Quy hoạch mạng thông tin di động 3g UMTS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN MẪN QUY HOẠCH MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G UMTS S K C 0 9 NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- 605270 S KC 0 5 Tp Hồ Chí Minh, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN MẪN QUY HOẠCH MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G UMTS NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- 605270 Tp Hồ Chí Minh, 2011 LÝ LỊCH CÁ NHÂN I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: TRẦN MẪN Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 23 / 11 /1977 Nơi-sinh:TP.ĐôngHà,tỉnh Quảng Trị Quê quán: Phƣơng Sơn-Triệu Phong-Quảng Trị.Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: số 304/145A, Bùi Đình Túy, Phƣờng 12, Q.Bình Thanh Điện thoại quan:08.7291473 Điện thoại nhà riêng: 01697394895 E-mail: nhatsaonix@yahoo.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Nơi học (trƣờng, thành phố): Ngành học: Đại học: Hệ đào tạo: Chính Quy Thời gian đào tạo từ tháng 10/1995 đến tháng 08/2001 Nơi học: Trƣờng Đại học GTVT-Cơ Sở II, Q9.Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Điện tử - Viễn thông Tên luận án tốt nghiệp: Khảo sát mạng truyền hình cáp CATV Nơi bảo vệ luận án: Trƣờng Đại học GTVT-Cơ Sở II, Q9.Tp Hồ Chí Minh Ngƣời hƣớng dẫn: III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Từ tháng 10/2000 Nơi công tác Công tác đảm nhiệm Công ty MBVN Bảo trì hệ thống điện Công Ty GDSVN Trƣởng phòng bảo trì đến 11/2003 Từ tháng 11/2003 đến sửa chửa Board mạch i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2011 Trần Mẫn ii LỜI CẢM TẠ Trong trình nghiên cứu để hoàn thành đề tài này, nỗ lực phấn đấu thân, em may mắn nhận đƣợc nhiều giúp đỡ quan tâm quý thầy cô bạn bè Em xin gửi lời biết ơn chân thành đến Thầy TS.Đỗ Hồng Tuấn tận tình hƣớng dẫn em suốt trình thực đề tài Từ việc lựa chọn đề tài nội dung, phƣơng pháp tiến hành tài liệu liên quan….em gặp không khó khăn nhƣng nhờ có bảo ân cần thầy, em hoàn thành đề tài Trong suốt trình học tập trƣờng đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật, thầy cô khoa Điện – Điện tử hết lòng truyền đạt cho kiến thức quý báu Tôi gặt hái đƣợc nhiều kinh nghiệm kiến thức chuyên ngành từ ngƣời trƣớc Bên cạnh đó, gặp vấn đề khó khăn việc tìm nguồn tài liệu hay tìm hiểu đề tài điện tử chuyên sâu…thầy cô nhiệt tình giúp đỡ, hƣớng dẫn bảo tận tình cho em Ngoài ra, trân trọng tình cảm quý báu mà bạn đồng nghiệpvà bạn bè giúp đỡ, động viên em thời gian học tập để hoàn thành luận văn Đó nghị lực giúp em vƣợt lên lúc khó khăn cuối em cố gắng để hoàn thành khóa học TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2011 Học viên Trần Mẫn iii TÓM TẮT LUẬN VĂN Ngày thông tin di động đƣợc coi phƣơng tiện truyền thông đại, thuận tiện linh hoạt nhất.GSM công nghệ hàng đầu cách mạng không dây, đƣợc 120 quốc gia 200 nhà khai thác mạng toàn giới lựa chọn sử dụng Khi cách mạng không dây đƣợc mở ra, Internet thể tăng trƣởng phi thƣờng.Sự đời World Wide Web trình duyệt web đƣa giao thức TCP/IP vào dòng Internet đƣợc sử dụng phổ biến rộng rãi không môi trƣờng doanh nghiệp mà hộ gia đình Để hỗ trợ cho phát triển Internet nhu cầu dịch vụ không dây tƣơng lai,Viện Tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu (ETSI) hoàn thành thông số kỹ thuật để cung cấp tảng truyền dẫn cho mạng không dây nhƣ GSM phát triển Dịch vụ 14,4 kbits/s cho phép GSM gọi liệu với tốc độ 14,4 kbits/s cho khe thời gian, kết thông lƣợng liệu cao 50% so với tốc độ tối đa 9,6 kbits/s Công nghệ chuyển mạch gói (General Packet Radio Service-GPRS) cho phép GSM truy cập Internet với hiệu phổ tần cao cách chia sẻ khe thời gian ngƣời sử dụng khác nhau, có tốc độ liệu 100kbits /s Công nghệ tăng cƣờng khả truyền liệu (Enhanced Data Rate for GSM Evolution -EDGE) thay đổi cách điều chế GMSK 8QPSK,do tăng gấp ba lần thông lƣợng GSM sử dụng băng thông EDGE kết hợp với GPRS (EGPRS) cung cấp ngƣời sử dụng tốc độ liệu 300 kbits/s Hệ thống thông tin di động đa (Universal Mobile Telecommunications Systems-UMTS) công nghệ không dây hệ sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân mã băng rộng WCDMA.Nó bắt đầu với phổ tần MHz cung cấp tốc độ liệu lên đến Mbits/s UMTS sử dụng phổ tần cấu hình mạng vô tuyến với sở hạ tầng cốt lõi GSM Sự tăng trƣởng nhanh chóng lƣu lƣợng thuê bao dịch vụ bắt đầu thay đổi cấu hình cấu trúc mạng không dây Nhƣ vậy, hệ thống thông tin di động tƣơng lai đƣợc phân biệt khả tích hợp cao dịch vụ, tính linh hoạt dung lƣợng truyền lớn.Để hỗ trợ tính nhƣ vậy, việc sử iv dụng hiệu phổ tần quản lý tối ƣu nguồn tài nguyên vô tuyến điều cần thiết ETSI chọn truy cập băng rộng (WCDMA) nhƣ kỹ thuật vô tuyến cho hệ thống (UMTS) Để có thể triể n khai đƣợc ma ̣ng UMTS có hiê ̣u cao và giá thành thấ p, điề u quan tro ̣ng nhấ t là giao diê ̣n vô tuyế n của ma ̣ng phải đƣợc qui hoa ̣ch tố t tƣ̀ đầ u Luâ ̣n văn sẽ đề câ ̣p tới sở lý thuyết để thiết kế hệ thống thông tin di động tế bào 2G quá triǹ h qui hoa ̣ch ma ̣ng vô tuyế n WCDMA cho ma ̣ng thông tin thế ̣ UMTS, thông qua đó đánh giá tiǹ h hin ̀ h của các ma ̣ng thông tin di đô ̣ng Viê ̣t Nam Luâ ̣n văn bao gồ m chƣơng  Chƣơng mô ̣t khái quát chung về hệ thống thông tin di động tế bào  Chƣơng đề cập cụ thể tới lô ̣ trình phát triể n tƣ̀ ̣ thố ng thông tin di đô ̣ng GSM thế ̣ hai sang W-CDMA thế ̣ ba  Chƣơng tập trung tới b ƣớc chin ́ h và nguyên lý qu trình qui hoạch tối ƣu hoá mạng UMTS  Chƣơng cuố i sẽ đ a các giải pháp cho quá trình tiế n lên 3G cho các ma ̣ng điê ̣n thoa ̣i di động nƣớc v THE ABSTRACT OF THESIS Today wireless voice service is one of the most convenient and flexible means of modern communications GSM technology has been at the leading edge of this wireless revolution It is the technology of choice in over 120 countries and for more than 200 operators worldwide As the wireless revolution has been unfolding, the Internet has also shown a phenomenal growth simultaneously The advent of the World Wide Web and web browsers has propelled TCP/IP protocols into the main stream, and the Internet is widespread not only in the corporate environment but also in households.To support the growth of Internet type services and future demands for wireless services, Mobile Group (SMG) of the European Telecommunications Standards Institute (ETSI) have completed specifications to provide a transition platform or evolution path for wireless networks like GSM The technology options can be summarized as follows: 14.4 kbits/s allows GSM data calls with a rate of 14.4 kbits/s per time slot, resulting in a 50% higher data throughput compared to the current maximum speed of 9.6 kbits/s General Packet Radio Service (GPRS) enables GSM with Internet access at high spectrum efficiency by sharing time slots between different users It affords data rates of over 100 kbits/s to a single user while offering direct IP connectivity.Enhanced Data Rate for GSM Evolution (EDGE) modifies the radio link modulation scheme from GMSK to 8QPSK Thereby increasing by three times the GSM throughput using the same bandwidth EDGE in combination with GPRS (EGPRS) will deliver single user data rates of over 300 kbits/s UMTS as 3rd generation wireless technology utilizes a Wideband CDMA transceiver Starting with channel bandwidths of MHz it will offer data rates up to Mbits/s UMTS will use new spectrum and new radio network configurations while using the GSM core infrastructure The rapid growth in traffic volume and increase in new services has begun to change the configuration and structure of wireless networks Thus, future mobile communica-tions systems will be distinguished by high integration of services, flexibility and higher throughput To support such features, the efficient use of vi spectrum and optimum management of radio resources will be essential.To meet these challenges standardization bodies like ETSI have selected the Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) as the radio techniques for the Universal Mobile Telecommu-nication Systems (UMTS) To be able to deploy the UMTS network has high performance and low cost, the most important thing is the wireless network interface must be well planned from the beginning Thesis addressed the theoretical basis for radio network planning for 2G and 3G , measured through assessment of the networks Vietnam's mobile communication Thesis includes four chapters • Chapter one presents the Cellular mobile communication systems GSM • Chapter introduces the evolution of mobile systems from second generation GSM to third generation W-CDMA • Chapter focuses related to the main steps and principles of the UMTS network planning process • The final offer solutions for the process to 3G mobile networks in Vietnam vii MỤC LỤC LÝ LỊCH CÁ NHÂN i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM TẠ iii TÓM TẮT LUẬN VĂN iv THE ABSTRACT OF THESIS vi MỤC LỤC viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xv DANH SÁCH CÁC HÌNH xvii Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI: 1.3 NHIỆM VỤ CHÍNH: 1.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.5.PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Chƣơng Phần I:CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 2.1 Quy hoạch Cell 2.1.1 Khái niệm tế bào (Cell) 2.1.2 Kích thƣớc Cell 2.1.3 Phƣơng thức phủ sóng 10 2.2 Tái sử dụng lại tần số 17 2.2.1 Mẫu tái sử dụng tần số 3/9: 21 2.2.2 Mẫu tái sử dụng tần số 4/12: 22 2.2.3 Mẫu tái sử dụng tần số 7/21: 24 Phần II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN UMTS 3G 27 2.3.1.Giới thiệu tổng quan qui hoạch mạng 3G 27 2.3.2 Các bƣớc tiến hành quy hoạch mạng 27 viii 2.3.3 Định cỡ mạng 29 2.3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 46 Chƣơng LỘ TRÌ NH PHÁ T TRIỂN TỪ HỆ THỐNG DI ĐỘNG GSM THẾ HỆ HAI SANG WCDMA THẾ HỆ BA 48 3.1 Dải tần số UMTS 49 3.2 Lịch trình phát triển 3G hệ tƣơng lai 50 3.3.Sự thay đổi hạ tầng mạng nâng cấp từ mạng 2.xG lên mạng 3G 52 3.4 Sự phát triển liền mạch 53 Chƣơng QUI HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN CHO UMTS 56 4.1.Tổ ng quan 56 4.2.Hỗn hơ ̣p lƣu lƣơ ̣ng và mô hình dich ̣ vu /̣ traffic mix and traffic modal 59 4.2.1.Giới thiê ̣u 59 4.2.2.Các bƣớc xác định đầu vào cho UDT 60 4.2.3.Phƣơng pháp nhâ ̣p hỗn hơ ̣p lƣu lƣơ ̣ng cho UDT 63 4.3.Xác định kích cỡ qui hoạch ô 71 4.3.1.Giới thiê ̣u chung 71 4.3.2.Những nguyên tắc qui hoạch mạng WCDMA 71 4.3.3 Quĩ công suất đuờng lên UMTS (Radio Budget) bán kính vùng phủ sóng 76 Chƣơng MÔ PHỎNG QUY HOẠCH MẠNG UMTS 88 5.1 Giới thiệu tổng quan 88 5.1.1 Tình hình mạng điện thoại di động Việt Nam 88 5.1.2.Sự phát triển cho mạng VinaPhone 90 5.2 Thiết kế mô 93 5.2.1 Lƣu đồ thuật toán 93 5.2.2 Giao diện chƣơng trình 94 5.2.3 Tính toán mô 94 5.3.Kết luận chƣơng 107 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁ T TRIỂN CỦ A ĐỀ TÀ I 109 ix TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 PHỤ LỤC A 111 PHỤ LỤC B 117 x DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT *** 2G Second Generation Thế hệ thứ 3G Third Generation Thế hệ thứ ba ird Đề án đối tác hệ thứ ba ird Generation Patnership Project Đề án đối tác hệ thứ ba ATM B Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dị BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BER Bit Error Rate Tỷ số lỗi bit BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa chuyển pha hai trạng thái BS Base Station Trạm gốc BTS C Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã Cell Cellular Ô (tế bào) C/I Carrier to Interference Tỉ số sóng mang/nhiễu đồng kênh CN Core Network Mạng lõi CPCH Common Packet Channel Kênh gói chung CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh CSICH D CPCH Status Indicator Channel Kênh thị trạng thái CPCH DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng DCH Dedicated Channel Kênh điều khiển DL Downlink Đƣờng xuống 3GPP 3GPP2 Genaration Partnership Project A DPCCH Dedicated Physycal Control Channel Kênh điều khiển vật lý riêng DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý riêng DPDCH Dedicated Physical Data Channel xi Kênh số liệu vật lý riêng DSCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đƣờng xuống DSSS E Direct-Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp E-DCH Enhanced Dedicated Channel Kênh riêng tăng cƣờng EDGE Enhanced Data rates for GPRS Evolution Tốc độ số liệu tăng cƣờng để phát triển GPRS FACH G Forward Access Channel Kênh truy nhập đƣờng xuống GoS Grade of Service Cấp độ phục vụ GPRS GSM General Packet Radio Service Global System for Mobile Dịch vụ vô tuyến gói chung Thông tin di động toàn cầu F Communication H HSPA I High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao IMT2000 International Mobile Telecommunications 2000 Thông tin di động quốc tế 2000 IP Internet Protocol Giao thức Internet IPv4 IP version Phiên IP bốn IPv6 IP version Phiên IP sáu Iu Giao diện đƣợc sử dụng để thông tin RNC mạng lõi Iub Giao diện đƣợc sử dụng để thông tin nút B RNC Iur IUT Giao diện đƣợc sử dụng để thông tin RNC International Telecommunication Liên minh viễn thông quố c tế Union M MMS Multimedia Messaging Service Dịch vụ nhắn tin đa phƣơng tiện MSC Mobile Services Switching Center MS Mobile station Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động Trạm di động N xii NodeB P PDC Nút B Personal Digital Celluler Hệ thống tế bào số cá nhân PPrimary Common Control Physical CCPCH Channel Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp PCPCH Physical Common Packet Channel Kênh vật lý gói chung PDSCH Physical Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đƣờng xuống vật lý PHY Lớp vật lý Physical Layer PRACH Physical Random Access Channel Kênh vật lý truy nhập ngẫu nhiên) PS Packet Switch Chuyển mạch gói PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Q QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vuông góc QoS Quality of Service Chất lƣợng dịch vụ QPSK R Quatrature Phase Shift Keying Khóa chuyển pha vuông góc RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RLC Radio Link Control Điều khiển liên kết vô tuyến RNC S Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến SNR Signal to noise ratio Tỉ số tín hiệu nhiểu SDCCH Stand Alone Dedicated Kênh điều khiển dành riêng Control Channel đứng (độc lập) S-CCPCH Secondary Common Control Physical Channel Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp SCH Synchronization channel Kênh đồng SF Spreading Factor Hệ số trải phổ SIM Subscriber Identity Module Mođun nhận dạng thuê bao SMS Short Message Service Dịch vụ nhắn tin xiii SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu tạp âm SHO T Soft Handover Chuyển giao mềm TCH Traffic Channel Kênh lƣu lƣợng TDD Time Division Duplex Ghép song công phân chia theo thời gian TDM Time Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo thời gian Time Division Mulptiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TrCH U Transport Channel Kênh truyền tải UE User Equipment Thiết bị ngƣời sử dụng UL Uplink Đƣờng lên UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống thông tin di động toàn cấu USIM UMTS SIM UTRA UMTS Terrestrial Radio Access TDMA Truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network W Mnạg truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS WCDMA Wideband Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo mã Access băng rộng xiv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Thống kê mật độ lƣu lƣợng qua bƣớc tách cell .16 Bảng 2.2: Quan hệ N & C/I 20 Bảng 2.3: Các tần số mẫu 3/9 21 Bảng 2.4: Các tần số mẫu 4/12 23 Bảng 2.5: Các tần số mẫu 7/12 24 Bảng 2.6 Các loại hình phủ sóng phổ biến 31 Bảng 2.7 Các loại loại dịch vụ WCDMA 31 Bảng 2.8 Giá trị SFM thông dụng 34 Bảng 2.9 Thông số giả định MS 35 Bảng 2.10 Thông số giả định Node-B .35 Bảng 2-11 Giá trị K theo cấu hình site 36 Bảng 2.12 Bảng tính R-Cell 37 Bảng 2.13 Lƣu lƣơ ̣ng Mix .42 Bảng 2.14 Lƣu lƣơ ̣ng đƣờng lên 42 Bảng 2.15.Sƣ̣ phu ̣ thuô ̣c dung lƣơ ̣ng vào đô ̣ tăng ta ̣p âm 42 Bảng 3.1 Sƣ̣ khác chính giƣ̃a GSM và WCDMA 51 Bảng 3.2 Sƣ̣ khác chủ yế u giƣ̃a WCDMA và CDMA .51 Bảng 4.1.Bảng hỗn hợp lƣu lƣợng 61 Bảng 4.2 Bảng chất lƣợng dịch vụ 62 Bảng 4.3 Bảng mô hình dịch vụ .63 Bảng 4.4.Ví dụ hỗn hợp lƣu lƣợng .65 Bảng 4.5 Lƣu lƣơ ̣ng đƣờng lên/xuố ng giờ cao điể m 65 Bảng 4.6.Lƣu lƣơ ̣ng erlang cho đƣờng lên/đƣờng xuố ng 66 Bảng 4.7.Dƣ̃ liê ̣u đầ u vào cho UDT tin ́ h bằ ng Erlang .66 Bảng 4.8.Lƣu lƣơ ̣ng Erl tháng 67 Bảng 4.9.Lƣu lƣơ ̣ng Erlang đƣờng lên/xuố ng cho thành phố đông dân .67 Bảng 4.10 Lƣu lƣơ ̣ng tiń h bằ ng kbps .67 Bảng 4.11 Dƣ̃ liê ̣u đầ u vào cho UDT .68 xv Bảng 4.12 Các ứng dụng mặc định theo QoS 69 Bảng 4.13 Ví dụ vị trí thuê bao cho lớp dịch vụ .70 Bảng 4.14 Tỷ lệ lƣu lƣợng cho mối dịch vụ QoS 70 Bảng 4.15 Mô hình truyề n sóng Cost 231-Hata .77 Bảng 4.16 Ví dụ suy hao thâm nhập 78 Bảng 4.17 Các giá trị Eb/N0 áp dụng cho đƣờng lên 79 Bảng 4.18 Các giá trị Eb/N0 dùng cho đƣờng xuống .79 Bảng 4.19 Hê ̣ số F 80 Bảng 4.20 Chuẩ n 3GPP TS 25.101.cho công suấ t cƣ̣c đa ̣i của UE 81 Bảng 4.21.Độ tăng ích thƣờng gặp antenna 82 Bảng 4.22 Suy hao ố ng dẫn sóng .83 Bảng 5.1 Các suy hao đƣờng truyền cực đại điển hình GSM/WCDMA 91 Bảng 5.2 Diện tích yêu cầu phủ sóng .95 Bảng 5.3 Các thông số hệ thống 99 Bảng 5.4 Chiều cao antenna theo vùng 99 Bảng 5.5 Các số liệu đầu vào cho quĩ công suất 100 Bảng 5.6 Các thông số xác định RLB 100 Bảng 5.7.Xác định quĩ công suất đƣờng truyền cho UMTS 102 Bảng 5.8.Bán kính vùng phủ cho dịch vụ khác 103 Bảng 5.9 Tổ ng số nút B 103 Bảng 5.10 Bảng phân bố thuê bao theo năm & loại dịch vụ 104 xvi DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2-1 Hệ thống thông tin di động sử dụng cấu trúc tế bào Hình 2-2 Khái niệm Cell Hình 2-3 Khái niệm biên giới Cell Hình 2-4 Omni (3600) Cell site .11 Hình 2-5 Sector hóa 1200 11 Hình 2-6 Phân chia Cell 12 Hình 2-7 Các Omni (3600) Cells ban đầu 13 Hình 2-8 Giai đoạn :Sector hóa .14 Hình 2-9 Tách chia 1:3 thêm lần .15 Hình 2-10 Tách chia 1:4 (sau lần đầu chia 3) 15 Hình 2-11 Mảng mẫu gồm cells 18 Hình 2-12 Khoảng cách tái sử dụng tần số .19 Hình 2-13 Mẫu tái sử dụng lại tần số 3/9 22 Hình 2-14 Mẫu tái sử dụng lại tần số 4/12 .23 Hình 2-15 Mẫu tái sử dụng tần số 7/21 25 Hình 3.1 Dải tần cho UMTS .49 Hình3.2 Lịch trình phát triển WCDMA(3G) Pre-4G .50 Hình 3.3: Phƣơng án chung mạng lõi 52 Hình 3.4 Phƣơng án thêm mạng lõi 53 Hình 3.5: Phƣơng án tích hợp chung .53 Hình 3.6 Sự phát triển liền mạch 54 Hình 4.1 Các bƣớc trình qui hoạch UTRAN .56 Hình 4.2 Các cấp qui hoạch mạng 57 Hình 4.3 Các bƣớc xác định đầu vào cho UDT 60 Hình 4.4 Lƣu lƣơ ̣ng mề m WCDMA 72 Hình 4.5.Quan ̣ giƣ̃a dung lƣơ ̣ng và kić h thƣớc vùng phu ̣c vu ̣ 73 Hình 4.6.Sƣ̣ thay đổ i kić h thƣớc ô, dung lƣơ ̣ng theo tố c đô ̣ dich ̣ vu ̣ 73 xvii Hình 4.7.Nguyên tắ c chung của qui hoa ̣ch UMTS 75 Hình 4.8 FER và điề u khiể n công suấ t .75 Hình 4.9 Các suy hao cáp đƣờng truyền vô tuyến 82 Hình 4.10 Quan ̣ giƣ̃a dƣ̣ trƣ̃ pha đinh màn chắ n, đô ̣ tin câ ̣y vùng phủ sóng 85 độ lệch chuẩn 85 Hình 5.1 Thị phần DTDĐ VN tính tới ngày 7/2011 .88 Hình 5.2.Giải pháp UMTS cho mạng VinaPhone 90 Hình 5.3.Tỷ lệ sử dụng loại hình dịch vụ UMTS .92 Hình 5.4 Lƣu đồ mô .93 Hình 5.5 Giao diện chƣơng trình mô 94 Hình 5.6 Kiểu diện tích phủ trạm .96 Hình 5.7 Xác định diện tích vùng phủ nút B 96 Hình 5.8 Mô hình truyền sóng COST-231 Walfisch – Ikegami 103 xviii Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Tƣ̀ nhƣ̃ng năm đầ u của thâ ̣p kỷ 1990, kỹ thuật thông tin di động có bƣớc đô ̣t biế n rõ rê ̣t, tƣ̀ kỹ thuâ ̣t tƣơng tƣ̣ sang kỹ thuâ ̣t số , tƣ̀ các dich ̣ vu ̣ thoa ̣i sang dịch vụ đa ph ƣơng tiê ̣n và tƣ̀ các ̣ thố ng khu vƣ̣c sang các ̣ thố ng có tić h chấ t toàn cầu Có đƣợc nhƣ̃ng phát triể n v ƣợt bâ ̣c nh ƣ vâ ̣y là nhờ sƣ̣ phát triể n gầ n công nghệ then chốt thông tin nhu cầu ngày tăng truy nhập Internet qua vô tuyế n , với các yêu cầ u chấ t l ƣợng truyề n dẫn vô tuyế n tƣơ ng đƣơng với các ̣ thố ng Internet hƣ̃u tuyế n Để đáp ƣ́ng đƣợc yêu cầ u mới, cần phát triể n các ̣ thố ng có dung l ƣợng truyề n dẫn đa ̣t tố c đô ̣ cao , tƣ̀ vài kbit /s cho thoa ̣i đế n 1-2Mbit/s cho các dich ̣ vụ đa phƣơng tiê ̣n, bao gồ m cả truyề n hin ̀ h ảnh đô ̣ng , nhƣng vẫn đảm bảo tiế t kiê ̣m phổ tầ n số đế n mƣ́c t ối đa Các hệ thống di động toàn cầu tế bào số cá nhân PDC (Personal Digital Celluler) đã trơ ̣ giúp các dich ̣ vu ̣ thoa ̣i , dịch vụ thích hợp phi thoại, nhƣng tố c đô ̣ bit bi ̣ha ̣n chế cỡ 10kbit/s, nhƣ vâ ̣y là thấp so với yêu cầ u đa dich ̣ vu ̣ Chính liên minh viễn thông quốc tế IUT (International Telecommunication Union) hội nghị năm 1992 đã đa đề án tiêu chuẩ n hoá ̣ thố ng thông tin di đô ̣ng thế ̣ ba với tên go ̣i IMT -2000 (International Mobile Telephony 2000) nhằ m đa ̣t đƣợc các mu ̣c tiêu chin ́ h sau đây:  Tố c đô ̣ truy nhâ ̣p cao để đảm bảo các dich ̣ vu ̣ băng rô ̣ng nh ƣ truy nhâ ̣p internet nhanh hoă ̣c các dich ̣ vu ̣ đa phƣơng tiê ̣n  Linh hoa ̣t để đảm bảo đ ƣợc dịch vụ nh ƣ đánh số các nhân toàn cầ u điện thoại vệ tinh Các chức cho phép mở rộng đáng kể khả phủ sóng hệ thống thông tin di động  Tƣơng tích với ̣ thố ng thông tin di đô ̣ng hiê ̣n có để đảm bảo phát triển liên tu ̣c của thông tin di đô ̣ng [...]... Thông tin di động quốc tế 2000 IP Internet Protocol Giao thức Internet IPv4 IP version 4 Phiên bản IP bốn IPv6 IP version 6 Phiên bản IP sáu Iu Giao di n đƣợc sử dụng để thông tin giữa RNC và mạng lõi Iub Giao di n đƣợc sử dụng để thông tin giữa nút B và RNC Iur IUT Giao di n đƣợc sử dụng để thông tin giữa các RNC International Telecommunication Liên minh viễn thông quố c tế Union M MMS Multimedia... qui hoạch mạng WCDMA 71 4.3.3 Quĩ công suất đuờng lên của UMTS (Radio Budget) và bán kính vùng phủ sóng 76 Chƣơng 5 MÔ PHỎNG QUY HOẠCH MẠNG UMTS 88 5.1 Giới thiệu tổng quan 88 5.1.1 Tình hình mạng điện thoại di động tại Việt Nam 88 5.1.2.Sự phát triển cho mạng VinaPhone 90 5.2 Thiết kế mô phỏng 93 5.2.1 Lƣu đồ thuật toán 93 5.2.2 Giao di n... truyền tải UE User Equipment Thiết bị ngƣời sử dụng UL Uplink Đƣờng lên UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống thông tin di động toàn cấu USIM UMTS SIM UTRA UMTS Terrestrial Radio Access TDMA Truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network W Mnạg truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS WCDMA Wideband Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo mã Access băng rộng xiv... internet nhanh hoă ̣c các dich ̣ vu ̣ đa phƣơng tiê ̣n  Linh hoa ̣t để đảm bảo đ ƣợc các dịch vụ mới nh ƣ đánh số các nhân toàn cầ u và điện thoại vệ tinh Các chức năng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể khả năng phủ sóng của các hệ thống thông tin di động  Tƣơng tích với hê ̣ thố ng thông tin di đô ̣ng hiê ̣n có để đảm bảo sự phát triển liên tu ̣c của thông tin di đô ̣ng 1 ...2.3.3 Định cỡ mạng 29 2.3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 46 Chƣơng 3 LỘ TRÌ NH PHÁ T TRIỂN TỪ HỆ THỐNG DI ĐỘNG GSM THẾ HỆ HAI SANG WCDMA THẾ HỆ BA 48 3.1 Dải tần số của UMTS 49 3.2 Lịch trình phát triển của 3G và những thế hệ tƣơng lai 50 3.3.Sự thay đổi hạ tầng mạng khi nâng cấp từ mạng 2.xG lên mạng 3G 52 3.4 Sự phát triển liền mạch... 25 Hình 3.1 Dải tần cho UMTS .49 Hình3.2 Lịch trình phát triển của WCDMA (3G) và Pre-4G .50 Hình 3.3: Phƣơng án chung mạng lõi 52 Hình 3.4 Phƣơng án thêm mạng lõi 53 Hình 3.5: Phƣơng án tích hợp chung .53 Hình 3.6 Sự phát triển liền mạch 54 Hình 4.1 Các bƣớc của quá trình qui hoạch UTRAN .56 Hình 4.2 Các cấp qui hoạch mạng 57 Hình 4.3... kỹ thuật thông tin di động đã có những bƣớc đô ̣t biế n rõ rê ̣t, tƣ̀ kỹ thuâ ̣t tƣơng tƣ̣ sang kỹ thuâ ̣t số , tƣ̀ các dich ̣ vu ̣ thoa ̣i sang dịch vụ đa ph ƣơng tiê ̣n và tƣ̀ các hê ̣ thố ng khu vƣ̣c sang các hê ̣ thố ng có tić h chấ t toàn cầu Có đƣợc nhƣ̃ng phát triể n v ƣợt bâ ̣c nh ƣ vâ ̣y là nhờ sƣ̣ phát triể n gầ n đây của các công nghệ then chốt trong thông tin và nhu... Kênh điều khiển riêng DCH Dedicated Channel Kênh điều khiển DL Downlink Đƣờng xuống 3GPP 3GPP2 3 Genaration Partnership Project A DPCCH Dedicated Physycal Control Channel Kênh điều khiển vật lý riêng DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý riêng DPDCH Dedicated Physical Data Channel xi Kênh số liệu vật lý riêng DSCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đƣờng xuống DSSS E Direct-Sequence Spread Spectrum... International Telecommunication Liên minh viễn thông quố c tế Union M MMS Multimedia Messaging Service Dịch vụ nhắn tin đa phƣơng tiện MSC Mobile Services Switching Center MS Mobile station Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động Trạm di động N xii NodeB P PDC Nút B Personal Digital Celluler Hệ thống tế bào số cá nhân PPrimary Common Control Physical CCPCH Channel Kênh vật lý điều khiển chung... 5.1 Thị phần DTDĐ tại VN tính tới ngày 7/2011 .88 Hình 5.2.Giải pháp UMTS cho mạng VinaPhone 90 Hình 5.3.Tỷ lệ sử dụng các loại hình dịch vụ trong UMTS .92 Hình 5.4 Lƣu đồ mô phỏng .93 Hình 5.5 Giao di n chƣơng trình mô phỏng 94 Hình 5.6 Kiểu di n tích phủ của trạm .96 Hình 5.7 Xác định di n tích vùng phủ của một nút B 96 Hình 5.8 Mô hình truyền sóng COST-231