Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone (tt)

Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone (tt)Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone (tt)Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone (tt)Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone (tt)Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone (tt)Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone (tt)Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone (tt)Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone (tt)Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone (tt)Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone (tt)Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone (tt)Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone (tt)

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG - MAI HUY KHÔI NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TÁI PHÂN BỔ TẦN SỐ UMTS 900 VINAPHONE Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2017 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS Trương Trung Kiên Phản biện 1: ………………………………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông Vào lúc: ngày tháng năm 2017 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông LỜI MỞ ẦU Thông tin di động ngày trở thành công nghiệp phát triển vô nhanh chóng Sự xuất ngày nhiều loại thiết bị thông minh smartphone, máy tính bảng, USB 3G… với mức giá hợp lý tạo sở cho nhu cầu sử dụng liệu ngày cao Việt Nam 3G môi trường thích hợp đáp ứng nhu cầu thực tế người sử dụng Để đáp ứng nhu cầu ngày tăng số lượng lẫn chất lượng dịch vụ đặc biệt dịch vụ truyền số liệu đa phương tiện công nghệ băng rộng đời Với khả tích hợp nhiều dịch vụ, công nghệ băng rộng dần chiếm lĩnh thị trường viễn thông Hiện nay, công nghệ UMTS băng tần 1920-1980/2110-2170MHz phát triển rộng khắp, nhiều nhà mạng xây dựng đưa vào sử dụng Tuy nhiên, suy hao mặt truyền sóng sử dụng băng tần cao gây không khó khăn mặt đầu tư phát triển vùng xa Xuất phát từ suy nghĩ nên định chọn đề tài: “Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone” Nâng cao dung lượng hệ thống có nhiều giải pháp như: Sử dụng băng tần 900 Mhz cho 3G (phân bổ tần số UMTS 900), nâng cấp cấu hình phần cứng, sử dụng sector kéo dài, điều khiển công suất, phân tập không gian thời gian, tăng tốc độ truyền tải liệu áp dụng công nghệ HSDPA, DC-HSDPA Do điều kiện giới hạn thời gian nên luận văn nghiên cứu triển khai thực tế giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900MHz Luận văn thực nghiên cứu, phân tích, đánh giá kết thực tế triển khai UMTS 900 mạng di động Vinaphone khu vực Hà Nội Bố cục luận văn gồm chương sau: Chương 1: Giới thiệu chung tổng quan công nghệ 3G Chương 2: Giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Chương 3: Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 triển khai thực tế mạng Vinaphone 2 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ỘNG 3G 1.1 Tổng quan WCDMA (Wideband CDMA) công nghệ thông tin di động hệ 3, giúp tăng tốc độ truyền nhận liệu cho hệ thống GSM cách dùng kỹ thuật CDMA hoạt động băng tần rộng thay cho TDMA 1.2 Phổ tần 3G ITU (International Telecommunication Union) phân bổ 230 MHz tần số cho hệ thống thông tin di động 3G IMT-2000: 1885 ~ 2025MHz đường lên 2110 ~ 2200MHz đường xuống Trong đó, dải tần số 1980MHz ~ 2010 MHz (uplink) 2170 ~ 2200MHz (downlink) sử dụng cho dịch vụ vệ tinh di động Hệ thống WCDMA sử dụng phổ tần số sau (các băng tần khác quy định 3GPP sử dụng): Uplink 1920 ~ 1980MHz downlink 2110 ~ 2170MHz Mỗi tần số sóng mang có độ rộng 5MHz khoảng cách song công 190 MHz Tại Mỹ, phổ tần số sử dụng 1850 ~ 1910MHz đường lên đến 1930 ~ 1990 MHz đường xuống khoảng cách song công 80 MHz Hình 1.1 Phổ tần số WCDMA cho hệ thống thông tin di động  Băng tần 2GHz: 1920 ~ 1980MHz / 2110 ~ 2170MHz Vinaphone sử dụng băng C băng tần 3G  Số tần số vô tuyến (UARFCN) = tần số trung tâm * Đối với băng tần chính, tần số sau: + UL: 9612 ~ 9888MHz 3 + DL: 10562 ~ 10838MHz tần số (DL) mạng 3G Vinaphone là: f1:10788MHz, f2: 10813 MHz, f3: 10838MHz (uplink: 1965 – 1980Mhz downlink: 2155 – 2170Mhz) 1.3 Các phiên phát triển hệ thống thông tin di động thứ UMTS 1.4 Cấu trúc hệ thống vô tuyến UMTS Hình 1.3 Cấu trúc tổng thể hệ thống UMTS/GSM Node-B Node-B trạm thu phát gốc sử dụng công nghệ WCDMA, Node B thực thu phát tần số vô tuyến để liên lạc trực tiếp với máy di động Node B có chức tối thiểu thu phát vô tuyến điều khiển RNC (Radio Network Controller) RNC (Radio Network Control) Điều khiển gọi vô tuyến (quản lý tài nguyên vô tuyến, điều khiển quản lý chuyển giao gọi …) RNC kết nối đến mạng lõi thông qua giao tiếp Iu, kết nối đến Node B qua giao tiếp Iub, kết nối đến RNC khác qua giao tiếp Iur Các giao diện UMTS - Giao diện Cu - Giao diện Uu - Giao diện Iu - Giao diện Ỉur - Giao diện Iub 1.5 Tổng kết chƣơng Trong chương này, đề cập đến vấn đề: tổng quan mạng thông tin di dộng WCDMA, phổ tần sử dụng, phiên phát triển hệ thống thông tin di động thứ 3, đặc điểm mạng thông tin di dộng WCDMA cấu trúc mạng, thành phần mạng WCDMA CHƢƠNG 2: GIẢI PHÁP TÁI PHÂN BỔ TẦN SỐ UMTS 900 2.1 Mục tiêu Mục tiêu giải pháp phân bổ tần số UMTS 900 nhằm nâng cáo chất lượng dịch vụ 3G: + Cải thiện chất lượng gọi thoại call video + Cải thiện tốc độ download upload truy cập internet + Nâng cao chất lượng dịch vụ giá tri gia tăng 3G video streaming + Cải thiện, quy hoạch, nâng cao vùng phủ sóng 3G 2.2 Tổng quan tái phân bổ tần số 2.2.1 Khái niệm tái phân bổ tần số Phân bổ tần số chiến lược mà nhà khai thác viễn thông tái sử dụng lại tài nguyên tần số để triển khai công nghệ mạng vô tuyến nhằm cải thiện hiệu sử dụng phổ tần số tốc độ liệu Do phân bổ tần số 900MHz dành riêng 5MHz băng tần GSM 900MHz để triển khai UMTS 900MHz 2.2.2 Ưu điểm phân bổ tần số băng tần 900MHZ Hiện thiết bị hoạt động băng 900MHz sử dụng rộng rãi Các thống kê tính đến cuối năm 2008 có khoảng 80% thiết bị vô tuyến hoạt động băng 900MHz Cuối năm 2009, nhiều nhà cung cấp thiết bị bị hết hạn cấp phép GSM 900 họ cần tiến hành gia hạn cấp phép Tháng 7/2009, liên minh Châu Âu – EU thống băng GSM 900 sử dụng cho UMTS Do đó, số nhà khai thác mạng triển khai mạng UMTS mà không cần mua giấy phép sử dụng UMTS 2.2.3 Lợi ích vùng phủ UMTS 900 Bên cạnh thuận lợi nêu trên, so với băng tần 2100MHz, băng tần 900MHz thích hợp với môi trường vô tuyến hơn: truyền không gian tự do, suy hao băng tần 900MHz bé 7dB so với băng tần 2100MHz; so với GSM UMTS có hiệu tần số cao hơn, độ nhậy cao có vùng phủ rộng nhờ công nghệ trải phổ 5 Hình 2.1 so sánh vùng phủ UMTS 900, UMTS 2100, GSM 900 DCS 1800 Trong hình với vùng phủ tương đương UMTS 2100 cần 30% số trạm UMTS 900 Do giảm chi phí xây dựng trạm, cải thiện hiệu mạng So với U2100, bán kính vùng phủ HSPA U 900 tăng 70% vùng dịch vụ HSPA mở rộng làm sở quan trọng để triển khai UMTS 900 cho vùng nông thôn Cùng vùng phủ tương đương GSM 900, UMTS đảm bảo tốc độ liệu cao 1Mbit/s Hình 2.1 So sánh vùng phủ loại mạng di động Một ưu điểm quan trọng khác UMTS 900 là: khả phủ tốt nhiều so với UMTS 2100 Số liệu thống kê đo kiểm rằng, mức suy hao thâm nhập băng tần 900MHz thấp 3dB so với băng tần 2100MHz Đặc biệt môi trường truyền sóng đường phố, suy hao thâm nhập băng tần 900MHz thấp 12dB so với băng tần 2100MHz Trong môi trường đô thị (urban), suy hao thâm nhập băng tần 900MHz thấp 20dB so với băng tần 2100MHz Do vậy, kịch phủ vùng đô thị UMTS 900 cho vùng phủ indoor cho chất lượng tốt nhiều so với UMTS 2100 Hình 2.2 so sánh suy hao thâm nhập UMTS 900 UMTS 2100 Hình 2.2 So sánh suy hao thâm nhập UMTS 900 UMTS 2100 2.2.4 Lợi ích dung lượng UMTS 900 Với băng thông, UMTS có hiệu sử dụng tần số tốt hơn, cho dung lượng cao so với GSM Ngoài góc độ dung lượng, UMTS 900 vượt trội so với UMTS 2100 Các nghiên cứu môi trường can nhiễu (noise & inteference limited) chẳng hạn indoor vùng nông thôn, UMTS 900 cho tốc độ throughput dung lượng cao UMTS 2100 Hình 2.3 so sánh tốc độ throughput đỉnh UMTS 900 UMTS 2100 kịch phủ sóng indoor hay khu vực mật độ dân cư đông đúc Hình 2.3.So sánh thông lƣợng đỉnh UMTS 900 UMTS 2100 khu vực đông dân cƣ Hình 2.4 minh họa so sánh dung lượng UMTS900 UMTS2100 kịch vùng nông thôn Hình 2.4 So sánh thông lƣợng throughput cell UMTS 900 UMTS 2100 vùng nông thôn 2.3 Các trƣờng tái phân bổ tần số mạng 2.3.1 Trường hợp trạm GU900 vị trí (co-site) Trường hợp trạm GU 900 vị trí (co-located) có ưu điểm: chi phí xây dựng trạm giảm tận dụng hạ tầng trạm cũ; vùng phủ UMTS chồng lấp với vùng phủ GSM cách điều chỉnh mức công suất Trường hợp sử dụng antenna riêng, tối ưu vùng phủ sóng hệ thống cách điều chỉnh góc Tilt góc hướng Azimuth Tuy vậy, trạm GU900 vị trí có nhược điểm: So với trường hợp trạm UMTS phân tách, trạm GU 900 co-located cần nhiều thiết bị UMTS Hình 2.5 Can nhiễu trƣờng hợp trạm GU vị trí 2.3.2 Trường hợp trạm GU 900 phân tách Trường hợp trạm UMTS 900 độc lập có ưu điểm sau: so với GSM 900, UMTS 900 có vùng phủ rộng Nên sử dụng trạm UMTS 900 phân tách (khác vị trí), số lượng trạm UMTS 900 triển khai giảm chi phí đầu tư Tuy nhiên trạm UMTS phân tách có hạn chế: kiến trúc cell mạng cũ bị phá vỡ, không tận dụng hạ tầng sẵn có trạm cũ, chi phí xây trạm UMTS 900 Ngoài can nhiễu hai chiều GSM UMTS tăng khó kiểm soát Hình 2.6 minh họa ảnh hưởng can nhiễu hai hệ thống GSM UMTS hiệu ứng Near-far Hệ thống A (Can nhiễu BS) Hệ thống B (dịch vụ BS) UE or MS (Can nhiễu) D nhiễu Dịch vụ D Hình 2.6 Hiệu ứng gần - xa trạm phân tách 2.4 Áp dụng kịch chiến lƣợc triển khai 2.4.1 Mở rộng vùng phủ sóng UMTS vùng nông thôn ( rual) Ở kịch này, nhà mạng triển khai mạng 2G thời gian bao gồm băng GSM 900 GSM 900 kết hợp DCS 1800, thuê bao 2G tương đối ổn định Nhà mạng triển khai 3G UMTS 2100 khu vực đông dân cư thành phố trung tâm Khi nhu cầu mở rộng mạng lưới cao, nhà mạng mong muốn mở rộng vùng phủ UMTS nơi mà truy cập mạng băng rộng hạn chế Đó vùng nông thôn (rural) vùng ngoại thành (suburban) vùng phủ 3G hạn chế có lưu lượng GSM thấp Hệ phân bổ tần số 900Mhz cần triển khai, tái phân bổ phần tần số cho UMTS để mở rộng dịch vụ 3G cách triển khai mạng UMTS 900 UMTS 900 đem lại vùng phủ rộng UMTS 2100 giúp nhà mạng giảm chi phí triển khai 3G 2.4.2 Phủ sóng hostpot vùng đô thi urban Kịch thứ cho phân bổ tần số triển khai khu vực trung tâm thành thị (urban) xử lý điểm nóng vùng phủ Trong kịch này, xuất phát từ việc tài nguyên 3G băng tần 2100MHz nhà nước cấp phát hạn hẹp, nhu cầu cạnh tranh UMTS khốc liệt, nhà mạng thực phân bổ lại băng tần GSM 900MHz để triển khai phân bổ tần số Quá trình triển khai phân bổ tần số kịch vùng đô thị (urban) lan rộng phủ vùng nông thôn (rural) Hình 2.8 họa mô hình kịch Hình 2.7 Phủ sóng điểm nóng hotspot UMTS900 Trong kịch này, lưu lượng thoại GSM vùng đô thị cao, phần băng tần số 900MHz dùng cho UMTS, vấn đề thâm hụt dung lượng nảy sinh cần có kỹ thuật cải thiện như: kỹ thuật tái sử dụng tần số, kỹ thuật hạn chế can nhiễu, kích hoạt HR/AMR HR bổ sung thêm trạm DCS1800 Hình 2.8 Mở rộng vùng dịch vụ 3G với UMTS900 2.4.3 Triển khai diện rộng mạng 2.5 Tổng kết chƣơng Nâng cao dung lượng mạng thông tin di động hệ WCDMA có nhiều giải pháp đề Các giải pháp nâng cao tài tuyên vô tuyến nâng cấp cấu hình Giải pháp phân bổ tần số UMTS 900 giải pháp ưu việt để nâng cao hiệu dụng tần số băng 900MHz, mở rộng vùng phủ, dung lượng cho mạng 3G mà chi phí đầu tư tối ưu Đấy tiền đề thúc đẩy nhà mạng áp dụng triển khai phân bổ tần số UMTS 900 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHÂN BỔ TẦN SỐ UMTS 900 VÀ TRIỂN KHAI THỰC TẾ TRÊN MẠNG VINAPHONE 3.1 Tổng quan mạng Vinaphone 3.1.1 Hiện trạng sử dụng tài nguyên tần số băng 900MHZ hạn chế UMTS 2100 mạng Vinaphone 3.1.2 Hạn chế UMTS 2100, nguyên nhân tái phân bổ tần số UMTS 900 mạng Vinaphone Nền tảng công nghệ UMTS 2100 gặp nhiều khó khăn do: vùng phủ UMTS 2100 nhỏ nhiều so với UMTS 900 (cùng vùng phủ UMTS 2100 UMTS 900 cần 30% số trạm đảm bảo) triển khai phân bổ tần số UMTS 900 tiết kiệm nhiều chi phí đầu tư mở rộng mạng 3G 10 Một thực tế khác mạng Vinaphone đối mặt sóng 3G tảng UMTS 2100 suy hao nhanh dẫn đến vùng phủ sóng nhà (indoor) không đảm bảo khu vực thành thị (suburban/urban) mật độ xây dựng cao Điều làm cho nhà mạng ngày có nhiều khách hàng phàn nản tốc độ truy nhập liệu phản ánh chất lượng dịch vụ sóng 3G Đây khó khăn gây nhiều áp lực cho mạng Vinaphone 3.2 Giải pháp phân bổ tần số UMTS 900 MHz 3.2.1 Quan hệ tần số (U) ARFCN 3.2.2 Ứng dụng băng thông UMTS không tiêu chuẩn (Non-Standard) 3.2.3 Phân bổ tần số cho GU (GSM-UMTS) Có hai giải pháp phân bổ tần số số là: phân bổ tần số kiểu sandwich phân bổ tần số kiểu edge Tùy thuộc trạng sử dụng tài nguyên tần số nhà khai thác mạng lựa chọn giải pháp phân bổ tần số GU phù hợp 3.2.3.1 Phân bổ tần số kiểu sandwich Trong giải pháp này, UMTS lấy băng, hai bên GSM Nếu phân tách tần số trung tâm f1 f2 nhỏ 2.6MHz, GSM UMTS chia sẻ tài nguyên tần số với vùng mật độ phổ thấp hai sườn phổ UMTS Như giải pháp này, tần số GSM dùng thêm gấp đôi so với giải pháp kiểu edge GSM f1 f2 GSM Hình 3.4 Phân bổ tần số kiểu Sandwich - Ưu điểm: Đối với nhà mạng việc sử dụng giải pháp tần số sandwich loại bỏ nhiễu GSM có băng tần lân cận nhà mạng khác Trong thực tế, kèm giải pháp sử dụng vùng đệm (buferzone) hoạt động GSM UMTS đảm bảo không ảnh hưởng can nhiễu lên - Nhược điểm: Nếu sử dụng giải pháp tần số sandwich sau nâng cấp mở rộng UMTS, tần số trung tâm UMTS GSM phải điều chỉnh theo Tuy điều giải xác định trước dải tần cho UMTS theo chiến lược 11 3.2.3.2 Phân bổ tần số kiểu Edge cho GU GSM UMTS f1 f2 mạng GSM khác Hình 3.5 Phân bổ tần số kiểu Edge Trong giải pháp UMTS GSM chọn xen kẽ Trong phân tách tần số trung tâm (f1) UMTS GSM nhà mạng cấu hình tối thiếu Còn phân tách tần số trung tâm (f2) UMTS GSM nhà mạng khác phải đảm bảo tối thiểu 2.6 MHz - Ưu điểm: Nếu lựa chọn giải pháp thiết kế tần số kiểu Edge phân tách tần số trung tâm UMTS GSM mạng phân tách tần số UMTS GSM mạng khác kiểm soát Khi phổ GSM cấp liên tục, Refarming không làm gia tăng độ phức tạp việc thiết kế lại tần số Và tương lai mở rộng tần số thứ không thay đổi nhiều - Nhược điểm: + Nếu lựa chọn giải pháp phân bổ tần số kiểu Edge nhiễu UMTS GSM lân cận mạng khác kiểm soát Khi trạm GU co-site, việc phân tích điều chỉnh can nhiễu UMTS GSM dễ dàng Tuy nhiên nhiễu UMTS GSM mạng khác không nhỏ + Nếu tần số lân cận sử dụng mạng GSM nhà khai thác khác, UMTS sử dụng tần số vùng lân cận chịu ảnh hưởng can nhiễu nhiều từ hệ thống CDMA Như giải pháp cấp phát tần số kiểu Edge, để giảm can nhiễu mạng UMTS mạng GSM nhà mạng khác phân tách tần số trung tâm UMTS GSM mạng khác tối thiểu 2.6 MHz 3.2.3.3 Khả phân bổ tần số GU linh động thiết bị SRAN 3.2.3.4 Phân bổ tần số GU 900 MHz băng không tiêu chuẩn 3.3 Phân tích nhiễu GU hai loại hệ thống GSM-UMTS 12 Khi triển khai phân bổ tần số UMTS900 GSM UMTS sử dụng băng tần 900 MHz Tần số GSM UL gần kề với UMTS UL kênh GSM DL gần kề với UMTS DL Ảnh hưởng can nhiễu BTS/NodeB đầu cuối cần phân tích đánh giá Các nội dung phân tích nhiễu sở độ nhậy kênh lân cận (ACS – Adjacent Channel Selectivity) tỉ lệ công suất suy hao kênh lân cận (ACLR – Adjacent Channel Leadkage Power Ratio) 3.3.1 Độ nhạy kênh lân cận – ACS 3.3.2 Tỉ lệ công suất rò kênh lân cận – ACLR 3.3.3 Tỉ số nhiễu kênh kế cận (ACIR) 3.3.4 Các dạng nhiễu GU phân bổ tần số U900 MHz 3.3.5 Xử lý can nhiễu phân bổ tần số GU 900MHz Khi triển khải phân bổ tần số 900 Mhz, tần số GSM cần quy hoạch thiết kế lại Do thực phân bổ tần số băng thông điều chỉnh lại làm nảy sinh vấn đề can nhiễu GSM 900 UMTS 900 Do giai đoạn thiết kế, quy hoạch mạng cần có phương pháp loại bỏ ảnh hưởng can nhiễu Phần đưa số giải pháp góc độ giảm ảnh hưởng can nhiễu GSM 900 UMTS 900 - Quy hoạch tần số PDCH - Quy hoạch tần số BCCH - Quy hoạch tần số GSM thuộc cell kịch sử dụng phân bổ tần số sandwich phân tách không tiêu chuẩn - Các phương pháp hạn chế can nhiễu tần số TCH GSM cận kênh với UMTS 3.4 Giải pháp vùng đệm Buffer Zone cho GU 3.4.1 Khái niệm vùng đệm buffer zone Quá trình phân bổ tần số UMTS900 thường triển khai vùng nông thôn (rural) trước sau mở rộng vùng ngoại ô (suburban) cuối đến vùng nội thị (urban) Khi triển khai thực tế nhà khai thác di động có mạng GSM 900 Giai đoạn đầu triển tần số UMTS vùng rural suburban triển khai phân bổ tần số trùng tần số với GSM 900 vùng urban chưa triển khai phân bổ tần số Can nhiễu đồng kênh vùng rural suburban UMTS 900 vùng urban GSM 900 loại bỏ lọc Thay vào đó, cần khoảng bảo vệ vùng phân bổ tần số vùng chưa phân bổ tần số, loại bỏ nhiễu cách ly vùng địa lý Vùng bảo vệ vùng triển khai phân bổ tần số 13 chưa triển khai phân bổ tần số để hạn chế nhiễu gọi vùng đệm buffer zone Hình 3.10 minh họa giải pháp buffer zone 3.4.2 Kích thước vùng đệm buffer zone Trong giải pháp sử dụng vùng đệm buffer zone, kích thước vùng đệm yếu tố then chốt Để xác định kích thước buffer zone cần phân tích cấu trúc mạng chuẩn từ mô hệ thống đánh giá mức độ nhiễu Có hai phương pháp để xác định kích thước đánh giá nhiễu lý thuyết mô Cả hai phương pháp vùng đệm GSM UMTS phân bổ tần số cần tối thiểu 02 lớp BTS GSM với tần số (không trùng tần số với UMTS 900) Tùy vào địa hình, vùng urban cần nhiều lớp BTS cho vùng đệm GSM900 sites UMTS900 sites Khu A tương ứng với khu vực đô thị (ví dụ, GSM 900 + UMTS 2100) Khu B tương ứng với khu vực cách ly tần số Tần số 900 MHz sử dụng vùng khác với tân số UMTS 900 (ví dụ, GSM 900 + UMTS 2100) Khu C tương ứng với khu vực ngoại thành khu vực nông thôn Các tần số UMTS 900 với GSM 900 tần số khu vực A (ví dụ, GSM 900 + UMTS 900) Hình 3.10 Vùng buffer zone Trong hình trên, vùng A tương ứng khu vực thành phố chưa phân bổ tần số (đã triển GSM 900 + UMTS 2100) Vùng C tương ứng khu vực nông thôn khu vực ngoại thành (GSM 900 + UMTS 900) Vùng B vùng đệm vùng A vùng C (GSM900 GSM 900 + UMTS 2100), vùng bắt buộc không phép trùng tần số với vùng UMTS 900 Vùng triển khai UMTS 900 vùng đệm cần điều chỉnh tần số gọi vùng phân bổ tần số 3.4.3 Xác đình vùng Buffer zone Để xác định vùng buffer zone dựa dự đoán vùng phủ Thường dùng giai đoạn thiết kế mạng Công cụ mô dự đoán vùng phủ thường Unet Atoll Giải pháp thực sau: giả định vùng phủ UL DL cân bằng, thực mô vùng phủ NodeB UMTS, BTS GSM ta phạm vi vùng phủ NodeB BTS Các cell GSM mà có vùng phủ chồng lấn với cell UMTS cell GSM thuộc vùng buffer zone Hình 3.11 họa 14 Vùng đệm Vùng phủ UMTS Cell_A Cell_B Vùng phủ GSM Vùng phủ GSM Khu vực chồng lấn GSM UMTS Khu vực chồng lấn GSM Hình 3.11 Nguyên lý xác định buffer zone dựa dự đoán vùng phủ 3.5 Giải pháp Antenna cho phân bổ tần số UMTS 900MHz 3.6 Triển khai UMTS 900 khu vực ngoại thành Hà Nội 3.6.1 Các bước thực phân bổ tần số UMTS 900 Việc triển khai UMTS 900 gây ảnh hưởng lớn đến tài nguyên chất lượng nhà mạng cung cấp dịch vụ hệ thống GSM 900MHz Vì cần đưa kế hoạch phương án cụ thể tối ưu Tổng quát bao gồm trình sau đây: - Tính toán quy hoạch băng tần 900MHz chuẩn bị tài nguyên cho UMTS 900 Hoạch định vùng phân bổ tần số & thiết kế vùng buffer zone - Hạ cấp cấu hình trạm GSM 900, xử lý nghẽn 2G & tối ưu hóa mạng vô tuyến 2G Áp dụng bảng tần số cho 2G - Triển khai hardwave on-air cell UMTS 900 - Đưa vào hoạt động trạm U900 tối ưu hóa mạng vô tuyến 3G 900 Triển khai UMTS 900 khu vực ngoại thành Hà Nội tóm lược qua bước sau: Khu vực triển khai UMTS 900 (khu vực ngoại thành Hà Nội) 15 Băng thông không tiêu chuẩn 4.2MHz Tính toán quy hoạch lại tần số GSSM 900 dồn kênh để lấy băng thông cho UMTS 900, hoạch định vùng refarming vùng buffer zone Băng thông tiêu chuẩn 5MHz Hạ cấu hình GSM 900, xử lý nghẽn 2G, áp dụng tần số 2G & tối ưu hoá mạng vô tuyến 2G Chuẩn bị sẵn sàng truyền dẫn FE, vật tư bổ sung, xây dựng kế hoạch tần số, CSDL cho 3G 900 Đưa vào hoạt động trạm U900, tối ưu hoá mạng vô tuyến 3G 900 Kết thúc Hình 3.16 Sơ đồ bƣớc triển khai phân bổ tần số UMTS 900  Bước 1: Tính toán quy hoạch băng tần 900MHz chuẩn bị tài nguyên cho UMTS 900  Bước 2: Hạ cấu hình GSM 900, xử lý nghẽn 2G, áp dụng tần số 2G tối ưu hóa mạng vô tuyến 2G  Bước 4: Bổ sung thêm vật tư phần cứng cho UMTS 900, đưa trạm UMTS 900 vào hoạt động tối ưu mạng lưới 3.6.2 Tối ưu 2G/3G sau thực phân bổ tần số UMTS 900 3.6.2.1 Các số KPIs đánh giá chất lượng dịch vụ Mục tiêu tối ưu nhằm cải thiện số KPIs mạng lưới, đảm bảo số KPI không biến động nhiều trước sau Refarming U900 Bảng 3.12 tham số KPIs giá trị tối ưu STT Dạng KPI Yêu cầu (%) Call setup success rate (CSSR) (%) 99.25 Call drop rate (CDR) (%) 0.55 2G 16 STT Dạng KPI Yêu cầu (%) Handover setup success rate (HOSR) (%) 97 TCH congestion rate (%) 0.05 SDCCH congestion rate (%) 0.02 CS Call Setup Success Rate (%) 99 CS Drop Call Rate (%) 0.85 CS Soft/Softer Handover Success Rate (%) 98 CS Inter-Freq Handover Success Rate (%) 97 10 CS Inter-RAT Handover Success Rate (%) 95 11 CS RAB Congestion Rate (%) 12 PS Call Setup Success Rate (%) 99 PS Call Drop Rate (%) 0.85 14 PS Soft/Softer Handover Success Rate (%) 98 15 PS Inter-Freq Handover Success Rate (%) 97 16 PS Inter-RAT Handover Success Rate (%) 95 17 PS RAB Congestion Rate (%) 13 3G 3G Bảng 3.12.Bảng tiêu chí đánh giá số KPIs 3.6.2.2 Thực tối ưu sau triển khai UMTS 900  Thu thập liệu - Thu thập liệu từ OMC: Việc lấy thông số KPI, thu thập cảnh báo xuất hệ thống giúp cho việc xử lý, nâng cao chất lượng mạng trình tối ưu nhanh chóng xác - Thu thập liệu từ Driving Test: Việc đo kiểm xem mốc chuẩn xử lý vấn đề mạng Khi đo cần đo hết tất đường lớn, đường nhỏ khu vực cần tối ưu Hơn nữa, kết đo kiểm sử dụng cho phân tích liệt kê vùng phủ, vùng phủ chồng lên nhau, nhiễu, nhận vùng phủ kém, vùng có chất lượng thu  Thực tối ưu vùng phủ 17 Mục tiêu việc triển khai UMTS 900 tăng cường vùng phủ cho hệ thống 3G Hơn sử dụng phổ tần 900MHz 2G nên hệ thống 2G bị ảnh hưởng nhiều  Mục đích: + Đảm bảo vùng phủ cell không bị chồng lấn nhiều với cell khác, không phủ vượt cell lân cận + Xử lý vùng lõm  Thực hiện: + Thực thu thập thông số outdoor BTS Node B long, lat, độ cao anten, góc tilt, azimuth + Thực driving test phân tích logfile đưa khuyến nghị + Điều chỉnh tham số phần cứng: tilt, azimuth, điều chỉnh độ cao anten, điều chỉnh vị trí trạm… + Điều chỉnh tham số mềm: tham số chế độ Idle Mode& Dedicated Mode Căn vào số liệu thu thập driving test (Logfile), thực phân tích vùng phủ 2G, UMTS 900, 3G, chất lượng kênh Pilot cell, vấn đề vùng phủ rộng (Overshoot), vùng phủ chồng lấn (Overlap), vùng hở (Coverage Hole), Pilot Pollution, thiếu Neighbour Sau phân tích số lỗi, đưa action, hướng xử lý, kết sau xử lý: + Xử lý chéo cell anten feeder + Điều chỉnh góc azimuth để tăng vùng phủ, xử lý lỗi overshoot 3.6.2.3 Đánh giá vùng phủ sóng trước sau tối ưu Vùng phủ 2G: + Đánh giá mức thu Rx 18 Hình 3.27 Biểu đồ đánh giá mức thu trước sau tối ưu Mức thu 2G Rx LevelSub trước sau thực tối ưu có khác biệt rõ rệt Giá trị trung bình mức thu thu từ mẫu trước tối ưu -68.81dBm, sau tối ưu 58.97dBm Giá trị thấp trước tối ưu -108.5 dBm , sau tối ưu -104 dBm + Đánh giá tỉ số C/I: Tỷ số C/I tỷ số công suất sóng mang tín hiệu hữu ích nhiễu, tỷ số nhỏ, xác suất thu lỗi bít (BER: Bit Error Rate) lớn, chất lượng thoại hay liệu thấp Thông thường giá trị cần đạt > 12 Hình 3.30 Biểu đồ đánh giá số C/I trƣớc sau tối ƣu Đánh giá vùng phủ UMTS 2100 UMTS 900 + Vùng phủ UMTS 2100 - CPICH RSCP + Vùng phủ UMTS 900 19 3.6.2.4 Đánh giá kết sau tối ưu vùng phủ Sử dụng thống kê KPI triết suất từ hệ thống OMC để đánh giá thông số KPI thay đổi trước sau tối ưu 3.6.2.5 Xử lý can nhiễu đường lên (Uplink Interference) 3.7 Tổng kết chƣơng Để thực phân bổ tần số UMTS 900 có nhiều giải pháp áp dụng giải pháp tần số, sử dụng tần số không tiêu chuẩn nhằm tiết kiệm tài nguyên thêm cho GSM 900, giải pháp anten nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư dễ dàng triển khai tinh chỉnh Giải pháp vùng buffer zone, quy hoạch tần số BCCH, PDCH… nhằm giảm thiểu can nhiễu GSM UMTS 900 Trong chương trình bày bước thực triển khai thực tế UMTS 900 mạng Vinaphone giải pháp tối ưu vùng phủ, xử lý nhiễu… 20 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, thu thập số liệu, phân tích thực hiện, đề tài “Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone” hoàn thành Nội dung đồ án đề cập tới vấn đề không giới Việt Nam, giải pháp phân bổ tần số UMTS 900 Đây phương pháp có tính thực tiễn cao áp dụng cho hầu hết công ty chuyên viễn thông Phân bổ tần số vấn đề thiết yếu cần phải làm để giải toán mở rộng vùng phủ 3G cho vùng mà tiết kiệm thêm chi phí trạm cho vùng nông thôn ngoại thành Xuất phát từ điều luận văn tập trung nghiên cứu lý thuyết phương án phân bổ tần số UMTS 900 trình bày cụ thể bước triển khai thực tế phân bổ tần số UMTS 900 mạng Vinaphone Việc thực luận văn giúp có nhìn tổng quan mạng lưới, nâng cao khả làm việc trình triển khai mới, tối ưu, vận hành khai thác mạng Tuy nhiên nhiều hạn chế, mong nhận góp ý thầy cô giáo đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Hƣớng nghiên cứu Trong thời gian tới em tìm hiểu việc triển khai giải pháp phân bổ tần số toàn mạng lưới Vinaphone Nhất việc triển khai giải pháp để đảm bảo phủ sâu (Deep Indoor) khu vực nội thành thành phố lớn Hà Nội Hồ Chí Minh, Đà Nẵng  ... Có hai giải pháp phân bổ tần số số là: phân bổ tần số kiểu sandwich phân bổ tần số kiểu edge Tùy thuộc trạng sử dụng tài nguyên tần số nhà khai thác mạng lựa chọn giải pháp phân bổ tần số GU phù... chọn đề tài: Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Vinaphone Nâng cao dung lượng hệ thống có nhiều giải pháp như: Sử dụng băng tần 900 Mhz cho 3G (phân bổ tần số UMTS 900) , nâng cấp... chung tổng quan công nghệ 3G Chương 2: Giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 Chương 3: Nghiên cứu giải pháp tái phân bổ tần số UMTS 900 triển khai thực tế mạng Vinaphone 2 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG