Yêu cầu thiết bị truyền số liệu gói GSM CSD GSM số liệu chuyển mạch kênh GPRS Dịch vụ vô tuyến gói chung EDGE Các tốc độ số ệ li u bậc cao để phát triển GSM IMT-2000 W-CDMA Các máy di đ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *********♦********* NGUYỄN ĐINH TUẤN NGHIEN CỨU TINH TOAN QUY HOẠCH MẠNG VO TUYẾN TRONG HỆ THỐNG 3G SỬ DỤNG CONG NGHỆ WCDMA LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS ĐÀO NGỌC CHIẾN HÀ NỘI 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205136631000000 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân Các số liệu, kết trình bày luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình luận văn trước Tác giả luận văn Nguyễn Đình Tuấn Luận văn thạc sỹ MỤC LỤC MỤC LỤC Mở đầu Danh mục từ viết tắt luận văn Danh sách bảng biểu 10 Danh sách hình vẽ đồ thị 11 Chương 14 Giới thiệu chung 14 Chương 2: Tổng quan hệ thống mạng WCDMA 19 2.1 Giới thiệu chung 19 2.2 Cấu trúc hệ thống WCDMA 19 2.3 Các kiểu kênh mạng WCDMA 23 2.3.1 Các kiểu kênh vật lý .23 2.3.2 Các kiểu kênh truyền tải .23 2.3.3 Các kiểu kênh logic 26 2.4 Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS-UTRAN 28 2.4.1 Cấu trúc UTRAN 28 2.4.1.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC .29 2.4.1.2 Nút B (trạm gốc UMTS) 30 2.4.2 Mơ hình giao thức tổng quát giao diện mặt đất UTRAN 30 2.4.2.2 Các mặt đứng 32 2.4.2.2.1 Mặt điều khiển 32 2.4.2.2.2 Mặt người sử dụng 32 2.4.2.2.3 Mặt điều khiển mạng truyền tải .32 Nguyễn Đình Tuấn Cao học ĐTVT 2007-2009 1 Luận văn thạc sỹ 2.4.2.2.4 Mặt người sử dụng mạng truyền tải 33 2.5 Các giao diện UTRAN 34 2.5.1 Giao diện RNC-RNC báo hiệu RNSNAP 34 2.5.1.1 Giao thức Iur1: Hỗ trợ tính di động sở RNC 35 2.5.1.2 Giao thức Iur 2: Hỗ trợ lưu lượng kênh riêng 35 2.5.1.3 Giao thức Iur3: Hỗ trợ lưu lượng kênh chung 36 2.5.1.4 Iur4: Hỗ trợ quản lý tài nguyên toàn cầu 37 2.5.2 Giao diện RNC-nút B báo hiệu NBAP 38 2.5.2.1 NBAP chung 40 2.5.2.2 NBAP riêng 40 2.5.3 Giao diện vô tuyến (Uu) 41 2.6 Giao diện UTRAN-CN, Iu 44 2.6.1 Cấu trúc cho giao thức Iu CS 44 2.6.1.1 Ngăn xếp giao thức mặt điều khiển Iu CS .45 2.6.1.2 Ngăn xếp giao thức mặt điều khiển mạng truyền tải Iu CS 45 2.6.1.3 Ngăn xếp giao thức mặt người sử dụng 46 2.6.2 Cấu trúc giao thức cho Iu PS 46 2.6.2.1 Ngăn xếp giao thức mặt điều khiển Iu PS 47 2.6.2.2 Ngăn xếp giao thức mặt điều khiển mạng truyền tải Iu PS 47 2.6.2.3 Ngăn xếp giao thức mặt người sử dụng Iu PS 47 2.6.3 Giao thức RANAP 47 2.6.4 Giao thức mặt người sử dụng Iu 50 2.6.5 Thiết lập gọi WCDMA/UMTS .50 2.6.6 Các phiên số liệu gói WCDMA .53 Nguyễn Đình Tuấn Cao học ĐTVT 2007-2009 2 Luận văn thạc sỹ 2.7 Một số mơ hình phát triển cho mạng WCDMA 56 2.8 Các đặc trưng quan trọng WCDMA 58 2.8.1 Mã hóa tiếng đa tốc độ thích ứng AMR .60 2.8.2 Điều khiển công suất 61 2.8.3 Chuyển giao 64 Chương 3: Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống WCDMA 68 3.1 Tính toán vùng phủ WCDMA 69 3.1.1 Tính tốn quỹ đường truyền vô tuyến 70 3.1.1.1 Công suất phát BS 70 3.1.1.2 Công suất phát thiết bị người dùng UE 71 3.1.1.3 Tăng ích ănten BS 71 3.1.1.4 Tăng ích ănten UE 71 3.1.1.5 Suy hao cáp feeder 71 3.1.1.6 Tăng ích xử lý .72 3.1.1.7 Tỷ số Eb/No 72 3.1.1.8 Dự trữ nhiễu (dự trữ tải) 74 3.1.1.9 Tạp âm nhiệt 74 3.1.1.10 Hệ số tạp âm 75 3.1.1.11 Độ nhạy máy thu 75 3.1.1.12 Tăng ích chuyển giao mềm 75 3.1.1.13 Dự trữ điều khiển công suất 75 3.1.1.14 Suy hao đâm xuyên 76 3.1.1.15 Dự trữ fading 76 3.1.2 Tính tốn vùng phủ .78 Nguyễn Đình Tuấn Cao học ĐTVT 2007-2009 3 Luận văn thạc sỹ 3.1.2.1 Mơ hình Okmura-Hata 78 3.1.2.2 Mô hình Walfisch/Ikegami 80 3.2 Tính tốn dung lượng WCDMA 82 3.2.1 Tính tốn dung lượng hướng lên 82 3.2.2 Tính tốn dung lượng hướng xuống .84 3.3 Tính toán quy hoạch mạng trường hợp cụ 88 Chương 4: Quy hoạch mạng WCDMA sử dụng phần mềm mô 94 4.1 Các thông số đầu vào mô 95 4.2 Thiết lập thông số mô 97 4.3 Kết tính tốn mơ 102 Chương 5: Kết tính tốn mô mạng 3G WCDMA EVNTelecom .108 5.1 Kết tính tốn mạng truy cập vơ tuyến 109 5.2 Một số kết mô kiểm tra thực tế 113 Kết luận 117 Danh mục tài liệu tham khảo 118 Nguyễn Đình Tuấn Cao học ĐTVT 2007-2009 4 Luận văn thạc sỹ MỤC LỤC MỤC LỤC Mở đầu Danh mục từ viết tắt luận văn Danh sách bảng biểu 10 Danh sách hình vẽ đồ thị 11 Chương 14 Giới thiệu chung 14 Chương 2: Tổng quan hệ thống mạng WCDMA 19 2.1 Giới thiệu chung 19 2.2 Cấu trúc hệ thống WCDMA 19 2.3 Các kiểu kênh mạng WCDMA 23 2.3.1 Các kiểu kênh vật lý .23 2.3.2 Các kiểu kênh truyền tải .23 2.3.3 Các kiểu kênh logic 26 2.4 Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS-UTRAN 28 2.4.1 Cấu trúc UTRAN 28 2.4.1.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC .29 2.4.1.2 Nút B (trạm gốc UMTS) 30 2.4.2 Mơ hình giao thức tổng qt giao diện mặt đất UTRAN 30 2.4.2.2 Các mặt đứng 32 2.4.2.2.1 Mặt điều khiển 32 2.4.2.2.2 Mặt người sử dụng 32 2.4.2.2.3 Mặt điều khiển mạng truyền tải .32 Nguyễn Đình Tuấn Cao học ĐTVT 2007-2009 1 Luận văn thạc sỹ 2.4.2.2.4 Mặt người sử dụng mạng truyền tải 33 2.5 Các giao diện UTRAN 34 2.5.1 Giao diện RNC-RNC báo hiệu RNSNAP 34 2.5.1.1 Giao thức Iur1: Hỗ trợ tính di động sở RNC 35 2.5.1.2 Giao thức Iur 2: Hỗ trợ lưu lượng kênh riêng 35 2.5.1.3 Giao thức Iur3: Hỗ trợ lưu lượng kênh chung 36 2.5.1.4 Iur4: Hỗ trợ quản lý tài nguyên toàn cầu 37 2.5.2 Giao diện RNC-nút B báo hiệu NBAP 38 2.5.2.1 NBAP chung 40 2.5.2.2 NBAP riêng 40 2.5.3 Giao diện vô tuyến (Uu) 41 2.6 Giao diện UTRAN-CN, Iu 44 2.6.1 Cấu trúc cho giao thức Iu CS 44 2.6.1.1 Ngăn xếp giao thức mặt điều khiển Iu CS .45 2.6.1.2 Ngăn xếp giao thức mặt điều khiển mạng truyền tải Iu CS 45 2.6.1.3 Ngăn xếp giao thức mặt người sử dụng 46 2.6.2 Cấu trúc giao thức cho Iu PS 46 2.6.2.1 Ngăn xếp giao thức mặt điều khiển Iu PS 47 2.6.2.2 Ngăn xếp giao thức mặt điều khiển mạng truyền tải Iu PS 47 2.6.2.3 Ngăn xếp giao thức mặt người sử dụng Iu PS 47 2.6.3 Giao thức RANAP 47 2.6.4 Giao thức mặt người sử dụng Iu 50 2.6.5 Thiết lập gọi WCDMA/UMTS .50 2.6.6 Các phiên số liệu gói WCDMA .53 Nguyễn Đình Tuấn Cao học ĐTVT 2007-2009 2 Luận văn thạc sỹ 2.7 Một số mơ hình phát triển cho mạng WCDMA 56 2.8 Các đặc trưng quan trọng WCDMA 58 2.8.1 Mã hóa tiếng đa tốc độ thích ứng AMR .60 2.8.2 Điều khiển công suất 61 2.8.3 Chuyển giao 64 Chương 3: Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống WCDMA 68 3.1 Tính tốn vùng phủ WCDMA 69 3.1.1 Tính tốn quỹ đường truyền vơ tuyến 70 3.1.1.1 Công suất phát BS 70 3.1.1.2 Công suất phát thiết bị người dùng UE 71 3.1.1.3 Tăng ích ănten BS 71 3.1.1.4 Tăng ích ănten UE 71 3.1.1.5 Suy hao cáp feeder 71 3.1.1.6 Tăng ích xử lý .72 3.1.1.7 Tỷ số Eb/No 72 3.1.1.8 Dự trữ nhiễu (dự trữ tải) 74 3.1.1.9 Tạp âm nhiệt 74 3.1.1.10 Hệ số tạp âm 75 3.1.1.11 Độ nhạy máy thu 75 3.1.1.12 Tăng ích chuyển giao mềm 75 3.1.1.13 Dự trữ điều khiển công suất 75 3.1.1.14 Suy hao đâm xuyên 76 3.1.1.15 Dự trữ fading 76 3.1.2 Tính tốn vùng phủ ô .78 Nguyễn Đình Tuấn Cao học ĐTVT 2007-2009 3 Luận văn thạc sỹ 3.1.2.1 Mơ hình Okmura-Hata 78 3.1.2.2 Mơ hình Walfisch/Ikegami 80 3.2 Tính tốn dung lượng WCDMA 82 3.2.1 Tính tốn dung lượng hướng lên 82 3.2.2 Tính toán dung lượng hướng xuống .84 3.3 Tính tốn quy hoạch mạng trường hợp cụ 88 Chương 4: Quy hoạch mạng WCDMA sử dụng phần mềm mô 94 4.1 Các thông số đầu vào mô 95 4.2 Thiết lập thông số mô 97 4.3 Kết tính tốn mơ 102 Chương 5: Kết tính tốn mơ mạng 3G WCDMA EVNTelecom .108 5.1 Kết tính tốn mạng truy cập vô tuyến 109 5.2 Một số kết mô kiểm tra thực tế 113 Kết luận 117 Danh mục tài liệu tham khảo 118 Nguyễn Đình Tuấn Cao học ĐTVT 2007-2009 4