Nghiên cứu quy hoạch, tối ưu mạng vô tuyến lte và đề xuất triển khai tại thành phố bến tre,luận văn thạc sỹ kỹ thuật điện tử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN NHỰT TÀI NGHIÊN CỨU QUY HOẠCH,TỐI ƯU MẠNG VÔ TUYẾN LTE VÀ ĐỀ XUẤT TRIỂN KHAI TẠI THÀNH PHỐ BẾN TRE Ngành: Kỹ Thuật Điện Tử Mã số: 60520203 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS TRẦN HỒI TRUNG TP.Hồ Chí Minh.2014 i TRÍCH YẾU LUẬN VĂN CAO HỌC Họ tên học viên: Nguyễn Nhựt Tài Năm sinh: 1986 Cơ quan công tác: Chi Nhánh Viettel Đồng Nai Khoá: 20 Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử Mã số: : 60.52.70 Cán hƣớng dẫn: TS Trần Hồi Trung Bộ mơn: : Kỹ thuật viễn thông Tên đề tài luận văn:”Nghiên cứu quy hoạch, tối ưu mạng vô tuyến LTE đề xuất triển khai thành phố Bến Tre “ Mục đích nghiên cứu đề tài: Đề tài nghiên cứu trình quy hoạch mạng vơ tuyến LTE q trình tối ƣu hóa mạng LTE sau quy hoạch, để ứng dụng cho trình phát triến mạng di động thành phố Bến Tre khu dân cƣ khác Phương pháp nghiên cứu kết đạt : Nghiên cứu chủ yếu dựa vào tài liệu mạng, sách báo, nhƣ dự án thử nghiệm phát triển LTE nƣớc Đối tƣợng chủ yếu thực tế nhu cầu xã hội phát triển công nghệ hệ thống di động để nghiên cứu Điểm bình qn mơn học: Điểm bảo vệ luận văn: Ngày tháng năm Học viên Nguyễn Nhựt Tài Xác nhận cán hướng dẫn: Xác nhận Bộ môn: HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hồi Trung ii LỜI NĨI ĐẦU LTE tiêu chuẩn nhóm cơng nghệ di động 3GPP Cơng nghệ LTE cung cấp tốc độ đƣờng xuống lên tới 100 Mbit/s, đƣờng lên cao 50 Mbit/s Cơng nghệ LTE hỗ trợ sóng mang từ 1,4 MHz tới 20 MHz hỗ trợ đa truy nhập phân chia theo tần số (FDD) theo thời gian (TDD) Do nhu cầu dung lƣợng ngày cao để phục vụ nhu cầu ngày cao ngƣời game, video, hội nghị, video chất lƣợng cao, trực tuyến Xuất phát từ nhu cầu thực tế việc phát triển mạng 3G lên mạng 4G nay, nên lý nên em chọn đề tài: “NGHIÊN CỨU QUY HOẠCH,TỐI ƯU MẠNG VÔ TUYẾN LTE VÀ ĐỀ XUẤT TRIỂN KHAI TẠI THÀNH PHỐ BẾN TRE” thiết thực xu phát triển công nghệ phát triển thới giới Nội dung luận văn bao gồm nội dung sau: Chương 1: Tổng quan quy hoạch Chương 2: Giao diện vơ tuyến, kỹ thuật OFDM lộ trình 3G lên 4G LTE Chương 3: Quy hoạch công nghệ 4G LTE nghiên cứu áp dụng cho thành phố Bến Tre Chương 4: Tối ƣu 4G LTE sau quy hoạch nghiên cứu áp dụng cho Thành phố Bến Tre Cuối đánh giá kết thực luận văn hƣớng phát triển đề tài tƣơng lai Mặc dù cố gắng nỗ lực để nghiên cứu nhƣng khơng tránh đƣợc thiếu sót, tơi mong nhận đƣợc góp ý quý Thầy Cô anh chị, bạn lớp để tơi hồn thiện luận văn hịa chỉnh Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy TS Trần Hồi Trung Thầy Cơ mơn tạo điều kiện để tơi hoàn thành đƣợc luận văn HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hồi Trung iii MỤC LỤC Trang TRÍCH YẾU LUẬN VĂN CAO HỌC i LỜI NÓI ĐẦU ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH VẼ vii DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ix CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH 1.1 Quá trình quy hoạch mạng vơ tuyến 1.1.1 Dung lƣợng 1.1.2 Vùng phủ sóng 1.1.2.1 Mục tiêu phủ sóng 1.1.2.2 Sector hóa khả thích ứng chùm tia 1.2 Thủ tục triển khai quy hoạch tối đa dung lƣợng nhƣ vùng phủ sóng 1.2.1 Chuẩn bị 1.2.2 Số lƣợng ngƣời dùng 1.2.3 Quản lý quy hoạch mạng 1.3 Phát triển kế hoạch thiết kế mạng 1.31 Phân tích lƣu lƣợng 1.3.2 Mật độ lƣu lƣợng 1.4 Ƣớc tính vùng phủ sóng di động 1.4.1 Quỹ đƣờng truyền 1.4.2 Độ lợi chuyển giao mềm 1.4.3 Vùng phủ bị giới hạn 1.4.4 Dung lƣợng bị giới hạn 1.4.5 Hệ số tải 1.5 Mơ hình ƣớc tính tế bào 1.6 Kết luận chƣơng HVTH: Nguyễn Nhựt Tài 10 GVHD: TS Trần Hồi Trung iv CHƢƠNG 2: GIAO DIỆN VƠ TUYẾN, KỸ THUẬT OFDM VÀ LỘ TRÌNH 3G LÊN 4G LTE 11 2.1 Giao diện vô tuyến 11 2.1.1 RLC( điều khiển liên kết vô tuyến) 11 2.1.2 MAC ( điều khiển truy nhập môi trƣờng ) 13 2.1.2.1 Kênh logic kênh truyền tải 13 2.1.2.2 Truyền tải liệu ngƣời sử dụng hƣớng lên 16 2.1.2.3 Truyền tải liệu ngƣời sử dụng hƣớng xuống 21 2.1.3 Lớp vật lý 27 2.2 Kỹ thuật truy nhập phân chia theo tần số trực giao( OFDM) 30 2.3 Lộ trình 3G lên 4G LTE 38 2.3.1 Kiến trúc 3G UMTS R99 (R3) 39 2.3.2 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R4 39 2.3.3 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R5 R6 40 2.3.4 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R7 R8 40 2.4 Sự khác 3G 4G 41 2.4.1 Ƣu điểm bật 41 2.4.2 Các ứng dụng tạo nên ƣu điểm 4G LTE so với 3G 42 2.5 Kết luận chƣơng 43 Chƣơng 3: Quy hoạch công nghệ 4G LTE nghiên cứu ứng dụng cho thành phố Bến Tre 44 3.1 Khái quát trình quy hoạch mạng LTE 44 3.2 Dự báo lƣu lƣợng phân tích vùng phủ 45 3.2.1 Dự báo lƣu lƣợng 45 3.2.2 Phân tích vùng phủ 46 3.3 Quy hoạch chi tiết 3.3.1 Quy hoạch vùng phủ 3.3.1.1 Quỹ đƣờng truyền HVTH: Nguyễn Nhựt Tài 46 46 47 GVHD: TS Trần Hồi Trung v 3.3.1.2 Các mơ hình truyền sóng 57 3.4 Áp dụng quy hoạch cho khu thành phố Bến Tre 63 3.5 Kết luận chƣơng 76 Chƣơng 4: Tối ưu mạng 4G LTE sau quy hoạch thành phố Bến Tre 77 4.1 Quy hoạch giả định lựa chọn vị trí 77 4.1.1 Quy hoạch giả định 77 4.1.1.1 Định kích thƣớc ban đầu mạng 77 4.1.1.2 Bảng tính kích thƣớc ban đầu 78 4.1.1.3 Thiết lập quy hoạch giả định 79 4.1.1.4 Lựa chọn vị trí 79 4.1.1.5 Thực lựa chọn vị trí 80 4.2 Tính tốn lƣu lƣợng 80 4.2.1 Tính tốn lƣu lƣợng 80 4.2.2 Đánh giá lƣu lƣợng 80 4.3 Tối ƣu ăng ten 4G LTE 81 4.3.1 Mạng ăng ten 81 4.3.2 Kỹ thuật đa anten LTE 81 4.3.2.1.Phân tập phát sử dụng mã hóa khối khơng gian- tần số hai anten SFBC 83 4.3.2.2 Phân tập trễ vòng CDD 84 4.3.2.2.1 Tạo búp sóng 84 4.3.2.2.2 Ghép kênh khơng gian 85 4.3.2.2.3 Tín hiệu hoa tiêu truyền dẫn đa anten đƣờng xuống 87 4.4 Độ nghiêng ăngten 88 4.5 Lắp đặt ăng ten 89 4.6 Kết luân chƣơng 92 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI xi LỜI CÁM ƠN TÀI LIỆU THAM KHẢO HVTH: Nguyễn Nhựt Tài xiii xi GVHD: TS Trần Hoài Trung vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Lịch trình nghiên cứu 3GPP 38 Bảng 3.1 : Ví dụ quỹ đƣờng lên LTE 50 Bảng 3.2 : Ví dụ quỹ đƣờng xuống LTE 52 Bảng 3.3 : So sánh quỹ đƣờng truyền lên hệ thống 53 Bảng 3.4: So sánh quỹ đƣờng truyền xuống hệ thống 55 Bảng 3.5: Số tài nguyên cho băng thông kênh LTE khác 64 HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hồi Trung vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 : Quy trình bắt buộc quy hoạch triển khai mạng lƣới Hình 1.2 : Mơ hình ƣớc tính cell 10 Hình 2.1: Phân đoạn hợp đoạn RLC 12 Hình 2.3: Ví dụ ánh xạ kênh logic với kênh truyền dẫn 16 Hình 2.4: Cấp phát tài nguyên hƣớng lên đƣợc điều khiển lập biểu eNodeB 17 Hình 2.5: Cấu trúc khung LTE FDD 18 Hình 2.6 : Tốc độ liệu TTI theo hƣớng lên 18 Hình 2.7: Cấu trúc khe đƣờng lên với tiền tố vòng ngắn dài 19 Hình 2.8: Chuỗi mã hóa kênh PUSCH 20 Hình 2.9: Ghép kênh thơng tin điều khiển liệu 21 Hình 2.10: Cấp phát tài nguyên đƣờng xuống eNodeB 22 Hình 2.11: Cấu trúc khe đƣờng xuống cho băng thơng 1.4 MHz 23 Hình 2.12: Chuỗi mã hóa kênh DL-SCH 24 Hình 2.13: Ví dụ chia sẻ tài nguyên đƣờng xuống PDCCH & PDSCH 25 Hình 2.14: Sự tạo thành tín hiệu hƣớng xuống 26 Hình 2.15: Mơ hình xử lý lớp vật lý đơn giản cho DL-SCH 27 Hình 2.16: Mơ hình xử lý lớp vật lý đơn giản cho UL-SCH 28 Hình 2.17 : Truyền đơn sóng mang 30 Hình 2.18 : Nguyên lý FDMA 30 Hình 2.19: Nguyên lý đa sóng mang 30 Hình 2.20: So sánh phổ tần FDMA với OFDM 31 Hình 2.21 : Tần số-thời gian tín hiệu OFDM 31 Hình 2.22 : Các sóng mang trực giao với 32 Hình 2.23 : Biến đổi FFT 33 Hình 2.24 : Thu phát OFDM 33 Chuỗi bảo vệ GI 34 Hình 2.25: HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hồi Trung viii Hình 2.26: Tác dụng chuỗi bảo vệ 34 Hình 2.27: Sóng mang OFDMA 35 Hình 2.28 : OFDM OFDMA 35 Hình 2.29 : Chỉ định tài nguyên OFDMA LTE 36 Hình 2.30 : Cấu trúc khối tài nguyên 36 Hình 2.31 : Cấu trúc bố trí tín hiệu tham khảo 37 Hình 1: Khái quát trình quy hoạch mạng LTE 44 Hình : Các tham số mơ hình Walfisch-Ikegami 58 Hình 3.3: Quy trình tính tốn dung lƣợng 65 Hình 3.4: Phân bố site trung tâm giai đoạn 68 Hình 3.5: Phân bổ site vùng lân cận giai đoạn 70 Hình 3.6: Phân bổ site vùng ngoại giai đoạn 71 Hình 3.7: Phân bố site tai trung tâm giai đoạn 72 Hình 3.8: Phân bố site vùng lân cận giai đoạn 74 Hình 3.9: Phân bổ site vùng ngoại giai đoạn 75 Hình 4.1: Quan hệ HSPA LTE 82 Hình 4.2: Sơ đồ tổng qt tạo tín hiệu băng gốc đƣờng xuống 83 Hình 4.3 : Mã hóa khối không gian-tần số SFBC cấu đa anten LTE 84 Hình 4.4 : Tạo búp sóng trong cấu đa anten LTE 85 Hình 4.5: Ghép kênh không gian khung hoạt động đa anten LTE (NL=3, Hình 4.6: NA=4) 86 Tín hiệu hoa tiêu ghép kênh khơng gian đƣờng xuống 88 Hình 4.7: Ăng- ten nghiêng 1: a) đồ thị lan truyền RF B) 0° khí 0° điện 90 Hình 4.8: Ăng ten nghiêng 2: a) đồ thị lan truyền RF B) 6° khí 6° điện HVTH: Nguyễn Nhựt Tài 91 GVHD: TS Trần Hoài Trung ix DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 1G One Generation Cellular Hệ thống thông tin di động hệ thứ 2G Second Generation Cellular Hệ thống thông tin di động hệ thứ hai 3G Third Generation Cellular Hệ thống thông tin di động hệ thứ ba 4G Four Generation Cellular Hệ thống thông tin di động hệ thứ tƣ 3GPP Third Generation Patnership Dự án hợp tác hệ Project ACK Acknowledgement Tín hiệu xác nhận BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BW Band Width Băng thông CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã DL-SCH Downlink Share Channel Kênh chia sẻ đƣờng xuống DL Downlink Hƣớng xuống FDMA Frequency Division Multiple Đa truy cập phân chia theo Access tần số FDD FrequencyDivision Duplexing Ghép kênh phân chia theo tần số GSM Global System for Mobile Hệ thống di động toàn cầu GI Guard Interval Khoảng bảo vệ HSDPA High Speed Downlink Packet Truy nhập gói đƣờng xuống Access tốc độ cao High Speed Packet Access Truy nhập gói đƣờng xuống HSPA tốc độ cao HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung 83 Từ mã Ngẫu nhiên hóa lớp Điều chế Sắp xếp lớp Ngẫu nhiên hóa Điều chế Sắp xếp phần tử tài nguyên Tạo tín hiệu OFDM Sắp xếp phần tử tài ngun Tạo tín hiệu OFDM anten Tiền mã hóa Hình 4.2 Sơ đồ tổng quát tạo tín hiệu băng gốc đường xuống Đối với đường xuống LTE, số từ mã lớn hai, số anten phát lớn Nói cách khác, trường hợp ghép kênh, số luồng ghép lớn quy định Việc xử lý kênh bao gồm việc xếp anten, tức xử lý khối ký hiệu điều chế từ hai khối mã hóa sau xếp lên anten phát Việc xếp anten LTE bao gồm hai bước Sắp xếp theo lớp Tiền mã hóa Việc chia thành hai chức tách biệt để dễ dàng xác định biểu diễn sơ đồ đa anten khác nhau, bao gồm phân tập phát vòng hở, tạo búp sóng ghép kênh khơng gian cấu đa anten Đằng sau ví dụ sơ đồ truyền dẫn đa anten đưa việc thực chúng cấu đa anten LTE 4.3.2.1.Phân tập phát sử dụng mã hóa khối khơng gian- tần số hai anten SFBC Sắp xếp theo lớp thực giải điều chế ký hiệu từ mã thành nhiều lớp Do đó, số lớp với số khối phát Tiền mã hóa thực trích ký hiệu điều chế từ lớp, xử lý ký hiệu này, xếp chúng miền tần số đưa anten Như hình vẽ, ta thấy tiền mã hóa thực vector v i kích thước N L , vector bao gồm ký hiệu từ lớp HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung 84 Trong trường hợp mã hóa khối khơng gian- tần số hai anten, có từ mã đơn (tức không ghép kênh) tương ứng với hai lớp Sắp xếp theo lớp thực giải điều chế ký hiệu từ mã lên hai lớp Sau Tiền mã hóa áp dụng mã khơng gian – tần số vector v i lớp x x x x x anten x Sắp xếp theo lớp Tiền mã hóa x v x v x x x x * - x* x - x* x* Sắp xếp lên anten Hình 4.3 Mã hóa khối khơng gian-tần số SFBC cấu đa anten LTE 4.3.2.2 Phân tập trễ vịng CDD Phân tập CDD sử dụng kết hợp với ghép kênh không gian LTE Các tín hiệu từ anten làm trễ Điều tạo tín hiệu đa dường nhân tạo mà thu nhận Do đó, phân tập tần số kênh vô tuyến tăng cường Trong LTE, mạng lựa chọn cấu hình CDD khác bao gồm : trễ lớn, trễ nhỏ zero 4.3.2.2.1 Tạo búp sóng Trong trường hợp tạo búp sóng, có từ mã tương ứng với lớp, tức tầng Sắp xếp theo lớp suốt.Tầng Tiền mã hóa áp dụng vector tiền mã hóa w kích thước NA cho ký hiệu xi HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung 85 lớp Một từ mã x x x x N anten A Sắp xếp theo lớp x x x x Tiền mã hóa z  w.x i i w Sắp xếp lên anten Hình 4.4 Tạo búp sóng trong cấu đa anten LTE 4.3.2.2.2 Ghép kênh không gian Ghép kênh không gian cho phép đồng thời phát luồng liệu khác khối tài nguyên Các luồng người dùng (SU-MIMO) nhiều người dùng khác (MU-MIMO) Trong SU-MIMO cho phép tăng tốc độ liệu người dùng MU-MIMO cho phép tăng dung lượng tổng Trong trường tổng quát có hai từ mã, NL lớp NA anten với N L  N A  N L Trong hình vẽ mơ tả trường hợp ba lớp NL = bốn anten NA= Ta thấy từ mã xếp vào lớp đầu tiên, đó, từ mã thứ hai xếp vào lớp thứ hai ba Do đó, số ký hiệu điều chế từ mã thứ hai gấp đôi từ mã thứ để đảm bảo số ký hiệu lớp Tầng tiền mã hóa sau áp dụng ma trận tiền mã hóa W kích thước NL x NA cho vector v i lớp HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung 86 N anten A N lớp L Hai từ mã x x Sắp xếp theo lớp y y y y x x y y y y Tiền mã hóa z  w.x i i z w (N  N ) A L z Hình 4.5.Ghép kênh khơng gian khung hoạt động đa anten LTE (NL=3, NA=4) Nhìn chung, ghép kênh không gian LTE thực chủ yếu tiền mã hóa dựa vào bảng mã (codebook), có nghĩa số anten NA số lớp NL, có tập ma trận tiền mã hóa đưa để lựa chọn cho phù hợp Bảng mã cho trường hợp hai anten phát LTE đưa bảng sau: Chỉ số bảng mã (codebook) Số lớp 1  0    1 0   0  0  1    1  1 1 1  1 1   j  j  1   1 - HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung 87 1     j - 1    j  - Bảng mã tiền mã hóa cho trường hợp hai anten phát Dựa vào thơng số đo tín hiệu tham chiếu đường xuống anten khác nhau, máy đầu cuối di động định số lớp (hạng) thích hợp ma trận tiền mã hóa tương ứng Sau đó, thông tin báo cáo cho mạng Mạng thu nhận thông tin không cần phụ thuộc vào định lựa chọn hạng tập ma trận tiền mã hóa sử dụng cho truyền dẫn đường xuống thực tế Mạng thường định chọn tập hợp ma trận tiền mã hóa báo cáo từ máy đầu cuối di động, mạng cần phải báo hiệu cách rõ ràng ma trận tiền mã hóa sử dụng Một phương pháp tương tự sử dụng với trường hợp tạo búp đa anten đường xuống, dựa thơng số đo từ tín hiệu tham chiếu đường xuống anten khác nhau, máy đầu cuối định lựa chọn vector tiền mã hóa (vector tạo búp) thích hợp báo cáo cho mạng Mạng thu nhận thông tin không cần phụ thuộc vào định lựa chọn vector tiền mã hóa sử dụng cho truyền dẫn đường xuống thực tế Cũng giống ghép kênh không gian, mạng phải báo hiệu rõ ràng vector tạo búp sử dụng máy đầu cuối 4.3.2.2.3 Tín hiệu hoa tiêu truyền dẫn đa anten đƣờng xuống Hình 4.6 cấu trúc tín hiệu tham chiếu trường hợp ghép kênh không gian đường xuống HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung 88 ms Tần số 180 kHz anten Thời gian Tín hiệu hoa tiêu từ anten Phần tử tài nguyên không sử dụng anten Anten Anten anten Anten Anten Anten Anten Anten Hình 4.6 Tín hiệu hoa tiêu ghép kênh khơng gian đường xuống Trong trường hợp truyền dẫn luồng, có nhiều khối truyền tải với kích thước động cho TTI Trong trường hợp truyền đa luồng, có hai khối truyền tải có kích thước động cho TTI, khối tương ứng với từ mã Mặc dù LTE hỗ trợ ghép kênh không gian với anten, số từ mã giới hạn có Trong hình 3.13, tín hiệu tham chiếu phát từ anten anten khác ô trạng thái không sử dụng (Idle) 4.4 Độ nghiêng ăngten Độ nghiêng ăngten có hiệu ứng phạn vi phủ sóng mức độ dung lượng, chuyển giao nhiễu, điểm thuận lợi cho nhà quy hoạch phải tối ưu hóa mơ hình RF việc sử dụng độ nghiêng ăngten, độ nghiêng HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung 89 ăngten dùng để điều khiển mơ hình ăng ten thực tế Ngồi cơng suất RF ảnh hưởng đến mẫu lan truyền Độ nghiêng ăng ten điều khiển khí điện có lợi sử dụng kết hợp Việc gắn ăng ten quan trọng thành cơng hay thất bại vị trí tế bào Khía cạnh cần phải quan tâm nhiều cho UMTS việc kiểm soát chặt chẽ mơ hình ăng ten xạ Đây điểm mấu chốt để kiểm sốt việc truyền sóng RF phạm vi phủ sóng bắt Nghiêng chùm tia xuống tới điểm đường nằm ngang làm cho lượng liên kết ăng ten hướng vào tế bào Độ lớn tín hiệu cell tăng, giao thoa giảm xuống trịng cell lân cận Điểm bất lợi xảy giảm phạm vi phủ sóng, thùy bên tăng lên Độ nghiêng khí dễ hiểu điều lên quan đến mặt vật lý làm nghiêng ăng ten hiệu ứng việc di chuyển thùy trước sau tăng mẫu lan truyền, gây nhiễu Độ nghiêng tốt coi sử dụng thời gian trễ truyền dẫn truyền tín hiệu từ nguồn cấp đến ăng tăn Thời gian trễ sản sinh đổi pha, gây ảnh hưởng đầu ăng ten làm giảm độ nghiêng mơ hình xạ Một điểm khác biệt khí gây độ nghiêng xuống phía sau thùy bên 4.5 Lắp đặt ăng ten Cả độ nghiêng ăngten có ảnh hưởng đến hiệu suất trạm gốc, Điều quan trọng lắp đặt ăng ten linh hoạt hiệu việc triển khai tối ưu hóa hoạt động thời gian dài HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hồi Trung 90 Hình 4.7: Ăng- ten nghiêng 1: a) đồ thị lan truyền RF B) 0° khí 0° điện Lắp đặt ăng ten quan trọng việc thành công hay thất bại vị trí cell, địi hỏi phải có quan tâm cho UMTS, cấu hình điều khiển xác, kiểm sốt chặt chẽ mơ hình xạ ăng ten bắt bộc Đây điểm mấu chốt để kiểm soát lan truyền RF vùng phủ sóng yêu cầu Dưới danh sách kiểm tra sử dụng điểm xuất phát để đảm bảo vấn đề lắp đặt ăng ten cách xác: - Số lượng ăng ten lắp đặt - Những vật cản, tắc nghẽn (Obstructions) ảnh hưởng đến phạm vi phủ sóng - Phân tập ăng ten nhận khoảng cách yêu cầu - Đường cáp cực đại cho phép - Cô lập dịch vụ khác/ nhà điều hành - AGL yêu cầu ăng ten - Yêu câu biến điệu tương hỗ - Các thông số lắp đặt Với lưu tâm tới việc thiết lập ăng ten lên tháp khoảng cách vật lý phải tính tốn để đảm bảo cấu trúc tháp nâng cao không ảnh hưởng đến mơ hình ăng ten cần phủ sóng Như hình minh họa 4.7 cách HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung 91 tăng độ nghiêng khía mơ hình truyền cho thấy giảm phía trước bên Nó có lợi mơi trường định, bán kính phủ song khu vực cao ăng ten định vị Góc nghiêng xuống lớn giảm nhiễu đồng kênh Nhiễu đồng kênh mơ tả giao thoa từ nhiều kênh truyền kênh Nhiễu đồng kênh gây hại tăng nhiễu ảnh hưởng đến phạm vi phủ sóng QoS Tăng điện độ nghiêng xuống giảm đồng dạng mẫu Điều có lợi cho cell đóng gói (packed cell) Hình 4.8: Ăng ten nghiêng 2: a) đồ thị lan truyền RF B) 6° khí 6° điện minh họa cho việc kết hợp nghiêng điện khí làm giảm mẫu lan truyền đảo ngược Trong đồng thời gây giảm mẫu bên tiếp tục hướng phía thùy sau Ăng ten định hướng phải xem xét, lý tưởng khơng có lỗi định hướng ăng ten Việc quy hoạch RF cần phải chịu định hướng Tuy nhiên không xác định dung sai có sẵn, hướng dẫn chung hay tiêu chuẩn đánh giá công nghiệp dao động khoảng 5% mẫu ngang ăng ten Các dung sai định hướng giảm có nhu cầu chặt chẽ cho mẫu ăng ten Điều biểu tốt mơi trường mật độ đóng gói tế bào, mẫu RF xác yêu cầu để cực tiểu hóa giao thoa khơng mong muốn Mục tiêu cần phải đạt 5% nhiên điều có HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung 92 thể thắt chặt nới lỏng tùy thuộc vào yêu cầu hệ thống Xây dựng dao động phải đưa vào tính tốn, điều phụ thuộc vào loại chiều cao cấu trúc q trình tìm hiểu, tối đa 5% dung sai cần phải bù đắp cho chuyển động Khi mạng lưới thông dụng trở lên dày đặc, số thuê bao tăng, thiết lập độ nghiên ăng ten cần phải điều chỉnh thêm, khơng gây nhiễu đến vị trí cũ Một nghiên cứu thực Nortel Networks dự đoán 60% triển khai ăng ten u cầu độ nghiêng để tối ưu hóa dung lượng 50% yêu cầu điều chỉnh mạng phát triển nhiều vị trí khác thêm vào Hiệu độ nghiêng phải thực tồn mạng giải thích từ Và cuối có ảnh hưởng khác đến phạm vi phủ sóng dung lượng Tóm lại tối ưu hóa q trình quan trọng giảm thiểu nhiều rủi ro liên quan đến quy hoạch mạng lưới Điều quan trọng lập kế hoạch đầy đủ hiểu vấn đề có liên quan Tối ưu hóa bao gồm nhiều lĩnh vực từ phủ sóng đến việc phân tích xác định khu vực, thử nghiệm kiểm tra, đánh giá hiệu hệ thống Tuy nhiên chương bao gồm lĩnh vực liên quan đặc biệt đến việc lập kế hoạch, từ loại anten đến cấu hình an ten độ nghiêng anten để chọn địa điểm u cầu lập việc tối ưu hóa ăng ten Phân tích lưu lượng tối ưu hóa thơng số vấn đề quan trọng Tuy nhiên chương đề cập đến lĩnh vực liên quan đặc biết đến việc lập kế hoạch tối ưu hóa mạng Tối ưu hóa không kết thúc mà nhà hoạch định tương lai phát triển mạng lưới cần phải tính tốn đến q trình phát triển lâu dài mạng Thu hút ý người lập kế hoạch để tích hợp cơng nghệ nhằm nâng cấp mạng lưới ngày tối ưu 4.6 Kết luận chƣơng Chương trình bày cách tổng quát kỹ thuật kỹ thuật đa anten, kỹ thuật quan trọng công nghệ 4G LTE , góp phần quang trọng vào việc tối ứu hóa mạng HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung xi KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI KẾT LUẬN Qua trình thực luận văn tơi tìm hiểu thu nạp thêm nhiều kiến thức mạng không dây 4G LTE kỹ thuật dùng hệ thống OFDM, MIMO, kỹ thuật đa anten Luận văn trình q trình quy hoạch mạng vơ tuyến 4G LTE diễn nào, trình phát triển tối ưu sau quy hoạch sau, luận văn trình vấn đề sau: - Quá trinh quy hoạch mạng vô tuyến - Giao diện vô tuyến Lte, kỹ thuật OFDM, lộ trình 3G lên 4G - Quá trình quy hoạch mạng vô tuyến Lte, ứng dụng cho giai đoạn Bến Tre - Kỹ thuật anten dùng mang 4G LTE Nhưng với ưu điểm LTE cơng nghệ đánh giá cao cho hệ thống thông tin di dộng tương lai Hạn chế đề tài Việt Nam chưa tiến hành quy hoạch mạng 4G LTE, thơng số đưa để tính tốn quy hoạch cịn q dựa vào số liệu tìm mạng, sách báo, dân số địa phương, có điều kiện tiến hành nghiên cứu sâu HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung xii HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Hướng phát triển đề tài dung lượng vùng phủ sau quy hoạch phân tích cho ơ, tìm đồ truyền sóng thực tế, tìm thơng số cụ thể, để từ tối ưu vùng phủ chất lượng mạng tốt Đồng thời tìm hiểu cách định vị cell để hiệu chỉnh kết Vì trình quy hoạch mang 4G LTE Việt Nam chưa tiến hành, có triển khai em tiến hành nghiên cứu kỹ hơn, bám sát thực tế trình tìm hiểu quy hoạch LTE sâu HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung xiii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn cách hoàn chỉnh, bên cạnh nỗ lực cố gắng thân thân cịn có hướng dẫn tận tình Thầy mơn ủng hộ gia đình bạn bè suốt thời gian học tập thực luận văn Đầu tiên tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến Thầy TS Trần Hồi Trung – người hết lịng giúp đỡ tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành luận văn Tiếp theo tơi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tồn thể quý Thầy Cô môn Kỹ thuật viễn thơng, Kỹ thuật điện tử Phịng Đào tạo Sau đại học - Trường Đại học Giao thông vận tải tận tình truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập nghiên cứu hồn thành luận văn Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn anh chị bạn lớp gia đình tơi hỗ trợ cho tơi nhiều suốt q trình học tập, nghiên cứu thực luận văn cách hoàn chỉnh Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 Học viên thực Nguyễn Nhựt Tài HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung xiv TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Phạm Anh Dũng (2002), Thông tin di động hệ ba, Học viên Cơng nghệ Bưu Viễn thông Tiếng Anh Charles E.Perkins (1997), Mobile IP Design Principles and Practices, Prentince Hall PTR C Perkins (2002), Rfc 3344: IP Mobility Support for Ipv4, IETF D.Johnson, C.Perkins and J.Arkko (2004), Rfc3375: Mobility Support in Ipv6, IETF Dave Wisley, Philip Eard Ley and Louise (2002), IP for 3G Networking Technologies for Mobile Communications, John Wiley & Sons Harri Holma and Anti Toskala (2000), W-CDMA for UMTS, John Wiley & Sons Luis Correia (2006), Mobile Broadband Multimedia Networks, Elsevier Michael A.Gallo and William M.Hancock (2001), Computer Comunications and Networking Technologies, Course Technology Ramjee Prasad and Marina Ruggieri (2003), Technology Trends in Wireless Communication, Artech House Publishers 10 Savo G.Glisic (2006), Advance Wireless Networks 4G Technologies, John Wiley & Sons 11 Shinsuke Hara and Ramjee Prasad (2003), Multicarrier Techniques for 4G Mobile Communications, Artech House 12 S.Gundavelli, K.Leung, V.Devarapalli, K.Chowdhury and B.Patil (2008), Rfc5213: Proxy Mobile Ipv6, IETF 13 Vijay K.Gary (2007), Wireless Communications and Networking, Elsevier 14 William C.Y.Lee (1996), Mobile Communication Design Fundamental, John Wiley & Sons HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung xv 15 4G Mobile Communications Committee (2005), Towards the 4G Mobile Communications Systems 16 4G Mobile Communications Committee (2006), 4G Technical Survey Report – System Infrastructure 17 4G Mobile Communications Committee (2006), 4G Technical Survey Report – Service Platform HVTH: Nguyễn Nhựt Tài GVHD: TS Trần Hoài Trung