Quy hoạch mạng thông tin di động thế hệ 3 CDMA 2000

Quy hoạch mạng thông tin di động thế hệ 3 CDMA 2000 Quy hoạch mạng thông tin di động thế hệ 3 CDMA 2000 Quy hoạch mạng thông tin di động thế hệ 3 CDMA 2000 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 đạo tạo Trường đại học bách khoa hà nội Luận văn thạc sĩ khoa học Ngành: điệt tử viễn thông Nghiên cứu quy hoạch mạng thông tin di động hệ thứ ba cdma 2000 Keopadith sombath Ha nội 2006 Bộ giáo dục đạo tạo Trường đại học bách khoa hà nội Luận văn thạc sĩ khoa học Nghiên cứu quy hoạch mạng thông tin di động hệ thứ ba cdma 2000 Ngành: ®iƯt tư – viƠn th«ng Keopadith sombath ng­êi h­íng dÉn khoa học: TS Phạm Văn Bình Ha nội 2006 Mục lục Trang Mục lục Các chữ viết tắt Lời nói ®Çu Chương I Tổng quan hệ thống thông tin di động hệ ba 1.1 Giíi thiƯu chung 1.1.1 Lịch sử phát triển thông tin di động 1.1.2 Các đặc tính hệ thống thông tin di động 1.1.3 Yêu cầu chung hệ thống thông tin di động hệ 1.1.4 Tổng kết trình tiến hóa hệ thống 12 1.2 CÊu tróc chung hệ thống thông tin di động 14 Chương II Kỹ thuật trải phổ 19 2.1 C¸c hƯ thèng thông tin trải phổ 19 2.2 Ưu điểm hệ thống thông tin tr¶i phỉ 22 2.2.1.TriƯt nhiƠu 22 2.2.2 Giảm mật độ lượng 24 2.2.3 Phân giải theo thêi gian ®Õn 25 2.2.4 Truy nhËp ®a ®­êng 26 2.2.5 Dung l­ỵng cđa mét hƯ thèng ®a truy nhËp theo m· 26 2.3 Kü tht tr¶i phỉ 27 2.3.1 Kü tht tr¶i phỉ chuỗi trực tiếp DS SS 28 2.3.2 Kỹ thuật trải phổ nhảy tần FH/SS 38 Chương III Các công nghệ CDMA (W-CDMA) 49 3.1 C¸c kü thuËt ®a truy nhËp th«ng tin di ®éng 49 3.1.1 Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) 49 3.1.2 Đa truy nhËp ph©n chia theo thêi gian (TDMA) 50 3.1.3 Đa truy nhập phân chia theo mà (CDMA) 52 3.2 W-CDMA 54 3.2.1 Sơ đồ khối chung 54 3.2.2 CÊu tróc ph©n líp cđa W-CDMA 55 3.3 øng dụng công nghệ ATM thông tin di động 58 3.4 Đánh giá hệ thống thông tin di động sử dụng kỹ thuật CDMA 60 Chương IV Phương pháp Quy hoạch mạng thông tin di động thÕ hÖ CDMA 2000 62 4.1 Mở đầu 62 4.2 Dù b¸o l­u l­ỵng 63 4.2.1 Dự báo số thuê bao 64 4.2.2 Dự báo sử dụng lưu lượng tiếng 64 4.2.3 Dự báo sử dụng lưu lượng số liệu 65 4.3 ThiÕt kÕ v« tuyÕn cho m¹ng tỉ ong/PCS 65 4.4 Quy hoạch mạng vô tuyến 65 4.5 Thiết kế đường truyền vô tuyÕn 66 4.6 ¦íc tÝnh th«ng sè « 67 4.7 Quy ho¹ch phđ sãng 69 4.8 Suy hao ®­êng trun 71 4.8.1 Mở đầu 71 4.8.2 M« h×nh IMT 2000 83 4.9 Phân tích dung lượng ô tính toán quỹ đường truyền vô tuyến 85 4.9.1 Các m· hµm Walsh 86 4.9.2 Các tốc độ số liệu gói 87 4.9.3 Quü ®­êng truyÒn 90 4.10 Tèi ­u m¹ng 98 KÕt luËn 100 Tóm tắt luậu văn 102 Tài liệu tham khảo 103 Các chữ viết tắt 3GPP AAA AMPS ATM AUC BER BMC BPSK BS BSC BTS CC CDMA DC DECT DL DS DTCH EIRP ETSI FDD FDMA FH FM FM GC GOS GPRS GSM HLR 3rd Generation partnership project Đề án đối tác hệ thứ Authentication, Authorization Nhận thức, trao quyền thành and Account toán American Mobile Phone Hệ thống thông tin di động tiên System tiến Asynchronous Tranfer Mode Chế độ truyến dẫn dị Authetication Center Chung t©m nhËn thùc Brosdcast Channel Tû lƯ lỗi bit Broadcast Multicast Control Điều khiển quảng bá đa phương Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha hai trạng thái Base Station Trạm gốc Base station Controller Đài điều khiển trạm gốc Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc Connection Center Trung tâm gói Code Divíion Multiple Access Đa thâm nhập phân chia theo mà Dedicated Control Điều khiển riêng Digital Enhanced Cordless Hệ thống viễn thông không dây số Telecommunication tăng cường Down link Đường xuống Direct Sequence Chuỗi trực tiếp Dedicated Traffic Channel Kênh lưu lượng dành riêng Effective Isotropically Công suất phát xạ đẳng hướng Radiated Powwer hiệu dụng (tương đương) European Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Telecommunications Âu Standards Institute Frequency Division Dulex Song công phân chia theo tần số Frequency Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo tần số Access Freqency Hopping Tần số nhảy Fault Management Quản lý lỗi Frequency Modulation Sóng mang biến điệu tần số General Control Điều khiĨn chung Grade of Service ChÊt l­ỵng, l­u chun giao th«ng General Packet Radio System HƯ thèng v« tun gãi chung Global System for Mobile HƯ thèng th«ng tin di động toàn Communications cầu Home location Rigister Thanh ghi định vi th­êng tró P P IMT2000 International Mobile Telecommunicasions-2000 ISDN Integrated Services Digital Network IS-54 Interim Standard - 94 IS-95A Interim Standard - 95A IS- 316 Interim Standard- 136 IUT International Telecommunication Union Inter Working Function Link Access Control Line of Sight Medium Access Control IWF LAC LOS MAC MIB MF MS MSC MTP NMT OS PDN PLMN QPSK RAN RLC RNC SCCP SMG SMR SNR SS: TACS TDD Management Information Base Matched Filter Mobile Station Mobile Services Switching Center Message Transfer Part Nordic Mobile Telephony Operation System Packet Data Node Public land Mobile Network Quadrate Phase Shift Keyint Radio Access Network Radio link Control Radio Network Controller Signalling Connection Control Part Special Mobile Group Specialized Mobile Radio Signal to Noise Radio Spread Spectrum Total Access communications System Time Division Duplex Viễn thông di động quốc tế 2000 Mạng chuyển mạch đa dịch vụ liên kết Tiêu chuẩn thông tin di ®éng CDMA cđa Mü (do AT & T ®Ị xuất) Tiêu chuẩn thông tin di động CDMA Mỹ (do Qualcomm đề xuất) Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải tiến Mỹ(do AT & T đề xuất) Liên minh viễn thông quốc tế Khối tương tác Điều khiển truy nhập đoạn nối Đường truyền tầm nhìn thẳng Điều khiển thâm nhập môi trường Thông tin quản lý sở Hệ thống tập lọc phù hợp Trạm di động Trung tâm chuyển mạnh di động Phần truyền tin Nhóm điện thoại di động Bắc Âu Hệ thống phép toán Mạng số liệu gói Mạng di động công cộng mặt đất Khoá chuyển pha vuông góc Mạng thâm nhập vô tuyến Điều khiển đoạn nối Bộ điều khiển mạng vô tuyến Phần điều khiển kết nối báo hiệu Nhóm di động đặc biệt Specialized Mobile Radio Tỷ số tín hiệu tạp âm Trải phổ Hệ thống thông tin truy nhập toàn Song công phân chia theo thêi gian TDMA TE TH UE UMTS UTRAN VLR W - CDMA Time Division Multiple Access Terminal Equipment Time Hopping User Equipement Universel Mobile Telecommunication System Universal Terrestrial Radion Access Network Visitor Location Risgiter Wideband Code DivÝion Multiple Access §a truy nhập phân chia theo thời gian Thiết bị đầu cuối Nhảy thời gian Thiết bị người sử dụng Hệ thống viễn thông di động toàn cầu Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu Thanh ghi định vị tạm trú Đa truy nhập vô tuyến phia chia theo mà rộng -1- Lời nói đầu Trong năm gần đây, nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông nước tăng nhanh Trong đó, phát triển mạng thông tin di động GSM lên GPRS EDGE thời điểm sử dụng hệ thống mạng thông tin di ®éng thÕ hƯ thø 3: HƯ thèng viƠn th«ng di động toàn cầu (UMTS) sử dụng kỹ thuật W-CDMA Ưu điểm mạng W-CDMA việc khắc phục tồn GSM dịch vụ đơn tốc độ thấp chưa chuẩn hoá toàn cầu mà nâng cao hiệu suất kênh phổ tần, cải thiện dung lượng phủ sóng đặc biệt nâng cao khả cung cấp dịch vụ liệu tốc độ cao Tuy nhiên chuẩn cho mạng W-CDMA giai đoạn hoàn thiện Việc triển khai trì hoạt động tốt mạng W-CDMA yêu cầu cần thiết cần quan tâm nghiên cứu trước thực Dưới hướng dẫn nhiệt tình TS Phạm Văn Bình, tác già đề tài Nghiên cứu mạng W-CDMA Quy hoạch mạng thông tin di động hệ CDMA 2000 ” mn cung cÊp c¬ së lý thut vỊ cÊu trúc mạng vấn đề quan trọng quy hoạch mạng thông tin di động hệ CDMA 2000 khai thác việc tối ưu phần mạng vô tuyến nhằm tăng hiệu đầu tư nâng cao chất lượng mạng Những đặc tính chủ yếu hệ thống di động sử dụng W-CDMA là: Cải thiện hệ thống di động hệ hai: Dung lượng vùng phủ sang Tính linh hoạt cao dịch vụ Thực truỳ nhập gói hiệu tin cậy -2 Tính linh hoạt cao vận hành: hỗ trợ hoạt động không đồng trạm gốc nên triển khai thuận lợi nhiều môi trường Sử dụng kỹ thuật tiến chẳng hạn nh­ sư dơng kü tht anten th«ng minh Néi dung chủ yếu luận văn bao gồm: Tổng quan hệ thống thông tin di động hệ ba Kỹ thuật trải phổ Các công nghệ CDMA (W-CDMA) Phương pháp Quy hoạch mạng thông tin di động hệ CDMA 2000 Quá trình thực luận văn, em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo, Tiến sĩ Phạm Văn Bình đà tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành luận văn Em xin cảm ơn cán trường Đại học Bách khoa Hà Nội số bạn bÌ, ®ång nghiƯp ®· cã nhiỊu gióp ®ì em häc hỏi, tìm hiểu, nghiên cứu công nghệ mạng thông tin di động hệ thứ ba có nhiều ý kiến góp quý báu Do thời gian nghiên cứu khả thân luận văn tránh khỏi số sai sót, em kính mong thầy giáo hướng đẫn, thầy hội đồng bảo vệ luận văn cao học ngành Địên tử - Viễn thông Đại học Bách khoa Hà Nội góp ý để em hoàn thiện tốt chương trình nghiên cứu, để phần ứng dụng thực tiễn vào công tác sau -3- Chương I Tổng quan hệ thống thông tin di động hệ ba 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Lịch sử phát triển thông tin di động Vô tuyến di động đà sử dụng gần 78 năm Mặc dù khái niệm tổ ong, kỹ thuật trải phổ, điều chế số công nghệ vô tuyến đại khác đà biết đến 50 trước đây, dịch vụ điện thoại di động mÃi đến đầu năm 1960 xuất dạng sử dụng sửa đổi thích ứng hệ thống điều vận Các hệ thống điện thoại di động tiện lợi dung lượng thấp so với hệ thống hệ thống điện thoại tổ ong điều tần sóng công sử dụng kỹ thuật đa thâm nhập phân chia theo tần số (FDMA) đà xuất vào năm 1980 Cuối năm 1980 người ta nhận thấy hệ thống tổ ong tương tự đáp ứng nhu cầu ngày tăng vào kỷ sau không loại bỏ hạn chế cố hữu hệ thống (1) Phân bố tần số hạn chế, dung lượng thấp (2) Tiếng ồn khó chịu nhiễu xảy máy di động chuyển dịch môi trường pha đinh đa tia (3) Không đáp ứng dịch vụ hấp dẫn khách hàng (4) Không cho phép giảm đáng kể giá thành thiết bị di động sở hạ tầng (5) Không đảm bảo tính bí mật gọi (6) Không tương thích hệ thống khác nhau, đặc biệt Châu Âu, làm cho thuê bao sử dụng máy di động nước khác Giải pháp để loại bỏ hạn chế phải chuyển sang sử dụng kỹ thuật thông tin số cho thông tin di động với kỹ thuật đa thâm nhập - 89 Đường xuống RC1 RC2 RC3 Kbps Gp Kbps Gp 9.6 128 14.4 85.33 9.6 RC7 Kbps 9,6 19,2 38,4 76,8 153,6 307,2 614,4 Gp 384 192 96 48 24 12 Kbps RC4 RC5 RC6 Gp Kbps Gp Kbps Gp Kbps Gp 128 9.6 128 14.4 85.33 9.6 384 19.2 64 19.2 64 28.8 42.67 19.2 192 38.4 32 38.4 32 57.6 21.33 38.4 96 76.8 16 76.8 16 115.2 10.67 76.8 48 153.6 230.4 5.33 153.6 24 307.2 RC8 Kbps 14,4 28,8 57,6 115,2 230,4 460,8 Gp 256 128 64 32 16 307.2 12 RC9 Kbps 14,4 28,8 57,6 115,2 230,4 460,8 1036,8 Gp 256 128 64 32 16 Từ bảng ta tính toán số người sử dụng cực đại kênh CDMA 2000 theo c«ng thøc sau: K Max = + GP ( E b / N ' )ν (1 + ) (4.25) đó: Gp = độ lợi xư lý ν = hƯ sè tÝch cùc tiÕng th­êng chọn 0,479 cho tiếng cho số liệu : hệ số nhiễu từ ô khác thường lấy 0,6 cho ô vô hướng 0,85 cho đoạn « xÐt thÝ dơ sau: - 90 a RC2 vµ SR1 Gp= 85,3; ν = 0,479; Eb/N0 =7 vµ β = 0,85 (đoạn ô) Kmax = (85,33)/(1x7x1,85) + = 7,58 b RC3, SR1 Tèc ®é sè liƯu = 76,8 kbps; Gp =16, = 1,0 = 0,85 Kmax = (16)/(1x7x1,85) + = 2,253 4.9.3 Quỹ đường truyền Vì CDMA 2000 1x sử dụng vecoder tiên tiến sử dụng giải điều chế quán nên đảm bảo quỹ đường truyền tốt IS-95 A/B tải lưu lượng Do tải lưu lượng nhau, CDMA 20001x cung cấp tổng dung lượng cao Tuy nhiên quy hoạch mạng thông thường thông số trước sử dụng cho IS-95 sử dụng thực tế chủ yếu thuê bao RC1 RC sử dụng Đối với dịch vụ số liệu gói, việc cải thiện sơ đồ điều chế mà hóa (dẫn đến Eb/No yêu cầu thấp hơn) nên số liệu gói tốc độ 38,2 kbps CDMA 20001x gần nh­ cã cïng qịy ®­êng trun nh­ vocoder tiÕng 13 kbps IS95 Nhưng tốc độ bit cao vùng phủ sóng bị co lại nhiều nhân tố khác có độ lợi xử lý việc phân bố công suất 1x tiếng ưu tiên nên số liệu gói sử dụng xin phép công suất lại Mật độ phổ tạp âm máy thu tính theo phương trình sau: NT =(NxNF)(dB) =101g(290x1,38x10-23)+ NF + 30 +101gBw dBm/Hz (4.26) đó: N = tạp âm nhiệt đầu vào máy thu NF = hệ số tạp âm máy thu Bw = độ rộng kênh tốc độ trải phổ - 91 Độ nhậy cần thiết máy thu để đảm bảo tỷ số (Eb/NTO)req yêu cầu xác định sau: Pmin / (NT+I)= (1/Gp)x(NTO+IO)req = (1/Gp)x(Eb/(NTO')req (4.27) đó: Pmin độ nhậy máy thu cần thiết để đảm bảo tỷ số (Eb/NTO)roq yêu cầu Gp độ lợi xử lý, NT I tạp âm nhiệt nhiễu từ người sử dụng khác NTO Io mật độ tạp âm nhiệt nhiễu từ người sử dụng khác NTO' = NTo + Io độ phổ công suất tạp âm tương đương Từ phương trình (4.27) ta được: Pmin = (NT +I) [dbm] - Gp [dB] + (Eb/NTo’)req[dB] (4.28) NT +I = NTxMT hay (NT +I)[dBm] = NT[dB] + MT[dB] (4.29) đó: MT dự trữ nhiễu giao thoa cđa c¸c ng­êi sư dơng kh¸c Tỉn hao cực đại cho phép đường lên tính toán sau: Lmax = EIRPm- Pmin + Gb –Lf-Lpenet-Mf-F-Ml-F+GHO+GDIV (4.30) ®ã: EIRPm = Ptxm- Lfm - Lb + Gm lµ công suất xạ hiệu dụng máy di động Ptxm , Lfm ,Lb,Gm công suất phát, tổn hao phi + đầu nối, tổn hao thể hệ số khuyếch đại anten máy di động Gb = hệ số khuyếch đại anten Lf = GTa+Ljc1+ Ljc2+LL+LDUP tổng khuyếch đại tổn hao sau BTS: GTa = khuyếch đại khuyếch đại anten Ljc1 Ljc2= tổn hao cáp nhảy conectơ đầu đấu với anten đầu đấu với máy phát - 92 LL tổn hao chống sét Lph tổn hao phiđơ LDUP = tỉn hao ghÐp song c«ng ● Lpenet = tỉn hao thâm nhập Mf-F Ml-F = dự trữ pha đinh nhanh pha đinh chuẩn log GHO = Độ lợi chuyển giao mềm GDIV = Độ lợi phân tập anten Bảng 4.9 cho thấy thí dụ tính toán quỹ đường lên cho người sử dụng dịch vụ số liệu tốc ®é 14,4 kbps nhµ ë hƯ thèng CDMA 2000 1x Máy phát (MS) Công suất máy phát (23 dB) 23 PTx Tỉn hao c¸p (dB) Lfm Tỉn hao thể (dB) Lb Công suất máy phát xạ 18 EIRPm đẳng hướng tương đương (dB) Máy thu ( trạm gốc) Mật độ phổ tạp âm nhiệt -174.0 N0 Hệ số tạp âm máy thu (dB) 5.0 NF Công suất tạp âm nhiệt máy -108.43 NT=N0+NF+10lg(3.6864ì106) (dBm/Hz) thu (dBm), tính cho 3.6864 Dữ trữ nhiễu giao thoa máy thu 3.4 dB MT, Hệ số tải 55% Tổng tạp âm +nhiễu giao thoa -105.03 (NT+I)[dBm]=NT+MT Độ lợi xử lý (dB) 24.0 GP=10log(3.6864/14.400) Tỷ số SNR yêu cầu (dB) (Eb/NTO)req, phụ thuộc dịch vụ Độ nhạy máy thu hiệu dụng (dBm) -122.03 Pmin=(NT+I)[dBm]- - 93 Gp[dB]+(Eb/NTO)req[dB] Khuyếch đại anten trạm gốc (dBi) 17.14 Gb Khuyếch đại khuyếch đại GTa đặt tháp anten (dB) Tổn hao conectỏ cáp nhảy (dB) 0.25 Ljc1 Tổn hao phiđơ (dB) Lph Tổn hao chống sét (dB) 0.25 LL Tổn hao conectỏ cáp nhảy (dB) 0.25 Ljc2 Tỉn hao bé ghÐp song c«ng (dB) 0.5 LDUP Tỉng tỉn hao (dB) 2.25 Lf Dù trư pha®inh nhanh (dB) Mf-F Dự trữ phađinh chuẩn log(dB) 10 Ml-F Tổn hao thâm nhập nhà(dB) 10 Lpenet Độ lợi chuyển giao mềm (dB) GHO Độ lợi phân tập thu (dB) GDIV Tổn hao đường lên cực đại cho 138.9 Lmax = EIRPm- Pmin + Gb –Lf- phÐp (dB) Lpenet-Mf-F-Ml-F+GHO+GDIV Quỹ đường xuống tính theo phương trình Tổng công suất trạm xác định sau: Ptổng = 101g (100.1Pll + 1010Pht +1010Pdb+ 1010Ptg) dBm đó: Ptổng = tổng công suất phát trạm ô (dBm) Pdb = công suất kênh đồng (dBm) Pht = công suất kênh hoa tiêu (dBm) Ptg = công suất kênh tìm gọi (dBm) (4.31) - 94 Pll = công suất kênh lưu lượng (dBm) Công suất phát kênh lưu lượng đỉnh cho người sử dụng xác định sau: Png.sử dụng = Pll - 10lgKtỉng -10 lgν dBm ®ã: Png.sư dơng = công suất phát kênh lưu lượng đỉnh người sư dơng (dBm), ν lµ hƯ sè tÝch tiÕng Ktỉng=K.(1+ co); Ktổng số kênh lưu lượng tích cực cực đại gồm K kênh sử dụng đoạn ô kênh bổ sung cho chuyển giao mềm; HO = phần trăm bổ xung điều khiển kênh lưu lượng cho chuyển giao mềm Công suất phát xạ đẳng hướng tương đương tổng người sử dụng kênh lưu lượng ®­ỵc tÝnh nh­ sau: EIRPtỉng = Ptỉng - Lf + Gb EIRPngsư dơng = Png.sư dơng - Lf + Gb Công suất tổng công suất kênh lưu lượng người sử dụng thu MS xác định sau: Pr.tỉng = EIRPtỉng - GL Pr.ng.sư dơng = EIRPng.sư dụng - GL đó: Pr.tổng công suất tổng thu MS; Pr.ng.sử dụng công suất kênh lưu lượng mà người sử dụng thu MS GL = Lp + Lpenet - Gm + Lb + Lf + MF ®ã: Lp = tỉn hao trun sãng trung bình trạm ô MS (dB) Lpenet = tỉn hao th©m nhËp (dB) Gm = hƯ sè khch ®¹i anten MS (dBi) - 95 Lb = tỉn hao thể / định hướng (dB) Lf = tổng tổn hao phi đơ, nhẩy, chống sét connectơ MS (dB) MF = dự trữ pha đinh (dB) Mật độ phổ nhiễu giao thoa ô người sử dụng khác ô gây xác định sau: Ic = 10lg (100,1Pr.tổng - 100,1Pr.ng.sử dơng) - 10lgRc dBm/H (4.32) ®ã: Rc = tèc độ chip Mật độ phổ nhiễu giao thoa ô gây người sử dụng từ ô khác xác định sau: Ioc = Ic + 10lg (1/fr - 1) dBm/Hz (4.33) đó: fr thừa số tái sử dụng thường chọn 0,5-0,65 Tổng mật độ phổ nhiễu giao thoa là: I0 = 10lg (100,1Ic + 100,1Ioc) dBm/Hz (4.34) MËt ®é phỉ tạp âm nhiệt máy thu tính theo phương trình sau: NT = 10lg (290 x 1,38 x 1023) + NF + 30 dBm/Hz đó: NF hệ số tạp âm MS Năng lượng bit cho kênh là: Eb = Pr.ng.sử dụng / Rb → Pr.ng.sư dơng - 10lg Rb, dBm/Hz ®ã Rb = tốc độ số liệu kênh Có thể tính Eb/N0 cho mét kªnh nh­ sau: Eb Eb = = Pr ng sudung − 10 lg Rb − 10 lg(10 ,1 N + 10 0,1I )dB No No + Io (4.35) - 96 B¶ng 4.10 cho thÊy thÝ dơ tính quỹ đường xuống cho người sử dụng dịch vụ số liệu tốc độ 14,4 kbps nhà hệ thèng CDMA 2000 1x B¶ng 4.10 ThÝ dơ tÝnh q đường xuống cho dịch vụ số liệu nhà 14,4 kbps giới hạn theo đường lên Máy phát (trạm gốc) Công suất đầu khuyếch đại 39.0 Ptổng = Watts 30.8 Pht = 1.2 W, 15.0% c«ng suÊt công suất (dBm) Công suất kênh hoa tiêu (dBm) lớn kênh CDMA Công suất kênh đồng 20.8 Pdb = 0.12 w, 10.0% công suất kênh đồng Công suất kênh tìm gọi (dBm) 26.2 Ptg = 0.417 w, 35% công suất kênh hoa tiêu Công suất kênh lưu lượng (dBm) 38.0 Pll= 6.31 w, 78.9% công suất lớn kênh Số kênh lưu lượng sư dơng cho 13 K Thõa sè chun giao mỊm 0.85 co Số kênh lưu lượng tích cực cực đại (dB) 13.8 10lgKtæng= = 10lg (1+ ηco) K = 10lg 24 HƯ sè tÝch cùc tiÕng (dB) -3 10lgν;tiÕng=10lg0.479,sè c¸c MS ô liệu=10lg1.0 Công suất phát kênh lưu lượng ®Ønh(dBm) 27.2 Pn.g.sư dơng = P11 – 10lgν- 10lgKtỉng Tỉn hao bé ghÐp song c«ng (dB) 0.5 LDup Tỉn hao connectơ cáp nhẩy 1(dB) 0.25 Ljc1 Tổn hao chống sÐt (dB) 0.25 LL Tỉn hao fid¬ (dB) Lf - 97 Tổn hao connectơ cáp nhẩy 0.25dB Ljc2 Tỉng tỉn hao (dB) 2.25 Lf HƯ sè khuch ®¹i anten (dBd) 15 Gb (dBd) HƯ sè khuch ®¹i anten (dBi) 17.14 Gb (dBi) = Gb (dBd) + 2.14 Công suất phát xạ đẳng hướng 42.1 EIRPng.sử dụng = Png.sử dụng - Lf + Gb, 16.2 W tương đương cho kênh lưu lượng người sử dụng (dBm) Tổng công suất phát đẳng hướng 53.8 EIRPtổng = Ptổng Lf + Gb ,24.5w tương đương trạm gốc (dBm) Môi trường Dự trữ fading 10 dB MF Tổn hao truy nhập 10dB Lpenet Máy thu(MS) Mật độ phổ tạp âm nhiệt (dBm/Hz) -174 N0 = 10lg (290x1.3x10-23) +30 Hệ số tạp âm máy thu NF Mật độ phổ tạp âm nhiệt máy thu -166 NT = N0 +NF, (dBm/Hz) 2.51ì10-17 Khuyếch đại anten MS (dBi) Gm Tỉn hao c¬ thĨ (dB) Lb Tỉn hao phid¬, connectơ (dB) Lf Tổn hao môi trường (dB) 15 MF + Lpenet Tỉn hao ®­êng trun cho phÐp cực 138.9 Lp đại theo giới hạn đường lên (dB) Tæng suy hao (dB) 156.9 GL = Lp + Lpenet - Gm + Lb +Lf+ MF Công suất thu kênh l­u l­ỵng cđa -114.8 ng­êi sư dơng (dBm) Pr.ng.sư dơng = EIRPng.sư dơng – - GL 3.3×10-12 W - 98 Tổng công suất thu MS (dBm) -103.1 Pr.tổng = EIRP tổngGL, 501.2ì1013 Mật độ phổ nhiễu giao thoa « -162 w Ic =10lg(100.1Pr.tỉng - 100.1Pr ngsư dơng) 10lg(1.2288x106) ì6.31ì10-17 (dBm/Hz) Hệ số tái sử dụng tần số (dB) -2.7 10lg(1/fr - 1), fr = 0.65 MËt ®é phỉ nhiễu từ ô khác (dBm/Hz) -164.7 Ioc = Ic +10lg (1/fr-1), 3.39ì10-17w Tổng mật độ phổ nhiễu (dBm/Hz) -160.1 Io =10lg (100.1Ic+ 100.1Ioc), 9.7ì10-17w Tổng mật độ phổ tạp âm nhiễu (W/Hz) 12.21.1017 N0 = nT + I0 Năng lượng bit thông tin (W/Hz) 2.29.10-16 Eb = Pr.ng.sử dơng/Rb; Rb = 14.4 kbps Tû sè tÝn hiƯu trªn tạp âm đầu 3.7 10lg (Eb/N0) máy thu MS (dB) Từ kết tính nhận bảng 4.10, ta thấy tỷ số tín hiệu âm không cao, ta cần tăng công suất cho kênh lưu lượng 4.10 Tối ưu mạng Tối ưu mạng trình nhằm cải thiện chất lượng mạng tổng thể để đảm bảo tài nguyên mạng sử dụng cách hiệu Tối ưu mạng bao gồm phân tích cải thiện mạng cấu hình hiệu Quá trình từ quy hoạch vùng phủ dung lượng mạng chi tiết sang khai thác tối ưu mạng diễn cách liên tục Các số liệu thống kê thị hiệu mạng khai thác cung cấp cho công cụ phân tích trạng thái mạng điều chỉnh thông số quản lý tài nguyên mạng để đạt hiệu tốt Một thí dụ thông số cho tối ưu tối ưu hóa vùng chuyển giao Công cụ phân tích trạng thái mạng phận tích hợp công cụ quy hoạch mạng đà xét Sự phát triển liên tục lưu lượng mạng đòi hỏi phải tương tác công cụ quy hoạch mạng khai thác Cần phân tích khả mạng thời hỗ trợ tăng - 99 trưởng lưu lượng dự báo xử lý quy hoạch mạng sở số liệu đo thực tế Giai đoạn đầu trình tối ưu định nghĩa thị hiệu Chúng gồm kết đo hệ thống quản lý mạng số liệu đo trường hay thông tin khác sử dụng để xác định chất lượng dịch vụ Với giúp đỡ hệ thống quản lý mạng ta phân tích hiệu khứ, dự báo tương lai mạng Việc phân tích chất lượng mạng có mục đích cung cấp cho nhà khai thác nhìn tổng quan chất lượng hiệu mạng Phân tích chất lượng báo cáo bao gồm việc lập kế hoạch trường hợp, đo trường đo hệ thống quản lý mạng Sau đà đặc tả tiêu chất lượng dịch vụ đà phân tích số liệu, lập báo cáo điều tra Đối với hệ thống thông tin di động hệ hai, chất lượng dịch vụ gồm chẳng hạn: thống kê gọi bị rớt, phân tích nguyên nhân gây rớt gọi, thống kê chuyển giao kết đo ý định gọi thành công Đối với hệ thống thông tin di động hệ ba, dịch vụ đa dạng nhiều, cần đưa định nghĩa chất lượng dịch vụ hệ thống thông tin di ®éng thÕ hƯ ba viƯc tèi ­u hãa tù động quan trọng, có nhiều dịch vụ mạng hệ hai viƯc tèi ­u hãa b»ng tay sÏ chiÕm mÊt qu¸ nhiều thời gian Điều chỉnh tự động phải cung cấp câu trả lời nhanh cho điều khiển thay đổi lưu lượng mạng Cũng cần phải lưu ý khởi đầu hệ thống thông tin di động thÕ hƯ ba sÏ chØ cã mét sè th«ng sè điều chỉnh tự động cần phải trì trình tối ưu hóa hệ thống thông tin di động hệ hai - 100 KÕT LN Tõ thùc tÕ ph¸t triĨn lĩnh vực viễn thông công nghệ thông tin nay, mà khách hàng ngày đưa nhiều yêu cầu chất lượng đa dạng chủng loại dịch vụ thấy xu hướng phát triển mạng thông tin di động sang hệ thứ tất yếu Do việc nghiên cứu giải pháp công nghệ, kỹ thuật để triển khai mạng 3G thực cách khẩn trương Trong phạm vi luận văn Nghiên cứu công nghệ W-CDMA Quy hoạch mạng thông tin di động hệ CDMA 2000 (Chương III), đà đề cập cấu hình mạng W-CDMA, chức giao diện cụa phần tử mạng giới thiệu chi tiết kênh W-CDMA, mang tính đặc trưng W-CDMA Đó tảng kiến thức cần thiết cho việc nghiên cứu vấn đề khác chuyển giao, điều khiển công suất, quy hoạch tối ưu mạng Còn nhiều thông tin lớp vật lý W-CDMA luận văn tác giả đề cập hết Bạn đọc quan tâm vấn đề xin tham khảo tiêu kỹ thuật cho UMTS 3GPP phát hành website http:// www.3gpp.ogr Bên cạnh việc nghiên cứu khía cạnh mạng,cũng đà đề cập phần vấn đề quy hoạch mạng thông tin di động hệ CDMA 2000 (Chương IV) vấn đề nhiều người quan tâm tính chất quan trọng Trong chương này, đà trình bày kiến thức b¶n quan träng vỊ quy häch CDMA 2000 bao gåm lý thuyết quy hoạch CDMA 2000 Đầu tiên tần số sử dụng, quy hoạch dung lượng, quy hoạch mạng vô tuyến, mô hình toán học để tính tổn hào đường truyền, phân tích vấn đề ảnh hướng đến truyền sóng tối ưu hoá mạng Đây phương pháp quy hoạch toàn diện phần mạng vô tuyến CDMA 2000 Tuy nhiên phân tích phần lý thuyết trước triển khai Ngoài phải quy - 101 ho¹ch m¹ng lâi, m¹ng trun dÉn… Thùc tÕ triĨn khai vận hành mạng nảy sinh nhiều vấn đề cần phải quy hoạch song song quy hoạch độ lệch định thời, quy hoạch tổng thể Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn tận tình hướng dẫn TS Phạm Văn Bình, cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp trường ĐHBK Hà Nội đà giúp đỡ thời gian nghiên cứu đề tài - 102 - Tóm tắt luận văn Trong phạm vi luận văn Nghiên cứu Quy hoạch mạng thông tin di động hệ CDMA 2000, đà đề cập cấu hình mạng WCDMA, chức giao diện phần tử mạng giới thiệu chi tiết kênh hệ thống, tính đặc trưng mạng thông tin di động hệ thứ Đó tảng kiến thức cần thiết cho việc nghiên cứu vấn đề khác chuyển giao, điều khiển công suất, quy hoạch tối ưu mạng v.v Việc nghiên cứu khía cạnh mạng, đà đề cập phần vấn đề quy hoạch mạng thông tin di động hệ CDMA 2000 (Chương IV) vấn đè nhiều người quan tâm tính chất quan trọng Luận ăn này, đà trình bày kiến thức quan trọng quy họch thông tin di động hệ thứ bao gồm lý thuyết quy hoạch mạng tần số sử dụng, quy hoạch dung lượng, quy hoạch mạng vô tuyến, mô hình toán học để tính tổn hào đường truyền, phân tích vấn đề ảnh hướng đến truyền sóng tối ưu hoá mạng Đây phương pháp quy hoạch toàn diện phần mạng vô tuyến hệ thống Tuy nhiên phân tích phần lý thuyết trước triển khai Ngoài phải quy ho¹ch m¹ng lâi, m¹ng trun dÉn… Thùc tÕ triển khai vận hành mạng nảy sinh nhiều vấn đề cần phải quy hoạch song song quy hoạch độ lệch định thời, quy hoạch tổng thể v.v - 103 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt [1] Nguyễn Phạm Anh Dũng (2001), Thông tin di động hệ thứ 3, Nhà xuất bưu điện [2] Nguyễn Phạm Anh Dũng (2002), Thông tin di động thÕ hƯ thø 3, Häc viƯn c«ng nghƯ b­u chÝnh viễn thông [3] Nguyễn Trọng Việt (2004), Nghiên cứu mạng WCDMA - Vấn đề chuyển giao quy hoạch mạng WCDMA [4] Nguyễn Hồng Thủy (2005), Thiết kế mạng thông tin di động toàn quốc sử dụng công nghệ W- CDMA TiÕng Anh [5] M.R Karim And M Sarraf (2002), W-CDMA and CDMA 2000 For 3G Mobile Networks [6] 3G CDMA 2000 Wireless System Engineering Samuel C.Yang Artech House, Inc Boston London.www.artechhouse.com [7] Yue Chen (2003), Soft Handover Issues in Radio Resource Management for 3G W-CDMA Network, Department of Electronic Engineering Queen Mary University of London [8] Harri Holma and Anti Toskala (2000), W-CDMA for UMTS, John Wiley and Sone [9] M.R Saetang Kittipong (2004), 3G Wireless communications [10] http://www.3gpp.org [11] http//www.3G.co.uk.com [12] http//www.umtsworld.com ... tài Nghiên cứu mạng W -CDMA Quy hoạch mạng thông tin di động hƯ CDMA 2000 ” mn cung cÊp c¬ së lý thuyết cấu trúc mạng vấn đề quan trọng quy hoạch mạng thông tin di động hệ CDMA 2000 khai thác... CÊu tróc chung cđa hƯ thống thông tin di động 1.2.1 Mô hình tham khảo hệ thống thông tin di động Mô hình tham khảo hệ thống thông tin di động thông tin di động hình 1 .3 - 15 OS MS AUX IWF MT0... IS-95 hệ hệ hệ thống thông tin di động có xu hoà nhập thành tiêu chuẩn có khả phục vụ tốc độ bit lên đến Mbit/s Để phân biệt với hệ thống thông tin di động băng hẹp hệ thống thông tin di động hệ