1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH

58 7 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Quy Hoạch, Tối Ưu Mạng Di Động 4G Tại VNPT Bắc Ninh
Tác giả Nguyễn Thanh Tùng
Trường học Đại Học Quốc Gia Hà Nội
Chuyên ngành Điện Tử - Viễn Thông
Thể loại luận văn thạc sĩ
Thành phố Bắc Ninh
Định dạng
Số trang 58
Dung lượng 3,07 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG 4G/LTE (4)
    • 1.1 Công nghệ LTE và LTE Advanced (4)
    • 1.2 Mục tiêu thiết kế mạng di động 4G (8)
      • 1.2.1 Tiềm năng của mạng lưới (8)
      • 1.2.2 Hiệu suất mạng lưới (10)
      • 1.2.3 Kiến trúc mạng lưới và khả năng mở rộng, nâng cấp…9 (11)
      • 1.2.4 Quản lý tài nguyên vô tuyến (12)
    • 1.3 Các thông số vật lý của LTE (13)
      • 1.3.1 Dịch vụ trên nên LTE Advanced (14)
      • 1.3.2. Tình hình triển khai 4G tại Việt Nam (15)
  • CHƯƠNG 2. CÁC KỸ THUẬT TRONG 4G/LTE ADVANCED (17)
    • 2.1. Cấu trúc mạng 4G (17)
      • 2.1.1 Cấu trúc cơ bản của SAE và LTE (18)
      • 2.1.2. Cấu trúc LTE liên kết với các mạng khác (20)
    • 2.2. Các kênh trên giao diện vô tuyến 4G (23)
      • 2.2.1 Kênh logic (23)
      • 2.2.2. Kênh truyền tải (23)
      • 2.2.3. Kênh vật lý (24)
    • 2.3. Kiến trúc giao thức 4G (24)
      • 2.3.1. Mặt phẳng người sử dụng, User Plane (25)
      • 2.3.2. Mặt phẳng điều khiển, Control Plane (25)
    • 2.4. Handover (Chuyển giao) (26)
      • 2.4.1. Mục đích (26)
      • 2.4.2. Trình tự handover (27)
      • 2.4.3. LTE Advanced đa sóng mang và MIMO siêu cao (0)
      • 2.4.4. Mô hình downlink của LTE trong multi-cell (31)
  • CHƯƠNG 3. QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G (33)
    • 3.1. Khái quát về tình hình chính trị, kinh tế và xã hội của tỉnh Bắc Ninh (33)
    • 3.2. Khái quát về hiện trạng mạng thông tin di động 2G/3G/4G của (33)
    • 3.3. Quy hoạch và triển khai mạng 4G Vinaphone tại Bắc Ninh (35)
      • 3.3.1. Quy hoạch, định cỡ mạng truyền tải cho 4G (42)
      • 3.3.2 Quy hoạch và định cỡ mạng vô tuyến cho 4G (45)
      • 3.3.3 Thiết kế, quy hoạch lắp đặt cell chi tiết cho các e-NodeB (49)
      • 3.3.4. Đo kiểm vùng phủ sóng, đánh giá chất lượng mạng lưới (50)
      • 3.3.5. Tối ưu, lắp đặt trạm mới e-NodeB tận dụng hạ tầng có sẵn (50)

Nội dung

TỔNG QUAN VỀ MẠNG 4G/LTE

Công nghệ LTE và LTE Advanced

Mạng di động 4G là thế hệ mạng tiếp theo của 3G [11], được IEEE đặt ra nhằm phân biệt với các chuẩn mạng trước đó (2G/3G)

4G có các đặc điểm như:

+ mạng dựa vào chuyển mạch gói All-IP

Tốc độ tải cao nhất đạt khoảng 100Mbps cho các thiết bị di động như tàu lửa và xe hơi, trong khi tốc độ có thể lên đến 1Gbps đối với các vật thể và thiết bị có tính di động thấp, như người dùng đứng yên hoặc đi bộ chậm.

+ Có thể tự động chia sẻ tài nguyên mạng để hỗ trợ nhiều người dùng cùng một lúc

+ Sử dụng các kênh có băng thông 5-20 MHz, tuỳ chọn đến 40 MHz;

Hiệu quả băng thông Max=5 bit/s/Hz downlink, và 6,75 bit/s/Hz uplink

+ Truyền tải dữ liệu trên các mạng không đồng nhất phải diễn ra trơn tru, ổn định

+ Có khả năng cung cấp dịch vụ chất lượng cao trong việc hỗ trợ đa phương tiện thế hệ tiếp theo

LTE và Wimax là hai công nghệ truyền tải dữ liệu cao với việc áp dụng kỹ thuật MIMO để nâng cao chất lượng tín hiệu Cả hai đều sử dụng OFDM để hỗ trợ truyền tải dữ liệu đa phương tiện và video Khi LTE ra mắt, Wimax có khả năng được nâng cấp lên chuẩn 802.16m (Wimax 2.0), hứa hẹn mang lại tốc độ tương đương hoặc cao hơn.

LTE được coi là một bước quan trọng hướng tới công nghệ di động 4G, cung cấp truyền thông không dây tốc độ cao cho điện thoại di động và thiết bị dữ liệu Dịch vụ LTE đầu tiên được TeliaSonera, nhà cung cấp viễn thông Thụy Điển, giới thiệu tại Stockholm, đánh dấu sự ra mắt của mạng di động 4G Theo kết quả đo thử, tốc độ tải xuống trung bình của TeliaSonera trên mạng LTE 2,6 GHz đạt 33,4 Mb/giây, trong khi mạng LTE của Verizon, sử dụng băng tần 700 MHz, có tốc độ tải xuống thấp hơn, chỉ từ 5-12 Mb/giây và tốc độ tải lên từ 2-5 Mb/giây.

Mb/giây tùy theo khu vực phủ sóng.

LTE, hay Long Term Evolution, là thế hệ thứ tư của chuẩn UMTS do 3GPP phát triển, kế thừa từ UMTS thế hệ ba dựa trên WCDMA đã được triển khai toàn cầu Để duy trì tính cạnh tranh, 3GPP đã khởi động dự án LTE vào tháng 11 năm 2014, đặt ra các yêu cầu cao như giảm chi phí cho mỗi bit thông tin, cải thiện dịch vụ, sử dụng linh hoạt băng tần mới, đơn giản hóa kiến trúc mạng và giảm năng lượng tiêu thụ Hiện tại, các sản phẩm LTE đã được ra mắt và LTE được coi là giai đoạn đầu của 4G, trước khi chuyển sang IMT Advance Trong khi phiên bản đầu tiên của chuẩn LTE hoàn thiện, sự chú ý hiện nay đang chuyển hướng đến sự tiến hóa tiếp theo, đó là LTE-Advanced.

Sự phát triển của LTE Advance và IMT Advance, cùng với tiến trình nâng cấp từ các dịch vụ 3G, được xây dựng dựa trên công nghệ UMTS/W-CDMA, được thể hiện chi tiết trong bảng.

Mục tiêu của LTE là:

 Tốc độ đỉnh tức thời với băng thông 20Mhz: Tải lên: 50 Mbps và tải xuống: 100 Mbps

Dung lượng dữ liệu truyền tải trung bình của người dùng trên băng tần 1Mhz so với mạng HSDPA Rel.6 cho thấy tốc độ tải lên cao gấp 2 đến 3 lần và tốc độ tải xuống cao gấp 3 đến 4 lần.

Hoạt động tối ưu của thiết bị diễn ra ở tốc độ di chuyển từ 0-15 km/h, và vẫn duy trì hiệu suất tốt ở tốc độ từ 15-120 km/h Thiết bị cũng có khả năng hoạt động khi thuê bao di chuyển với tốc độ từ 120-350 km/h, thậm chí lên đến 500 km/h tùy thuộc vào băng tần sử dụng.

 Các chỉ tiêu trên phải đảm bảo trong bán kính vùng phủ sóng 5km, giảm chút ít trong phạm vi đến 30km Từ 30-100km thì không hạn chế

 Độ dài băng thông linh hoạt: Có thể hoạt động với các băng tần

1.25Mhz, 1.6 Mhz, 10Mhz, 15Mhz và 20Mhz cả chiều lên và chiều xuống

Hỗ trợ cả hai trường hợp độ dài băng lên và băng xuống bằng nhau hoặc không. Đặc điểm của LTE-Advance:

 Tốc độ dữ liệu đỉnh: 1 Gbps cho đường xuống và 500 Mbps cho đường lên

 Băng thông sử dụng: 20Mhz_100Mhz

 Hiệu quả phổ đỉnh: 30bps/Hz cho đường xuống và 15 bps/Hz cho đường lên

 Thời gian chờ: Nhỏ hơn 50 ms khi chuyển từ trạng thái rỗi sang trạng thái kết nối và nhỏ hơn 5ms cho mỗi chuyển mạch gói riêng lẻ

 Tính di động: giống LTE

 Khả năng tương thích: LTE Advance có khả năng liên kết mạng với LTE và các hệ thống của 3GPP.

Có thể mô tả quá trình tiến tới 4G của các công nghệ hiện có như hình

Mục tiêu thiết kế mạng di động 4G

3GPP yêu cầu LTE phải giảm chi phí cho mỗi bit thông tin, cải thiện chất lượng dịch vụ, tận dụng linh hoạt các băng tần hiện có và băng tần mới, đơn giản hóa kiến trúc mạng với giao tiếp mở, và giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ ở thiết bị đầu cuối.

Các yêu cầu cho LTE được phân chia thành các phần chính, bao gồm tiềm năng mạng lưới, hiệu suất hệ thống, kiến trúc mạng lưới, khả năng mở rộng và nâng cấp, quản lý tài nguyên vô tuyến, độ phức tạp và các vấn đề chung.

1.2.1 Tiềm năng của mạng lưới

Yêu cầu đạt tốc độ dữ liệu đỉnh cho đường xuống là 100Mbit/s và đường lên là 50Mbit/s trong phân bố phổ 20MHz Khi sử dụng phân bố phổ hẹp hơn, tốc độ dữ liệu đỉnh sẽ giảm tỷ lệ thuận LTE hỗ trợ cả chế độ FDD và TDD, nhưng trong chế độ TDD, truyền dẫn đường lên và đường xuống không thể diễn ra đồng thời, dẫn đến yêu cầu tốc độ dữ liệu đỉnh cũng không thể đạt được cùng lúc.

Yêu cầu về độ trễ được chia thành: Yêu cầu độ trễ mặt phẳng điều khiển và yêu cầu độ trễ mặt phẳng người dùng

Trễ mặt phẳng người dùng được đo bằng thời gian truyền một gói IP từ thiết bị đầu cuối đến biên RAN hoặc ngược lại, tính từ lớp IP Trong mạng không tải, thời gian truyền theo một hướng không vượt quá 5ms, tức là không có thiết bị đầu cuối nào khác hoạt động trong tế bào.

Trễ mặt phẳng điều khiển đề cập đến thời gian chuyển đổi từ trạng thái thiết bị đầu cuối không tích cực sang trạng thái tích cực, cho phép thiết bị di động gửi và nhận dữ liệu Trong mạng LTE, với băng tần 5MHz, hệ thống có khả năng hỗ trợ tối thiểu 200 thiết bị đầu cuối di động ở trạng thái tích cực Đối với các băng tần rộng hơn 5MHz, con số này tăng lên ít nhất 400 thiết bị đầu cuối.

Số lượng thiết bị đầu cuối không tích cực trong ô không rõ là bao nhiêu nhưng có thể cao hơn một cách đáng kể

Có 2 cách xác định từ trạng thái tạm trú và trạng thái ngủ.

Yêu cầu về độ trễ được phân thành hai loại: độ trễ mặt phẳng điều khiển và độ trễ mặt phẳng người dùng Đối với độ trễ mặt phẳng người dùng, thời gian truyền một gói IP từ thiết bị đầu cuối đến biên RAN hoặc ngược lại, được đo từ lớp IP, không được vượt quá 5ms trong mạng không tải, tức là không có thiết bị đầu cuối nào khác hoạt động trong tế bào.

Trễ mặt phẳng điều khiển đề cập đến độ trễ trong việc chuyển đổi từ trạng thái thiết bị đầu cuối không tích cực sang trạng thái tích cực, cho phép thiết bị di động gửi và nhận dữ liệu Công nghệ LTE có khả năng hỗ trợ ít nhất 200 thiết bị di động trong trạng thái tích cực khi hoạt động ở tần số 5MHz Đối với các băng tần rộng hơn 5MHz, số lượng thiết bị được hỗ trợ có thể đạt ít nhất 400 Mặc dù số lượng thiết bị không tích cực trong ô không rõ ràng, nhưng có khả năng cao hơn đáng kể.

Sau đây là yêu cầu về hiệu suất phổ người dung

Từ bảng trên ta thấy :

Yêu cầu lưu lượng người dùng được xác định dựa trên hai yếu tố: vùng phủ và 5% của phân bố người sử dụng, trong đó 95% người dùng sẽ có chất lượng tốt hơn Mục tiêu về hiệu suất phổ cũng được chỉ rõ, với hiệu suất phổ được định nghĩa là lưu lượng hệ thống theo tế bào, tính bằng bit/s/Mhz/cell.

Yêu cầu về vùng phủ sóng chủ yếu tập trung vào phạm vi tế bào, tức là khoảng cách tối đa từ cell site đến thiết bị di động Đối với phạm vi tế bào lên đến 5 km, lưu lượng người dùng, hiệu suất phổ và độ linh động được đảm bảo không bị ảnh hưởng bởi nhiễu Trong khi đó, với các tế bào có phạm vi lên đến 30 km, lưu lượng người dùng và hiệu suất phổ có sự giảm nhẹ, nhưng vẫn trong mức chấp nhận được, trong khi yêu cầu về độ di động vẫn được đáp ứng.

MBMS nâng cao yêu cầu xác định cả hai chế độ Broadcast và unicast, cho phép hệ thống 4G phục vụ hiệu quả với khả năng hỗ trợ ít nhất 200 người dùng mỗi cell (5MHz).

400 người dùng/cell), tính di động cao (tối ưu 0-15 km/hr, vẫn đảm bảo hiệu suất 15- 120 km/hr, đáp ứng lên tới 120-350 km/hr)

1.2.3 Kiến trúc mạng lưới và khả năng mở rộng, nâng cấp

Nguyên tắc cho việc thiết kế kiến trúc LTE RAN được đưa ra bởi 3GPP :

- Kiến trúc LTE RAN phải dựa trên gói, tuy vậy lưu lượng lớp thoại và thời gian thực vẫn được hỗ trợ.

- Kiến trúc LTE RAN có thể tối thiểu hóa sự hiện diện của ―những hư hỏng cục bộ mà không cần tăng chi phí cho đường truyền.

- Kiến trúc LTE RAN có thể đơn giản hóa và tối thiểu hóa số lượng giao tiếp đã được giới thiệu

1.2.4 Quản lý tài nguyên vô tuyến

Yêu cầu quản lý tài nguyên vô tuyến bao gồm việc nâng cao chất lượng dịch vụ (QoS) từ đầu cuối đến đầu cuối, tối ưu hóa hiệu quả truyền dẫn ở các lớp cao hơn, và hỗ trợ chia sẻ tải cũng như quản lý chính sách thông qua các công nghệ truy cập vô tuyến khác nhau.

Hỗ trợ nâng cao cho QoS end to end yêu cầu dịch vụ phối hợp cải tiến và giao thức, bao gồm cả lớp báo hiệu cao hơn, cho tài nguyên vô tuyến RAN và các đặc tính của nó LTE RAN cần cung cấp các cơ chế hỗ trợ truyền dẫn hiệu quả và khai thác các giao thức lớp cao hơn trên giao diện vô tuyến Bên cạnh đó, cần hỗ trợ chia sẻ tải và quản lý chính sách thông qua các công nghệ truy cập vô tuyến khác nhau, với cơ chế lựa chọn lại để hướng dẫn các đầu cuối di động chuyển đổi giữa các công nghệ truy cập trong quá trình chuyển giao giữa các cổng.

Ngoài ra LTE cũng yêu cầu về độ phức tạp và những vấn đề chung:

LTE cần đáp ứng các yêu cầu về hiệu năng đồng thời giảm thiểu độ phức tạp để đảm bảo sự ổn định của hệ thống và tương tác hiệu quả với các giai đoạn trước Việc này cũng giúp giảm chi phí cho thiết bị đầu cuối và UTRAN.

Các yêu cầu chung liên quan đến chi phí và dịch vụ nhấn mạnh mục tiêu giảm thiểu chi phí trong khi vẫn đảm bảo hiệu suất cần thiết cho tất cả các dịch vụ Điều này bao gồm các vấn đề về đường truyền, hoạt động và bảo trì, tất cả đều ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ và chi phí tổng thể.

Các thông số vật lý của LTE

Các thông số lớp vật lý của LTE Advanced và tốc độ đỉnh của LTE theo lớp được thể hiện chi tiết tại bảng

Các thông số của physical LTE

Tốc độ đỉnh của LTE theo lớp

Tốc độ dữ liệu trong LTE được xác định dựa trên kích thước của phổ, với tốc độ đỉnh lên đến 100 Mbit/s cho đường xuống và 50 Mbit/s cho đường lên khi băng thông tối đa là 20 MHz Băng thông LTE có thể được cấp phát linh hoạt từ 1,25 MHz đến 20 MHz, gấp bốn lần so với băng thông của 3G-UMTS.

1.3.1 Dịch vụ trên nên LTE Advanced Đối với khách hàng là cá thể, sẽ có thêm nhiều ứng dụng về dòng dữ liệu lớn, tải về và chia sẻ vide, nhạc và nội dung đa phương tiện Tất cả các dịch vụ sẽ cần lưu lượng lớn hơn để đáp ứng đủ chất lượng dịch vụ, đặc biệt là mong đợi của người dùng về đường truyền TV độ rõ nét cao Đối với khách hàng là doanh nghiệp, truyền các tập tin lớn với tốc độ cao, chất lượng video hội nghị tốt, … Dựa theo sự đảm bảo về thương mại, mọi ứng dụng thời gian thực như game đa người chơi và chia sẻ tập tin đều được đáp ứng. Bảng 1.6 dưới đây sẽ mô tả chi tiết hơn về các dịch vụ của mạng di động 3G trước đây và mạng 4G/LTE sắp tới.

So sánh dịch vụ giữa 4G LTE và 3G

1.3.2 Tình hình triển khai 4G tại Việt Nam

VNPT là nhà cung cấp dịch vụ đầu tiên tại Việt Nam thử nghiệm công nghệ LTE, với việc lắp đặt trạm LTE đầu tiên vào ngày 10/10/2010, cho phép truy cập Internet với tốc độ lên đến 60 Mbps Sau đó, VNPT đã mở rộng lắp đặt thêm 15 trạm LTE tại Hà Nội Tiếp theo, Viettel cũng tham gia thử nghiệm LTE tại Hà Nội và Hồ Chí Minh, với tổng số 40 trạm phát sóng được lắp đặt tại mỗi địa bàn này.

Trong hai năm qua, 4G đã phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam, với tốc độ kết nối dữ liệu tăng cao, đáp ứng nhu cầu người dùng mọi lúc, mọi nơi Theo tổng kết của Bộ TT&TT, 4G đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của các dịch vụ giá trị gia tăng, nội dung số, IoT, truyền hình, nghe nhìn trực tuyến, giao dịch điện tử, thương mại điện tử và mạng xã hội.

Viettel sẽ triển khai thêm gần 10.000 trạm BTS 4G trên băng tần 2100MHz tại 15 tỉnh/thành phố lớn như Hà Nội, TPHCM, Đà Nẵng, Hải Phòng và Quảng Ninh, nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng data cao Dự kiến, việc lắp đặt sẽ hoàn thành trong Quý II/2019 Đồng thời, Viettel cũng sẽ giải phóng các thuê bao 2G ra khỏi băng tần 1800MHz để dành toàn bộ cho mạng 4G, giúp tăng dung lượng mạng 4G tốc độ cao thêm 25% so với hiện tại Với điều này, Viettel trở thành nhà mạng duy nhất tại Việt Nam triển khai mạng 4G trên cả hai băng tần 1800MHz và 2100MHz.

Năm 2019, Bộ TT&TT đã tích cực giải quyết khó khăn để cấp phép băng tần bổ sung cho 4G, lựa chọn băng tần 2.6 GHz FDD với nhiều lợi thế Các đơn vị chức năng của Bộ cũng đang xây dựng lộ trình loại bỏ công nghệ di động cũ và quy hoạch tài nguyên cho công nghệ mới Cục Viễn thông sẽ hợp tác với doanh nghiệp di động để đánh giá tác động của việc tắt sóng 3G hoặc 2G, nhằm giải phóng băng tần cho 4G và báo cáo Bộ TT&TT để triển khai kế hoạch tắt sóng sớm nhất có thể.

CÁC KỸ THUẬT TRONG 4G/LTE ADVANCED

Cấu trúc mạng 4G

LTE hiện nay hỗ trợ chuyển mạch gói, thay thế cho phương thức chuyển mạch kênh trước đây Công nghệ này cung cấp các dịch vụ IP hiệu quả hơn giữa các thiết bị, cải thiện tốc độ và khả năng kết nối.

UE và PDN mà không bị ngắt quãng

Cấu trúc cơ bản của LTE là như sau:

Chức năng của thiết bị người sử dụng UE bao gồm:

USIM (Universal Subscriber Identity Module) là thẻ nhớ thông minh được sử dụng trên điện thoại di động, có chức năng lưu trữ thông tin quan trọng như số điện thoại, mã số mạng di động, mã PIN và các thông tin cá nhân cần thiết khác khi sử dụng điện thoại.

 Hỗ trợ các dịch vụ và ứng dụng

 Màn hình vô tuyến và vận hành chuyển tải tới kênh phát triển nodeB

 Hỗ trợ các giao diện đường lên LTE và đường xuống giao tiếp không khí.

E-UTRAN: Nhu cầu của các dịch vụ và nội dung trên đường truyền đòi hỏi các nhà mạng phải có tốcđộ nhanh hơn nhưng lại phải giảm chi phí cho người sử dụng tại đầu cuối Do đó 3GPP đã phát triển một giao diện vô tuyến mới để đáp ứng các nhu cầu này E-UTRAN đã ra đời và là phiên bản nâng cấp của giao diện vô tuyến cho các mạng di động.

2.1.1 Cấu trúc cơ bản của SAE và LTE

Trong quá trình phát triển mạng từ UMTS lên 3G và 4G, công nghệ HSPA và LTE đã được đưa vào phần vô tuyến và SAE trong mạng.

LTE không chỉ đại diện cho sự tiến bộ trong truy cập vô tuyến qua E-UTRAN, mà còn kết hợp với các cải tiến không vô tuyến trong mạng lõi gói EPC Sự kết hợp giữa LTE và SAE tạo nên hệ thống gói cải tiến EPS, mang lại những thay đổi lớn trong mạng lõi Điều này cho phép truyền dữ liệu hiệu quả hơn và đạt được tốc độ dữ liệu cao hơn.

Dưới đây là sự cải tiến giữa UTRAN và E-UTRAN:

Mạng lõi và mạng truy nhập vô tuyến LTE bao gồm các thành phần chính nhằm tối thiểu hóa số node Để đạt được điều này, RNC đã được loại bỏ một phần chức năng, chuyển giao cho các trạm cơ sở eNodeB và nút Gateway của mạng lõi Tuy nhiên, RNC vẫn được duy trì để phục vụ cho việc chuyển thoại kênh.

Trong mạng lõi của LTE, chỉ có một phương thức chuyển mạch duy nhất được sử dụng, đó là chuyển mạch gói Kiến trúc của mạng lõi LTE rất đơn giản và hiệu quả.

Cổng phục vụ (Serving Gateway S – GW) là một node quan trọng trong giao diện E-UTRAN, có chức năng quản lý các đường hầm và chuyển mạch trên mặt phẳng người sử dụng S-GW hoạt động như một trạm di động địa phương, cung cấp thông báo dữ liệu khi thiết bị người dùng (UE) di chuyển giữa các eNB Nó cũng kết nối với các công nghệ khác của 3GPP như GPRS và UMTS Bên cạnh đó, S-GW còn giữ vai trò lưu trữ thông báo khi UE rỗi và làm bộ nhớ đệm tạm thời cho dữ liệu hướng xuống.

Cổng mạng dữ liệu gói P-GW (Packet Data Network – Gateway) là bộ định tuyến biên giữa EPS và các mạng chuyển mạch gói khác, cung cấp kết nối cho người dùng thiết bị (UE) tới các mạng dữ liệu gói bên ngoài P-GW đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý lưu lượng và cho phép một UE có thể kết nối đồng thời với nhiều P-GW khác nhau.

GW với chức năng chính là:

+ Chịu trách nhiệm định vị địa chỉ IP cho UE

+ Lọc gói cho mỗi người dùng (per – user packet)

+ Cung cấp khả năng kết nối bảo mật giữa các UE được kết nối từ một mạng truy cập không tin cậy

Trong trường hợp P-GW thực hiện chức năng chọn và lọc lưu lượng dựa trên các chính sách đã được thiết lập cho người dùng (UE) và các dịch vụ theo yêu cầu, P-GW sẽ thu thập và báo cáo thông tin liên quan đến việc tính cước.

Thực thể quản lý tính di động MME (Mobility Management Entity) là thành phần chủ chốt trong mạng lõi EPC, đảm nhiệm vai trò điều khiển mà không tham gia vào việc truyền dữ liệu người sử dụng Các chức năng chính của MME bao gồm quản lý kết nối và duy trì phiên người dùng, đảm bảo hiệu quả trong việc xử lý thông tin di động.

+ MME cung cấp chức năng chuyển đổi tính lưu động giữa LTE và mạng truy nhập 2G/3G.

+ Trạng thái UE rỗi – Idle theo dõi và khả năng liên lạc (bao gồm điều khiển và thực hiện các chuyển tiếp tìm gọi).

MME chịu trách nhiệm quản lý hồ sơ thuê bao và dịch vụ kết nối Khi một UE đăng ký vào mạng, MME sẽ lấy hồ sơ thuê bao từ mạng chủ thuê bao thường trú HSS và lưu trữ thông tin này trong suốt thời gian phục vụ UE.

Chức năng chính sách và quy định tính phí PCRF (Policy and Charging Rules Function) là phần mềm quyết định quy tắc chính sách trong mạng đa phương tiện theo thời gian thực Nó tạo ra giao diện với các ứng dụng như proxy và các chức năng điều khiển cuộc gọi, đồng thời hỗ trợ xây dựng quy tắc và tự động đưa ra quyết định chính sách cho từng thuê bao Mạng lưới này có khả năng cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau, đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) và áp dụng các quy tắc tính cước hiệu quả.

Máy chủ quản lý thuê bao thường trú (Home Subscriber Server HSS) là trung tâm lưu trữ dữ liệu quan trọng, lưu trữ tất cả thông tin của người dùng HSS đảm nhận chức năng quản lý và cung cấp dữ liệu thuê bao, đảm bảo tính toàn vẹn và khả năng truy cập thông tin một cách hiệu quả.

+ Lưu giữ và bảo mật mọi thông tin liên quan đến người sử dụng.

+ Vector xác thực và khóa bảo mật cho mỗi UE

+ Địa chỉ của đơn vị phục vụ quản lý di động hiện nay (MME)

2.1.2 Cấu trúc LTE liên kết với các mạng khác

4G LTE/SAE tương tác hiệu quả với các mạng 2G và 3G như GPRS/UMTS, cho phép hỗ trợ kết nối và chuyển giao dữ liệu mượt mà EPS còn tương thích với các mạng sử dụng kỹ thuật truy cập vô tuyến, nâng cao khả năng truyền tải thông tin.

GSM, UMTS, CDMA2000 và WIMAX.

Hình sau thể hiện cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập 3GPP và non-3GPP

Và đây là cấu trúc hệ thống cho mạng 3GPP và liên mạng với CDMA 2000

Giao thức E-UTRAN phát triển thêm của UTRAN bằng cách thêm L1 và MAC mới Chức năng của MAC (Medium Access Control) bao gồm:

Ghép nhiều kênh logic khác nhau trên một kênh truyền đơn RLC giúp tối ưu hóa việc truyền dữ liệu Tương tự, trong WCDMA, chức năng truyền lại được sử dụng khi có lỗi xảy ra ở các lớp thấp như MAC và L1 Điều này cũng áp dụng trong chế độ ACK của RLC trong UTRAN, đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy của kết nối.

- Phân đoạn để phù hợp cho các giao thức đơn vị dữ liệu

- Cung cấp các kênh vật lý cho các lớp cao hơn

Các kênh trên giao diện vô tuyến 4G

Kênh logic trong giao diện vô tuyến 4G bao gồm:

Kênh điều khiển quảng bá (BCCH) là kênh truyền thông quan trọng, giúp truyền tải thông tin điều khiển từ mạng đến tất cả các thiết bị di động trong khu vực Trước khi kết nối với hệ thống, các thiết bị di động cần đọc thông tin phát sóng trên BCCH để hiểu cấu hình của hệ thống, chẳng hạn như băng thông mà hệ thống đang sử dụng.

Kênh điều khiển tìm gọi (PCCH) là công cụ quan trọng để xác định vị trí các đầu cuối di động, khi mà mạng không thể xác định vị trí của chúng ở cấp độ ô Do đó, việc phát các bản tin tìm gọi trong nhiều ô (vùng định vị) là cần thiết để đảm bảo kết nối hiệu quả.

Kênh điều khiển riêng (DCCH) là kênh được sử dụng để truyền tải thông tin điều khiển giữa các đầu cuối di động Kênh này đóng vai trò quan trọng trong việc cấu hình các đầu cuối di động, bao gồm việc gửi và nhận các bản tin chuyển giao khác nhau.

Kênh lưu lượng riêng (DTCH) là phương thức truyền tải dữ liệu giữa người sử dụng và đầu cuối di động Đây là loại kênh logic chủ yếu dùng để truyền tải tất cả dữ liệu đường lên và đường xuống của người dùng, không bao gồm các dịch vụ MBMS.

- Kênh lưu lượng đa phương (MTCH): Được sử dụng để phát các dịch vụ MBMS.

Kênh truyền tải trong mạng thông tin di động 4G, bao gồm các kênh sau:

- Kênh quảng bá (BCH): Có khuôn dạng truyền tải cố định do chuẩn cung cấp Nó được sử dụng để phát thông tin trên kênh logic.

Kênh tìm gọi (PCH) là một phương tiện quan trọng để phát thông tin tìm gọi trên kênh PCCH PCH hỗ trợ công nghệ thu không liên tục (DRX), giúp đầu cuối tiết kiệm năng lượng ắc quy bằng cách tắt và chỉ mở để thu PCH vào những thời điểm đã được quy định trước.

Kênh chia sẻ đường xuống (DL-SCH) là kênh truyền tải dữ liệu đường xuống trong mạng LTE, hỗ trợ các chức năng quan trọng như thích ứng tốc độ động và lập biểu phụ thuộc kênh trong cả miền thời gian và miền tần số.

Nó hỗ trợ DRX nhằm giảm tiêu thụ công suất của thiết bị di động, đồng thời duy trì cảm giác kết nối liên tục tương tự như cơ chế CPC trong HAS.

- Kênh đa phương (MCH): Được sử dụng để hỗ trợ MBMS Nó được đặc trưng bởi khuôn dạng truyền tải bán tĩnh và lập biểu bán tĩnh.

Các kênh vật lý sử dụng cho dữ liệu người dùng bao gồm:

- Kênh vật lý chia sẻ đường xuống (PDSCH_Physical Downlink Shared Chanel): Phụ tải có ích (payload)

- Kênh vật lý điều khiển đường xuống (PDCCH_ Physical Downlink Control Chanel): Lập biểu, ACK/NAK

- Kênh vật lý quảng bá (PBCH_ Physical Broadcast Chanel): Mang các thông tin đặc trưng của cell.

- Kênh vật lý chia sẻ đường lên (PUSCH_ Physical Uplink Shared

Chanel): Được dùng để mang dữ liệu người dùng.

- Kênh vật lý điều khiển đường lên (PUCCH_Physical Uplink Control Channel): Có chức năng lập biểu, ACK/NAK.

Kiến trúc giao thức 4G

Trong công nghệ 4G, RLC đã được tích hợp vào eNodeB, dẫn đến việc các giao thức vô tuyến trước đây giữa NodeB và RNC trong UTRAN giờ đây chuyển sang giữa UE và eNodeB Để tối ưu hóa hiệu suất, số lượng node trong EPC cũng đã được giảm thiểu EPC chia luồng dữ liệu người dùng thành hai mặt phẳng: mặt phẳng người sử dụng và mặt phẳng điều khiển.

2.3.1 Mặt phẳng người sử dụng, User Plane

Gói IP của UE được truyền qua một EPC thông qua giao thức và đường hầm giữa P-GW và eNodeB Các giao thức xuyên hầm khác nhau được áp dụng cho các đường giao tiếp khác nhau Trong 3GPP, giao thức xuyên hầm GPRS (GPRS Tunnelling Protocol) được sử dụng cho các đường giao tiếp trong mạng lõi, bao gồm S1 và S5/S8.

Giao thức E-UTRAN bao gồm các lớp PDCP, RLC và MAC, có vai trò quan trọng trong việc điều khiển dữ liệu trong quá trình chuyển giao Do không có Node điều khiển trung tâm, eNodeB phải tự thực hiện việc đệm dữ liệu, phụ thuộc vào tính di động của người dùng PDCP đảm bảo bảo vệ dữ liệu trong suốt quá trình chuyển giao, trong khi các lớp RLC và MAC sẽ khởi động lại từ đầu khi chuyển sang một cell mới.

2.3.2 Mặt phẳng điều khiển, Control Plane

Hình sau đây là ngăn xếp giao thức mặt phẳng người điều khiển của E-UTRAN

Vùng màu xám biểu thị các giao thức tầng truy cập, hoạt động tương tự như các lớp thấp hơn ở mặt phẳng người dùng nhưng không nén Header Giao thức RRC được xác định là giao thức lớp 3 trong tầng truy cập.

Nó đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển tầng truy cập, chịu trách nhiệm thiết lập các thông báo vô tuyến và cấu hình tất cả các lớp thấp hơn thông qua việc sử dụng tín hiệu RRC giữa eNodeB và UE.

Handover (Chuyển giao)

Khi một thuê bao di chuyển từ vùng phủ sóng của ô này sang ô khác, việc thiết lập kết nối với ô mới là cần thiết, trong khi kết nối với ô cũ sẽ phải được hủy bỏ.

Chuyển giao kết nối vô tuyến xảy ra khi không đạt tiêu chuẩn nhất định, dẫn đến việc UE hoặc UTRAN cần thực hiện các biện pháp cải thiện chất lượng kết nối.

WCDMA sử dụng chuyển giao mềm cho cả đường lên và đường xuống, trong khi HSPA chỉ áp dụng chuyển giao mềm cho đường lên Hệ thống LTE không sử dụng chuyển giao mềm, chỉ áp dụng chuyển giao cứng, giúp đơn giản hóa cấu trúc hệ thống Trong các hệ thống trước, mạng lõi quản lý bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC, nơi RNC chịu trách nhiệm quản lý các trạm BS, và các trạm BS lại quản lý các UE.

Hình sau thể hiện các loại chuyển giao

Chuyển giao cùng tần số (intra-frequency) diễn ra giữa các ô cell trong cùng một eNodeB, trong khi chuyển giao khác tần số (inter-frequency) được thực hiện giữa các cell thuộc các eNodeB khác nhau.

The UE will conduct measurements of the Reference Signal Receive Power (RSRP) and the Reference Signal Receive Quality (RSRQ) based on the reference signal (RS).

Cường độ tín hiệu cụ thể của cell được đo lường thông qua RSRP, giúp xác định tín hiệu từ cell đang phục vụ và cell ảnh hưởng mạnh nhất Đo lường này đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển giao và quyết định chọn lại cell Để thực hiện chuyển giao, độ chênh lệch RSRP và RSRQ cần đạt một mức nhất định Cụ thể, đối với hai cell cùng tần số, độ chênh lệch RSRP yêu cầu từ +/- 2 dB đến +/- 3 dB, và RSRQ từ +/- 2,5 đến 4 dB Trong trường hợp hai cell khác tần số, độ chênh lệch RSRP cần đạt +/- 6 dB, trong khi độ chênh lệch RSRQ từ +/- 3 đến 4 dB.

Trình tự chuyển sao trong LTE giữa 2 cel diễn ra như sau:

Trong quá trình đo lường, UE gửi báo cáo đo lường đến eNode B, trong đó bao gồm thông tin về một cell đích có mức RSRP cao hơn cell hiện tại mà UE đang phục vụ.

Quyết định chuyển giao eNodeB là cần thiết, trong đó cần xác định cell đích phù hợp và yêu cầu truy cập tới eNodeB đang điều khiển cell đích.

Trong quá trình chuyển giao, eNodeB đích sẽ chấp nhận yêu cầu và cung cấp cho eNodeB nguồn các thông số cần thiết để UE truy cập vào cell đích Các thông số này bao gồm ID của cell, tần số sóng mang, cùng với tài nguyên chỉ định cho cả đường xuống và đường lên Sau đó, eNodeB nguồn sẽ gửi một bản tin "mobility from E-UTRAN" đến UE Khi UE nhận được bản tin này, nó sẽ ngắt kết nối vô tuyến với eNodeB nguồn và thiết lập một kết nối mới với eNodeB đích Trong suốt quá trình này, đường truyền dữ liệu sẽ bị gián đoạn.

2.4.3 LTE Advanced đa song mang và MIMO siêu cao

Kỹ thuật MIMO được áp dụng để tăng vùng phủ song và khả năng của lớp vật lý Các chế độ, bao gồm:

- Đơn đầu vào đơn đầu ra (SISO)

- Đơn đầu vào đa đầu ra (SIMO)

- Đa đầu vào đơn đầu ra (MISO)

- Đa đầu vào đa đầu ra (MIMO)

Cộng gộp sóng mang là tính năng quan trọng trong LTE-A phiên bản 10, giúp tăng băng thông cho thiết bị di động và đạt tốc độ bit tối đa.

Mỗi sóng mang kết hợp gọi là một sóng mang thành phần CC (Component Carrier), sóng mang thành phần có thể có băng thông 1; 4; 3; 5; 10; 15MHz hoặc

Trong LTE, băng tần tối đa cho phép truyền tải dữ liệu là 20 MHz, sử dụng các đoạn phổ tần số liền kề Tuy nhiên, với LTE-A, công nghệ cộng gộp sóng mang cho phép kết hợp các kênh nhỏ trên các băng tần khác nhau thành một kênh lớn, từ đó tăng tốc độ dữ liệu khả dụng cho từng khách hàng lên nhiều lần.

Hình sau là sơ đồ cộng gộp sóng mang

MIMO cho phép các trạm thu phát và thiết bị di động truyền nhận dữ liệu qua nhiều anten, nâng cao hiệu suất truyền tải Trong khi LTE hỗ trợ MIMO, tính năng này chủ yếu chỉ áp dụng cho chiều tải xuống Kỹ thuật MIMO thực hiện hai chức năng chính, giúp cải thiện tốc độ và độ tin cậy của kết nối.

Trong môi trường không dây, nguy cơ can nhiễu cao xảy ra, đặc biệt là tại rìa các cell hoặc trong ô tô đang di chuyển Để khắc phục tình trạng này, các bộ phát và thu sẽ phối hợp với nhau nhằm tập trung tín hiệu vô tuyến vào một hướng cụ thể thông qua chức năng tạo búp sóng.

(beamforming) này giúp cho tín hiệu thu được mạnh lên mà không cần phải tăng công suất phát.

Khi cường độ tín hiệu mong muốn cao và tín hiệu nhiễu thấp, chẳng hạn như khi người dùng đứng yên và gần trạm phát, công nghệ MIMO có thể được áp dụng để tăng tốc độ dữ liệu hoặc số lượng người dùng mà không cần mở rộng băng tần.

Kỹ thuật này có tên là ―ghép kênh không gian‖ (spatial multiplexing) giúp nhiều luồng dữ liệu được truyền đi cùng lúc, trên cùng tần số sóng mang

LTE-Advanced hỗ trợ các chế độ truyền nối tiếp tiên tiến, cho phép giải mã tất cả dữ liệu và chỉ chuyển tiếp dữ liệu đến các thiết bị di động mà mỗi bộ truyền nối tiếp phục vụ Phương pháp này không chỉ giảm thiểu can nhiễu mà còn tăng số lượng thiết bị di động kết nối Ngoài ra, LTE-Advanced cho phép các bộ truyền nối tiếp sử dụng chung phổ tần số và giao thức của trạm thu phát để liên lạc hiệu quả với trạm thu phát và các thiết bị đầu cuối.

QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G

Khái quát về tình hình chính trị, kinh tế và xã hội của tỉnh Bắc Ninh

Bắc Ninh, tỉnh nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc, cách Hà Nội 30km, sân bay Quốc tế Nội Bài 45km và cảng Hải Phòng 110km, đóng vai trò quan trọng trong kết nối giữa Hà Nội và các tỉnh phía Bắc Tỉnh này nằm trên hành lang kinh tế Việt – Trung và trong tam giác tăng trưởng Hà Nội – Hải Phòng – Quảng Ninh Bắc Ninh sở hữu hệ thống giao thông đồng bộ, giúp dễ dàng kết nối với các trung tâm kinh tế, văn hóa, chính trị và thương mại phía Bắc.

Khái quát về hiện trạng mạng thông tin di động 2G/3G/4G của

Năm 2017, được phép của lãnh đạo VNPT và Tổng giám đốc công ty

Vinaphone, VNPT Bắc Ninh đã chính thức triển khai mạng thông tin di động 4G trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh.

Công nghệ 4G LTE của Huawei mà VNPT Bắc Ninh triển khai sở hữu nhiều đặc tính nổi bật Các thiết bị LTE sử dụng kỹ thuật đa anten MIMO với các cấp độ 4x4, 2x4 và 2x2, cho phép trạm gốc truyền đồng thời nhiều luồng dữ liệu trên cùng một sóng mang Đặc biệt, độ rộng băng thông của thiết bị rất linh hoạt, có thể hoạt động với các băng 5MHz, 10MHz, 15MHz và 20MHz cả chiều lên và xuống Công nghệ 4G LTE của Huawei đạt băng thông cực đỉnh 20MHz, với tốc độ đỉnh tức thời lên đến 150/300Mbps cho đường xuống và 75Mbps cho đường lên.

Khi áp dụng kỹ thuật MIMO (đa đầu vào và đa đầu ra) với cấu hình 2x2 và băng thông 20MHz, tốc độ đường xuống có thể đạt được mức cao.

150 Mbps và khi sử dụng kỹ thuật đa anten MIMO với các cấp độ 4x4, băng thông

Với băng tần 20 MHz, tốc độ tải xuống có thể đạt tới 300 Mbps Các thiết bị LTE của Huawei áp dụng công nghệ đa truy nhập, sử dụng giải pháp song công theo tần số FDD và song công theo thời gian TDD, dựa trên kỹ thuật ghép kênh theo tần số trực giao OFDM cho đường xuống và kỹ thuật SC-FDMA cho đường lên.

Hình sau mô tả mức độ phủ sóng 2G/3G/4G tại Bắc Ninh

Mạng TSLCD đã kết nối mạng từ POP truy nhập đến các thiết bị đầu cuối của các cơ quan Đảng và Chính quyền tại các tỉnh thành, bao gồm cả huyện và thị xã Hệ thống sử dụng cáp quang với tốc độ 100/1000Mbit/s, đảm bảo yêu cầu riêng biệt, an ninh và an toàn dữ liệu Các kết nối cũng được thiết lập với độ dự phòng cao, phục vụ cho các cơ quan Đảng, Chính quyền cấp quận huyện và các Sở Ban ngành trong tỉnh.

Mạng truy nhập cấp trong tỉnh được mô tả như hình dưới đây:

Đến đầu năm 2020, tổng số thuê bao điện thoại cố định đạt 40.572, với mật độ 3,3 thuê bao/100 dân Số thuê bao điện thoại di động lên tới 1.499.009, tương đương mật độ 123,0 thuê bao/100 dân Bên cạnh đó, tổng số thuê bao Internet băng rộng đạt 720.125, với mật độ 59,1 thuê bao/100 dân Đặc biệt, hạ tầng mạng ngoại vi tại các khu đô thị mới, khu công nghiệp và cụm công nghiệp đã được ngầm hóa đạt 100%.

Khả năng mạng 4G hiện nay chưa đáp ứng đầy đủ nhu cầu của người dùng do số lượng trạm 4G còn hạn chế Nhiều khu dân cư ở vùng sâu, vùng xa của một số huyện vẫn chưa được phủ sóng mạng 4G, dẫn đến việc người dân gặp khó khăn trong việc truy cập internet.

Quy hoạch và triển khai mạng 4G Vinaphone tại Bắc Ninh

Mục đích của quy hoạch mạng vô tuyến là để tối đa vùng bao phủ mạng trong khi cung cấp được dung lượng mong muốn tại cùng thời điểm.

Quy trình và phương pháp quy hoạch chung cho mạng di động 4G LTE bao gồm 3 bước:

B1- Khởi tạo và phân tích vùng phủ.

B3- Vận hành và tối ưu hóa mạng.

Thứ nhất, khởi tạo và phân tích vùng phủ:

Quy hoạch mạng cần dựa trên nhu cầu lưu lượng, vì vậy dự báo lưu lượng là bước đầu tiên quan trọng trong quá trình này.

Dự báo lưu lượng mạng bao gồm việc ước lượng số lượng thuê bao, phân tích mức sử dụng lưu lượng thoại và dữ liệu, cũng như lập kế hoạch cho các nhu cầu trong tương lai.

Để quy hoạch mạng vô tuyến cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ tư, việc phân tích vùng phủ là rất quan trọng Cần khảo sát chi tiết các khu vực cần phủ sóng và các kiểu phủ sóng phù hợp Dựa trên bản đồ dân cư, chúng ta có thể dự đoán lưu lượng người sử dụng, đồng thời xem xét điều kiện môi trường truyền sóng và các ảnh hưởng của nó đến mô hình truyền sóng Từ đó, có thể đưa ra lựa chọn cho các hệ số hiệu chỉnh môi trường và thâm nhập tòa nhà.

Hình trên mô tả quá trình tính toán bán kính vùng phủ R

Bước thứ hai, quy hoạch chi tiết:

Để thực hiện quy hoạch mạng 4G LTE, ngoài việc dự báo dung lượng và phân tích vùng phủ, cần áp dụng hai điều kiện tối ưu nhằm xác định số lượng trạm eNodeB cần lắp đặt.

Để xác định số trạm cần lắp đặt, điều kiện tối ưu đầu tiên là quy hoạch vùng phủ Việc này dựa trên tính toán quỹ đường truyền nhằm xác định suy hao tín hiệu cực đại, từ đó xác định bán kính ô phủ khi kết hợp với mô hình truyền sóng thích hợp Qua đó, ta có thể tính được diện tích phủ sóng của ô phủ Từ diện tích địa lý của vùng phủ sóng, ta sẽ xác định được số lượng eNodeB cần lắp đặt cho khu vực đó.

Điều kiện tối ưu thứ hai liên quan đến việc quy hoạch lưu lượng dựa trên dân số của khu vực, nhằm ước lượng số lượng thuê bao sử dụng Qua đó, việc lựa chọn tốc độ mã hóa và điều chế MCS, băng thông kênh truyền và kỹ thuật anten sẽ giúp tính toán số lượng trạm cần thiết lắp đặt Cuối cùng, từ hai kết quả tính toán, ta sẽ chọn số eNodeB lớn hơn để xác định số lượng eNodeB cuối cùng cần thiết cho vùng phủ sóng.

Bước thứ ba, vận hành và tối ưu hóa mạng:

Các mô hình truyền sóng

Mô hình truyền sóng thích hợp kết hợp với quỹ đường truyền giúp tính toán bán kính phủ sóng Do tính chất ngẫu nhiên và không nhìn thấy của kênh truyền dẫn vô tuyến, cần thực hiện các nghiên cứu phức tạp Các mô hình này đánh giá công nghệ truyền dẫn dựa trên nhiều đặc tính môi trường, bao gồm các khu vực như thành phố lớn, thành phố nhỏ, vùng ngoại ô, nông thôn, vùng nhiệt đới và sa mạc Hai mô hình tiêu biểu trong lĩnh vực này là Hata-Okumura và Walfish-Ikegami.

Mô hình Hata là một mối quan hệ thực nghiệm được phát triển từ báo cáo kỹ thuật của Okumura, cho phép áp dụng các kết quả vào các công cụ tính toán Báo cáo này bao gồm nhiều lưu đồ phục vụ cho việc lập mô hình thông tin vô tuyến Mô hình Hata hoạt động hiệu quả trong dải tần từ 500 MHz đến 2000 MHz, và có thể áp dụng cho cả tần số 2500 MHz.

Trong mô hình này, suy hao đường truyền được xác định thông qua hệ số hiệu chỉnh anten, phụ thuộc vào khoảng cách giữa trạm gốc và trạm di động cũng như tần số Kết quả cuối cùng được điều chỉnh dựa trên độ cao của anten ở cả trạm gốc và trạm di động.

Các biểu thức toán học được sử dụng trong mô hình Hata-Okumura để xác định tổn hao trung bình L:

Dải thông số sử dụng được cho mô hình Hata là:

Thông số A, B: a(hm) tính như sau: Đối với thành phố nhỏ và trung bình: Đối với thành phố lớn:

Mô hình Walfisch-Ikegami giả định rằng sóng được truyền qua mái nhà thông qua quá trình nhiễu xạ Trong mô hình này, các tòa nhà được sắp xếp trên đường thẳng giữa máy phát và máy thu.

Hình trên là các tham số của mô hình Walfisch-Ikegami

Các biêu thức sử dụng cho mô hình này như sau:Lp = Lf + Lrts + Lmsd hay

Lp Lf khi Lrts + Lmsd < 0

+ Tổn hao không gian tự do Lf được xác định:

+ Nhiễu xạ mái nhà - phố và tổn hao phân tán tính như sau:

Lrst = (-16,7) -101gW + 101gfc + 201gahm + Lori (dB)

- Hr : độ cao trung bình toà nhà

Ta có công thức tính bán kính cell:

Diện tích vùng phủ đối với một cell có cấu trúc lục giác đều được tính như sau: S = k.r²

Để xác định số trạm eNodeB cần lắp đặt trong khu vực quy hoạch, trước tiên cần tính diện tích vùng phủ (S) dựa trên bán kính cực đại của cell (r) và hằng số (K).

Hình trên mô tả quy trình vận hành mạng

Hình trên mô tả quá trình thực hiện quả lý chất lượng mạng

Tối ưu hóa mạng là một quy trình liên tục và khép kín, bao gồm việc đo đạc các thông số bằng công cụ thu thập dữ liệu Các thông số này sau đó được so sánh với các chỉ tiêu mạng yêu cầu Tiếp theo, dữ liệu thu thập được sẽ được phân tích để xác định nguyên nhân và đưa ra các khuyến nghị phù hợp.

Các bước thực hiện tối ưu được mô tả với lưu đồ sau:

Việc áp dụng công nghệ LTE-Advance vào mạng 4G của VNPT Bắc Ninh, hiện đang sử dụng công nghệ LTE, mang lại nhiều lợi ích đáng kể Công nghệ LTE-Advance không chỉ cải thiện tốc độ truyền tải dữ liệu mà còn nâng cao khả năng kết nối ổn định, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng Sự chuyển mình này sẽ giúp VNPT Bắc Ninh nâng cao chất lượng dịch vụ và tạo ra trải nghiệm tốt hơn cho khách hàng.

LTE-Advance là phiên bản nâng cấp của công nghệ LTE, hoàn toàn tương thích với nhau Các thiết bị sử dụng LTE-Advance có thể hoạt động hiệu quả trên mạng LTE thông thường và ngược lại.

3.3.1 Quy hoạch, định cỡ mạng truyền tải cho 4G

Dung lượng lý thuyết của mạng di động phụ thuộc vào số lượng eNodeB được triển khai Ngoài ra, dung lượng mạng còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như mức độ nhiễu, quy trình lập biểu và các kỹ thuật điều chế và biến hóa được áp dụng.

Trong đó: overalldatarate là toàn bộ tốc độ dữ liệu, sitecapacity là bội số của thông lượng cell (cellthroughput), nó tùy thuộc vào cấu hình của cell trên site.

Tính toán cellthroughput: 1frame = 10ms = 10subframe times slot

Ngày đăng: 14/09/2022, 17:20

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Có thể mơ tả q trình tiến tới 4G của các cơng nghệ hiện có như hình - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
th ể mơ tả q trình tiến tới 4G của các cơng nghệ hiện có như hình (Trang 7)
Từ bảng trên ta thấ y: - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
b ảng trên ta thấ y: (Trang 11)
1.3.2. Tình hình triển khai 4G tại Việt Nam - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
1.3.2. Tình hình triển khai 4G tại Việt Nam (Trang 15)
 Màn hình vơ tuyến và vận hành chuyển tải tới kênh phát triển nodeB.           Hỗ trợ các giao diện đường lên LTE và đường xuống giao tiếp khơng khí - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
n hình vơ tuyến và vận hành chuyển tải tới kênh phát triển nodeB.  Hỗ trợ các giao diện đường lên LTE và đường xuống giao tiếp khơng khí (Trang 17)
Hình sau thể hiện cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập 3GPP và non-3GPP - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
Hình sau thể hiện cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập 3GPP và non-3GPP (Trang 20)
Giao thức mặt phẳng người dùng E-UTRAN có màu xám như hình, bao gồm các lớp con PDCP (Packet Data Convergence Protocol), RLC (Radio Link  Control) và MAC (Medium Access Control). - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
iao thức mặt phẳng người dùng E-UTRAN có màu xám như hình, bao gồm các lớp con PDCP (Packet Data Convergence Protocol), RLC (Radio Link Control) và MAC (Medium Access Control) (Trang 25)
Hình sau thể hiện các loại chuyển giao - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
Hình sau thể hiện các loại chuyển giao (Trang 27)
Hình sau là sơ đồ cộng gộp sóng mang - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
Hình sau là sơ đồ cộng gộp sóng mang (Trang 29)
2.4.4. Mơ hình downlink của LTE trong multi-cell - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
2.4.4. Mơ hình downlink của LTE trong multi-cell (Trang 31)
2.4.4. Mơ hình downlink của LTE trong multi-cell - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
2.4.4. Mơ hình downlink của LTE trong multi-cell (Trang 31)
Hình sau mơ tả mức độ phủ sóng 2G/3G/4G tại Bắc Ninh - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
Hình sau mơ tả mức độ phủ sóng 2G/3G/4G tại Bắc Ninh (Trang 34)
Hình trên mơ tả q trình tính tốn bán kính vùng phủ R - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
Hình tr ên mơ tả q trình tính tốn bán kính vùng phủ R (Trang 36)
Mơ hình Walfish-Ikegami - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
h ình Walfish-Ikegami (Trang 39)
Mơ hình Hata-Okumura: - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
h ình Hata-Okumura: (Trang 40)
Hình trên mơ tả quy trình vận hành mạng - TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊM ĐÌNH TOẢN VỀ QUY HOẠCH, TỐI ƯU MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT BẮC NINH
Hình tr ên mơ tả quy trình vận hành mạng (Trang 41)

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w