Ứng dụng GIS hỗ trợ vận hành tối ưu mạng lưới BTS (trạm thu phát gốc) trên địa bàn thủ đô hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG GIS HỖ TRỢ VẬN HÀNH TỐI ƢU MẠNG LƢỚI BTS (TRẠM THU PHÁT GỐC) TRÊN ĐỊA BÀN THỦ ĐÔ HÀ NỘI Họ tên sinh viên: TRƢƠNG ĐÌNH MINH ĐỨC Ngành: Hệ Thống Thông Tin Môi Trƣờng Niên khóa: 2010 – 2014 Tháng năm 2014 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin chân thành cảm ơn quý thầy cô môn Tài nguyên GIS thuộc khoa Môi trƣờng Tài nguyên, đặc biệt PGS.TS Nguyễn Kim Lợi – Trƣởng môn tận tâm dạy bảo, truyền đạt nhiều kiến thức quý báu làm tảng hoàn thành tiểu luận Đồng thời, xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Duy Liêm thầy Lê Hoàng Tú tích cực bảo, góp ý để có viết thật tốt Tôi chân thành cảm ơn Thạc sĩ Khƣu Minh Cảnh công tác Trung tâm ứng dụng Hệ Thống Thông Tin Địa Lý – Sở Khoa Học Công Nghệ TP.HCM, ngƣời tận tình hƣớng dẫn, bảo, truyền đạt kiến thức góp ý suốt trình thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến nhà khoa học Ashay Dharwadker, nghiên cứu Viện Toán Học Ấn Độ, ngƣời thực phần mềm Independent Set Algorithm, đóng góp lớn cho trình thực đề tài Tôi xin gửi lời tri ân đến chuyên viên tra quân Viễn Thông Kiên Giang Lê Công Hoàng - ngƣời dành không thời gian quý báu cung cấp thông tin thiết yếu phục vụ cho đề tài Gia đình bạn bè nguồn động lực to lớn mặt tinh thần giúp cho vƣợt khó khăn học tập sống Trƣơng Đình Minh Đức Bộ môn Tài nguyên GIS Khoa Môi trƣờng Tài nguyên Trƣờng Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh Trang TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng GIS hỗ trợ vận hành tối ƣu mạng lƣới BTS địa bàn thủ đô Hà Nội” đƣợc thực Trung Tâm Địa Lý Ứng Dụng – Sở Khoa Học Công Nghệ Tp.Hồ Chí Minh, khoảng thời gian từ tháng 3/2014 đến 5/2014 Đề tài đƣợc thực nhằm đáp ứng phát triển vƣợt bậc công nghệ phát sóng di động, kéo theo số lƣợng trạm BTS tăng vọt, phân bố dày đặc phân bố phủ sóng địa lý chƣa hợp lý Trong phát triển đó, vấn đề tối ƣu chất lƣợng phủ sóng để phục vụ tiềm tàng Trong đó, việc tìm kiếm lời giải bố trí điều hƣớng phát sóng BTS điều cần thiết nhằm tiết kiệm lƣợng giảm bớt nhiễu sóng, giảm thiểu gây ảnh hƣởng sức khỏe ngƣời dân, đô thị Từ liệu 1600 trạm BTS phục vụ điện thoại di động Hà Nội cho thấy hệ thống BTS dày đặc cần phát sóng địa lý hợp lý Với BTS có ba hƣớng phát sóng, ta cần tạo ba phƣơng án phủ sóng ứng với trạm BTS Trong liệu dạng điểm Do đó, liệu phải trải qua trình xử lý công cụ phân tích không gian GIS để tạo vùng phủ sóng theo ba hƣớng trạm Bài toán đặt từ liệu đƣợc xử lý chọn hƣớng phủ sóng trạm BTS cho hai trạm không trùng lắp a% diện tích, BTS phát hƣớng Qua đó, đề tài sử dụng phƣơng pháp tập bền vững (tập độc lập-indepent set) để giải Kết đề tài đạt đƣợc, xây dựng đƣợc phần mềm xử lý tập bền vững (tập độc lập) đồ thị để mô hình hóa việc tối ƣu dựa định hƣớng phát sóng hình học hai chiều (2D) nhằm mô hình hóa Đồng thời, phần mềm tích hợp hiển thị kết nhằm giúp cho ngƣời quản lý có cách nhìn trực quan mặt liệu Trang MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU Chƣơng Mở Đầu 10 Đặt vấn đề 10 Mục tiêu nghiên cứu 11 Đối tƣợng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 11 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu 11 3.2 Phạm vi nghiên cứu 11 CHƢƠNG TỔNG QUAN 12 Tổng quan BTS 12 Khu vực nghiên cứu 14 2.1 Tổng quan Hà Nội 14 2.2 Hiện trạng đối tƣợng nghiên cứu khu vực .15 Cở sở lý thuyết 16 3.1 Phân tích không gian 16 3.2 Lý thuyết đồ thị 17 3.2.1 Tổng quan 17 3.2.2 Tập bền vững (independent set) 19 3.2.3 Tập bền vững cực đại (Maximum Independent set) 20 3.3 Phép biến đổi không gian hai chiều 21 3.3.1 Phép biến đổi affine .21 3.3.2 Phép Quay (Rotation) 21 3.4 SQL .23 Tình hình nghiên cứu 23 4.1 Ngoài nƣớc .23 4.2 Trong nƣớc .24 Tổng quan phần mềm sử dụng đề tài 25 5.1 Postgresql 25 5.1.1 Giới thiệu 25 Trang 5.1.2 So sánh Postgresql HQTCSDL khác .25 5.2 Postgis 28 5.3 ArcGIS 28 5.4 Arc Engine 29 5.5 Independent Set Algorithm 30 Tổng quan toán hỗ trợ vận hành trạm BTS 31 6.1 Phân tích toán 31 6.2 Mô hình hóa toán 31 Chƣơng Dữ liệu phƣơng pháp nghiên cứu 33 1.1 Mô tả liệu 33 1.2 Đồng liệu 34 1.3 Dữ liệu phủ sóng 34 2.3.1 Thu thập liệu 39 2.3.2 Xấp xỉ hình học dạng phát sóng phủ 39 2.3.3 Xây dựng mô hình lớp liệu không gian phủ sóng tất hƣớng m điểm phát sóng BTS 46 2.3.4 Giải toán độc lập cực đại đồ thị 47 2.3.5 Hiển thị liệu không gian 48 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51 Kết 51 1.1 Xây dựng chƣơng trình thực thi 51 1.2 Kết thực thi 54 1.3 Sơ đồ hoạt động phần mềm 55 Thảo luận .55 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 Kết luận .57 1.1 Kết luận mục tiêu đề tài 57 1.2 Ý nghĩa thực tiễn 57 Kiến nghị .58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 Trang DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTS (Basic Transce iver Station): Trạm thu phát gốc MS (Mobile Station): Trạm di động GIS (Georaphycal Information System): Hệ thống thông tin địa lý CSDL: Cơ sở liệu HQTCSDLQH: Hệ quản trị sở liệu quan hệ HQTCSDL: Hệ quản trị sở liệu Trang DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Hình dạng phủ sóng BTS 13 Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động 13 Hình 2.3 Dữ liệu thủ đô Hà Nội 15 Hình 2.4 Thủ tục erase phân tích đơn lớp 17 Hình 2.5 Ảnh minh họa tạo vùng đệm không gian 17 Hình 2.6 Đồ thị có hƣớng 18 Hình 2.7 Đồ thị vô hƣớng 19 Hình 2.8 Ảnh minh họa tập bền vững (Independent set) 20 Hình 2.9 Ví dụ Maximum Independent set 20 Hình 2.10 Phép quay quanh gốc tọa độ góc α 22 Hình 2.11 Phép quay quanh điểm V góc α 23 Hình 2.11 Giao diện phần mềm 31 Hình 3.1 Xấp xỉ hình học cho vùng phủ sóng 40 Hình 3.2 Buffer điểm BTS 41 Hình 3.3 Điểm A, B điểm BTS 42 Hình 3.4 Tam giác IAB 43 Hình 3.5 Kết tạo điểm i 44 Hình 3.5 Tạo buffer điểm i 45 Hình 3.6 Điểm BTS hƣớng phát sóng 0o 46 Hình 3.7 Kết giải toán tập độc 48 Hình 3.8 Hiển thị liệu không gian Form 49 Hình 4.1 Giao diện phần mềm đƣợc thiết kế 51 Trang Hình 4.2 Mô hình hóa lớp phủ sóng 1682 điểm BTS 52 Hình 4.3 Một nghiệm sau chạy Independent Set Algorithm 52 Hình 4.4 chọn hƣớng từ bảng liệu phƣơng án phủ sóng 53 Hình 4.5 Bảng kết cuối để hiển thị vào khung nhìn trực quan 53 Hình 4.6 Kết cuối 54 Trang DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng thống kê số khu vực hành từ liệu thu thập đƣợc hệ thống BTS Viettel Hà Nội 16 Bảng 2.2 Tổng hợp phần tử độc lập .20 Bảng 2.3 So sánh tính hệ điều hành hỗ trợ 26 Bảng 2.4 So sánh hiệu suất lƣu trữ liệu 26 Bảng 2.5 So sánh tính bảo mật 27 Bảng 3.1 Bảng liệu 33 Bảng 3.2 Bảng liệu trạm BTS 33 Bảng 3.3 Bảng liệu thông số kỹ thuật 34 Bảng 3.4 Bảng liệu phủ sóng 35 Trang Chƣơng Mở Đầu Đặt vấn đề Trong địa bàn thủ đô, nhà doanh nghiệp hoạt động lĩnh vực bƣu viễn thông tập trung nhiều Do đó, thành phần hạ tầng tập trung với độ phủ sóng dày đặc với chất lƣợng phục vụ ngày cao, công nghệ ngày đại Ngành bƣu viễn thông đáp ứng đƣợc nhu cầu sử dụng dịch vụ ngƣời dân, doanh nghiệp nhà đầu tƣ Tuy nhiên, thời gian qua, liệu hạ tầng thông tin ngày tản mát quản lý dƣới nhiều định dạng khác nhau, cấu trúc xác định Các liệu chủ yếu tồn dƣới dạng báo cáo, số liệu thống kê, … Điều gây khó khăn cho ngƣời quản lý nắm đƣợc thông tin đối tƣợng Với việc gia tăng dân cƣ thành thị số trạm BTS tăng nhanh việc giải toán việc tối ƣu vận hành trở thành vấn đề khó khăn Trong tình trạng thực trạm phát sóng phân bố dày đặc dẫn đến mật độ phủ sóng vào nhiều Điều gây ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe cho ngƣời dân vùng có mật độ sóng dày đặc Mặt khác, trạm BTS phát sóng tập trung vào chỗ gây tình trạng rớt gọi (hand over) Việc thành lập phần mềm quản lý liệu có sử dụng chức GIS giải vấn đề nêu Phần mềm GIS có ƣu cao hẳn so với việc quản lý liệu giấy tờ Phần mềm giúp tổ chức liệu thành hệ thống rõ ràng, khả lƣu trữ liệu với dung lƣợng lớn với khả truy xuất thông tin cách nhanh chóng giúp ngƣời quản lý dễ dàng nắm bắt thông tin nhanh chóng Phần mềm tích hợp GIS có khả hiển thị liệu cách trực quan mặt không gian đối tƣợng đồ Cung cấp công cụ giải toán tối ƣu phát sóng nhằm tối ƣu chất lƣợng phục vụ lĩnh vực Viễn Thông Đã có nhiều đề tài ứng dụng GIS vào lĩnh vực bƣu viễn thông Tuy nhiên, cách xây dựng phần mềm có tích hợp GIS đảm bảo cho liệu an toàn mặt an ninh lĩnh vực thông tin quan trọng Vì đề tài: “Ứng dụng GIS hỗ trợ vận hành tối ƣu mạng BTS địa bàn thủ đô Hà Nội” đƣợc thực 2 Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng phần mềm có ứng dụng thuật toán tối ƣu không gian nhằm hỗ trợ việc vận hành trạm BTS Với mục tiêu cụ thể:  Quản lý, tổ chức liệu thành hệ thống  Xây dựng phần mềm thực mô lớp liệu phủ sóng  Giải toán tập độc lập để mô hình hóa liệu tối ƣu  Hiển thị liệu không gian lớp phủ sóng BTS Đối tƣợng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu Các trạm BTS thủ đô Hà Nội 3.2 Phạm vi nghiên cứu Về lĩnh vực viễn thông: ứng dụng mã nguồn đóng để viết phần mềm GIS hệ điều hành windows:  Hệ quản trị sở liệu: Postgresql 9.3  ArcEngine: tích hợp vào Visual Studio 2010 giúp hiển thị liệu không gian trực quan cho ngƣời dùng form mà ta thiết kế  Lý thuyết đồ thị Về mặt không gian – địa lý: ứng dụng thuật toán để tính toán tối ƣu để điều chỉnh hƣớng sóng phục vụ Do liệu trạm BTS chủ yếu đƣợc tổ chức giấy tờ không đáp ứng đƣợc nhu cầu phải tổ chức liệu thành hệ thống hiển thị liệu cách trực quan Bên cạnh đó, phân bố dày đặc trạm BTS gây lo ngại cho sức khỏe bất ổn cho ngƣời dân xung quanh Vì cần ứng dụng thuật toán tối ƣu nhằm điều khiển phân bố mật độ phủ sóng cách nhƣng đảm bảo chất lƣợng phục vụ cho ngƣời dân lĩnh vực dịch vụ viễn thông Trang 11 CHƢƠNG TỔNG QUAN Tổng quan BTS  Khái niệm: BTS thiết bị tạo điều kiện thông tin liên lạc không dây thiết bị không dây Các thiết bị không gian nhƣ: điện thoại, thiết bị kết nối internet không dây, …  Công dụng BTS: Thực tất chức thu phát liên quan đến giao diện vô tuyến GSM xử lý tín hiệu mức độ định Về số phƣơng diện xem BTS mođem vô tuyến phức tạp nhận tín hiệu vô tuyến đƣờng lên từ MS biến thành liệu để truyền đến máy khác mạng GSM, nhận liệu từ mạng GSM biến đổi thành tín hiệu phát đến MS Các BTS tạo nên vùng phủ sóng, vị trí chúng định dung lƣợng vùng phủ mạng  Hình dạng phủ sóng BTS: Hình dạng phủ sóng BTS có búp sóng hình vòng cung, gần giống với cánh quạt có gắn thêm hai búp phía sau Mỗi trạm BTS phát sóng bán kính xác định BTS phát sóng theo hƣớng cố định: 0o, 120o, -120o Bên cạnh búp sóng có hai nhánh búp sóng phụ nằm hai hƣớng từ -90o đến -150o 90o đến 150o Nếu khoảng cách tâm phát đến vị trí xa búp 40 đơn vị dài bán kính trung bình hai búp xung quanh 15 đơn vị dài Trang 12 Hình 2.1 Hình dạng phủ sóng BTS  Nguyên lý hoạt động: Khi ta nhấc máy điện thoại di động để gọi, điện thoại di động phát tín hiệu sóng vô tuyến đến trạm BTS gần nơi ta đứng nhất, sau trình xử lý trạm BTS đó, tín hiệu đƣợc truyền đến trạm BTS khác cuối truyền đến trạm BTS gần với thuê bao muốn gọi Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động Trang 13 Khu vực nghiên cứu 2.1 Tổng quan Hà Nội Thủ đô Hà Nội trung tâm kinh tế - văn hóa Việt Nam, nơi tập trung đông dân cƣ Vì phát triển lĩnh vực truyền thông - thông tin đòi hỏi phải đƣợc xây dựng phát triển đáp ứng nhu cầu đƣợc thông tin liên lạc phục vụ ngƣời dân Vị trí địa lý nằm khoảng từ 20°53' đến 21°23' vĩ độ Bắc 105°44' đến 106°02' kinh độ Đông  Phía Bắc giáp với tỉnh Thái Nguyên, Vĩnh Phúc  Phía Nam giáp với tỉnh Hà Nam, Hòa Bình  Phía Đông giáp với tỉnh Bắc Giang, Bắc Ninh, Hƣng Yên  Phía Tây giáp với tỉnh Hòa Bình, Phú Thọ Với vị trí địa lý thuận lợi, thủ đô Hà Nội có hội phát triển mặt, kể lĩnh vực truyền thông Sau mở rộng địa giới hành tháng năm 2008, diện tích Hà Nội 3.3324,92 km2 nằm hai bên bờ sông Hồng nhƣng tập trung chủ yếu bên hữu ngạn Trang 14 Hình 2.3 Dữ liệu thủ đô Hà Nội 2.2 Hiện trạng đối tƣợng nghiên cứu khu vực Trong địa bàn Hà Nội có tổng số lƣợng trạm BTS 5700 (29/4/2014) Trong gần 1200 trạm dùng chung sở hạ tầng doanh nghiệp viễn thông với thuê công ty xây dựng hạ tầng dùng chung BTS hoạt động nhà mạng gồm: Viettel, Mobifone, VinaPhone, Vietnam Mobile G-mobile Trong nhà mạng Viettel, Mobifone, VinaPhone có số lƣợng lớn Trang 15 Bảng 2.1 Bảng thống kê số khu vực hành từ liệu thu thập hệ thống BTS Viettel Hà Nội Khu vực hành Ba Đình Cầu Giấy Đông Anh Đống Đa Sơn Tây … Số lƣợng BTS 105 119 61 131 30 Diện tích (km2) tỉ lệ trạm/km2 9.22; tỉ lệ: 11.38 trạm/km2 12.04; tỉ lệ: 9.88 trạm/km2 182.30; tỉ lệ: 0.33trạm/km2 9.96; tỉ lệ: 13.15trạm/km2 113.47; tỉ lệ: 0.26trạm/km2 Cở sở lý thuyết 3.1 Phân tích không gian Phân tích không gian bao gồm việc sử dụng phép toán để xếp liệu nhƣ thuộc tính có liên quan Đa số phân tích không gian thƣờng đƣợc ứng dụng để giải vấn đề cụ thể Ví dụ: nhận biết vùng có tính an ninh cao, đƣa đoạn đƣờng cần phải tu sửa, vị trí thích hợp để kinh doanh… phép toán không gian đƣợc sử dụng liên tiếp nhằm giải vấn đề đặt Mỗi phép toán phân tích không gian tạo sản ph m đầu kết đầu sử dụng cho phép toán khác Do việc quan trọng phân tích không gian lựa chọn phép toán không gian thích hợp ứng dụng chúng trình tự thích hợp Xử lý thông tin không gian hoạt động quan trọng GIS cấu hình liệu thành dạng thích hợp cho hiển thị phân tích không gian Hai nhóm phƣơng pháp xử lý:  Phân tích đơn lớp: đề cập đến chức áp dụng lần lớp liệu  Phân tích đa lớp: đề cập đến chức áp dụng cho nhiều lớp liệu Đề tài sử dụng phƣơng pháp phân tích đơn lớp với thủ tục sau: Thủ tục xóa (erase): Bỏ phần giao lớp đầu vào (input) lớp clip Kết ta đƣợc phần đầu vào Trang 16 Hình 2.4 Thủ tục erase phân tích đơn lớp Tạo vùng đệm (buffer): Tạo lớp vùng đệm với khoảng cách cho trƣớc Kết đầu vùng đồng khoảng cách Bề rộng vùng đệm số xác định trƣờng hợp áp dụng đồng loạt tất đối tƣợng dựa theo giá trị thuộc tính xác định Hình 2.5 Ảnh minh họa tạo vùng đệm không gian 3.2 Lý thuyết đồ thị 3.2.1 Tổng quan Có dạng đồ thị:  Đồ thị có hƣớng: Một đồ thị có hƣớng G=(X, U) đƣợc định nghĩa bởi:  Tập hợp X ≠ ∅ đƣợc gọi tập đỉnh đồ thị;  Tập hợp U tập cạnh đồ thị;  Mỗi cạnh u∈U đƣợc liên kết với cặp đỉnh (i, j) ∈ X2 Trang 17 Ví dụ minh họa: Hình vẽ bên minh họa hình học đồ thị có:  Tập đỉnh {A, B, C, D}  Tập cạnh {u1, u2, u3, u4, u5, u6}  Ánh xạ φ định nghĩa gồm:  u1 u2 liên kết với cặp (A, B)  u3 liên kết với cặp (A, C)  u4 liên kết với cặp (D, A)  u5 liên kết với cặp (C, B)  u6 liên kết với cặp (C, D) Hình 2.6 Đồ thị có hướng  Đồ thị vô hƣớng: Nếu ta không phân biệt thứ tự cặp đỉnh liên kết với cạnh có đƣợc đồ thị vô hƣớng Đồ thị vô hƣớng G = (X,E) đƣợc định nghĩa bởi:  Tập hợp X ≠ ∅ đƣợc gọi tập đỉnh đồ thị  Tập hợp E tập đỉnh đồ thị  Mỗi cạnh e ∈ E đƣợc liên kết với cặp đỉnh {i, j} không phân biệt thứ tự Ví dụ minh họa: Hình vẽ dƣới minh họa hình học đồ thị có  Tập đỉnh {A, B, C, D}  Tập cạnh {e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7} Trang 18   Ánh xạ φ định nghĩa gồm:  u1 u2 liên kết với cặp (A, B)  u3 liên kết với cặp (A, C)  u4 liên kết với cặp (D, A)  u5 liên kết với cặp (C, B)  u6 liên kết với cặp (C, D) Một số từ ngữ quy ƣớc: Khi cạnh u liên kết với cặp đỉnh (i, j):  Cạnh u kề với đỉnh i j( hay nói đỉnh i đỉnh j kề với cạnh u)  Ta nói u=(i, j), nhƣ có lúc ta viết u=(i, j) v=(i, j) nhƣng lại hiểu u ≠v  Nếu đồ thị vô hƣớng, ta nói hai đỉnh i j đƣợc nối với Nếu đồ thị có hƣớng, ta nói đỉnh i đƣợc nối với đỉnh j  Nếu đồ thị có hƣớng ta nói cạnh đỉnh i kết thúc đỉnh j, ta nói cạnh u khỏi đỉnh i vào đỉnh j Hình 2.7 Đồ thị vô hướng 3.2.2 Tập bền vững (independent set) Tập bền vững (hay gọi tập độc lập) tập hợp đỉnh đồ thị không liền kề Có nghĩa là, cho tập I đỉnh đồ thị G, hai đỉnh cạnh liên kết hai đỉnh Tƣơng đƣơng, cạnh chứa đỉnh tập I Kích thƣớc độc lập số đỉnh chứa Trong đồ thị có nhiều tập độc lập kích thƣớc khác Trang 19 Hình 2.8 Ảnh minh họa tập bền vững (Independent set) Theo ví dụ ảnh, tập bền vững tập hợp điểm màu xanh 3.2.3 Tập bền vững cực đại (Maximum Independent set) Xét đồ thị G, ta gọi tập I1, I2, I3,… tập bền vững Tập bền vững cực đại tập chứa nhiều phần tử tập Việc ứng dụng tối ƣu hóa phƣơng pháp Maximum Indepent set toán khó (NP-Non deterministic Polynomial) Ta xét ví dụ sau, cho đồ thị G có dạng: Hình 2.9 Ví dụ Maximum Independent set Ta có tập độc lập đƣợc liệt kê bảng sau: Bảng 2.2 Tổng hợp phần tử độc lập Tên tập I1 I2 I3 I4 I5 I6 Trang 20 [...]... cứu Các trạm BTS tại thủ đô Hà Nội 3.2 Phạm vi nghiên cứu Về lĩnh vực viễn thông: ứng dụng mã nguồn đóng để viết phần mềm GIS trên nền hệ điều hành windows:  Hệ quản trị cơ sở dữ liệu: Postgresql 9.3  ArcEngine: tích hợp vào Visual Studio 2010 giúp hiển thị dữ liệu không gian trực quan cho ngƣời dùng trên form mà ta đã thiết kế  Lý thuyết đồ thị Về mặt không gian – địa lý: ứng dụng các thu t toán... sẽ phát tín hiệu sóng vô tuyến và nó sẽ đi đến trạm BTS gần nơi ta ứng nhất, sau quá trình xử lý tại trạm BTS đó, tín hiệu đƣợc truyền đi đến trạm BTS khác và cuối cùng truyền đến trạm BTS gần với thu bao muốn gọi Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động Trang 13 2 Khu vực nghiên cứu 2.1 Tổng quan về Hà Nội Thủ đô Hà Nội là trung tâm kinh tế - văn hóa của Việt Nam, là nơi tập trung đông dân cƣ Vì thế sự phát. .. lợi, thủ đô Hà Nội có cơ hội phát triển về mọi mặt, kể cả lĩnh vực truyền thông Sau cuộc mở rộng địa giới hành chính tháng 8 năm 2008, diện tích của Hà Nội là 3.3324,92 km2 nằm ở cả hai bên bờ sông Hồng nhƣng tập trung chủ yếu bên hữu ngạn Trang 14 Hình 2.3 Dữ liệu về thủ đô Hà Nội 2.2 Hiện trạng đối tƣợng nghiên cứu tại khu vực Trong địa bàn Hà Nội có tổng số lƣợng trạm BTS là 5700 (29/4/2014) Trong... thông với nhau hoặc thu các công ty xây dựng hạ tầng dùng chung BTS đang hoạt động của các nhà mạng gồm: Viettel, Mobifone, VinaPhone, Vietnam Mobile và G-mobile Trong đó các nhà mạng Viettel, Mobifone, VinaPhone có số lƣợng lớn hơn cả Trang 15 Bảng 2.1 Bảng thống kê một số khu vực hành chính từ dữ liệu thu thập được về hệ thống BTS Viettel tại Hà Nội Khu vực hành chính Ba Đình Cầu Giấy Đông Anh Đống Đa... tiêu nghiên cứu Xây dựng phần mềm có ứng dụng các thu t toán tối ƣu không gian nhằm hỗ trợ trong việc vận hành các trạm BTS Với các mục tiêu cụ thể:  Quản lý, tổ chức dữ liệu thành một hệ thống  Xây dựng phần mềm thực hiện mô phỏng lớp dữ liệu phủ sóng  Giải bài toán tập độc lập để mô hình hóa dữ liệu tối ƣu  Hiển thị dữ liệu không gian lớp phủ sóng của các BTS 3 Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi... biến nó thành dữ liệu để truyền đi đến các máy khác trong mạng GSM, và nhận dữ liệu từ mạng GSM rồi biến đổi nó thành tín hiệu phát đến MS Các BTS tạo nên vùng phủ sóng, vị trí của chúng quyết định dung lƣợng và vùng phủ của mạng  Hình dạng phủ sóng của BTS: Hình dạng phủ sóng của BTS có búp sóng chính là hình vòng cung, gần giống với cánh quạt có gắn thêm hai búp ở phía sau Mỗi trạm BTS phát sóng... dựng phát triển đáp ứng nhu cầu đƣợc thông tin liên lạc phục vụ ngƣời dân Vị trí địa lý nằm trong khoảng từ 20°53' đến 21°23' vĩ độ Bắc và 105°44' đến 106°02' kinh độ Đông  Phía Bắc giáp với tỉnh Thái Nguyên, Vĩnh Phúc  Phía Nam giáp với tỉnh Hà Nam, Hòa Bình  Phía Đông giáp với tỉnh Bắc Giang, Bắc Ninh, Hƣng Yên  Phía Tây giáp với tỉnh Hòa Bình, Phú Thọ Với vị trí địa lý thu n lợi, thủ đô Hà Nội. .. thu t toán để tính toán tối ƣu để điều chỉnh hƣớng sóng phục vụ Do các dữ liệu về trạm BTS chủ yếu đƣợc tổ chức trên giấy tờ không đáp ứng đƣợc nhu cầu của hiện tại là phải tổ chức dữ liệu thành một hệ thống và hiển thị dữ liệu một cách trực quan Bên cạnh đó, sự phân bố dày đặc các trạm BTS gây lo ngại cho sức khỏe và bất ổn cho ngƣời dân xung quanh Vì thế cần ứng dụng các thu t toán tối ƣu nhằm điều khiển... gian thích hợp và ứng dụng chúng đúng trình tự thích hợp Xử lý thông tin không gian là hoạt động quan trọng trong GIS vì nó cấu hình dữ liệu thành một dạng thích hợp cho hiển thị và phân tích không gian Hai nhóm phƣơng pháp xử lý:  Phân tích đơn lớp: đề cập đến chức năng áp dụng mỗi lần một lớp dữ liệu  Phân tích đa lớp: đề cập đến chức năng áp dụng cho nhiều lớp dữ liệu Đề tài sử dụng phƣơng pháp... TỔNG QUAN 1 Tổng quan về BTS  Khái niệm: BTS là thiết bị tạo điều kiện thông tin liên lạc không dây giữa các thiết bị không dây Các thiết bị không gian nhƣ: điện thoại, các thiết bị kết nối internet không dây, …  Công dụng của BTS: Thực hiện tất cả các chức năng thu phát liên quan đến giao diện vô tuyến GSM và xử lý tín hiệu ở mức độ nhất định Về một số phƣơng diện có thể xem BTS là mođem vô tuyến phức