Nghiên ứu các giải pháp quy hoạch tần số phục vụ mạng 4g

Trang 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘITRẦN VĂN LÂMNGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP QUY HOẠCH TẦN SỐ PHỤC VỤ MẠNG 4GLUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬTKỸ THUẬT VIỄN THÔNG Trang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  TRẦN VĂN LÂM NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP QUY HOẠCH TẦN SỐ PHỤC VỤ MẠNG 4G LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT VIỄN THÔNG HÀ NỘI - 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057204816191000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  TRẦN VĂN LÂM NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP QUY HOẠCH TẦN SỐ PHỤC VỤ MẠNG 4G Chuyên ngành: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN HỮU PHÁT HÀ NỘI - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu luận văn riêng tơi nhóm nghiên cứu cơng ty Mobiphone chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu Hà nội, ngày tháng 03 năm 2018 Học viên TRẦN VĂN LÂM MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ PHẦN MỞ ĐẦU A Lịch sử nghiên cứu quy hoạch mạng vô tuyến B Mục tiêu, đối tượng phạm vi nghiên cứu .3 CHƯƠNG - TỔNG QUAN HỆ THỐNG LTE 1.1 Cấu trúc khung LTE 1.2 Cấu trúc khe tài nguyên vật lý 1.2.1 Lưới tài nguyên (RG) 1.2.2 Các tài nguyên thành phần 1.2.3 Khối tài nguyên (RB) 1.3 Cấu trúc tín hiệu tham chiếu 11 1.3.1 Tín hiệu tham chiếu đường xuống 11 1.3.2 Tín hiệu tham chiếu đường lên 14 1.3.3 Đồng hóa tín hiệu 3GPP 15 1.4 Kết luận chương .17 CHƯƠNG - QUY HOẠCH THUỘC TÍNH TẾ BÀO LỚP VẬT LÝ VÀ VÙNG THEO DÕI 18 2.1 Giới thiệu quy hoạch thuộc tính tế bào lớp vật lý 18 2.2 Quy hoạch thuộc tính tế bào lớp vật lý .18 2.3 Quy hoạch khu vực theo dõi (TA) 20 2.3.1 Định nghĩa TA 20 2.3.2 Thủ tục nhắn tin LTE .23 2.3.3 Quy hoạch cho CSFB TAC-LAC 24 2.3.4 Công suất nhắn tin LTE 26 2.3.5 Định cỡ vùng theo dõi .29 2.4 Kết luận chương .31 CHƯƠNG - QUY HOẠCH KÊNH VẬT LÝ TRUY CẬP NGẪU NHIÊN 32 3.1 Chuỗi Zadoff – Chu 33 3.2 Các thủ tục quy hoạch PRACH .35 3.3 Kịch quy hoạch thực tế PRACH .36 3.4 Kết luận chương .39 CHƯƠNG - QUY HOẠCH VÙNG PHỦ 40 4.1 RSSI, RSRP, RSRQ SINR 40 4.2 Chỉ thị chất lượng kênh 44 4.3 Kỹ thuật điều chế/mã hóa thích ứng liên kết 48 4.3.1 Kỹ thuật điều chế/mã hóa 48 4.3.2 Sự thích ứng liên kết 49 4.4 Quỹ kết nối LTE phân tích vùng phủ 53 4.4.1 Công suất đầu eNB 57 4.4.2 Thông lượng người dùng biên tế bào 61 4.4.3 Các mơ hình kênh 63 4.4.4 Độ tăng ích ăng-ten eNB 66 4.4.5 Lựa chọn MCS 67 4.4.6 Công suất phát xạ đẳng hướng tương đương 67 4.4.7 Độ nhạy thu 68 4.4.8 Nhiễu hình học 69 4.4.9 Hiệu SINR 70 4.4.10 Tổn hao thâm nhập 71 4.4.11 Tổn hao thể người dùng 71 4.4.12 Tổn hao phi 72 4.4.13 Xác nhận ngân sách liên kết 72 4.4.14 Sự can nhiễu margin 73 4.5 Các phân tích so sánh với HSPA + 75 4.5.1 Tác động tải 75 4.5.2 So sánh phạm vi vùng phủ LTE HSPA + 78 4.6 Kết luận chương .79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Diễn giải 3GPP 3rd Generation Partnership Project AMC Adaptive Modulation and Coding CDF Cumulative Distribution Function CPICH Common Pilot Indicator Channel CQI Channel Quality Indicator EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution EIRP Effective Isotropic Radiated Power eNB Enhanced NodeB ETU Extended Typical Urban EUTRA Evolved UMTS Terrestrial Vô tuyến Access E-UTRAN Evolved UMTS Terrestrial Vô tuyến Access Network EVA Extended Vehicular A FDD Frequency Division Duplex FDMA Frequency Division Multiple Access GSM Global System for Mobile Communication HSPA High Speed Packet Access ICI Inter Carrier Interference ISI Inter Symbol Interferenc L2 Layer LTE Long Term Evolution LTE-A LTE-Advanced MAPL Maximum Allowable Path Loss MCS Modulation and Coding Scheme MIMO MMS Multiple Input Multiple Output Multimedia Message Service MSC Mobile Switching Centers MU Mobile User NLOS Non Line-of -Sight NMT Nordic Mobile Telephone OFDM Trực giao Frequency-Division Multiplexing OFDM Trực giao Frequency-Division Multiplexing OFDMA Trực giao Frequency-Division Multiple Access OSS Operation and Support Systems PAPR Peak to Average Power Ratio PCI Physical-layer Cell Identifies PDF Probability Density Function PDN Packet Data Network PDU Protocol Data Unit PL Path loss PL Path Loss PSTN Public Switched Telephone Network PV Photovoltaic QAM Quadrature Amplitude Modulation QoE Quality of Experience QoS Quality of Service QPSK Quadrature Phase Shift Keying RAN Vô tuyến Access Network RB Resource Block RBS Vô tuyến Base Station RF Vô tuyến Frequency RG Resource Grid RoHC Robust overHead Compression RSCP RSP Received Signal Code Power Received Signal Power RSRQ Reference Signal Received Quality SC-FDMA Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access SINR Signal-to-Interference and Noise Ratio SNR Signal-to-Noise Ratio TA Tracking Areas TDD Time Division Duplex TDMA Time Division Multiple Access UE User Equipment UMTS Universal Mobile Telecommunications System WCDMA Wideband Code Division Multiple Access DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Loại CP thông số RB có liên quan LTE Bảng 1.2 CP vật lý tham số RB LTE DL sử dụng công nghệ OFDM Bảng 1.3 Tham số lớp vật lý đường xuống LTE 10 Bảng 2.1 Tần số thay đổi so với việc gán PCI 19 Bảng 2.2 Kịch Dung lượng nhắn tin MME .27 Bảng 2.3 Kịch Dung lượng nhắn tin MME .28 Bảng 2.4 Tham số đầu vào cho việc định cỡ TA 30 Bảng 3.1 NCS N ZC cho hệ đầu (phần mở đầu định dạng 0-3, 4) .34 Bảng 3.2 PRACH định dạng tham số tương ứng 36 Bảng 3.3 PRACH quy hoạch tập cho tế bào khác bán kính 38 Bảng 4.1 Ngưỡng tối thiểu cho SINR RSRP khác LTE băng 41 Bảng 4.2 Các giá trị trung bình tham số RF (DL UL) 43 Bảng 4.3 CQI đường xuống 4-bit 45 Bảng 4.4 Bảng tra cứu hiệu thông lượng UL SINR 46 Bảng 4.5 PDF CDF MCS DL điều chế tương ứng TBS cho PDSCH 51 Bảng 4.6 Mục tiêu thiết kế vùng phủ điển hình LTE 1800 MHz .55 Bảng 4.7 Công thức quỹ kết nối LTE .55 Bảng 4.8 Ngân sách liên kết khác UL DL LTE 1800 58 Bảng 4.9 Ngân sách liên kết cho dịch vụ VoLTE 61 Bảng 4.10 Độ trễ cho mô hình kênh E-UTRA 63 Bảng 4.11 Mơ hình kênh truyền điển hình sử dụng cho LTE 64 Bảng 4.12 Thông số mơ hình kênh 64 Bảng 4.13 Các tham số độ cao ăng-ten, phạm vi vùng phủ xác suất độ lệch chuẩn vùng theo dõi cho hình thái học khác 65 Bảng 4.14 Thông số kỹ thuật LTE 1800 MHz bốn cổng ăng-ten với hai phân cực chéo cặp 65 Bảng 4.15 Tăng ích ăng-ten UE cho băng khác LTE 71 Bảng 4.16 Suy hao thâm nhập phạm vi khác 71 Bảng 4.17 Kết ngân sách liên kết .73 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Các loại khung LTE .4 Hình 1.2 Vị trí tiền tố khung phụ LTE Hình 1.3 Cơ cấu tiền tố vòng chuẩn Hình 1.4 Lưới tài nguyên đường xuống đường lên LTE FDD cấu trúc RB/RE Hình 1.5 Cấu hình băng thơng truyền tải cho sóng mang E-UTRA 10 Hình 1.6 Các ánh xạ tín hiệu tham chiếu đường xuống trường hợp tiền tố chu kỳ chuẩn 12 Hình 1.7 Các ánh xạ tín hiệu tham chiếu đường xuống trường hợp tiền tố chu kỳ mở rộng 13 Hình 1.8 Giải điều chế đường lên tín hiệu tham chiếu kênh âm trường hợp CP chuẩn 15 Hình 1.9 Cấu trúc khung/khe tín hiệu đồng hóa 16 Hình 2.1 Thủ tục lập kế hoạch PSS SSS 18 Hình 2.2 Các khái niệm mã vùng/danh sách theo dõi .21 Hình 2.3 Cập nhật vùng theo dõi 21 Hình 2.4 Thủ tục nhắn tin EPS nhắn tin không-EPS (CSFB) LTE 23 Hình 2.5 Kịch nhắn tin tái nhắn tin mạng LTE 24 Hình 2.6 Các tùy chọn quy hoạch TAC-LAC 24 Hình 2.7 Dung lượng nhắn tin LTE định cỡ TA 26 Hình 2.8 Các yếu tố tác động đến dung lượng nhắn tin MME 26 Hình 2.9 Các yếu tố tác động đến dung lượng nhắn tin eNB .28 Hình 3.1 Định dạng đoạn đầu PRACH (0-3) 37 Hình 4.1 PDF CDF RSRP đường xuống mạng 42 Hình 4.2 PDF CDF RSRQ đường xuống mạng LTE 42 Hình 4.3 PDF CDF RSSI đường xuống mạng LTE 42 Hình 4.4 PDF CDF SINR đường xuống mạng LTE 43 Hình 4.5 PDF CDF CQI đường xuống 43 Hình 4.6 Hiệu phổ thông lượng tương ứng cho RB so với SINR đường xuống 47