Tối ưu hóa số CELL trong mạng di động CDMA

MỤC LỤC BẢNG TRA CỨU TỪ VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG DI ĐỘNG CDMA 1.1.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1.1.Hệ thống thông tin di động tổ ong 1.1.2.Quá trình phát triển 1.2.HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA 1.2.1.Cấu trúc hệ thống thông tin di động CDMA 1.2.2.Nguyên lý kỹ thuật mạng CDMA .7 1.2.3.Các đặc tính CDMA .8 1.2.4.Tổ chức cell mạng CDMA 10 1.3.MỘT SỐ KỸ THUẬT TRONG HỆ THÔNG CDMA 11 1.3.1.Kỹ thuật trải phổ .11 1.3.2.Chuyển giao .14 1.3.3.Điều khiển công suất .19 1.4.KẾT LUẬN CHƯƠNG 22 CHƯƠNG 24 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MẠNG TRUY NHẬP CDMA .24 2.1.HÀM MỤC TIÊU TỐI ƯU 24 2.1.1.Vùng phủ 24 2.1.2.Dung lượng 26 2.1.3.Giảm thiểu số cell tới hạn 28 2.2.CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MẠNG TRUY NHẬP CDMA VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 28 2.2.1.Vùng phủ yếu 28 2.2.2.Vùng phủ cell chồng lấn vùng phủ 29 2.2.3.Đường lên và đường xuống không cân 30 2.2.4.Không có cell chủ đạo .30 2.3.5.Nhiễu .31 2.4.TỔNG KẾT CHƯƠNG 36 CHƯƠNG 37 TỐI ƯU HÓA SỐ CELL TRONG MẠNG DI ĐỘNG CDMA 37 3.1.ĐỊNH CỠ MẠNG 37 3.1.1.Quá trình định cỡ mạng 37 3.1.2.Phân tích quỹ lượng đường truyền 38 3.2.SUY HAO ĐƯỜNG TRUYỀN 41 3.2.1.Suy hao đường truyền cực đại 41 3.2.2.Các mô hình truyền sóng 43 3.3.TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG 48 3.3.1.Tính dung lượng cực .49 3.3.2.Tính dung lượng hệ thống .52 3.3.3.Nhu cầu dung lượng và vùng phủ 53 3.3.4.Các thông số hệ thống 54 3.4.TÍNH TOÁN TỐI ƯU HÓA CELL TRONG MẠNG CDMA 56 3.4.1.Tính số cell theo dung lượng 56 3.4.2.Tính số cell theo vùng phủ .58 3.4.3.Kết tính số cell 60 3.4.4.Tối ưu vùng phủ và dung lượng 61 4.5.KẾT LUẬN CHƯƠNG 63 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 65 PHỤ LỤC 66 BẢNG ERLANG B 66 DANH MỤC HÌNH VẼ HÌNH 1.1 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TỔ ONG HÌNH 1.2 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TRÊN THẾ GIỚI .4 HÌNH 1.3 CẤU TRÚC MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SỐ HÌNH 1.4 PHỔ TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT VÀ THU CDMA HÌNH 1.11 NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA THUẬT TOÁN CHUYỂN GIAO 15 HÌNH 1.12.CÁC CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT CỦA CDMA 20 HÌNH 1.13 OLPC ĐƯỜNG LÊN 21 HÌNH 1.14 CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT CLPC 22 HÌNH 2.1: HIỆN TƯỢNG TRUYỀN SÓNG ĐA ĐƯỜNG 33 HÌNH 2.2 HÀM TRUYỀN ĐẠT CỦA KÊNH 34 HÌNH 2.3.MẬT ĐỘ PHỔ CỦA TÍN HIỆU THU 35 HÌNH 3.1 QUÁ TRÌNH ĐỊNH CỠ MẠNG CDMA 37 HÌNH 3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ TẢI ĐẾN DỰ TRỮ SUY HAO ĐƯỜNG TRUYỀN 39 HÌNH 3.3 ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ TẢI ĐẾN DỰ TRỮ NHIỄU 41 HÌNH 3.4 ĐỒ THỊ TÍNH SUY HAO CHO PHÉP CỦA ĐƯỜNG TRUYỀN 43 HÌNH 3.5 SUY HAO ĐƯỜNG TRUYỀN THEO BÁN KÍNH VỚI MÔ HÌNH HATA .45 HÌNH 3.6.CÁC THAM SỐ TRONG MÔ HÌNH WALFISCH-IKEGAMI 46 HÌNH 3.7.SUY HAO ĐƯỜNG TRUYỀN THEO BÁN KÍNH VỚI MÔ HÌNH WALFSCH-IKEGAMI 48 HÌNH 3.8 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ ĐẾN DUNG LƯỢNG .51 DANH MỤC BẢNG BẢNG 1.1 SO SÁNH CÁC LOẠI CELL 11 BẢNG 3.1.NHU CẦU VỀ LƯU LƯỢNG CỦA MỘT VÙNG CẦN TÍNH TOÁN .54 BẢNG 3.2.BẢNG CÁC THÔNG SỐ KHI TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CDMA 54 BẢNG 3.3.BẢNG KẾT QUẢ SỐ CELL CHO TỪNG VÙNG TÍNH THEO DUNG LƯỢNG .57 BẢNG 3.4.BẢNG KẾT QUẢ TÍNH SỐ CELL THEO VÙNG PHỦ 60 BẢNG 3.5.BẢNG KẾT QUẢ TÍNH SỐ CELL THEO VÙNG PHỦ 60 BẢNG 3.6.BẢNG KẾT QUẢ SỐ CELL TỐI ƯU GIỮA VÙNG PHỦ VÀ DUNG LƯỢNG 62 BẢNG TRA CỨU TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh 1G First Generation 2G Second Generation 3G Third Generation A AuC B BHCA BER BS BSC BSS BTS C CDMA C/I D DL DSSS E EIR EIRP Tiếng Việt Hệ thống thông tin di động hệ Hệ thống thông tin di động hệ Hệ thống thông tin di động hệ Authentication Centre Trung tâm nhận thực Busy Hours Call Attemp Bit Error Rate Basic Station Base Station Controller Base Station System Base Transceiver Station Nỗ lực gọi bận Tỷ lệ lỗi bit Trạm gốc Bộ điều khiển trạm gốc Hệ thống trạm gốc Trạm thu phát gốc Code Division Multiple Access Carrier to Interference ratio Downlink Direct Sequence Đa truy cập chia theo mã Tỷ số sóng mang nhiễu Đường lên Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp Equipment Identity Centre Trung tâm thị thiết bị Effective Isotropically Công suất phát xạ đẳng hướng Radiated Power hiệu dụng F FDMA G GMSC GoS GSM H Frequence Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo tần số Gateway MSC MSC cổng Grade of Service Cấp độ phục vụ Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động toàn Communication cầu HLR HO I Home Location Register Hand over Thanh ghi định vị thường trú Chuyển giao Tiêu chuẩn thông tin di động IS-95A Interim Standard 95A TDMA cải tiến Mỹ (Qualcomm) L LA LAC LAI M MAI ME MMS MS MSC O O&M P PN PLMN Q QoS QPSK R RLB S SNR T TDMA U UE UL V VLR Location Area Location Area Code Location Area Identity Khu vực định vị Mã định vị Chỉ thị định vị Multiple Access Interference Nhiễu đa truy nhập Mobile Equipment Thiết bị di động Multimedia Messaging Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện Service Mobile Station Trạm di động Mobile Switching Centre Trung tâm chuyển mạch di động Operations and Maintenance Vận hành bảo dưỡng Pseudo Noise Public Land Mobile Network Nhiễu giả ngẫu nhiên Mạng di động mặt đất công cộng Quality of Service Quadrature Phase Chất lượng dịch vụ Shift Keying Khóa dịch pha vuông góc Radio Link Budgets Quỹ lượng đường truyền Signal-to-Noise Ratio Tỷ số tín hiệu nhiễu Time Division Multiple Đa truy cập phân chia theo thời Access gian User Equipment Uplink Thiết bị người sử dụng Đường lên Visitor Location Register Thanh ghi định vị thường trú LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển ngành công nghệ điện tử, tin học, công nghệ thông tin di động năm qua phát triển mạnh mẽ cung cấp loại hình dịch vụ đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày cao người sử dụng Kể từ đời vào cuối năm 1940 thông tin di động phát triển qua nhiều hệ tiến bước dài đường công nghệ Trao đổi thông tin nhu cầu thiết yếu xã hội Các hệ thống thông tin di động đời tạo cho người khả thông tin lúc, nơi Phát triển từ hệ thống thông tin di động tương tự, hệ thống thông tin di động số hệ (2G) đời với mục tiêu chủ yếu hổ trợ dịch vụ thoại truyền số liệu tốc độ thấp Hệ thống thông tin di động động 2G đánh dấu thành công công nghệ GSM với 70% thị phần thông ti di động toàn cầu Trong tương lai, nhu cầu dịch vụ số liệu sẻ ngày tăng có khả vượt nhu cầu thông tin thoại Hệ thống thông tin di động hệ (3G) đời nhằm đáp ứng nhu cầu dịch vụ số liệu tốc độ cao như: điện thoại thấy hình, video streamming, hội nghị truyền hình, nhắn tin đa phương tiện (MMS)… Hiện nay, mạng thông tin di động Việt Nam sử dụng công nghệ GSM, mạng GMS không đáp ứng yêu cầu dịch vụ đòi hỏi chất lượng dịch vụ, mạng thông tin di động CDMA tiếp tục mở rộng toàn quốc có khả đáp ứng nhu cầu chất lượng dịch vụ Do việc nghiên cứu triển khai mạng thông tin di động CDMA điều tất yếu Xuất phát từ suy nghĩ nên em định chọn đề tài: " Tối ưu hóa số cell mạng di dộng CDMA " Nội dung đồ án gồm chương : Chương 1: Tổng quan thông tin di động CDMA Chương trình bày tổng quan trình phát triển hệ thống thông tin di động mạng di động CDMA Chương 2: Các yếu tố ảnh hưởng đến mạng truy nhập CDMA Chương trình bày yếu tố ảnh hưởng đến mạng truy nhập CDMA Chương : Tối ưu hóa số cell mạng di động CDMA Tính toán số cell cho vùng đảm bảo chất lượng, dung lượng vùng phủ Sau tính toán dùng thuật toán tối ưu số cell để tiết kiệm chi phí đầu tư Trong trình làm đề tài, em cố gắng nhiều song kiến thức hạn chế nên tránh khỏi thiếu sót, sai lầm Em mong nhận phê bình, hướng dẫn giúp đỡ Thầy cô, bạn bè CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG DI ĐỘNG CDMA 1.1.Tổng quan hệ thống thông tin di động 1.1.1.Hệ thống thông tin di động tổ ong Toàn vùng phục vụ hệ thống điện thoại di động tổ ong chia thành nhiều vùng phục vụ nhỏ, gọi ô (cell), ô có trạm gốc quản lý điều khiển tổng đài cho thuê bao trì gọi cách liên tục di chuyển ô PSTN Mạng điện thoại công cộng Trung tâm chuyển mạch điện thoại di động Trung tâm chuyển mạch điện thoại di động Hình 1.1 Hệ thống thông tin di động tổ ong Trong hệ thống điện thoại di động tổ ong tần số mà máy di động sử dụng không cố định kênh mà kênh xác định nhờ kênh báo hiệu máy di động đồng tần số cách tự động Vì ô kề nên sử dụng tần số khác ô cách xa khoảng cách định tái sử dụng tần số Để cho phép máy di động trì gọi liên tục di chuyển ô tổng đài sẻ điều khiển kênh báo hiệu kênh lưu lượng theo di chuyển máy di động để chuyển đổi tần số máy di động thành tần số thích hợp cách tự động 1.1.2.Quá trình phát triển Thông tin di động đời vào cuối năm 1940, hệ thống thông tin di động điều vận Đến thông tin di động trải qua nhiều hệ Thế hệ hệ thông tin di động tương tự sử dụng công nghệ truy cập phân chia theo tần số (FDMA-Frequency Division Multiple Access) Tiếp theo hệ hệ triển khai số quốc gia giới Hình 1.2 Quá trình phát triển hệ thống thông tin di động giới Quá trình phát triển hệ thống thông tin di động giới thể hình 1.2, cho thấy phát triển hệ thống điện thoại tổ ong (CMTS-Cellular Mobile Telephone System) tiến tới hệ thống chung toàn cầu tương lai Các hệ thống hình 1.2 hệ thống di động điển hình lượng bổ sung trường hợp tăng thuê bao lớn thiết kế thay đổi đột biến thời điểm định Giả sử vùng có nhu cầu lưu lượng sau: Bảng 3.1.Nhu cầu lưu lượng vùng cần tính toán Tên Số thuê bao dự Diện tích vùng A B C D kiến phục vụ 10000 5000 3200 1800 Phân loại môi km2 400 250 200 150 trường Trung tâm đô thị ngoại ô Trung tâm ngoại ô Từ nhu cầu dung lượng vùng phủ, xác định số cell cho đảm bảo dung lượng vùng phủ yêu cầu chất lượng Nhu cầu lưu lượng dự đoán lưu lượng khoảng thời gian, thay đổi Do đó, tính toán ta phải tính với hệ số tải khoảng 50% so với nhu cầu lưu lượng để đảm bảo hệ thống hoạt động tốt lưu lượng tăng lên 3.3.4.Các thông số hệ thống Chất lượng hệ thống CDMA kết tính toán tối ưu đặc trưng: vùng phủ sóng, chất lượng dịch vụ dung lượng phục vụ hệ thống, ba đặc trưng có quan hệ chặt chẻ với Người thiết kế hệ thống có nhiệm vụ tính toán cân đặc trưng để tối ưu vùng quy hoạch cụ thể Việc cân sẻ khác cho khu vực khác nhau: vùng trung tâm đô thị, vùng đô thị, vùng ngoại ô, vùng nông thôn,…Sau bảng thông số tính toán: Bảng 3.2.Bảng thông số tính toán thiết kế hệ thống CDMA Thông số Giá trị Cấp phục vụ GoS 2% Số thử Thông số Độ lợi Giá trị chuyển giao mềm(SHOF) 1,38 Công suất phát MS (Pm) 54 1,4 36 dBm bận(BHCA) Tỷ số Eb/N’0 yêu cầu Hệ số tích cực thoại (ν ) Hệ số khuếch đại anten 6,8 0,4 Hệ số nhiễu từ cell khác (λ ) Tốc độ liệu (R) Thời gian trung bình gọi (Gb) Tỷ số FER (W) 9600 Phương sai điều khiển kbit/s công suất Tăng ích dải quạt hoá 65 s (mỗi cell gồm dải quạt) 880 MHz Tạp âm máy thu (Fb) dB Độ rộng đường phố (w) 15 m nhà (hr) Độ cao trung bình anten BTS (hb) Dự trữ che tối log chuẩn (Lct) Tổn hao truy nhập nhà (Lb) 0,01 Bề rộng dải tần trải phổ 1,2288 0,4 Tần số (f) Độ cao trung bình 15 dBi Suy hao cáp anten BTS (Lc) Tạp âm BTS (N0) Khoảng cách nhà (b) Độ cao anten MS 15 m (hm) Góc tới tia sóng ( ϕ ) 30 m Tổn hao thể/định 10,2 dB hướng (Lh) 10 dB Dự trữ nhiễu (Ldtn) MHz 2,5 dB 2,4 2,5 dB -174 dBm/Hz 25 m 1,5 m 200 dB dB Bảng 3.2 thông số khuyến nghi để sử dụng tính toán mạng di động CDMA, với thông số mạng đáp ứng chất lượng dịch vụ: tốc độ bit: 9600 bit/s, tỷ lệ lỗi khung FER 0,01; tỷ lệ bit lối BER 10-3 55 Khi tính toán dung lượng cực sử dụng phương trình tính dung lượng cực sẻ cho phép tính gần dung lượng hệ thống Tuy nhiên phương trình tham số kể đến kích thước cell, cự ly cell Để giải vấn đề có hai mô hình thực nghiệm dựa dự đoán tổn hao đường truyền trình bày chương mô hình Hata-Okumura Walfisch-Ikegami Trong đồ án sử dụng mô hình Walfisch-Ikegami cho tính toán bán kính cell mô hình có tính đến ảnh hưởng thông số tán xạ, độ rộng phố,…gây suy hao đường truyền 3.4.Tính toán tối ưu hóa cell mạng CDMA Để tính số cell cho khu vực ta dựa vào bảng thống kê thông số khu vực Có hai phương án để tính số cell: dựa vào suy hao cực đại cho phép sử dụng mô hình suy hao để tính bán kính cell, diện tích cell từ xác định số cell dựa vào diện tích; tính số cell dựa vào khả dung lượng cell số lượng thuê bao dự kiến phục vụ Kết cuối số cell cực đại hai phương án 3.4.1.Tính số cell theo dung lượng a Tính dung lượng cực N max = + Gp Eb v(1 + β ) N 'O λ η =1+ (1228800 / 9600)  2,4  1,3  ≈ 36 6,8 / 10 10 x 0,4(1 + 0,4)   Kết cho biết dải quạt tối đa có 36 người sử dụng Khi tính toán dung lượng thực không vượt 75% dung lượng cực, dải quạt tính toán không 27 người sử dụng ,tra bảng Erlang B ứng với GoS=2% ứng với 19,256 Erlang b.Tính hệ số tải dự trữ nhiễu + Hệ số tải: η = Eb / N '0 6,8 Kν (1 + β ) = 27 * 0,4 * (1 + 0,4) = 0,79 GP 1228800 / 9600 56 + Dự trữ nhiễu : L=-10log(1- η )= -10log(1-0,714) = 6.99 dB c.Tính số cell +Tính toán cho vùng A: -Số thuê bao: 10000 -Dung lượng cần: BHCA/thuê bao * Số thuê bao * Thời hạn gọi/3600 = 1,38*10000*65/3600= 249,17 Erlang -Dung lượng kể chuyển giao mềm: Dung lượng cần * hệ số chuyển giao mềm = 249,17*1,4 = 348,83 Erlang -Số dải quạt cần: (mỗi dải quạt 16,631 Erlang): 348,83/19,256 ≈ 18 dải quạt -Số cell cần: (mỗi cell dải quạt): 18/2,4=8 cell Tính toán tương tự cho vùng lại ta có bảng số cell cho vùng sau: Bảng 3.3.Bảng kết số cell cho vùng tính theo dung lượng BHCA/ Số Vùng thuê thuê Dung Dung lượng Dung lượng cần cần bao 1.38 1.38 1.38 1.38 A B C D Tổng bao 10000 5000 3200 1800 Erlang 249.17 124.58 79.73 44.85 20000 SHOF 498.33 kể SHOF cực Erlang 348.84 174.4 111.6 62.8 1.4 1.4 1.4 1.4 lượng 697.64 Erlang 19.256 19.256 19.256 19.256 Số dải quạt 18.12 9.06 5.8 3.26 36.2 Số cell 15 Kết bảng 3.3 cho thấy để đảm bảo dung lượng vùng phục vụ cần 15 cell, điều có nghĩa đảm bảo yêu cầu dung lượng mà chưa tính đến vùng phủ sóng 57 3.4.2.Tính số cell theo vùng phủ a.Tính suy hao cho phép +Suy hao cực đại cho phép -Tạp âm nền: NT = N0 + Nb = -174 + = -169 dBm -Cường độ tối thiểu yêu cầu: Pmin = NT + (Eb/N’0)req + 10logR – 10logW/R + Ldtn = -162,2 + log9600 -10log(1228800/9600) +3 = -146,45 dBm -Tổn hao đường truyền cho phép: Lp = Pm – Pmin + Gb – Lc – Lct – Lh - Lb = 36 + 146,45 + 15 – 2,5 – 10,2 – – 10 = 166,75 Db (1) b.Tính bán kính cell Ta sử dụng mô hình Walfisch-Ikemagi ∆ hm = hr – hm = 15 – 1,5 = 13,5 ∆ hb = hb – hr = 30 – 15 =15 L0 = -9.646 dB Lbsh = -18log11 + ∆ hb = -3,75 dB  f  −1 = 3,93  925  ka = 54; kd = 18 – 15( ∆ hb/ ∆ hm) = 1,33; kf = + 1,5  -Suy hao không gian tự do: Lf =32,4 + 20logr + 20logf =32,4 + 20logr + 20log880 = 91,29 + 20logr -Nhiễu xạ mái nhà-phố tổn hao tán xạ: Lrts = L0 +20log ∆ hm + 10logf – 10logw – 16,7 58 = -9,646+20log13,5+10log880 – 10log15 – 16,7 = 13,94 -Tổn hao vật che chắn: Lms = Lbsh + ka + kdlogr + kflogf – 9logb = -3,75 + 54 + 1,33logr + 3,93log880 – 9log25 = 49,24 + 1,33logr (dB) -Suy hao cho phép: Lp = Lf + Lrts + Lms = 91,29 + 20logr +13,94 + 49,24 + 1,33logr = 154,47 + 21,33logr Từ (1) (2), ta có: (2) 166,75 = 154,47 + 21,33logr logr = 0,686 r =3,76 (km) -Diện tích cell: S= 2,6r2 =2,6*(3,76)2= 36,76 (km2) c.Tính số cell Tính số cell theo vùng phủ phải dựa vào diện tích cụ thể khu vực bán kính cell tính trên, ta có: số cell=diện tích vùng/diện tích cell Từ phép tính ta bảng kết sau: 59 Bảng 3.4.Bảng kết tính số cell theo vùng phủ Tên Diện tích vùng A B C D Tổng Số cell km2 400 250 200 150 1000 11 27 Kết bảng 3.4 cho thấy để phủ sóng toàn vùng phục vụ 1000 km ta cần 27 cell, so với cách tính theo dung lương số cell lớn nhiều dung lượng dự đoán thấp (trung bình 20 thuê bao/km2) 3.4.3.Kết tính số cell Kết tính số cell lấy kết lớn từ hai cách tính Từ kết ta tính lại thông số: số thuê bao cell, hệ số tải, dự trữ nhiễu, bán kính cell Ta có bảng kết sau: Bảng 3.5.Bảng kết tính số cell theo vùng phủ Diện Vùng tích (km2) A 400 B 250 C 200 D 150 Tổng 1000 Hệ số tải 0.48 0.39 0.36 0.24 Dự trữ nhiễu [dB] 2.84 2.15 1.94 1.19 Suy hao (dB) 166.91 167.6 167.81 168.56 Bán kính (km) 3,76 3,76 3,76 3,76 Số cell 11 27 Kết bảng 3.5 cho thấy số cell cần cho toàn vùng phục vụ 27 cell, đảm bảo yêu cầu dung lượng vùng phủ Với kết dung lượng tăng lên lên tương lai mà hệ thống có khả phục vụ hệ số tải thấp Tuy nhiên, điều làm lãng phí đầu tư để giảm số cell ta tối ưu theo thuật toán tối ưu vùng phủ dung lượng 60 3.4.4.Tối ưu vùng phủ dung lượng + Thuật toán tối ưu: thiết kế mạng di động CDMA phải đảm bảo chất lượng dịch vụ, dung lượng vùng phủ Trong trình tính toán ta giả thiết dung lương cell thực tế dung lượng cell khác Một khu vực có diện tích lớn diện tích cell tính dung lượng thấp dung lượng tính lúc ta phải điều chỉnh lại bán kính cell để đảm bảo dung lượng vùng phủ Việc điều chỉnh dựa sở phân tích hệ số tải cell để điều chỉnh thông số cell Để xây dựng toán tối ưu trình định cỡ phụ thuộc vào nhiều tham số khác nhau, thông tin dự báo nhu cầu dung lượng mang tính tương đối Do vậy, xem xét toán gần tối ưu trình lặp hệ số tải Ở bước lặp, khởi tạo hệ số tải bất kỳ, sau sẻ giảm dần để cân với hệ số tải thực tế, từ ta có sơ đồ thuật toán tối ưu cell sau: -Các tham số thiết bị -Đặc điểm truyền dẫn -Các tham số thiết bị -Dung lượng vùng phủ Phân tích dung lượng Phân tích vùng phủ Bán kính cell cực đại Diện tích cell cực đại Đúng Kết hệ số tải Tăng Nếu Sai Đúng Nếu Giảm Sai Chấp nhận bán kính cell Xác định số cell Số cell=max{số cell tính theo dung 61 lượng, số cell tính theo vùng phủ} Hình 3.9 Sơ đồ thuật toán tối ưu số cell dung lượng vùng + Giải thích thuật toán: ban đầu ta tính số cell theo dung lượng vùng phủ với hệ số tải cho trước ηc = 0,5 (tương ứng với dự trữ nhiễu dB), kết số cell=max{số cell tính theo dung lượng, số cell tính theo vùng phủ} Từ kết số cell, phân tích theo dung lượng xác định số thuê bao cell từ tính lại hệ số tải ηt So sánh ηc ηt , ηc khác ηt tăng giảm ηc tính lại dự trữ nhiễu, suy hao cho phép, bán kính cell, số cell theo vùng phủ ηc = ηt kết thúc + Kết thuật toán: sau tính toán lại số cell với thuật toán ta có kết bảng 4.6 Bảng 3.6.Bảng kết số cell tối ưu vùng phủ dung lượng 62 Diện Số Hệ số Dự trữ Suy Bán Vùng tích thuê tải nhiễu hao kính (km2) A 400 B 250 C 200 D 150 Tổng 1000 bao 10000 5000 3200 1800 20000 0.48 0.45 0.42 0.33 [dB] 2.84 2.52 1.08 1.67 (dB) 166.91 167.67 167.95 168.08 (km) 3.8 3.93 4.19 4.31 Số cell 11 24 + Kết luận: từ kết bảng 3.6 ta thấy số cell sau tối ưu giảm cell so với chưa tối ưu đảm bảo yêu cầu dung lượng vùng phủ tính toán, tiết kiệm chi phí đầu tư kinh tế đưa mạng vào lắp đặt Vậy quy hoạch mạng di động CDMA vấn đề tính toán dung lượng vùng phủ phải liền với 4.5.Kết luận chương Chương đưa bước để tính toán, thiết kế, định cỡ mạng CDMA cho vùng với tiêu chí tối ưu hóa phương diện vùng phủ sóng dung lượng hệ thống vô tuyến Trong phần tính toán, xác định số cell theo dung lượng vùng phủ Sau dùng thuật toán tối ưu để tối ưu hoá số cell nhằm đảm bảo dung lượng, vùng phủ giảm chi phí lắp đặt ban đầu 63 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Với đồ án này, em vào tìm hiểu công nghệ CDMA thực phân tích yếu tố ảnh hưởng đến trình quy hoạch CDMA Phân vùng phủ: phân tích mô hình truyền sóng Hata Walf để áp dụng vào điều kiện quy hoạch cụ thể, phân tích hệ số tải đường truyền để xác định lại bán kính cell tính số cell thông số quan trọng dùng thuật toán tối ưu số cell Phân tích dung lượng: từ nhu cầu thực tế phân tích dung lượng vùng đế xác định dung lượng cực đại cho cell, số cell cho vùng Cuối tối ưu lại số cell sau phân tích vùng phủ phân tích dung lượng để đến lựa chọn số cell cuối cho vùng cần tính toán Đồ án thực nghiên cứu hoàn thành vấn đề lý thuyết sau: - Tìm hiểu trình phát triển hệ thống thông tin di động, phân tích đặc điểm, ưu nhược điểm hệ thống thông tin di dộng CDMA - Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến mạng truy nhập CDMA cách khắc phục - Phân tích yêu cầu nguyên tắc thực quy hoạch mạng CDMA ứng với đặc trưng, cấu trúc địa lý vùng cụ thể, đưa công thức tính toán dung lượng, vùng phủ, sử dụng hai mô hình thực nghiệm cụ thể Hata-Okumura Walfisch-Ikegami Hạn chế lớn đề tài tính toán thực tế, thiếu số liệu nhu cầu dung lượng thực tế vùng cụ thể kết đề tài dừng định cỡ mạng sơ bộ, tính số cell Khi mạng đưa vào lắp đặt hoạt động cần phân tích vùng cụ thể: xác định vị trí, luồng kết nối, cách vận hành tối ưu mạng Đây hướng mà đề tài sẻ tiếp tục nghiên cứu sau 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].PTS.Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin di động hệ (tập 1), Nhà xuất bưu điện, 2001 [2].PTS.Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin di động hệ (tập 2), Nhà xuất bưu điện, 2001 [3].Vũ Đức Thọ, Tính toán mạng thông tin di động số Cellular, Nhà xuất giáo dục, 2001 [6] PTS Nguyễn Phạm Anh Dũng, cdmaOne cdma2000, Nhà xuất bưu điện, Hà Nội - 2003 [8].Lee, William C.Y, Mobile Cellular Telrcommunication Systems, McGrawHill, New York, 1989 [9].Clint Smith, P.E Curt Gervelis, Cellular System Design and Optimization, McGraw-Hill, New York, 1996 65 PHỤ LỤC BẢNG ERLANG B N: Số kênh hay mạch truyền dẫn cần cho lưu lượng muốn truyền cấp phục vụ xác định KÊNH CẤP PHỤC VỤ MẠCH N 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 0.002 0.005 0.008 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.050 0.100 0.002 0.065 0.249 0.535 0.900 1.325 1.798 2.311 2.855 3.427 4.022 4.637 5.270 5.919 6.582 7.258 7.946 8.644 9.351 10.068 10.793 11.525 12.265 13.011 13.763 14.522 15.285 0.031 0.282 0.715 1.259 1.875 2.543 3.250 3.987 4.748 5.529 6.328 7.141 7.967 8.803 9.650 10.505 11.368 12.238 13.115 13.997 14.885 15.778 16.675 17.577 18.483 19.392 20.305 0.005 0.008 0.105 0.135 0.349 0.418 0.701 0.810 1.132 1.281 1.622 1.809 2.157 2.382 2.730 2.990 3.333 3.627 3.961 4.289 4.610 4.971 5.279 5.671 5.964 6.386 6.663 7.115 7.376 7.857 8.100 8.609 8.834 9.371 9.578 10.143 10.331 10.922 11.092 11.709 11.860 12.503 12.635 13.303 13.416 14.110 14.204 14.922 14.997 15.739 15.795 16.561 16.598 17.387 0.010 0.153 0.455 0.869 1.361 1.909 2.501 3.128 3.783 4.461 5.160 5.876 6.607 7.352 8.108 8.875 9.652 10.437 12.230 12.031 12.838 13.651 14.470 15.295 16.125 16.959 17.797 0.015 0.190 0.535 0.992 1.524 2.112 2.742 3.405 4.095 4.807 5.539 6.287 7.049 7.824 8.610 9.406 10.211 11.024 11.845 12.672 13.506 14.345 15.190 16.040 16.894 17.753 18.616 66 0.020 0.222 0.602 1.092 1.657 2.276 2.935 3.627 4.345 5.084 5.842 6.615 7.402 8.200 9.010 9.828 10.656 11.491 12.339 13.182 14.036 14.896 15.761 16.631 17.505 18.383 19.265 0.026 0.254 0.661 1.180 1.772 2.417 3.102 3.817 4.558 5.320 6.099 6.894 7.701 8.520 9.349 10.188 11.034 11.888 12.748 13.615 14.487 15.364 16.246 17.133 18.024 18.918 19.817 0.053 0.381 0.899 1.525 2.218 2.960 3.738 4.543 5.370 6.216 7.076 7.950 8.835 9.730 10.633 11.544 12.461 13.385 14.315 15.249 16.189 17.132 18.080 19.031 19.985 20.943 21.904 0.111 0.595 1.271 2.045 2.881 3.758 4.666 5.597 6.546 7.511 8.487 9.474 10.470 11.473 12.484 13.500 14.522 15.548 16.579 17.613 18.651 19.692 20.737 21.784 22.833 23.885 24.939 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 16.054 16.828 17.606 18.389 19.176 19.966 20.761 21.559 22.361 23.166 23.974 24.785 25.599 26.416 27.235 28.057 28.882 29.708 30.538 31.369 32.203 33.039 33.876 34.716 35.558 36.401 37.247 38.094 38.942 30.793 40.645 41.498 42.353 43.210 44.068 44.927 45.788 46.650 47.513 48.378 49.243 50.110 17.406 18.218 18.218 19.053 19.034 19.891 19.854 20.734 20.678 21.580 21.505 22.429 22.336 23.281 23.169 24.136 24.006 24.994 24.846 25.854 25.689 26.718 26.534 27.583 27.382 28.451 28.232 29.322 29.085 30.194 29.940 31.069 30.797 31.946 31.656 32.824 32.517 33.705 33.381 34.587 34.246 35.471 35.113 36.357 35.982 37.245 36.852 38.134 37.724 39.024 38.598 39.916 39.474 40.810 40.351 41.705 41.229 42.601 42.109 43.499 42.990 44.398 43.873 45.298 44.757 46.199 45.642 47.102 46.528 48.005 47.416 48.910 48.305 49.816 49.195 50.723 50.086 51.631 50.978 52.540 51.872 53.450 52.766 54.361 18.640 19.487 20.337 21.193 22.048 22.909 23.772 24.638 25.507 26.378 27.252 28.129 29.007 29.888 30.771 31.656 32.543 33.432 34.322 35.215 36.109 37.004 37.901 38.800 39.700 40.602 41.505 42.409 43.315 44.222 45.130 46.039 46.950 47.861 48.774 49.688 50.603 51.518 52.435 53.353 54.272 55.191 19.482 20.352 21.226 22.103 22.983 23.866 24.751 25.640 26.530 27.424 28.319 29.217 30.116 31.018 31.922 32.827 33.735 34.644 35.554 36.466 37.380 38.296 39.212 40.130 41.050 41.971 42.893 43.816 44.740 45.666 46.593 47.521 48.449 49.379 50.310 51.242 52.175 53.109 54.043 54.979 55.915 56.852 67 20.150 21.039 21.932 22.827 23.725 24.626 25.529 26.435 27.343 28.254 29.166 30.081 30.997 31.916 32.836 33.758 34.682 35.607 36.534 37.462 38.392 39.323 40.255 41.189 42.124 43.060 43.997 44.936 45.875 46.816 47.758 48.700 49.644 50.589 51.534 52.481 53.428 54.376 55.325 56.275 57.226 58.177 20.719 21.623 22.531 23.442 24.356 25.272 26.191 27.112 28.035 28.960 29.887 30.816 31.747 32.680 33.615 34.551 35.488 36.428 37.368 38.310 39.254 40.198 41.144 42.091 43.040 43.989 44.940 45.891 46.844 47.797 48.752 49.707 50.664 51.621 52.579 53.538 54.498 55.459 56.420 57.383 58.346 59.309 21.221 22.140 23.062 23.987 24.914 25.844 26.776 27.711 28.647 29.585 30.526 31.468 32.412 33.357 34.305 35.253 36.203 37.155 38.108 39.062 40.018 40.975 41.933 42.892 43.852 44.813 45.776 46.739 47.703 48.669 49.635 50.602 51.570 52.539 53.508 54.478 55.450 56.421 57.394 58.367 59.341 60.316 22.867 23.833 24.802 25.773 26.746 27.721 28.698 29.677 30.657 31.640 32.624 33.609 34.596 35.584 36.574 37.565 38.557 39.550 40.545 41.540 42.537 43.534 44.533 45.533 46.533 47.534 48.536 49.539 50.543 51.548 52.553 53.559 54.566 55.573 56.581 57.590 58.599 56.609 60.619 61.630 62.642 63.654 25.995 27.053 28.113 29.174 30.237 31.301 32.367 33.434 34.503 35.572 36.643 37.715 38.787 39.861 40.936 42.011 43.088 44.165 45.243 46.322 47.401 48.481 49.562 50.644 51.726 52.808 53.891 54.975 56.059 57.144 58.229 59.315 60.401 61.488 62.575 63.663 64.750 65.839 66.927 68.016 69.106 70.196 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 50.979 51.848 52.718 53.590 54.463 55.337 56.211 57.087 57.964 58.842 59.720 60.600 61.480 62.362 63.244 64.127 65.011 65.896 66.782 67.669 68.556 69.444 70.333 71.222 72.113 73.004 73.895 74.788 75.681 76.575 77.469 53.662 55.273 54.558 56.186 55.455 57.099 56.354 58.014 57.253 58.929 58.153 59.846 59.054 60.763 59.956 61.681 60.859 62.600 61.763 63.519 62.668 64.439 63.573 65.360 64.479 66.282 65.386 67.204 66.294 68.128 67.202 69.051 68.111 69.976 69.021 70.901 69.932 71.827 70.843 72.753 71.755 73.680 72.668 74.608 73.581 75.536 74.495 76.465 75.410 77.394 76.325 78.324 77.241 79.255 78.157 80.186 79.074 81.117 79.992 82.050 80.910 82.982 56.112 57.033 57.956 58.879 59.803 60.728 61.653 62.579 63.506 64.434 65.363 66.292 67.222 68.152 69.084 70.016 70.948 71.881 72.815 73.749 74.684 75.620 76.556 77.493 78.430 79.368 80.306 81.245 82.184 83.124 84.064 57.790 58.729 59.669 60.609 61.550 62.492 63.434 64.378 65.322 66.266 67.211 68.157 69.104 70.051 70.998 71.947 72.896 73.845 74.795 75.745 76.696 77.648 78.600 79.553 80.506 81.459 82.413 83.368 84.323 85.278 86.234 68 59.129 60.082 61.036 61.990 62.945 63.900 64.857 65.814 66.771 67.729 68.688 69.647 70.607 71.568 72.529 73.490 74.452 75.415 76.378 77.342 78.306 79.271 80.236 81.201 82.167 83.133 84.100 85.068 86.035 87.003 87.972 60.274 61.239 62.204 63.171 64.138 65.105 66.073 67.042 68.012 68.982 69.952 70.923 71.895 72.867 73.839 74.813 75.786 76.760 77.735 78.710 79.685 80.661 81.638 82.614 83.592 84.569 85.547 86.526 87.504 88.484 89.463 61.291 62.267 63.244 64.221 65.199 66.177 67.156 68.136 69.116 70.096 71.077 72.059 73.041 74.024 75.007 75.990 76.974 77.959 78.944 79.929 80.915 81.901 82.888 83.875 84.862 85.850 86.838 87.826 88.815 89.804 90.794 64.667 65.680 66.694 67.708 68.723 69.738 70.753 71.769 72.786 73.803 74.820 75.838 76.856 77.874 78.893 79.912 80.932 81.952 82.972 83.993 85.014 86.035 87.057 88.079 89.101 90.123 91.146 92.169 93.193 94.216 95.240 71.286 72.376 73.467 74.558 75.649 76.741 77.833 78.925 80.018 81.110 82.203 83.297 84.390 85.484 86.578 87.672 88.767 89.861 90.956 92.051 93.146 94.242 95.338 96.434 97.530 98.626 99.722 100.819 101.916 103.013 104.110