Quy hoạch mạng vô tuyến trong hệ thống 3g sử dụng công nghệ WCDMA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI o0o -NGUYỄN THỊ NHƯ ANH N QUY HOẠCH CÔNG NGHỆ VÔ TUYẾN 3G SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ WCDMA LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS: NGUYỄN VĂN KHANG HÀ NỘI - 2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Mục lục Lời mở đầu Danh mục từ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ 10 Chương Cơ sở lý thuyết WCDMA 12 1.1.Tổng quan mạng UMTS 12 1.1.1.Cấu trúc mạng UMTS 13 1.1.2.Đăc điểm hệ thống UMTS 16 1.2.Khái niệm mạng WCDMA 17 1.2.1.Điều khiển công suất 17 1.2.2.Chuyển giao mềm (Soft Handover) 19 1.2.3.Trải phổ, trộn tần phân tách kênh .20 1.2.4.Mã hóa kênh 22 1.3 Cấu trúc hệ thống mạng 22 Chương Mạng vô tuyến WCDMA 26 2.1.Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến UTRAN 26 2.1.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC 28 2.1.2 Node B (trạm gốc ) 29 2.2.Cấu trúc chức kênh vật lý 30 2.2.1.Kênh logic 30 2.2.2.Kênh truyền tải 32 2.2.3.Kênh vật lý 33 2.3.Tổng quát giao thức giao diện mặt đất mạng truy nhập vô tuyến 34 2.3.1 Các lớp ngang (Horizontal Layers) 35 2.3.2 Các mặt đứng (V ertical Planes) 36 2.4.Giao diện mạng truy nhập vô tuyến UTRAN mạng lõi CN 38 2.4.1 Cấu trúc cho giao thức Iu CS .39 2.4.2 Cấu trúc giao thức cho Iu PS 40 Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA 2.4.4 Giao thức mặt phẳng người sử dụng Iu 41 2.5 Các giao diện UTRAN 41 2.5.1 Giao diện RNC RNC (Iur) báo hiệu RNSAP .41 2.5.2 Giao diện RNC- Node B báo hi ệu NBAP 46 2.5.3 Giao diện vô tuyến (Uu) 49 Chương Quy hoạch mạng vô tuyến 52 3.1.Giới thiệu 52 3.2.Tổng quan trình triển khai mạng 52 3.2.1 Quy hoạch mạng 52 3.2.2 Tối ưu bước đầu 54 3.2.3 Tối ưu liên tục 56 3.3 Tổng quan trình quy hoạch mạng vô tuyến WCDMA 57 3.3.1.Tính toán mạng vô tuyến (radio network dimensioning) 59 3.3.2.Tiền quy hoạch mạng vô tuyến - Bước đầu lựa chọn site 59 3.3.3.Quy hoạch cell mạng vô tuyến 60 3.4.Tính toán quy hoạch vùng phủ (theo Release 99_WCDMA) 61 3.4.1 Tính toán qu ỹ đường truyền vô tuyến .63 3.4.2 Tính toán vùng phủ cell 74 3.5.Tính toán quy hoạch dung lượng mạng WCDMA 79 3.5.1.Các kiểu dung lượng 79 3.5.2 Tính toán dung lượng hướng lên 86 3.5.4 Tính toán CE (Channel Element) 90 Chương Tính toán quy hoạch tối ưu mạng 3G EVNTelecom 94 4.1 Quy hoạch mạng vô tuyến 3G EVNTelecom 94 4.1.1 Yêu cầu thiết kế 94 4.1.2.Phân vùng RNC tiêu chí l ựa chọn đặt Node B .100 4.1.3 Thiết kế mạng truy nhập vô tuyến 3G (UTRAN), tính toán vùng ph ủ sóng 102 4.2 Tối ưu mạng WCDMA EVNTelecom 107 Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA 4.2.1 Quy hoạch tối ưu mạng WCDMA sử dụng phần mềm mô .107 4.2.2 Kết mô tối ưu mạng 3G EVNTelecom 110 Chương Kết luận 114 Danh mục tài liệu tham khảo 115 Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Lời mở đầu Hiện Việt Nam nhà khai thác m ạng thông tin di động mặt đất Bộ Thông tin Truyền thông cấp giấy phép triển khai mạng 3G UMTS sử dụng công nghệ WCDMA triển khai bước đầu khai thác d ịch vụ 3G Thị trường mạng viễn thông Việt Nam phát triển nhanh, bước tiến tới khả cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng tốc độ cao Điều đòi hỏi việc quy hoạch triển khai hệ thống mạng sử dụng công nghệ WCDMA cần phải quan tâm nghiên cứu Đặc biệt việc quy hoạch tối ưu mạng nhà khai thác mạng quan tầm làm tốt việc giúp nhà khai thác m ạng tiết kiệm chi phí đảm bảo chất lượng dịch vụ yêu cầu kỹ thuật Sau kết thúc học phần khuôn khổ chương trình đào tạo Thạc sỹ ngành Kỹ thuật Điện tử Đại học Bách Khoa Hà Nội, hướng dẫn chu đáo, nhiệt tình thày, cô khoa Điện tử Viễn thông, Viện đào tạo sau đại học, đặc biệt TS Nguyễn Văn Khang, lựa chọn đề tài luận văn “Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA” Luận văn trình bày lý thuyết tổng quan mạng thông tin di động 3G sử dụng công nghệ, lý thuyết mạng truy nhập vô tuyến WCDMA, tính toán quy hoạch mạng vô tuyến mặt vùng phủ dung lượng Cuối cùng, luận văn đưa kết quy hoạch mạng cụ thể mạng EVNTelecom số kết mô dựa sở lý thuyết trình bày chương trước, so sánh với kết đo đạc thực tế, qua đánh giá hiệu chỉnh tối ưu phương án quy hoạch mạng Luận văn chia làm năm chương lớn theo ý Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Danh mục từ viết tắt 2G 2.5G 3G 3GPP 8-PSK BTS BCCH BCH BCS BER BLER BM BPSK BSC BSS C/I CBR CCCH CCH CCPCH CDMA CN CPCH CPICH CRC CS DCCH DCH DPCCH DPCH DPDCH DSCH EDGE FACH Luận văn Thạc sỹ 2nd Generation 2.5th Generation 3rd Generation 3rd Generation Partnership Project Phase Shift Keying Base Transceiver Station Broadcast Control Channel Broadcast Channel Binary Coded Signalling Bit Error Rate Block Error Rate Business Management Binary Phase Shift Keying Base Station Controller Base Station Subsystem Carrier-to-Interference ratio Call Block Ratio Common Control CHannel Control Channel Common Control Physical Channel Code Division Multiple Access Core Network Common Packet Channel Common PIlot Channel Cyclic Redundancy Check Circuit Switched Dedicated Control Channel Dedicated Channel Dedicated Physical Control Channel Dedicated Physical Channel Dedicated Physical Data Channel Downlink Shared Channel Enhanced Data rates for GSM Evolution Forward Access Channel Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA FAUSCH FDD FDMA FER GGSN GSM GSM1900 HO HSDPA HS-DPCCH HS-DSCH HS-PDSCH HS-SCCH HSUPA HTML HTTP IEEE IP IS-95 ISDN IS-HO ISO ITU-T Iub Iur Kbps KPI KQI LAN MAC Mbps Mcps MIMO MPLS MS MSC MT N/A Luận văn Thạc sỹ FAst Uplink Signalling Channel Frequency Division Duplex Frequency Division Multiple Access Frame Erasure Rate Gateway GPRS Support Node Global System for Mobile communication GSM at 1900 MHz band HandOver High-speed Downlink Packet Access High-speed Dedicated Physical Control Channel (UL) High-speed DSCH High-speed Physical DSCH High-speed Shared Control Channel (DL) High-speed Uplink Packet Access Hyper Text Markup Language Hyper Text Transfer Protocol The Institute of Electrical and Electronics Engineers Internet Protocol North American Version of the CDMA Standard Integrated Services Digital Network Inter-system HO International Organisation for Standardisation International Telecommunication Union, Telecommunication Interface between an RNC and a Node B Logical interface between two RNCs Kilo bits per second Key Performance Indicator Key Quality Indicator Local Area Network Medium Access Control Mega bits per second Mega chips per second Multiple Input Multiple Output Multi-Protocol Label Switching Mobile Station Mobile Switching Centre Mobile Terminal Not Available; Not Applicable Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA NE Node B NSS OFDM OMC OS OSI OSS PACCH PAGCH PARC PBCCH PC PCCCH PCCH P-CCPCH PCH PCMCIA PCPCH P-CPICH PDCH PDCP PDP PDSCH PI PICH PLMN RAN RNC RNSAP RSSI Rx RxD S-CCPCH SCH S-CPICH SCTP SDCCH Luận văn Thạc sỹ Network Element WCDMA BS Networking Sub-System Orthogonal Frequency Division Multiplexing Operations and Maintenance Centre Operations System Open Systems Interconnection Operations Support System Packet Associate Control Channel Packet Access Grant Channel Per-Antenna Rate Control Packet Broadcast Control Channel Power Control Packet Common Control Channel Paging Control Channel Primary CCPCH Paging Channel PC Modular Computer Interface Adapter card Physical CPCH Primary CPICH Packet Data Channel Packet Data Convergence Protocol Packet Data Protocol Physical DSCH Paging Indicator; Performance Indicator Paging Indicator Channel Public Land Mobile Network Radio Access Network Radio Network Controler Radio Network Subsystem Application Part Received Signal Strength Indicator Receive Receive Diversity Secondary CCPCH Synchronisation Channel Secondary CPICH Stream Control Transmission Protocol Standalone Dedicated Control Channel Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA SGSN SHO SIGTRAN SIM SINR SIP SIR SMS SMTP SNDCP SNR SRNC SRNS S-SCH TCP TDD TDM TDMA TE TRX TSL Tx UDP UE UL UMTS U-plane USIM UTRAN Uu VLR V oIP W AP WCDMA WiMAX WLAN Luận văn Thạc sỹ Serving GPRS Support Node Soft HO SIGnalling TRANsport Subscriber Identity Module Signal-to-Interference and Noise Ratio Session Initiation Protocol Signal to Interference Ratio Short Message Services Simple Message Transfer Protocol Subnetwork Dependent Convergence Protocol Signal-to-Noise Ratio Serving RNC Serving RNS Secondary SCH Transmission Control Protocol Time Division Duplex Time Division Multiplex Time Division Multiple Access Terminal Equipment Transmit and Receive Unit; Transceiver Time SLot Transmit User Datagram Protocol User Equipment UpLink Universal Mobile Telecommunications System User plane UMTS User Indentity Module Universal Terrestrial Radio Access Network Radio interface between UTRAN and UE Visitor Location Register V oice over IP Wireless Application Protocol Wideband Code Division Multiple Access Worldwide interoperability for Microwave Access Wireless Local Area Network Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Danh mục bảng Bảng 1.1.3GPP Releases 15 Bảng 3.1 Các lớp công suất UE 64 Bảng 3.2 Hệ số tăng ích Anten Node B 64 Bảng 3.3 Giá trị Eb/No yêu cầu môi trường đường truyền tĩnh 67 Bảng 3.4 Giá trị Eb/No yêu cầu điều kiện truyền dẫn đa đường 67 Bảng 3.5 Độ lệch chuẩn 71 Bảng 3.6 Tăng ích SHO qua fading chậm 71 Bảng 3.7 Các số A B mô hình Okumura – Hata 76 Bảng 3.8.So sánh tính toán dung l ượng GSM WCDMA 79 Bảng 3.9.Phân loại kiểu dung lượng theo QoS 80 Bảng 3.10 CE theo R99 92 Bảng 3.11 CE theo HSPDA 93 Bảng 4.1.Yêu cầu dịch vụ liệu liệu gói tốc độ cao HSDPA 95 Bảng 4.2.Các yêu cầu giả thiết 96 Bảng 4.3.Độ lệch chuẩn fading chậm 97 Bảng 4.4 Lượng thuê bao dự kiến thiết kế mạng EVNTelecom Bảng 4.5.CE với dịch vụ .103 Luận văn Thạc sỹ Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Hình 4.1 Sơ đồ phân bố RNC mạng EVNT elecom Tiêu chí lựa chọn vị trí đặt Node B Căn hạ tầng có EVNTelecom vận hành mạng 2G CDMA2000 1x 450MHz, số lượng BTS hoạt động khoảng 2900, 2500 BTS số có khả sử dụng lại hạ tầng mạng Các vị trí xem xét lựa chọn ưu tiên hạ tầng sẵn có EVNTelecom, đồng thời trọng đến khu vực có đặc điểm dân cư kinh tế Việt Nam Với khu vực quan trọng cần phủ sóng mà hai bên chưa có hạ tầng hạ tầng không sử dụng lại xem xét đầu tư Nhưng số lượng trạm đảm bảo mức thấp Bản đồ phân bổ node B Căn vào mô hình truyền sóng phần mềm quy hoạch mô vùng phủ sóng số lượng trạm phân bổ sau: Luận văn Thạc sỹ 101 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Hình 4.2.Bản đồ phân bố Node B EVNT elecom 4.1.3 Thiết kế mạng truy nhập vô tuyến 3G (UTRAN), tính toán vùng phủ sóng 4.1.3.1 Tính toán cấu hình Node B Các tham số đầu vào • Tỉ lệ chuyển giao : 30% • Cấp độ dịch vụ GoS : 2% • Erl trung bình % sử dụng dịch vụ dịch vụ thoại video: Erl/Sub % Thuê bao V oice 0.025 100% CS 64K 0.002 30% Dung lượng Uplink, Downlink % thuê bao dịch vụ data: Luận văn Thạc sỹ 102 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Uplink Downlink (kB/h) (kB/h) PS 64/64 12 48 50% PS 64/128 20 80 30% PS 64/384 50 200 20% % Thuê bao • Băng thông Cell dịch vụ HSDPA: 1Mbps/cell • Số thuê bao truy cập HSDPA đồng thời Cell: • Hệ số sử dụng tài nguyên CE dịch vụ (Hệ số sử dụng CE số kênh CE bị chiếm kênh dịch vụ): V oice CS 64K PS 64/64 PS 64/128 PS 64/384 HSDPA Uplink 2.5 2.5 2.5 2.5 1.3 Downlink 1.8 1.8 0.3 Bảng 4.5.CE với dịch vụ Việc tính toán cấu hình NodeB thực tính toán theo hướng Uplink Downlink riêng biệt Tổng số CE NodeB giá trị lớn số CE đường Uplink số CE đường Downlink 4.1.3.2 Tính toán CE cho đường Uplink Đối với dịch vụ thoại, CS Dưới trình bày phương pháp tính cấu hình Node B với số thuê bao lựa chọn 1.700 Tính số Erlang NodeB dịch vụ thoại: Tổng số Erlang = Số lượng thuê bao * % Thuê bao tho ại * Erlang cho thuê bao thoại = 1.700 * 100% * 0.025 = 42.5 Erl Sử dụng bảng Erlang B để tra số kênh cho NodeB (với GoS 2%) ta số kênh dịch vụ thoại 53 CE Tương tự thuê bao CS64 ta có số kênh dịch vụ CS64 Tổng số Erlang =Số lượng thuê bao* %Thuê bao CS64*Erlang cho m ỗi thuê baoCS64 Luận văn Thạc sỹ 103 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA = 1.700 * 30% * 0.002 = 1.02 Sử dụng bảng Erlang B để tra số kênh cho NodeB (với GoS 2%) ta số kênh dịch vụ CS64 CE Tổng số CE cho dịch vụ thoại, CS64 tính: CEV oice = Số CE dịch vụ thoại * Hệ số sử dụng CE thoại (Uplink) + Số CE dịch vụ CS64 * Hệ số sử dụng CE CS64 (Uplink) = 53 * + * 2.5 = 63 CE Đối với dịch vụ liệu Các dịch vụ Data có phương pháp tính CE giống nhau, tùy theo tốc độ đỉnh gói cước mà hệ số sử dụng CE gói cước có khác Tính số Erlang NodeB dịch vụ data: Tổng số kênh data = Số lượng thuê bao * % Thuê bao Data * Tốc độ liệu / Tốc độ upload đỉnh gói cước = Số lượng thuê bao * % Thuê bao Data * Dung l ượng liệu * / 3600 / Tốc độ upload đỉnh gói cước Ta có: Tổng số kênh PS 64/64 = 1700 * 50% * 12 * / 3600 / 64 = 0.354 Tổng số kênh PS 64/128 = 1700 * 30% * 20 * / 3600 / 64 = 0.354 Tổng số kênh PS 64/384 = 1700 * 20% * 50 * / 3600 / 64 = 0.590 Tổng số CE cho dịch data tính: CEdata = Tổng số kênh PS 64/64 * Hệ số sử dụng CE PS 64/64 (Uplink) + Tổng số kênh PS 64/128 * Hệ số sử dụng CE PS 64/128 (Uplink) + Tổng số kênh PS 64/384 * Hệ số sử dụng CE PS 64/384 (Uplink) = 0.354 * 2.5 + 0.354 * 2.5 + 0.590 * 2.5 = 3.24 CE Luận văn Thạc sỹ 104 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Đối với HSDP A Kênh liệu dịch vụ HSDPA thực kênh riêng biệt, tài nguyên CE NodeB sử dụng kênh báo hiệu HSDPA Số CE cần thiết cho báo hiệu = Số thuê bao truy cập đồng thời NodeB * Hệ số sử dụng CE HSDPA (Uplink) = * * 1.3 = 19.5 CE Tổng số CE Node B Tổng số CE NodeB cho đường Uplink tính tổng số CE cần thiết dịch vụ Thoại, Dữ liệu HSDPA cộng thêm phần CE dành cho chuyển giao: Total CE = (CEvoice + CEdata + CEHSDPA) * (1 + Tỉ lệ chuyển giao) = (63 + 3.24 + 19.5) * (1 + 30%) = 112 CE 4.2.3.3 Tính toán CE cho đường Downlink Đối với dịch vụ thoại Tính số Erlang NodeB dịch vụ thoại: Tổng số Erlang = Số lượng thuê bao * % Thuê bao tho ại * Erlang cho thuê bao thoại = 1.700 * 100% * 0.03 = 42.5 Erl Sử dụng bảng Erlang B để tra số kênh cho NodeB (với GoS 2%) ta số kênh dịch vụ thoại 53 CE Tương tự Thuê bao CS64 ta có số kênh dịch vụ CS64 Tổng số Erlang = Số lượng thuê bao * % Thuê bao CS64 * Erlang cho m ỗi thuê bao CS64 = 1.700 * 30% * 0.002 = 1.02 Luận văn Thạc sỹ 105 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Sử dụng bảng Erlang B để tra số kênh cho NodeB (với GoS 2%) ta số kênh dịch vụ CS64 CE Tổng số CE cho dịch vụ thoại, CS64 tính: CEV oice = Số CE dịch vụ thoại * Hệ số sử dụng CE thoại (Uplink) + Số CE dịch vụ CS64 * Hệ số sử dụng CE CS64 (Uplink) = 53 * + * 1.8 = 60.2 CE Đối với dịch vụ liệu Các dịch vụ Data có phương pháp tính CE giống nhau, tùy theo tốc độ đỉnh gói cước mà hệ số sử dụng CE gói cước có khác Tính số Erlang NodeB dịch vụ data: = Số lượng thuê bao * % Thuê bao Data * Tốc độ liệu / Tổng số kênh Tốc độ Download đỉnh gói cước = Số lượng thuê bao * % Thuê bao Data * Dung l ượng liệu * / 3600 / Tốc độ Download đỉnh gói cước Ta có: Tổng số kênh PS 64/64 = 1700 * 50% * 48 * / 3600 / 64 = 1.417 Tổng số kênh PS 64/128 = 1700 * 30% * 80 * / 3600 / 128 = 0.708 Tổng số kênh PS 64/384 = 1700 * 20% * 200 * / 3600 / 384 = 0.394 Tổng số CE cho dịch data tính: CEdata = Tổng số kênh PS 64/64 * Hệ số sử dụng CE PS 64/64 (Downlink) + Tổng số kênh PS 64/128 * Hệ số sử dụng CE PS 64/128 (Downlink) + Tổng số kênh PS 64/384 * Hệ số sử dụng CE PS 64/384 (Downlink) = 1.417 * 1.8 + 0.708 * + 0.394 * = 11.097 CE Đối với HSDP A Kênh liệu dịch vụ HSDPA thực kênh riêng biệt, tài nguyên CE NodeB sử dụng kênh báo hiệu HSDPA Luận văn Thạc sỹ 106 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Băng thông yêu cầu với NodeB = Số cell * Băng thông cell = * Mbps = Mbps Số CE cần thiết cho báo hiệu = Số thuê bao truy cập đồng thời NodeB * Hệ số sử dụng CE HSDPA (Downlink) = * * 0.3 = 4.5 CE Tổng số CE Node B Tổng số CE NodeB cho đường Uplink tính tổng số CE cần thiết dịch vụ Thoại, Dữ liệu HSDPA cộng thêm phần CE dành cho chuyển giao: Total CE = (CEvoice + CEdata + CEHSDPA) * (1 + Tỉ lệ chuyển giao) = (60.2 + 11.097 + 4.5) * (1 + 30%) = 99 CE Cấu hình NodeB Cấu hình (Số CE) NodeB tính Số lớn Tổng số CE Uplink tổng số CE Downlink Vậy Tổng số CE Node B 112 CE (Giả thiết tính cho NodeB d ự kiến 1700 thuê bao có HSDPA, với NodeB HSDPA bỏ toàn phần tương ứng) Sau tính toán làm tròn với bội số 16 (đặc điểm chung Chipset xử lý phần băng gốc), cấu hình kênh CE Node B t ại vị trí sau (cột HSDPA trạm có cấu hình dịch vụ liệu tốc độ cao, nằm thành phố, thị xã, KCN quan trọng khu du lịch ) 4.2 Tối ưu mạng WCDMA EVNT elecom 4.2.1 Quy hoạch tối ưu mạng WCDMA sử dụng phần mềm mô Công cụ quy hoạch mạng tính toán vùng phủ dựa tập giả thiết thông số liệu đầu vào Các giả thiết tương tự tính toán qu ỹ đường truyền chương Một số thông số đầu vào khác bao gồm đồ địa lý, lưu lượng thông tin liên quan D ựa vào công cụ quy hoạch mạng, suy Luận văn Thạc sỹ 107 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA hao đường truyền tính toán thiết bị phát vị trí, vị trí định nghĩa ô vuông với kích thước xác định, từ vài mét đến vài trăm mét tùy thuộc vào khu vực cần tính toán Đối với khu vực thành phố đông dân cư cần chi tiết nên lựa chọn ô vuông có kích th ước nhỏ Còn vùng nông thôn lựa chọn ô vuông có kích thước lớn Từ thông tin suy hao đường truyền, tham số khác tính toán Một thông số quan trọng thường sử dụng tỷ số tín hiệu tạp âm Ec/Io công suất phát yêu cầu Đối với WCDMA, việc tính toán dựa vào quỹ đường truyền chưa đủ Như ta biết, nhân tố tải lưu lượng mạng có ảnh hưởng lớn đến kết tính toán trình quy ho ạch mạng Các dịch vụ khác nhau, số lượng người dùng khác ảnh hưởng đến vùng phủ vùng phủ ảnh hưởng đến lưu lượng cho phép mạng Do đó, công cụ quy hoạch mạng phải quan tâm đến phân bố lưu lượng Sự phân bố lưu lượng thường tính toán thông qua thu ật toán Monte Carlo, phân bố ngẫu nhiên người dùng theo quy tắc thay đổi Quá trình thực mô thông qua chương trình quy hoạch mạng thể hình 4.3 Luận văn Thạc sỹ 108 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Đưa vào đồ số, vùng phủ Thiết lập thông số mô Phân bố lưu lượng Mô theo phương pháp Monte Carlo Điều chỉnh Chưa tốt Kiểm tra kết mô Tốt Hình 4.3 Các b ước thực mô quy hoạch mạng phần mềm mô Các thông số đầu vào chương trình mô quy hoạch mạng bao gồm liệu đồ số tham số mạng cần quy hoạch Bản đồ số yêu cầu cần thiết cho việc tính toán mô quy hoạch mạng Bản đồ số bao gồm sở liệu – hệ thống thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System) Trong bao gồm liệu liệu địa chất (terrain), liệu phân bố bề mặt (Clutter), liệu vector, liệu lưu lượng (traffic)… Khoảng cách trạm tham số quan trọng đàu tiên suốt trình quy hoạch mạng Để mô cách tốt nhất, độ phân giải đồ số phải cao 10 lần khoảng cách nhỏ trạm Tùy theo khu vực, kịch mô khác Luận văn Thạc sỹ 109 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Thông số quan trọng liệu việc sử dụng bề mặt, liệu không chuẩn hóa nhà cung cấp đồ, khác nước, khu vực Vì vậy, thực tế để mô xác cần lựa chọn đồ số có thông số phù hợp với khu vực cần tính toán Các đồ vector sử dụng để thể nhân tố tuyến tính dòng sông, đường xá, ranh giới hành Lớp vector có hai mục đích là: kiểm tra vị trí đặt trạm định phân bố lưu lượng Bản đồ lưu lượng cung cấp mật độ thuê bao Đối với mô hình tương ứng với khu vực, mật độ thuê bao khác Các tham số mạng cần quy hoạch bao gồm cấu hình trạm thu phát BS, số lượng sóng mang, sector sử dụng, loại anten, chiều cao anten, góc phương vị, độ nghiêng anten… Căn vào điều kiện thức tế triển khai mạng để lựa chọn tham số ban đầu, sau trình tính toán, mô ph ỏng điều chỉnh để đạt giải pháp tối ưu Sau thiết lập đầy đủ thông số đầu vào cho chương trình mô phỏng, chương trình quy hoạch mạng thực việc phân tích đưa kết mô đồ bảng số liệu Dựa phương pháp Monte Carlo, ta điều chỉnh thông số tải, thông số thiết lập cho BS, từ đạt kết tối ưu 4.2.2 Kết mô tối ưu mạng 3G EVNTelecom Như trình bày trên, tối ưu mạng vòng quay phải thực liên tục, cho tất vùng mạng Mạng EVNTelecom phủ sóng toàn quốc Việt Nam Trong luận văn này, đưa kết số khu vực tương ứng với hai mô hình tính toán mô hình cho khu v ực thành phố khu vực nông thôn Hai khu vực xét khu vực thành phố Vinh Quỳ Hợp, tỉnh Nghê An Vị trí lắp đặt Node B khu vực sử dụng chung sở hạ tầng với mạng CDMA cũ sẵn có nên cần phải mô kiểm tra chất lượng dịch vụ sau triển khai để đánh giá, tối ưu lại đưa phương án bổ sung thêm trạm thu phát sóng để đảm bảo chất lượng dịch vụ - Khu vực thành phố Vinh tỉnh Nghệ An Luận văn Thạc sỹ 110 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Hình 4.4 Bản đồ vùng phủ khu vực thành phố Vinh Hình 4.5 Kết mô tỷ số Ec/Io khu vực thành phố Vinh- Nghệ An Luận văn Thạc sỹ 111 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA (a) Tỉ số Tx_mobi (b)Rx Hình 4.6 Kết kiểm tra thực tế thành phố Vinh Luận văn Thạc sỹ 112 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA - Khu vực tỉnh Nghệ An: Quỳ Hợp tuyến Diễn Châu-Quế Phong Hình 4.7 Bản đồ thực tế khu vực Quỳ Hợp Hình 4.8 Kết kiểm tra thực tế Quỳ Hợp Luận văn Thạc sỹ 113 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Chương Kết luận Kết mô thể xác chất lượng dịch vụ hai khu vực tiến hành kiểm tra Sau đó, thông qua trình ki ểm tra thực tế đến quan trình tối ưu mạng Kết mô thể khu vực chất lượng vùng phủ không đảm bảo, cần phải tiêp tục kiểm tra tối ưu Ngoài ra, chương trình mô tính toán, mô thông số đầu vào đồ 2-D, không thẻ vật cản địa hình, điều kiện môi trường không gian 3-D nên so sánh v ới kết kiểm tra thực tế, ta thấy có số khu vực chất lượng mạng so với kết chương trình mô Từ đó, thông qua kết thực tế, ta điều chỉnh thông số đầu vào chương trình mô phỏng, bao gồm thông số điều kiện môi trường, thông số thiết bị công suất phát Node B, loại ănten sử dụng góc ngẩng ănten… từ có kết mô sát với thực tế Căn kết ba khu vực thử nghiệm, tối ưu lại thông số cấu hình mô phỏng, ta tiếp tục mở rộng quy mô mô khu vực lớn hơn, nước Luận văn trình bày từ sở lý thuyết mạng WCDMA đến mô hình tính toán quy hoạch mạng vô tuyến mạng WCDMA Đồng thời luận văn Luận văn Thạc sỹ 114 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA đưa toán thực tế mạng viễn thông Việt Nam Hướng nghiên cứu luận văn tiếp tục nghiên cứu sâu hệ thống mạng truy cập vô tuyến, đưa phương thức tính toán quỹ đường truyền phù hợp với khu vực cần tính toán, bổ sung thông số đầu vào mô phỏng, nâng cao tính xác kết mô Danh mục tài liệu tham khảo Christophe Chevallier, Christopher Brunner, Andrea Garavaglia, Kenvin P Murray, Kenneth R.Baker (2006), WCDMA Deployment Handbook Planning and Optimization Aspects , John Wiley and Sons Công ty Thông tin Viễn thông Điện lực (2009), Dự án 3G toàn quốc Huawei Technology Co.,Ltd (2010), WCDMA RNP Training Material Fengzhi and Yuan Hongwei (2007), WCDMA network planning and optimization training course, ZTE Corporation Harri Holma and Antti Toskala (2004), WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications, John Wiley and Sons M.R.Karim, Mohsen Sarraf (2002), W-CDMA and cdma2000 for 3G Mobile Networks, McGraw-Hill Tomas Novosad, Jaana Laiho and Achim Wacker (2006), Radio Network Planning and Optimisation for UMTS nd Edition, John Wiley and Sons 8.Zou Ning (Neeson) (2007), UMTS Air Interface training course, Wireless Dept Bell-Labs Luận văn Thạc sỹ 115 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 ... luận văn Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Luận văn trình bày lý thuyết tổng quan mạng thông tin di động 3G sử dụng công nghệ, lý thuyết mạng truy nhập vô tuyến WCDMA, ... định nghĩa mạng lõi dựa GSM Điều cho phép hệ Luận văn Thạc sỹ 23 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA thống với công nghệ vô tuyến mang... 25 Nguyễn Thị Như Anh ĐTVT 2008-2010 Quy hoạch mạng vô tuyến hệ thống 3G sử dụng công nghệ WCDMA Chương Mạng vô tuyến WCDMA 2.1.Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến UTRAN Cấu trúc UTRAN mô tả hình