3G Vinaphone

MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI KẾT CẤU CỦA DE TAI: .4 Chương TỔNG QUAN TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THƠNG TIN DI ĐỘNG 1.1 THÔNG TIN DI ĐỘNG – SƠ LƯỢC PHÁT TRIỂN .6 1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G THEO NHÁNH CƠNG NGHỆ CHÍNH: 11 1.2.1 Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ WCDMA 11 1.2.2 Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ CDMA 2000 .12 1.3 MẠNG UMTS 3G VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÔNG NGHỆ MẠNG VINAPHONE 14 1.3.1 Định hướng công nghệ & dịch vụ theo tiêu chuẩn châu Âu 3GPP qui định áp dụng cho mạng Vinaphone 14 1.3.2 Nội dung chủ yếu phiên tiêu chuẩn 3GPP 14 1.3.2.1 GPP R99 .15 1.3.2.2 3GPP R4 .17 1.3.2.3 3GPP R5 .18 1.3.2.4 3GPP R6 .20 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 21 Chương HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS 22 2.1 NGUYÊN LÝ CDMA .22 2.1.1 Nguyên lý trải phổ CDMA .22 2.1.2 Kỹ thuật trải phổ giải trải phổ .23 2.1.3 Kỹ thuật đa truy nhập CDMA 23 2.2 MỘT SỐ ĐẶC TRUNG LỚP VẬT LÝ TRONG MẠNG TRUY NHẬP WCDMA 25 2.2.1 Phương thức song công 25 2.2.2 Dung lượng mạng .26 2.2.3 Các kênh giao diện vô tuyến UTRA FDD .26 2.2.4 Cấu trúc Cell 27 2.3 CẤU TRÚC HỆ THỐNG VÔ TUYẾN UMTS .28 2.3.1 Node-B 30 2.3.2 RNC (Radio Network Control) 30 2.3.3 Các giao diện mở UMTS 31 2.4 CÁC CHỨC NĂNG TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN 31 2.4.1 Giới thiệu quản lý tài nguyên vô tuyến WCDMA 31 2.4.2 Điều khiển công suất 32 2.4.3 Điều khiển chuyển giao .34 2.4.3.1 Chuyển giao tần số 34 2.4.3.2 Chuyển giao hệ thống WCDMA GSM 36 2.4.3.3 Chuyển giao tần số WCDMA .37 2.4.4 Điều khiển thu nạp 38 2.4.5 Điều khiển tải (điểu khiển nghẽn) .40 2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 41 Chương MÔ HÌNH THIẾT KẾ TÍNH TỐN QUY HOẠCH MẠNG VƠ TUYẾN UMTS 3G 42 3.1 GIỚI THIỆU VỀ QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN 42 3.1.1 Nguyên lý chung .42 3.1.2 Một số đặc điểm cần lưu ý quy hoạch mạng 43 3.1.2.1 Dự báo 43 3.1.2.2 Quy hoạch vùng phủ vô tuyến 44 3.1.2.3 Nhiễu từ nhiều nhà khai thác khác .45 3.2 QUY HOẠCH ĐỊNH CỠ MẠNG 45 3.2.1 Tính tốn vùng phủ sóng 46 3.2.1.1 Phân tích vùng phủ .46 3.2.1.2 Tính tốn quỹ đường truyền vô tuyến 48 3.2.1.3 Tính tốn bán kính cell .52 3.2.2 Phân tích dung lượng 54 3.2.2.1 Giới thiệu mơ hình tính toán dung lượng Erlang-B 54 3.2.2.2 Các phương pháp chuyển đổi lưu lượng hệ thống UMTS theo mơ hình Erlang .55 3.2.2.3 Định cỡ dung lượng mạng 57 3.3 QUY HOẠCH VÙNG PHỦ VÀ DUNG LƯỢNG CHI TIẾT 59 3.4 TỐI ƯU MẠNG .59 3.5 CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN MƠ PHỎNG .61 3.5.1 Lưu đồ thuật toán 61 3.5.2 Giao diện chương trình 62 62 62 3.5.3 Tính tốn mơ 62 3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 63 Chương HIỆN TRẠNG MẠNG VINAPHONE VÀ ĐỊNH HƯỚNG TRIỂN KHAI MẠNG UMTS 3G 64 4.1 TỔNG QUAN MẠNG VINAPHONE .64 4.1.1 Tình hình phát triển Vinaphone năm 2008 64 4.1.2 Tình hình mạng lưới tính đến hết năm 2008 65 4.2 HIỆN TRẠNG MẠNG VÔ TUYẾN 67 4.2.1 Tổ chức mạng vô tuyến .67 4.2.2 Dung lượng mạng vô tuyến .68 4.3 HIỆN TRẠNG MẠNG LÕI VÀ DỊCH VỤ 69 4.3.1 Cấu hình mạng lõi dịch vụ .69 4.2.2 Dung lượng mạng lõi 70 4.4 ĐỊNH HƯỚNG VÀ KẾ HOẠCH TRIỂN KHAI MẠNG 3G 71 4.4.1 Định hướng kinh doanh – thương mại 71 4.4.2 Kế hoạch dự định triển khai mạng 3G 73 4.5 PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI MẠNG VÔ TUYẾN UMTS 3G 76 4.5.1 Quy mô triển khai 76 4.5.2 Triển khai chung sở hạ tầng mạng 3G/2G 77 4.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 82 Chương QUY HOẠCH VÔ TUYẾN UMTS 3G MẠNG VINAPHONE KHU VỰC TP ĐÀ NẴNG .83 5.1 HIỆN TRẠNG VÀ DỰ BÁO PHÁT TRIỂN THUÊ BAO 3G MẠNG VINAPHONE KHU VỰC TP ĐÀ NẴNG .83 5.1.1 Khái quát tình hình kinh tế xã hội Tp Đà Nẵng 83 5.1.2 Tình hình phát triển mạng Viễn thơng Tp Đà Nẵng .84 5.1.3 Hiện trạng mạng Vinaphone khu vực Tp Đà Nẵng 86 5.1.4 Dự báo phát triển thuê bao 3G mạng Vinaphone khu vực Tp Đà Nẵng 86 5.1.4.1 Tình hình phát triển thuê bao mạng Vinaphone khu vực Tp Đà Nẵng .86 5.1.4.2 Dự báo phát triển thuê bao mạng Vinaphone khu vực Tp Đà Nẵng 87 5.2 THIẾT KẾ QUY HOẠCH MẠNG 89 5.2.1 Tính tốn số lượng Node-B cần thiết 89 5.2.2 Tính tốn dung lượng cho Node-B 91 5.2.3 Khảo sát lắp đặt trạm pha .94 5.2.3.1 Vị trí Node-B RNC 94 5.2.3.2 Truyền dẫn cho Node-B .94 5.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 99 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 PHỤ LỤC 102 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 1xEV- DO 3G 3GPP 1x Evolution – Data Optimized Third Generation Third Generation Global Partnership Project Third Generation Global Partnership Project Pha 1- Tối ưu liệu Thế hệ Dự án hội nhập toàn cầu hệ A AGC AMR Automatic Gain Control Adaptive Multi-Rate codec AMPS Advanced Mobile Phone System 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) 3GPP2 B BHCA BER BLER BPSK BSIC BTS C CDG CDMA CN CRC D DL DSSS E EDGE EIRP 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 Enhanced Data Rates for Evolution Equivalent Isotropic Radiated Power European Telecommunication Standard Institute Các tốc độ liệu tăng cường cho tiến hố Cơng suất xạ đẳng hướng tương đương Viện chuẩn hố viễn thơng Châu Âu Frequency Division Duplex Phương thức song công phân chia ETSI F FDD FDMA Frequency Division Multiple Access Frame Error Rate theo tần số Đa truy nhập phân chia theo tần số FER Tỷ số lỗi khung G GGSN GPRS GP GPS GSM 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 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 Thơng tin di động tồn cầu 2000 IMT đa sóng mang Giao thức Internet Liên hợp viễn thơng 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 MSC Mobile Service Switching Centre MSS O OFDM MSC server Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động Nút chuyển mạch Softswitch OMC Orthogonal frequency-division multiplexing Operation Mainternance Center Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao Trung tâm điều hành quản lý khai thác P PCU PN PPS-IN Packet Control Unit Pseudo Noise Prepaid System - Interligent Network Đơn vị điều khiển gói Giả tạp âm Hệ thống điều khiển thuê bao trả trước IN Quardrature Phase Phase Shift Keying Khoá dịch pha cầu phương 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 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 ngun vơ tuyến 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 Q QPSK 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 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 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 giao thức Internet Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng USIM W WCDMA Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1-1 Quá trình phát triển lên 3G nhánh cơng nghệ .8 Hình 1-2 Định hướng phát triển công nghệ 4G Hình 1-3 Quá trình phát triển lên 3G theo nhánh sử dụng cơng nghệ WCDMA .11 Hình 1-4 Quá trình phát triển lên 3G theo nhánh CDMA 2000 12 Hình 1.5 Cấu trúc mạng 3G theo tiêu chuẩn 3GPP R99 16 Hình 1.6 Cấu trúc mạng 3G theo tiêu chuẩn 3GPP R4 17 Hình 1.7 Cấu trúc mạng 3G theo tiêu chuẩn 3GPP R5 19 Hình 1.8 Mơ hình cung cấp dịch vụ sử dụng giao thức SIP IMS 20 Hình 2-1 Quá trình trải phổ giải trải phổ 23 Hình 2-2 Các cơng nghệ đa truy nhập 24 Hình 2-3 Nguyên lý đa truy nhập trải phổ 24 Hình 2-4 Phân bố phổ tần cho UMTS châu Âu .26 Hình 2-5 Sơ đồ ánh xạ kênh khác 27 Hình 2-6 Cấu trúc cell UMTS 28 Hình 2-7 Cấu trúc tổng thể hệ thống UMTS/GSM 29 Hình 2-8 Các vị trí điển hình chức RRM mạng WCDMA 32 Hình 2-9 Sự so sánh chuyển giao cứng chuyển giao mềm 35 Hình 2-10 Chuyển giao hệ thống GSM WCDMA 36 Hình 2-11 Thủ tục chuyển giao hệ thống 37 Hình 2-12 Nhu cầu chuyển giao tần số sóng mang WCDMA 38 Hình 2-13 Thủ tục chuyển giao tần số .38 Hình 2-14 Đường cong tải 39 Hình 3-1 Quá trình quy hoạch triển khai mạng WCDMA .43 Hình 3-2 Q trình tính bán kính vùng phủ sóng 46 Hình 3-3 Vùng phủ sóng cell theo loại dịch vụ khác .48 Hình 3-4 Ảnh hưởng SFM đến vùng phủ sóng 51 Hình 4.1 Mơ tả thiết bị 3G dùng chung sở hạ tầng 2G 78 Hình 4.2 Phương án sử dụng anten cho 3G .79 Hình 4.3 Mơ tả khái qt việc dùng chung feeder 80 Hình 4.4 Mô tả dùng chung thiết bị nguồn .81 Hình 4.5 Mơ tả dùng chung nhà trạm .82 MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Thông tin liên lạc nhu cầu xã hội phát triển Để đáp ứng nhu cầu liên lạc ngày cao xã hội, thông tin di động nghiên cứu phát triển từ sớm, bắt đầu với hệ thống thông tin di động sử dụng công nghệ analog, mạng di động sử dụng công nghệ số ứng dụng rộng rãi phát triển vô mạnh mẽ Một xu hướng rõ nét lĩnh vực thông tin di động nhà cung cấp dịch vụ ngồi việc mở rộng dung lượng khai thác có việc áp dụng nghiên cứu xác định lộ trình phát triển cơng nghệ để tăng cường khả cung cấp đa dịch vụ tốt đến khách hàng ngày quan tâm nhiều Trong 3G - Hệ thống thông tin di động hệ giải pháp cơng nghệ tiên tiến nhà khai thác mạng triển khai Tại Việt Nam, trải qua hai thập kỷ phát triển, nước có nhà khai thác dịch vụ thông tin di động sử dụng công nghệ GSM CDMA Điều minh chứng cho cho phát triển không ngừng hạ tầng mạng thông tin di động nước xu thể hội nhập thể cạnh tranh khốc liệt lĩnh vực Thực tế phát triển thị trường Việt Nam cho thấy, đến mạng di động sử dụng công nghệ GSM chiếm ưu tuyệt đối số lượng khách hàng với 56,5 triệu thuê bao tổng số 63,5 triệu thuê bao di động (số liệu Tạp chí Khoa học kỹ thuật kinh tế Bưu điện) Với số lượng thuê bao phát triển lớn mạnh thời gian qua với việc cạnh tranh khốc liệt nhà khai thác dịch vụ thơng tin di động hạ tầng mạng thơng tin di động 2G & 2,5G khai thác tối đa cho dịch vụ truyền thống Do để có hạ tầng mạng thích hợp cung cấp dịch vụ IP/Internet, dịch vụ truyền thông đa phương tiện multimedia, dịch vụ gia tăng mới, dịch vụ hội tụ Di động-Cố định…, dịch vụ truyền tiếng nói dạng gói VoIP đủ điều kiện cho phép hạ giá thành cung cấp dịch vụ nhằm tăng tính cạnh tranh ... chuẩn sở năm Phiên 3GPP Release 99 (3GPP R99) Đến 3GPP có 04 phiên nhà khai thác giới áp dụng: - 3GPP release 99 (3GPP R99): thức áp dụng từ tháng 3/2001; - 3GPP release (3GPP R4): thức áp dụng... 12 Hình 1.5 Cấu trúc mạng 3G theo tiêu chuẩn 3GPP R99 16 Hình 1.6 Cấu trúc mạng 3G theo tiêu chuẩn 3GPP R4 17 Hình 1.7 Cấu trúc mạng 3G theo tiêu chuẩn 3GPP R5 19 Hình 1.8 Mơ... 9/2002; - 3GPP release (3GPP R5): tháng 12/2003 áp dụng; - 3GPP release (3GPP R6): bổ sung điểm thiếu IMS 3GPP R5 đưa thêm vào số features mới; tiến tới mạng truyền tải “All IP” Nội dung phiên 3GPP