Tổng quan về quy hoạch mạng
Quá trình quy hoạch mạng vô tuyến
Thứ nhất, nó cần thiết để ước tính số lượng vị trí các cell, các kiểu trạm gốc và cấu hình các trạm (bao gồm số lượng các phần tử mạng, sector, cấu hình anten) Để đạt được các vị trí và cấu hình các trạm chúng ta phải đánh giá được diện tích phủ sóng, dung lượng, và yêu cầu QoS đối với các loại diện tích cần phủ sóng, như khu đô thị dày đặc Với những thông tin này chúng ta có thể bắt đầu quy hoạch phạm vi phủ sóng và dung lượng mạng Kết quả của quy hoạch vùng phủ và dung lượng sẽ cho chúng ta một con số chính xác về số lượng các vị trí và cấu hình các trạm. http://www.ebook.edu.vn 12
2010 Để hiểu được quá trình quy hoạch chúng ta phải tìm hiểu về 3 yếu tố tác động tới quá trình quy hoạch đó là: a Dung lượng b Vùng phủ sóng c Chất lượng dịch vụ
Với mạng 3G quá trình quy hoạch và tối ưu / tái quy hoạch là một quá trình liên lục Khi hoàn thành quy hoạch dung lượng và vùng phủ sóng và một mạng được xây dựng, những thiết bị đầu cuối được đưa vào mạng và cho phép kiểm soát hiệu suất mạng Quá trình này là quá trình liên tục đảm bảo hiệu suất và tối ưu hóa Mục đích của quy hoạch mạng lưới là kiểm soát và tối đa hóa ảnh hưởng của 3 tham số.
Dung lượng W-CDMA là môt vấn đề rất rộng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau Ví dụ như nhiều người dùng đăng nhập vào một tế bào và làm tăng tỉ lệ dữ liệu của họ, điều này sẽ làm giảm bớt dung lượng của tế bào Ngoài ra, nếu các yếu tố tải tế bào tăng; sau đó nhiễu sẽ tăng lên điều này cũng sẽ gây áp lực lên dung lượng tế bào.
Cuối cùng dung lượng mềm là một vấn đề khác cần phải được chú ý, bởi vì trong một số tình huống các tế bào có thể ít người dùng hơn tế bào khác, dung lượng dư thừa này có thể được chia sẻ giữa các tế bào Dung lượng mềm sẽ giúp chúng ta tối đa dung lượng của các tế bào.
1.1.1.1 Kỹ thuật tăng dung lượng
Một số kĩ thuật để nâng cao dung lượng hữu ích có thể hỗ trợ cho mạng W-
CDMA Phương pháp sử dụng có thể bao gồm Macro, micro, pico cell, có thể chồng phủ lên nhau như là một hệ thống phân cấp tế bào Hệ thống phân cấp tế bào sử dụng 3 loại tế bào khác nhau được biết đến như là cấu trúc thứ bậc tế bào HCS (hierarchical cell structure) HCS là một phương pháp cổ điển để tăng dung lượng tại 1 điểm nóng. Ý tưởng ở đây là sử dụng dải tần số khác nhau cho những người sử dụng khác nhau.
Tuy nhiên với điều kiện nhà điều hành phải mua đủ phổ tần để tận dụng lợi thế của
HCS Ví dụ một nhà điều hành có thể mua 3 phổ tần riêng biệt trong đó 3 phổ tần dành cho đường xuống và 3 phổ tần dành cho đường lên Nhà điều hành có cơ hội chuyển đổi thay thế các tần số trong môi trường đô thị dày đặc, làm giảm nhiễu kênh lân cận
ACI, hoặc nhiễu điều hành giao thoa.
Chuyển giao mềm được sử dụng khi nhiều kết nối được kết nối đến nhiều trạm gốc, tất cả đều hoạt động với cùng 1 tần số vô tuyến (RF) Việc sử dụng nhiều kết nối làm giảm công suất từ mỗi trạm gốc phục vụ cho thiết bị người sử dụng Chuyển giao mềm sẽ làm giảm nhiễu và khắc phục sự gia tăng dung lương của tế bào Chuyển giao mềm có thể cung cấp thêm dung lượng cho tế bào Đây là một vấn đề rất quan trong cần phải được chú ý trong việc quy hoạch vùng phủ sóng.
Vùng phủ sóng sẽ cho phép người sử dụng có thể di chuyển thoải mái từ mạng hiện tại vào các mạng 3G khác Ngoài ra phạm vi phủ sóng sẽ được cung cấp bởi kiểu cấu trúc phân cấp tế bào trong hệ thống Theo đó người dùng sẽ chuyển vùng từ một môi trường picocell, microcell sang môi trường macrocell Mạng UMTS sẽ không độc lập với mạng GSM hiện có mà nó sẽ cùng tồn tại với hệ thống GSM Nhiều thiết bị đầu cuối có thể chuyển đổi từ 2G sang 3G và ngược lại.
Sự đa dạng của các dịch vụ khác nhau sẽ cung cấp các mức phủ sóng do các yếu tố Eb/No ( energy-per-bit/noise-per-spectral density ) khác nhau, đáp ứng yêu cầu có thể chấp nhận được đối với dịch vụ, tăng độ lợi xử lý và trong trường hợp có hoặc không có chuyển giao mềm xảy ra Trường hợp này sẽ xảy ra trong 1 HCS Theo đó 1 tế bào được chồng lên 1 tế bào khác, nhưng cả 2 tế bào đó sử dụng 2 tần số khác nhau do đó chuyển giao mềm sẽ không được tốt Cuối cùng sự khác nhau về quỹ đường truyền như tạp âm trạm gốc, công suất tạp âm thu… tất cả sẽ ảnh hưởng lên CCQ Độ che phủ phải là mục tiêu đưa vào tính toán bao gồm cả môi trường mà người sử dụng đang dùng, cùng với các thông số tính toán Vùng phủ song đa giác có thể được miêu tả như là phạm vi phủ sóng bắt buộc Đây là hoạt động cơ sở cho những thử nghiệm có thể được chấp nhận và có lợi cho nhà điều hành Vùng phủ sóng với đô thị dày đặc, khu đô thị và ngoại thành nói chung sẽ tạo thành các vòng tròn đồng tâm xung quanh 1 thị trấn Đối với phạm vi phủ sóng sẽ có lợi hơn nếu như sử dụng 1 danh sách các đường giao thông để phủ sóng, thay vì tạo ra các đa giác để liên kết các thị xã Điều này sẽ cho kết quả khá đa dạng nhưng chúng có thể chồng chéo lên nhau.
1.1.2.2 Sector hóa và khả năng thích ứng của chùm tia
Sector hóa là chia các tế bào thành nhiều phần (sector), nó có thể gia tăng dung lượng Ngoài ra để tăng cường vùng phủ sóng nó có thể sử dụng anten thích nghi có http://www.ebook.edu.vn 14
2010 khả năng theo dõi sự di chuyển của UE, nhờ đó tăng vùng phủ sóng thực tế Khi xem xét việc sector hóa hoặc chùm tia anten thích nghi, có thể ước tính ảnh hưởng của mật độ quang phổ lên công nghệ địa chỉ hóa Nó sẽ phụ thuộc vào các loại sóng vô tuyến và các thiết bị anten.
1.1.3 Quy hoạch chất lượng dịch vụ
Với 3G QoS yêu cầu cao hơn 2G Điều này do có nhiều dịch vụ yêu cầu tốc độ cao, các dịch vụ được cung cấp trên băng thông rộng Các dịch vụ như cuộc gọi video, trao đổi dữ liệu đòi hỏi QoS cao hơn, do đó cần đảm bảo trễ truyền dẫn và chất lượng có thể chấp nhận được So với dung lượng và vùng phủ sóng, QoS là vấn đề sống còn của hệ thống UMTS do tính chất của các dịch vụ và nhu cầu của thiết bị người dùng.
Thủ tục triển khai quy hoạch và tối đa dung lượng cũng như vùng phủ sóng 15
Các tham số CCQ phải được đảm bảo để có thể phát triển hệ thống 1 cách hiệu quả Mỗi tham số trong 3 tham số vùng phủ sóng, dung lượng và QoS phải được đưa vào xem xét cân bằng và tối ưu 3 thông số trên.
W- CDMA có giao diện vô tuyến và luôn luôn thay đổi không thể đoán trước. Điều này do tùy biến của người sử dụng và tốc độ dữ liệu của họ thay đổi Mỗi cell phải được thiết kế chính xác và do đó các điều kiện trước tiên đạt được của quy hoạch mạng lưới chính xác gồm 3 giai đoạn sau đây: a Chuẩn bị. b Số lượng người dùng c Quản lý các kế hoạch quy hoạch mạng.
Việc cung cấp lưu lượng truy cập cho mỗi người dùng sẽ phụ thuộc vào các loại hình dịch vụ có sẵn và mức độ thường xuyên sử dụng dịch vụ Có thể chia thành hai lĩnh vực chính: người sử dụng doanh nghiệp và người dùng tư nhân.
Ví dụ, giá trị tiêu biểu cho các cuộc gọi trung bình thời gian cho các dịch vụ có thể dự đoán từ khoảng 120-180 giây Nó sẽ phần nào khó khăn hơn do nhiều loại
UMTS được biết đến hiện tại và tương lai để tính toán các dịch vụ trung bình thời gian cuộc gọị Hiện nay hầu hết các dịch vụ mới đã được áp dụng chuyển mạch gói Tuy đoán chính xác, hợp lý phải được coi là một yếu tố quan trọng Điều này nhiều khi khó khăn do kích thước mới được bổ sung vào dịch vụ UMTS (3G), khối lượng dữ liệu trung bình thông qua là rất lớn Vấn đề phức tạp hơn là nhu cầu về một dịch vụ nhất định (ví dụ: Vùng phủ sóng của sự kiện thể thao ) cũng phải được đưa vào tính toán, vì sự kiện này sẽ thay đổi theo thời gian trong ngày, theo ngày trong năm Khi đó lưu lượng mạng sẽ tăng đột biến.
Tính toán số lượng người dùng ở một khu vực cụ thể đạt được bằng cách xâm nhập, điều tra dân số Nhà quy hoạch mạng phải ước lượng lưu lượng, số người sử dụng để có thể cung cấp thông số chính xác cho công tác quy hoạch Trong quy hoạch người ta thường sử dụng phương pháp thống kê để dự đoán chính xác số lượng người sử dụng.
1.2.3 Quản lý quy hoạch mạng
Khi số lượng cell đã được xác định, cần lập kế hoạch chi tiết tần số, xác định RF trong từng cell Điều này sẽ ảnh hưởng đến vùng phủ sóng như xây dựng các vùng phủ sóng, chi phí, xây dựng luật quy hoạch, cấu hình, đặt lại vị trí cell và các hoạt động khác như ACI cũng phải được xem xét Do đó cần bộ công cụ lập kế hoạch chuyên nghiệp Có nhiều công cụ có sẵn trên thị trường, được cung cấp bởi ATDI, Logica,
Commweb, Agilent Bộ công cụ lập kế hoạch bao gồm một bộ tiện ích module phần mềm được tích hợp vào các ứng dụng quy hoạch hiện tại Các module có thể bao gồm các công cụ quản lý thông tin, thiết kế các công cụ di động, thiết bị, cấu hình, các công cụ kiểm kê, giám sát hiệu suất mạng và các công cụ báo cáo dự án hoặc các công cụ quản lý chung.
Phát triển kế hoạch thiết kế mạng
Khi xem xét một cái nhìn toàn thể của thiết kế quy hoạch mạng lưới, các đối tượng sau tất cả phải được xem xét Bao gồm các phần sau: a) Vùng phủ Microcell / Macrocell. b) Dung lượng Microcell / Macrocell. c) Vùng phủ trong nhà và tốc độ dữ liệu cao d) Thiết lập vị trí cell. e) Sự chuyển dịch từ mạng GSM. http://www.ebook.edu.vn 16
Các chiến lược được thông qua để triển khai mạng sẽ phụ thuộc nhiều vào việc điều chỉnh lưu lượng thực tế Thực tế sử dụng vùng phủ Macrocell cho ngoài trời và
Picocell cho vùng phủ trong nhà Macrocell cũng có thể phủ sóng những khoảng trống trong vùng phủ sóng trong nhà Tuy nhiên, để có lợi người ta cung cấp thêm dung lượng bằng cách tăng số lượng các cell trong nhà, trái ngược với phủ sóng trong nhà cung cấp từ các cell ngoài trời Nếu việc tăng số lượng cell trong nhà không được thực hiện, người ta buộc phải dùng microcell để khắc phục các hạn chế dung lượng Tuy nhiên, có thể đạt được dữ liệu tốc độ cao hơn trong toàn bộ diện tích cell, hoặc tốc độ dữ liệu có sẵn thấp hơn khi người sử dụng ở điểm vùng biên cell, điều này sẽ cho phép đạt được diện tích phủ sóng một cell lớn hơn Điều này sẽ phụ thuộc vào loại dịch vụ dữ liệu tốc độ cao có sẵn Với dịch vụ đòi hỏi QoS thấp như e-mail, lưu trữ và chuyển tiếp các dịch vụ tin nhắn ngắn (SMS), thì vùng phủ không đồng nhất có thể đươc xem xét Tuy nhiên với những dịch vụ đòi hỏi QoS cao và thời gian thực, thì vùng phủ phải là đồng nhất Cuối cùng, nếu một nhà điều hành có một mạng lưới 2G hiện tại thì người sử sẽ chuyển giao giữa 2G và 3G, tái sử dụng cell Thường thì các nhà quy hoạch sẽ tận dụng vị trí các trạm BTS hiện có của 2G làm trạm BTS của 3G Và chúng ta sẽ đặt bổ sung các trạm BTS 3G để bổ sung vị trí còn thiếu Điều này làm giảm đáng kể chi phí cho việc xây dựng hệ thống Nếu quy hoạch hợp lý sử dụng lại các trạm BTS của 2G nhà quy hoạch có thể tiết kiệm được 40% chi phí cho xây dựng mạng 3G.
Quá trình phân tích lưu lượng bao gồm các quá trình phân tích như sau: a) Điều tra nhân khẩu trong khu vực phủ sóng; b) Mô phỏng xác định lượng thuê bao; c) Tính toán cung cấp lưu lượng truy cập cho mỗi thuê bao; d) Tạo ra một bản đồ lưu lượng "chỉ ra lưu lượng dự kiến ”. Điều này là một nhiệm vụ cho các bộ phận tiếp thị, tuy nhiên, các nhà quy hoạch mạng yêu cầu lưu lượng cho phép định kích thước mạng Điều này cũng sẽ cho phép một mạng lưới phân tích công suất ban đầu của kế hoạch hoàn thành, và mô phỏng thực hiện kế hoạch cuối cùng.
Việc đánh giá mật độ lưu lượng của nhà cung cấp và lưu lượng người sử dụng
(DDD) được định nghĩa là tỷ lệ thông tin có thể được gửi cho mỗi khu vực phủ sóng.
Trước tiên, ta thành lập một đơn vị đo cường độ mà lượng hóa lưu lượng.
Thời gian gọi / (1 giờ (h)) = Lưu lượng sử dụng (1)
Ví dụ, nếu thuê bao hai cuộc gọi trong 1h và độ dài trung bình của các cuộc gọi là 120 giây (s), công thức ở trên đưa ra sau đây:
240/3.600 = 66 milli Erlangs (mErl) của lưu lượng.
Hai cuộc gọi /1 giờ trung bình là 120 s bằng 240 s, và 1 h =3.600 s Erlangs (Erl) được thiết kế để đo lường định lượng lưu lượng Trong thực tế, nó được sử dụng để mô tả tổng lưu lượng sử dụng trong 1h Mô hình thường sử dụng nhất là Erlang-B
(dùng để đánh giá yêu cầu sử dụng lưu lượng trong giờ bận) Với mô hình Erlang-B người ta cho rằng tất cả các cuộc gọi bị chặn sẽ xóa ngay lập tức Do đó mật độ người sử dụng trong khu vực phải xem xét, mật độ lưu lượng có thể được tính toán và được thể hiện trong Erlang trên mỗi km² (Erl/ km²).
Công thức Erlang C thể hiện xác suất chờ trong 1 hệ thống xếp hàng Cũng như công thưc Erlang B, Erlang C giả định vô số các nguồn cùng truy cập của A Erlang đến N máy chủ Tuy nhiên tất cả các máy chủ đang bận do đó yêu cầu phải xếp hàng.
Một số lượng lớn không giới hạn các yếu tố được đưa vào hàng đợi Công thức tính toán xác suất của lưu lượng giả định rằng các cuộc gọi của họ bị chặn cho đến khi có thể được xử lý Công thức này được sử dụng để xác định số người sử dụng dịch vụ cần thiết cho một cuộc gọi, cho một xác suất xếp hàng mong muốn.
AA : tổng lưu lượng truy cập được cung cấp
AN: Số người sử dụng dịch vụ
AP W : xác suất khách hàng phải đợi để sử dụng dịch vụ.
Giả định rằng các cuộc gọi đến tuân theo phân phối poisson và được mô tả bằng hàm phân phối mũ Sử dụng chung cho Erlang C là mô hình hóa và định kích cỡ mạng và các cuộc gọi đến tổng đài http://www.ebook.edu.vn 18
Khoảng thời gian trung bình hiệu dụng cell (s)
Kiểu chuyển mạch (Chuyển mạch gói tin)
Thời gian gọi/Thuê bao bận trong 1h Đa phương tiện có tính tương tác cao
128 144 CS 0.25 Đa phương tiện tốc độ cao
2000 53 PS 0.01 Đa phương tiện tốc độ bình thường
Dữ liệu tốc độ thấp 14.4 156 CS 0.1
1.3.3 Mức độ sử dụng mẫu và cung cấp dịch vụ
Xâm nhập thị trường kinh doanh bao gồm số lượng thuê bao theo đầu số dân được chia cho số nhân viên kinh doanh Sau đó được chia thành các tỷ lệ phần trăm sự xâm nhập cho các nhóm đối tượng khác nhau (ví dụ như người dùng và doanh nghiệp).
Ngoài ra còn chia theo loại hình dịch vụ và tốc độ dữ liệu bao gồm cả nhu cầu
QoS Để sử dụng dịch vụ, cần phải thực hiện các dịch vụ chuyển mạch cuộc gọi / giờ bận và cho các dịch vụ chuyển mạch gói trong giờ bận Lưu lượng phải phân tích tính toán cho nhiều loại dịch vụ (ví dụ như thoại, dữ liệu, video…) Các môi trường khác nhau như trong nhà, ngoài trời, cùng với tư nhân và sử dụng công cộng Một mô hình lưu lượng sẽ đơn giản hóa các giả định Mô hình lưu lượng cho phép đánh giá trong suốt thời gian gọi và ước tính các tỷ lệ chuyển giao Để làm được điều này ta dùng phương pháp lặp để tính toán cung cấp lưu lượng truy cập mỗi cell Ngoài ra, thông số cần thiết như ước tính thời gian người sử dụng điện thoại di động bận tại một cell sẽ cho phép dự đoán chính xác về lưu lượng sử dụng trong khu vực phủ sóng Nếu dịch vụ đó được áp dụng cho mỗi thuê bao, bản đồ lưu lượng được tạo ra Sự khác biệt trong sử dụng dữ liệu được phân tích trong bảng 1. Đối với dịch vụ tương tác đa phương tiện tốc độ dữ liệu là khoảng 128 kbps, vì thế một chiều dài trung bình cho các cuộc gọi kiểu này sẽ kết nối trong khoảng 144 giây.
Trong khi đó một cuộc gọi thoại có tốc độ dữ liệu khoảng 12,2 kbps trong suốt thời gian cuộc gọi hiệu quả có thể sẽ là khoảng một phút.
Bảng 1: Các dịch vụ cơ bản
Ước tính vùng phủ sóng di động
Để ước tính vùng phủ sóng di động, mô hình suy hao đường truyền phải được đưa vào tính toán Mô hình suy hao đường truyền được tính bằng cách kết hợp các dữ liệu thực nghiệm và phân tích kỹ thuật.
Tách sóng đa người dùng (MUD) ảnh hưởng đến hệ số tải trên phạm vi cell Nếu
MUD được sử dụng để chuyển giao mềm thì có thể giảm 20% nhiễu trong Macrocell.
Do đó nhiễu từ các cell khác sẽ ít hơn trong Macrocell Lưu lượng bất đối xứng cũng phải được quan tâm khi tính toán quỹ đường truyền Có thể cân bằng tải hệ thống đường lên đối với 1 vùng phủ tối đa của cell, vùng phủ trong hệ thống W-CDMA.
Công suất thục tế của người dùng (UE) sẽ bị giới hạn bởi phạm vi phủ sóng của cell.
Quỹ đường truyền được tính cho đường lên và đường xuống một cách riêng lẻ Độ lợi an ten, tạp âm thu và các mất mát cơ thể cần phải được quan tâm.
1.4.2 Độ lợi chuyển giao mềm Độ lợi chuyển giao mềm đạt được do việc chuyển giao tại biên, giữa hai hoặc nhiều cell và các cell tham gia có độ mất mát trung bình bằng nhau Để có được chuyển giao mềm, biên fading log-normal phải được tính toán Đây là thông số cần thiết để cung cấp xác suất vùng phủ xác định tại vùng biên của một tế bào riêng lẽ cũng như thông số tuơng ứng tại vùng biên của hai hoặc nhiều hơn tế bào Do đó, độ lợi chuyển giao mềm trên thực tế sẽ khác nhau giữa các biên khác nhau Xác suất vùng phủ càng lớn, thì mức yêu cầu biên càng cao Chuyển giao mềm cũng cung cấp độ lợi phân tập macro, điều này phụ thuộc vào môi trường sóng vô tuyến và số nhánh Rake.
( Máy thu rake lấy mẫu, tính toán và dựng lại các thành phần của các tín hiệu đa đường bị suy hao, kết hợp và tăng cường tín hiệu ) Một bộ thu Rake được sử dụng trong dịch vụ W-CDMA thường có 4-6 (nhánh) nhận Tuy nhiên, chuyển giao mềm luôn cần được xem xét trong việc cải thiện quỹ đường truyền
1.4.3 Vùng phủ bị giới hạn
Vùng phủ được gọi là giới hạn khi nó không có đủ năng lực để xử lý tất cả các lưu lượng truy cập Từ quan điểm dung lượng, kích thước cell cần lớn hơn rất nhiều.
Dải cell tối đa gọi là hệ số giới hạn Diện tích tối đa của cell được sử dụng để xác định số lượng các trạm gốc yêu cầu. http://www.ebook.edu.vn 20
1.4.4 Dung lượng bị giới hạn
Mạng có dung lượng giới hạn A là mạng không có khả năng hỗ trợ tất cả các lưu lượng cung cấp Số cell được tính bằng cách chia số người sử dụng mà một cell có thể hỗ trợ bởi số người sử dụng trên mỗi km Tổng số cell của hệ thống bằng tổng diện tích được chia cho diện tích 1 cell Đối với “nhiễu bị giới hạn”, một tín hiệu nhỏ hơn sẽ gây mất tín hiệu trong các cell nhỏ hơn, và do đó tăng chi phí để thực hiện thêm các cell cần thiết, ngoài ra sẽ làm giảm dung lượng.
Hệ thống đạt đến công suất cực đại khi nó được tải tại 100 % dung lượng, hoặc công suất tối đa lý thuyết đã đạt được Dung lượng của một cell phụ thuộc vào Eb
/No Khu vực phủ sóng phụ thuộc vào tải so với công suất cực đại Khi công suất cực đại kích thước cell sẽ co lại về không và mức độ nhiễu sẽ tiếp cận vô cực Công suất liên quan trực tiếp đến các yếu tố tải và một mạng UMTS (3G) có thể không được vận hành hết công suất cực.
Mô hình ước tính tế bào
Như đã đề cập một số yêu cầu của các cell có thể được tính bằng cách điều tra sử dụng Khi biết số người sử dụng và cung cấp lưu lượng truy cập cho mỗi người dùng, chúng ta có thể tính được lưu lượng cần cung cấp Khi phạm vi và dung lượng cell được thiết lập, có thể xác định gần đúng số lượng cell.
Phạn vi cell cell Đếm số lượng cell
Hình 2 : Mô hình ước tính cell
Diện tích phủ sóng liên quan đến khả năng của người sử dụng truy cập vào mạng của một cell theo tiêu chí được xác định trước Các loại hình dịch vụ và tốc độ dữ liệu cũng sẽ có ảnh hưởng đến khả năng phủ sóng.
1.5.2 Diện tích phủ sóng và xác suất mất tín hiệu Để giảm khả năng mất tín hiệu thì phải thu hẹp bán kính cell Do đó diện tích vùng phủ sóng trên 1 cell sẽ giảm Chi phí để phủ sóng một diện tích xác định sẽ tăng lên Do đó ta phải cân đối giữa diện tích phủ sóng của cell với xác suất mất tín hiệu.
Mức mất tín hiệu từ 5-10% được coi là hợp lý cho nhà quy hoạch.
Diện tích phủ sóng cũng liên quan đến mất tín hiệu Mất tín hiệu là khi các mạng vô tuyến không thể đạt được yêu cầu về QoS Mất tín hiệu có thể được mô tả như là sự che khuất và suy hao đường truyền vượt qua sự khác biệt giữa mức tín hiệu yêu cầu nhận được và cường độ tối đa lan truyền qua đường Các minh họa trong hình 3 cho thấy một tiêu chuẩn của một phân bố bình thường với một độ lệch chuẩn của 8dB.
Diện tích đỉnh của phân phối xác định khả năng mất mát Nếu 10% cho khả năng mất tín hiệu đạt được 10,3 dB Đối với một mục tiêu 5% với yêu cầu 13,2 dB, và cuối cùng http://www.ebook.edu.vn 22
18,6 dB cho mất mát 1% Vì vậy mục tiêu gia tăng mất mát dẫn đến giảm phạm vi phủ sóng với độ lợi khá cao.
Hình 3 : Ước tính tối đa vùng phủ sóng cell - yếu tố tải
Khả năng truyền tải ngoại vi cell thực tế là khả năng các UE sẽ nhận được một tín hiệu trên một ngưỡng nhất định, chẳng hạn như cường độ tín hiệu RF Giá trị ngưỡng phải cung cấp một tín hiệu chấp nhận được trong điều kiện fading nhanh.
1.5.3 Xác suất vùng phủ của rìa cell
Rìa cell có xác suất phủ sóng tốt nhất được coi là xác suất UE sẽ nhận được một tín hiệu từ trạm anten gốc, trên một giá trị ngưỡng quy định tại vị trí vùng biên của
Hình 4: Đường cong liên quan đến các phần nhỏ của tổng diện tích cell Giá trị ngưỡng sẽ cần để cung cấp một tín hiệu hợp lý trong điều kiện fading.
Mối quan hệ giữa xác suất ngoại vi cell và diện tích được minh họa trong hình 4.
Trong đó y là số mũ suy hao đường truyền và sigma (δ) là độ lệch chuẩn của che) là độ lệch chuẩn của che khuất được đưa ra trong dB Số mũ suy hao đường truyền được định nghĩa là tỷ lệ tăng của suy hao dường truyền Một giá trị tiêu biểu cho suy hao đường truyền trong cell macro được coi là 3,6 và cho độ lệch chuẩn là chỉ cần nhìn thấy, sẽ có 8 dB Vì vậy, δ) là độ lệch chuẩn của che / y là 2,22 và tham gia một khả năng phủ sóng ranh giới của 75% sẽ tương đương với
1.6 Phân tích thiết kế quy hoạch
Một ví dụ chương trình mô phỏng và phân tích hệ thống (COSSAP) sản xuất bởi
Synopsys Incorporated, COSSAP là một công cụ thiết kế hệ thống, bao gồm một bộ các cấu hình end-to-end của các mô hình tái sử dụng thuật toán, đó là cần thiết cho việc thiết kế và thẩm tra của các hệ thống W-CDMA Do đó, công cụ này có khả năng cho phép xác minh thuật toán của cấp liên kết cho hệ thống truyền tải W-CDMA theo định nghĩa hiện nay của các tiêu chuẩn Nó được biết đến như là một chương trình mô phỏng dòng điều khiển, dựa trên mô hình luồng dữ liệu, hỗ trợ nhanh chóng mô phỏng điều khiển dòng và đồng mô phỏng Các mô phỏng xảy ra thông qua sự hợp tác của các hướng dẫn mô phỏng điều khiển dòng thiết lập mô phỏng (ISS) cho cả phần mềm và phần cứng Kiểu mô phỏng đồng thẩm tra phần khác nhau của việc thực hiện của hệ thống, chủ yếu là từ một điểm chức năng, mà trong đó các phần mềm và kiến trúc phần cứng không phải là đại diện đầy đủ chi tiết Với COSSAP, không kiểm soát thời gian giữa các yếu tố mô phỏng là cần thiết và vì thế có thể hỗ trợ hoạt động không đồng bộ Bốn yếu tố quan trọng là xác định khả năng hỗ trợ như sau:
Dữ liệu người dùng tốc độ;
Khả năng mất tín hiệu
Dữ liệu tốc độ cao khiến số lượng người dùng có khả năng sử dụng mạng ít hơn.
Vì vậy, chất lượng mạng tốt hơn, giảm khả năng mất tín hiệu Kết nối vô tuyến sẽ tốt hơn sẽ tiêu thụ tài nguyên nhiều hơn, có nghĩa là có ít thuê bao hơn sẽ có thể sử dụng hệ thống Phạm vi phủ sóng dữ liệu tốc độ cao, phạm vi phủ sóng cho microcell và môi trường trong nhà, đồng vị trí với một hệ thống 2G, tất cả những vấn đề chính sẽ http://www.ebook.edu.vn 24
2010 cần phải được lên kế hoạch cẩn thận để đảm bảo mạng lưới ổn định và hiệu quả Phân tích lưu lượng, đánh giá phạm vi phủ sóng và đếm cell cũng được thực hiện phân tích mô phỏng.
Tối ưu hóa mạng lưới liên quan đến việc thu thập dữ liệu lặp đi lặp lại sẽ cung cấp một bức tranh chính xác về hoạt động của mạng Tối ưu hóa sẽ đòi hỏi các công cụ driving-test có dung lượng hoạt động cao Một vài ví dụ về các chức năng cần thiết cao hơn bao gồm phân tích đồng bộ hóa sơ cấp và thứ cấp mã đồng bộ hóa, đo công suất, đo đạc xáo trộn mã, và thời gian di chuyển và chồng lên nhau Cần phải thực hiện đồng thời cả tiếng nói và dữ liệu tại mạng 2G và mạng 3G Dữ liệu bao gồm chuyển tiếp và đảo ngược điều kiện liên kết, tỷ lệ lỗi bit hoặc khung hình, ACI bỏ cuộc gọi, không khởi tạo cuộc gọi, và định vị vệ tinh toàn cầu (GPS) Điều là rất quan trọng để có được một bức tranh hoàn chỉnh về mạng đã được thực hiện.
Như vậy chương 1 chúng ta đã tìm hiểu về quá trình quy hoạch mạng vô tuyến. Đề cập đến các vấn đề dung lượng, vùng phủ và QoS Phát triển các kế hoạch, thủ tục triển khai thiết kế mạng và tối ưu hóa mạng lưới Chương này giúp chúng ta đánh giá mối quan hệ giữa các yếu tố trong quá trình quy hoạch mạng Phần sau chúng ta sẽ đi sâu vào tìm hiểu tác động của từng yếu tố tới quá trình quy hoạch mạng vô tuyến.
Quy hoạch vùng phủ sóng, dung lượng và chất lượng dịch vụ
Quy hoạch vùng phủ sóng
Phần này sẽ trình bày về quỹ đường truyền Các thông số cần thiết để đảm bảo cả quỹ đường truyền lên và xuống nhằm đạt mục tiêu về vùng phủ sóng Quỹ đường truyền xác định công suất, kích thước và vị trí tế bào Phần này cũng đề cập đến mô hình truyền phương pháp phân tập phát, các kĩ thuật tối ưu vùng phủ sóng Trước tiên chúng ta tìm hiểu ảnh hưởng của quỹ đường truyền lên vùng phủ sóng.
2.1.1 Ảnh hưởng của quỹ đường truyền lên vùng phủ sóng
Quỹ đường truyền là tổng hợp tất cả độ lợi và tổn thất từ máy thông qua ( không gian, cáp, ống dẫn sóng, cáp quang… ) đến người nhận trong hệ thống viễn thông Nó bao gồm sự suy giảm tín hiệu do đường truyền, cũng như độ lợi của anten, đường cấp vào và suy hao do tạp âm.
Quỹ đường truyền xác định và quy định năng lượng, kích thước và vị trí của các tế bào, tính toán lưu lượng có thể ảnh hướng đến phạm vi phủ sóng Quỹ đường truyền khác nhau tùy theo khối lượng dữ liệu được chuyển đi Và điều cuối cùng là phải tối ưu hóa duy trì độ che phủ mạng.
Các minh họa trong hình 5 cho thấy một sơ đồ khối của quỹ đường truyền lên.
Mọi suy hao và độ lợi từ phía UE phải được đưa vào tính toán bao gồm suy hao do quỹ đường truyền và ảnh hưởng của đầu con người Nói chung nó phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động và phụ thuộc vào môi trường và người sử dụng Giá trị tiêu biểu http://www.ebook.edu.vn 26
2010 cho mất mát cơ thể là khoảng 3dB Tuy nhiên, trong 3G thiết bị đầu cuối sẽ được vận hành theo cách khác Trong 3G, thiết bị cầm tay sẽ được giữ ở phía trước của người dùng do đó sẽ giảm tổn thất tín hiệu do ảnh hưởng của cơ thể người dùng Mất mát thâm nhập cũng phải được xem xét, vì điều này sẽ ảnh hưởng đến môi trường hoạt động Giá trị thực tế có thể khác nhau đáng kể giữa các môi trường khác nhau và số đo lý tưởng ở các địa phương.
Ví dụ tiêu biểu sẽ là 15 dB cho một môi trường trong nhà và khoảng 8 dB cho môi trường trong xe Độ lợi anten UE được tính toán điển hình là khoảng 0dBi mặc dù có khả năng là một số thiết bị đầu cuối có dữ liệu ăng ten được đưa ra cao hơn khoảng 2 dBi.
2.1.2 Quỹ đường truyền xuống Để đơn giản hóa, suy hao đường truyền đường lên tối đa thể hiện trong hình 5 (b) sẽ bằng tổng số suy hao từ UE và trạm gốc (đã được bắt nguồn từ hình 5 (a)), và kết hợp những suy hao quỹ đường truyền lên (tức là các đường lên tối đa chấp nhận được suy hao đường truyền như được hiển thị ở phía bên tay trái của hình (b)) Bước tiếp theo là thêm giới hạn độ tin cậy và hiệu chỉnh để có được công suất đường xuống Các yếu tố đường xuống thêm các mất mát và độ lợi từ các trạm gốc (hiển thị ở phía bên phải của hình 5), có thể để tính toán độ nhạy thu của UE Đây là mức tín hiệu cần thiết tại đầu vào bộ thu, tín hiệu này thoã mãn Eb / No yêu cầu Một nhân tố hoạt động phải được thêm vào nếu đòi hỏi độ nhạy bộ thu thực tế, để cung cấp kết quả thực tế hơn.
Công suất tạp âm phía thu chủ yếu là tạp âm nhiệt.
Tạp âm nhiệt chỉ có thể được giảm thực sự khi làm mát máy thu, nhưng điều này là không khả thi Vì vậy, cách duy nhất để giảm mức độ tạp âmlà bằng cách chọn một bộ thu với thông số tạp âm thấp.
Kết quả cuối cùng của trên, như trong hình 5 (a và b), là công suất ra từ ăng ten sẽ tác động vào lượng RF truyền từ ăng ten và mức độ phủ sóng trên diện tích yêu cầu:
Công suất tạp âm thu = Mật độ tạp âm thu + Tỷ lệ thông tin (3)
Mật độ tạp âm thu = Mật độ tạp âm nhiệt + mức độ nhận tạp âm
Hình 5: Quỹ đường truyền (a:Đường lên) và (b: Đường xuống). http://www.ebook.edu.vn
Một mô hình truyền RF sẽ xác định suy hao đường truyền RF Điều này được thực hiện với việc đặc trưng hoá công suất tín hiệu nhận bằng cách tính trung bình mức công suất trên các khoảng cách giữa TRX Vùng phủ sóng mỗi vị trí cho một môi trường truyền có thể xác định hiệu quả phủ sóng Ngoài vùng phủ sóng, mật độ lưu lượng cũng phải được đưa vào tính toán, bằng cách sử dụng một mô hình truyền được biết đến (ví dụ như mô hình Walfisch-Ikegami hoặc mô hình Okamura-Hata), tính từ quỹ đường truyền đầu vào các mô hình và chuyển đổi thành các cell tối đa trong phạm vi km.
Ví dụ này một đô thị macro cell có tính một chiều cao trung bình của UE = 11 m và trạm ăng ten một căn cứ chiều cao 30 m Đối với khu vực ngoại thành, một yếu tố điều chỉnh bổ sung của 8dB đã được giả định là một mô hình này cung cấp kết quả nhất quán hơn Các cell được tính toán phạm vi phủ sóng được thể hiện trong bảng 2
Có rất nhiều mô hình truyền sóng cho 3G Nhưng trong phạm vi của khóa luận chúng ta chỉ tìm hiểu về 2 mô hình truyền đó là mô hình Hata-Okumura và mô hình
Walfisch-Ikegami Đây là 2 mô hình rất phù hợp với quy hoạch 3G ở Việt Nam.
Mô hình Okumura là mô hình được dùng rộng rãi trong việc dự đoán tín hiệu ở vùng đô thị Mô hình đáp ứng trong dải tần 150-1920 Mhz ( có thể ngoại suy đến 3000
Mhz) và cự ly 1-100 km Nó có thể được dùng cho chiều cao anten trạm gốc từ 30-
Trong mô hình này, suy hao đường truyền được tính bằng cách tính hệ số điều chỉnh anten cho các vùng đô thị là hàm của khoảng cách giữa trạm gốc, trạm di động và tần số Hệ số này được đưa vào suy hao không gian tự do Kết quả được điều chỉnh bằng các hệ số cho độ cao anten trạm gốc và trạm di động Ngoài ra, các hệ số điều
⎡⎡⎡ 28⎡⎡⎡ chỉnh được cấp cho hướng phố, các vùng ngoại ô, các vùng mở và các địa hình không đều.
Mô hình chỉ áp dụng cho 4 thông số thỏa điều kiện:
● Khoảng cách từ trạm gốc d
● Độ cao anten trạm gốc h b
● Độ cao anten trạm di động h m : 1 ÷ 10 (m)
Tuỳ theo từng vùng phục vụ khác nhau, suy hao tuyến L p tương ứng mỗi vùng khác nhau.
L p (dB) = 69,55 + 26,16lgf c + (44,9 – 6,55lgh b )lgr – 13,82lgh b - a(hm)
Trong đó: a(h m ) là hệ số hiệu chỉnh cho độ cao anten di động (dB) được tính trong 2 trường hợp khác nhau:
+ Đối với thành phố nhỏ và trung bình:
+ Đối với thành phố lớn:
(6) Như vậy bán kính cell được tính : lg A r
− 69,55− 26,16 lg Af Ac 13,82 lg Ah b A a h m (7)
Với vùng ngoại ô hệ số hiệu chỉnh suy hao so với vùng thành phố là:
Với vùng nông thôn hệ số hiệu chỉnh suy hao so với vùng thành phố là: http://www.ebook.edu.vn 30
Các phép đo của Okumura chỉ đúng cho các kiểu toà nhà ở Tokyo và cần có số liệu để có khả năng dự đoán các nhân tố môi trường trên cơ sở tính chất vật lý của các toà nhà xung quanh máy thu di động Ngoài ra, do kỹ thuật Okumura dùng để hiệu chỉnh mặt đất bất thường và các đặc điểm khác của đường truyền cụ thể nên cần có các diễn giải thiết kế.
Mô hình Walfisch-Ikegami chứa 3 phần tử: tổn hao không gian tự do, nhiễu xạ mái nhà và tổn hao tán xạ, tổn hao do nhiều vật chắn.
Hình 6 : Sơ đồ quy hoạch theo mô hình Walfisch-Ikegami
Các thông số đưa vào công thức mô hình được giới thiệu ở hình 6.
Trong đó: w: bề rộng đường phố (m) b: cự ly giữa các dãy nhà phố chắn đường truyền sóng (m)
: góc tới của sóng trên mặt phẳng phương vị so với trục đường h Am : chiều cao anten trạm di động (m)
⎧⎪ L f AL rts AL msd , AL rts AL msd 0
Mô hình chỉ áp dụng cho 4 thông số thỏa điều kiện:
● Tần số sóng mang fc
● Khoảng cách từ trạm gốc d
● Độ cao anten trạm gốc h Ab
● Độ cao anten trạm di động h Am : 1 ÷ 3 (m)
Các biểu thức sử dụng cho mô hình như sau:
L f : là tổn hao không gian tự do, được xác định:
L rts : là nhiễu xạ mái nhà - phố và tổn hao tán xạ, được xác định:
L rts (dB) = (-16,7) -10lgW + 10lgf c + 20lg∆h Am + Lo (11) với: ∆h Am = hr - h Am (m)
Lo là sai số do tán xạ và nhiễu xạ, được xác định bởi:
Lmsd: là tổn hao các vật che chắn, được xác định:
L msd = L bsh + k a + k dl gr + k f lgf c – 9lg b (12) http://www.ebook.edu.vn với:
⎠ với thành phố trung bình. k Af 4 0,7⎜ A Ac −1⎟ k Af 41,5⎜ A Ac −1⎟
Với trường hợp tia nhìn thẳng (LOS):
Với trường hợp tia không nhìn thẳng (NLOS):
L p (dB) = 32,4 + 20lgr + 20lgf c + L rts + L msd (14)
Như vậy bán kính cell tính theo mô hình Walfisch – Ikegami là : lgr L A A p A A − A A L A A ori A A − A A L A A A A bsh A A 10lg A A W A A − A A 20lg A A A A h A A m A A A A − A A k a A A A A A A 9lg b A A − A A A A 30 A A A A k A A Af A A A A lg A A A A A f
Có thể sử dụng các giá trị mặc định sau cho mô hình: b = 20 ÷ 50m; W = b/2; Ф = b/2; h r = 3 x (số tầng) + h Ann với: h Ann = 3 m cho nóc nhà có độ cao, 0 m cho nóc nhà phẳng.
Quy hoạch về dung lượng
UMTS sử dụng truyền không đồng bộ (ATM) Vì ATM yêu cầu báo hiệu overhead là tối thiểu nên rất phù hợp với các yêu cầu của UMTS vì nó là công nghệ chuyển mạch gói.ATM có thể được dùng trong mạng truy cập vô tuyến (RAN) cũng như mạng lõi ( CN ) và có khả năng truyền dữ liệu và lưu lượng thoại một cách đáng tin cậy, hiệu quả,với mức QoS yêu cầu cho các loại hình dịch vụ được sử dụng.
Hình 13: Mô hình cell ATM
ATM có thể được sử dụng như là nền tảng tích hợp truyền dẫn từ 2.5G (tổng hợp các hệ thống vô tuyến gói, GPRS) đến 3G Điều này rất có lợi vì nhà vận hành vừa có cả tính linh hoạt và cả bảo hộ đầu tư.
Kết hợp ATM và SDH trong một số khu vực nhất định của mạng sẽ cho phép đạt được hiệu suất mạng cao hơn Điều này làm giảm các chi phí liên quan và phức tạp của mạng Các nhà quy hoạch cần phải biết mức overhead yêu cầu khi quan tâm đên đường truyền tải của hệ thống UMTS Nhu cầu khả năng truyền dữ liệu tốc cao ngày càng tăng khi các gói dữ liệu tốc độ cao của gói dịch vụ chuyển mạch gói và kênh cho phép người dùng truy cập đa phương tiện di động đồng thời trong một kết nối.
2.2.2 Hệ số tải đường lên
Các hệ số tải đường lên cần được quan tâm vì nó ảnh hưởng đến dung lượng.
Bảng 12 cung cấp một ví dụ về các thông số để tính toán tải đường lên. http://www.ebook.edu.vn 51
Bảng 12 : Những tham số tính toán hệ số tải đường lên
Hệ số hoạt động của người sử dụng là tốc độ dữ liệu của chính người sử dụng đó và tổng công suất băng rộng thu được bao gồm công suất tạp âm nhiệt tại trạm gốc.
Một giá trị thoại điển hìh của hệ số hoạt động được giả thiết là 0.67 (trong dải giá trị từ
0 đến 1) Năng lượng tín hiệu trên bit được chia bởi mật độ phổ tạp âm (Eb/N 0 ) có thể đạt được từ các phép đo đường truyền và mô phỏng, bao gồm ảnh hưởng của chuyển giao mềm và điều khiển công suất vòng lặp đóng Độ lợi kết hợp phân tập macro liên quan đến E b /N o có thể được gọi là một phép đo của ảnh hưởng chuyển giao mềm Môi trường cell khi xét đến tỷ lệ nhiễu của cell lân cận đến cell hiện thời là một hàm của sự cách ly cell Ví dụ, môi trường cell micro/macro, đô thị/ngoại ô cũng bao gồm các mẫu ănten như đơn hướng, và cấu hình vị trí ănten ví dụ như cấu hình 3 hoặc 6-sectơ Tham số cuôốicùng là tốc độ dữ liệu của người sử dụng và phụ thuốc vào kiểu dịch vụ Đưa những tham số này vào tính toán ta có thể tính đươợc hệ số tải cho đường lên.
2.2.3 Ảnh hưởng của tạp âm
Tạp âm có thể mô tả như là sự gia tăng ở mức độ can thiệp băng rộng qua tạp âm nhiệt trong việc tiếp nhận tại trạm gốc Từ các đồ thị minh hoạ trong hình 13 có thể thấy rằng, tăng tạp âm 3dB, điều này tương đương với 50% lưu lượng dữ liệu, hoặc có thể được mô tả như là một yếu tố tương đương với tải trọng 50%. Định nghĩa Đề xuất các giá trị/ thông số
Eb/No được xác địng trước về nhiễu nhiệt và nhiễu tạp âm
Phụ thuộc vào tốc độ UE Tốc độ dữ liệu Ăng ten phân tập RX Fading đa đường Các kiểu dịch vụ
Hệ số sử dụng của ngừơi sử dụng ‘X’ tại lớp vật lý
0.67 cho thoại 50% cho thoại và DPCCH overhead trong DTX 1.0 cho dữ liệu Các tế bào khác sở hữu tỷ lệ giao thoa bởi Macrocell với ăng ten đa hướng ở trạm thu cơ sở Macrocell với ăng ten đa hướng (55%) Tốc độ dữ liệu của người sử dụng ‘X’ Phụ thuộc vào kiểu dịch vụ
Dữ liệu chuyển qua (kbps) Hình 14: Tăng tạp âm đường lên
Tuy nhiên, tạp âm tăng đường cong không phải là tuyến tính, do sự can thiệp tạp âm tăng 6,0dB tương ứng với một yếu tố nạp là 75% Tổng số dữ liệu thông qua kết hợp của tất cả người dùng đồng thời Trong ví dụ này, một lưu lượng dữ liệu 1300 kbps có thể thể đạt được với sự gia tăng tạp âm của 6 dB Kết quả cuối cùng là tạp âm tăng kích thước cell sẽ giảm.
Sự suy giảm trung bình giữa các trạm phát và thu UE ( có tính đến độ nhạy của
UE ),Truyền công suất tối thiểu cho mỗi thuê bao có thể được xác định Hiệu quả của tăng tạp âm do sự can thiệp bao gồm mức độ công suất tối thiểu và do đó có thể bắt buộc truyền tải công suất cho người sử dụng nằm ở vị trí trung bình trong cell.
2.2.4 Hệ số tải đường xuống
Cũng như các hệ số tải đường lên thảo luận trong phần trước, các hệ số này mà cũng rất quan trọng trong đường xuống này Bảng 13 liệt kê và mô tả các tham số khác nhau và đề xuất các giá trị tính kích thước này được thảo luận chi tiết dưới đây.
Hệ số hoạt động nói chung được gọi là tỷ lệ lưu lượng thoại so với lưu lượng dữ liệu truy cập Tỷ lệ giữa thoại và dữ liệu sẽ dự đoán chính xác hơn toàn bộ dữ liệu tiếp theo được cung cấp từ các hoạt động dịch vụ UMTS Một tham số quan trọng cần được đưa vào xem xét khi cố gắng so sánh giữa hệ số tải đường xuống và đường lên là hệ số của người dùng. http://www.ebook.edu.vn 53
Bảng 13: Bảng danh sách các tham số
Tính trực giao được định nghĩa là thuộc tính phân tách tồn tại giữa hai người dùng Nếu cả hai người dùng có thuộc tính phân tách tốt họ sẽ không gây nhiễu với nhau Nếu các mã trực giao đường xuống được sử dụng để đảm bảo việc phân tách người sử dụng, trong trường hợp không có truyền lan đa đường, tính trực giao vẫn còn khi UE nhận được tín hiệu trong đường xuống này Tuy nhiên, nếu độ trải trễ đủ lớn xảy ra trong các kênh radio, thì UE sẽ xem đây là nhiễu đa truy cập.
Một hệ số trực giao bằng 1 tương đương với người sử dụng hoàn toàn trực giao với nhau Trong kênh đa đường, hệ số trực giao điển hình nằm trong khoảng 0,4 và 0,9(trong một phạm vi 0-1).
Tham số phân loại Đề nghị giá trị kích thước a) Hoạt động của yếu tố người sử dụng X ở lớp vật
0,67 cho tiếng nói, giả giọng nói 50% - 50% hoạt động và tiếng nói DPCCH tổng phí trong DTX 1,0 cho dữ liệu b) Tốc độ dữ liệu user X Phụ thuộc vào loại hình dịch vụ c) Eb / No cần thiết để đáp ứng được QOS
(E.g BER) Tiếng nói bao gồm cả tiếng nói và nhiễu
Phụ thuộc vào tốc độ UE, fading đa đường ,và loại hình dịch vụ, ăng ten phân tập TX d) Kênh trực giao của người sử dụng Phụ thuộc vào đường dẫn-đa đường truyền
0 = không trực giao e) Tỷ lệ cell khác để riêng của trạm gốc quyền lực, nhận được bởi người sử dụng
Cải tiến dung lượng
Có một số phương thức có sẵn để nâng cao dung lượng như cách thêm các tần số bổ sung, sectơ hoá, sử dụng phân tập phát, và sử dụng các mã tốc độ bit thấp hơn Những đối tượng được vùng phủ sóng trong phần này, bắt đầu với tần số bổ sung.
Sử dụng tần số bổ sung sẽ cho công suất lớn hơn trong một cell Ví dụ, nếu một nhà điều hành đã mua nhiều hơn một khối phổ, một số sóng mang có thể được sử dụng để cân bằng lưu lượng tải và cũng có thể tăng dung lượng cho mỗi cell Một trong những phương pháp để giảm nhẹ đầu tư hơn nữa là chia sẽ bộ khuếch đại công suất http://www.ebook.edu.vn 57
2010 cho các sóng mang Hơn nữa phương pháp khuếch đại công suất hiệu quả nhất có thể đạt được bằng cách chia sẻ một bộ khuếch đại công suất giữa hai sóng mang, vì đường cong tải sau đó có thể được phân chia giữa 2 sóng mang Ngoài ra, khi đường cong tải bắt đầu giảm, công suất phát cần thiết cho mỗi người dùng giảm Tuy nhiên, tăng công suất phát đường xuống có khả năng chỉ đạt được độ lợi dung lượng tối thiểu từ đường cong tải Do đó, điều này là không được xem là một phương pháp hiệu quả để tăng dung lượng đường xuống.
Một phương pháp chuẩn tăng dung lượng của một vị trí có thể được thực hiện bởi sectơ hóa y sector lý tưỏng sẽ tăng y lần công suất, tuy nhiên, trong thực tế hiệu quả thường là khoảng 90% Nhược điểm của sectơ hóa khi quan tâm đến việc tăng dung lượng là khi tăng số lượng sector thì phải tăng số lượng ăng ten sẽ phải cài đặt và quy hoạch sóng vô tuyến phải được xem xét sau đó tối ưu Nó không thể tránh khỏi vì nhu cầu lưu lượng tăng lên, do đó, nâng cấp từ một vị trí đơn hướng thành một vị trí có 3 sector sẽ cho tăng dung lượng khoảng 2,7 Và do đó với một vị trí có sáu sector dung lượng có thể tăng khoảng 5,5 Tăng số sector cũng sẽ làm tăng độ lợi ăng ten, do đó cải thiện phạm vi phủ sóng, nhưng cách tiếp cận này bị giới hạn bởi chi phí liên quan đến việc tăng các sectơ và sẽ làm nảy sinh thêm các vấn đề quy hoạch cần được giải quyết.
2.3.3 Phân tập phát Để cải thiện hiệu suất với phân tập phát đường xuống, dữ liệu có thể được chia thành hai luồng dữ liệu riêng biệt và truyền bằng cách sử dụng chuỗi trực giao Phân tập đa đường trong môi trường vô tuyến cụ thể sẽ có ảnh hưởng đối với các độ lợi đạt được Ví dụ, nếu có ít phân tập đa đường thì độ lợi dung lượng trong các đường xuống sẽ cao hơn khi sử dụng phân tập phát Với ý tưởng này, độ lợi dung lượng cao nhất có thể xảy ra trong microcell và picocell, nơi mà phân tập đa đường bị hạn chế.
2.3.4 Mã hóa tốc độ bit thấp
Cuối cùng, có thể tăng dung lượng thoại với mã hóa tiếng đa tốc độ tương thích(AMR) Mã hóa thoại AMR có tám tốc độ nguồn và dung lượng phụ trội có thể đạt được bằng cách sử dung một tốc độ nguồn thấp hơn Các mã AMR sẽ cho phép một cân bằng giữa các dung lượng thoại và chất lượng như yêu cầu.Với AMR, số lượng kết nối có thể được tăng lên, trong khi đồng thời giảm tốc độ dữ liệu trên mỗi người dùng.
Phần này kết thúc các chủ đề trên tính kích thước mạng Những vấn đề ở đây cho phép các nhà quy hoạch biết được các yêu cầu cần thiết để đảm bảo các mạng UMTS được định cỡ chính xác Các vấn đề như mô hình hoá lưu lượng, dung lượng truyền, hiệu suất phổ, hệ số tải đường lên và đường xuống đã được trình bày và lần lượt có ảnh hưởng đến dung lượng của mạng.
Như vậy phần trên chúng ta đã tìm hiểu các vấn đề về quy hoạch dung lượng của cell Các yếu tố ảnh hưởng đến dung lượng cell Giải quyết vấn đề chuyển giao mềm và cải tiếng để tăng dung lượng Phần tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu về quy hoạch chất lượng dịch vụ Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ.
Quy hoạch chất lượng dịch vụ
Chất lượng dịch vụ được định nghĩa là hiệu năng dịch vụ mà người sử dụng mong muốn để cho phép các dịch vụ hay ứng dụng hoạt động chính xác, duy trì hiệu quả của dịch vụ trong suốt thời gian kết nối Chương này mô tả ngắn gọn khả năng dịch vụ
QoS, các cấp độ khác nhau của các lớp QoS cũng được định nghĩa và một số cơ chế để đạt được các yêu cầu QoS.
Khi chuyển đổi từ 2G sang 3G, chuyển mạch kênh sẽ được thay thế bằng chuyển mạch gói Trong thời gian đầu triển khai, tất cả các chức năng QoS sẽ được phổ cập đối với hệ thống điện thoại di động 3G (UMTS (3G)) Vì vậy, các ứng dụng yêu cầu độ trễ thấp như video thời gian thực (RT), phải được tiến hành trên chuyển mạch có khả năng trợ các dịch vụ dữ liệu tốc độ cao Do các dịch vụ khác nhau yêu cầu độ trễ khác nhau đo đó nó sẽ yêu cầu các mức QoS khác nhau Trong 3G, bốn nhóm lớp lưu lượng khác nhau được nói đến trong chương này: a Lớp hội thoại. b Lớp Streaming. c Lớp tương tác. d Lớp nền.
Bốn lớp này quan tâm đến việc lưu lượng yêu cầu có độ nhạy trễ như thế nào.
Mức 1 của QoS tương đương với các lớp đàm thoại và có rất nhạy với trễ Thay vào đó, một QoS cấp độ 4 tương đương với lớp lưu lượng nền và yêu cầu độ trễ thấp Vì
UMTS (3G) sẽ phải hỗ trợ một loạt các ứng dụng, trong đó nhiều ứng dụng đang được http://www.ebook.edu.vn 59
2010 phát triển, chúng đều có yêu cầu QoS khác nhau Các dịch vụ sẽ được sử dụng trong
3G được minh họa trong hình 26 và sẽ đưa ra các mức yêu cầu khác nhau về QoS.
Hiện nay chúng ra không thể dự đoán được các ứng dụng và cách sử dụng của các ứng dụng này, và do đó không thể tối ưu hóa 3G chỉ cho một loại ứng dụng Tuy nhiên, một khi kết nối đang hoạt động, nó sẽ cho người sử dụng/ứng dụng để thương lượng các đặc tính cần thiết để thực hiện các dịch vụ dữ liệu cụ thể.
Hình 15: Ví dụ về QoS
Ngoài ra, trong quá trình kết nối, nó sẽ có thể thông qua một thủ tục đàm phán lại để thay đổi dịch vụ truyền tải Việc truyền tải dịch vụ ứng dụng có thể khởi phát hoặc đàm phán khi cần thiết Hệ thống sẽ kiểm tra xem nó có đủ năng lực để xử lý tất cả các yêu cầu hay không ? Người dùng sau đó sẽ có thể chấp nhận hoặc từ chối các thay đổi cần thiết, và các thuộc tính của dịch vụ truyền tải cụ thể sẽ có một ảnh hưởng trực tiếp đến giá của dịch vụ.
Không giống như các công nghệ viễn thông trước đây, người ta thường nhấn mạnh vào việc tìm kiếm các ứng dụng cao cấp, với 3G sẽ có các hàng loạt các ứng dụng cao cấp Nhiều ứng dụng đã được dự đoán sẽ được phổ biến rộng rãi, chẳng hạn như dịch vụ dựa trên địa điểm, các ứng dụng chơi game, và thể dục thể thao Tuy nhiên, các dịch vụ khác cũng sẽ phát triển và mở rộng Việc phát triển UMTS (3G), có khả năng đáp ứng các dịch vụ khác nhau như trong bảng 17 Dưới đây là một số ví dụ của các dịch vụ 3G có thể có khả năng tồn tại trong tương lai gần:
Tốc độ đỉnh Trễ truyền lớn nhất BER
Ngoài trời (tốc độ lớn hơn 250 km/h) 144–384 kbps 20–300 ms 103–107
Thành thị / ngoại ô / ngoài trời (tốc độ lên đến 150 km / h) 384–512 kbps 20–300 ms 103–107
Trong nhà / tốc độ thấp/ Ngoài trời (tốc độ lên đến 10 km / h) 2 Mbps 20–300 ms 103–107
Ngoài trời (tốc độ lớn hơn 250 km/h) 144–384 kbps 150 ms hoặc h ơ n 105–108
Thành thị / ngoại ô / ngoài trời (tốc độ lên đến 150 km / h) 384–512 kbps 150 ms hoặc h ơ n 105–108
Trong nhà / tốc độ thấp/ Ngoài trời (tốc độ lên đến 10 km / h) 2 Mbps 150 ms hoặc h ơ n 105–108
- Ngân hàng ảo, tiền tệ.
- Gửi tin nhắn đa phương tiện
- Video theo yêu cầu, trên mạng thư viện, và sách điện tử thương mại.
- Tin tức và giao thông, gọi điện video.
- Các dịch vụ bán vé, tương tác mua sắm.
- Bản dịch trực tuyến, thông minh tìm kiếm.
- Cuộc gọi video, nhận dạng giọng nói, và phản ứng.
- Tương tác và trường học ảo, thuê bao nhận dạng hướng dẫn sử dụng (SIM) và thẻ tín dụng.
Những dịch vụ này sẽ chạy cùng với tất cả các hệ thống hiện tại hiện đang có sẵn trong hệ thống truyền thông di động các mạng toàn cầu (GSM)
2.4.3 Chất lượng dịch vụ lớp lưu lượng Đối với tất cả UMTS (3G) dịch vụ truyền tải bốn lớp lưu lượng đã được xác định.
Các yếu tố quyết định của các lớp này là sự khác biệt trong độ nhạy Điều này sẽ xác định loại hình dịch vụ ứng dụng (TOS) hoặc có thể được sử dụng với các lớp QoS tương ứng Định nghĩa lớp đầu tiên được gọi là “lớp đàm thoại” đã yêu cầu độ trễ nhỏ và sẽ được sử dụng cho lưu lượng RT trái ngược với Các lớp khác yêu cầu độ trễ khác nhau đối với từng loại dữ liệu. http://www.ebook.edu.vn 61
2.4.3.1 Lớp đàm thoại (Thời gian thực - Chất lượng dịch vụ) Đối với lớp đàm thoại trễ tối đa phải trễ phải nhỏ hơn 300 - 400 ms Lưu lượng thoại đối xứng và sử dụng công nghệ AMR mã hóa tiếng nói Điều này cho phép nén tám mã nguồn có sẵn từ 12 2kbps xuống 4 75 kbps Việc mã hóa tiếng nói rất có lợi vì nó có thể giảm lượng dữ liệu cần thiết cho thoại, giải phóng tài nguyên cho những người dùng khác.
Lớp streaming có thể đảm bảo một tỷ lệ bit trên UMTS (3G), cho phép sử dụng các dịch vụ nhạy với trễ Mức QoS tương đối cao vẫn còn cần thiết cho điều này, như là một dòng liên tục và ổn định của dữ liệu phải được xử lý Người sử dụng sau đó có thể bắt đầu hiển thị các dịch vụ dữ liệu trước khi toàn bộ tập tin được truyền đi Sự trễ có thể được truyền đi ở đây như streaming ứng dụng bất đối xứng và có thể chịu được trễ lớn hơn các dịch vụ nói đối xứng; hơn nữa xảy ra trong bất kỳ tần số truyền cũng có thể được truyền đi với các tuyến.
Một ví dụ tốt về lớp lưu lượng là loại hình lưu lượng đặc trưng bởi yêu cầu của người dùng đầu cuối Theo đó, người sử dụng cuối cùng chờ một phản ứng trong một thời gian nhất định, nhưng trễ ở đây là khoảng thời gian chấp nhận được Khoảng thời gian đó là thời gian trễ để tính toán Cuối cùng, nội dung của các gói dữ liệu phải được chuyển minh bạch với một tỷ lệ lỗi bit thấp (BFR) Các ví dụ khác có thể được thông qua dựa trên điều khiển từ xa của thiết bị bao gồm dữ liệu truy cập vào máy chủ.
Với lớp nền các dịch vụ có thể trễ hàng giây, hàng chục giây, hoặc thậm chí hành phút Với các dịch vụ yêu cầu các dữ liệu không cần phải được chuyển minh bạch và sau đó sẽ được nhận lỗi Như các ứng dụng thích hợp cho sử dụng trong lớp nền được e-mail giao hàng, dịch vụ tin nhắn ngắn (SMS), cơ sở dữ liệu, và tập tin tải về.
Các cơ chế QoS được yêu cầu phải đảm bảo QoS cần thiết có thể đạt được cả hai và duy trì trong suốt thời gian kết nối end-to-end Kết nối end-to-end có thể bao gồm một kết nối được thiết lập giữa thiết bị người dùng (UE ) và Internet, kết nối dữ liệu, ví dụ, dữ liệu có thể đi qua nhiều router khác nhau trước khi đến điểm cuối cùng của nó.
Vì vậy, cơ chế QoS được yêu cầu để đảm bảo băng thông cần thiết cho kết nối end-to- end này được cung cấp Nếu không thì việc không chấp nhận đó sẽ làm giảm một cấp
QoS Cơ chế khác có thể chưa hoàn hảo để thực hiện chức năng phức tạp này của giao thức đặt phòng Các cơ chế chính, phủ sóng dưới đây, thảo luận về các giao thức hiện có sẵn: giao thức phiên khởi đầu (SIP), thời gian thực giao thức (RTP), và giao thức đặt phòng (RSVP) kiểm soát QoS.
Tối ưu hóa mạng
Quy hoạch giả định và lựa chọn vị trí
Quy hoạch giả định (nomial planning) có thể được coi là chọn vị trí Đây là giai đoạn quan trọng nhất của quá trình triển khai mạng vô tuyến Với các nhà quy hoạch có kinh nghiệm thì có thể đáp ứng ngay từ vòng đầu phạm vi phủ sóng, dung lượng và chất lượng dịch vụ (QoS) và đồng thời lên kế hoạch mô hình mạng lưới cho sự tăng trưởng trong tương lai.
Một quy hoạch giả định nghĩa là phân loại mạng lưới hoặc một giả thuyết tưởng tượng, theo đó các cell trong tương lai sẽ nằm trong vùng phủ sóng mong muốn Đây được xem là điểm khởi đầu cho quá trình triển khai mạng, và sau đó sẽ phát triển thành các thiết kế hệ thống cuối cùng Như xác định vị trí vật lý được mua lại, các kế hoạch sửa đổi thiết lập lại vị trí cell.
3.1.1.1 Định kích thước ban đầu mạng Định kích thước mạng cần phải được thực hiện đảm bảo đủ dung lượng và thực hiện các yêu cầu về lưu lượng Với việc xác định vị trí ban đầu và các yếu tố mạng sẽ hướng tới việc đảm bảo chính xác mạng cần quy hoạch Ngoài ra, sự gia tăng hiệu suất của mạng phải được tính toán, do đó làm nổi bật sự cần thiết của thông số thiết kế cũng như kiến trúc của hệ thống và các yêu cầu về lưu lượng. Đô thị (km) Ngoại ô (km) Nông thôn (Km)
Từ quá trình định kích cỡ ban đầu có thể để xác định số lượng gần đúng các vị trí cần thiết cho vùng phủ sóng mong muốn Việc xác định các vị trí bán kính gần đúng yêu cầu cho các khu vực đô thị, ngoại ô và nông thôn cũng có thể đạt được Điều này sẽ bao gồm cả dịch vụ thoại và dữ liệu như được hiển thị trong bảng 18 Điều này nên được sử dụng cho kế hoạch và cuối cùng nó sẽ cho các kết quả chính xác hơn phải đạt được.
Bảng 18: Phạm vi phủ sóng với các mức dịch vụ
Các ví dụ được liệt kê có thể được sử dụng cho cả trong nhà và ngoài trời, xác suất vùng phủ sóng trong phạm vi nhất định theo tiêu chuẩn dữ liệu Phạm vi mẫu cũng được đưa ra cho cả thời gian thực (RT) và không thời gian thực (NRT) Lưu lượng RT là không thể chịu được trễ và do đó yêu cầu cao về QoS, ví dụ về các loại như lưu lượng có thể được các cuộc gọi video-to-video và kết nối đa phương tiện, lưu lượng NRT có thể chịu được trễ
3.1.1.2 Bảng tính kích thước ban đầu
Một bảng tính kích thước đầu tiên có thể được dùng để hỗ trợ trong giai đoạn lập kế hoạch ban đầu, có thể mô hình về dung lượng và yêu cầu phủ sóng
Một bảng diện tích vùng phủ sóng có thể được xây dựng cùng với một bảng điều khiển công suất bằng phương pháp tiếp cận Đối với phạm vi phủ sóng, quỹ đường truyền có thể được dùng để tính toán suy hao đường truyền tối đa Kết quả tính tóan là bán kinh cell cho các môi trường khác nhau, như đô thị, hoặc các khu vực ngoại thành, cuối cùng là ước lượng diện tích che phủ trung bình cho từng loại môi trường.
Cần lưu ý rằng vị trí môi trường cho từng khu vực hoặc phạm vi khu vực phủ sóng có thể được thêm với nhau, và từ những giả định này tải dữ liệu và dịch vụ có thể được tính toán trong quỹ đường truyền Đối với dung lượng ta cần phải ước tính lưu lượng cho mỗi thuê bao sau đó tính toán lưu lượng truy cập được cung cấp cho mỗi km 2
Với dung lượng của một cell, có thể ước tính công suất trung bình cho mỗi vị trí tùy vào từng môi trường cụ thể Do đó, số lượng các vị trí cho mỗi loại môi trường bằng http://www.ebook.edu.vn 67
2010 với khu vực môi trường chia cho diện tích công suất trung bình vị trí Số lượng các vị trí cần thiết cho mỗi môi trường cho từng khu sau đó có thể được thêm vào với nhau.
Số vị trí Bình quân diện tích phủ sóng (9)
Từ thực hiện một phân tích như mô tả trong các trang trước có thể kết hợp, và so sánh với số lượng của các vị trí cần thiết cho các khu vực xuất phát từ cách tiếp cận phạm vi phủ sóng và dung lượng Từ việc so sánh này có thể đánh giá nếu khu vực hoặc hạn chế công suất phạm vi phủ sóng, đầu ra của ước lượng ban đầu sẽ là con số lớn nhất của các vị trí cho mỗi khu Định kích thước ban đầu được các nhà cung cấp cố gắng ước tính số lượng các vị trí cần thiết để tính giá thầu cho một nhà điều hành mạng tương lai Một trong những bất lợi với các phương pháp tiếp cận là nó không thể cung cấp cho người dùng một hình dung hợp lý các giải thích chính xác kết quả Các vấn đề có thể xảy ra với micro cell, đường phủ sóng ở đô thị chồng chéo, và định kích thước đường truyền Đây là loại định kích thước có thể chấp nhận cho hệ thống truyền thông di động toàn cầu (GSM) Tuy nhiên, phạm vi phủ sóng và mối quan hệ với dung lượng 3G gần gũi hơn nhiều, do đó bảng tính định kích thước cho 3G sẽ cần phải thực hiện lặp đi lặp lại.
3.1.1.3 Thiết lập quy hoạch giả định
Khi bán kính của mỗi hình lục giác có thể xác định, nó dự báo dung lượng của mạng Khi phát hiện điểm nóng bất kỳ nó có thể chia tách cell và sử dụng bất kỳ các cell mà có thể không được yêu cầu và có thể có thể được loại bỏ Chia tách cell có thể thuận lợi và có thể thay thế cho toàn hướng cell trong đó có một ăng ten đẳng hướng(bức xạ ra mọi hướng) và anten định hướng trên cùng một cột Sector hóa làm cho cell trước đây đồng nhất chia thành ba hoặc sáu sector (hoặc 120 ° hoặc 60 ° phủ sóng khắp nơi trên vị trí) Sử dụng các cell bao gồm các cell không có khả năng mang theo lưu lượng, Câu hỏi đặt ra liệu một cell toàn bộ có thể được chứng minh trong một khu vực lưu lượng truy cập thấp? Điều này thường có thể được giải quyết bằng cách loại bỏ các cell sử dụng ít và cố gắng phủ sóng các vị trí cần thiết bằng cách nâng cấp các vị trí cell lân cận để bù đắp Một cuộc khảo sát với mỗi vị trí sẽ được thực hiện để xác định cách tùy chọn vị trí Điều này sẽ liên quan đến việc phân tích địa hình và chiều cao của các cấu trúc và các tòa nhà…phân tích cung cấp dưới dạng một khu vực tìm kiếm, bán kính thực tế từ các vị trí danh nghĩa, hoặc có thể một hoặc nhiều đa giác hiện có bản đồ đường nét Lý tưởng nhất, một nhà điều hành sẽ bắt đầu với các vị trí
GSM hiện có, đánh giá phạm vi phủ sóng và sau đó thêm trong các lĩnh vực chưa phủ sóng.
3.1.1.4 Xác định khu vực tìm kiếm
Do yêu cầu của hệ thống cho UMTS (3G) một lượng lớn các vị trí sẽ được yêu cầu so với các mạng di động trước đây Điều này có tác dụng làm tăng áp lực của việc xác định các khu vực tìm kiếm nhỏ hơn Đặc biệt là hội đồng hoạch định và chủ sở hữu tài sản quan tâm đến các vấn đề thẩm mỹ cho sự phát triển trong tương lai hơn với các vị trí di động GSM trước đây.
Về mặt tích cực, công nghệ đang phát triển, vì thế cho phép việc sử dụng thiết bị nhỏ hơn Tuy nhiên, nhà khai thác phải tính toán cẩn thận khi quyết định phương pháp tiếp cận của mình để định vị các trạm ăng ten Hầu hết các phòng ban lập kế hoạch và cộng đồng địa phương đang lo ngại về sự xuất hiện trạm, đặc biệt là ở khu dân cư Thiết bị cài đặt bây giờ hiệu quả hơn, hòa hợp hơn với môi trường Hơn nữa, có thể đựoc ngụy trang và ẩn các vị trí được thiết kế lựa chọn, ví dụ, thiết bị nằm trên cột truyền hình
(CCTV) hoặc cột đèn và vật liệu mới có thể được đúc thành các hình dạng theo yêu cầu và sơn để tăng khả năng ngụy trang.
3.1.1.5 Lựa chọn vị trí Đánh giá về phạm vi phủ sóng của cả sóng vô tuyến và lưu lượng cho phép chuyển tiếp qua mạng, cùng với việc lựa chọn vị trí Sau khi các tùy chọn này đã được nhất trí, vị trí thiết kế phải được xem xét; sau quá trình này việc mua lại vị trí có thể được bắt đầu Nó là rất thuận lợi cho cả hai thời gian và chi phí nếu việc mua lại và thiết kế vị trí làm việc song song vì điều này có thể loại trừ các vị trí không khả thi.
Tính toán lưu lượng
3.2.1 Tính toán lưu lượng Để đánh giá khả năng di động, trước hết nó phải được giả định rằng các dữ liệu gói tin (NRT lưu lượng) có thể được hoạch định để điền vào dung lượng RT còn lại dung lượng không vượt quá tải trọng lưu lượng cao điểm được xác định trước Khi tất cả các dung lượng dự trữ RT đã được sử dụng, lưu lượng còn lại sau đó phải được chuyển đổi thành các mạch tương đương 12,2 kbps thoại Một khi điều này đã được thực hiện, ước tính một có thể được làm là để cho dù năng lực của các cell đã bị vượt quá Là điều quan trọng là để đảm bảo tải trọng có thể được hiệu quả quản lý.
Trong trường hợp này sáu cell sẽ cần phải được chia nhỏ để tránh ùn tắc Bất kỳ các vị trí tắc nghẽn phải được chia vùng, và các vị trí quá tải chia vùng cần phải được chuyển xếp lên các cell mới Sau khi kế hoạch trên danh nghĩa đã được sửa đổi cho phù hợp, để đảm bảo mạng là đúng kích thước, do đó khả năng phân tích do đó phải được lặp lại.
Phần trước chúng ta đã tìm hiểu về các kế hoạcth giả định và lựa chọn vị trí Phần sau đây chúng ta sẽ đề cập đến vấn đề ăng ten Quy hoạch vị trí cho ăng ten và cấu hình tối ưa hóa ăng ten để đạt độ lợi về phủ sóng và dung lượng.
Cấu hình và tối ưu hóa ăng ten
3.3.1 Cơ bản về vị trí và cấu hình ăngten
Mọi ăng ten đều được đặc trưng chủ yếu bởi các đặc tính phát xạ của nó Đồ thị phát xạ có thể được mô tả bằng các bức ảnh 2 chiều, minh họa phần năng lượng được ăng ten có thể phát xạ theo hướng đó Đồ thị phương hướng của ăng ten thể hiện mối quan hệ về mặt năng lượng phát xạ của ăng ten theo một hướng nào đó Việc xác định đồ thị phát xạ của ăng ten, góc nửa công xuất, búp sóng bên cạnh và các thùy phụ phía sau và búp sóng chính được định nghĩa và giải thích cụ thể hơn nữa trong nội dung của được xác định bằng độ lớn hệ số phản xạ hoặc hệ số sóng đứng của ăng ten Thêm một thông số nữa của ăng ten, đặc tính phân cực mô tả năng lượng phát xạ lan truyền trong không gian như thế nào và cũng được giải thích cụ thế trong chương này Mẫu bức xạ của ăng ten cần được xác định chính xác, các thông số vị trí, thông số kết cấu, loại ăng ten và cấu hình, cách nối cable, và các vấn đề can nhiễu sẽ được đề cập lần lượt trong chương này.
3.3.2 Cơ bản về tối ưu hóa và cấu hình ăng ten Đối với hệ thống mạng di động toàn cầu GSM, việc tối ưu được phải được đưa vào kế hoạch ( dự toán ) Bản chất của việc tối ưu hệ thống di động là việc đo hiệu năng hoạt động của mạng vô tuyến Hiệu năng của hệ thống có thể được tính toán bởi các kỹ sư viễn thông bằng cách thực hiện đo kiểm các thông số của mạng Kết quả của việc đo đạc sẽ cho phép nhà điều hành xác định hiệu năng của toàn bộ hệ thống mạng như là sự cảm nhận từ phía khách hàng Bất cứ vấn đề nào như nhiễu, hoặc mức tín hiệu thấp hoặc một vài vùng chưa phủ sóng sẽ được chỉ rõ và công việc tối ưu có thể tiến hành.
Trong các hệ thống diện thoại di động thế hệ cũ có thể tận dụng nhiều loại ăng ten khác nhau, và trong hệ thống điện thoại thế hệ mới UMTS sử dụng đựơc nhiều loại ăng ten khác nhau, điều này được trình bày trong phần này Các nhà sản xuất thiết bị hỗ trợ nhiều kiểu cấu hình ăng ten khác nhau: ăng ten vô hướng, ăng ten 3 và 6 mặt.
Tuy nhiên, mỗi nhà sản xuất thiết đưa ra các giải pháp của riêng họ dựa trên các cấu hình cơ bản đó Một vài giải pháp có thể yêu cầu các cấu hình tương tự dùng cho trạm gốc của hệ thống GSM và một số giải pháp khác có thể tăng số lượng ăng ten trong theo cùng một hướng Điều đó có nghĩa là cuối cùng nhiều loại cấu hình ăng ten sẽ tồn tại và nó sẽ được sử dụng trong hệ thống điện thoại di động thế hệ mới.
Lúc đầu, ăng ten 3 cung được sử dụng, tuy nhiên một cấu hình tốt cho hệ thống
UMTS thường bao gồm ăng ten sáu cung, mỗi cung sẽ triển khai 2 ăng ten do đó cung cấp độ phủ sóng tốt hơn bởi việc sử dụng các ăng ten bức xạ hẹp, và do đó kéo theo việc tăng dung lượng của hệ thống Phân tập theo phân cực của ăng ten sẽ cho phép giảm số lượng ăng ten cho một cung Với việc phân tập phân cực ,các hướng khác nhau sẽ chịu tác động bởi hiện tượng đa đường khác nhau Điều này đặc biệt được áp dụng trong môi trường trong nhà, các hướng phân cực phải được tính toán để chúng http://www.ebook.edu.vn 75
2010 không có tương quan với nhau, từ đó cho ta một giải pháp phân tập, điều này được xem từ phương diện phủ sóng Ưu điểm của phân tập theo phân cực so với phân tập theo ăng ten là phân tập theo phân cực không đòi hỏi sử dụng nhiều ăng ten khác nhau, và do đó nó có thể áp dụng trong các thiết bị gọn nhẹ hơn Tuy nhiên, sử dụng phân tập theo phân cực có tổn hao về công xuất, ví dụ tín hiệu đường xuống sẽ giảm 3dB , công xuất từ máy phát bị chia cho mỗi phân cực Thêm nữa, hiệu xuất của ăng ten phân tập theo phân cực quan hệ với phân tập theo không gian như một hàm của lượng phản xạ hoặc tán xạ trong môi trường cục bộ.
Phân tập phát phát là 1 yếu tố quan trọng cần phải xem Phương pháp này thực hiện nhờ phát cùng 1 tín hiệu qua 2 ăng ten Nó có thể được hiểu như là nếu một số bộ phát sóng gửi cùng một tín hiệu hết công xuất. Điều quan trọng của việc xem xét truyền tải phân tập như là phương pháp truyền tín hiệu qua 2 ăng ten Có thể nghĩ tốt nhất nếu như vài thiết bị gửi đồng thời công suất của cả 2 tín hiệu có thể nhận tại thiết bị người sử dụng Để đạt được độ lợi về hiệu suất có thể quy cho sự xếp chồng ngẫu nhiên dữ liệu ở ăng ten thu Cường độ tín hiệu thu và tỉ lệ tín hiệu / ồn là tổng của cường độ tín hiệu dữ liệu duy nhất đối với SNR tại 1 nhánh duy nhất Nói tóm lại phân tập phát có thể làm giảm hiệu ứng tín hiệu fading, cái mà gây tổn thất cho hệ thống, do đó việc tăng dung lượng có thể đạt được Điều này phổ biến cho tốc độ di chuyển thấp, và người dùng sử dụng tốc độ dữ liệu cao.
Như minh họa trong hình 16 Phân tập phát dùng để tăng độ lợi hoặc cải thiện phạm vi phủ sóng và dung lượng tại 1 điểm Phân tập phát bao gồm truyền tín hiệu đường xuống qua 2 trạm ăng ten chi nhánh.
Hình 16: Độ lợi đường xuống với phân tập TX
Nếu trạm gốc được sử dụng phân tập thu, sau đó sẽ có khả năng truyền xuống song công đến ăng ten nhận, do đó không có ăng ten bổ sung cho phân tập đường xuống Phân tập phát đường xuống sử dụng ăng ten phân tập phân cực hoặc ăng ten phân tập không gian Ngoài ra lợi thế của việc sử dụng phân tập phát chỉ sử dụng 2 ăng ten, nó còn có lợi về thẩm mĩ và chi phí Phân tập phát làm việc thông qua ăng ten phân tập sẽ tăng phạm vi phủ sóng và dung lượng.
3.3.3.3 Phân tập phát và thu
Với hệ thống minh họa trong hình 16 Dung lượng cải tiến có thể tăng 75% và với khoảng 30% các vị trí được đáp ứng Điều này có thể do sử dụng nhiều ăng ten làm cải thiện chất lượng của cả tín hiệu và giảm mức độ nhiễu. http://www.ebook.edu.vn 77
Ngoài ra cải thiện cường độ tín hiệu từ 2-8dB có thể đạt được cho cả thoại và lưu lượng dữ liệu, vì thế sẽ yêu cầu các vị trí lần lượt được thực hiện Đây là sự phân tập 4 nhánh, tuy nhiên nó đảo ngược với xu hướng làm giảm thông tin vị trí, đặc biệt là mỗi cell sẽ yêu cầu 4 ăng ten riêng biệt Phân tập phát được khuyến cáo sử dụng vì hệ thống này có thể được thực hiện với hai ăng ten phân cực kép tách nhau trong không.
Những ăng ten thông minh này bao gồm nhiều chùm tia thích nghi hoặc ăng ten mảng không có chuyển giao giữa các chùm tia. Ăng ten thông minh được biết dến như những ăng ten thích nghi và có khả năng bám vết người dùng UE bằng cách quy định chặt chẽ khoảng cách của các cặp ăng ten để điều khiển chùm tia. Ăng ten nhiều chùm tia sử dụng nhiều dầm để cố định trong một vùng, trong khi ở một mảng thích nghi các tín hiệu thu được từ nhiều ăng ten được coi trọng và kết hợp làm cực đại SNR. Điều này có thể thực hiện bằng cách sử dụng ăng ten mảng kết hợp với các tín hiệu đến từ các phần tử mảng ăng ten riêng lẻ Vị trí góc của chùm tia có thể được bằng cách thiết lập khoảng cách các tín hiệu hoặc từ phần tử ăng ten riêng biệt Tóm lại vùng phủ sóng có thể được cải thiện bằng cách sử dụng ăng ten thông minh.
3.3.4 Ăng ten và các cấu hình vị trí
Cùng với sự cân nhắc quá trình ra quyết định lựa chọn đúng loại ăng ten và cấu hình vị trí của nó, một danh sách kiểm tra cần phải được sử dụng như dưới đây, để đảm bảo các vấn đề lắp đặt ăng ten được nêu ra một cách đúng đắn:
Số lượng và các loại ăng ten sẽ được lắp đặt Điều này sẽ có ảnh hưởng tới sự phủ sóng và cả dung lượng phụ thuộc môi trường.
Các cản trở gây ảnh hưởng đến độ phủ sóng được yêu cầu
Các yêu cầu khoảng cách và phân tập ăng ten thu Khoảng cách ăng ten sai có thể gây suy giảm độ phủ sóng. Độ dài cáp chạy cho phép Các độ dài cáp lớn hơn khoảng cách khuyến nghị của nhà sản xuất sẽ làm giảm công suất sóng vô tuyến, do đó gây giảm độ phủ sóng.
Sự tách biệt khỏi các dịch vụ/các nhà vận hành khác Sự tách biệt xấu sẽ dẫn đến nhiễu, dẫn tới suy giảm phủ sóng và QoS kém, thêm vào đó có thể dẫn tới mất các kết nối.
Mô phỏng tính toán
Thiết kế vào tối ưu mạng
Quy hoạch một hệ thống 3G là kết quả tính toán tối ưu của 3 đặc trưng: vùng phủ sóng, chất lượng dịch vụ và dung lượng phục vụ của hệ thống, ba yếu tố này có mối liên hệ chặt chẽ với nhau Người thiết kế hệ thống có trách nhiệm cân bằng các yếu tố trên để đạt tối ưu trên một vùng lãnh thổ cụ thể Việc cân bằng này sẽ khác nhau cho từng lãnh thổ khác nhau: vùng trung tâm đô thị, vùng xa trung tâm đô thị, vùng nông thôn
- Sử dụng phương trình tính dung lượng cực đường truyền hướng lên và phương trình xác suất tắc nghẽn sẽ cho phép tính gần đúng dung lượng của hệ thống Tuy nhiên, các phương trình này không có tham số nào kể đến kích thước cell, cự ly giữa các cell, không kể đến hiệu quả chuyển giao mềm.
- Để giải quyết vấn đề trên có 2 mô hình thực nghiệm dựa trên dự đoán các tổn hao truyền sóng là mô hình Hata-Okumura và Walfisch-Ikegami.
Trong đồ án này sẽ sử dụng mô hình AWalfisch-Ikegami cho phương án tính toán thiết kế vì mô hình này thích hợp với điều kiện môi trường đô thị Việt Nam.
Vùng phủ sóng sẽ được tính toán dựa trên diện tích cần phủ sóng và bán kính của cell bằng cách áp dụng mô hình Walfisch-Ikegami được gọi là điều kiện tối ưu 1 Điều kiện tối ưu 2 là chất lượng dịch vụ và dung lượng phục vụ của hệ thống sẽ tính toán dựa trên phương trình tính dung lượng cực của đường truyền và phương trình xác suất tắc nghẽn Kích cỡ của hệ thống sẽ là kết quả tối ưu của 2 điều kiện trên.
4.1.1 Các thông số khi tính toán thiết kế hệ thống W-CDMA:
- Số lượng thuê bao phục vụ.
- Lưu lượng mỗi thuê bao.
- BHCA (Busy AHour ACall AAttempt): số cuộc thử trong giờ bận
- Phân loại kiểu cuộc gọi:
+ Phần trăm các cuộc gọi giữa hệ thống và mạng PSTN.
+ Phần trăm các cuộc gọi trong nội bộ hệ thống.
- Các thông số thiết kế hệ thống vô tuyến:
+ Tỉ lệ lỗi khung (FER: AFrame AError ARate) cho phép là bao nhiêu %?
+ Mức dịch vụ giữa RNC và PSTN (%).
+ Mức dịch vụ giữa BS và RNC (%) + Kiểu mã hóa
- E l /N o của hướng lên, hướng xuống ?(dB).
- Hiệu quả tái sử dụng tần số.
- Dự trữ che khuất (dB).
- Nhiễu của tải cell hay hệ số tăng ích của cell (dB).
- Suy hao do ảnh hưởng của vật thể (dB).
- Khuếch đại chuyển giao mềm (SHOF: ASoft Ahandoff) (dB).
- Suy hao hấp thụ (dB).
- Công suất đầu ra máy phát của BS/MS (dBm).
- Nhiễu của BS/MS (dB).
- Suy hao bộ lọc máy phát (dB).
- Hệ số khuếch đại của Anten: Anten của BS và của MS (dB).
- Khuếch đại thu phân tập ở BS (dB). http://www.ebook.edu.vn 89
⎡ ⎡ L Af AL rts AL msd , ẠCH MẠNG 3G
4.1.2 Điều kiện tối ưu tổng thể (tính toán thiết kế sơ bộ):
4.1.2.1 Tính số trạm BS dựa theo bán kính phục vụ của BS và diện tích vùng cần phủ sóng.
Trong mô hình Walfisch-Ikegami, suy hao đường truyền trong môi trường đô thị của mạng tế bào như hình vẽ 23, theo đó, tổng suy hao trên đường truyền L gồm 3 thành phần chính: suy hao không gian tự do, nhiễu xạ L rts (rooftop-to-street loss), suy hao do che chắn L msd (multiscreen loss).
Hướng di chuyển Máy di động
Hình 23: Mô hình Walfisch-Ikegami.
Tính toán với các thông số như sau:
- Tốc độ bit cho phép (R)
- Công suất phát hiệu dụng của BS (P m )
- Hệ số tăng ích (khuếch đại) của anten (G b )
Với (độ) là góc tạo bởi tia sóng tới mặt đường tại điểm thu sóng, khi = 28.25
- Tạp âm nền của trạm BS (N 0 )
- Khoảng cách giữa các tòa nhà (b)
- Độ cao trung bình của tòa nhà (h r )
- Độ cao của anten mobile (h m )
- Độ cao trung bình của anten BS (h b )
: 2,5 dB : 5 dB : 6.8 dB : -174 dBm/Hz : 15 m
- Góc tới của tia sóng từ tòa nhà đến mặt đường: b/2 ≈ 20 độ
- Bán kính cell r (theo mô hình Walfisch-Ikegami): 0,02 – 5 km
L Af A: ASuy Ahao Akhông Agian Atự Ado
L f 32,45 20 lg Ar Akm 20 lg f MHz (10)
Trong đó, r km là bán kính của cell (km) f MHz là tần số phát của BS (MHz)
L rts A: ASuy Ahao Ado Atán Axạ Avà Anhiễu Axạ
L rts A= A-16,9 A- A10lgw A+ A10lgf MHz A+ A20lg(h r A- Ah m ) A+ AL ori ( A12 A)
Trong đó, w là bề rộng trung bình của các con đường trong khu đô thị (m) h r là chiều cao trung bình của các tòa nhà trong khu đô thị (m)
L ori là sai số do tán xạ và nhiễu xạ, được xác định bởi:
L msd : ASuy Ahao Ado Ache Achắn
L msd A= AL bsh A+ Ak a A+ Ak d Algr km A+ Ak f Algf MHz A– A9lgb http://www.ebook.edu.vn
- AL bsh là suy hao do che khuất khi anten đặt cao hơn tòa nhà và được xác định bởi:
Với h b là chiều cao của anten trạm gốc so với mặt đường. h r là chiều cao của nhà so với mặt đường.
- Ak a là đại lượng phụ thuộc vào suy hao che chắn AL msd và bán kính r km của cell, được xác định bởi:
⎡ h b A> Ah r r km A≥ A0,5, Ah b r km A< A0,5, Ah b
- Ak d là đại lượng phụ thuộc vào suy hao che chắn AL msd và độ cao của các tòa nhà tại khu vực đặt anten BS, được xác định bởi: k d =⎡⎡18, h b A≤ Ah r h b A> Ah r
- Ak Af là đại lượng phụ thuộc vào mật độ cây (vùng ngoại ô hay thành phố) và tần số f MHz làm việc, được xác định bởi: k Af ⎡ cho vùng ngoại ô cho vùng thành phố
Từ các công thức ( 10 ) , ( 11 ) , ( 12 ) và ( 13 ) ta tính được tổng suy hao đường truyền theo mô hình Walfisch-Ikegami.
Mặt khác suy hao đường truyền trung bình được tính như sau:
L AP m − AS m AG b − AL c (dB) Để đảm bảo dự trữ che tối, tổn hao đường truyền = L - E c ( A14 A)
( A14 A) Để đảm bảo dự trữ cho tổn hao cơ thể / định hướng và tổn hao tán xạ, tổn hao đường truyền cho phép = L – E c – L ct - L tx ( A15 A)
Trong đó, - AP m :công suất hiệu dụng của trạm gốc (dBm)
- AG b : hệ số tăng ích của anten (hệ số khuếch đại) (dBi)
- AL c : suy hao cáp anten thu ở trạm gốc (dB)
- AE c : độ dự trữ che tối (dB)
- L ct : tổn hao cơ thể (dB)
- L tx : tổn hao tán xạ (dB)
- AS m : cường độ tín hiệu tối thiểu yêu cầu (dB) và được xác định bởi:
S m = (Eb) min + 10lgR (dBm) Với R: là tốc độ bit
(E b ) min : công suất bit tối thiểu
I t : sai số với anten phân tập trạm gốc (dBm/Hz
Với AN T tạp âm nhiệt tại trạm gốc (dBm/Hz) N T AN 0 AF b
N 0 : tạp âm nhiệt nền trạm gốc (dBm/Hz)
F b : tạp âm nhiệt máy thu (dB)
Từ các công thức ( 10 ) , ( 11 ) , ( 12 ) , ( 13 ) , ( 14 ) , ( 15 ) và ( 16 ) ta tính được bán kính của một cell là r = 1.1273 km Dựa vào diện tích vùng cần phủ sóng, ta có được số lượng cell (số trạm BS) dự kiến.
4.1.2.2 Tính số trạm BS dựa vào khả năng dung lượng của BS và số lượng thuê bao dự kiến phục vụ.
Tính toán với các thông số như sau:
- Thời hạn trung bình của mỗi cuộc gọi: 60s
- Hệ số tăng ích của anten sector (3 sector): 2,4
- Hệ số chuyển giao mềm: 1,2 – 1,4 http://www.ebook.edu.vn 93
- Khả năng lưu thoại của BS/sector được tính toán với các giá trị:
Hệ số tích cực thoại: = 0,4 Độ rộng băng tần mã trải phổ W-CDMA: W = 5 MHz
Giá trị trung bình: Am E b
Phương sai hiệu chỉnh công suất: = 2,5dB Tốc độ dữ liệu: R = 9.600 bit/s (nhóm 1)
Tỉ số mật độ nhiễu tổng trên tạp âm nền: I 0
- Khả năng lưu thoại của một sector được tính toán theo dung lượng cực của đường truyền hướng lên Trong đó, quan hệ giữa xác suất tắc nghẽn và dung lượng của sector trong hệ thống WCDMA nhiều cell là:
/ : lưu lượng muốn truyền hay các cuộc gọi tích cực theo phân bố Poisson
: giá trị ngưỡng tiền định.
: hệ số lũy thừa. r : bán kính cell.
Ta được 25 Erlang/BS/sector ứng với GoS = 2%
Số cell cần thiết = số sector / độ tăng ích khi chia sector.
- Số sector = (dung lượng * hệ số chuyển giao mềm)/khả năng lưu thoại 1 sector
- Dung lượng = (BHCA/thuê bao) * số thuê bao phục vụ * (thời gian trung bình một cuộc gọi/3600)
Như vậy, số cell cần thiết chính là điều kiện tối ưu của 2 giải pháp trên và được xác định bởi: http://www.ebook.edu.vn 94
+ Thông số truyền dẫn +Thông số trạm gốc +Thông số trạm di động
Tính suy hao đường truyền cho phép đối với vùng phủ
Nhập các thông số truyền sóng
Dùng thuật toán tối ưu để xác định lại bán kính của cell
Tính các thông số trong cell:
-Hệ số tải -Suy hao cực đại cell -Xác định bán kính cell +Tính bán kính cell
-Theo dung lượng Nhập các thông số hệ thống
Hình 24: Lưu đồ thuật toán mô phỏng http://www.ebook.edu.vn
QUY HOẠCH MẠNG 3G từ đó ta có sơ đồ thuật toán tối ưu cell như sau:
-Các tham số thiết bị
-Các tham số thiết bị-Đặc điểm truyền
Lưu đồ thuật toán và kết quả mô phỏng
Phân tích Bán kính cell cực vùng phủ dung lượng
Kết quả của hệ số Nếu
Chấp nhận bán kính cell Xác định số cell
Số cell=max{số cell tính theo dung lượng, số cell tính theo vùng phủ}
Hình 25: Sơ đồ thuật toán tối ưu số cell giữa dung lượng và vùng phủ
+ AGiải Athích Athuật Atoán: ban đầu ta tính số cell theo dung lượng và vùng phủ với hệ số tải cho trước c 0,5 (tương ứng với dự trữ nhiễu là 3 dB), kết quả số cell=max{số cell tính theo dung lượng, số cell tính theo vùng phủ} Từ kết quả số cell, phân tích theo dung lượng xác định số thuê bao trong mỗi cell từ đó tính lại hệ số tải
t So sánh c và t , nếu c khác t thì tăng hoặc giảm c và tính lại dự trữ nhiễu, suy hao cho phép, bán kính cell, số cell theo vùng phủ cho đến khi c = t thì kết thúc. http://www.ebook.edu.vn 96
Tốc độ bit: 144 kbps Độ dự trữ che tối : 10.2 db
+ Hệ số khuếch đại 14 db
+ Tổn hao cáp Anten 2.5db
+ Độ dự trữ cần thiết : 6.8db
+ Tạp âm nền : -174 dbm/hz
Thông số trạm di động
Công suất phát xạ : 23 dbm
Tổn hao tán xạ : 10 db
Tổn hao cơ thể : 2db http://www.ebook.edu.vn 97
+ Hệ số tạp âm: 5db
Từ đó ta tính được suy hao đường truyền là : 136.92 db và các kết quả khác như hình vẽ bên dưới.
Hình 27: Suy hao đường truyền
Từ suy hao đường truyền ta tính kích thước cell
Với tần số hoạt động : 1930 Mhz Độ cao an ten trạm gốc:30 m Độ cao anten trạm di động : 1.5 m Độ cao nhà cửa: 30 m Góc đến so với trục phố: 90 độ Khoảng cách giữa các nhà dọc theo tuyến: Độ rộng 15m
Kết quả bán kính cell và diện tích cell với mô hình truyền Hata- Okumura cho thành phố lớn: bán kính 1.1273 km http://www.ebook.edu.vn 98
Hình 28: Mô hình truyền Hata- Okumura cho thành phố lớn
Kết quả bán kính cell và diện tích cell với mô hình truyền Hata- Okumura cho thành phố nhỏ http://www.ebook.edu.vn 99
Kết quả bán kính cell và diện tích cell với mô hình truyền Hata- Okumura cho nông thôn
Hình 30: Mô hình truyền Hata- Okumura cho nông thôn
Kết quả bán kính cell và diện tích cell với mô hình truyền Walfishch-Ilegami cho thành phố lớn http://www.ebook.edu.vn 100
Hình 31: Mô hình truyền Walfishch-Ilegami cho thành phố lớn
Kết quả bán kính cell và diện tích cell với mô hình truyền Walfishch-Ilegami cho thành phố nhỏ và trung bình http://www.ebook.edu.vn 101
+ Áp dụng cho mô hình Hata-Okumura
+ Diện tích phủ sóng là: 959 km²
+ Bán kính phủ sóng của 1 trạm là:1.1273km
+ Diện tích phủ sóng của 1 trạm là 2.478 km²
+ Tính toán cho kết quả 387 trạm BTS cần lắp đặt.
Hình 33: Tính toán số trạm BTS tại Hà Nội
Xem thêm phần trính dẫn về thông số trạm BTS và vị trí các trạm trên file :
UMTS Cell Params -HNI-v5.xls đính kèm trong đĩa CD http://www.ebook.edu.vn 102
Kết luận và hướng phát triển đề tài
Với đồ án này, em đã đi vào tìm hiểu công nghệ 3G và thực hiện phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình quy hoạch mạng 3G Phân tich vùng phủ: phân tích mô hình truyền sóng Hata và Walf để áp dụng vào trong các điều kiện quy hoạch cụ thể, phân tích hệ số tải của đường truyền để xác định lại bán kính tế bào, tính số tế bào và đây là thông số quan trọng dùng trong thuật toán tối ưu số tế bào Phân tích dung lượng: từ nhu cầu thực tế phân tích dung lượng từng vùng đế xác định dung lượng cực đại cho một tế bào, số tế bào cho một vùng Cuối cùng là tối ưu lại số tế bào sau khi đã phân tích vùng phủ và phân tích dung lượng để đi đến lựa chọn số tế bào cuối cùng cho một vùng cần tính toán.
Ngày nay các nhà cung cấp thiết bị di động toàn cầu dự đoán rằng mức độ tiếp theo của công nghệ truyền thông sẽ “đi cùng” với việc sử dụng điện thoại di động Và như vậy thì công nghệ thế hệ thứ 3 (3G) cũng sẽ bị “thất sủng”.Công nghệ di động thế hệ thứ 4 (4G) hiện nay đang được đầu tư phát triển, nó cho phép truyền dữ liệu bằng 2 đường: âm thanh và hình ảnh cùng dữ liệu khổng sẽ được hưởng những dịch vụ mà mình yêu thích Vì vậy họ có thể nhận được dữ liệu khổng lồ, điều mà trước đây là không thể.Công nghệ 4G cho phép người sử dụng di động sử dụng các dịch vụ này qua người sử dụng Ngoài ra, công nghệ này chưa mang lại đủ lợi nhuận để cân bằng với http://www.ebook.edu.vn 103
QUY HOẠCH MẠNG 3G 2010 tổng số tiền đầu tư để xây dựng Liên đoàn truyền thông quốc tế (ITU) đã định nghĩa rõ công nghệ 4G là công nghệ không dây có thể truy cập dữ liệu với tốc độ 100MB/s trong khi người sử dụng đang di chuyển và có tốc độ 1GB/s khi người sử dụng cố định Sau năm 2010, công nghệ 4G sẽ trở thành dịch vụ di động bao quát mọi thứ. Đồ án đã thực hiện nghiên cứu và hoàn thành cơ bản những vấn đề lý thuyết như sau:
+ Nắm được cách quy hoạch 1 mạng nói chung và quy hoạch mạng 3G nói riêng Nắm bắt được quá trình, phương pháp và các bước để quy hoạch và tối ưu mạng 3G
+ Phân tích được những yêu cầu và nguyên tắc thực hiện quy hoạch mạng
3G ứng với đặc trưng, cấu trúc địa lý từng vùng cụ thể, đưa ra các công thức tính toán dung lượng, vùng phủ, sử dụng hai mô hình thực nghiệm cụ thể Hata-Okumura và Walfisch-Ikegami.
+ Với sự phát triển như vũ bão của công nghiệp viễn thông Mạng 4G sớm sẽ thay thế 3G Quy hoạch 4G cũng gần như quy hoạch các thông số cho
3G Đề tài khóa luận này đã hoàn thành xuất sắc các kế hoạch quy hoạch mạng Nó sẽ là tiền đề để triển khai và quy hoạch mạng 4G.
Hạn chế lớn nhất của đề tài đó là trong tính toán thực tế, thiếu số liệu về nhu cầu dung lượng thực tế của một vùng cụ thể và kết quả đề tài chỉ dừng định cỡ mạng sơ bộ, chỉ tính số tế bào Khi mạng đưa vào lắp đặt và hoạt động cần phân tích từng vùng cụ thể: xác định vị trí, các luồng kết nối, cách vận hành và tối ưu mạng Đây là hướng mà đề tài sẻ tiếp tục nghiên cứu sau này. h tt p:/
QUY HO CH M NG 3G ẠCH MẠNG 3G ẠCH MẠNG 3G 2010
