Tổ chức quy hoạch mạng WCDMA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM VĂN TRUNG TỔ CHỨC QUY HOẠCH MẠNG WCDMA Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN THỊ NGỌC LAN Hà nội – Năm 2011 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cam đoan luận văn riêng tơi Những kết tính tốn, thiết kế luận văn trung thực chưa công bố luận văn khác Học viên thực Phạm Văn Trung i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i T 20T MỤC LỤC ii T 20T DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv T 20T DANH MỤC BẢNG BIỂU viii T 20T DANH MỤC HÌNH VẼ ix T 20T MỞ ĐẦU T 20T CHƯƠNG TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA UMTS T T 1.1 Lộ trình phát triển thông tin di động T 20T 20T T 1.2 Kiến trúc chung hệ thống thông tin di động 3G T 20T 20T T 1.3 Kiến trúc mạng 3G WCDMA UMTS R99 T 20T 20T T 1.3.1 20T 20T 1.3.2 20T 20T 1.3.3 20T 20T 1.3.4 20T 20T 1.3.5 20T 20T Thiết bị người sử dụng UE 20T T Mạng truy nhập vô tuyến UMTS 11 20T T Mạng lõi (CN – Core Network) 12 20T T Các mạng 16 20T T Các giao diện 16 20T 20T 1.4 Kiến trúc mạng 3G WCDMA UMTS R4 17 T 20T 20T T 1.5 Kiến trúc mạng 3G WCDMA UMTS R5 R6 19 T 20T 20T T 1.6 Các loại lưu lượng dịch vụ 3G WCDMA UMTS hỗ trợ 22 T 20T 20T T 1.7 Kết luận 23 T 20T 20T 20T CHƯƠNG TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP WCDMA 25 T T 2.1 Trải phổ đa truy nhập phân chia theo mã 25 T 20T 20T T 2.1.1 20T 20T 2.1.2 20T 20T 2.1.3 20T 20T 2.1.4 20T 20T Hệ thống thông tin trải phổ 25 20T T Các mã trải phổ dùng WCDMA 27 20T T Trải phổ điều chế đường lên 28 20T T Trải phổ điều chế đường xuống 32 20T T 2.2 Chuyển giao hệ thống CDMA 36 T 20T 20T T 2.3 Điều khiển công suất 38 T 20T 20T T 2.3.1 20T 20T Điều khiển cơng suất vịng hở 39 20T T ii 2.3.2 20T 20T Điều khiển công suất vịng kín 40 20T T 2.4 Kết luận 42 T 20T 20T 20T CHƯƠNG QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN 3G WCDMA 44 T T 3.1 Tổng quan quy hoạch mạng 3G WCDMA 44 T 20T 20T T 3.1.1 20T 20T 3.1.2 20T 20T 3.1.3 20T 20T 3.1.4 20T 20T Mục đích q trình quy hoạch mạng vô tuyến 44 20T T Chiến lược quy hoạch vô tuyến cho mạng 3G WCDMA 45 20T T Nguyên lý chung qui hoạch mạng vô tuyến 3G CDMA 46 20T T Một số đặc điểm cần lưu ý quy hoạch mạng 47 20T T 3.2 Quy hoạch định cỡ mạng 49 T 20T 20T T 3.2.1 20T 20T 3.2.2 20T 20T Tính tốn vùng phủ sóng 50 20T T Phân tích dung lượng 57 20T T 3.3 Quy hoạch vùng phủ dung lượng chi tiết 63 T 20T 20T T 3.4 Tối ưu mạng 64 T 20T 20T 20T 3.5 Kết luận 65 T 20T 20T 20T CHƯƠNG QUY HOẠCH MẠNG 3G VIETTEL TẠI HÀ NỘI 66 T T 4.1 Giới thiệu toán quy hoạch dự báo thuê bao 66 T 20T 20T T 4.1.1 20T 20T 4.1.2 20T 20T 4.1.3 20T 20T Giới thiệu tổng quan Tập đồn Viễn thơng qn đội Viettel 66 20T T Giới thiệu thành phố Hà Nội 67 20T T Dự báo thuê bao 68 20T T 4.2 Thiết kế quy hoạch mạng 69 T 20T 20T T 4.2.1 20T 20T 4.2.2 20T 20T 4.2.3 20T 20T 4.2.4 20T 20T 4.2.5 20T 20T Yêu cầu loại hình dịch vụ 69 20T T Yêu cầu chất lượng dịch vụ vùng phủ sóng 69 20T T Quy hoạch vùng phủ sóng 70 20T T Quy hoạch dung lượng 76 20T T Phương án lắp đặt node B sử dụng lại hạ tầng mạng 2G 79 20T T 4.3 Kết luận 87 T 20T 20T 20T KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89 T 20T TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 T 20T PHỤ LỤC 91 T 20T iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 1xEV- DO 3G 3GPP 3GPP2 1x Evolution – Data Optimized Pha 1- Tối ưu liệu Third Generation Thế hệ 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 F FDD Bộ điều khiển tăng ích tự động Bộ mã hố 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 9T Enhanced Data Rates for Evolution Các tốc độ liệu tăng cường Equivalent Isotropic Radiated Power cho tiến hố European Telecommunication Cơng suất xạ đẳng hướng Standard Institute tương đương Viện chuẩn hố viễn thơng Châu Âu Phương thức song công phân chia Frequency Division Duplex iv Frequency Division Multiple Access Frame Error Rate 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 xửlý Hệ thống định vị tồn cầu Hệ thống viễn thơng di động tồn 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 FDMA FER G GGSN GPRS GP GPS GSM IMT- MC IP ITU Iub Iur K KPI L LOS M ME MMS MGW MPLS MIMO MSC International Mobile Telecommunication 2000 IMT- Multicarrier Internet Protocol International Telecommunication Union Thông tin di động tồn 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 Mobile Service Switching Centre 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 Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di v MSS O OFDM OMC P PCU PN PPS-IN Q QPSK động Nút chuyển mạch Softswitch MSC server Orthogonal frequency-division Ghép kênh phân chia theo tần số multiplexing trực giao Trung tâm điều hành quản lý khai Operation Mainternance Center thác Packet Control Unit Pseudo Noise Prepaid System - Interligent Network Quardrature Keying Phase Đơn vị điều khiển gói Giả tạp âm Hệ thống điều khiển thuê bao trả trước IN Shift Khoá dịch pha cầu phương 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 T Serving GPRS Support Node Soft Handover Session Initiation Protocol Signal to Interference Ratio Short Messaging Service Signal to Noise Ratio Signaling Transfer Point 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 ngun vơ tuyến Thuật tốn 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 vi 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 thơng di động tồn 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 WCDMA Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS giao thức Wideband Code Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo mã Access băng rộng vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Phân loại dịch vụ 3GWDCMA UMTS 23 U T T U Bảng 3.1 Các loại hình phủ sóng phổ biến 51 U T T U Bảng 3.2 Các loại loại dịch vụ WCDMA 52 U T T U Bảng 3.3 Giá trị SFM thông dụng 56 U T T U Bảng 3.4 Thông số giả định MS 56 U T T U Bảng 3.5 Thông số giả định Node-B 56 U T T U Bảng 3.6 Thông số độ cao anten theo vùng phủ sóng 57 U T T U Bảng 3.7 Giá trị K theo cấu hình site 57 U T T U Bảng 3.8 Bảng tính R-Cell tham khảo 58 U T T U Bảng 3.9 Tính lưu lượng hệ thống tham khảo 62 U T T U Bảng 3.10 Tính lưu lượng hệ thống tham khảo 62 U T T U Bảng 3.11 Tính lưu lượng hệ thống tham khảo 63 U T T U Bảng 4.1 Danh sách đơn vị hành dân cư Hà Nội 2010 67 U T T U Bảng 4.2 Dự báo thuê bao 2G 3G Hà nội đến năm 2013 68 U T T U Bảng 4.3 Yêu cầu vùng phủ sóng 70 U T T U Bảng 4.4 Các loại kênh dịch vụ chủ yếu hệ thống WCDMA 71 U T T U Bảng 4.5 Dự kiến loại hình vùng phủ sóng 3G 71 U T T U Bảng 4.6 Độ lợi xử lý dịch vụ 73 U T T U Bảng 4.7 Quỹ lượng đường truyền 74 U T T U Bảng 4.8 Diện tích vùng phủ Node B 75 U T T U Bảng 4.9 Số lượng Node B (trạm 3G) 75 U T T U Bảng 4.10 Giả thiết mơ hình lưu lượng 76 U T T U Bảng 4.11 Hệ số sử dụng tài nguyên CE với dịch vụ 76 U T T U Bảng 4.12 Cấu hình Node B 78 U T T U Bảng 4.13 Phân bố thuê bao RNC Hà nội Hà tây 84 U T T U viii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Lộ trình phát triển cơng nghệ thông tin di động U T T U Hình 1.2 Lịch trình nghiên cứu phát triển 3GPP U T T U Hình 1.3 Lộ trình tăng tốc độ truyền số liệu phát hành 3GPP U T T U Hình 1.4 Kiến trúc tổng quát mạng di động kết hợp CS PS U T T U Hình 1.5 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R99 U T T U Hình 1.6 Vai trị logic SRNC DRNC 12 U T T U Hình 1.7 Kiến trúc mạng phân bố phát hành 3GPP R4 18 U T T U Hình 1.8 Kiến trúc mạng 3GPP R5 R6 20 U T T U Hình 1.9 Chuyển đổi dần từ R4 sang R5 22 U T T U Hình 2.1 Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS) 26 U T T U Hình 2.2 Cây mã định kênh 28 U T 20T U Hình 2.3 Trải phổ điều chế DPDCH DPCCH đường lên 29 U T T U Hình 2.4 Truyền dẫn kênh điều khiển vật lý riêng đường lên kênh số liệu vật lý U T riêng đường lên có/ khơng có (DTX) số liệu người sử dụng 30 T U Hình 2.5 Chùm tín hiệu ghép mã I/Q sử dung ngẫu nhiên hóa phức, β biểu U T diễn cho tỷ số công suất DPDCH DPCCH 30 T U Hình 2.6 Trải phổ điều chế phần tin PRACH 31 U T T U Hình 2.7 Sơ đồ trải phổ điều chế cho tất kênh vật lý đường xuống 32 U T T U Hình 2.8 Các mã ngẫu nhiên hóa sơ cấp thứ cấp 34 U T T U Hình 2.9 Truyền dẫn đa mã cho đường xuống 34 U T T U Hình 2.10 Q trình giải trải phổ lọc tín hiệu người dùng k từ K tín hiệu 36 U T T U Hình 2.11 Chuyển giao mềm (a) mềm (b) 37 U T T U Hình 2.12 OLPC đường lên 40 U T 20T U Hình 2.13 Nguyên lý điều khiển cơng suất vịng kín đường lên 41 U T T U Hình 2.14 Ngun lý điều khiển cơng suất vịng kín đường xuống 42 U T T U Hình 3.1 Quá trình quy hoạch triển khai mạng WCDMA 46 U T T U Hình 3.2 Q trình tính bán kính vùng phủ sóng 50 U T T U Hình 3.3 Vùng phủ sóng cell theo loại dịch vụ khác 52 U T T U ix chỗ để lắp ăng ten 3G chuyên dụng xem xét để lắp ăng ten chuyên dụng 3G vào cột ăng ten sẵn có Power BTS Node -B Power BTS Node -B Hình 4.2 Mô tả thiết bị 3G dùng chung sở hạ tầng 2G Việc lắp ăng ten 3G có ưu điểm sau: + Để tiến hành phủ sóng cho khu vực mạng 2G 3G khác nhau, lắp đặt ăng ten độc lập với góc nghiêng phương vị khác + Vì thay đổi từ ăng ten chuyên dụng cho mạng 2G có sang ăng ten dùng chung cho mạng 2G 3G, nên tránh vấn đề gián đoạn dịch vụ 2G lí thay ăng ten Theo ngăn ảnh hưởng gián đoạn dịch vụ người sử dụng mạng 2G - Dây cáp feeder: Mục đích việc chia sẻ sở hạ tầng dây cáp feeder để giảm chi phí sử dụng cáp, đẩy nhanh tiến độ thi công không cần phải lắp đặt thêm feeder từ NodeB đến ăng ten Mạng 2G sử dụng hai dải băng tần GSM900MHz 1800MHz Từng đường cáp feeder từ BTS900MHz BTS1800MHz phân phối tổng hợp thông qua Diplexer, thực tế ăng ten kết nối với BTS dựa theo hai đường feeder/anten sử dụng phân cực H phân cực V (biến đổi +/- 45 độ) 80 2G+3G 2G 3G 2G Thay ăngten Hiện trạng Gắn thêm ăngten Hình 4.3 Phương án sử dụng anten cho 3G Trong trường hợp sử dụng chung anten 3G +2G để hạn chế độ nhạy lẫn mạng 2G 3G thay đổi Diplexer có Diplexer tương thích với mạng 3G 2G ANT V 2G＋3G H V ANT H Diplexer Diplexer Diplexer Diplexer 2G 2G 2G＋3G 2G+3G 2G 2G 2G 2G 3G BTS BTS BTS BTS NodeB Hình 4.4 Mơ tả khái qt việc dùng chung feeder - Thiết bị cấp nguồn: Mục đích việc chia sẻ sở hạ tầng thiết bị cấp nguồn để giảm chi phí sử dụng việc trang bị lắp đặt thiết bị cấp nguồn, đẩy nhanh tiến độ triển khai không đảm bảo không gian để lắp đặt nguồn Để bắt đầu cung cấp dịch vụ 3G, việc lắp đặt NodeB thiết yếu nên lượng điện tiêu thụ tăng Việc tăng cường thiết bị cấp nguồn ắc 81 quy, khối máy nắn Rectifier (thiết bị chỉnh lưu dòng điện AC/DC) thiết bị điện khác cần thiết + Thiết bị Rectifier: Theo nguyên lý gắn thêm modul rectifier vào thiết bị cấp nguồn có trạm thu phát gốc BTS, khả cấp nguồn thiết bị tăng lên Nhờ đó, ta sử dụng cách hiệu khơng gian phịng máy trạm thu phát gốc mà khơng cần lắp đặt hồn tồn thiết bị cấp nguồn dùng cho NodeB + Ắc quy: Hệ thống ắc quy trang bị nhằm mục đích cung cấp điện cho thiết bị hoạt động trường hợp nguồn điện bị mất, để đáp ứng phần điện tiêu thụ việc lắp đặt thêm thiết bị liên quan đến 3G chẳng hạn NodeB, cần phải lắp đặt bổ sung để tăng dung lượng cho hệ thống ắc quy Thiết bị cấp nguồn AC/DC Unit #3 Unit Unit #1 #2 2G BTS 2G BTS 3G NodeB 900M 1.8G 2G Lắp đặt Hình 4.5 Mơ tả dùng chung thiết bị nguồn - Phịng máy: Mục đích việc chia sẻ sở hạ tầng phòng máy giảm chi phí xây dựng khơng gian để lắp đặt thiết bị, đẩy nhanh tiến độ thi công không cần xây dựng mở rộng phòng máy nhằm đảm bảo không gian lắp đặt Tận dụng tối đa khơng gian trống phịng máy, lắp đặt thiết bị liên quan đến mạng 3G NodeB Vấn đề đặt trang bị thêm trang thiết bị mạng 3G vào phịng máy có sẵn, nhiệt lượng toả từ máy móc tăng, cần 82 phải bổ sung thêm thiết bị điều hồ khơng khí Hình vẽ khái qt việc dùng chung phòng máy cho mạng 3G thể sau: Thiết bị cấp nguồn GSM BATT GSM Điều hoà khơng khí Khơng gian trống Hiện trạng (Chỉ riêng mạng 2G) Thiết bị cấp nguồn Điều hồ khơng khí BATT GSM GSM 3G 3G Điều hồ khơng khí 2G＋3G Hình 4.6 Mơ tả dùng chung nhà trạm 4.2.5.2 Tiêu chí đặt trạm biểu đồ phân bố trạm thành phố Hà nội + Tiêu chí đặt trạm 3G hạ tâng 2G Gồm tiêu chí, thứ tự ưu tiên sau: Đặt trạm 3G tất vị trí trạm 2G phục vụ khu vực thủ phủ tỉnh/ Thành phố Đặt trạm 3G tất vị trí trạm 2G phục vụ trường cấp (Phổ thông Trung học), Trường nghề, Trung học Chuyên nghiệp, Cao đẳng, Đại học tỉnh/ thành phố Đặt trạm 3G vị trí trạm 2G có lưu lượng thoại cao điểm lớn 40 Erlang Lưu lượng thoại cao điểm lấy trung bình cao điểm tuần gần Đặt trạm 3G tất vị trí trạm 2G phục vụ thị trấn 83 Đặt trạm 3G vị trí trạm 2G có tổng lưu lượng data GPRS (EDGE)_DL/ngày lớn ngưỡng 60 Mbytes Tổng lưu lượng data GPRS(EDGE)_DL/ngày lấy trung bình tuần gần Đặt trạm 3G vị trí trạm 2G phục vụ khu du lịch, cửa Đặt trạm 3G vị trí trạm 2G phủ tuyến đường quốc lộ, tỉnh lộ, tuyến đường sắt Bắc – Nam, đường sắt liên tỉnh Đối với đảo có truyền dẫn viba PDH, SDH bắn đất liền, thực đặt trạm 3G tất vị trí 2G + Vị trí trạm, RNC quản lý vùng phủ Hiện tại, số RNC (sử dụng Vendor Ericsson) số lượng trạm, thuê bao 3G Hà nội Hà tây phân bố bảng 4.13 Bảng 4.13 Phân bố thuê bao RNC Hà nội Hà tây Tỉnh Hà tây Hà nội STT Name 10 RCPD11 RCPD22 RCPD28 RCPD01 RCPD02 RCPD03 RCPD26 RCPD08 RCPD09 RCPD10 Subs ATT Tổng Số node B 24577 33419 255 43982 37526 29691 831 33491 39715 46615 158 188 213 168 163 143 164 168 290102 1375 Thiết bị Ericsson Ericsson Ericsson Ericsson Ericsson Ericsson Ericsson Ericsson Ericsson Ericsson Sử dụng Phần mềm MapInfo Professional, nhập thông tin tọa độ trạm RNC quản lý, ta thu hình ảnh vị trí đặt trạm, RNC quản lý trạm đồ vùng phủ (hiện tính cho Hà nội cũ, khơng bao gồm Hà Tây) 84 Hình 4.7 Vùng phủ 3G địa bàn Hà nội Tại quận có mật độ dân cư cao, thấy số lượng trạm phủ dày đặc, xa khu trung tâm, mật độ trạm thưa dần Trên hình phân bổ RNC quận/huyện Thành phố Hà nội Việc quy hoạch trạm RNC quản lý có tính tới việc ưu tiên thuộc vị trí địa lý 85 Hình 4.8 Phân bổ trạm 3G khu vực Hà nội Nhìn hình 4.7 thấy, trạm phân bố với mật độ dày đặc khu đông dân cư, nơi gần trường Trung cấp, cao đẳng, đại học Các trạm thuộc khu vực địa lý ưu tiên quản lý RNC, tạo điều kiện cho việc chuyển giao sau 86 Hình 4.9 Phân bổ RNC khu vực Hà nội 4.3 Kết luận Việc thiết kế quy hoạch mạng phức tạp phụ thưộc nhiều vào thực tế khu vực Đối với mạng Viettel vậy, việc triển khai thực tế mạng vô tuyến 3G áp dụng theo lộ trình cứng nhắc nào, điều tùy thuộc vào hồn cảnh cụ thể, vào điều kiện phát triển thị trường thị phần, vào điều kiện môi trường vùng Trong chương trình cơng tác quy hoạch thiết kế ban đầu triển khai mạng vô tuyến UMTS 3G Viettel khu vực Thành phố Hà Nội giai đoạn 201187 2013 Qua dự báo số lượng thuê bao 3G mạng Viettel khu vực Thành phố 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 tốn số lượng node, tính tốn băng thơng truyền dẫn cho Node B, RNC, đồng thời đưa nguyên tắc lựa chọn vị trí đặt Node B 88 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đề tài “Tổ chức quy hoạch mạng WCDMA” nghiên cứu việc ứng dụng Viettel Thành phố Hà Nội hoàn thành với kết sau: - Trình bày tổng quan mạng 3G WCDMA: Kiến trúc mạng, chuẩn công nghệ 3G tổng quan công nghệ truy nhập WCDMA - Xây dựng mơ hình tính tốn quy hoạch mạng vô tuyến 3G WCDMA - Thiết kế, quy hoạch mạng vô tuyến 3G UMTS Viettel Thành phố Hà Nội, đưa thơng số: lực, cấu hình Node B, RNC cần đầu tư; phương án triển khai, truyền dẫn cho mạng truy nhập vô tuyến Tuy nhiên, bước thiết kế quy hoạch ban đầu Trong q trình triển khai thực tế có nhiều yếu tố thay đổi điều kiện môi trường truyền sóng, số thuê bao thực tế khác với dự báo… Để mạng tối ưu vùng phủ sóng, chất lượng dịch vụ, dung lượng hệ thống, ta phải thực tối ưu hóa mạng Do hướng đề tài việc thu thập số liệu đo kiểm phân tích thơng hiệu KPI, xây dựng chương trình mơ tối ưu cơng tác quy hoạch Đồng thời, hướng phát triển tiếp đề tài tính tốn thiết kế, quy hoạch mạng 3G hỗ trợ công nghệ HSUPA khả nâng cấp, chuyển đổi lên 4G Đề tài xây dựng mơ hình tính tốn thiết kế quy hoạch mạng vơ tuyến 3G UMTS, ngồi phạm vi áp dụng cho mạng Viettel Thành phố Hà Nội, đề tài hồn tồn vận dụng để triển khai cho mạng khu vực khác 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO Jaana Laiho, Achim Wacker, Tomas Novosad (2006), Radio Network Planning and Optimisation for UMTS, John Wiley & Sons, England Maciej J Nawrocki, Mischa Dohler, A Hamid Aghvami (2006), Understanding UMTS Radio Network Modelling, Planning and Automated optimisation, John Wiley & Sons, England Nguyễn Phạm Anh Dũng (2009), Bài giảng công nghệ 3G WCDMA UMTS Phạm Công Hùng (2009), Bài giảng thông tin di động WCDMA Tài liệu tham khảo nhà cung cấp thiết bị Huawei Tài liệu mạng Viettel http://www.sss-mag.com/ebn0.html U T T U http://www.hanoi.gov.vn http://vi.wikipedia.org/wiki 10 http://www.3gpp.org/article/w-cdma 11 http://www.umtsworld.com 12 www.google.com 90 PHỤ LỤC Mơ hình truyền sóng thực nghiệm Mơ hình Hata – Okumura Mơ hình Hata quan hệ thực nghiệm rút từ báo cáo kỹ thuật Okumura cho phép sử dụng kết vào cơng cụ tính tốn Các biểu thức sử dụng mơ hình Hata để xác định tổn hao trung bình : + Vùng thành phố Lp= 69,55+26,16.lgfc –13,28.lghb – a(hm) + (44,9-6,55.lghb).lgR (dB) Trong : fc : Tần số hoạt động (MHz), Lp : Tổn hao cho phép hb : Độ cao anten trạm gốc (m), R : Bán kính (km) a(hm) : Hệ số hiệu chỉnh cho độ cao anten di động (dB) Dải thông số sử dụng cho mơ hình Hata : 150 ≤ f c ≤ 1500 MHz ; 30 ≤ hb ≤ 200m; ≤ hm ≤ 10m Hệ số hiệu chỉnh (hm) tính sau Đối với thành phố lớn: a(hm) =8,29.(lg1,54hm)2 - 1,1 (dB) với fc < 400MHz P P a(hm) =3,2.(lg11,75hm)2 - 4,97 (dB) với fc ≥ 400MHz P P Đối với thành phố nhỏ trung bình : a(hm) = (1,1.lgfc – 0,7).hm –(1,56.lgfc –0,8) (dB) Như bán kính tính : lg R = [L p ] − 69,55 − 26,26 lg f c + 13,28 lg hb + a(hm ) 44,9 − 6,55 lg hb + Vùng ngoại ô (suburban) Với vùng ngoại ô hệ số hiệu chỉnh suy hao so với vùng thành phố : 91 Lno = Lp - 2(log10 (f/28))2 -5.4 (dB) P P + Vùng nông thôn (rural) Với vùng nông thôn hệ số hiệu chỉnh suy hao so với vùng thành phố : Lnt = Lp – 4,78.(lgfc)2 +18,33(lgfc) - 35,94 (dB) P P Mơ hình Hata mở rộng (hay cịn gọi mơ hình Cost231 – hata) Mơ hình Hata mở rộng cho tần số từ 1.5GHz – 2GHz gọi mơ hình Cost231 – Hata sau: Lp=46.3+33.9lg(f(MHz))-13.82lg(hBase(m))-a(hmobile)+(44.9-6.55lg(hBase(m))*lg(d(km) )+Cm Trong đó: Cm = dB cho khu vực thành phố nhỏ Cm = dB cho trung tâm thành phố lớn Cm = - 2(log10 (f/28))2 -5.4 cho vùng ngoại thành P P Cm = - 4,78.(log10fc)2 +18,33(log10fc) - 35,94 cho vùng nông thơn P P Với ≤ hmobile ≤ 10 ) (1.1log a (hmobile = h f f − 0.7) mobile − (1.56 log − 0.8) MHz m MHz L: Suy hao đường truyền sóng, Hm: chiều cao UE (1 – 10m) d: Khoảng cách truyền sóng node B UE (1 – 20 km) Hbase: chiều cao anten (30 – 200 m); f: Tần số thu, phát (MHz) Mơ hình Walfsch – Ikegami Mơ hình sử dụng để đánh giá tổn hao đường truyền môi trường thành phố cho hệ thống thông tin di động tổ ong Mơ hình chứa phần tử : tổn hao không gian tự do, nhiễu xạ mái nhà, tổn hao tán xạ tổn hao nhiều vật chắn Tổn hao cho phép mơ hình tính sau : Lcp = Lf + Lts + Lm Với tổn hao không gian tự xác định sau : 92 L f = 32,4 + 20 lg R + 20 lg f c Trong đó: fc : Tần số hoạt động, R : Bán kính cell Nhiễu xạ mái nhà phố tổn hao tán xạ tính : Lts = Lo + 20 lg ∆hm + 10 lg f c − 10 lg W − 16,7 Trong : 0 2,5 + 0,075(ϕ − 55)dB,55 ≤ ϕ ≤ 90 L0 =  − 9,646dB,0 ≤ ϕ ≤ 55 W : Độ rộng phố, ϕ : Góc đến so với trục phố hr : Độ cao nhà, hm : Độ cao Anten trạm di động ∆ hm = hr – hm (m) Tổn hao vật chắn : Lms = Lbsh + k a + k d lg R + k f lg f c − lg b Với b: Khoảng cách nhà dọc theo đường truyền vô tuyến (m) − 18 lg 11 + ∆hb , hb > hr , hb độ cao anten BS Lbsh =  0, hb < hr ka = 54 – 0,8.hb 15∆hb  , hb ≥ hr 18 − ∆hm kd =   18, hb < hr  f  k f = + 1,5 c − 1 với thành phố lớn  925   f  k f = + 0,7 c − 1 với thành phố trung bình  925  Như bán kính cell tính theo mơ hình Walf – Ikegami : 93 lg R = Lcp − Lo − Lbsh + 10 lg W − 20 lg ∆hm − k a − lg b − (30 + k f ) lg f c − 15,7 (20 + k d ) Mơ hình Hata bỏ qua ảnh hưởng độ rộng phố, nhiễu xạ phố tổn hao tán xạ cịn mơ hình Walf - Ikegami có xét đến ảnh hưởng nên bán kính cell tính theo mơ hình Hata lớn so với mơ hình Walf- Ikegami tổn hao cho phép 94 ... tuyến hệ thống mạng 3G WCDMA Chương - QUY HOẠCH MẠNG 3G WCDMA Chương trình bày lý thuyết quy hoạch mạng 3G WCDMA Sau giới thiệu đặc điểm chiến lược quy hoạch mạng vô tuyến 3G WCDMA, chương trình... hiểu nắm bắt mạng 3G UMTS, nắm bắt quy hoạch mạng cần thiết Do tơi chọn đề tài ? ?Tổ chức quy hoạch mạng WCDMA? ??, qua nghiên cứu ứng dụng mạng Viettel Hà nội II LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU Mạng 3G WCDMA UMTS... CHƯƠNG QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN 3G WCDMA 44 T T 3.1 Tổng quan quy hoạch mạng 3G WCDMA 44 T 20T 20T T 3.1.1 20T 20T 3.1.2 20T 20T 3.1.3 20T 20T 3.1.4 20T 20T Mục đích trình quy hoạch mạng