Trong thời đại mà khoa học và công nghệ luôn tồn tại và phát triển xung quanh cuộc sống của chúng ta, phương tiện thông tin và truyền thông đóng một vai trò rất quan trọng trong mọi lĩnh vực .Đặc biệt là lĩnh vực thương mại điện tử. Internet đã xuất hiện từ rất lâu nhưng thật sự phổ biến và phát triển mới chỉ gần đây, việc nghiên cứu phát triển Internet luôn được tiến hành không ngừng nhằm đáp ứng nhu cầu về việc truyền và phát dữ liệu , video,... với tốc độ cao . Những tiến bộ trong việc nghiên cứu ứng dụng mã đường truyền ( line codes ) và các bộ xử lý tín hiệu số, băng thông của mạng người sử dụng đã được tăng tiến đến hàng trăm lần , tạo điều kiện phát triển các dịch vụ băng rộng trên mạch vòng thuê bao . Từ sự khởi đầu với kỹ thuật HDSL, đến nay đã có rất nhiều biến thể của DSL như ADSL, RADSL , SDSL , VDSL v....v nhưng phát triển mạnh nhất hiện nay là kỹ thuật ADSL do sự bùng nổ truy nhập inetnet băng rộng từ vài năm gần đây . ADSL ( Asymmetric Digital Subcriber Line ) là mạng truy cập đường dây thuê bao bất đối xứng, là công nghệ cho phép truyền dữ liệu và truy cậpInternet tốc độ cao qua đường dây điện thoại. Ngoài ra đường truyền ADSL còn sử dụng một đường line điện thoại để vừa cung cấp dịch vụ thoại và vừa đảm bảo truy cập Internet. ADSL được gọi là đường truyền thuê bao bất đối xứng vì tốc độ bít truyền về phía khách hàng lớn hơn nhiều lần so với từ phía khách hàng truyền ngược lại. Vì vậy em chọn quy hoạch mạng ADSL để nghiên cứu sâu hơn về mạng.
Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT LỜI NÓI ĐẦU 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 Đề tài “Quy hoạch mạng vô tuyến WCDMA ” đáp ứng nhu cầu thiết thực phát triển mạng WCDMA nói chung, đưa dịch vụ 3G sớm điều quan trọng tác động trực tiếp đến thương hiệu, uy tín, lực cạnh tranh doanh nghiệp Đà Nẵng, ngày …tháng…năm.2016 Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH THUẬT NGỮ VIẾT TẮT CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC MẠNG .7 VÔ TUYẾN WCDMA 1.1GIỚI THIỆU VỀ CẤU TRÚC MẠNG WCDMA 1.1.1Khái niệm 1.1.2Mô hình cấu trúc mạng WCDMA 1.2.GIAO DIỆN VÔ TUYẾN 10 1.2.1.Giao diện UTRAN – CN (Iu) 10 1.2.2.Giao diện RNC – RNC (Iur) 10 1.2.3.Giao diện RNC – Node B (Iub) 10 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH MẠNG 10 VÔ TUYẾN WCDMA 10 2.1NGUYÊN LÝ CHUNG 11 2.2.PHÂN TÍCH VÙNG PHỦ SÓNG VÔ TUYẾN 11 2.2.1.Mục đích phủ sóng .12 2.2.2.Ảnh hưởng quỹ đường truyền lên vùng phủ sóng .14 CHƯƠNG III: MỘT SỐ VẤN ĐỀ QUY HOẠCH CHI TIẾT MẠNG VÔ TUYẾN WCDMA 15 3.1.TÍNH TOÁN VÙNG PHỦ SÓNG 3.2.TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG 3.3.1.TỐI ƯU GIỮA VÙNG PHỦ VÀ DUNG LƯỢNG 3.4.ĐỊNH CỠ RNC 3.5.TRUYỀN DẪN CHO NODE-B 15 16 17 19 21 KẾT LUẬN 21 TÀI LIỀU THAM KHẢO 23 Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG 2.1CÁC LOẠI HÌNH PHỦ SÓNG PHỔ BIẾN 12 BẢNG 2.2 CÁC LOẠI LOẠI DỊCH VỤ CHÍNH CỦA WCDMA 12 BẢNG 3.1GIÁ TRỊ K THEO CẤU HÌNH SITE 15 BẢNG 3.2LƯU LƯỢNG CÁC DỊCH VỤ 17 BẢNG 3.3DUNG LƯỢNG CỦA MỘT RNC VỚI CÁC CẤU HÌNH KHÁC NHAU 20 Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT DANH MỤC HÌNH ẢNH MÔ HÌNH KHÁI NIỆM MẠNG WCDMA MÔ HÌNH CẤU TRÚC HỆ THỐNG UMTS SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ WCDMA HÌNH 2.1:VÙNG PHỦ SÓNG CỦA CELL THEO CÁC LOẠI DỊCH VỤ KHÁC NHAU .13 HÌNH 3.1:TÍNH TOÁN BÁN KÍNH CELL 15 HÌNH 3.2:LƯU ĐỒ TỐI ƯU CELL 18 Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT THUẬT NGỮ 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 tiến (Mỹ) ASNR Antenna Signal to Noise Ratio AWGN Additive White Gaussian Noise Tỷ số tín hiệu nhiễu anten Nhiễu âm cộng dạng Gauss B BHCA Busy Hour Call Attempts Số gọi bận BER Bit Error Rate Tốc độ lỗi bit BLER Block Error Rate Tốc độ lỗi Block BPSK Binary Phase Shift Keying Khoá dịch pha nhị phân BSIC Base station identity code Mã nhận dạng trạm gốc BTS Base Tranceiver Station C Trạm gốc CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã CN Core Network Mạng lõi CSI Chanel Status Information Thông tin trạng thái kênh truyền D DL Downlink Đường xuống DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp E EDGE EIRP Enhanced Data Rates for Evolution Equivalent Isotropic Radiated Power Các tốc độ liệu tăng cường Electronic War Fire European Telecommunication Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A cho tiến hoá Trang Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT Standard Institute F FDD Frequency Division Duplex Ghép song công theo tần số FDMA Frequency Division MultiAccess FER Đa truy cập phân chia theo tần số Tỷ số lỗi khung U UE User Equipment Thiết bị người sử dụng UL Uplink Đường xuống UTRAN Mạng nhập vô tuyến đất W WCDMA WLAN Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã Wireless Local Area Network Mạng vô tuyến nội hạt Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A băng rộng Trang Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC MẠNG VÔ TUYẾN WCDMA 1.1 Giới thiệu cấu trúc mạng WCDMA 1.1.1 Khái niệm WCDMA viết tắt wideband code division multiple access Nghĩa CDMA băng rộng Đây công nghệ lựa chọn làm tảng mạng di động hệ WCDMA đích đến mạng GSM chuyển lên hệ 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 chia cấu trúc mạng WCDMA làm hai phần : mạng lõi (CN) mạng truy cập vô tuyến (UTRAN), mạng lõi sử dụng toàn cấu trúc phần cứng mạng GPRS, mạng truy cập vô tuyến phần nâng cấp WCDMA Ngoài để hoàn thiện hệ thống, WCDMA có thiết bị người sử dụng (UE) thực giao diện người sử dụng với hệ thống Từ quan điểm chuẩn hóa, UE UTRAN bao gồm giao thức thiết kế dựa công nghệ vô tuyến WCDMA, trái lại mạng lõi định nghĩa hoàn toàn dựa GSM Điều cho phép hệ thống WCDMA phát triển mang tính toàn cầu sở công nghệ GSM Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT Mô hình cấu trúc hệ thống UMTS WCDMA giao diện vô tuyến phức tạp tiên tiến lĩnh vực thông tin di động, công nghệ xây dựng sở hạ tầng kiến trúc mạng tế bào hầu hết mạng 3G giới, hình thành kết nối thiết bị di động người sử dụng với mạng lõi Từ hình 1.3 ta thấy mạng thông tin di động hệ WCDMA gồm hai phần mạng: mạng lõi mạng truy cập vô tuyến Mạng đường trục PSTN/ISDN PDN AuC PLMN HLR IWF GMSC EIR GGSN VLR MSC SGSN Iuc Mạng lõi Iups s RNC Iur NB RNC NB NB NB NB NB TE MT TE MT Mạng truy cập vô tuyến Sơ đồ khối tổng quát mạng thông tin di động hệ WCDMA UE (User Equipment) Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT Thiết bị người sử dụng thực chức giao tiếp người sử dụng với hệ thống UE gồm hai phần: - Thiết bị di động (ME: Mobile Equipment): Là đầu cuối vô tuyến sử dụng cho thông tin vô tuyến giao diện Uu - Module nhận dạng thuê bao UMTS (USIM): Là thẻ thông minh chứa thông tin nhận dạng thuê bao, thực thuật toán nhận thực, lưu giữ khóa nhận thực số thông tin thuê bao cần thiết cho đầu cuối UTRAN (UMTS Terestrial Radio Access Network) Mạng truy cập vô tuyến có nhiệm vụ thực chức liên quan đến truy cập vô tuyến UTRAN gồm hai phần tử - Nút B: Thực chuyển đổi dòng số liệu giao diện Iub Uu Nó tham gia quản lý tài nguyên vô tuyến Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC: Có chức sở hữu điều khiển tài nguyên vô tuyến vùng (các nút B kết nối với nó) RNC điểm truy cập tất dịch vụ UTRAN cung cấp cho mạng lõi CN CN (Core Network) Các phần tử mạng lõi sau - HLR (Home Location Register): Là ghi định vị thường trú lưu giữ thông tin lý lịch dịch vụ người sử dụng - MSC/VLR (Mobile Services Switching Center/Visitor Location Register): Là tổng đài (MSC) sở liệu (VLR) để cung cấp dịch vụ chuyển mạch kênh cho UE vị trí MSC có chức sử dụng giao dịch chuyển mạch kênh VLR có chức lưu giữ lý lịch người sử dụng vị trí xác UE hệ thống phục vụ - GMSC (Gateway MSC): Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động cổng kết nối với mạng - SGSN (Servicing GPRS Support Node): Node hỗ trợ GPRS (dịch vụ vô tuyến gói chung) phục vụ, có chức MSC/VLR sử dụng cho dịch vụ chuyển mạch gói (PS) - GGSN (Gateway GPRS Support Node): Node hỗ trợ GPRS cổng, có chức GMSC phục vụ cho dịch vụ chuyển mạch gói Để kết nối MSC với mạng cần có thêm phần tử làm chức tương tác mạng (IWF) Ngoài mạng lõi chứa sở liệu cần thiết cho mạng di động như: HLR, AuC EIR Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT Các mạng - Mạng CS: Mạng đảm bảo kết nối cho dịch vụ chuyển mạch kênh Ví dụ: Mạng ISDN, PSTN - Mạng PS: Mạng kết nối cho dịch vụ chuyển mạch gói Ví dụ: mạng Internet 1.2.Giao diện vô tuyến 1.2.1.Giao diện UTRAN – CN (Iu) Giao diện Iu kết nối UTRAN với CN Iu giao diện mở để chia hệ thống thành UTRAN đặc thù CN, Cn chịu trách nhiệm chuyển mạch, đinh tuyến điều khiển dịch vụ Iu có hai trường hợp khác nhau: - Iu CS (Iu chuyển mạch kênh): để kết nối UTRAN với CN chuyển mạch kênh - Iu PS (Iu chuyển mạch gói): để kết nối UTRAN với CN chuyển mạch gói 1.2.2.Giao diện RNC – RNC (Iur) Iur giao diện vô tuyến điều khiển mạng vô tuyến Lúc đầu giao diện thiết kế để hỗ trợ chuyển giao mềm RNC, trình phát triển tiêu chuẩn nhiều tính bổ sung đến giao diện Iur phải đảm bảo chức sau : - Hỗ trợ tính di động sở RNC - Hỗ trợ kênh lưu lượng riêng - Hỗ trợ kênh lưu lượng chung - Hỗ trợ quản lý tài nguyên vô tuyến toàn cầu 1.2.3.Giao diện RNC – Node B (Iub) Giao thức Iub định nghĩa cấu trúc khung thủ tục điều khiển băng cho kiểu kênh truyền tải Các chức Iub : - Chức thiết lập, bổ sung, giải phóng tái thiết lập kết nối vô tuyến UE chọn điểm kết cuối lưu lượng - Khởi tạo báo cáo đặc thù cell, node B, kết nối vô tuyến - Xử lý kênh riêng kênh chung - Xử lý kết hợp chuyển giao - Quản lý cố kết nối vô tuyến Chương 2: TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN WCDMA Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 10 Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT 2.1 Nguyên lý chung Quá trình quy hoạch mạng vô tuyến tiến hành sở yêu cầu thông số thiết lập công việc phức tạp việc quy hoạch mạng Công việc quy hoạcha mạng vô tuyến bao gồm: định cỡ mạng, quy hoạch lưu lượng & vùng phủ chi tiết tối ưu mạng 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 Khi mạng vào hoạt động, quan sát hiệu suất hệ thống qua việc đo đạt thông số kết thông số đo sử để hiển thị tối ưu hóa mạng Quá trình quy hoạch tối ưu hóa mạng thực cách tự động cách sử dụng công cụ thông minh phần tử mạng Thông thường giai đoạn triển khai mạng ta thấy tối ưu hệ thống lúc quy hoạch mạng Có nhiều nguyên nhân buộc phải thay đổi quy hoạch: đặt Node-B vị trí, nảy sinh vấn đề vùng phủ chất lượng kết nối tối ưu… Cuối cần phản hồi kết thống kê đo đạc trình khai thác mạng liên quan đến điều chỉnh quy hoạch, mở rộng vùng phủ, dung lượng nhu cầu dịch vụ sở thực tế cho nhóm kỹ thuật chịu trách nhiệm thiết kế Để hiểu trình quy hoạch phải tìm hiểu ba yếu tố tác động tới trình quy hoạch là: a) Dung lượng b) Vùng phủ sóng c) Chất lượng dịch vụ 2.2.Phân tích vùng phủ sóng vô tuyến Nhiệm vụ phân tích vùng phủ sóng làm để xác định được: nơi cần phủ sóng, kiểu phủ sóng vùng Thông thường ta cần phủ sóng trước hết khu vực quan trọng: Các khu thương mại, khu công nghiệp, vùng có mật độ dân cư cao Vè cần hiểu rõ mật độ dân cư, phân biệt ranh giới vùng: thành phố, ngoại ô, nông thôn, khu thương mại, khu công nghiệp, nhà ở… Đối với hệ thống thông tin di động 3G tiêu chí trên, ta cần phải xét đến: loại dịch vụ cần cung cấp vùng xét vùng phủ sóng hiệu dụng cell chịu ảnh hưởng tốc độ số liệu Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 11 Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT Sau nắm yêu cầu vùng phủ, ta tiến hành quy hoạch vùng phủ thông qua xem xét yếu tố sau: 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 2.2.1.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 • 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 2.1 Các loại hình phủ sóng phổ biến Vùng phủ sóng Đặc điểm Dense urban (Đô thị đông đúc) Thông thường khu vực đông dân cư với nhiều nhà cao tầng, khu trung tâm với văn phòng trung 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 Khu ngoại ô với nhà vườn công viên, khu nghỉ dưỡng… ô) 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 2.2 Các loại loại dịch vụ WCDMA Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 12 Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT 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 Hình 2.1: Vùng phủ sóng cell theo loại dịch vụ khác Từ yêu cầu vùng phủ theo nhu cầu dịch vụ kiểu vùng phủ, 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 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 (ứng trường hợp dịch vụ sử dụng liên tục) Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 13 Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT 2.2.2 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 Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 14 Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT CHƯƠNG III: MỘT SỐ VẤN ĐỀ QUY HOẠCH CHI TIẾT MẠNG VÔ TUYẾN WCDMA 3.1.Tính toán vùng phủ sóng Quá trình tính toán bán kính cell tóm tắt lưu đồ sau: Hình 3.1: Tính toán bán kính cell Từ quỹ đường truyền, bán kính cell R tính cho mô hình truyền sóng biết, chẳng hạn mô hình Okumura-Hata, Walfish-Ikegami 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 (3.1) Với K hệ số ứng với số đoạn cell cho bảng sau: Bảng 3.1 Giá trị K theo cấu hình site Cấu hình site Vô hướng đoạn đoạn đoạn K 2.6 1.95 2.6 1.3 Ví dụ : tính theo mô hình Walfish – Ikegami (COST 231) cho cell macro vùng đô thị với độ cao anten trạm gốc 40m, độ cao anten MS 2m tần số sóng mang 1950 MHz, thông số mặc định khác, ta tính suy hao truyền sóng sau: L[dB] =138.17 + 38log10(R) Trong R bán kính phủ sóng cell.Ta có suy hao truyền sóng cho phép đường lên 144dB đường xuống 167dB Vậy ta có RUL=1.42 Km RDL= 5.7Km Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 15 Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT Ta thấy vùng phủ bị giới hạn đường lên ta đảm bảo công suất đường xuống cao đường lên Cho nên tính toán tối ưu bán kính cell ta thường quan tâm đến đường lên với dải tần số 1950MHz Cách tính toán theo mô hình truyền sóng trình bày phụ lục C Đối với vùng ngoại ô, giả sử hệ số sửa lỗi bổ sung 8dB có suy hao đường truyền L= 130.17+38log10(R).Lúc bán kính cell lớn R UL=2.3 Km RDL= 9.3Km 3.2.Tính toán dung lượng Lưu lượng dịch vụ thoại: giả sử theo thống kê trung bình tháng thuê bao gọi thoại 240 phút Khi để tính lưu lượng bình quân lưu lượng thoại thuê bao thực sau: Số ngày thực gọi thường xuyên tháng là: 22 ngày Số phút bình quân ngày là: 240 22 day = 10, 91 Bình quân ngày có 8h bận nên số phút bình quân thuê bao 1h bận là: 10, 91 = 1, 364 Lưu lượng bình quân thuê bao là: 1, 364 = 0, 0227 Erlang = 22, mErl 60 s Lưu lượng dịch vụ data: Giả sử theo thống kê trung bình tháng thuê bao thực dịch vụ data với dung lượng gồm: 20MB Uplink với tốc độ 64 kbps 50MB Downlink với tốc độ 64 kbps, 128 kbps & 384 kbps Đối với Uplink: data bình quân bận thuê bao là: 20 MB 22 day x 8h x 3600 s = 0, 032 kbyte / s = 0, 2586 kbit / s Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 16 Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT Đối với Downlink: data bình quân bận thuê bao là: 50 MB = 0, 081 kbyte / s = 0, 6465 kbit / s 22 day x 8h x 3600 s Khi thực chia theo dịch vụ sau: Bảng 3.2 Lưu lượng dịch vụ Dịch vụ (kbit/s) MB thuê bao tháng Kbit/s thuê bao bận 64k 20 MB 0.2586 kbit/s 128k 20 MB 0.2586 kbit/s 384k 10 MB 0.1293 kbit/s Chuyển đổi dung lượng dịch vụ sang đơn vị Erlang: Công thức chuyển đổi qua lại quan hệ sau: Kbit/s = Erlang x tốc độ dịch vụ x hệ số hoạt động Chẳng hạn ta có lưu lượng bình quân dịch vụ CS 64 thuê bao 0,182 kbit/s, hệ số hoạt động AF=1 Lúc lưu lượng Erlang mạng có 100K thuê bao cho dịch vụ CS 64 là: 0,182 kbps x 100.000 sub = 248, Erlang 64 kbps x (AF = 1) Tính số cell theo dung lượng: Dung lượng cần: (BHCA/thuê bao)* Số thuê bao * (Thời hạn gọi/3600) (3.2) Dung lượng kể chuyển giao mềm: Dung lượng cần * hệ số chuyển giao mềm (3.3) Số sector cần : Dung lương kể chuyển giao mềm/Dung lượng ErlangB Số cell = Số sector/độ lợi sector hóa (3.4) (3.5) 3.3.1 Tối ưu vùng phủ dung lượng Khi 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 lượng cell thực tế dung lượng cell khác Một khu vực có diện tích lớn diện tích cell tính dung lượng thấp dung lượng Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 17 Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT tính lúc ta phải điều chỉnh lại bán kính cell để đảm bảo dung lượng vùng phủ kể đường lên đường xuống 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 tinh chỉnh để tối ưu ban đầu Ta có sơ đồ tối ưu cell sau: 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 Loại Dịch Vụ Tính Bán Kính Cell(Rp)Theo Quỹ Đường Truyền Lên & Đường Truyền Quỹ Đường Truyền Xuống RtiRtj Rt= Min Rti RpRt Lựa chọn bán kính cell End Hình 3.2: 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 Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 18 Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT 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} Bây tập trung vào nghiên cứu dung lượng.Nghiên cứu truyền sóng bán kính cell phải tính toán độc lập cho đương lên đường xuống Và tính toán dung lượng Từ phương trình 1.3 ta có Hệ số tải : η= 10 IM /10 (3.6) −1 -η = ứng với nguời dung hệ thống -η ; tuơng ứng với tạp âm tiến tới vô hạn Bán kính ô cho đuờng lên xuống dịch vụ: RUL t = {RUL _ i t ; i = 1, 2, s} RDL t = {RDL _ i t ; i = 1, 2, s} Kết thúc trình ta có vector : RUL P , RDL P , RUL t , RUL t Bán kính cell cuối bán kính cell nhỏ Rp, Rt Đáp ứng điều kiện đuờng truyền lưu luợng truy cập Rp = min{RUL P , RDL P } Rt = min{RUL t , RDLt } 3.4.Định cỡ RNC Hầu hết mạng di động lớn, điều khiển mạng vô tuyến RNC khả xử lý lưu lượng toàn mạng Vì vậy, mạng chia thành khu vực, khu vực đặt quản lý RNC Mục tiêu việc định cỡ RNC xác định số RNC cần để xử lý lưu lượng định Có số nhân tố ảnh hưởng đến dung lượng RNC sau: Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 19 Bài Tập Lớn • Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT Số lượng cell cực đại (một cell xác định tần số mã ngẫu nhiên hóa) • Số lượng BTS cực đại RNC • Lưu lượng cực đại giao diện Iub • Số lượng loại giao diện (ví dụ: STM-1, E1) Bảng 3.3 Dung lượng RNC với cấu hình khác Cấu hình Lưu lượng Iub Số BTS Số cell Các giao diện khác STM-1 E1 (Mbps) 48 128 384 4*4 6*16 85 192 576 4*4 8*16 122 256 768 4*4 10*16 159 256 960 4*4 12*16 196 384 1152 4*4 14*16 Số lượng RNC cần thiết để kết nối đến số cell định tính theo công thức sau: (3.13) Trong đó: numCells: số lượng cell vùng thực việc định cỡ cellsRNC: số lượng cell cực đại mà RNC có khả hỗ trợ fillrate_1: hệ số sử dụng để dự phòng cho dung lượng cực đại Số lượng RNC cần thiết để kết nối đến số BTS định tính theo công thức sau: numBTSs (3.14) numRNCs = btsRNC fillrate_2 Trong đó: numBTSs: số BTS khu vực cần định cỡ btsRNC: số BTS cực đại kết nối đến RNC fillrate_2: hệ số sử dụng để dự phòng cho dung lượng cực đại Dựa dung lượng dự tính, có nhiều phương pháp định cỡ RNC sau: Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 20 Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT • Lưu lượng hỗ trợ (giới hạn định cỡ RNC): thể dung lượng thiết bị quy hoạch mạng, thông thường quy hoạch cho lớn dung lượng yêu cầu • Lưu lượng yêu cầu (giới hạn định cỡ RNC): giá trị lưu lượng trung bình thực tế toàn mạng • Giao diện truyền dẫn Iub: định cỡ RNC để phục vụ N trạm, tổng dung lượng giao diện truyền dẫn Iub phải lớn N lần dung lượng trạm 3.5.Truyền dẫn cho Node-B Dung lượng giao diện Iu-B tối thiểu để truyền dẫn RNC cho NodeB khoảng luồng E1 (bao gồm dự phòng cho dịch vụ số liệu sau) Trong việc sử dụng chung truyền dẫn (kết hợp Viba cáp quang) BTS BSC khó khăn không khả thi, vì: • Dung lượng truyền dẫn BTS gần không đáp ứng việc đấu nối thêm cho Node-B • Các BTS đấu nối BSC theo kiểu hình nên chưa có Ring BTS Do không đảm bảo an toàn dự phòng tuyến truyền dẫn liên lạc Đồng thời số trạm BTS tăng thêm với cấu hình làm cho hệ thống truyền dẫn phức tạp, số anten Viba hops dày đặc TP lớn • Các thiết bị truyền dẫn viba có mạng với công nghệ PDH có dung lượng thấp (từ 2E1 đến 4E1), không hỗ trợ giao diện IP Nên không đáp ứng yêu cầu truyền tải dịch vụ yêu cầu băng thông rộng, dịch vụ IP mạng dung lượng lớn 3G; Và khó khăn việc triển khai hệ thống mạng đáp ứng chặt chẽ yêu cầu QoS tương lai • Có nhiều chủng loại thiết bị hoạt động mạng NEC, Ericcson, Nera, Alcatel, Harriss, Siemens nên thực khó khăn công tác quản lý mạng (NMS), bảo dưỡng ứng cứu dẫn đến tăng chi phí vận hành khai thác hoàn toàn không tối ưu để xây dựng hệ thống quản lý chung KẾT LUẬN Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 21 Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT Sau thời gian thực đề tài, em 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 Đi vào công việc quy hoạch mạng tính toán vùng phủ sóng, tính toán dung lượng Xây dựng lưu đồ giải thuật cho việc tối ưu bán kính cell nhằm đảm bảo ba yếu tố quan trọng Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ĐÀO NGỌC LÂM tận tình hướng dẫn em suốt thời gian làm đồ án Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 22 Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT TÀI LIỀU THAM KHẢO Harri Holma and Antti Toskala, WCDMA for UMTS – HSPA Evolution and LTE,John Wiley&Sons Ltd, 2007 Vijay K.Garg, IS-95 CDMA and CDMA 2000 cellular/PCS systems implementation, Prentice Hall PTR, 2000 Các trang website tham khảo: http://www.3gpp.org http://www.umtsworld.com http://www.finetopix.com Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 23 ... phức tạp việc quy hoạch mạng Công việc quy hoạcha mạng vô tuyến bao gồm: định cỡ mạng, quy hoạch lưu lượng & vùng phủ chi tiết tối ưu mạng Trong pha quy hoạch ban đầu (định cỡ mạng) cung cấp... Chương 2: TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN WCDMA Huỳnh Văn Hậu – CCCVT06A Trang 10 Bài Tập Lớn Tổ Chức Và Quy Hoạch Mạng VT 2.1 Nguyên lý chung Quá trình quy hoạch mạng vô tuyến tiến hành sở... 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