Tại Việt Nam, cả nước đã có 7 nhà khai thác dịch vụ thông tin di động sử dụng công nghệ GSM và WCDMA. Điều đó minh chứng cho cho sự phát triển không ngừng của hạ tầng mạng thông tin di động trong nước trong xu thể hội nhập và thể hiện sự cạnh tranh khốc liệt trong lĩnh vực này. Thực tế phát triển thị trường tại Việt Nam cho thấy, đến nay các mạng di động sử dụng công nghệ GSM đang chiếm ưu thế tuyệt đối về số lượng khách hàng với 56,5 triệu thuê bao trên tổng số 63,5 triệu thuê bao di động (số liệu của Tạp chí Khoa học kỹ thuật và kinh tế Bưu điện). Với số lượng thuê bao phát triển lớn mạnh như vậy trong thời gian qua cùng với việc cạnh tranh khốc liệt giữa các nhà khai thác dịch vụ thông tin di động thì hạ tầng mạng thông tin di động 2G 2,5G đã được khai thác tối đa cho các dịch vụ truyền thống. Do vậy để có hạ tầng mạng thích hợp cung cấp các dịch vụ trên nền IPInternet, các dịch vụ truyền thông đa phương tiện multimedia, các dịch vụ gia tăng mới, các dịch vụ hội tụ Di độngCố định…, nhất là dịch vụ truyền tiếng nói dưới dạng gói VoIP và đủ điều kiện cho phép hạ giá thành cung cấp các dịch vụ này nhằm tăng tính cạnh tranh với các doanh nghiệp viễn thông khác thì bắt buộc cần phải có những bước chuyển đổi, phát triển, nâng cấp hạ tầng đối với mạng di động hiện tại là điều tất yếu và hết sức cấp thiết. Cùng hòa chung với sự tăng trưởng mạnh không ngừng của phát triển kinh tế xã hội Việt Nam nói chung và thị trường viễn thông nói riêng, trong những năm qua với nhiều bước phát triển vượt bậc đã đưa mạng VinaPhone, MobilePhone, Viettel trở thành các nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động lớn tại Việt Nam về quy mô phát triển thuê bao cũng như hạ tầng mạng. Với xu thế chung phát triển thuê bao di động tại Việt Nam và nhu cầu tăng cao về các dịch vụ di động Multimedia...của khách hàng trong thời gian đến, mạng vô tuyến trên toàn quốc nói chung và khu vực cụ thể nói riêng cần phải gấp rút thực hiện nâng cấp và xây dựng hạ tầng mạng 3G theo định hướng NGN Mobile. Việc nghiên cứu tìm hiểu và đưa ra giải pháp quy hoạch thiết kế chi tiết hệ thống vô tuyến WCDMA trong thời gian ngắn là vô cùng cấp thiết đối với việc kinh doanh và phát triển của mạng vô tuyến trong thời gian tới. Và công tác quy hoạch thiết kế chi tiết sẽ giúp tối ưu về mặt tài nguyên xử lý hệ thống, tối ưu về mặt khai thác vận hành bảo dưỡng, chi phí đầu tư mạng 3G và phù hợp với quy hoạch tối ưu hóa mạng phân vùng thiết bị 2G.
Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn với cha mẹ gia đình ủng hộ mặt, tạo điều kiện thuận lợi để chúng học tập đến hôm Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy, cô giáo môn Điện tử Viễn thông – khoa Điện tử viễn thông– Trường cao đẳng công nghệ thông tin hữu nghị Việt Hàn, đặc biệt thầy Đào Ngọc Lâm– trưởng môn – giảng dạy chúng em suốt thời gian qua Nhóm xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Đào Ngọc Lâm bỏ công sức thời gian nhiệt tình trực tiếp hướng dẫn để em hoàn thành đề tài Xin chân thành cảm ơn! Người thực Mai Quốc Hùng SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI NÓI ĐẦU 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC MẠNG VÔ TUYẾN WCDMA 11 1.1 Giới thiệu cấu trúc mạng WCDMA 11 1.1.1 Mô hình khái niệm 11 1.1.2.Mô hình cấu trúc mạng WCDMA .11 1.1.3.Cấu trúc quản lý tài nguyên 14 1.1.4.Cấu trúc dịch vụ UMTS 14 1.2.Cấu trúc mạng truy cập vô tuyến UTRAN 15 2.2.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) 16 2.2.2 Node B (Trạm gốc) 16 2.2.3 Các chức điều khiển UTRAN 17 2.2.Cấu trúc phân lớp WCDMA 17 Chương QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN WCDMA 18 2.1.Nguyên lý chung .18 2.2 Dự báo .19 2.3.Dự báo lưu lượng 19 2.4 Mục đích phủ sóng 20 2.5 Ảnh hưởng quỹ đường truyền lên vùng phủ sóng .22 2.6 Các công việc quy hoạch .23 2.7 Tối ưu vùng phủ dung lượng 23 SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA CHƯƠNG KẾT LUẬN 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO .124 SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT A AGC Automatic Gain Control Bộ điều khiển tăng ích tự động AMR Adaptive Multi-Rate codec Bộ mã hoá giải mã đa tốc độ thích nghi AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động tiên Antenna Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu nhiễu anten UE User Equipment Thiết bị người sử dụng UL Uplink Đường xuống UMTS Universal Mobile ASNR tiến (Mỹ) U USIM Hệ thống viễn thông di động Telecommunication System toàn UMTS Subscriber Identify cầu Module UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network WLAN Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS W WCDMA Modul nhận dạng thuê bao UMTS Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã Wireless Local Area Network Mạng vô tuyến nội hạt băng rộng SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Mối quan hệ dự trữ nhiễu yêu cầu ứng với tải đường lên 20 Bảng 2.2 Các loại hình phủ sóng phổ biến 21 Bảng 2.3 Các loại loại dịch vụ WCDMA 21 SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mô hình khái niệm mạng WCDMA .11 Hình 1.2.Mô hình cấu trúc hệ thống UMTS 12 Hình 1.3 Sơ đồ khối tổng quát mạng thông tin di động hệ WCDMA 13 Hình 1.4 Cấu trúc quản lý tài nguyên 14 Hình 1.5.Cấu trúc dịch vụ .14 Hình 1.6 Cấu trúc UTRAN .16 Hình 1.7 Cấu trúc phân lớp mạng WCDMA 17 Hình 2.1 Quá trình quy hoạch triển khai mạng WCDMA 19 Hình 2.2 Vùng phủ sóng cell theo loại dịch vụ khác .22 Hình 2.3 Tính toán bán kính cell 23 Hình 2.4 Lưu đồ tối ưu cell .24 SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA LỜI NÓI ĐẦU Tại Việt Nam, nước có nhà khai thác dịch vụ thông tin di động sử dụng công nghệ GSM WCDMA Điều minh chứng cho cho phát triển không ngừng hạ tầng mạng thông tin di động nước xu thể hội nhập thể cạnh tranh khốc liệt lĩnh vực Thực tế phát triển thị trường Việt Nam cho thấy, đến mạng di động sử dụng công nghệ GSM chiếm ưu tuyệt đối số lượng khách hàng với 56,5 triệu thuê bao tổng số 63,5 triệu thuê bao di động (số liệu Tạp chí Khoa học kỹ thuật kinh tế Bưu điện) Với số lượng thuê bao phát triển lớn mạnh thời gian qua với việc cạnh tranh khốc liệt nhà khai thác dịch vụ thông tin di động hạ tầng mạng thông tin di động 2G & 2,5G khai thác tối đa cho dịch vụ truyền thống Do để có hạ tầng mạng thích hợp cung cấp dịch vụ IP/Internet, dịch vụ truyền thông đa phương tiện multimedia, dịch vụ gia tăng mới, dịch vụ hội tụ Di động-Cố định…, dịch vụ truyền tiếng nói dạng gói VoIP đủ điều kiện cho phép hạ giá thành cung cấp dịch vụ nhằm tăng tính cạnh tranh với doanh nghiệp viễn thông khác bắt buộc cần phải có bước chuyển đổi, phát triển, nâng cấp hạ tầng mạng di động điều tất yếu cấp thiết Cùng hòa chung với tăng trưởng mạnh không ngừng phát triển kinh tế xã hội Việt Nam nói chung thị trường viễn thông nói riêng, năm qua với nhiều bước phát triển vượt bậc đưa mạng VinaPhone, Mobile-Phone, Viettel trở thành nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động lớn Việt Nam quy mô phát triển thuê bao hạ tầng mạng Với xu chung phát triển thuê bao di động Việt Nam nhu cầu tăng cao dịch vụ di động Multimedia khách hàng thời gian đến, mạng vô tuyến toàn quốc nói chung khu vực cụ thể nói riêng cần phải gấp rút thực nâng cấp xây dựng hạ tầng mạng 3G theo định hướng NGN - Mobile Việc nghiên cứu tìm hiểu đưa giải pháp quy hoạch thiết kế chi tiết hệ thống vô tuyến WCDMA thời gian ngắn vô cấp thiết việc kinh doanh phát triển mạng vô tuyến thời gian tới Và công tác quy hoạch thiết kế chi tiết giúp tối ưu mặt tài nguyên xử lý hệ thống, tối ưu mặt khai thác vận hành bảo dưỡng, chi phí đầu tư mạng 3G phù hợp với quy hoạch tối ưu hóa mạng phân vùng thiết bị 2G SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 10 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC MẠNG VÔ TUYẾN WCDMA 1.1 Giới thiệu cấu trúc mạng WCDMA 1.1.1 Mô hình khái niệm Theo quan điểm này, cấu trúc mạng phân thành hệ thống dựa cấu trúc thủ tục, lưu lượng phần tử vật lý Mạng 3G bao gồm hai khối chức chính: khối chức chuyển mạch gói (PS) khối chức chuyển mạch kênh (CS) Các giao diện phương tiện để khối chức giao tiếp với Dựa cấu trúc thủ tục nhiệm vụ chúng, mô hình mạng 3G chia thành hai tầng: tầng truy cập tầng không truy cập - Tầng truy cập bao gồm thủ tục xử lý giao tiếp thiết bị người sử dụng (UE) với mạng truy cập - Tầng không truy cập chứa thủ tục xử lý giao tiếp UE với mạng lõi (khối chức CS/PS) tương ứng Mạng thường trú chứa thông tin đăng ký thông tin bảo mật Mạng phục vụ phần mạng lõi Mạng truyền tải phần mạng lõi thực kết nối thông tin mạng phục vụ với mạng bên Hình 1.1 Mô hình khái niệm mạng WCDMA 1.1.2 Mô hình cấu trúc mạng WCDMA Hệ thống WCDMA xây dựng sở mạng GPRS Về mặt chức có SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 11 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA Mạng đường trục PSTN/ISDN PDN AuC PLMN HLR IWF GMSC EIR GGSN VLR MSC SGSN Iups Iuc Mạng lõi s RNC Iur NB RNC NB NB NB NB NB TE MT TE MT Mạng truy cập vô tuyến Hình 1.3 Sơ đồ khối tổng quát mạng thông tin di động hệ WCDMA SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 13 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA 1.1.3 Cấu trúc quản lý tài nguyên Chức quản lý chủ yếu sau: - Quản lý kết nối (CM): bao gồm tất thủ tục, chức liên quan đến việc quản lý kết nối người sử dụng - Quản lý di động (MM): gồm tất chức , thủ tục quản lý di động bảo mật thủ tục bảo mật kết nối, thủ tục cập nhật vị trí - Quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM): bao gồm thủ tục thực việc quản lý tài nguyên vô tuyến (điều khiển công suất, chuyển giao điều khiển tải hệ thống) Điều khiển thông tin C M M M Điều khiển di động Điều khiển tài nguyên vô tuyến RR M Giao diện mở Uu M C Điều khiển di động M M M M RR M Giao diện mở Iu U UTR C E AN N NM S Hình 1.4 Cấu trúc quản lý tài nguyên Các chức điều khiển kết hợp với nhóm dịch vụ điều khiển sau: - Điều khiển thông tin (COMC): trì chế điều khiển gọi, điều khiển phiên chuyển mạch gói - Điều khiển di động (MOBC): trì điều khiển cập nhật vị trí bảo mật - Điều khiển tài nguyên vô tuyến (RRC): thực chức quản lý thiết lập kết nối vô tuyến trì kết nối UE với UTRAN 1.1.4 Cấu trúc dịch vụ UMTS Hệ thống mô hình mạng 3G có dạng sau: LỚP DỊCH VỤ Quản lý mạng LỚP TẠO DỊCH VỤ Chức LỚP PHẦN TỬ MẠNG LỚP TRUYỀN TẢI VẬT LÝ bảo mật Hình 1.5.Cấu trúc dịch vụ SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 14 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA Lớp thấp tảng cho lớp lại lớp truyền tải vật lý Các nút sử dụng phương tiện truyền tải vật lý hình thành lớp gọi lớp phần tử mạng Lớp thứ ba chứa phần tử chức tạo khối chức hình thành dịch vụ phục vụ người sử dụng đầu cuối Lớp dịch vụ mô hình dịch vụ tạo ngữ cảnh cho dịch vụ phức tạp 1.2 Cấu trúc mạng truy cập vô tuyến UTRAN Nhiệm vụ UTRAN tạo trì kênh mạng truy cập vô tuyến (RAB) để thực thông tin thiết bị di động (UE) với mạng lõi (CN) UTRAN nằm hai giao diện mở Uu Iu Nhiệm vụ UTRAN phối hợp với mạng lõi thực dịch vụ mạng qua giao diện UTRAN bao gồm nhiều hệ thống mạng vô tuyến RNS (Radio Network Subsystem) Mỗi RNS bao gồm số trạm gốc (node B), giao diện Uu điều khiển mạng vô tuyến RNC RNC kết nối với node B giao diện Iu b Các RNS giao tiếp với sử dụng giao diện mở Iur mang thông tin báo hiệu lưu lượng SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 15 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA UU Node B Node B IU CS MSC/VLR RNC RNC USIM Node B Node B RNS CU Iub Iur USIM Node B Node B SGSN RNC RNC UE IU PS Node B Node B CN RNS UTRAN Hình 1.6 Cấu trúc UTRAN UTRAN có đặc tính sau: - Hỗ trợ chức truy cập vô tuyến, đặc biệt chuyển giao mềm thuật toán quản lý tài nguyên đặc thù WCDMA Đảm bảo tính chung cho việc xử lý số liệu chuyển mạch kênh chuyển mạch gói để kết nối từ UTRAN đến hai vùng PS CS mạng lõi đảm bảo tính chung với GSM - Sử dụng chế truyền tải ATM chế truyền tải UTRAN 2.2.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) RNC phần tử mạng chịu trách nhiệm điều khiển tài nguyên vô tuyến UTRAN RNC kết nối với CN (thông thường với MSC SGSN) qua giao diện vô tuyến Iu RNC điều khiển node B chịu trách nhiệm điều khiển tải tránh tắc nghẽn cho cell 2.2.2 Node B (Trạm gốc) Chức node B thực xử lý lớp vật lý giao diện vô tuyến mã hóa kênh, đan xen, thích ứng tốc độ, trải phổ…Nó thực phần khai thác quản lý tài nguyên vô tuyến điều khiển công suất vòng Về phần chức giống trạm gốc GSM SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 16 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA 2.2.3 Các chức điều khiển UTRAN Để điều khiển quản lý kênh mang vô tuyến (RB), UTRAN thực chức khác chức quản lý tài nguyên vô tuyến RRM Các chức bao gồm: 2.2 • Phát quảng bá thông tin hệ thống • Thiết lập kênh mang báo hiệu truy cập ngẫu nhiên • Quản lý kênh mang vô tuyến (RB) • Các chức an toàn mạng UTRAN • Quản lý di động lớp UTRAN • Xử lý sở liệu • Định vị thuê bao Cấu trúc phân lớp WCDMA GC Nt GC DC Nt DC Tầng truy cập Mạng lõi UTRAN UE Radio Iu Hình 1.7 Cấu(Uu) trúc phân lớp mạng WCDMA Cấu trúc phân lớp WCDMA xây dựng sở tiêu chuẩn UMTS Các giao thức phần tử mạng WCDMA chia thành hai phần chính: tầng không truy nhập tầng truy nhập Giao diện vô tuyến phân thành lớp giao thức: Lớp vật lý,lớp kết nối số liệu lớp mạng SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 17 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA Chương QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN WCDMA 2.1 Nguyên lý chung Công việc quy hoạch mạng vô tuyến bao gồm: định cỡ mạng, quy hoạch lưu lượng vùng phủ chi tiết tối ưu mạng Quá trình quy hoạch triển khai mạng hình vẽ 2.1 Trong pha quy hoạch ban đầu (định cỡ mạng) cung cấp đánh giá ban đầu nhanh kích cỡ mạng dung lượng thành phần Định cỡ mạng phải thực yêu cầu nhà khai thác vùng phủ, dung lượng chất lượng dịch vụ Ba yếu tố tác động tới trình quy hoạch là: 1.Dung lượng 2.Vùng phủ sóng 3.Chất lượng dịch vụ Với mạng 3G trình quy hoạch tối ưu / tái quy hoạch trình liên lục Khi hoàn thành quy hoạch dung lượng vùng phủ sóng mạng xây dựng, thiết bị đầu cuối đưa vào mạng cho phép kiểm soát hiệu suất mạng Quá trình trình liên tục đảm bảo hiệu suất tối ưu hóa Mục đích quy hoạch mạng lưới kiểm soát tối đa hóa ảnh hưởng SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 18 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA Hình 2.1 Quá trình quy hoạch triển khai mạng WCDMA 2.2 Dự báo Dự báo nhu cầu dịch vụ/thuê bao Mục tiêu dự báo thuê bao đánh giá tổng số thuê bao thị trường cần phục vụ Đối với mạng WCDMA có khả cung cấp nhiều dịch vụ khác cho đối tượng khác nên cần tiến hành theo kiểu thuê bao Dự báo chia thành bước sau: - - Xác định mục tiêu dự báo: gồm mục tiêu nhu cầu dân cư, nhu cầu quan, vùng mục tiêu (tỉnh/thành phố hay toàn quốc), khuông khổ dự báo (5năm, 10 năm , 15 năm…) Xác định số liệu cần thu thập: mật độ điện thoại, điều tra dân số, điều tra doanh nghiệp, mức thu nhập, tốc độ tăng trưởng, quy hoạch phát triển tỉnh/thành phố - Phân tích xu hướng nhu cầu: xu hướng phát triển nhu cầu dịch vụ phân tích theo quan điểm: mật độ điện thoại, đặc điểm riêng vùng so sánh với quốc giá khác - Phương pháp dự báo: thực theo phương pháp kết hợp phương pháp Thông thường có 02 phương pháp là: dự báo theo chuỗi thời gian theo mô hình hóa Vùng phủ sóng vô tuyến Lựa chọn mô hình truyền sóng, tính quỹ đường truyền, quy hoạch vị trí cell Trong quy hoạch vị trí cell bước quan trọng việc quy hoạch hệ thống WCDMA đảm bảo trạm thu phát xây dựng đáp ứng tiêu chí chất lượng đề ra, tránh việc xây dựng vị trí không đảm bảo 2.3.Dự báo lưu lượng Dự báo lưu lượng bước thực trình quy hoạch mạng Dự báo lưu lượng dựa sở xu mạng di động khác khai thác Dự báo lưu lượng gồm dự báo sử dụng lưu lượng thoại liệu - Phân tích dung lượng Dựa vào quỹ đường truyền sử dụng mô hình truyền sóng phù hợp tính vùng phủ ban đầu Tuy nhiên phần quy hoạch ban đầu Bước cần làm cho quy hoạch có hiệu để đảm bảo hỗ trợ tải (hay dung lượng) dự SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 19 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA kiến Dự trữ nhiễu sử dụng để loại bỏ nhiễu người sử dụng khác tạo Tải lớn nhiễu lớn độ trữ nhiễu phải lớn để loại bỏ nhiễu Bảng sau mối quan hệ dự trữ nhiễu yêu cầu tải đường lên Bảng 2.1 Mối quan hệ dự trữ nhiễu yêu cầu ứng với tải đường lên Tải cell đường lên (%) 10 20 50 75 90 95 99 Dự trữ nhiễu (dB) 0.46 10 13 20 Ta thấy tăng tạp âm tiến đến vô tải ô tiến đến 100% Tải cell lớn tạp âm tăng vùng phủ cell nhỏ Không thể đạt tải cell 100% hoàn toàn đạt tải cell 60%-70% Phải chuyển đổi từ tải cell tính theo phần trăm sang tham số đo sử dụng thuê bao như: tổng số thuê bao vùng dịch vụ cho trước, tổng thông lượng Điều cho phép biết vùng phủ cell hỗ trợ tải đến có hiệu hay không Ví dụ: giả sử quy hoạch cell dựa vào quỹ đường truyền cho dịch vụ cụ thể (chẳng hạn dịch vụ liệu 128kbps) dự trữ nhiễu cụ thể (chẳng hạn 4dB cho tải đường lên 60%) Một cell cho trước có vùng phủ cụ thể Sau khảo sát vùng phủ đánh giá xem tải dự kiến vùng phủ nhỏ tải đưa quy hoạch lần đầu hay không Nếu không hỗ trợ tải số khu vực cần phải sửa đổi quy hoạch (có thể cách bổ sung trạm gốc) trình quy hoạch trình lặp nhiều lần để giá trị cần tính - Cải tiến dung lượng Có số phương thức có sẵn để nâng cao dung lượng cách thêm tần số bổ sung, sectơ hoá, sử dụng phân tập phát sử dụng mã tốc độ bit thấp Những đối tượng vùng phủ sóng phần này, bắt đầu với tần số bổ sung 2.4 Mục đích phủ sóng Quá trình phân tích vùng phủ vô tuyến thực khảo sát địa điểm cần phủ sóng kiểu vùng phủ cần cung cấp cho địa điểm Các loại vùng phủ thông thường xét như: vùng thương mại-du lịch, vùng dân số có mật độ dân số cao đường cao tốc Do cần phải có thông tin vùng cần phủ sóng Các thông tin dựa đồ, số liệu thống kê, dự báo như: mật độ dân cư (thành phố, ngoại ô, nông thôn), khu thương mại-du lịch, khu công nghiệp… Mục đích trình khảo sát bao gồm: • Để đảm bảo cung cấp dung lượng phù hợp cho vùng SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 20 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA • Biết đặc điểm truyền sóng vùng để xác định môi trường truyền sóng môi trường có tác động trực tiếp đến mô hình truyền sóng Các thông tin vùng phủ dùng để chuẩn bị bước quy hoạch vùng phủ ban đầu Thông thường quy hoạch vùng phủ sóng WCDMA thường quan tâm đến loại hình phủ sóng Bảng 2.2 Các loại hình phủ sóng phổ biến Vùng phủ sóng Đặc điểm Thông thường khu vực đông dân cư với nhiều nhà Dense urban (Đô thị đông cao tầng, khu trung tâm với văn phòng trung đúc) tâm mua sắm, giải trí … Urban (Đô thị) Thông thường khu vực đường phố xanh xen kẽ vài tòa nhà cao tầng, tòa nhà cao tầng cách xa Sub Urban (Ngoại ô) Khu ngoại ô với nhà vườn công viên, khu nghỉ dưỡng… Rural (nông thôn) Khu vực nông thôn Một yếu tố ảnh hưởng đến vùng phủ sóng xác định vùng phủ theo dịch vụ.Như biết hệ thống WCDMA hệ thống đa truy nhập dịch vụ với cấu trúc đa kênh sử dụng nhiều dịch vụ Một số dịch vụ thường dùng hệ thống truy nhập WCDMA Bảng 2.3 Các loại loại dịch vụ WCDMA Kiểu kênh Dịch vụ hỗ trợ CS 12.2K Voice CS 64K Video Phone PS 64K Email, Web PS 384K Email, Web ,Video Streaming, Mobil TV HSPA Best Effort service Ứng với loại hình dịch vụ có bán kính phục vụ tương ứng phụ thuộc vào mã trải phổ, công suất phát cực đại chất lượng dịch vụ yêu cầu Tùy theo khu vực dự báo nhu cầu sử dụng dịch vụ có bán kính phục vụ khác nhau, chẳng hạn hình mô tả bán kính tối loại dịch vụ SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 21 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA Hình 2.2 Vùng phủ sóng cell theo loại dịch vụ khác -Vấn đề việc định cỡ mạng tính quỹ đường truyền vô tuyến Quỹ đường truyền vô tuyến đặc trưng cho loại dịch vụ, tức loại dịch vụ yêu cầu quỹ đường truyền định đảm bảo đáp ứng yêu cầu đặt 2.5 Ảnh hưởng quỹ đường truyền lên vùng phủ sóng Quỹ đường truyền tổng hợp tất độ lợi tổn thất từ máy phát ( không gian, cáp, ống dẫn sóng, cáp quang… ) đến máy thu hệ thống viễn thông Nó bao gồm suy giảm tín hiệu đường truyền, độ lợi anten, đường cấp vào suy hao tạp âm Quỹ đường truyền xác định quy định lượng, kích thước vị trí tế bào, tính toán lưu lượng ảnh hướng đến phạm vi phủ sóng Quỹ đường truyền khác tùy theo khối lượng liệu chuyển Và điều cuối phải tối ưu hóa trì độ che phủ mạng Cũng giống hệ thống thông tin di động tế bào khác, quỹ đường truyền hệ thống WCDMA dùng để tính toán suy hao đường truyền cho phép lớn để tính toán vùng phủ (tính bán kính cell) trạm gốc trạm di động Các thành phần để tính suy hao cho phép lớn tín hiệu từ trạm phát đến trạm thu gọi quỹ đường truyền Quỹ đường truyền tổng quát cho đường lên đường xuống SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 22 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA 2.6 Các công việc quy hoạch -Tính toán vùng phủ sóng Quá trình tính toán bán kính cell tóm tắt hình sau: Hình 2.3 Tính toán bán kính cell Mô hình truyền sóng mô tả truyền sóng tính trung bình môi trường đó, chuyển đổi suy hao truyền sóng phép tính dB hàng u thành bán kính cell lớn tính km Khi bán kính phú sóng cell xác định tính diện tích phủ sóng cell (phụ thuộc vào cấu hình phân đoạn anten trạm gốc) theo công thức : S = K R2 2.7 Tối ưu vùng phủ dung lượng Khi thiết kế mạng di động CDMA phải đảm bảo chất lượng dịch vụ, dung lượng vùng phủ Giả thiết dung lượng 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 kể đường lên đường xuống dựa sở phân tích hệ số tải cell để điều chỉnh thông số cell Quá trình định cỡ phụ thuộc vào nhiều tham số khác nhau, thông tin dự báo nhu cầu dung lượng mang tính tương đối Sơ đồ tối ưu cell sau: SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 23 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA Begin Lựa Chọn Hệ Số Tải Tính Suy Hao Phân Phối Dung Lượng Cho Các Loại Dịch Vụ Đường Truyền Tính Bán Kính Cell(Rt) Theo Dung Lượng Cho Các Tính Bán Kính Cell(Rp)Theo Loại Dịch Vụ Quỹ Đường Truyền Lên & Đường Truyền Quỹ Đường Truyền Xuống RtiRtj Rt= Min Rti RpRt Lựa chọn bán kính cell End Hình 2.4 Lưu đồ tối ưu cell Xác định bán kính cell theo vùng phủ: trình bày sau dựa quỹ đường truyền lên quỹ đường truyền xuống với hệ số tải 50%( tương ứng dự trữ nhiễu 3db) ta có tổn hao tối đa cho phép lựa chọn mô hình truyền thích hợp cho vùng cần phủ sóng Cuối ta có tập vector : R P DL = {R P DL _ i ; i = 1, 2, S } R P UL = {R P UL _ i ; i = 1, 2, S} SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 24 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA Tải định kích cỡ cell -Các cell có ảnh hưởng đáng kể đến phạm vi phủ sóng tăng số thuê bao lên phạm vi phủ sóng giảm.WCDMA hệ thống hoạt động nhiễu dung lượng hệ thống bị hạn chế nhiễu.Điều hiển nhiên với cell đơn lẻ 3G trái ngược với hệ thống trực giao ,chẳng hạn mạng hoạt động dựa đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) - Có tương quan trực tiếp tốc độ liệu người sử dụng với việc giảm vùng phủ cell Vì mục tiêu nhà quy hoạch mạng phải đảm bảo phủ sóng toàn vùng phủ sóng có sẵn cho tốc độ liệu thấp (dưới 144 kbps) mức cao cho liệu vùng phủ sóng giới hạn xem xét thỏa đáng Tính số cell theo dung lượng: Dung lượng cần: (BHCA/thuê bao)* Số thuê bao * (Thời hạn gọi/3600) Dung lượng kể chuyển giao mềm: Dung lượng cần * hệ số chuyển giao mềm Số sector cần : Dung lương kể chuyển giao mềm/Dung lượng ErlangB Số cell = Số sector/độ lợi sector hóa SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 25 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA CHƯƠNG KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài, nhóm thực đạt số kết đáng ý sau: − Trình bày cấu trúc mạng vô tuyến WCDMA Từ để làm sở cho việc nhận định tầm quan trọng tổng thể mạng để có bước − Xác định rõ quy trình quy hoạch triển khai mạng vô tuyến WCDMA Đưa vấn đề quan trọng công việc quy hoạch mạng đảm bảo cân ba yếu tố : vùng phủ, dung lượng chất lượng dịch vụ Từ triển khai quy trình mạng từ đầu vào đến kết cuối cách sử dụng : phương pháp dự báo, tính toán thông số quỹ đường truyền, mô hình truyền, tính toán hệ số tài tính toán dung lượng SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 18 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Harri Holma and Antti Toskala, WCDMA for UMTS – HSPA Evolution and LTE,John Wiley&Sons Ltd, 2007 [2] Vijay K.Garg, IS-95 CDMA and CDMA 2000 cellular/PCS systems implementation, Prentice Hall PTR, 2000 [3] A Portilla-Figueras, S Salcedo-Sanz, Klaus D Hackbarth, F L´ opezFerreras and G Esteve-Asensio, Research Article Novel Heuristics for Cell Radius Determinationin WCDMA Systems and Their Application to Strategic Planning Studies, Hindawi Publishing Corporation EURASIP Journal onWireless Communications and Networking, 2009 [4] Chris Braithwaite and Mike Scott, UMTS Network Planning and Development, Elsevier, 2006 [5] 3rd Generation Partnership Project, Technical Specification Group Radio Access Network,User Equipment (UE) radio transmission and reception (FDD) (Release 7), 3GPP [6] Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin di động hệ 3, Nhà xuất bưu điện, 2004 [7] Các trang website tham khảo: http://www.3gpp.org http://www.umtsworld.com http://www.finetopix.com SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 124 ... cỡ mạng, quy hoạch lưu lượng vùng phủ chi tiết tối ưu mạng Quá trình quy hoạch triển khai mạng hình vẽ 2.1 Trong pha quy hoạch ban đầu (định cỡ mạng) cung cấp đánh giá ban đầu nhanh kích cỡ mạng. .. số liệu lớp mạng SVTH: Mai Quốc Hùng_CCVT06A 17 Quy hoạch mạng vô tuyến thông tin di động hệ thứ WCDMA Chương QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN WCDMA 2.1 Nguyên lý chung Công việc quy hoạch mạng vô tuyến... 3G trình quy hoạch tối ưu / tái quy hoạch trình liên lục Khi hoàn thành quy hoạch dung lượng vùng phủ sóng mạng xây dựng, thiết bị đầu cuối đưa vào mạng cho phép kiểm soát hiệu suất mạng Quá trình