Nghiên cứu các giải pháp quy hoạch tần số phục vụ mạng 4G

Nghiên cứu các giải pháp quy hoạch tần số phục vụ mạng 4G Nghiên cứu các giải pháp quy hoạch tần số phục vụ mạng 4G Nghiên cứu các giải pháp quy hoạch tần số phục vụ mạng 4G luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  TRẦN VĂN LÂM NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP QUY HOẠCH TẦN SỐ PHỤC VỤ MẠNG 4G LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT VIỄN THÔNG HÀ NỘI - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  TRẦN VĂN LÂM NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP QUY HOẠCH TẦN SỐ PHỤC VỤ MẠNG 4G Chuyên ngành: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN HỮU PHÁT HÀ NỘI - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu luận văn riêng tơi nhóm nghiên cứu cơng ty Mobiphone chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu Hà nội, ngày tháng 03 năm 2018 Học viên TRẦN VĂN LÂM MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ PHẦN MỞ ĐẦU A Lịch sử nghiên cứu quy hoạch mạng vô tuyến B Mục tiêu, đối tượng phạm vi nghiên cứu .3 CHƯƠNG - TỔNG QUAN HỆ THỐNG LTE 1.1 Cấu trúc khung LTE 1.2 Cấu trúc khe tài nguyên vật lý 1.2.1 Lưới tài nguyên (RG) 1.2.2 Các tài nguyên thành phần 1.2.3 Khối tài nguyên (RB) 1.3 Cấu trúc tín hiệu tham chiếu 11 1.3.1 Tín hiệu tham chiếu đường xuống 11 1.3.2 Tín hiệu tham chiếu đường lên 14 1.3.3 Đồng hóa tín hiệu 3GPP 15 1.4 Kết luận chương .17 CHƯƠNG - QUY HOẠCH THUỘC TÍNH TẾ BÀO LỚP VẬT LÝ VÀ VÙNG THEO DÕI 18 2.1 Giới thiệu quy hoạch thuộc tính tế bào lớp vật lý 18 2.2 Quy hoạch thuộc tính tế bào lớp vật lý .18 2.3 Quy hoạch khu vực theo dõi (TA) 20 2.3.1 Định nghĩa TA 20 2.3.2 Thủ tục nhắn tin LTE .23 2.3.3 Quy hoạch cho CSFB TAC-LAC 24 2.3.4 Công suất nhắn tin LTE 26 2.3.5 Định cỡ vùng theo dõi .29 2.4 Kết luận chương .31 CHƯƠNG - QUY HOẠCH KÊNH VẬT LÝ TRUY CẬP NGẪU NHIÊN 32 3.1 Chuỗi Zadoff – Chu 33 3.2 Các thủ tục quy hoạch PRACH .35 3.3 Kịch quy hoạch thực tế PRACH .36 3.4 Kết luận chương .39 CHƯƠNG - QUY HOẠCH VÙNG PHỦ 40 4.1 RSSI, RSRP, RSRQ SINR 40 4.2 Chỉ thị chất lượng kênh 44 4.3 Kỹ thuật điều chế/mã hóa thích ứng liên kết 48 4.3.1 Kỹ thuật điều chế/mã hóa 48 4.3.2 Sự thích ứng liên kết 49 4.4 Quỹ kết nối LTE phân tích vùng phủ 53 4.4.1 Công suất đầu eNB 57 4.4.2 Thông lượng người dùng biên tế bào 61 4.4.3 Các mơ hình kênh 63 4.4.4 Độ tăng ích ăng-ten eNB 66 4.4.5 Lựa chọn MCS 67 4.4.6 Công suất phát xạ đẳng hướng tương đương 67 4.4.7 Độ nhạy thu 68 4.4.8 Nhiễu hình học 69 4.4.9 Hiệu SINR 70 4.4.10 Tổn hao thâm nhập 71 4.4.11 Tổn hao thể người dùng 71 4.4.12 Tổn hao phi 72 4.4.13 Xác nhận ngân sách liên kết 72 4.4.14 Sự can nhiễu margin 73 4.5 Các phân tích so sánh với HSPA + 75 4.5.1 Tác động tải 75 4.5.2 So sánh phạm vi vùng phủ LTE HSPA + .78 4.6 Kết luận chương .79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Diễn giải 3GPP 3rd Generation Partnership Project AMC Adaptive Modulation and Coding CDF Cumulative Distribution Function CPICH Common Pilot Indicator Channel CQI Channel Quality Indicator EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution EIRP Effective Isotropic Radiated Power eNB Enhanced NodeB ETU Extended Typical Urban EUTRA Evolved UMTS Terrestrial Vô tuyến Access E-UTRAN Evolved UMTS Terrestrial Vô tuyến Access Network EVA Extended Vehicular A FDD Frequency Division Duplex FDMA Frequency Division Multiple Access GSM Global System for Mobile Communication HSPA High Speed Packet Access ICI Inter Carrier Interference ISI Inter Symbol Interferenc L2 Layer LTE Long Term Evolution LTE-A LTE-Advanced MAPL Maximum Allowable Path Loss MCS Modulation and Coding Scheme MIMO Multiple Input Multiple Output MMS Multimedia Message Service MSC Mobile Switching Centers MU Mobile User NLOS Non Line-of-Sight NMT Nordic Mobile Telephone OFDM Trực giao Frequency-Division Multiplexing OFDM Trực giao Frequency-Division Multiplexing OFDMA Trực giao Frequency-Division Multiple Access OSS Operation and Support Systems PAPR Peak to Average Power Ratio PCI Physical-layer Cell Identifies PDF Probability Density Function PDN Packet Data Network PDU Protocol Data Unit PL Path loss PL Path Loss PSTN Public Switched Telephone Network PV Photovoltaic QAM Quadrature Amplitude Modulation QoE Quality of Experience QoS Quality of Service QPSK Quadrature Phase Shift Keying RAN Vô tuyến Access Network RB Resource Block RBS Vô tuyến Base Station RF Vô tuyến Frequency RG Resource Grid RoHC Robust overHead Compression RSCP Received Signal Code Power RSP Received Signal Power RSRQ Reference Signal Received Quality SC-FDMA Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access SINR Signal-to-Interference and Noise Ratio SNR Signal-to-Noise Ratio TA Tracking Areas TDD Time Division Duplex TDMA Time Division Multiple Access UE User Equipment UMTS Universal Mobile Telecommunications System WCDMA Wideband Code Division Multiple Access DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Loại CP thông số RB có liên quan LTE Bảng 1.2 CP vật lý tham số RB LTE DL sử dụng công nghệ OFDM Bảng 1.3 Tham số lớp vật lý đường xuống LTE 10 Bảng 2.1 Tần số thay đổi so với việc gán PCI 19 Bảng 2.2 Kịch Dung lượng nhắn tin MME .27 Bảng 2.3 Kịch Dung lượng nhắn tin MME .28 Bảng 2.4 Tham số đầu vào cho việc định cỡ TA 30 Bảng 3.1 NCS NZC cho hệ đầu (phần mở đầu định dạng 0-3, 4) .34 Bảng 3.2 PRACH định dạng tham số tương ứng 36 Bảng 3.3 PRACH quy hoạch tập cho tế bào khác bán kính 38 Bảng 4.1 Ngưỡng tối thiểu cho SINR RSRP khác LTE băng 41 Bảng 4.2 Các giá trị trung bình tham số RF (DL UL) 43 Bảng 4.3 CQI đường xuống 4-bit 45 Bảng 4.4 Bảng tra cứu hiệu thông lượng UL SINR 46 Bảng 4.5 PDF CDF MCS DL điều chế tương ứng TBS cho PDSCH 51 Bảng 4.6 Mục tiêu thiết kế vùng phủ điển hình LTE 1800 MHz .55 Bảng 4.7 Công thức quỹ kết nối LTE .55 Bảng 4.8 Ngân sách liên kết khác UL DL LTE 1800 58 Bảng 4.9 Ngân sách liên kết cho dịch vụ VoLTE 61 Bảng 4.10 Độ trễ cho mơ hình kênh E-UTRA 63 Bảng 4.11 Mơ hình kênh truyền điển hình sử dụng cho LTE 64 Bảng 4.12 Thông số mơ hình kênh 64 Bảng 4.13 Các tham số độ cao ăng-ten, phạm vi vùng phủ xác suất độ lệch chuẩn vùng theo dõi cho hình thái học khác 65 Bảng 4.14 Thông số kỹ thuật LTE 1800 MHz bốn cổng ăng-ten với hai phân cực chéo cặp 65 Bảng 4.15 Tăng ích ăng-ten UE cho băng khác LTE 71 Bảng 4.16 Suy hao thâm nhập phạm vi khác 71 Bảng 4.17 Kết ngân sách liên kết .73 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Các loại khung LTE .4 Hình 1.2 Vị trí tiền tố khung phụ LTE Hình 1.3 Cơ cấu tiền tố vòng chuẩn Hình 1.4 Lưới tài nguyên đường xuống đường lên LTE FDD cấu trúc RB/RE Hình 1.5 Cấu hình băng thơng truyền tải cho sóng mang E-UTRA 10 Hình 1.6 Các ánh xạ tín hiệu tham chiếu đường xuống trường hợp tiền tố chu kỳ chuẩn 12 Hình 1.7 Các ánh xạ tín hiệu tham chiếu đường xuống trường hợp tiền tố chu kỳ mở rộng 13 Hình 1.8 Giải điều chế đường lên tín hiệu tham chiếu kênh âm trường hợp CP chuẩn 15 Hình 1.9 Cấu trúc khung/khe tín hiệu đồng hóa 16 Hình 2.1 Thủ tục lập kế hoạch PSS SSS 18 Hình 2.2 Các khái niệm mã vùng/danh sách theo dõi 21 Hình 2.3 Cập nhật vùng theo dõi 21 Hình 2.4 Thủ tục nhắn tin EPS nhắn tin không-EPS (CSFB) LTE 23 Hình 2.5 Kịch nhắn tin tái nhắn tin mạng LTE 24 Hình 2.6 Các tùy chọn quy hoạch TAC-LAC 24 Hình 2.7 Dung lượng nhắn tin LTE định cỡ TA 26 Hình 2.8 Các yếu tố tác động đến dung lượng nhắn tin MME 26 Hình 2.9 Các yếu tố tác động đến dung lượng nhắn tin eNB .28 Hình 3.1 Định dạng đoạn đầu PRACH (0-3) 37 Hình 4.1 PDF CDF RSRP đường xuống mạng 42 Hình 4.2 PDF CDF RSRQ đường xuống mạng LTE 42 Hình 4.3 PDF CDF RSSI đường xuống mạng LTE 42 Hình 4.4 PDF CDF SINR đường xuống mạng LTE 43 Hình 4.5 PDF CDF CQI đường xuống 43 Hình 4.6 Hiệu phổ thông lượng tương ứng cho RB so với SINR đường xuống 47 nhà cung cấp cụ thể phụ thuộc vào thiết kế nhận NP mật độ nhiễu trắng nhiệt điện, mà −174 dBm/Hz ước tính sau: NP = log10 (290 × 1,38 × 10−23 × 103) (4.8) Trong hệ thống LTE, sóng mang phụ 15 kHz Do đó, lượng nhiệt ồn sóng mang phụ cho DL UL tính sau: NPsóng mang phụ = NP + 10log10 (15 x 1000) = −132.24 dBm (4.9) Kết là, nhạy cảm nhận DL UL ước tính dựa số lượng sóng mang phân bổ DL UL sau: RxSen = SINR + NF + NPsóng mang phụ + Nsóng mang phụ (4.10) với Nsóng mang phụ 10log10 (số phân bổ sóng mang phụ) Số lượng phân bổ sóng mang phụ tổng số nhận sóng mang phụ băng thơng hệ thống có sẵn 20 MHz trường hợp DL tất RB sử dụng DL, minh hoạ LB truyền OFDMA Ở UL với truyền động SCFDMA, tổng số phân bổ sóng mang phụ số sóng mang phụ cấp phát cho người sử dụng để đạt mục tiêu CET 128 kbps tế bào cạnh 36 sóng mang phụ (3 RB × 12 sóng mang phụ RB) hiển thị ngân sách liên kết bảng 4.8 Do đó, Nsóng mang phụ DL UL ước tính tương ứng sau: Nsóng mang phụDL = 10log10 (100 × 12) = 30,8 dB (4.11) (3 × 12) = 15,56 dB (4.12) Nsóng mang phụUL = 10log10 Ngân sách thông lượng liên kết chương dựa nhạy cảm nhận sóng mang phụ ingly phù hợp EIRP sử dụng dựa lượng đầu cho sóng mang phụ Trong phương pháp tiếp cận khác, độ nhạy tiếp nhận Ngày DL UL sử dụng trường hợp tất quyền lực cho tất phân bổ sóng mang phụ nên sử dụng EIRP 4.4.8 Nhiễu hình học NF dB tỷ lệ đầu vào SINR vào cuối đầu vào đến đầu SINR phía đầu người nhận Nó yếu tố quan trọng để đo lường hiệu suất máy thu Vì vậy, nhạy cảm nhận với NF cần xem xét để chuẩn eNB nhận perfor-mance NF phụ thuộc vào băng thông khả eNB Đối với LTE thiết 69 bị đầu cuối, NF dB coi dB ngân sách liên kết cung cấp bảng 4.8 Vì vậy, nhạy cảm nhận cuối DL UL ước tính tương ứng sau: RxSenDL = −132.24 − 5,37 + + 30,8 = −99.81 dB RxSenUL = −132.24 − 4,19 + 2,3 + 15.56 = −118.57 (4.13) (4.14) Đặc điểm UE Đặc điểm phát quy định kết nối ăng-ten UE với đơn đa truyền antenna(s) Cho UE với ăng-ten tách rời chỉ, ăngten tham chiếu với tăng dBi giả định [6] Truyền tải tối đa công suất UE LTE phụ thuộc vào lớp điện UE Hiện nay, quyền lực có lớp định nghĩa 3GPP TS 36.101 [6], mà 23 dBm sản lượng điện với dBi ăng ten đạt Trong việc thực ngân sách liên kết, tác giả xem xét dongle USB với chiều cao 1,5 m 23 dBm sản lượng điện Đó khuyến cáo để xem xét yếu tố an toàn cho UE sản lượng điện ngân sách liên kết, phụ thuộc vào băng tần theo bảng 4.15 4.4.9 Hiệu SINR Các số SINR bắt nguồn từ mô độ liên kết, tốt hơn, từ thiết bị đo đạc SINR phụ thuộc vào hiệu suất eNB, điều kiện vơ tuyến (mơ hình pha đinh đa đường, tốc độ di động), cấu hình phân cực thu (hai chi nhánh theo mặc định tùy chọn bốn nhánh MIMO × MIMO × 2), tốc độ liệu mục tiêu yêu cầu QoS Trong hệ thống LTE, SINR cần thiết cho PDSCH thay yêu cầu Eb/No UMTS Rel 99 DCH (cho kênh dành riêng) Bởi Eb/No khơng xác với thích ứng liên kết nhanh Phần 3.2 chứng minh giá trị SINR so với băng thông cho RB hiệu phổ cho đường lên đường xuống hình 4.22 4.25 tương ứng 70 Bảng 4.15 Tăng ích ăng-ten UE cho băng khác LTE Băng tần LTE (MHz) Tăng ích ăng ten UE (dBi) 700/800 -5 1800 -3 2600 Bảng 4.16 Suy hao thâm nhập phạm vi khác Khoảng tổn thất xâm Các giá trị tiêu biểu nhập (dB) LB (dB) Đô thị dày đặc 19 – 25 19 Đô thị 15 – 18 15 Ngoại ô 10 – 14 11 5–8 Loại cụm Nông thôn 4.4.10 Tổn hao thâm nhập Tổn hao thâm nhập suy giảm dần tín hiệu vơ tuyến từ cổng kết nối nhà trạm phát che chắn tòa nhà ngược lại Thâm nhập giảm phụ thuộc vào loại vật liệu chất tòa nhà vùng phủ sóng mục tiêu Bảng 4.16 tóm tắt phạm vi suy hao điển hình thâm nhập khác 4.4.11 Tổn hao thể người dùng Suy hao thể suy hao tạo tín hiệu ngăn chặn hấp thụ ăng-ten thiết bị đầu cuối gần với thể người sử dụng Điều ảnh hưởng đến thiết bị cầm tay cụ thể Sự suy hao thể phụ thuộc vào vị trí thiết bị đầu cuối người sử dụng Cho thiết bị đầu cuối dongle USB, WiFi điện thoại LTE định tuyến cố định vị trí thiết bị đầu cuối xa thể người dùng, đó, suy hao thể bỏ qua Đây trường hợp với ngân sách liên kết bảng 4.8 tác giả xem xét dongle liệu trường hợp liệu Cho thiết bị đầu cuối điện thoại di động điện thoại thông minh, suy hao thể phải xem xét ngân 71 sách liên kết, hiển thị ngân sách liên kết VoLTE bảng 4.8 khoảng dB điện thoại tiếp giáp với thể người sử dụng Do đó, thể rụng coi trường hợp điện thoại thơng minh giọng nói không xem xét với thiết bị khác eNB, Khi ăng-ten eNB cài đặt khỏi thể người dùng 4.4.12 Tổn hao phi Tổn hao phi tổn thất cáp RF, giắc cắm RF giắc nối đường tín hiệu RF ăng-ten eNB Tổn hao phi tính theo loại phi đơ, vật liệu, chiều dài đường kính Nếu eNB cài đặt bên nhà sử dụng hệ thống khay ăng-ten eNB, tất suy hao phi đơ, nhảy cáp, kết hợp (nếu có), chia (nếu có) … quan tâm ngân sách liên kết Mặt khác, xem xét eNB phân tán với khối băng sở các khối vơ tuyến từ xa (RRUs) xét suy hao giắc cắm RRU ăng-ten mặc định 0.5 dB tổn hao việc thực ngân sách liên kết bảng 4.8 Với hệ thống phi đầy đủ, suy hao dB nhiều theo đặc điểm nói Hình 4.20 Thơng lượng lớp vật lý trung bình DL/UL hệ thống LTE so với suy hao đường 4.4.13 Xác nhận ngân sách liên kết Để xác nhận LB bảng 4.8, việc đo lường thực Hình 4.20 minh họa thơng lượng UL DL so với tổn hao đường từ trường kiểm tra kết 72 cho hệ thống LTE thương mại địa hình thị dày đặc Hiển nhiên, hệ thống LTE UL liên kết bị giới hạn khác biệt suy hao đường truyền gần tương tự lý thuyết (tức lệch 3-4 dB MAPLs DL UL) Bảng 4.16 cung cấp kết ngân sách liên kết cho bốn trường hợp Từ hình 4.20, cách so sánh suy hao đường với MAPL cho thị dày đặc từ bảng 4.16, ta quan sát hội tụ thông lượng UL suy hao đường sấp xỉ 128 dB MAPL 128 kbps khoảng 128.74 dB (bảng 4.16) Có thể kết luận ngân sách liên kết xác thực đại diện cho việc đo đạc trường Điều quan trọng để ước lượng bán kính cell số lượng site yêu cầu cho trường hợp Bảng 4.17 Kết ngân sách liên kết Môi trường Tốc độ liệu biên cell UL (kbps) MAPL (dB) Phạm vi cell (km) DU 128 128.74 0.47 MU 128 134.13 0.87 SU 128 137.76 2.13 RU 128 143.50 5.64 4.4.14 Sự can nhiễu margin Sự can nhiễu Margin gặp phải ngân sách liên kết khả gia tăng nhiễu theo độ tải Không giống hệ thống UMTS, LTE khơng có can nhiễu nội tế bào nhờ OFDM sóng mang phụ trực giao Vì vậy, tải UL RB đạt 100%, phụ thuộc chế lịch biểu UL eNB phân bố thuê bao Tuy nhiên, can nhiễu liên cell nên xem xét UL DL Sự can nhiễu Margin tính tốn xem xét yếu tố tải cell khác, SINR mục tiêu SINR tối thiểu đạt Sự can nhiễu margin bị ảnh hưởng nhiều yếu tố, chẳng hạn tần suất tái sử dụng lược đồ, khoảng cách hai site, di động tải, Hệ thống băng thơng, thuật tốn ICIC, nhà cung cấp cụ thể Sự can nhiễu margin tài khoản cho gia tăng mức độ thiết bị đầu cuối nhiễu gây can nhiễu từ 73 người dùng khác Đối với UL thay đổi trường hợp sở cho TTI không xác định phân phối người dùng, nên ước tính lợi nhuận can nhiễu cách sử dụng mô thực tế động Trong cho DL, can nhiễu margin tính tốn phân tích mối quan hệ tín hiệu nhận có khơng có can nhiễu ước tính sau: 𝐼𝑀𝐷𝐿 = −10𝑙𝑜𝑔10 (1 − 𝐿𝑜𝑎𝑑𝐷𝐿 𝐼𝑁 100,1𝑆𝐼𝑁𝑅𝑃𝐷𝑆𝐶𝐻 ) (4.15) trường hợp LoadDL tải DL, IN yếu tố can nhiễu tế bào lân cận, SINRPDSCH SINR yêu cầu cho PDSCH phát Hình 4.21 Các tác động tải lên bán kính cell mạng LTE Hình 4.21 mơ tả tác động tải hệ thống bán kính cell hệ thống LTE băng 1800 MHz đô thị hồ kịch thông lượng 128 kbps/512 kbps biên cell UL/DL, tương ứng Trong thực tế, can nhiễu margin phụ thuộc vào dung lượng quy hoạch vùng phủ, đó, có đánh đổi dung lượng phạm vi vùng phủ tương tự công nghệ di động khác Cụ thể, Khi dung lượng hệ thống tăng, biên độ nhiễu tăng lên bán kính cell giảm xuống Bản chất trực giao LTE cho phép cung cấp nhỏ tế bào thở, minh hoạ hình 4.21 lợi nhuận can nhiễu so sánh với WCDMA / HSPA + Hình 4.21 chứng tỏ UL DL bán kính cell so với tải hệ thống cho hệ thống LTE 1800 MHz băng 74 cho kịch hồ đô thị Bán kính cell ước tính cách sử dụng công cụ ngân sách liên kết tương tự bảng 4.8 cách thay đổi tải trọng mục tiêu Sự can nhiễu mar-gin xuống cấp hệ thống nhận hiệu suất gây can nhiễu nội hệ thống tải trọng hệ thống Trong thực tế, tính chất phận tần số LTE, tương quan chặt chẽ thực tế lưu lượng truy cập tải nhiễu margin kinh nghiệm mạng Kỹ thuật khác (ví dụ: femtocell, tế bào nhỏ (tức là, micro pico), UL DL phối hợp đa điểm ICIC) áp dụng để làm giảm mức độ can nhiễu nhiệt gia tăng, tiếp tục cải thiện khả cung cấp hệ thống LTE Kỹ thuật hủy bỏ can nhiễu nâng cao, chẳng hạn động/bán-static ICIC, có tác động signif icant giảm biên độ nhiễu 3GPP giới thiệu Phiên LTE cung cấp cải tiến cho băng thông cách giới thiệu khái niệm HetNet LTE tiên tiến hỗ trợ nâng cao can nhiễu quản lý chương trình, chẳng hạn phối hợp tăng cường tế bào interfer-ence (eICIC) phối hợp đa truyền (CoMP) LTE tiên tiến thiết kế để cải thiện khả di động CET when so sánh to Phiên LTE [8] 4.5 Các phân tích so sánh với HSPA + 4.5.1 Tác động tải Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến bán kính cell tải hệ thống Khơng giống hệ thống UMTS, hệ thống LTE bị suy thoái nghiêm trọng với gia tăng tải hệ thống kỹ thuật OFDM Hơn nữa, hệ thống LTE khơng có can nhiễu nội tế bào nhờ sử dụng sóng mang phụ trực giao Khi LB xác nhận, ước tính bán kính cell dựa kịch tải khác để phân tích tác động tải vào bán kính cell Hình 4.21, cung cấp bán kính tế bào DL/UL lý thuyết so với tải hệ thống LTE cho địa hình thị với tham số tương tự LB bảng 4.8 LTE hệ thống hạn chế UL Bán kính cell UL giảm khoảng 10% 100% tải UL, khoảng 5% 50% tải UL Đây suy thoái mềm so với hệ thống HSPA + minh họa Vì lợi ích phân tích so sánh, tình tương tự tiến hành với 75 hệ thống HSPA + 2.1 GHz băng (tức là, băng phổ biến cho hệ thống UMTS) Hình 4.22 minh họa tác động tải bán kính cell cho UL DL hệ thống HSPA + Các số giới hạn liên kết DL HSPA + miễn UL tải 90% Bán kính tế bào DL bị giảm by 45% 100% tải, bán kính tế bào UL gần (từ CDMA (Truy nhập phân chia theo mã)) 100% tải UL Điều minh họa nhược điểm hệ thống UMTS tế bào thở Để tiếp tục phân tích tế bào thở hệ thống UMTS, bán kính tế bào minh họa so với công suất phân bổ cho người dùng để đảm bảo băng thông 512 kbps DL rìa cell Hình 4.23 thể bán kính cell số lượng người sử dụng với thông lượng 512 kbps DL rìa cell so với tỷ lệ phần trăm lượng RF phân bổ cho người dùng Hình cho biết bán kính cell thu nhỏ hàm số người dùng rìa cell với băng thông 512 kbps tối đa sáu người dùng đạt 512 kbps băng thơng biên cell bán kính cell kéo dài đến 200 m Hình 4.22 Các tác động tải lên bán kính cell HSPA + 2.1 GHz đô thị hồ kịch thông lượng 128 kbps/512 kbps biên cell cho UL/DL, tương ứng 76 Hình 4.23 Sự ảnh hưởng số lượng người dùng lên bán kính cell với thơng lượng biên 512 kbps DL thơng qua phân bổ cơng suất cho người dùng Vì vậy, sóng mang HSDPA (tức là, liệu HSDPA) với khuếch đại cơng suất 40 W phục vụ có sáu người dùng với 512 kbps biên cell với bán kính cell 200 m Giới hạn khác biệt lớn cho hệ thống LTE nhờ kỹ thuật OFDM Sau tóm tắt tác động tải lên hệ thống LTE hệ thống UMTS: • Tải có tác động đáng kể phạm vi vùng phủ UMTS • Giảm khoảng 13% bán kính cell UMTS nạp tăng từ 50 đến 70% • LTE mạnh mẽ với tải bán kính cell giảm khoảng 2,5% tải tăng từ 50 đến 70% Hình 4.24 So sánh bán kính cell DL thông lượng biên cell 512 kbps, vùng phủ nhà 90% tải 77 4.5.2 So sánh phạm vi vùng phủ LTE HSPA + 4.5.2.1 So sánh bán kính cell Trong phần này, tác giả tiến hành phân tích so sánh phạm vi vùng phủ LTE, vùng phủ HSPA + Hình 4.24 so sánh bán kính tế bào DL HSPA + 2.1 GHz LTE 2.1 2,6 GHz Như hình này, hệ thống LTE 2.1 GHz cung cấp vùng phủ DL tốt 15 – 35% dựa loại xáo trộn so với HSPA + tần số Hơn nữa, LTE 2.6 GHz cung cấp DL vùng phủ tương tự với HSPA 2.1 GHz Tuy nhiên, HSPA + 2.1 GHz có phạm vi vùng phủ tốt UL so với LTE 2.6 GHz băng thấp đạt được, minh hoạ hình 4.25 Kết là, LTE 2.6 GHz tái sử dụng site 3G có Do bắt đầu triển khai LTE, không cần yêu cầu bổ sung site LTE độc lập Tuy nhiên, hạn chế khác triển khai LTE mở rộng tương lai xem xét Do đó, băng 2.6 GHz coi băng tần số cho phạm vi vùng phủ toàn quốc thay vào sử dụng điểm nóng vùng phủ Ngồi ra, ban đầu, số nhà cung cấp thiết bị cầm tay không thực chọn 2.6 GHz Triển khai LTE 1800 MHz tối ưu phổ cho LTE toàn quốc kết hợp với LTE 2.6 GHz cho điểm nóng hội tụ khả xếp chồng, với 800 MHz Trong trường hợp 1800 MHz sử dụng để hội tụ thành phố khu đô thị dày đặc 800 MHz sử dụng chủ yếu cho vùng ngoại ô nông thôn 4.5.2.2 So sánh thơng lượng biên cell Hình 4.26 chứng tỏ CET DL với bán kính tế bào khác cho HSPA + 2.1 GHz với sóng mang MHz LTE 2.6 GHz sử dụng 20 MHz sóng mang Như hiển thị từ hình 4.25, hệ thống LTE cung cấp CET tốt so với HSPA + Cụ thể, hệ thống LTE 2.6 GHz cung cấp khoảng 50% CET đạt so với HSPA + 2.1 GHz BW kênh, nghĩa MHz Hơn nữa, LTE 2.6 GHz với kênh BW 20 MHz cung cấp khoảng lần HSPA + CET 78 Hình 4.25 Bán kính cell UL với băng thông cạnh khác cho mạng HSPA + LTE Hình 4.26 Thơng lượng biên tế bào DL với bán kính khác cho mạng HSPA + LTE 4.6 Kết luận chương Chương phân tích thơng số để đánh giá phạm vi vùng phủ hệ thống LTE Tham số RSRP, thứ hai RSSI, thứ ba đo lường chất lượng nhận tín hiệu tham chiếu (RSRQ) Quan trọng tham số thứ tư SINR tỷ lệ công suất sóng mang điều chế nhận trung bình với tổng cơng suất nhiễu đồng kênh trung bình công suất nhiễu từ nguồn khác SINR tối thiểu −4 cho tất băng RSRP phụ thuộc vào băng tần Đây lý 79 SINR quan trọng cung cấp dấu hiệu cho thấy quý giá phạm vi vùng phủ thơng lượng dự kiến Vì vậy, đồ phạm vi vùng phủ tạo SINR xác so với đồ phủ sóng RSRP RSSI Ngồi ra, đồ thơng lượng tạo từ bảng ánh xạ với SINR Chỉ số thị chất lượng kênh (CQI) cho thấy phù hợp tải với tốc độ truyền dẫn liệu, cho thấy phương pháp điều chế mã hóa (MCS) phù hợp CQI số nguyên 4-bit dựa việc quan sát SINR DL UE phân tích cụ thể bảng 4.3 cho đường xuống bảng 4.4 cho đường lên Tiếp theo, chương trình bày phân tích cụ thể vùng phủ với khía cạnh cơng suất đầu eNB, thơng lượng người dùng biên tế bào, mơ hình kênh, độ tăng ích ăng-ten eNB, lựa chọn MCS, cơng suất phát xạ đẳng hướng tương đương, độ nhạy thu, nhiễu hình học, hiệu SINR, tổn hao thâm nhập, tổn hao thể người dùng, tổn hao phi đơ, xác nhận ngân sách liên kết, can nhiễu margin Cuối chương phân tích so sánh với mạng HSPA+ LTE hệ thống hạn chế UL Bán kính cell UL giảm khoảng 10% 100% tải UL, khoảng 5% 50% tải UL Đây suy thoái mềm so với hệ thống HSPA + (hình 4.21) Hình 4.24 so sánh bán kính tế bào DL HSPA + 2.1 GHz LTE 2.1 2,6 GHz (Hình 4.25) hệ thống LTE cung cấp CET tốt so với HSPA + Cụ thể, hệ thống LTE 2.6 GHz cung cấp khoảng 50% CET đạt so với HSPA + 2.1 GHz BW kênh, nghĩa MHz Hơn nữa, LTE 2.6 GHz với kênh BW 20 MHz cung cấp khoảng lần HSPA + CET 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn trình bày khía cạnh quy hoạch cơng suất phủ sóng mạng LTE thương mại tương đối gắn liền thực tế Giải vấn đề gồm quy hoạch vùng phủ dung lượng Phạm vi phủ sóng LTE khía cạnh ngân sách liên kết mô tả chi tiết phân tích cụ thể cho kênh LTE khác Một số kịch triển khai đưa với phân tích yếu tố giới hạn kênh hạn chế liên kết băng tần khác Xây dựng mơ hình lan truyền khác với mơi trường khai thác mạng Các trường hợp nghiên cứu ngân sách liên kết thực tế ứng dụng cho kịch liệu VoLTE Các khía cạnh phủ sóng hệ thống LTE so sánh với hệ thống truy cập gói tin tốc độ cao HSPA + cho phép nhà điều hành mạng thực quy hoạch mạng nhanh chóng với yếu tố, mục tiêu xác định Luận văn trình bày đầy đủ khía cạnh lập kế hoạch dung lượng thực tế Ngồi ra, cơng trình cịn có khảo sát phân tích dung lượng hai hệ thống LTE / HSPA + Một số tình định cỡ đề cập kịch dịch vụ liệu thoại Kích thước kênh LTE mơ tả chi tiết với ví dụ thực tế Các phân tích so sánh với mạng HSPA + để đánh giá đánh giá hệ thống LTE Những nội dung luận văn sử dụng làm tài liệu tham khảo cho thực tiễn tốt thiết kế lập kế hoạch mạng LTE Tác giả kiến nghị, ngồi cơng việc quy hoạch cho mạng LTE trình bày, cần hồn thiện việc chọn mơ hình truyền lan thích hợp với dự báo phủ sóng RF LTE sử dụng cơng cụ lập kế hoạch Ngoài ra, thực tế cần phải điều chỉnh mơ hình để phụ hợp cho vùng cụ thể, cụm cụ thể dải tần cụ thể Đây công việc yêu cầu mức độ thường xuyên nhà khai thác mạng yếu tố khách quan liên tục đổi 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] The Association of Radio Industries and Businesses (ARIB) https://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/STDT104v4_00/5_Appendix/Rel13/36/36211-d10.pdf [2] Telesystem Innovations (2010) LTE in a Nutshell, White Paper [3] 3GPP (2011) Requirements for Support of Radio Resource Management TS 36.133 version 10.1.0 [4] 3GPP (2009) Radio Frequency (RF) System Scenarios TS 36.942 V 8.2.0 [5] 3GPP (2011) Physical Layer Procedures TS 36.213 V 10.1.0 [6] 3GPP (2011) User Equipment (UE) Radio Transmission and Reception 36.101, V8.15.0 [7] COMMSCOPE, http://www.commscope.com/catalog/andrew/product_details.aspx?id=15653& tab=2 (accessed 23 September 2013) [8] Elnashar, A and El-Saidny, M.A (2013) A Practical Performance Analysis of The Long Term Evolution (LTE) System Based on Field Test Results IEEE Vehicular Technology Magazine (Sept 2013) [9] Seker, S.S., Yelen, S., and Kunter, F.C (2010) Comparison of propagation loss prediction models of UMTS for an URBAN AREAS 18th Telecommunications forum TELFOR 2010, pp 902–905 [10] Hata, M (1980) Empirical formula for propagation loss in land mobile radio services IEEE Transactions on Vehicular Technology, VT-29, 317–325 [11] Wong, T (1999) Some technique for CDMA capacity enhancement, PhD dissertation, TheUniversity of Texas at Arlington [12] Parsons, D (1994) The Mobile Radio Propagation Channel, Halsted Press ISBN: 0-470-21824, TK 6570.M6P38 [13] 3GPP (2009) Base Station (BS) Radio Transmission and Reception, TS 36.104 V8.7.0 82 [14] Roke Manor Research (2012) LTE Uplink Physical Layer Behavioural Model White Paper [15] Wikimedia Foundation, Inc, https://en.wikipedia.org/wiki/Zadoff%E2%80%93Chu_sequence [16] Telecommunications Conference - 10.1109/GLOCOM.2009.5426248 [17] Stefania Sesia, Issam Toufik, Matthew Baker, LTE – The UMTS Long Ter [18] Sara Modarres Razavi, Tracking Area Planning in Cellular Networks Optimization and Performance Evaluation, 2011 [19] Dr Michelle M Do, LTE: Tracking Area (TA) and Tracking Area Update (TAU), August 30, 2013 83 ... phạm vi nghiên cứu Luận văn ? ?Nghiên cứu giải pháp quy hoạch tần số phục vụ mạng 4G? ?? trình bày khía cạnh thực tế chủ chốt cho quy hoạch dung lượng phạm vi vùng phủ mạng LTE thương mại hóa Các vấn... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  TRẦN VĂN LÂM NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP QUY HOẠCH TẦN SỐ PHỤC VỤ MẠNG 4G Chuyên ngành: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT... mạng HSPA + LTE 79 Hình 4.26 Thơng lượng biên tế bào DL với bán kính khác cho mạng HSPA + LTE 79 PHẦN MỞ ĐẦU A Lịch sử nghiên cứu quy hoạch mạng vô tuyến Mục tiêu quy hoạch