Đang tải... (xem toàn văn)
Ngày nay, thông tin di động đã trở thành một ngành công nghiệp viễn thông phát triển nhanh nhất và phục vụ con người hữu hiệu nhất. Để đáp ứng nhu cầu về chất lượng và dịch vụ ngày càng nâng cao, thông tin di động càng không ngừng được cải tiến. Tiền thân của 3G là hệ thống điện thoại 2G, như GSM, CDMA, PDC, PHS... GSM sau đó được nâng cấp lên thành GPRS, hay còn gọi là thế hệ 2,5G. Nước đầu tiên đưa 3G vào khai thác thương mại một cách rộng rãi là Nhật Bản.Từ năm 2006, mạng UMTS được nhiều quốc gia nâng cấp lên, với chuẩn HSPDA được xem như mạng 3.5G. Hiện giờ, HSPDA cho phép tốc độ truyền đường xuống đạt 21Mbps. Dài hơi hơn, một nhánh của tổ chức 3GPP lên kế hoạch phát triển mạng 4G, với tốc độ 100 Mbits đường xuống và 50 Mbits đường lên, dùng công nghệ giao diện vô tuyến dựa trên ghép kênh tần số trực giao. Việt Nam là 1 quốc gia khá phát triển về viễn thông. Hiện nay các nhà mạng của Việt Nam như Vinaphone, Viettel, Mobiphone cũng đang đi vào quy hoạch và khai thác mạng 3G. Vấn đề cấp bách hiện nay là quy hoạch và phát triển mạng như thế nào. Đây là một bài toán khá hóc búa với các nhà mạng. Trong khuôn khổ khoá luận, tác giả đi vào nghiên cứu quá trình quy hoạch và phát triển mạng di động thế hệ thứ 3G. Đồng thời đưa ra phương pháp luận cho các nhà khai thác mạng nghiên cứu về tính hiệu quả của công nghệ này.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Vũ Trung Thông QUY HOẠCH MẠNG 3G KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Hệ Thống Viễn Thông HÀ NỘI - 2010 http://www.ebook.edu.vn 2010 BÀI TẬP LỚN Môn học: Tổ chức quy hoạch mạng viễn thông TÊN ĐỀ TÀI: QUY HOẠCH TỐI ƯU HÓA VÔ TUYẾN THÔNG TIN DI ĐỘNG UTMS TỔ CHỨC VÀ QUY HOẠCH MẠNG VIỄN THÔNG 2010 Chữ viết tắt ACI AMR ATM BCH BER Từ tiếng anh adjacent channel nterference adaptive multi-rate Asynchronous Transfer Mode) broadcast channel Bit Error Ratio Coverage, capacity, and quality CCQ (of service) Consultative Committee for International Telegraph and CCTTT Telephone CE channel element 10 CLP cell loss priority 11 CN core network 12 CODIT code division test bed communications simulation and 13 COSSAP system analysis program dedicated physical control 14 DPCCH channel 15 16 17 19 20 21 DPDCH EIRP ERP GDO GFC GPRS 22 24 25 26 27 28 GSM HCS HEC IFTF IP ISS 29 ITU dedicated physical data channel effective isotropic radiated power effective radiated power general development order generic flow control (General Packet Radio Service Global System for Mobile Communication) hierarchical cell structure header error control Internet Engineering Task Force Internet protocol instruction set simulators International Telecommunication Union Tiếng việt nhiễu kênh lân cận Đa tốc độ tương thích Giao thức truyền không đồng Kênh quảng bá xác suất lỗi bit Vùng phủ, dung lượng chất lượng dịch vụ Ủy ban Tư vấn Điện thoại Điện tín quốc tế Phần tử kênh Ưu tiên mát tế bào Mạng lõi Kiểm tra mã đa truy cập Chương trình truyền thông mô phân tích hệ thống Kênh điều khiển vật lý dành riêng Kênh lưu lượng vật lý dành riêng Công suất xạ đẳng hướng Công suất xạ hiệu dụng Thứ tự phát triển chng Điều khiển dòng tổng quát Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp Hệ thống thông tin di động toàn cầu hệ thứ Cấu trúc tế bào phân cấp Kiểm soát lỗi lối vào Lực lượng quản lý kĩ thuật Giao thức internet Bộ cấu trúc mô Liên minh viễn thông quốc tế QUY HOẠCH MẠNG 3G 2010 multi- tách 30 MUD user sóng 31 NOC detect đa ion người dùng 32 NOMC netwo Trung 33 rk NRT opera tâm tions điều Centr khiển mạng e Netw ork Trung opera tâm bảo tion dưỡng and Không maint thời enanc gian e thực Centr e nonreal time oper ation s and main tenan ce 34 O Centr el Me 35 Qualit C 36pagin y of Pg 38 Servic C chann e 39 H el type of P plesio receiv D synch er H ronou utilizin Ps g - hierar multiS chy C prima H ry Q synch o roniz S ation chann Mạng lưới trung tâm Kênh phân trang Chuẩn Kênh đồng đồng Chất lượng dịch vụ loại thiết bị thu sử dụng nhiều 40 RAKE path propagation 41 RAN Radio Access Network 42 RF Radio Frequency đường truyền mạng truy cập vô tuyến Tần số sóng vô tuyến Trạm điều khiển sóng vô tuyến mạng 43 RNC radio network controller 44 RRM radio resource management Điều khiển nguồn sóng Giao thức truyền tải thời gian 4RTP Real-time Transport Protocol thực 5RSVP Resource reservation protocol Giao thức dự trữ tài nguyên 4RX Receiving Chức nhận/ Nhận 6SDH Hệ thống phân cấp số đồng functionality/receiver 4SIP Giao Thức Khởi Tạo Phiên Synchronous Digital Hierachy 7SMS Dịch vụ gửi tin nhắn ngắn session initiation protocol short message service synchronous transport module 51 STM- number Mô đun truyền đồng -1 Đa truy cập phân chia theo thời gian Time Division Multiple Access 52 Kiểu dịch vụ TDMA type of service Truyền nhận 53 TOS transmitter and receiver 54 TRX Transmitting 5TX functionality/transmitter Chức truyền/ truyền 5UE User Equipment Thiết bị người dùng 5VCI virtual channel identifier Bộ nhận dạng kênh ảo 6VPI virtual path identifier Đường dẫn ảo 5WWideband Code Division 59 Multiple Access Đa truy cập phân mã băng rộng CDMA http://www.ebook.edu.vn QUY HOẠCH MẠNG 3G 2010 L N y n t g d đ g t t h m n n c g n ệ v t g p h t t r i ể n n h a n h n h ất phục vụ người hữu hiệu Để đáp ứng nhu cầu chất lượng dịch vụ ngày nâng cao, thông tin di động không ngừng cải tiến Tiền thân 3G hệ thống điện thoại 2G, GSM, CDMA, PDC, PHS GSM sau nâng cấp lên thành GPRS, hay gọi hệ 2,5G Nước đưa 3G vào khai thác thương mại cách rộng rãi Nhật Bản.Từ năm 2006, mạng UMTS nhiều quốc gia nâng cấp lên, với chuẩn HSPDA xem mạng 3.5G Hiện giờ, HSPDA cho phép tốc độ truyền đường xuống đạt 21Mbps Dài hơn, nhánh tổ chức 3GPP lên kế hoạch phát triển mạng 4G, với tốc độ 100 Mbit/s đường xuống 50 Mbit/s đường lên, dùng công nghệ giao diện vô tuyến dựa ghép kênh tần số trực giao Việt Nam quốc gia phát triển viễn thông Hiện nhà mạng Việt Nam Vinaphone, Viettel, Mobiphone vào quy hoạch khai thác mạng 3G Vấn đề cấp bách quy hoạch phát triển mạng Đây toán hóc búa với nhà mạng Trong khuôn khổ khoá luận, tác giả vào nghiên cứu trình quy hoạch phát triển mạng di động hệ thứ 3G Đồng thời đưa phương pháp luận cho nhà khai thác mạng nghiên cứu tính hiệu công nghệ Luận văn gồm chương trình bày vấn đề sau: Chương : Tổng quan quy hoạch Trình bày tổng quan quy hoạch mạng Phát triển kế hoạch tối ưu dung lượng, vùng phủ chất lượng dịch vụ Phát triển kế hoạch thiết kế mạng Chương 2: Quy hoạch vùng phủ sóng, dung lượng, chất lượng dịch vụ Chương trình bày vấn đề quy hoạch vùng phủ sóng, mô hình truyền thường sử dụng, ảnh hưởng quỹ đường truyền tới vùng phủ s ó n g V ấ n htt p:/ /w w w eb oo k ed u QUY HOẠCH MẠNG 3G 2010 đ ề c ả i t i ế n d u n g l ợ n g , c h u y ể n g i a o m ề m v v ấ n đ ề c h ất lượng dịch vụ đáp ứng yêu cầu người sử dung Chương 3: Tối ưu hóa mạng Chương đề cập đến vấn đề xác định kế hoạch ban đầu vùng phủ, dung lượng, QoS lựa chọn vị trí trạm BTS cho phù hợp Đồng thời chương đưa yêu cầu anten yêu cầu truyền dẫn Chương 4: Mô tính toán Chương sâu vào vấn đề công thức tính toán để thiết kế cell, lưu đồ thuật toán tổng quát, lưu đồ thuật toán cụ thể kết mô thực tế Trong trình làm đề tài, em cố gắng nhiều song kiến thức hạn chế nên tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận phê bình, hướng dẫn giải đáp quý thầy cô bạn bè Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn, giúp đỡ tận tình thạc sĩ Đinh Thị Thái Mai, thầy cô khoa Điện tử-Viễn thông Ban quản lý dự án quy hoạch mạng 3G Vinaphone giúp em hoàn thành đề tài tốt nghiệp Hà Nội, ngày tháng năm 2010 Sinh viên thực Vũ Trung Thông http://www.ebook.edu.vn 10 QUY HOẠCH MẠNG 3G 2010 C q q h m S p t t n n n c n c d h v s l m I đ đ r c y c m i cô ng ng hệ viễ n thô ng khu sau thêm vào với Diện tích môi trường Số vị trí = Bình quân diện tích phủ sóng (9) Từ thực phân tích mô tả trang trước kết hợp, so sánh với số lượng vị trí cần thiết cho khu vực xuất phát từ cách tiếp cận phạm vi phủ sóng dung lượng Từ việc so sánh đánh giá khu vực hạn chế công suất phạm vi phủ sóng, đầu ước lượng ban đầu số lớn vị trí cho khu Định kích thước ban đầu nhà cung cấp cố gắng ước tính số lượng vị trí cần thiết để tính giá thầu cho nhà điều hành mạng tương lai Một bất lợi với phương pháp tiếp cận cung cấp cho người dùng hình dung hợp lý giải thích xác kết Các vấn đề xảy với micro cell, đường phủ sóng đô thị chồng chéo, định kích thước đường truyền Đây loại định kích thước chấp nhận cho hệ thống truyền thông di động toàn cầu (GSM) Tuy nhiên, phạm vi phủ sóng mối quan hệ với dung lượng 3G gần gũi nhiều, bảng tính định kích thước cho 3G cần phải thực lặp lặp lại c Thiết lập quy hoạch giả định Khi bán kính hình lục giác xác định, dự báo dung lượng mạng Khi phát điểm nóng chia tách cell sử dụng cell mà không yêu cầu có thể loại bỏ Chia tách cell thuận lợi thay cho toàn hướng cell có ăng ten đẳng hướng(bức xạ hướng) anten định hướng cột Sector hóa làm cho cell trước đồng chia thành ba sáu sector (hoặc 120 ° 60 ° phủ sóng khắp nơi vị trí) Sử dụng cell bao gồm cell khả nă ng ma ng the o lưu lượ ng, Câ u hỏi đặt liệ u mộ t cel l n đư ợc ch ứn g mi nh tro ng mộ t kh u vự c lưu lượ ng truy cập thấp? Điều thường giải cách loại bỏ cell sử dụng cố gắng phủ sóng vị trí cần thiết cách nâng cấp vị trí cell lân cận để bù đắp Một khảo sát với vị trí thực để xác định cách tùy chọn vị trí Điều liên quan đến việc phân tích địa hình chiều cao cấu trúc tòa nhà…phân tích cung cấp dạng khu vực tìm kiếm, bán kính thực tế từ vị trí danh nghĩa, nhiều đa giác http://www.ebook.edu.vn 68 QUY HOẠCH MẠNG 3G 2010 hiệ n có bả n đồ đư ờn g nét Lý tưở ng nh ất, mộ t nh điề u hà nh bắt đầ u với vị trí GS M hiệ n có, đá nh giá ph ạm vi ph ủ só ng sau thêm lĩnh vực chưa phủ sóng Tính toán lưu lượng 3.2.1 Tính toán lưu lượng Để đánh giá khả di động, trước hết phải giả định liệu gói tin (NRT lưu lượng) hoạch định để điền vào dung lượng RT lại dung lượng không vượt tải trọng lưu lượng cao điểm xác định trước Khi tất dung lượng dự trữ RT sử dụng, lưu lượng lại sau phải chuyển đổi thành mạch tương đương 12,2 kbps thoại Một điều thực hiện, ước tính làm dù lực cell bị vượt Là điều quan trọng để đảm bảo tải trọng hiệu quản lý 3.2.2 Đánh giá lưu lượng Trong trường hợp sáu cell cần phải chia nhỏ để tránh ùn tắc Bất kỳ vị trí tắc nghẽn phải chia vùng, vị trí tải chia vùng cần phải chuyển xếp lên cell Sau kế hoạch danh nghĩa sửa đổi cho phù hợp, để đảm bảo mạng kích thước, khả phân tích phải lặp lại Phần trước tìm hiểu kế hoạcth giả định lựa chọn vị trí Phần sau đề cập đến vấn đề ăng ten Quy hoạch vị trí cho ăng ten cấu hình tối ưa hóa ăng ten để đạt độ lợi phủ sóng dung lượng Cấu hình tối ưu hóa ăng ten 3 3.3.1 Cơ vị trí cấu hình ăngten Mọi ăng ten đặc trưng chủ yếu đặc tính phát xạ Đồ thị phát xạ mô tả ảnh chiều, minh họa phần lượ ng đư ợc ăn g ten ph át xạ the o hư ớn g Đồ thị ph ươ ng hư ớn g ăn g ten thể hiệ n mố i qu an hệ mặ t nă ng lượng phát xạ ăng ten theo hướng Việc xác định đồ thị phát xạ ăng ten, góc nửa công xuất, búp sóng bên cạnh thùy phụ phía sau búp sóng định nghĩa giải thích cụ thể nội dung chương Độ lợi ăng ten hiểu hiệu xuất thực tế ăng ten http://www.ebook.edu.vn 74 QUY HOẠCH MẠNG 3G 2010 đ ợ c x c đ ị n h b ằ n g đ ộ l n h ệ s ố p h ả n x h o ặ c n ă T t c đ c n p t t g n đ t t n b ă đ đ x t t k l v c c v n đ l c h v ệ v ă s ố Đ m s c ó ưu phải đưa vào kế hoạch ( dự toán ) Bản chất việc tối ưu hệ thống di động việc đo hiệu hoạt động mạng vô tuyến Hiệu hệ thống tính toán kỹ sư viễn thông cách thực đo kiểm thông số mạng Kết việc đo đạc cho phép nhà điều hành xác định hiệu toàn hệ thống mạng 102 cảm nhận từ phía khách hàng Bất vấn đề nhiễu, mức tín hiệu thấp vài vùng chưa phủ sóng rõ công việc tối ưu tiến hành QUY HOẠCH MẠNG 3G 2010 K V i đ n n y e m đ ã đ i v o t m h i u c ô n g n g h ệ G v t h ự c phân tích yếu tố ảnh hưởng đến trình quy hoạch mạng 3G Phân tich vùng phủ: phân tích mô hình truyền sóng Hata Walf để áp dụng vào điều kiện quy hoạch cụ thể, phân tích hệ số tải đường truyền để xác định lại bán kính tế bào, tính số tế bào thông số quan trọng dùng thuật toán tối ưu số tế bào Phân tích dung lượng: từ nhu cầu thực tế phân tích dung lượng vùng đế xác định dung lượng cực đại cho tế bào, số tế bào cho vùng Cuối tối ưu lại số tế bào sau phân tích vùng phủ phân tích dung lượng để đến lựa chọn số tế bào cuối cho vùng cần tính toán Ngày nhà cung cấp thiết bị di động toàn cầu dự đoán mức độ công nghệ truyền thông “đi cùng” với việc sử dụng điện thoại di động Và công nghệ hệ thứ (3G) bị “thất sủng”.Công nghệ di động hệ thứ (4G) đầu tư phát triển, cho phép truyền liệu đường: âm hình ảnh liệu khổng hưởng dịch vụ mà yêu thích Vì họ nhận liệu khổng lồ, điều mà trước không thể.Công nghệ 4G cho phép người sử dụng di động sử dụng dịch vụ qua máy tính cá nhân với kết nối băng thông rộng tốc độ cao Các nhà cung cấp dịch vụ di động hàng tỷ USD để tăng cường mạng di động họ nhằm cung cấp dịch vụ video, hình ảnh, truy cập Internet dịch vụ khác Họ hy vọng thúc đẩy tổng mức thu nhập góp phần cho phát triển mờ nhạt dịch vụ gọi Hiện nay, phát triển dịch vụ 3G chậm so với dự đoán nhà cung cấp dịch vụ Công nghệ 3G cho phép truy cập Internet không dây gọi có hình ảnh chưa thực mở rộng gây “khó chị u” ch o ng ười sử dụ ng Ng oài ra, cô ng ng hệ nà y ch ưa ma ng lại đủ lợi nh uậ n để cân bằ ng với o h t t p : / / w w w e b 103 QUY HOẠCH MẠNG 3G 2010 tổn g số tiề n đầ u tư để xâ y dự ng Liê n đo àn tru yề n thô ng qu ốc tế (IT U) địn h ng hĩa rõ cô ng ng hệ 4G cô ng ng hệ kh ôn g dâ p : / / w w w e b o o k e d u 10 v n y truy cập liệu với tốc độ 100MB/s người sử dụng di chuyển có tốc độ 1GB/s người sử dụng cố định Sau năm 2010, công nghệ 4G trở thành dịch vụ di động bao quát thứ Đồ án thực nghiên cứu hoàn thành vấn đề lý thuyết sau: + Nắm cách quy hoạch mạng nói chung quy hoạch mạng 3G nói riêng Nắm bắt trình, phương pháp bước để quy hoạch tối ưu mạng 3G + Phân tích yêu cầu nguyên tắc thực quy hoạch mạng 3G ứng với đặc trưng, cấu trúc địa lý vùng cụ thể, đưa công thức tính toán dung lượng, vùng phủ, sử dụng hai mô hình thực nghiệm cụ thể Hata-Okumura Walfisch-Ikegami + Với phát triển vũ bão công nghiệp viễn thông Mạng 4G sớm thay 3G Quy hoạch 4G gần quy hoạch thông số cho 3G Đề tài khóa luận hoàn thành xuất sắc kế hoạch quy hoạch mạng Nó tiền đề để triển khai quy hoạch mạng 4G Hạn chế lớn đề tài tính toán thực tế, thiếu số liệu nhu cầu dung lượng thực tế vùng cụ thể kết đề tài dừng định cỡ mạng sơ bộ, tính số tế bào Khi mạng đưa vào lắp đặt hoạt động cần phân tích vùng cụ thể: xác định vị trí, luồng kết nối, cách vận hành tối ưu mạng Đây hướng mà đề tài sẻ tiếp tục nghiên cứu sau htt QUY HOẠCH MẠNG 3G 2010 T [ ] ] C h r i s B r a i t h w a i t e a n d M i k e S c o t t , U M T S N e t w ork Planning and Development, 2004 [2] Call flows WCDMA HUAWEI (Tài liệu nội Huawei) [3] Clint Smith, Daniel Collins, “3G Wireless networks,” McGraw-Hill Telecom, 2002 [4] Ian Poole, Cellular Communications Explained From Basics to 3G, 2006 [5] Juha Korhonen, Introduction to 3G Mobile Communications, Artech House, 2001 [16] John Wiley & Sons LTD,W-CDMA Mobile Communications System, 2002 [7] KS Nguyễn Văn Thuận, Hệ Thống thông tin di động W-CDMA, Hà Nội 2004 [8].M.R.Karim and M.Sarrap, “W-CDMA and CDMA 2000 for 3G Mobile Networks,” McGraw-Hill Telecom professional, 2002 [9] PTS Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin di động, Nhà xuất khoa học giáo dục, Hà Nội – 1997 [10] WCDMA RAN Fundamental Hueway [11] Zoran Zvonar, Peter Jung, Karl Kammerlander, GSM: Evolution towards 3rd Generation Systems, 2006 http://www.ebook.edu.vn 105 QUY HOẠCH MẠNG 3G 2010 Các website tham khảo : http://www.gsmworld com http://www.cellular.com http://home.intekom.com http://www.umtsworld.com http://www.ericson.com http://www.nokia.com http://xahoithongtin.com.vn http://www.vntelecom.org http://www.ebook.edu.vn 106 ... thông Hiện nhà mạng Việt Nam Vinaphone, Viettel, Mobiphone vào quy hoạch khai thác mạng 3G Vấn đề cấp bách quy hoạch phát triển mạng Đây toán hóc búa với nhà mạng Trong khuôn khổ khoá luận, tác giả... 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. .. quản lý dự án quy hoạch mạng 3G Vinaphone giúp em hoàn thành đề tài tốt nghiệp Hà Nội, ngày tháng năm 2010 Sinh viên thực Vũ Trung Thông http://www.ebook.edu.vn 10 QUY HOẠCH MẠNG 3G 2010 C q q