Quy hoạch vô tuyến w CDMA mạng 3g beeline khu vực thành phố hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ QUÂN QUY HOẠCH VÔ TUYẾN W–CDMA MẠNG 3G BEELINE KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐỖ TRỌNG TUẤN Hà Nội – Năm 2011 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Viện Điện tử Viễn thông, Đại học Bách khoa Hà Nội giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Đỗ Trọng Tuấn tận tình bảo em hoàn thành tốt luận văn Sau lời cảm ơn đến gia đình người thân bạn bè động viên giúp đỡ em suốt trình học tập LỜI CAM ĐOAN nghiên cứu Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2011 Lê Quân Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Ngoài giúp đỡ bảo tận tình TS Đỗ Trọng Tuấn, luận văn sản phẩm trình tìm tòi, nghiên cứu trình bày tác giả đề tài luận văn Mọi số liệu quan điểm, quan niệm, phân tích, kết luận tài liệu nhà nghiên cứu khác trích dẫn theo qui định Vì vậy, tác giả xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Hà Nội, ngày tháng năm 2011 Tác giả Lê Quân Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG : TỔNG QUAN TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG .2 1.1 - Thông tin di động – sơ lược phát triển 1.2 - Hệ thống thông tin di động theo nhánh công nghệ 1.2.1 - Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ W-CDMA 1.2.2 - Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ CDMA 2000 1.3 - Mạng W-CDMA định hướng công nghệ 3G Beeline 1.3.1 - Định hướng công nghệ chuẩn châu Âu 3GPP qui định áp dụng cho mạng Beeline 1.3.2 - Nội dung chủ yếu phiên tiêu chuẩn 3GPP 1.4 - Kết luận chương 12 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS 13 2.1 - Nguyên lý CDMA 13 2.1.1 - Nguyên lý trải phổ CDMA 13 2.1.2 - Kỹ thuật trải phổ giải trải phổ 14 2.1.3 - Kỹ thuật đa truy nhập CDMA 15 2.2 - Một số đặc trưng lớp vật lý mạng truy nhập W-CDMA 16 2.2.1 - Phương thức song công 16 2.2.2 - Dung lượng mạng 16 2.2.3 - Các kênh giao diện vô tuyến UTRA FDD 17 2.2.4 - Cấu trúc Cell 17 2.3 - Cấu trúc hệ thống vô tuyến UMTS 18 2.3.1 - Node-B 19 2.3.2 - RNC (Radio Network Control) 20 2.3.3 - Các giao diện mở UMTS 20 2.4 - Các chức quản lý tài nguyên vô tuyến 21 2.4.1 - Giới thiệu quản lý tài nguyên vô tuyến W-CDMA 21 2.4.2 - Điều khiển công suất 21 2.4.3 - Điều khiển chuyển giao 22 2.4.4 - Điều khiển thu nạp 26 2.4.5 - Điều khiển tải (điểu khiển nghẽn) 28 2.5 - Kết luận chương 29 Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH THIẾT KẾ TÍNH TOÁN QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN W-CDMA 30 3.1 - Giới thiệu: 30 3.2 - Khởi tạo quy hoạch: 30 3.2.1 - Sơ đồ khối trình định cỡ mạng: 31 3.2.2 - Dự báo lưu lượng: 33 3.3 - Phân tích dung lượng: 36 3.3.1 - Xác định bán kính vùng phủ sóng cell: 36 3.4 - Quy hoạch : 37 3.4.1 - Tính suy hao đường truyền cho phép: 37 3.4.2 - Các mô hình truyền dẫn bản: 38 3.4.3 - Quy hoạch dung lượng vùng phủ - lặp tối ưu: 43 3.4.4 - Hậu xử lý - Dự báo vùng phủ mạng: 45 3.5 - Tối ưu mạng: 45 3.6 - Kết luận chương 46 CHƯƠNG 4: HIỆN TRẠNG MẠNG BEELINE VÀ ĐỊNH HƯỚNG TRIỂN KHAI MẠNG UMTS 3G 47 4.1 - Tổng quan mạng Beeline 47 4.1.1 – Tình hình phát triển Beeline năm 2010 47 4.1.2 - Tình hình mạng lưới tính đến hết năm 2010 49 4.2 - Hiện trạng mạng vô tuyến 51 4.2.1 - Tổ chức mạng vô tuyến 51 4.2.2 - Dung lượng mạng vô tuyến 52 4.3 - Hiện trạng mạng lõi dịch vụ 53 4.3.1 - Cấu hình mạng lõi dịch vụ 53 4.3.2 - Dung lượng mạng lõi 53 4.4 - Định hướng kế hoạch triển khai mạng 3G 54 4.4.1 - Định hướng kinh doanh – thương mại 54 4.4.2 - Kế hoạch dự định triển khai mạng 3G 56 4.5 - Phương án triển khai mạng vô tuyến 3G 60 4.5.1 - Quy mô triển khai 60 4.5.2 - Triển khai chung sở hạ tầng mạng 3G/2G 60 4.6 - Kết luận chương 62 CHƯƠNG 5: QUY HOẠCH VÔ TUYẾN W-CDMA MẠNG BEELINE KHU VỰC TP HÀ NỘI 63 5.1 - Hiện trạng dự báo phát triển thuê bao 3G mạng Beeline TP Hà Nội 63 Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội 5.1.1 - Khái quát tình hình kinh tế xã hội viễn thông di động Tp Hà Nội 63 5.1.2 - Tình hình phát triển mạng Viễn thông di động Tp Hà Nội 66 5.1.3 - Hiện trạng mạng Beeline khu vực Tp Hà Nội 66 5.1.4 - Dự báo phát triển thuê bao 3G mạng Beeline khu vực Tp Hà Nội 67 5.2 - Thiết kế quy hoạch mạng 69 5.2.1 - Tính toán số lượng Node-B cần thiết 69 5.3 - Quá trình triển khai Node B năm 2015 - 2020 78 5.3.1 - Pha – Giai đoạn 2014-2015: 79 5.3.2 - Pha – Giai đoạn 2015-2018: 80 5.3.3 - Pha – Giai đoạn 2018-2020: 81 5.4 - Khảo sát lắp đặt trạm pha 82 5.4.1 - Vị trí Node-B 82 5.5 - Kết luận chương 84 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN .85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 1xEV- DO 3G 3GPP 3GPP2 Pha 1- Tối ưu liệu 1x Evolution – Data Optimized Thế hệ Third Generation Third Generation Global Partnership Dự án hội nhập toàn cầu hệ Project Third Generation Global Partnership Project A AGC AMR Automatic Gain Control Adaptive Multi-Rate codec AMPS Advanced Mobile Phone System B BHCA BER BLER BPSK BSIC BTS C CDG CDMA CN CRC D DL DSSS E EDGE EIRP ETSI Bộ điều khiển tăng ích tự động Bộ mã hoá giải mã đa tốc độ thích nghi Hệ thống điện thoại di động tiên tiến (Mỹ) Busy Hour Call Attempts Bit Error Rate Block Error Rate Binary Phase Shift Keying Base station identity code Base Tranceiver Station Số gọi bận Tốc độ lỗi bit Tốc độ lỗi Block Khoá dịch pha nhị phân Mã nhận dạng trạm gốc Trạm gốc The CDMA Development Group Code Division Multiple Access Core Network Cylic Redundancy Check Nhóm phát triển CDMA Truy nhập phân chia theo mã Mạng lõi Mã vòng kiểm tra dư thừa Downlink Direct Sequence Spread Spectrum Đường xuống Hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp Các tốc độ liệu tăng cường cho Enhanced Data Rates for Evolution Equivalent Isotropic Radiated Power tiến hoá European Telecommunication Công suất xạ đẳng hướng Standard Institute tương đương Viện chuẩn hoá viễn thông Châu Âu F Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội FDD Frequency Division Duplex FDMA Frequency Division Multiple Access Frame Error Rate FER G GGSN GPRS GP GPS GSM Phương thức song công phân chia theo tần số Đa truy nhập phân chia theo tần số Tỷ số lỗi khung Gateway GPRS Support Node General Packet Radio Service Gain Processer Global Positioning System Global System for Mobile Telecommunication Nút hỗ trợ cổng GPRS Dịch vụ vô tuyến gói chung Độ lợi xử lý Hệ thống định vị toàn cầu Hệ thống viễn thông di động toàn cầu H HLR HSDPA Home Location Registor High Speed Downlink Packet Access HSUPA High Speed Uplink Packet Access HO I IMT-2000 Handover Bộ đăng ký thường trú Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao Truy nhập gói lên xuống tốc độ cao Chuyển giao IMT- MC IP ITU Iub Iur K KPI L LOS M ME MMS MGW MPLS MIMO International Mobile Telecommunication 2000 IMT- Multicarrier Internet Protocol International Telecommunication Union Thông tin di động toàn cầu 2000 IMT đa sóng mang Giao thức Internet Liên hợp viễn thông quốc tế Giao diện RNC nút B Giao diện RNC Key performace Indicator Bộ thị hiệu Line of sight Tầm nhìn thẳng Mobile Equipment Multimedia Messaging Service Media Gateway Multiprotocol Label Switching Multi input multi output Thiết bị di động Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện Nút cổng Softswitch Chuyển mạch nhãn đa giao thức Đa phân tập Anten In/Out Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội MSC Mobile Service Switching Centre MSS O OFDM MSC server OMC P PCU PN PPS-IN Q QPSK Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động Nút chuyển mạch Softswitch Orthogonal frequency-division Ghép kênh phân chia theo tần số multiplexing trực giao Operation Mainternance Center Trung tâm điều hành quản lý khai thác Đơn vị điều khiển gói Packet Control Unit Giả tạp âm Pseudo Noise Prepaid System - Interligent Network Hệ thống điều khiển thuê bao trả trước IN Quardrature Keying Phase Phase R RAM RAT RNC RNS RRC Radio Access Mode Radio Access Technology Radio Network Controller Radio Network subsystem Radio Resoure Control protocol RRM Radio Resouse Management S SFN SCP System Frame Number Service Control Point SDP Service Data Point SGSN SHO SIP SIR SMS SNR STP Serving GPRS Support Node Soft Handover Session Initiation Protocol Signal to Interference Ratio Short Messaging Service Signal to Noise Ratio Signaling Transfer Point Shift Khoá dịch pha cầu phương Chế độ truy nhập vô tuyến Công nghệ truy nhập vô tuyến Bộ điều khiển mạng vô tuyến Phân hệ mạng vô tuyến Giao thức điều khiển tài nguyên vô tuyến Thuật toán quản lý tài nguyên vô tuyến Số hiệu khung hệ thống Nút hỗ trợ điều khiển dịch vụ PPS-IN Nút hỗ trợ điều khiển liệu PPS-IN Nút hỗ trợ GPRS phục vụ Chuyển giao mềm Giao thức khởi tạo phiên Tỷ số tín hiệu nhiễu Dịch vụ nhắn tin ngắn Tỷ số tín hiệu tạp âm Điểm chuyển tiếp báo hiệu Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội T TDD Time Division Duplex TDMA Time Division Multiple Access TPC TSC U UE UL UMTS Transmission Power Control Trantsit/Gateway Center Phương thức song công phân chia theo thời gian Đa truy nhập phân chia theo thời gian Điều khiển công suất phát Trung tâm chuyển tiếp gọi Thiết bị người sử dụng Đường xuống Hệ thống viễn thông di động toàn cầu Modul nhận dạng thuê bao UMTS UTRAN User Equipment Uplink Universal Mobile Telecommunication System UMTS Subscriber Identify Module UMTS Terrestrial Radio Access Network V VLR VOIP Visitor Location Registor Voice Over Internet Protocol Bộ đăng ký tạm trú Truyền thoại qua Internet USIM W W-CDMA Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS giao thức Wideband Code Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng Access Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội - Độ cao anten trạm gốc hb = 40m, - Độ cao anten MS hm =2m - Độ cao trung bình nhà hr= 42m - Độ rộng đường phố W= 20m - Khoảng cách trung bình nhà b = 45m - Góc tạo với đường phố, Φ = 900 - Trạm gốc kiểu 3-sector (K=1.95), *Tính toán cụ thể: ∆ hm = hr – hm = 42 – = 40m ∆ hb = hb – hr = 40 – 42 = –2m L0 = – 0.114( Φ – 55) = – 0.114(90 – 55) = Lbsh = –18log1011 + ∆ hb = –18log1011 + (–2) = –20.75dB Vì hb < hr , ta có : ka = 54 – 0.8 hb = 54 – 0.8 x 40 = 22 kd = 18 kf = +1.5 (fc/925 –1) = +1.5 (1950/925 –1) = - 5.66 Suy hao không gian tự do: Lf = 32.4 + 20log10R + 20log101950 = 98.2 + 20log10R Suy hao tán xạ khúc xạ: Lrts = -16.9 – 10 log10W + 10log10 fc+ 20log10 ∆ hm + L0 = -16.9 – 10 log1020 + 10log101950 + 20log1040 + = 35 dB Suy hao đa chắn(multiscreen): Lms = Lbsh + ka + kd log10R + kf log10 fc – 9log10b = -20.75 + 22 + 18 log10R + 18 log10 1950 – 9log1045 = 4.97 + 18 log10R Suy hao đường truyền cho phép: L50 = Lf + Lrts + Lms L50 = 98.2 + 20 log10R + 35 + 4.97 +18 log10R L50 ≈ 138 + 38 log10R Theo tính toán quỹ đường truyền (hàng u) ta có L =149.0 dB 149 ≈ 138 + 38 log10R Ù 0,28= log10R ÙR = 1,9km2 Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 73 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội STT Quận/huyện Diện tích (km2) Số Node – B cần phủ sóng 2015 Dự kiến phủ sóng Hoàn Kiếm 5,29 Dense urban Ba Đình 9,25 Dense urban Đống Đa 10,09 Dense urban Hai Bà Trưng 14,65 Dense urban Cầu Giấy 12,04 Urban Tây Hồ 24 Urban Thanh Xuân 9,13 Urban Hoàng Mai 41,04 Urban Hà Đông 33,3 Urban 10 Long Biên 60,38 Urban 219,17 40 Node-B Tổng cộng Bảng 5-6 Số cell theo vùng phủ địa bàn Tp Hà Nội ( quận trung tâm) năm 2015 Việc hoạch định bao gồm 40 site macro 3sector, vùng phủ trung bình site 5.4km2 Trong vùng đô thị giới hạn đường lên thiết lập 75% tương ứng với mức tăng tạp âm 6dB Trong trường hợp tải vượt quá, số MS cần thiết phải bị đẩy cách ngẫu nhiên (hoặc bị di chuyển đến sóng mang khác) từ cell tải Bước 3: Định cỡ dung lượng Ta tính toán dung lượng ban đầu cell dựa vào phương trình hệ số tải (hệ số tải đường lên ) theo công thức (4.7) Coi tất N người sử dụng có thông số nha ta có N ηUL = (1 + i ) ⋅ ∑ L j = (1 + i ) ⋅ N ⋅ j =1 W 1+ (E b /N ) ⋅ R ⋅ν Với thông số: ηUL = 0.75; Eb/N0 = 5dB (= 3.16); W= 3.84 Mcps; R= 8kbps; ν = 0.5; i = 0.65 Ta tính số người đồng thời sử dụng dịch vụ thoại kbps lớn cell N =138 người, Kết cho biết dải quạt tối đa có 138/3= 46 người sử dụng Khi tính toán dung lượng thực không vượt 75% dung lượng cực, dải quạt tính toán không 34 người sử dụng ,tra bảng Erlang B ứng với GoS=2% ứng với 25,529 Erlang Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 74 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội 5.2.1.2 - Tính số cell theo dung lượng +Tính toán cho quận: Trình tự tính toán : DL cần = ( BHCA/1TB) × (số TB) × (thời gian gọi/3600) [Erlang ] DL cần kể để chuyển giao mềm = (DL cần) × (SHOF) [Erlang ] Số dải quạt cần =( DL cần kể để chuyển giao mềm)/( DL cực dải quạt ) Số cell cần = ( số dải quạt cần )/( tăng ích dải quạt hóa ) Tra bảng Erlang B để xác định số kênh thoại cell Ta tiến hành tính dung lượng số cell cho thành phố Viêng Chăn giai đoạn với thông số đây: - BHCA/1TB: 1.38 - Thời gian trung bình gọi:90s - SHOF: 1.4 - Tăng ích dải quạt hóa: 2.4 - Cấp phục vụ GOS:2% Tính dung lượng số cell cho nhu cầu 2015: Tính toán điển hình cho quận Hoàn Kiếm: DL cần = ( BHCA / 1TB) × ( số TB) × ( Thời hạn gọi / 3600) = 1.38 × 1100 × 90 / 3600= 37.95 ( Erlang ) DL cần kể để chuyển giao mềm = ( DL cần ) × ( SHOF ) = 37.95 × 1.4 = 53.13 ( Erlang ) Số dải quạt cần = ( DL cần kể để chuyển giao mềm ) / ( DL cực dải quạt ) = 53.13 /25.529 = 2.08 ( Dải quạt ) Số cell cần = ( Số dải quạt cần )/( Tăng ích dải quạt hóa ) = 2.08/2.4 = (cell) DL cực cell = (DL cực dải quạt) × (Tăng ích dải quạt hóa) = 25.529 × 2.4 = 61.27 (Erlang) Tra bảng Erlang B ( GOS=20%) ⇒ số kênh cell 72 Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 75 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội Công việc tính toán dung lượng, số cell lặp lại cho quận ta có Bảng tính số cell cho nhu cầu 2015 sau: Vùng BHCA/ Số thuê bao thuê bao Hoàn Kiếm Ba Đình Hai Bà Trưng Đống Đa Thanh Xuân Cầu Giấy Hoàng Mai Long Biên Tây Hồ Hà Đông Tổng 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1.100 1.393 2.164 2.176 1.070 909 1.328 1.051 675 835 12.701 Dung lượng SHOF cần Erlang 37,95 48,06 74,66 75,07 36,92 31,36 45,82 36,26 23,29 28,81 438.18 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 Dung lượng cần kể SHOF Erlang 53,13 67,28 104,52 105,1 51,68 43,90 64,14 50,76 32,6 40,33 613,45 Dung lượng cực Số dải quạt Số node B Erlang 25,529 2,08 25,529 2,64 25,529 4,09 25,529 4,12 25,529 2,02 25,529 1,72 25,529 2,51 25,529 1,99 25,529 1,28 25,529 1,58 255,29 36.24 2 1 1 14 Bảng 5-7 Bảng kết số cell cho quận tính theo dung lượng năm 2015 Kết bảng 5-7 cho thấy để đảm bảo dung lượng vùng phục vụ cần 14 cell, điều có nghĩa đảm bảo yêu cầu dung lượng STT Quận/huyện Diện tích (km2) Số Node – B tính theo vùng phủ Số Node – B tính theo dung lượng Hoàn Kiếm 5,29 2 Ba Đình 9,25 3 Hai Bà Trưng 10,09 Đống Đa 14,65 Thanh Xuân 12,04 Cầu Giấy 24 Hoàng Mai 9,13 2 Long Biên 41,04 Tây Hồ 33,3 10 Hà Đông 60,38 219,17 40 Node-B 14 Node-B Tổng cộng Bảng 5-8 Bảng kết so sánh Node B tính theo vùng phủ dung lượng Dựa vào số liệu so sánh bảng 5-8 ta thấy khác số lượng trạm cần lắp đặt Khi thiết kế vùng phủ cho mạng di động W-CDMA phải đảm bảo Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 76 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội chất lượng dịch vụ, dung lượng vùng phủ Trong trình tính toán ta giả thiết dung lương 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 Việc điều chỉnh dựa sở phân tích hệ số tải cell để điều chỉnh thông số cell Với đặc thù công nghệ W-CDMA, để xây dựng toán tối ưu trình định cỡ khó phụ thuộc vào nhiều tham số khác nhau, thông tin dự báo nhu cầu dung lượng thuê bao mang tính tương đối Do vậy, xem xét luận văn tính số Node B đáp ứng yêu cầu dung lượng cho quận trung tâm Hà Nội phục vụ thuê bao khu vực đông dân Vùng Hoàn Kiếm Ba Đình Hai Bà Trưng Đống Đa Thanh Xuân Cầu Giấy Hoàng Mai Long Biên Tây Hồ Hà Đông Tổng BHCA/ Số thuê bao thuê bao 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 2.417 3.060 4.754 4.781 2.351 1.997 2.918 2.309 1.483 1.834 27.904 Dung lượng SHOF cần Erlang 83,38 1,4 105,58 1,4 164,02 1,4 164,93 1,4 81,10 1,4 68,90 1,4 100,66 1,4 79,66 1,4 51,16 1,4 63,29 1,4 962,69 Dung lượng cần kể SHOF Erlang 116,73 147,82 229,63 230,91 113,54 96,46 140,92 111,53 71,63 88,61 1347,77 Dung Số Số lượng dải node cực quạt B Erlang 25,529 4,57 25,529 5,79 25,529 8,99 25,529 9,04 25,529 4,45 25,529 3,78 25,529 5,52 25,529 4,37 25,529 2,81 25,529 3,47 255,29 52.79 26 Bảng 5-9 Bảng kết số cell cho quận tính theo dung lượng năm 2018 Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 77 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội Dung lượng cần Erlang BHCA/ Số thuê bao thuê bao Vùng Hoàn Kiếm Ba Đình Hai Bà Trưng Đống Đa Thanh Xuân Cầu Giấy Hoàng Mai Long Biên Tây Hồ Hà Đông Tổng 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 1,38 4.084 5.172 8.035 8.079 3.973 3.375 4.931 3.902 2.506 3.100 47.158 SHOF 140,91 178,44 277,20 278,74 137,06 116,44 170,11 134,63 86,46 106,96 1.626,95 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 Dung lượng cần kể SHOF Erlang 197,27 249,81 388,08 390,23 191,89 163,02 238,16 188,48 121,05 149,74 2277,73 Dung lượng cực Erlang Số dải quạt Số node B 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 255,29 7,73 9,79 15,20 15,29 7,52 6,39 9,33 7,38 4,74 5,87 89,22 7 4 43 Bảng 5-10 Bảng kết số cell cho quận tính theo dung lượng năm 2020 Số Node – B Số Node – B cần phủ sóng cần phủ sóng 2015 2018 Số Node – B cần phủ sóng 2020 STT Quận/huyện Diện tích (km2) Hoàn Kiếm 5,29 Ba Đình 9,25 Hai Bà Trưng 10,09 Đống Đa 14,65 Thanh Xuân 12,04 Cầu Giấy 24 Hoàng Mai 9,13 Long Biên 41,04 Tây Hồ 33,3 2 10 Hà Đông 60,38 219,17 14 Node-B 26 Node-B 43 Node-B Tổng cộng Bảng 5-11 Dự kiến số lượng Node-B triển khai Tp Hà Nội năm 2015-2020 5.3 - Quá trình triển khai Node B năm 2015 - 2020 Với số lượng Node-B tính trên, theo nhu cầu sử dụng yêu cầu chất lượng phủ sóng vòng năm bắt đầu triển khai dịch vụ, sở hạ tầng mạng có cho thiết bị 2G, dự kiến việc triển khai Node-B Tp Hà Nội chia làm 03 giai đoạn: Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 78 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội - Pha 1: Giai đoạn 2014 – 2015 với tổng số 14 Node-B sử dụng chung sở hạ tầng trạm 2G có để đẩy nhanh tiến độ triển khai - Pha 2: Giai đoạn 2015-2018 với tổng số 26 Node-B, lắp đặt bổ sung thêm trạm cho giai đoạn đồng thời nâng cấp mở rộng Node-B có để đảm bảo dung lượng phục vụ thuê bao - Pha 3: Giai đoạn 2018-2020 với tổng số 43 Node-B khai thác đưa mạng vào sử dụng tùy thuộc vào nhu cầu trạng phục vụ mạng tiến hành tối ưu hóa mạng Từ định nâng cấp cấu hình bổ sung lắp đặt thêm Node-B Cụ thể dung lượng số lượng Node-B lắp đặt khu vực Tp lắp đặt trụ sở công an quận, huyện, phường địa bàn ( pha pha tập trung vào điểm ) cụ thể cho khu vực Tp Hà Nội sau: 5.3.1 - Pha – Giai đoạn 2014-2015: Pha giai đoạn 2014-2015 Số Node – Thuê bao 3G Dung lượng B cần phủ đến 2015 Erlang sóng Dung lượng cực Erlang Quận/huyện Diện tích (km2) Hoàn Kiếm 5,29 1.100 53,13 25,529 Ba Đình 9,25 1.393 67,28 25,529 Hai Bà Trưng 10,09 2.176 104,52 25,529 Đống Đa 14,65 2.164 105,1 25,529 Thanh Xuân 12,04 909 51,68 25,529 Cầu Giấy 24 675 43,90 25,529 Hoàng Mai 9,13 1.070 64,14 25,529 Long Biên 41,04 1.328 50,76 25,529 Tây Hồ 33,3 835 32,6 25,529 Hà Đông 60,38 1.051 40,33 25,529 Tổng cộng 219,17 14 12.701 613,45 255,29 Bảng 5-12 Số Node-B lắp đặt dự kiến pha năm 2015 Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 79 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội Node – B Config 1/1/1 ready 3/3/3 128 CE Uplink & 128 CE Downlink (Ready 384 UL/384 DL) 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Node Kênh CE Code cho HSDPA Bảng 5-13 Cấu hình 14 Node-B dự kiến pha 5.3.2 - Pha – Giai đoạn 2015-2018: Pha giai đoạn 2015-2018 Quận/huyện Diện tích (km2) Hoàn Kiếm Ba Đình Hai Bà Trưng Đống Đa Thanh Xuân Cầu Giấy Hoàng Mai Long Biên Tây Hồ Hà Đông Tổng cộng 5,29 9,25 10,09 14,65 12,04 24 9,13 41,04 33,3 60,38 219,17 Số Node – Thuê bao Dung lượng B cần phủ 3G đến 2018 Erlang sóng 4 2 2 26 2.417 3.060 4.754 4.781 2.351 1.997 2.918 2.309 1.483 1.834 27.904 Dung lượng cực Erlang 116,73 147,82 229,63 230,91 113,54 96,46 140,92 111,53 71,63 88,61 1347,77 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 255,29 Bảng 5-14 Số Node-B lắp đặt dự kiến pha năm 2015-2018 5.3.2.1 - Lắp đặt cho pha Từ kết triển khai đạt pha 1, dự kiến triển khai cho pha sau: Triển khai Pha giai đoạn 2015-2018 STT Quận/huyện Hiện trạng Node-B 1/1/1 Số lượng Node-B trang bị Nâng Nâng cấp cấp 1/1/1 lên 1/1/1 lên 3/3/3 2/2/2 1/1/1 Tổng cộng sau lắp đặt 2/2/2 1/1/1 2/2/2 Hoàn Kiếm Ba Đình Hai Bà Trưng 2 2 Đống Đa 2 2 Thanh Xuân 1 1 Cầu Giấy 1 1 1 3/3/3 1 Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 80 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội Triển khai Pha giai đoạn 2015-2018 STT Quận/huyện Hiện trạng Node-B 1/1/1 Hoàng Mai 10 Long Biên Tây Hồ Hà Đông Tổng cộng 1 14 Số lượng Node-B trang bị Nâng Nâng cấp cấp 1/1/1 lên 1/1/1 lên 2/2/2 3/3/3 Tổng cộng sau lắp đặt 1/1/1 2/2/2 1/1/1 2/2/2 1 1 1 12 1 1 1 12 3/3/3 Bảng 5-15 Dự kiến Node-B lắp đặt triển khai cho pha năm 2015-2018 Node – B Config Kênh CE Code cho HSDPA Config 1/1/1 ready 3/3/3 Config 2/2/2 ready 3/3/3 Config 3/3/3 128 CE Uplink & 128 CE Downlink (Ready 384 UL/384 DL) 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Cell 256 CE Uplink & 256 CE Downlink(Ready 384 UL/384 DL) 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Cell 384 CE Uplink & 384 CE Downlink 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Cell Bảng 5-16 Cấu hình Node-B dự kiến pha năm 2015-2018 5.3.3 - Pha – Giai đoạn 2018-2020: Từ kết triển khai đạt pha 2, dự kiến triển khai cho pha sau: Pha giai đoạn 2018-2020 Quận/huyện Diện tích (km2) Hoàn Kiếm Ba Đình Hai Bà Trưng Đống Đa Thanh Xuân Cầu Giấy Hoàng Mai Long Biên Tây Hồ Hà Đông Tổng cộng 5,29 9,25 10,09 14,65 12,04 24 9,13 41,04 33,3 60,38 219,17 Số Node – B Thuê bao 3G cần phủ sóng đến 2020 7 4 43 4.084 5.172 8.035 8.079 3.973 3.375 4.931 3.902 2.506 3.100 47.158 Dung lượng Erlang 197,27 249,81 388,08 390,23 191,89 163,02 238,16 188,48 121,05 149,74 2277,73 Dung lượng cực Erlang 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 25,529 255,29 Bảng 5-17 Số Node-B lắp đặt dự kiến pha năm 2018-2020 Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 81 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội 5.3.3.1 - Lắp đặt cho pha Từ kết triển khai đạt pha 2, dự kiến triển khai cho pha sau: Triển khai Pha giai đoạn 2018-2020 STT Quận/huyện Hiện trạng Node-B Số lượng Node-B trang bị Tổng cộng sau lắp đặt Nâng cấp 2/2/2 lên 3/3/3 1 Hai Bà Trưng 2 1 Đống Đa 2 1 Thanh Xuân 1 1 Cầu Giấy 1 Hoàng Mai 1 1 1 Long Biên Tây Hồ Hà Đông Tổng cộng 1 1 1 12 1/1/1 Hoàn Kiếm Ba Đình 2/2/2 1/1/1 2/2/2 1/1/1 1 3/3/3 1 1 1 11 2/2/2 6 11 Bảng 5-18 Dự kiến Node-B lắp đặt triển khai cho pha năm 2018 năm 2020 Node – B Config Config 1/1/1 ready 3/3/3 Config 2/2/2 ready 3/3/3 Config 3/3/3 Kênh CE 128 CE Uplink & 128 CE Downlink (Ready 384 UL/384 DL) 256 CE Uplink & 256 CE Downlink (Ready 384 UL/384 DL) 384 CE Uplink & 384 CE Downlink Code cho HSDPA 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Cell 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Cell 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Cell Bảng 5-19 Cấu hình Node-B dự kiến pha năm 2018-2020 5.4 - Khảo sát lắp đặt trạm pha 5.4.1 - Vị trí Node-B Thông qua khảo sát vị trí BTS_2G Beeline có TP Hà Nội, nhận thấy việc dùng chung sở hạ tầng có để lắp đặt cho Node-B hoàn toàn hợp lý, cụ thể lắp đặt công an quận phường địa bàn thành phố sau: Chọn vị trí đặt trạm sau: Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 82 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội Quận Hoàn Kiếm: - Node B lắp công an quận Hoàn Kiếm: cấu hình 1/1/1 Quận Ba Đình: - Node B lắp công an quận Ba Đình: cấu hình 1/1/1 - Node B lắp công an Phường Giảng Võ: cấu hình 1/1/1 Quận Hai Bà Trưng: - Node B lắp công an quận Hai Bà Trưng: cấu hình 1/1/1 - Node B lắp công an Phường Phố Huế: cấu hình 1/1/1 Quận Đống Đa: - Node B lắp công an quận Đống Đa: cấu hình 1/1/1 - Node B lắp công an Phường Kim Liên: cấu hình 1/1/1 Quận Thanh Xuân: - Node B lắp công an quận Thanh Xuân: cấu hình 1/1/1 Quận Cầu Giấy: - Node B lắp công an quận Cầu Giấy: cấu hình 1/1/1 Quận Long Biên: - Node B lắp công an quận Long Biên: cấu hình 1/1/1 Quận Hoàng Mai: - Node B lắp công an quận Hoàng Mai: cấu hình 1/1/1 - Node B lắp công an Phường Vĩnh Tuy: cấu hình 1/1/1 Quận Hà Đông: - Node B lắp công an quận Hà Đông: cấu hình 1/1/1 10 Quận Tây Hồ: - Node B lắp công an quận Tây Hồ: cấu hình 1/1/1 - Vỏ trạm hoàn toàn đáp ứng bổ sung thêm thiết bị Indoor Node-B - Trụ anten: BTS có treo khoảng anten gồm anten BTS + anten Viba Trong trụ anten thiết kế chịu lực vị trí lắp đặt tối thiểu cho 12 anten, nên việc lắp bổ sung anten Node-B vào trụ hoàn toàn đảm bảo - Hệ thống phụ trợ khác tiếp đất, hệ thống cảnh báo, điều hòa hoàn toàn đáp ứng việc lắp đặt bổ sung trạm Tuy nhiên riêng hệ thống nguồn DC Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 83 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội (Rectifier Accu) cần phải nâng cấp mở rộng hệ thống DC đảm bảo phục vụ cho BTS phần việc trình triển khai lắp đặt thực tế Beeline phối hợp thực Hình 5-2 Vị trí 14 Node-B lắp đặt 10 quận trung tâm Thành phố Hà Nội 5.5 - Kết luận chương Với vấn đề đề cập chương trước, việc thiết kế quy hoạch mạng phức tạp phụ thưộc nhiều vào thực tế khu vực Đối với mạng Beeline Do vậy, việc triển khai thực tế mạng vô tuyến 3G áp dụng theo lộ trình cứng nhắc nào, điều tùy thuộc vào hoàn cảnh cụ thể, vào điều kiện phát triển thị trường thị phần nhà khai thác Trong chương trình công tác quy hoạch thiết kế ban đầu triển khai mạng vô tuyến UMTS 3G Beeline khu vực Tp Hà Nội 2015-2020 dự báo số lượng thuê bao 3G mạng Beeline Tp Hà Nội, tiến hành khảo sát nhu cầu khu vực Quận huyện từ đưa kết yêu cầu phủ sóng định cỡ dung lượng mạng Sau định cỡ mạng, quy hoạch vùng phủ đến quy hoạch chi tiết, tính toán số lượng node, chọn vị trí đặt trạm tiến hành khảo sát sơ vị trí đồng thời đưa phương án truyền dẫn cho node Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 84 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN Sau tháng thực tìm hiểu công nghệ tham khảo tài liệu hệ thống di động 3G để viết nên luận văn “Quy hoạch vô tuyến WCDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà nội" hoàn thành Luận văn với mục đích nghiên cứu tìm hiểu đưa giải pháp quy hoạch thiết kế chi tiết hệ thống vô tuyến UMTS-3G vô cấp thiết việc kinh doanh phát triển mạng Beeline thời gian tới Và công tác quy hoạch thiết kế chi tiết giúp Beeline tối ưu tài nguyên xử lý hệ thống, chất lượng mạng chi phí đầu tư mạng 3G Luận văn có lý thuyết tổng quan truy nhập vô tuyến W-CDMA đặc điểm liên quan, lý thuyết quy hoạch hệ thống truy nhập W-CDMA kỹ thuật thiết kế vùng phủ sóng, thiết kế lưu lượng ứng dụng cụ thể mô hình quy hoạch vào mạng Beeline khu vực Tp Hà Nội Kết đạt luận văn sau: - Xây dựng mô hình tính toán quy hoạch mạng vô tuyến UMTS 3G cho 10 quận trung tâm thành phố Hà Nội - Thiết kế quy hoạch chi tiết cho việc triển khai mạng vô tuyến UMTS 3G cho mạng Beeline khu vực Tp Hà Nội giai đoạn 2015-2020 Từ đưa bảng biểu số liệu, phương án triển khai mạng vô tuyến Tuy nhiên bước thiết kế quy hoạch cho việc triển khai ban đầu hình thành mạng nên việc thực tối ưu hóa mạng cách sử dụng thông số phân tích hiệu trình sử dụng Do việc thu thập số liệu đo kiểm phân tích thông số hoạt động mạng thời gian mạng vào hoạt động với việc xây dựng chương trình mô tối ưu công tác quy hoạch hường đề tài Để mạng lại ứng dụng rộng rãi, đề tài xây dựng mô hình tính toán thiết kế quy hoạch mạng cho hệ thống vô tuyến UMTS 3G, phạm vi áp dụng cho mạng Beeline khu vực Tp Hà Nội, đề tài hoàn toàn vận dụng để triển khai cho mạng khu vực khác Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 85 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Đỗ Trọng Tuấn thầy cô viện điện tử viễn thông Đại học Bách khoa Hà Nội, gia đình, người thân bạn bè tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành luận văn Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 86 Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Jonathan P.Castro, "The UMTS Network anh Radio Access Technology", John Wiley & Sons, 2001 [2] Juha Korhonen, “Introduction to 3G Mobile Communication”, Artech House, 2003 [3] Harri Holma & Antti Toskala, “W-CDMA for UMTS”, John Wiley & Sons, 2004 [4] Jaana Laiho & Achim Wacker & Tomas Novosad, “Radio Network Planning and Optiomisation for UMTS”, John Wiley & Sons, 2006 [5] http://www.umtsworld.com [6] http://www.ieee.org [7] http://www.Hanoi.gov.vn [8] Cấu trúc mạng Beeline [9] Tài liệu tham khảo nhà cung cấp thiết bi: Motorola, Huawei, Nokiia Siemens Network, Ericsson [10] http://vi.wikipedia.org/wiki/H%C3%A0_N%E1%BB%99i#V.E1.BB.8B_tr C3.AD.2C_.C4.91.E1.BB.8Ba_h.C3.ACnh [11] Các giảng của: TS Phạm anh Dũng Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 87 ... ” Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực thành phố Hà Nội ” Luận Văn vào tìm hiểu công nghệ thông tin di động 3G WCDMA, sở thực quy hoạch thử nghiệm mạng W-CDMA cho thành phố Hà Nội. .. cỡ mạng W-CDMA cho thành phố Hà Nội quận khu vực trung tâm Lê Quân – Lớp cao học ĐTVT – Khóa 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà. .. 2009 – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn: Quy hoạch vô tuyến W-CDMA mạng 3G Beeline khu vực TP Hà Nội CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH THIẾT KẾ TÍNH TOÁN QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN W-CDMA 30 3.1