1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

tổng quan 3g umts tổng quát quy hoạch vô tuyến 3g umts quy trình quy hoạch mạng vô tuyến

17 0 0

Đang tải... (xem toàn văn)

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

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 17
Dung lượng 2,03 MB

Nội dung

Tuân theo chuẩn hệ thống 3G IMT-2000 của ITU• Phát triển từ GSM+ Mạng truy nhập vô tuyến: WCDMA:- Sử dụng DS-CDMA - Tốc độ mã: 3,84Mc/s + Mạng lõi phát triển từ GPRS• Song công+ FDD: Hai

Trang 1

2.2 TỔNG QUÁT QUY HOẠCH VÔ TUYẾN 3G UMTS 3

2.3 QUY TRÌNH QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN 4

-Quy trình chung: 4

- Giai đoạn tiền quy hoạch: 4

▪ Giai đoạn quy hoạch chi tiết 5

▪ Tối ưu mạng vô tuyến 3G UMTS 6

▪ Lựa chọn vị trí trạm, khảo sát đường truyền thẳng 11

▪ Tính toán quỹ đường truyền 11

• Các tính toán 11

▪ Tính toán quỹ đường truyền 12

▪ Hiệu ứng truyền lan 13

▪ Hiệu ứng truyền lan 13

▪ Nguyên tắc thiết kế đường truyền viba số 14

▪ Hiệu năng lỗi và độ khả dụng 14

3.5 Quy hoạch chi tiết 16

Trang 2

Tổng quan 3G UMTS

UMTS: Universal Mobile Telecommunications System

• Hệ thống đi động thế hệ 3 do 3GPP (3rd Genaration Partnership Project) đề xuất Tuân theo chuẩn hệ thống 3G IMT-2000 của ITU

• Phát triển từ GSM

+ Mạng truy nhập vô tuyến: WCDMA:- Sử dụng DS-CDMA - Tốc độ mã: 3,84Mc/s + Mạng lõi phát triển từ GPRS

• Song công

+ FDD: Hai băng tần 5MHz, phân cách 190MHz + TDD: Sử dụng một băng tần 5MHz

▪ Đặc tính giao diện vô tuyến W-CDMA/FDD

Sơ đồ truy nhập CDMA chuỗi trực tiếp (DS-CDMA) Tốc độ chíp 3,84 Mc/s

Tốc độ số liệu Lên đến 2 Mb/s (DL) Độ dài khung truyền dẫn 10 ms

Hiệu chỉnh lỗi trước Mã Turbo, mã xoắn

Điều chế Đường xuống: QPSK, đường lên: BPSK Trải phổ DS; Đường xuống: QPSK, đường lên: HPSK Đồng bộ giữa các trạm Di bộ (cũng có thể đồng bộ)

Mã hóa tiếng AMR (4,75-12,2) kb/s

▪ Kiến trúc UMTS

• Kiến trúc xây dựng trên 3 phát hành chính: R3, R4, R5

+ R3 và R4: Mạng lõi gồm 2 miền CS và PS phát triển từ mạng lõi GPRS

+ R4 sử dụng chuyển mạch mềm, mạng truyền tải giữa các node đều trên nền IP

+ R5 hội tụ dịch vụ trên miền gói chung, đưa thêm phân hệ đa phương tiện IP, IMS (IP

+ TE: Đầu cuối dữ liệu phục vụ dịch vụ dữ liệu

+ ME Hỗ trợ giao diện vô tuyến WCDMA, Uu, kết nối vật lý với NodeB + USIM: Chứa dữ liệu thuê bao, các hàm cho nhận thực, bảo mật thông tin + Kết nối ME với USIM qua giao diện Cu

• UTRAN: + Gồm các RNS: RNC, Nút B

+ Kết nối với CN qua giao diện Iu (CS và PS), UE qua giao diện Uu Nội bộ RNS dùng các giao diện Iub và Iur

+ RNC: - Điều khiển các NodeB, quản lý tài nguyên vô tuyến - Đảm bảo an ninh: Bảo mật và toàn vẹn của dữ liệu

- Bao gồm nhiều chức năng logic tùy theo vai trò: Kết nối với UE –Serving RNC, Cung cấp tài nguyên vô tuyến – Drift RNC, Điều khiển –Control RNC

+ Nút B - Kết nối vô tuyến với UE

Trang 3

- Giao diện Iub với RNC và Uu với UE

- Quản lý tài nguyên vô tuyến cơ sở: Điều khiển công suất vòng trong • CN + CS: MSC, GMSC + PS: SGSN, GGSN + HE: AuC, HLR, EIR

▪ Cấu trúc hệ thống, R4

• Đặc trưng

+ Mạng lõi CS phân bố với chuyển mạch mềm

+ MSC chia thành: - MSC server: Chứa phần mềm điều khiển cuộc gọi, quản lý di động

- Báo hiệu điều khiển cuộc gọi thực hiện giữa RNC và MSC server

- MGW (Media GateWay – Cổng phương tiện): Chứa ma trận chuyển mạch - Đường truyền cho lưu lượng thực hiện giữa RNC và MGW

+ Mạng đường trục trong mạng lõi sử dụng mạng truyền tải IP - GTP/IP: Kết nối SGSN - RTP/IP: Kết nối MGW

• SS7 GW + Cổng báo hiệu kết nối với mạng SS7 bên ngoài • Giao diện + Mạng đường trục

- CS: RTP/IP (Real Time Protocol/Internet Protocol)

- PS: GTP/IP (GPRS Tunneling Protocol/ Internet Protocol) + Điều khiển chuyển mạch mềm - H248/IP MEGACO + Mạng ngoài - PCM: PSTN - Gi/IP: Internet

+ Mạng báo hiệu - Sigtran: Mang bản tin SS7 trên mạng IP • HSS + Home Subscriber Server: Server thuê bao nhà

+ Chức năng tương tự HLR, giao diện kết nối trên nền IP

▪ Cấu trúc hệ thống, R5

• Đặc trưng + Hội tụ tiếng và số liệu trên mạng gói chung (không còn miền lõi kênh) + Kiến trúc mạng đa phương tiện IP: Bổ sung phân hệ đa phương tiện IP,IMS - IP Multimedia Subsystem

+ Các phần tử chức năng mạng mới: IMS

- CSCF: Connection State Control Function - MRF: Multimedia Resource Function - MGCF: Media Gateway Control Function - T-SGW: Transport Signalling GateWay

- R-SGW: Roaming Signalling GateWay

+ Tăng cường chức năng UE - Điều khiển các dịch vụ đa phương tiện

- Hỗ trợ giao thức SIP (Session Initiation Protocol) • CSCF + Quản lý việc thiết lập, duy trì, giải phóng các phiên đa phương tiện + Hoạt động như một server đại diện

• MRF

+ Lập cầu hội nghị, hỗ trợ tính năng tổ chức cuộc gọi nhiều phía và dịch vụ hội nghị • T-SGW + Cổng báo hiệu SS7 tương tác báo hiệu với các mạng ngoài cho truyền tải • R-SGW

+ Cổng báo hiệu cho tương tác báo hiệu với mạng di động khác cho chuyển giao • MGW + Tương tác với mạng ngoài cho truyền đa phương tiện

Trang 4

+ Các lớp dịch vụ trong UMTS + Các phần tử trong mạng vô tuyến

• Yêu cầu: QoS theo dịch vụ multimedia • Tiền quy hoạch: Định cỡ mạng truy nhập • Quy hoạch: Khảo sát trạm • Quy hoạch chi tiết: Điều chỉnh thông số thực tế • Đo kiểm, nghiệm thu

- Giai đoạn tiền quy hoạch:

• Định cỡ mạng truy nhập theo yêu cầu đầu vào và vùng phủ, dung lượng mong muốn • Quy hoạch vùng phủ: + Khu vực phủ song + Loại vùng phủ + Cấu hình mạng

+ Điều kiện truyền sóng: Mô hình truyền sóng, tính toán quỹ đường truyền → dự đoán vùng phủ từng trạm

→ Xác định vị trí trạm, số trạm yêu cầu theo vùng phủ • Quy hoạch dung lượng

+ Thách thức với UMTS: Yêu cầu khác nhau chất lượng và dung lượng cho từng ứng dụng → nghẽn đối với các dịch vụ dữ liệu thời gian thực

+ Tần số khả dụng + Thuê bao cơ bản, mức tăng trưởng + Loại dịch vụ yêu cầu → Đầu vào cho bài toán định cỡ → Số đoạn ô, số bộ thu phát yêu cầu cho từng trạm

+ Vùng phủ/Dung lượng/Chất lượng/Cấu hình mạng: Cùng kết hợp chặt chẽ để đạt được tiêu chuẩn chất lượng cho các dịch vụ

• Các thông số tác động quá trình định cỡ mạng vô tuyến

+ Cấu trúc và hiệu năng lớp vật lý: Kênh vật lý, kênh truyền tải; Quá trình đo lường, điều khiển công suất, điều khiển chuyển giao.

+ Điều chế đường lên và đường xuống + Trải phổ đường lên và đường xuống + Quy hoạch mã

• Quy hoạch vùng phủ

+ Phụ thuộc vào khu vực phủ sóng, loại địa hình, các điều kiện truyền sóng: Thành phố, ngoại ô, nông thôn → Giới hạn ô: Tính toán quỹ đường truyền.

+ Dung lượng ô quyết định vùng phủ đối vùng mật độ dân cư cao.

+ Hiệu ứng tải: - Can nhiễu từ các ô lân cận ảnh hưởng đến hiệu năng ô: Hệ số tải (a [0,4-0,5]) → giảm cấp do can nhiễu

+ Quỹ đường truyền: Tính toán riêng cho dịch vụ thoại và dữ liệu

Trang 5

• Quy hoạch dung lượng: + Phân tích dung lượng phụ thuộc nhiều vào vùng phủ + Vùng phủ đường lên và đường xuống khác nhau Vùng phủ đường xuống giảm khi số thuê bao tăng cùng với tốc độ truyền dẫn → cần thêm trạm.

+ Dung lượng đường xuống là thông số quyết định phạm vi phủ sóng của một ô.

+ Đặc trưng UMTS: AMR → Lựa chọn thông số phù hợp → cải thiện hiệu năng hệ thống, chất lượng dịch vụ, vùng phủ

→ Cấu hình ô: Số sector và số sóng mang (TRX) + Thực hiện bằng công cụ phần mềm hỗ trợ → Khảo sát vị trí trạm

▪ Giai đoạn quy hoạch chi tiết

• Xác định các thông số thực tế của trạm: Vị trí anten, độ cao anten • Phân tích can nhiễu, hiệu năng đường truyền

• Thiết lập các thông số hệ thống quan trọng → Tối ưu trước khi đưa vào hoạt động

Hỗ trợ của công cụ phần mềm, số liệu đo lường drive test • Vùng phủ và dung lượng

+ Xác định chính xác hơn kế hoạch vùng phủ và dung lượng: Phân tích đường truyền vô tuyến, quỹ công suất sử dụng số liệu từ drive test

+ Các yếu tố gây khác biệt giữa quỹ đường truyền thực tế và lý thuyết: - Mô hình truyền sóng: Cần điều chỉnh cho gần với thực tế

- Các thông số quỹ đường truyền: Tốc độ dữ liệu, QoS yêu cầu

- Các điều kiện truyền sóng: Điều chỉnh cho các khu vực địa lý khác nhau + Thông số chính xác: Độ cao anten, góc ngẩng, góc phương vị, vị trí trạm + Xác định: Công suất phát đường lên, đường xuống.

Số lượng thuê bao chính xác → phân tích chính xác can nhiễu

Trang 6

Quy hoạch mã chính xác: 512 tập mã

• Vùng phủ và dung lượng + cell breathing: co giãn giới hạn ô - Số thuê bao tăng → vùng phủ giảm; Tải giảm → vùng phủ tang + soft capacity: dung lượng mềm

- Can nhiễu hạn chế dung lượng: Can nhiễu ô lân cận giảm → Dung lượng tăng → kết nối tốt hơn

• Quản lý tài nguyên vô tuyến

+ Yêu cầu trong quy hoạch thông số của WCDMA

+ Gồm: Quản lý tài nguyên vô tuyến; Quản lý truy nhập; Điều khiển công suất; Điều khiển chuyển giao

→ Sử dụng hiệu quả tài nguyên: Tối ưu vùng phủ, Tối ưu dung lượng → Đảm bảo QoS

• Quản lý tài nguyên vô tuyến

+ Điều khiển cho phép (Admission Control):

- Cho phép/từ chối thuê bao mới dựa trên tác động với các thuê bao hiện tại → tránh nghẽn mạng.

- Dựa trên công suất/thông lượng

Công suất: Uplink, dựa trên mức nhiễu do thuê bao mới → giảm chất lượng mạng Thông lượng: : Căn cứ việc tính toán hệ số tải của ô → quyết định tham số dự phòng nhiễu IM

+ Điều khiển ngẽn: Giám sát, phát hiện, điều chỉnh ngẽn mạng

+ Điều khiển công suất: Chuyển thuê bao mới sang sóng mang khác → Chống quá tải Giảm nhiễu MUI/MAI (CDMA) - Open loop/closed loop power control

• Quản lý tài nguyên vô tuyến

+ Handover control - Soft handover/Hard handover + Ấn định mã - Theo cấu trúc mạng, đặc tính RRM - Đảm bảo tương quan chéo thấp

▪ Tối ưu mạng vô tuyến 3G UMTS

• Quy trình

+ Bắt đầu từ tiền quy hoạch: Tối ưu hóa mạng vô tuyến

+ Trước khi đưa vào khai thác: Tối ưu hiệu năng thông qua thay đổi cấu hình (ie: cải thiện vùng phủ bằng điều chỉnh độ cao anten, thay đổi góc ngẩng )

+ Thông số đầu vào: Số liệu mạng hiện tại, bản quy hoạch chính ban đầu • KPI (Key Performance Indicators)

+ Là phần quan trọng của quá trình tối ưu → lựa chọn phương pháp tối ưu.

+ Xác đinh thông số có tác động mạnh lên mạng vô tuyến: Tham số có mặt trong suốt quá trình tối ưu, có giá trị thay đổi khi tối ưu.

+ Tham số liên quan đến: Vùng phủ sóng, dung lượng và chất lượng mạng + Các thống số KPI cơ bản:

- Cal success/failure rate; Dropped call rate - Handover success rate - Average throughput on uplink/downlink

Các công cụ hỗ trợ tối ưu phải đo lường được các thông số này • Giám sát hiệu năng mạng

Trang 7

+ Thông qua hệ thống quản lý mạng (NMS) và drive test

+ Trễ chuyển giao số liệu thời gian thực là yếu tố hết sức quan trọng cần được giám sát.

• Giám sát hiệu năng mạng

NMS + Các phép đo thực hiện tại RNC dựa trên các thông số KPI + Thực hiện khi hệ thống đã hoàn chỉnh, khi đưa vào khai thác + Cung cấp số liệu thống kê cho phân tích chất lượng mạng Drive test + Báo cáo chất lượng mạng từ góc độ người dùng + Thực hiện cho từng trạm và cả vùng phục vụ + Đánh giá vùng phủ sóng, chất lượng mạng • Tăng cường vùng phủ

+ Hiệu năng đường truyền tác động trực tiếp đến vùng phủ sóng

+ Tăng vùng phủ → tăng công suất trung bình BS → có thể giảm dung lượng nếu dung lượng đường xuống giới hạn.

+ Hiệu năng đường truyền: BER, BLER, PC headroom → tác động quỹ công suất → Vùng phủ

+ BS NF, Proccessing gain, antenna gain, interference margin →Eb/No

+ Multipath diversity, Downtilts

• Tăng cường dung lượng + Tăng cells/carriers/sectors

+ Load factor, link budget, orthogonality factor, soft handover → capacity

Handover Optimisation + Soft handover → DCR, CSR, TRX power Packet Scheduling Optimisation + Congestion control: NRT packet data Power Control + Fast PC → SIR → Coverage/Capacity (interference) Admission Control + Load control → throughput/power (capacity/coverage) Bảng 2.2: Quỹ đường truyền dịch vụ đường lên tổng quát

Trang 8

Bảng 2.3: Quỹ đường truyền dịchvụ đường xuống tổng quát

3.1 Mở đầu

-Mạng truyền dẫn UMTS

• Vai trò + Kết nối trong UTRAN + Sử dụng cáp quang/viba số • Các phần tử UTRAN + NodeB + RNC

Trang 9

3.2 Tổng quan quy hoạch mạng truyền dẫn 3G UMTS

-Phạm vi quy hoạch

• Hệ thống truyền dẫn trên các giao diện Iub, Iu_cs, Iu_ps, Iur • Quy trình quy hoạch

▪ Quy hoạch tổng quát

• Protection • Link budget calculations • Topology • Equipment dimensioning + Voice, CS/PS data, RT/NRT

3.3 Định cỡ mạng

▪ Tổng quát

• Sau quy hoạch vô tuyến: Số trạm BS

• MultiMedia: Voice, CS/PS data, RT/NRT → Multi data rate + Iur, Iub, Iucs/Iupc + Số RNC

• Xử lý qua các lớp

+ Bổ sung bit mào đầu → tăng dung lượng → tính toán chính xác khi định cỡ + Voice: CS (VAF, SHO, protocol overhead, signalling overhead)

▪ CS dimensioning

• VAF: Voice Activity Factor + Active/Silent mode

+ AMR codec: AMR-0 – AMR-7 (12,2kb/s – 4,75kb/s) + Dimentionsing AMR-0 • SHO: Soft Hand-Over + Connect before Break + More capacity: 150% • OverHead + Protocol overhead: RLC, FP, AAL/IAL

+ Signalling overhead: Control Plane

▪ PS dimensioning

Báo hiệu trên các giao diện truyền dẫn • NBAP (Iub): NoteB Application Part

+ C-NBAP: Cho kênh chung (RACH, FACH), cấu hình ô, quản lý lỗi

Trang 10

+ D-NBAP:Chokênhdànhriêng, quản lý lỗi giao diện vô tuyến, cấu hình liên kết vô tuyến

• RNSAP (Iur): Radio Network Subsystem AP

+Quảnlýđườngtruyềnvôtuyến,táicấu hình kênh vật lý, đo lường các tàinguyên dànhriêng

+ Điềukhiểnchế độ nén, hiệu chỉnh trôi công suất, chỉ thị lỗi, chuyển đồi báo hiệu UL/ DL

• RANAP (Iu): RAN AP

+ Tìm gọi, điều khiển luồng, quá tải xử lý/CCCH trên UTRAN + Điều khiển chế độ mã hóa, báo cáo vị trí

+ Kiểm tra tài nguyên, kiểm soát lỗi, thủ tục handover

Trang 11

3.4 Quy hoạch đường truyền viba số

▪ Tổng quát

• QoS + Voice: BER 10e-3 + Data: BER 10e-6 • Transmission mode + PDH/SDH + ATM/IP • Topology + Delay: RTD + Star Network

▪ Lựa chọn vị trí trạm, khảo sát đường truyền thẳng

• Khảo sát chọn vị trí trạm + Trạm cao: Khả năng kết nối tốt với nhiều trạm khác + Với NodeB thấp, bị che chắn: Bố trí trạm lặp chuyển tiếp

• Khảo sát đường truyền thẳng +Đường truyền thẳng giữa các trạm → đảm bảo kết nối

+ Xây dựng mặt cắt đường truyền: Vùng nhìn thấy Fresnel • Khảo sát đường truyền thẳng

+ Miền Fresnel

Trang 12

▪ Tính toán quỹ đường truyền

+ Xác định độ dài đường truyền phù hợp mức tín hiệu yêu cầu + Giúp tính toán độ dự trữ pha đinh

• Các tính toán

▪ Tính toán quỹ đường truyền

Trang 13

▪ Hiệu ứng truyền lan

Trang 14

▪ Hiệu ứng truyền lan

• Truyền đa đường

▪ Nguyên tắc thiết kế đường truyền viba số

+ Dự trữ pha đinh cần đủ lớn, đảm bảo cho giảm cấp tín mức hiệu thu do mưa/pha

+ Tránh các chặng đi trên mặt nước, hoặc chọn độ cao anten để điểm phản xạ không rơi trên mặt nước hay bị chặn bởi vật cản.

+ Chọn anten cao hơn với vùng có hệ số k-fading cao.

+ Vùng có hiệu ứng ống dẫn cao, chọn độ cao anten cao hơn để dễ dịch chuyển độ cao anten.

▪ Hiệu năng lỗi và độ khả dụng

+ Sau khi đường truyền được thiết kế, hiệu năng được đánh giá qua hiệunăng lỗi và độ

Trang 16

3.5 Quy hoạch chi tiết

▪ Tổng quát

• Chi tiết + Quy hoạch 2Mb/s + Quy hoạch tham số (ATM/IP) + Quy hoạch đồng bộ + Quy hoạch NMS

▪ Quy hoạch thông số

• Thông số cấu hình phần tử mạng và giao diện Thông số khối giao diện, IFU

+ Hardware: PDH/SDH

SDH: Physical, Multiplexing, Regenerator, Virtual container + Trunk: E1/T1

Trang 17

+ Định nghĩa địa chỉ IP công cộng và IP riêng + Định nghĩa bảng định tuyến

Thông số đồng bộ

+ Định nghĩa nguồn đồng hồ hoặc nguồn đồng bộ + Mức độ ưu tiền từng nguồn

▪ Kế hoạch quản lý mạng

• Gồm các thông tin

+ Quản lý DCN sử dụng trên các lớp kế tiếp trên lớp IP/ATM + Quản lý thiết bị truyền dẫn (thiết bị SDH/PDH)

• Kết nối trên Iub

+ Capacity: 32 – 128kb/s + Topology: Tree/chain + Over IP/ATM + IP address ▪ Ethernet Radio

• Packet/IP radio + Data network: bandwidth + Mobie backhaul/fronthaul + Microwave ethernet: high speed (1Gb/s)

• Components + IWF + Standard Ethernet interfaces + Carrier Ethernet switch

3.6 Tối ưu mạng truyền dẫn UMTS

▪ Tổng quát

• Quy trình + Tập trung: Thiết lập thông số và QoS

• Mục tiêu + Tối ưu dung lượng và chất lượng theo QoS yêu cầu của từng ứng dụng • Số liệu mạng hiện tại + Cấu hình trạm + Kiến trúc mạng + Tính quỹ đường truyền

+ Dữ liệu nghiệm thu + Dữ liệu giám sát + Hiệu năng KPI

▪ Phân tích mạng

• Phân tích dung lượng

+ Dung lượng mạng truyền dẫn 3G phụ thuộc lưu lượng mạng và chất lượng yêu cầu + Loại lưu lượng: RT/NRT

• Tăng dung lượng mạng truyền dẫn

+ Tăng số bộ xử lý tín hiệu/bộ quản lý ứng dụng và/hoặc số TRX + Tăng số trạm gốc + Tăng số lượng/dung lượng RNC

▪ Thiết lập thông số

• Các thông số tác động mạng truyền dẫn + Thông số định cỡ ban đầu

Xác định tác động của các thông số lên quá trình tối ưu mạng

+ Thông số mạng thực tế: Dung lượng đường truyền, môi trường truyền, đồng bộ và thiết lập mạng truyền dẫn

Thông số vận hành mạng: công suất thu, đáp ứng hệ thống, báo cáo dự trữ pha đinh + Thông số mạng vô tuyến: Thông số định cỡ và tối ưu

Thông số tối ưu: Tác động lên các thông số mạng truyền dẫn → kết hợp cho E2E QoS

Ngày đăng: 22/04/2024, 09:20

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w