Station

BSS: Base Station SubSystem

NSS: The Network and Switching SubSystem

OSS: The Operation and Support SubSystem

BTS: The Base Tranceiver Station or Base Station

BSC: The Base Station Controller

EIR: The Equipment Identity Register

MSC: The Mobile Service Switching Center

HLR: Home Location Register

AUC: The Authentication Center

VLR: The Visitor Location Register

PLMN: The Public Land Mobile Network

PSTN: The Public Switched Telephone Network

CSPDN: The Circuit Switched Public Data Network

PSPDN: The Packet Switching Public Data Network

ISDN: The Integrated Services Digital Network

Hệ thống được thực hiện nhự một mạng gồm nhiều cell vô tuyến cạnh nhau để cùng

đảm bảo toàn bộ vùng phủ sóng của vùng phục vụ. Mỗi cell một trạm vô tuyến gốc BTS

làm việc ở một tập hợp các kênh vô tuyến. Các kênh này khác với các kênh được sử dụng

ở các cell lân cận để tránh nhiễu giao thoa.

Một bộ điều khiển trạm gốc BSC sẽ điều khiển một nhóm BTS. BSC điều khiển các

chức năng như chuyển giao và điều khiển công suất

Một MSC (trung tâm chuyễn mạch các dịch vụ di động) phục vụ một số bộ điều khiển

trạm gốc, MSC điều khiển các cuộc gọi tới và đi từ mạng chuyển mạch điện thoại công

cộng PSTN, mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN, mạng di động mặt đất công cộng

PLMN và các mạng số liệu công cộng PSDN, và có thể là các mạng riêng.

Các khối nói trên đều tham gia vào việc nối thông giữa một trạm di động MS và một

thuê bao di động ở PSDN. Nếu không thể thực hiện một cuộc gọi đến MS ta sẽ thông cần

bất cứ một thiết bị nào khác. Vấn đề nảy sinh khi ta muốn thực hiện một cuộc gọi kết cuối

ở MS, người gọi hầu như không biết MS được gọi ở đâu. Vì thế cần một số cơ sở dữ liệu

mạng để theo dõi MS. Cơ sở dữ liệu quan trọng nhất là bộ đăng ký thường trú HLR. Khi

một thuê bao di động mua một đăng ký từ một hãng khai thác GSM, thuê bao di động này

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.

2. Hệ thống chuyển mạch con (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.

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 :

Giữ các thông tin liên quan tới việc cung cấp các dịch vụ viễn thông không phụ

thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao và chứa các thông tin về vị trí hiện thời của thuê

bao. Thường HLR là một máy tính đứng riêng không có khả năng chuyển mạch nhưng có

khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao. Một chức năng con của HLR là nhận dạng

trung tâm nhận thực thuê bao AUC.

Khối trung tâm nhận thực AUC ;

Được nối đến HLR chức năng của AUC là cung cấp cho HLR các tần số nhận

thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật. Đương vô tuyến cũng được AUC cung

cấp mã bảo mật chống nghe trộm, mã này được thay đổi riêng biệt cho từng thuê bao cơ sở

dữ liệu của AUC còn ghi nhiều thông tin cần thiết khác về thuê bao và phải được bảo vệ

chống mọi thâm nhập trái phép.

Bộ ghi định vị tạm trú VLR;

Là một cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang ở vùng phục vụ

của MSC. Mỗi MSC có VLR. Ngay cả khi MS lưu động vào một vùng MSC mới. VLR

liên kết với MSC sẽ yêu cầu số liệu về MS từ HLR. Đồng thời HLR sẽ được thông báo

rằng MS đang ở vùng MSC nào. Nếu sau đó MS muốn thực hiện một cuộc gọi, VLR sẽ có

tất cả các thông tin cần thiết để thiết lập một cuộc gọi mà không cần hỏi HLR có thể coi

VLR như một HLR phân bố. VLR chứa thông tin chính xác hơn về vị trí MS ở vùng MSC.

Tổng đài di động cổng GMSC :

Tất cả các cuộc gọi vào cho mạng GSM /PLMN sẽ được định tuyến cho tổng

đài vô tuyến cổng Gateway-MSC. Nếu người nào đó ở mạng cố định PSTN muốn thực

hiện một cuộc gọi đến một thuê bao di động của mạng GSM. Tổng đài tại PSTN sẽ kết nối

cuộc gọi này đến MSC có trang bị một chức năng được gọi là chức năng cổng. Tổng đài

MSC này gọi là MSC cổng và nó có thể là một MSC bất kỳ ở mạng GSM. GMSC sẽ phải

tìm ra vị trí của MS cần tìm. Điều này được thực hiện bằng cách hỏi HLR nơi MS đăng ký.

HLR sẽ trả lời khi đó MSC này có thể định tuyến lại cuộc gọi đến MSC cần thiết. Khi cuộc

gọi đến MSC này, VLR sẽ biết chi tiết hơn về vị trí của MS. Như vậy có thể nối thông một

cuộc gọi ở GSM có sự khác biệt giữa thiết bị vật lý và đăng ký thuê bao.

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.

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.

TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng có thể đặt cách xa BTS và thậm chí còn đặt

trong BSC và MSC.

Khối TRAU:

Khối thích ứng và chuyển đổi mã thực hiện chuyển đổi giữa tiếng 64kbit/s luật

A và tiếng RPE LTP 13 kbit/s cũng như thích ứng tốc độ giữa các khung 3.6, 6, 12

kbit/s sử dụng ở giao diện vô tuyến. TRAU được điều khiển bởi BTS. Nếu nó được đặt bên

ngoài BTS thì việc điều khiển được thực hiện bởi báo hiệu trong băng bằng cách sử dụng

một số bit dự trữ ở trong khung 320 bit của các kênh lưu lượng 16 kbit/s trong đó chỉ có 13

kbit/s được sử dụng cho việc truyền lưu lượng các bít dự trữ nói trên là các bit điều khiển.

Khối BSC:

BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều

khiển từ xa BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóng kênh vô

tuyến và chuyển giao. Một phía BSC được nôí với BTS còn phía kia nối với MSC của SS.

Trong thực tế BSC là một tổng đài nhỏ có khả năng tính toán đáng kể. Vai trò chính của nó

là quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển giao. Giao diện giữa BSC và MSC là

giao diện A, còn giao diện giữa BTS và BSC là giao diện Abit.

5. Hệ thống khai thác và hỗ trợ quản lý(OSS)

Được nối tới tất cả các thiết bị ở hệ thống chuyển mạch và nối đến BSC. OSS có

các chức năng chính sau:

Quản lý mạng tế bào :

Tại PLMN lớn cần xử lý rất nhiều số liệu, các thủ tục chi tiết, các công cụ quản lý phụ

thuộc cơ quan chịu trách nhiệm về mạng.

Số liệu tổng đài và số liệu hệ thống điện thoại di động, cơ sở dữ liệu này chứa

tất cả các nội dung của cơ sở dữ liệu về dữ liệu đang được giữ tại MSC/BSC. Có thể kiểm

tra tại chỗ trước đưa nó vào hoạt động.

Số cell: có thể chứa tất cả các dữ liệu ở các cell trên PLMN

Quản lý đăng ký thuê bao:

Bao gồm các hoạt động đăng ký thuê bao. Nhiệm vụ đầu tiên là nhập và xoá

thuê bao khỏi mạng, đăng ký thuê bao rất phức tạp gồm nhiều dịch vụ và tính năng bổ

xung. Nhà khai thác phải có thể thâm nhập tất cả các thông số nói trên. Một nhiệm vụ quan

trọng khác của khai thác là tính cước các cuộc gọi.

Quản lý chất lượng :

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:

o Đo lưu lượng các tuyến

o Đo lưu lượng các loại lưu lượng

o Đo về độ phân tán lưu lượng

Đối tượng chính để đo ở mạng vô tuyến là cell.

III. VẤN ĐỀ VÀ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG LẠI DẢI TẦN

1. Giới thiệu vấn đề

Mạng di động là một hệ thống truyền dẫn với các thiệt bị truyền dẫn năng lượng thấp, và

thực hiện bao phủ chỉ một phần nhỏ vùng cung cấp dịch vụ. mỗi BS được gán 1 phần trong

tổng số kênh trong toàn hệ thống và các BS được gán các kênh sao cho sự ảnh hưởng of

tần số của các kênh gần nhau được hạn chế ở mưc thấp nhất. Các phương pháp phân kênh

trong các hệ thống như GSM900, E-GSM900 và DCS1800 (hoặc GSM1800) được chỉ ra

như ở hình dưới:

Fig.- (1.1) Channels Assignment

Như trong hình vẽ, đường uplink và downlink có băng thông bảo vệ là 20MHz đối với

GSM và DCS, còn với E-GSM là 10MHz. thành phần phân kênh giữa uplink và downlink

880 890 915 935 960925

E-GSM900UPLINK

GSM900 UPLINK

GSM900 DOWNLINK

E-GSM900DOWNLINK

45 MHz

1710 1785

DCS1800

UPLINK

1805 1880

DCS1800 DOWNLINK

Guard Band

95 MHz

là 45MHz với GSM và 95MHz với mạng DCS. Mỗi kênh (thành phần mang) trong hệ

thống GSM có 200MHz băng thong, được gán bởi Absolute Radio Frequency Channel

Number (ARFCN). Nếu chúng ta gọi FI(n) là giá trị tần số của thành phần sóng mang

ARFCN n trong băng thong thấp (ỤPlink) và Fu(n) là giá trị tần số of thành phần song

mang ứng với băng thong lớn hơn (Downlink) chúng ta sẽ có:

GSM 900 Fl(n) = 890 + 0.2*n 1 n 124 Fu(n)

Fu(n) = Fl(n) + 45

E-GSM 900 Fl(n) = 890 + 0.2*n

Fl(n) = 890 + 0.2*(n-1024)

0 n 124 Fu(n)

975 n 1023

Fu(n) = Fl(n) + 45

DCS 1800 Fl(n) = 1710.2 + 0.2*(n-512)

512 n 885 Fu(n) = Fl(n) + 95

Bảng 3.1: ARFCN

Do đó chúng ta sẽ có 124 kênh đối với GSM900, 174 kênh với E-GSM900 và 374 kênh

với DCS1800

2. Sử dụng lại tần số

Một trong những đặc tíh quan trọng của mạng GSM là lập quy hoạch tần số khi mà trogn

mạng có sự giới hạn of phổ tần số có sẵn, việc sử dụng lại tần số trong những ô khác nhau

sẽ cần phải được quy hoạch or lập kế hoạch để đạt được khả năng lớn đồng thời sự chồng

tần sổ phải ở mức cho phép

Một ô trong mạng GSM có thể đa hướng or được biểu diễn theo các khối lục giác. Trogn

hệ thống GSM giả sử các ô gồm 3 thành phần và quy hoạch tần số được thực hiện một

cách phù hợp. Để hiểu được cách xây dụng sử dụng lại tần số, xem xét 1 hệ thống GSM

gồm S kênh, trong đó mỗi ô được gán với k kênh, giả sử rằng tất cả các nhóm 3 thành phần

đề có cùng k kênh. Nếu S kênh được chia cho N Base Station với mỗi thành phần có 3 ô

con, thì tổng số kênh tần số phải là:

S = 3*k*N

Điều này có được do hệ thống gồm N Base Station và mỗi thành phần được chia nhỏ thành

3 phần với k kênh

N base station, tổng thành phần sử dụng sẽ hết toàn bộ tập không gian tần số có sẵn. trogn

đó mỗi 1 một tần số được sử dụng 1 lần gọi là 1 cluster. Nếu cluster được lặp lại M lần

trong tổng số kênh, thì C được tính bằng cách:

C = M*3*k*N = M*S

Kích thước cluster N thường là 3, 4, 7, 13. Quyết định kích thước of cluster sở hữu cần dựa

tren dung lượng, dải phổ có thể gán và tính giao thoa or trùng phổ. Kích thước của 1

cluster 7 hoắc cluter 12 cho mức độ trùng phổ thấp nhất nhưng khi kích thước of cluster đủ

lớn sẽ dấn đến thành phân tái sử dụng với khoảng cách xa làm khả năng giảm xuống đồng

thời yêu cầu dải phổ lớn hơn. Xem xét 1 ví dụ khi k bằng 1 tức 1 tần số trên 1 khôi. Với

cluster kich thước 7 sẽ yêu cầu phổ thấp nhất

S = 3*7*1 = 21 ARFCN

Hoặc 21*0.2MHz = 4.2 MHz .

Giá trị này chỉ bằng 16% dung lượng of dải phổ của GSM900.

Nếu them 1 tần số trên 1 khối sẽ yêu cầu 42ARFCN hay 33% dải phổ.

Còn nếu với một cluster với kich thước = 3 thì :

S = 3*3*1 = 9 ARFCN

Hay 9 *02 = 1.8 MHz bằng 7% of tổng dải phổ có sẵn.

Nếu them 1 tần số nữa cho khối thì kết quả vẫn chỉ là khoảng 14% dải phổ yêu cầu. nhưng

1 vấn đề lớn khác chính là tính trùng phổ, khi các ô gần nhau dẫn đến vấn để sử dụng lại

dải phổ có vấn đề. Những nghiên cứu có lien quan chỉ ra với kích thước 4 cho 1 cluster là

phù hợp với cả dung lượng và tính trùng phổ, với giá trị k bằng 2 nghĩa là 2 thành phần tần

số / phần:

S = 3*2*4 = 24

24 * 0.2 = 4.8 MHz khoảng 19% tổng dải phổ có sẵn.

Hình 3.2 biểu diễn tính sử dụng lại tần số với cluster kích thước là 4, trong đó câc ô cùng

nhãn sẽ sử dụng cùng 1 nhóm kênh

Hình 3.2: mô hình sử dụng lại 4*3

3. Trùng phổ của kênh và khả năng của hệ thống

Việc sử dụng lại tần số ngầm định rằng vùng bao phủ trên 1 số cell sử dụng cùng 1 tập các

tấn số. những cell này gọi là cell-channel đồng thời và vùng trùng phổ or giao thoa của tín

hiệu giữa các vùng này gọi là trùng phổ của các cell_channel đồng thời. Không giống như

nhiễu nhiệt (thermal), có thể vượt quá bằng viêc tăng tỉ lệ S/N, nhiễu cell-channel đồng

thời không thể giải quyết bằng việc năng năng lượng của thành phàn tín hiệu mang. Lý do

là nếu tăng năng lượng của song mang sẽ tăng mức độ trùng phổ của tín hiệu. để giảm mức

độ trùng phổ kênh, các cell-channel cần phải phân chia riêng rẽ với khoảng cách đáp ứng

phù hợp dựa trên mức độ phát tán của tín hiệu.

Trong hệ thống mạng không dây, khi kich thước của các ô xấp xỉ bằng nhau, nhiễu kênh

đồng thời có thể độc lập với năng lượng truyền tín hiệu và phụ thuộc vào bán kính của ô

(R), cùng khoảng cách từ trung tâm đến khối cell-channel gần nhất. hìh 3.3 sẽ giải thích

mối quan hệ giữa bán kính R, kích thước cua cluster N và khoảng cách sử dụng lại D.

Bán kính của cell bên ngoài : R

Bán kính của cell bên trong: r = 0.5 * (3)^1/2 * R

Khoảng cách sử dụng lại: D = R * (3 * (i^2 + j^2 + j*i))^1/2

Khi đó: D/N = (N*3)^1/2

Kích thước của cluster: N = j^2 + i^2 + j*I;

Hình 3.3: Biểu diễn tính toán khoảng cách sủ dụng lại.

Khi i và j là các số không âm. Để tìm khối cell-channel gần nhất, chúng ta cần thực hiện

như sau:

- Di chuyển I ô dọc theo bất kì 1 chuỗi các khối lục giác

- Quay góc 60 theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. và di chuyển k ô.

hình trên biểu diễn khi i = 1 j = 2 đối với cluster kích thước 7.

Khi tăng tỉ số D/R, sự phân vùng không gian giữa các cell channel nói chung sẽ tăng lên,

bởi vậy độ nhiễu or trùng phổ sẽ giảm xuống dựa trên mức tăng độ độc lập của các khối.

mối quan hệ giữa khoảng cách sử dụng lại và mức độ trùng phổ của tín hiệu C/I được chỉ

(D/R) ᵞ = 6*(C/I)

Chú ý: C/I tính theo dB và có thể chuyển sang giá trị số để tính toán, ᵞ là chỉ số lan truyền

hoặc mức độ suy giảm với giá trị trong khoảng từ 2-> 4

4. Tiêu chuẩn thiết kế

Một sơ đồ tần số tối ưu yêu cầu mức độ trùng phổ tối thiểu giữa các cell-channel và các ô

kề nhau. GSM 05.05 đã định nghĩa các tỉ lệ trùng phổ cho các cell-channel kề nhau. Tỉ lệ

trùng phổ thực tế nên nhỏ hơn một giá trị giới hạn được gọi là tỉ kệ trùng phổ thâm tham

chiếu. tỉ lệ trùng phổ tham chiếu có đối với base station và tất cả cả các loại MS:

o Với độ trùng phổ của kênh đồng thời: C/Ic = 9dB

o Độ trùng phổ của các vùng kề nhau (200MHz): C/Ia1 = -9dB

o Độ trùng phổ với các vùng kề nhau (400MHz): C/Ia2 = -41dB

Với mục đích của việc lập kế hoạch cho mạng, thường thì giá trị của C/Ic >= 9dB và với

các kênh kề nhau thường là C/Ia >= - 9dB. Điều này chỉ ra kênh kề đầu tiên không được sử

dụng cùng các tế bào cùng ngành hoặc cùng BS

5. Cấp phát tần số

trong hệ thống GSM, tổng băng thong của phổ sẽ được chia thành 2 nhóm trong đó 1

nhóm sẽ dung để điều khiển thong tin giao thong với tần số BCCH và thành phần còn lại

cho điều khiển luồng thông tin như tần số TCH. Trong trường hợp mạng có Microcells thì

tổng băng thông sẽ được chia thành cho những ứng dụng Macrocellular và Microcellular

TCH TCHBCCH

hình 3.3: cấp phát băng tần tần số

tính sử dụng có thể khác nhau ứng với những nhóm khác nhau, khi nhóm nhỏ hoặc không

có sự thỏa hiệp giữa thành phần tần số trùng phổ BCCH ngược lại một sự thỏa hiệp nhất

định nào đó có thể tạo ra trùng phổ tần sô TCH. Thông thường kích thước cluster khoảng 4

đến 7 có thể xem xét như tính sử dụng của BCCH và nếu cluster từ 3 đến 4 thì thường sử

dụng cho TCH. Số lượng kênh trong mỗi nhóm phụ thuộc vào việc gán phổ tần số và tiêu

chuẩn C/I trong quá trình sử dụng lại của mỗi trường hợp

Micro CellMacro Cell

Tài liệu tham khảo:

1. GSM frequency planning – IEEE – 1987 (Robert Cantern)

2. GSM Architecture Protocol and Services – Christian Hartmann & Jorg Ebrerspacher

3. GSM và tổng quan về hệ thống mạng – nxb Khoa học Kĩ thuật – 2001

4. Bài giảng về hệ thống GSM – T/s: Ngô Quỳnh Thu

Tong Quan GSM Va Van de Su Dung Lai Tan So

Documents

mediacenter.batam.go.id€¦ · Ketua panitia acara, Fir- mansyah mengatakan, gan- tong-gantong merupakan rangkaian adat dari proses pernikahan kedua mempe- lai. "Bertujuan menggatung

Tong quan ve tong dai

m ei 0 7 t/m - Tong Tong Fairtongtongfair.nl/v3/wp-content/uploads/Tong-Tong-Fair-programma... · Tong Tong Fair op in een lijst van Ô9 European Festivals You ... Toko Ap Halen in

Tong quan ve tong dai Ewsd

t gsm gsm alarm system

Tong Quan Ve He Thong Mang Gsm 9246

quantri.caodangytetg.edu.vnquantri.caodangytetg.edu.vn/data/01/taptin/taptin/12-15/Danh-sach-dang...DANH sÁCH ÐÄNG KÝ THI LAI TOT MôN LÝ THUYÉT TONG HOP ÐINH CO TRUYÈN KÝ

TONG OJC HAIQUAN CONG HOAXAHQICHUNGHIA CyC HAIQUAN … · 2021. 1. 11. · TONG OJC HAIQUAN CyC HAIQUAN THANH PH6dA NANG S6: M /HQDNg-GSQL V/v tra lai y kien cua DN tai Hpi nghi doi

WhatDoTheyKnow · 2020. 7. 12. · ciml aml nru aru nËl nol aol gol ndl ddl ddl ddl ndl rd l rdl rdl rdl . lai lai lai lai lai lai lai lai lai lai lai lai ixf iyg iyg iyn iyn iyn

Chuong 14 tong cau va tong cung

Doko.vn 210448 Tong Quan Ve He Thong Lai

«Интеграл-О4-GSM», «Интеграл-О8-GSM», «Интеграл-О16-GSM» · «Интеграл-О4-gsm», «Интеграл-О8-gsm», «Интеграл-О16-gsm»

TVP 2003 - Kevätkurssi · otto.alhava@ericsson.fi. ... joka on GSM-verkon (ei protokollan) ... GSM BSC GSM Base Station Controller! GSM BTS GSM Base Transceiver Station!

· Cáe cing kluic Cing Son Cang Thanh Tri C,ing Xuyen ... Tong b) Tinh, pho P,inh Lai Châlt Qinrtg, ... (Ting Cé,ng k12éch Ðinh Lir

Sistemi GPS Moduli GSM Controlli remoti GSM · Moduli GSM 109 Sistemi GPS • Moduli GSM Telecontrollo GSM con comandi DTMF Pacchetto contenente un telecontrollo GSM completo, dotato

GSM Systemstruktur - tkhf.adaxas.net KZF GSM Systemstruktur.pdf · Das GSM-Mobilfunksystem unterscheidet mehrere Standards, wie GSM 900, GSM (DCS) 1800 und GSM 1900. Bei GSM 900 beträgt

TONG QUAN GSM

libapps2.nus.edu.sglibapps2.nus.edu.sg/sea_chinese/documents/Southeast Asian Chinese... · Tang Swee Choo (Miss) Lai Tian Pee Chen Chi Hwee (Miss) Kuak Ngee Nan (Miss) Ng Kim Tong

Tong Quan Ve He Thong Di Dong GSM

GSM Va GSM Len 3G_Hoang Thi Hue_45