Quy hoạch mạng thông tin di động WCDMA

Bộ Giáo dục đào tạo Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội BÙI ĐÌNH HƯNG QUY HOẠCH MẠNG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG WCDMA CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THễNG TIN mà số: luận văn thạc sỹ khoa học Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN NAM QUÂN Hµ Néi 2010 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .5 DANH MỤC BẢNG 10 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 11 MỞ ĐẦU 13 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ WCDMA UMTS .15 1.1 Sơ lược trình phát triển phát triển hệ thống thông tin di động 15 1.2 Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ WCDMA 16 1.3 Mơ hình tham khảo mạng W-CDMA .18 1.3.1 Kiến trúc mạng 3G WCDMA phát hành 3GPP Release 1999 18 1.3.2 Kiến trúc mạng 3G WCDMA phát hành 3GPP Release 20 1.3.3 Kiến trúc mạng đa phương tiện IP 3GPP .22 1.4 Các loại lưu lượng dịch vụ 3G WCDMA UMTS hỗ trợ 24 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ ĐA TRUY NHẬP CỦA WCDMA 27 2.1 Các hệ thống thông tin trải phổ .27 2.2 Áp dụng DSSS cho CDMA .28 2.3 Các mã trải phổ sử dụng WCDMA .31 2.4.1 Trải phổ điều chế kênh riêng đường lên 33 2.4.2 Trải phổ điều chế kênh chung đường lên PRACH 35 2.5 Trải phổ điều chế đường xuống 36 2.5.1 Sơ đồ trải phổ điều chế đường xuống 36 2.5.2 Các mã trải phổ đường xuống .36 2.5.3 Các mã ngẫu nhiên hóa đường xuống 37 2.6 Điều khiển công suất 38 2.7 Chuyển giao hệ thống CDMA 39 2.8 Máy thu phân tập đa đường RAKE 41 CHƯƠNG CẤU TRÚC MẠNG WCDMA 44 3.1 Cấu trúc hệ thống WCDMA .44 3.1.1 Cấu trúc hệ thống 44 3.1.1.1 Các phần tử UTRAN .44 3.1.1.2 Mạng lõi .46 3.2 Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS, UTRAN 47 3.2.1 Các lớp ngang .48 3.2.2 Các mặt đứng 48 3.3 Giao diện vô tuyến Uu .49 3.4.1 Cấu trúc giao thức cho Iu-CS .50 3.4.2 Cấu trúc giao thức Iu-PS 52 3.5 Các giao diện UTRAN 53 3.5.1 Giao diện Iur .53 3.5.2 Giao diện Iub 54 3.6 Các loại kênh WCDMA .55 3.6.1 Các kênh truyền tải .55 3.6.2 Kênh vật lý 56 CHƯƠNG QUY HOẠCH MẠNG WCDMA 59 4.1 Mở đầu .59 4.2 Dự báo lưu lượng .60 4.2.1 Dự báo thuê bao 61 4.2.2 Dự báo sử dụng lưu lượng tiếng 61 4.2.3 Dự báo sử dụng lưu lượng số liệu 61 4.3 Dự phòng tương lai 62 4.4 Phân tích vùng phủ vơ tuyến 62 4.4.1 Mở đầu 62 4.4.2 Quỹ đường truyền .63 4.5 Phân tích dung lượng 65 4.5.1 Tải ô đường lên 66 4.5.2 Tải ô đường xuống .69 4.5.3 Dung lượng mềm 70 4.5.3.1 Dung lượng Erlang 70 4.6 Quy hoạch mạng truy nhập vô tuyến 73 4.6.1 Định cỡ Iub 74 4.6.2 Định cỡ BSC .74 4.6.3 Định cỡ RNC………………………………………………………………74 4.7 Triển khai WCDMA chồng lấn lên GSM .76 4.8 Quy hoạch vùng phủ dung lượng chi tiết 78 4.8.1 Dự đoán vùng phủ dung lượng lặp chi tiết 78 4.8.2 Công cụ quy hoạch .79 4.8.2.1 Sự lặp lại đường lên đường xuống 80 4.8.2.2 Mơ hình hóa tiêu liên kết 81 4.9 Minh họa 81 4.10 Tối ưu mạng 85 4.12 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ số liệu đến dung lượng mạng mơ hình cụ thể 89 4.12.1Giới thiệu 89 4.12.2.Mơ hình Okumura-Hata .90 4.12.3.Mơ hình Walfisch-Ikegami 91 KẾT LUẬN 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111 PHỤ LỤC .112   LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn nội dung luân văn dây không chép y nguyên từ luân văn tác giả khác Tôi xin cam đoan tham khảo, trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn mục Tà liêu tham khảo luân văn Nếu hội đồng phát có điều khơng với tơi cam đoan tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiêm Hà Nội, ngày tháng năm 2010 Người thực BÙI ĐÌNH HƯNG DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ACCH Associated Control Channels Kênh điều khiển liên kết AI Acquisition Indicator Chỉ thị bắt AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động tiên tiến ARQ Automatic Repeat Request Yêu cầu lặp lại tự động AS Access Stratum Tầng truy nhập BCCH Broadcast Control Channel Kênh quảng bá điều khiển BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BER Bit Error Ratio Tỷ số bit lỗi BSC Base Station Controler Bộ điều khiển trạm gốc BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc BTS Base Tranceiver Station Trạm vô tuyến thu phát gốc BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập chia theo mã C/I Carrier to Interference ratio Tỷ số sóng mang nhiễu CCCH Common Control Chanel Kênh điều khiển chung CCPCH Common Control Physical Chanel Kênh vật lý điều khiển chung CPCC Common Power Control Chanel Kênh điều khiển công suất chung CPCH Common Packet Chanel Kênh gói chung CPICH Common Pilot Chanel Kênh hoa tiêu chung CR Chip Rate Tốc độ chip (tương đương với tốc độ trải phổ kênh) CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh DCA Dynamic Chanel Allocation Phân bổ kênh động DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng DPCCH Dedicated Physical Control Chanel Kênh điều khiển vật lý riêng DPCH Dedicated Physical Chanel Kênh điều khiển vật lý riêng DPDCH Dedicated Physical Data Chanel Kênh số liệu vật lý riêng DTCH Dedicated Traffic Chanel Kênh lưu lượng riêng DTE Data Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối số liệu DSCH Downlink Shared Chanel Kênh dùng chung đường xuống EDGE Enhanced Data rates for GSM Các tốc độ số liệu tăng cường để Evolution phát triển GSM European Telecommunications Viện Tiêu chuẩn viễn thông châu Standards Institute Âu FACCH Fast Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh FACH Forward Access Chanel Kênh truy nhập đường xuống FAUSCH Fast Uplink Signalling Chanel Kênh báo hiệu đường lên nhanh FCCCH Forward Common Control Chanel Kênh điều khiển chung đường ETSI xuống FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số FDD Frequency Division Duplex Ghép kênh song công phân chia theo FDMA Frequence Division Multiple Đa truy cập phân chia theo tần số Access FDCCH Forward Dedicated Control Chanel Kênh điều khiển riêng đường xuống FSK Frequency Shift Keying Khoá điều chế dịch tần GSM Global System for Mobile Thơng tin di động tồn cầu Communication GPS Global Position System Hệ thống định vị toàn cầu GPRS General Packet Radio Services Handover Dịch vụ vô tuyến gói chung Chuyển giao HSCSD Hight Speed Circuit Switched Data Dữ liệu chuyển mạch tốc độ cao IMT-2000 International Mobile Tiêu chuẩn thơng tin di động tồn Telecommunication cầu International Mobile Subscriber Số nhận dạng thuê bao di động Identity quốc tế Interim Standard 54 Tiêu chuẩn thông tin di động IMSI IS-54 TDMA Mỹ (do AT&T đề xuất) IS-136 Interim Standard 136 Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải tiến Mỹ (AT&T) IS-95A Interim Standard 95A Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải tiến Mỹ (Qualcomm) ISDN Integrated Servive Digital Mạng số đa dịch vụ Network ITU-R International Mobile Liên minh viễn thông quốc tế - Telecommunication Union Radio phận vô tuyến Sector IWF InterWorking Function Chức liên mạng LAC Link Access Control Điều khiển truy nhập liên kết LAI Location Area Indentify Nhận dạng vùng vị trí LLC Logical Link Control Điều khiển liên kết logic LR Location Registration Đăng ký vị trí ME Mobile Equipment Thiết bị di động MS Mobile Station Trạm di động MTP Message Transfer Part Phần truyền tin MSC Mobile Service Switching Center Tổng đài di động Node B Là nút logic kết cuối giao diện IuB với RNC NSS Network and Switching Subsystem Hệ thống chuyển mạch OM Operation and Maintance Quản lý hoạt động PAGCH Paging and Access Kênh chấp nhận truy cập nhắn tin PCCH Paging Contrlo Chanel Kênh điều khiển tìm gọi PCH Paging Channel Kênh nhắn tin PCPCH Physical Common Packet Chanel Kênh gói chung vật lý PCS Personal Communication Services Dịch vụ thông tin cá nhân PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PSTN Public Switched Telephone Mạng chuyển mạch thoại công Network cộng RACH Random Access Channel Kênh truy cập ngẫu nhiên RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến SCH Synchronization Channel Kênh đồng SDCCH Stand alone Dedicated C ontrol Kênh điều khiển dành riêng Channel SDMA Space Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo không gian TACH Traffic and Associated Channel Lênh lưu lượng liên kết TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo thời gian TDD Time Division Duplex Ghép song công phân chia thời gian UTRAN UMTS Universal Terrestrial Radio Access Mạng truy nhập vơ tuyến mặt đất Network tồn cầu Universal Mobile Hệ thống viễn thơng di động tồn Telecommunnication System cầu VA Voice Activity factor Hệ số tích cực tiếng VBR Variable Bit Rate Tốc độ khả biến WCDMA Wideband Code Division Đa truy cập phân chia theo mã Multiplex Access băng rộng TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, (2002), Thông tin di động hệ ba, Học viện Công nghệ Bưu viễn thơng TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, (2006), Lý thuyết trải phổ đa truy nhập vô tuyến, Học viện Cơng nghệ Bưu viễn thơng KS.Nguyễn Văn Thuận, (2004), Hệ thống thông tin di động WCDMA, Học viện Cơng nghệ Bưu viễn thơng, Trung tâm đào tạo bưu viễn thơng TS Nguyễn Hữu Trung, (2007), Kỹ thuật trải phổ, Khoa Điện tử-Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Achim Wacker and Jaana Laiho,Tomas Novosad,(2002), Radio Network Planning and Optimisation for UMTS, John Wiley & Son, Ltd Antti Toskala and Harri Holma,(2004),WCDMA for UMTS Radio access for Third generation mobile communications (third edition), John Wiley & Sons,Ltd Chin-Chun Lee and Peter Gould, Raymond Steele, (2001), GSM, cdmaOne and 3G Systems, John Wiley & Sons,Ltd Jhong S.L, Leonard E.M, (1998), CDMA Systems Engineering Handbook, Artech House Nathan Blaunstein, (2000), Radio Propagation in Cellular Networks, Artech House, Inc 111 PHỤ LỤC using System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Windows.Forms; namespace HataOkumura { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); } private void btnThoat_Click(object sender, EventArgs e) { Application.Exit(); } private void btnSuyhaotruyensong_Click(object sender, EventArgs e) { double suyhao = double.Parse(txtTansoluachon.Text); if (((suyhao >= 1500) && (suyhao = 1500) && (suyhao = 1500) && (suyh = 1500) && (suyh = 1500) && (suyh = 1500) && (suyh = 1500) && (suyhao