Václav Dajčar
Měření parametrů GSM
23.2.2010
Úloha B – Měření parametrů GSM 1. Zadání: Změřte GSM parametry a funkčnost svého mobilního telefonu pomocí daného testeru • v operačním módu AUTOTEST • v operačním módu FAULT FIND
2. Vypracování: • •
Měřený přístroj: mobilní telefon Nokia E65 Měřící přístroje: tester Wavetek 4100 + Wavetek RF Shield
Postup měření: • na měřícím zařízení nastavíme příslušný operační mód a jeho parametry • do mobilního telefonu vložíme testovací SIM kartu a následně vložíme telefon do testeru • spustíme testování a zapíšeme výsledky 2.1 Operační mód AUTOTEST Měření v tomto módu a GSM pásmu 1800MHz proběhlo opakovaně. Při prvním měření byly nastaveny následující hodnoty (shodné pro kompenzační hodnoty):
BCCH TCH A TCH B TCH C
Channel 63 3 45 123
Rx [dBm] Tx [dBm] 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
Byly získány výsledky:
1. Channel 2. Channel 3. Channel 4. Channel 5. Channel 6. Channel
Channel Tx power [dBm] too low Rx power too low Passed / Failed High limit Measured Low limit High limit Measured Low limit Passed Failed (514) 28,0 2,2 12,0 50,0 21,0 30,0 Failed (528) 28,0 4,3 12,0 40,0 5,0 20,0 Passed Passed Failed (884) 14,0 -25,2 -2,0 40,0 14,0 20,0
-1-
Václav Dajčar
Měření parametrů GSM
23.2.2010
Při opakovaném měření byly nastaveny následující hodnoty (shodné pro kompenzační hodnoty):
BCCH TCH A TCH B TCH C
Channel 63 3 45 123
Rx [dBm] Tx [dBm] 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0
Byly získány výsledky:
1. Channel 2. Channel 3. Channel 4. Channel 5. Channel 6. Channel
Channel Tx power [dBm] too low Rx power too low Passed / Failed High limit Measured Low limit High limit Measured Low limit Passed Passed Passed Passed Passed Passed -
IMEI: 354832-01-709850-0 (International Mobile Equipment Identity – identifikační číslo mobilního telefonu je složeno z několika skupin. První skupina je tzv. Type approval code (TAC) uvozený dvěma číslicemi kódu země. Druhá skupina Final Assembly Code (FAC) je kód výrobce, třetí skupina je sériové číslo telefonu. Poslední cifra je většinou nevyužívána a nastavena na nulu.) IMSI: 001010123456789 (International Mobile Subscriber Identity – identifikační číslo SIM karty obsahuje 15 číslic: první tři representují kód země (MCC), další kód mobilního operátora (MNC). MNC se skládá většinou ze dvou (v Evropě) nebo ze tří (Severní Amerika) číslic. Další cifry představují číslo zákazníka MSIN unikátní v rámci sítě mobilního operátora (první dvojčíslí udává číslo HLR). MNC kódy pro komerční sítě se přidělují vzestupně od 0 tedy 01, 02, 03… atd. kódy pro testovací sítě se přidělují odzadu např. 99, 98, 97, …atd.) Základní typy handoverů: V sousedních buňkách systému GSM se vždy používají kanály s odlišnými frekvencemi a při přechodu mobilního účastníka přes hranice buněk je tedy nutné přeladit jeho stanici. Tento proces se v moderních systémech uskutečňuje zcela automaticky, bez zásahu obsluhy stanice, a nazývá se handover. •
Mezibuňkový handover: Automatické přečíslování mobilních stanic při přechodech přes hranice buněk se označuje pojmem inter-cell handover.
•
Vnitrobuňkový handover: V moderních sítích se používá i metoda přečíslování mobilní stanice v průběhu pohybu v rámci jedné buňky, neboť se mohou objevit kanály, zajišťující kvalitnější spojení než kanály původně přidělené. Tento proces se nazývá intra-cell handover.
-2-
Václav Dajčar
Měření parametrů GSM
23.2.2010
•
Handover řízený systémem (Network Controlled HandOver – NCHO): Mobilní stanice pouze vysílá kontrolní signál, který je přijímán základnovými stanicemi v rádiovém dosahu. Příslušný systém, umístěný např. v ústředně, poté na základě porovnání kvality signálu rozhodne, který signál je nejlepší a se kterou základnovou stanicí je pro mobilní stanici nejvýhodnější komunikovat.
•
Handover řízený za spoluúčasti mobilní stanice (Mobile Assisted HandOver – MAHO): Mobilní stanice nepřetržitě měří intenzitu, případně pomět signál/šum signálů okolních základnových stanic a výsledky předává základnové stanici, s níž právě komunikuje. Měření signálu vysílaného mobilní stanicí může provádět i tato, případně okolní základnové stanice. Rozhodnutí je opět provedeno příslušným systémem v radiotelefonní ústředně, ale jako základní rozhodující informace jsou brány údaje přicházející z mobilní stanice.
•
Handover řízený mobilní stanicí (Mobile Controlled HandOver – MCHO): Zde se rozhodovací proces o přechodu na nové realizuje pouze na mobilní stanici. Vychází se jak z údajů měřených přímo mobilní stanicí, tak z měření prováděných základnovými stanicemi.
•
Hard handover – „tvrdý“: V tomto případě je nejdříve mobilní stanice odpojena od původního kanálu a teprve poté připojena na kanál nový.
•
Seamless handover – „bezešvý“: Jedná se o handover, při němž se nejdříve vytvoří spojení na novém kanálu a teprve poté je zrušeno spojení na kanálu opouštěném
•
Soft handover – „měkký“: Tento způsob handoveru využívá faktu, že je stanice neustále připojena alespoň ke dvěma dostupným základnovým stanicím. Při pohybu terminálu jsou jednotlivá spojení rušena a další nová vznikají.
Blokové schéma měřícího pracoviště:
Wavetek RF Shield
napájení 230V
tester Wawetek Nokia E65
-3-
Václav Dajčar
Měření parametrů GSM
23.2.2010
2.2 Operační mód FAULT FIND MS Call TCH Channel 0027 TCH Channel 0045 BS Pow.Level (dBm) -47 BS Pow.Level (dBm) -47 MS Pow.Level 18 dBm 07 MS Pow.Level 18 dBm 07 Dialled 1234567890 1234567890 MS Power [dBm] 1,8 1,6 Phase RMS [°] 1,32 1,6 Phase Peak [°] 3,80 4,5 Freq. Error [Hz] -5,00 -7,0 Rx Level 57,00 55,0 Rx Qual. 0,00 0 Pow.-Time Templ. Pass Pass BER [%] 0,00 0 FER [%] 0,00 0
BER (Bit Error Rate – bitová chybovost): pro BS Power Level -60 dBm,-100 dBm bylo BER rovno 0, teprve při BS Power Level -110 dBm bylo BER různé od nuly (6,41%). MS Info 1010123456789 IMSI 354832-01-709850-0 IMEI MS Power class: Rev. Level: Phase 2 Ext. Freq.: YES SMS: YES EFR: NO AP Support: 1 Multiband: 900F, 1800 Ext. Protocol: NO MS Pwr class 1: 4 33 dBm MS Pwr class 2: 1 30 dBm
Dialled MS Power [dBm] Phase RMS [°] Phase Peak [°] Freq. Error [Hz] Rx Level Rx Qual. Pow.-Time Templ. BER [%] FER [%]
BS Call TCH Channel 0027 TCH Channel 0027 BS Pow.Level (dBm) -47 BS Pow.Level (dBm) -80 MS Pow.Level 18 dBm 07 MS Pow.Level 18 dBm 07 ------------------------------1,90 1,90 1,72 1,35 3,92 3,60 -2,00 -9,00 57,00 24,00 0,00 0,00 Pass Pass 0,00 0,38 0,00 0,00
-4-
Václav Dajčar
Měření parametrů GSM
23.2.2010
3. Závěr: V rámci měření úlohy jsem se blíže seznámil s GSM parametry jak mobilní stanice (MS) tak i základnové stanice (BS), která byla simulována měřícím přístrojem Wavetek 4100. Samotné měření bylo ztíženo nedostatečnými výukovými materiály, které by obsahovaly teoretické či praktické poznatky k dané úloze. Měření sestávalo ze dvou testování. První část byla proměřena pomocí operačního módu AUTOTEST testeru, druhá pomocí operačního módu FAULT FIND. První část byla proměřena dvakrát. Při prvním měření byly ponechány nastavené hodnoty pro BCCH (Broadcast Kontrol Channel – downlink channel obsahující specifické parametry jako LAC, RAC, MNC a BA potřebné pro mobilní stanici, aby tato mohla identifikovat síť a získat k ní přístup) a TCH (Traffic Channel – obousměrný kanál umožňující přenos řeči, dat atd.), které byly i uvedeny v českém manuálu. Z šesti měřených kanálu získaly atribut PASSED pouze tři, zbylé tři neprošly (FAILED) z důvodů nízkých vysílacích a přijímacích výkonových úrovní (hodnoty Tx a Rx). Při druhém měření byly nastaveny dostatečné hodnoty Tx a Rx, aby všechny kanály „prošly“ testem. Testerem byla simulována i procedura Handover (nebylo však možné určit, o jaký typ se jednalo). V druhé části měření pomocí módu FAULT FIND byly zjištěny informace o mobilní stanici IMSI a IMEI. Při změně TCH kanálu v rámci testu pro MS Call došlo k úbytku výkonu MS o 0,2dBm. Bitová chybovost se projevila až při velmi nízkých výkonových úrovních BS (až při -110dBm). Na závěr byla zběžně proměřena hodnota BS power level, respektive byla snižována, čímž došlo ke snížení přijímaného výkonu MS.
-5-
