LQUY HOẠCH MẠNG 4G LTE

` HÀ TIẾN QUÂN HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC QUY HOẠCH MẠNG 4G LTE QUY HOẠCH MẠNG 4G LTE Người thực hiện: Hà Tiến Quân HÀ NỘI 2013 i ` HÀ NỘI 8- 2013 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG  - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC §Ò tµi: QUY HOẠCH MẠNG 4G LTE Gi¸o viªn híng dÉn : TS Vò Trêng Thµnh Ngêi thùc hiÖn : Hµ TiÕn Qu©n Líp : B10CQVT01 ii ` HÀ NỘI - 2013 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG -o0o - CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc -o0o - ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ tên Lớp Khoá Ngành : Hà Tiến Quân : B10CQVT01 : 2010- 2013 : Điện tử - Viễn thông Tên đề tài: QUY HOẠCH MẠNG 4G LTE Nội dung đồ án: - Giới thiệu 4G LTE - Cấu trúc mạng 4G LTE vấn đề liên quan - Quy hoạch mạng 4G LTE áp dụng cho TP Hà nội iii ` Ngày giao đề tài : / Ngày nộp đồ án : / /2013 /2013 Hà Nội, Ngày tháng năm 2013 Giáo viên hướng dẫn Vũ Trường Thành NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… iv ` …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………… Điểm: (Bằng chữ: ) Hà Nội, Ngày tháng năm 2013 Giáo viên hướng dẫn Vũ Trường Thành NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… v ` …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………… Điểm: (Bằng chữ: ) Hà Nội, Ngày tháng 2013 Giáo viên phản biện vi năm ` LỜI NÓI ĐẦU Cùng với thời gian, loài người có bước tiến Điện tử Viễn thông, hàng loạt sản phẩm phần cứng đại đời đáp ứng nhu cầu người, kèm theo công nghệ ứng dụng… Từ 1G, đến 2G, 2,5 G 2,75G 3G 4G đời phục vụ đời sống người Trong công nghệ có công nghệ triển khai, có công nghệ chưa đưa đời sống Ở Việt Nam 4G công nghệ nằm dự án Với nội dung đề tài: “Tìm hiểu 4G LTE” E m mong muốn có hiểu biết thêm công nghệ Công nghệ hứa hẹn bù đắp phần chưa hoàn chỉnh 3G Kết cấu đồ án: Chương 1: Giới thiệu 4G LTE Chương 2: Cấu trúc mạng 4G LTE vấn đề liên quan Chương 3: Quy hoạch mạng 4G LTE áp dụng cho Thành Phố Hà Nội Mục tiêu đồ án: Với bố cục nội dung Đề tài bước làm rõ tính chất 4G LTE Trong trình làm đồ án em TS Vũ Trường Thành hướng dẫn bảo tận tình Qua em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy cô công tác Học Viện Công Nghệ BCVT nói chung TS Vũ Trường Thành nói riêng Quá trình làm đồ án có lý khách quan nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Kính mong thông cảm Hà Nội, tháng năm 2013 Sinh Viên vii ` Hà Tiến Quân MỤC LỤC Contents LỜI NÓI ĐẦU vii MỤC LỤC viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT x DANH MỤC HÌNH VẼ xiv DANH MỤC BẢNG xvii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ 4G - LTE 1.1 Tổng quan mạng 4G 1.2 Giới thiệu công nghệ LTE 1.3 Sự khác 3G 4G LTE 14 i Ưu điểm bật 14 ii Các ứng dụng tạo nên ưu điểm 4G LTE so với 3G .14 CHƯƠNG 2:CẤU TRÚC MẠNG 4G LTE VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN a b c d i ii iii e i Cấu trúc LTE Các kênh sử dụng E-UTRAN 15 Giao thức LTE (LTE Protocols) 17 Một số đặc tính kênh truyền 19 Trải trễ đa đường 20 Các loại fading 20 Dịch tần Doppler .20 Các kỹ thuật sử dụng LTE 21 Kỹ thuật truy cập phân chia theo tần số trực giao OFDM .21 viii ` ii Kỹ thuật SC-FDMA 31 iii Kỹ thuật MIMO 33 iv Mã hóa Turbo 35 v Thích ứng đường truyền 35 f Chuyển giao 38 i Mục đích chuyển giao 38 ii Trình tự chuyển giao 38 iii Các loại chuyển giao 41 g Điều khiển công suất 46 CHƯƠNG 3:QUY HOẠCH MẠNG 4G LTE VÀ ÁP DỤNG CHO TP HÀ NỘI 3.1 3.2 i ii 3.3 i ii iii 3.4 51 Khái quát trình quy hoạch mạng LTE 51 Dự báo lưu lượng phân tích vùng phủ 51 Dự báo lưu lượng .51 Phân tích vùng phủ 53 Quy hoạch chi tiết 53 Quy hoạch vùng phủ 53 Tính bán kính cell .71 Quy hoạch dung lượng 73 Quy hoạch cho TP Hà Nội 78 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 ix ` DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu 1G Từ viết tắt One Generation Cellular 2G Second Generation Cellular 3G Third Generation Cellular 4G Four Generation Cellular 3GPP Third Generation Patnership Project A Acknowledgement B Broadcast Control Channel Broadcast Channel Base Station Band Width C Code Division Multiple Access Capital Expenditure Cycle Prefix D Downlink Share Channel ACK BCCH BCH BTS BW CDMA CAPEX CP DL-SCH x Nghĩa Hệ thống thông tin di độngthế hệ thứ Hệ thống thông tin di độngthế hệ thứ hai Hệ thống thông tin di độngthế hệ thứ ba Hệ thống thông tin di độngthế hệ thứ tư Dự án hợp tác hệ Tín hiệu xác nhận Kênh điều khiển quảng bá Kênh quảng bá Trạm gốc Băng thông Đa truy cập phân chia theo mã Tiền tố lặp Kênh chia sẻ đường xuống Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cấu trúc mạng 4G LTE cá vấn đề liên quan Dân số Tên Thị Mã hành Diện tích (km²) (Điều tra dân số xã/Quận/Huyện ngày 1/4/2009) Quận Ba Đình 9,22 225.910 Quận Hoàn Kiếm 5,29 147.334 Quận Tây Hồ 24 130.639 Quận Long Biên 60,38 226.913 Quận Cầu Giấy 12,04 225.643 Quận Đống Đa 9,96 370.117 Quận Hai Bà 9,6 295.726 Trưng Quận Hoàng Mai 41,04 335.509 Quận Thanh 9,11 223.694 Xuân 10 Quận Hà Đông 47,91 233.136 Cộng Quận 233,55 2.414.721 269 Thị xã Sơn Tây 113,47 125.749 271 Huyện Ba Vì 428 246.120 Huyện Chương 277 232,9 286.359 Mỹ Huyện Đan 273 76,8 142.480 Phượng 17 Huyện Đông Anh 182,3 333.337 18 Huyện Gia Lâm 114 229.735 274 Huyện Hoài Đức 95.3 191.106 250 Huyện Mê Linh 141.26 191.490 282 Huyện Mỹ Đức 230 169.999 Huyện Phú 280 171.1 181.388 Xuyên Hà Tiến Quân - Lớp B10VT 79 Đồ án tốt nghiệp Đại học 272 275 16 276 278 50 279 19 281 Huyện Phúc Thọ Huyện Quốc Oai Huyện Sóc Sơn Huyện Thạch Thất Huyện Thanh Oai Huyện Thanh Trì Huyện Thường Tín Huyện Từ Liêm Huyện Ứng Hòa Cộng huyện Toàn thành phố Chương 2: Cấu trúc mạng 4G LTE cá vấn đề liên quan 113,2 147 306,74 159.484 160.190 282.536 202,5 177.545 129,6 68.22 167.250 198.706 127.7 219.248 75,32 183,72 2.997,68 3.344,7 392.558 182.008 3.911.439 6.451.909 Bản đồ quy hoạch Thành Phố Hà Nội (Hình ảnh mang tính đặc Hà Tiến Quân - Lớp B10VT 80 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cấu trúc mạng 4G LTE cá vấn đề liên quan trưng) TỐI ƯU MẠNG Tối ưu mạng trình phân tích cấu hình hiệu mạng nhằm cải thiện chất lượng mạng tổng thể đảm bảo tài nguyên mạng sử dụng cách có hiệu Giai đoạn đầu trình tối ưu định nghĩa thị hiệu Chúng gồm kết đo hệ thống quản lý mạng số liệu đo thực tế để xác định chất lượng dịch vụ Với giúp đỡ hệ thống quản lý mạng ta phân tích hiệu khứ, dự báo tương lai Mục đích phân tích chất lượng mạng cung cấp cho nhà khai thác nhìn tổng quan chất lượng hiệu mạng, bao gồm việc lập kế hoạch trường hợp đo trường đo hệ thống quản lý mạng để lập báo cáo điều tra Đối với hệ thống 2G, chất lượng dịch vụ gồm: thống kê gọi bị rớt phân tích nguyên nhân, thống kê chuyển giao kết đo lần gọi thành công Còn hệ thống 3G, 4G có dịch vụ đa dạng nên cần đưa định nghĩa chất lượng dịch vụ Trong hệ thống thông tin di động hệ thứ tư việc tối ưu hóa mạng quan trọng mạng hệ thứ tư cung cấp nhiều dịch vụ đa dạng Điều chỉnh tự động phải cung cấp câu trả lời nhanh cho điều khiển thay đổi lưu lượng mạng ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT KÊNH PUSCH CỦA LTE Công suất phát UE hướng lên định nghĩa sau: PPUSCH = {Pmax , 10log10M + P0 + α.PL + δmcs +f(∆i) } (3.53) Trong đó: Pmax công suất phát tối đa cho phép UE Nó phụ thuộc vào lớp công suất phát UE M số khối tài nguyên (RB) P0 thông số cụ thể cell/UE Hà Tiến Quân - Lớp B10VT 81 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cấu trúc mạng 4G LTE cá vấn đề liên quan α hệ số bù tổn hao Nó thuộc [0,1] Trong α = điều khiển công suất, 0[...]... 4G so với 3G và các cơ sở để hình thành ưu điểm đó Để tìm hiểu thêm về 4G ta qua chương tiếp theo Hà Tiến Quân - Lớp B10VT 16 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cấu trúc mạng 4G LTE và cá vấn đề liên quan CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MẠNG 4G LTE VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN Hệ thống 4G được xây dựng nhằm chuẩn bị một cơ sở hạ tầng di động chung có khả năng phục vụ các dịch vụ hiện tại và tương lai Cơ sở hạ tầng 4G. .. nhiều loại chức năng khác nhau trong mạng tế bào Dựa vào chúng, mạng có thể được chia thành hai phần: mạng truy nhập vô tuyến và mạng lõi Những chức năng như điều chế, nén, chuyển giao thuộc về mạng truy nhập Còn những chức năng khác như tính cước hoặc quản lý di động là thành phần của mạng lõi Với LTE, mạng truy nhập là E-UTRAN và mạng lõi là EPC Mục đích chính của LTE là tối thiểu hóa số node Vì vậy,... Tổng quan về 4G - LTE 1.3 Sự khác nhau giữa 3G và 4G LTE Hiện nay, công nghệ 3G cho phép truy cập Internet không dây và các cuộc gọi có hình ảnh 4G được phát triển trên các thuộc tính kế thừa từ công nghệ 3G Về mặt lý thuyết, mạng không dây sử dụng công nghệ 4G sẽ có tốc độ nhanh hơn mạng 3G từ 4 đến 10 lần Tốc độ tối đa của 3G là tốc độ tải xuống 14Mbps và 5.8Mbps tải lên Với công nghệ 4G, tốc độ có... 1/2010 đã triển khai diện rộng mạng TeliaSonera trên toàn quốc ở Na Uy và Thụy Điển Ngoài ra, Ericsson đã ký hợp đồng triển khai LTE trong Hà Tiến Quân - Lớp B10VT 12 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về 4G - LTE thời gian tới với các nhà mạng AT&T (Mỹ), MetroPCS, Verizon Wireless (Mỹ), NTT Docomo (Nhật) Ericsson cũng đã tiến hành các thử nghiệm LTE /4G với các mạng Telstra, SingTel, T-Mobile... năng phù hợp với mạng hiện tại mà không làm ảnh hưởng đến các dịch vụ đang sử dụng Để thực hiện điều đó, cần tách biệt giữa kỹ thuật truy cập, kỹ thuật truyền dẫn, kỹ thuật dịch vụ (điều khiển kết nối) và các ứng dụng của người sử dụng Chương này sẽ trình bày hệ thống di động 4G LTE: các đặc điểm kỹ thuật, so sánh LTE với WiMAX, cấu trúc mạng 4G LTE sẽ như thế nào, nó liên kết với các mạng khác ra sao,... xuống trong LTE, đồng thời khái quát về các thủ tục liên quan đến giao diện vô tuyến bao gồm chuyển giao và điều khiển công suất a Cấu trúc của LTE Cấu trúc cơ bản SAE của LTE Hà Tiến Quân - Lớp B10VT 9 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Cấu trúc mạng 4G LTE và cá vấn đề liên quan Hình 2.1: So sánh về cấu trúc giữa UTMS và LTE Hình trên cho ta thấy sự khác nhau về cấu trúc của UTMS và LTE Song song... quát về quá trình quy hoạch mạng LTE 51 H ình 3.2 Các tham số trong mô hình Walfisch-Ikegami 67 Hình 3 3: Quan hệ giữa băng thông kênh truyền và băng thông cấu hình 76 Bản đồ quy hoạch Thành Phố Hà Nội (Hình ảnh mang tính đặc trưng) 80 xvi ` DANH MỤC BẢNG 8 Bảng 2.1: Các thông số lớp vật lý LTE 8 Bảng 2.2: Tốc độ đỉnh của LTE theo lớp 9 Bảng 2.3: So sánh các dịch vụ của 3G so với 4G LTE 9 xvii ` Bảng 2.4:... 3 7 Giá trị của băng thông cấu hình tương ứng với băng thông kênh truyền 76 Bảng 3.8 Lớp công suất phát của UE 82 xviii Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về 4G - LTE CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ 4G - LTE 1.1 Tổng quan về mạng 4G 4G là hệ thống thông tin băng rộng được xem như IMT tiên tiến (IMT Advanced) được định nghĩa bởi ITU-R Tốc độ dữ liệu đề ra là 100Mbps cho thuê bao di chuyển cao và 1Mbps... hệ thống tích hợp đầu tiên trên thế giới ứng dụng cả chuẩn 3GPP LTE và các chuẩn dịch vụ ứng dụng khác, do đó người sử dụng có thể dễ dàng Hà Tiến Quân - Lớp B10VT 5 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về 4G - LTE thực hiện cuộc gọi hoặc truyền dữ liệu giữa các mạng LTE và các mạng GSM/GPRS hoặc UMTS dựa trên WCDMA Kiến trúc mạng mới được thiết kế với mục tiêu cung cấp lưu lượng chuyển mạch... riêng biệt Điều này có nghĩa LTE có nhiều phổ tần sử dụng hơn WiMax Tuy nhiên, sự khác biệt công nghệ không có ý nghĩa quyết định trong cuộc chiến giữa WiMax và LTE Trên thế giới, 4G dù chưa phải phổ biến song cũng đã có quốc gia và các hãng viễn thông triển khai Chẳng hạn như Ericsson Tháng 1/2009, Ericsson và nhà mạng tại Thụy Điển đã triển khai thương mại TeliaSonera mạng LTE /4G đầu tiên tại Thụy Điển