L ỜI CAM Đ OAN
4.2.1 Yêu cầu về loại hình dịch vụ
Để đáp ứng nhu cầu càng cao của người dùng, mạng triển khai sẽ có khả
năng cung cấp các dịch vụ cơ bản sau: - Thoại, Video Call
- Chuyển hướng cuộc gọi, chuyển tiếp cuộc gọi - Hiện thị số gọi đến, Giữ, chờ cuộc gọi
- Nhắn tin ngắn SMS trong nước, quốc tế. - Nhắn tin quảng bá.
- Truy cập Web (Mobile Web Access) - Yêu cầu tính năng ở thiết bịđầu cuối, kết nối Internet tốc độ cao (mobile broadband)
Các dịch vụ 2G bổ sung: - Ringback tone - Voice mail - WAP - MMS. Các dịch vụ nâng cao (3G):
- Download games, nhạc, video clip... - TV online, Mobile TV - Game online - Portal - Các dịch vụ PS64/128/384 và HSDPA khác. 4.2.2 Yêu cầu về chất lượng dịch vụ và vùng phủ sóng Các yêu cầu về chất lượng dịch vụ Đối với thoại (Voice):
- Chất lượng thoại tương đương mạng hữu tuyến, đáp ứng Tiêu chuẩn ngành TCN 68-186 :2006.
* Tốc độ truy cập dữ liệu đối với dịch vụ 3G WCDMA
- Hỗ trợ cả dịch vụ chuyển mạch kênh và gói, truyền dữ liệu không đối xứng.
- Tốc độ truy cập internet di động:≥ 384 kbps đối với khu vực thành phố ≥144kpbs đối với khu vực nông thôn
* Đối với dịch vụ HSDPA, tốc độ truy cập Internet tối đa khoảng 14.4Mbps.
Các yêu cầu về vùng phủ sóng
- Độ rộng băng tần trải phổ (Spreading bandwidth): 3.84 MHz - GoS: 2 %
- Tần số: 1920 – 1980 MHz (UL), 2110 – 2170 MHz (DL) Yêu cầu vùng phủđược thể hiện trong bảng 4.3.
Bảng 4.3 Yêu cầu vùng phủ sóng
Vùng Hiệu suất vùng phủ yêu cầu (%)
Đô thịđông dân (Dense Urban) 95
Đô thị (Urban) 95
Ngoại Ô (Suburban) 92
Nông thôn (Rural) 90
4.2.3 Quy hoạch vùng phủ sóng
4.2.3.1 Thiết kế vùng phủ liên tục
Trong nội dung thiết kế vùng phủ sóng, quỹ năng lượng đường truyền được sử dụng để tính bán kính cell và đưa ra số trạm (Node B) cần thiết đảm bảo phủ
sóng theo yêu cầu. Trong các hệ thống UMTS có sự phụ thuộc của vùng phủ sóng vào lưu lượng hệ thống. Quỹ năng lượng đường truyền cho WCDMA được tính trong môi trường đa dịch vụ. Các dịch vụ chủ yếu được cung cấp trong mạng WCDMA được thể hiện trong bảng 4.4 dưới đây.
Đối với các dịch loại kênh dịch vụ khác nhau, bán kính vùng phủ sóng sẽ
khác nhau tùy thuộc vào mã trải phổ, công suất phát lớn nhất và yêu cầu về chất lượng dịch vụ của chúng. Do đó phải tính toán cho từng dịch loại dịch vụ. Vì vậy cần xác định một loại dịch vụ được phủ sóng liên tục cho quy hoạch. Trong giai
đoạn hiện nay, khi các công nghệ HSDPA, HSUPA đang trong giai đoạn phát triển và hoàn thiện các chuẩn, cũng như thiết bị; đồng thời để đảm bảo hiệu quả đầu tư
dự kiến các dịch vụđược chọn để thiết lập vùng phủ liên tục như sau: Đối với vùng
đô thị và vùng đô thị đông dân, dịch vụ PS384K được chọn phủ sóng liên tục khi quy hoạch; các vùng ngoại ô, nông thôn, miền núi, dịch vụ CS 12.2K được chọn là dịch vụ phủ sóng liên tục. Quá trình tính toán quỹ năng lượng đường truyền bao gồm tính toán cho cả đường lên và đường xuống đối với các dịch vụ phủ sóng liên tục. Vùng phủ sóng của một cell sẽ là giá trị nhỏ nhất.
Bảng 4.4 Các loại kênh và dịch vụ chủ yếu trong hệ thống WCDMA
Loại kênh Các dịch vụ hỗ trợ Giả thiết trong đề tài
CS 12.2K Thoại (Voice) Thoại (Voice)
CS 64K Thoại thấy hình (Video Phone) Thoại thấy hình
PS 64K Email, Web Email
PS128K Email, Web Email, Web
PS 384K Email, Web ,Video Streaming,
Mobile TV Video Streaming
HSDPA Dịch vụ Best Effort Dịch vụ Best Effort
Đối với môi trường đô thị tại thành phố lớn, các khu vực trung tâm có mật độ thuê bao lớn, mạng được tính toán thiết kế sẵn sàng đáp ứng các dịch vụ truyền dữ
liệu tốc độ cao như PS 384, HSDPA. Đối với các vùng ngoại ô, huyện nông thôn, miền núi mạng sẵn sàng đáp ứng các dịch vụ thoại, tin nhắn, dịch vụ dữ liệu tốc độ
thấp.
Dự kiến loại hình phủ sóng 3G trên địa bàn thành phố Hà Nội được chỉ ra trong bảng 4.5 dưới đây.
Bảng 4.5 Dự kiến loại hình vùng phủ sóng 3G Tên Thị xã/Quận/ Huyện Diện tích (km²) Dân số (Nghìn) Mật độ dân số Dự kiến vùng phủ Dự kiến tốc độ dịch vụ cung cấp Thị xã Sơn Tây 113.47 128.831 1.136 Ngoại Ô CS12.2 Quận Ba Đình 9.22 248.352 26.937 Đô thịđông dân PS384 Quận Cầu Giấy 12.04 215 17.858 Đô thịđông dân PS384 Quận Đống Đa 9.96 451 45.282 Đô thịđông dân PS384 Quận Hà Đông 47.91 217.687 4.544 Đô thị PS384 Quận Hai Bà Trưng 9.6 392 40.834 Đô thịđông dân PS384 Quận Hoàn Kiếm 5.29 181.073 34.23 Đô thịđông dân PS384 Quận Hoàng Mai 41.04 278.277 6.781 Đô thị PS384 Quận Long Biên 60.38 232.706 3.855 Đô thị PS384
Quận Tây Hồ 24 139.163 5.799 Đô thị PS384
Quận Thanh Xuân 9.11 252 27.662 Đô thịđông dân PS384
Huyện Ba Vì 428 267.6 0.626 Nông thôn CS12.2
Huyện Chương Mỹ 232.9 275 1.181 Nông thôn CS12.2 Huyện Đan Phượng 76.8 124.9 1.627 Nông thôn CS12.2 Huyện Đông Anh 182.3 321.75 1.765 Ngoại Ô CS12.2 Huyện Gia Lâm 114 218.275 1.915 Ngoại Ô CS12.2 Huyện Hoài Đức 95.3 188.8 1.982 Nông thôn CS12.2 Huyện Mê Linh 141.26 187.536 1.328 Nông thôn CS12.2
Huyện MỹĐức 230 178.7 0.777 Nông thôn CS12.2
Huyện Phú Xuyên 171.1 181.5 1.061 Nông thôn CS12.2 Huyện Phúc Thọ 113.2 171.8 1.518 Nông thôn CS12.2 Huyện Quốc Oai 147 163.355 1.112 Nông thôn CS12.2 Huyện Sóc Sơn 306.74 281 0.917 Nông thôn CS12.2 Huyện Thạch Thất 202.5 179.06 0.885 Nông thôn CS12.2 Huyện Thanh Oai 129.6 159.6 1.232 Nông thôn CS12.2 Huyện Thanh Trì 68.22 168 2.463 Ngoại Ô CS12.2 Huyện Thường Tín 127.7 208 1.629 Nông thôn CS12.2 Huyện Từ Liêm 75.32 448 5.948 Ngoại Ô CS12.2 Huyện Ứng Hòa 183.72 193.731 1.055 Nông thôn CS12.2
4.2.3.2 Tính toán quỹ năng lượng đường truyền
Các thông số cho tính toán quỹ năng lượng đường truyền
Độ nhạy máy thu (Pmin_BS, Pmin_UE)
Độ nhạy máy thu được tính theo công thức 3.4 tương ứng các hướng Uplink và Downlink, trong đó:
Công suất nhiễu nhiệt là mật độ tạp âm nhiệt được tạo ra bởi môi trường, và được tính bởi công thức:
Nth=K*T với K là hằng số Boltzman (K=1.38 *10-23 J/K), T nhiệt độ Kelvin (K).
Với T=293K thì No=10 log (1.38*10-23*293) + 30 = -174dBm/Hz
Tạp âm nhiệt là lượng nhiễu bổ sung tạo ra bởi máy thu. Giá trị NF (Node B) khác nhau tùy thuộc vào nhà cung cấp NodeB, với Node B Huawei, NF (Node B)= 5 dB.
Đối với thiết bịđầu cuối người dùng, NF (UE)= 8dB.
Độ lợi xử lý liên quan tới tốc độ dịch vụ kênh mang (R) và được tính bởi công thức 3.3. Kết quảđộ lợi xử lý các dịch vụđược tính toán trong bảng 4.6
Bảng 4.6 Độ lợi xử lý các dịch vụ
Service Processing Gain
CS 12.2K 25.0 PS 384K 10.0 Thông sốđặc trưng của UE: - Công suất phát: 0.125W (21dBm) đối với CS12.2, 0.25w (24dBm) đối với PS 384. - Hệ số tăng ích anten: 0 dBi - Hệ số tạp âm máy thu: 8 dB
- Tổn hao cáp: 0dB, tổn hao cơ thể: 0dB. Thông số NodeB: - Công suất phát cực đại: 20 W (43 dBm) - Hệ số tạp âm: 5 dB - Hệ số tăng ích: 18dBi - Tổn hao cáp: 3dB, tổn hao cơ thể: 0dB
Độ cao An ten
Tham khảo chiều cao Anten 2G hiện tại, Chiều cao Anten 3G giả thiết như
bảng 3.6 ở trên.
Hệ số tải và độ dự trữ nhiễu
Hệ số tải đường lên các dịch vụ 0.5, đường xuống 0.75.
Dự trữ phadinh
Dự trữ phadinh chậm được tính toán theo giả thiết ở bảng 3.3.
Mô hình truyền sóng
Mô hình truyền sóng dựa theo mô hình Cost231-Hata như công thức 3.7 với: Cm = 0 dB cho khu vực thành phố nhỏ
Cm = 3 dB cho các trung tâm thành phố lớn
Cm = -8 cho vùng ngoại thành (theo thông số Huawei) Cm = -15 cho vùng nông thôn (theo thông số Huawei)
Dựa theo các thông số giả thiết trên và các công thức từ 3.1 đến 3., ta có bảng tính toán quỹ năng lượng đường truyên như bảng 4.7 dưới đây (với các thông sốđầu vào: chữ thường; các thông số trung gian: chữ in nghiêng, nền xám nhạt; các kết quả tính chữđậm, nền xám đậm).
Bảng 4.7 Quỹ năng lượng đường truyền
Đô thịđông dân Đô thị Ngoại Ô Nông thôn Thông số UL DL UL DL UL DL UL DL
Loại Sector 3 Sector 3 Sector 3 Sector 3 Sector 3 Sector 3 Sector 3 Sector 3 Sector Môi trường Trong nhà Trong nhà Trong nhà Trong nhà Trong nhà Trong nhà Trong nhà Trong nhà Phương thức phân tập Rx/Tx 2 Rx Không 2 Rx Không 2 Rx Không 2 Rx Không Dịch vụ phủ liên tục UL PS 384 DL PS 384 UL PS 384 DL PS 384 UL CS 12.2 DL CS 12.2 UL CS 12.2 DL CS 12.2 Loại kênh mang PS PS PS PS CS CS CS CS Tốc độ dịch vụ (kbps) 384 384 384 384 12.2 12.2 12.2 12.2 Hỗ trợ chuyển giao Có Có Có Có Có Có Có Có Tổng công suất phát (w) 0.25 20 0.25 20 0.125 20 0.125 20 Công suất phát TCH cực đại (w) 0.25 5.667 0.25 5.667 0.125 0.349 0.125 0.349 Công suất phát TCH cực đại (dBm) 24 37.533 24 37.533 21 25.425 21 25.425 Độ lợi anten phát (dBi) 0 18 0 18 0 18 0 18 Tổn hao cáp Tx (dB) 0 3 0 3 0 3 0 3 Tổn hao cơ thể phía Tx(dB) 0 0 0 0 0 0 0 0 EIRP TCH (dBm) 24 52.533 24 52.533 21 40.425 21 40.425 Tổn hao cáp Rx (dB) 3 0 3 0 3 0 3 0 Tổn hao cơ thể phía Rx(dB) 0 0 0 0 0 0 0 0 Hệ số tạp âm thu Rx (dB) 5 8 5 8 5 8 5 8 Mật độ tạp âm nhiệt Rx (dBm/Hz) -174 -174 -174 -174 -174 -174 -174 -174 Mật độ tạp âm bộ thu [dBm/Hz] -169 -166 -169 -166 -169 -166 -169 -166 Công suất tạp âm bộ thu (dBm) -103.157 -100.157 -103.157 -100.157 -103.157 -100.157 -103.157 -100.157
Hệ số tải mong muốn 0.5 0.75 0.5 0.75 0.5 0.75 0.5 0.75
Dự trữ nhiễu (dB) 3.011 6.021 3.011 6.021 3.011 6.021 3.011 6.021 Tạp âm hiệu dụng tổng cộng+
nhiễu [dBm] -100.146 -94.136 -100.146 -94.136 -100.146 -94.136 -100.146 -94.136
Độ lợi xử lý (dB) 10 10 10 10 24.98 24.98 24.98 24.98
Rx Eb/No (Ec/No) yêu cầu (dB) 1.5 6.3 1.5 6.3 5 7 5 7 Độ nhạy thu (dBm) -108.646 -97.836 -108.646 -97.836 -120.126 -112.116 -120.126 -112.116
Độ lợi anten thu (dBi) 18 0 18 0 18 0 18 0
Tổn hao trong nhà (dB) 19 19 16 16 12 12 8 8 Dự trữ fading nhanh(dB) 4 0 4 0 3 0 3 0 Độ lợi phân tập 3 0 3 0 3 0 3 0 Độ lợi chuyển giao mềm 2 1 2 1 2 1 2 1 Hiệu suất vùng phủ 0.95 0.95 0.95 0.95 0.92 0.92 0.9 0.9 Hệ số chuẩn fading chậm (dB) 11.7 11.7 9.4 9.4 7.2 7.2 6.2 6.2 Độ dự trữ fading chậm 8.08 8.08 6.02 6.02 4 4 0.8 0.8 Tổn hao lớn nhất 121.566 124.289 126.626 129.349 142.126 137.541 149.326 144.741
Mô hình truyền sóng Cost231-Hata
Chiều cao an ten UE/NodeB (m) 1.5 25 1.5 30 1.5 35 1.5 45 Tần số (MHz) 1950 2140 1950 2140 1950 2140 1950 2140
Bán kính Cell (km) 0.28 0.31 0.5 0.55 2.48 1.67 7.29 4.88 Bán kính Cell lựa chọn (km) 0.28 0.28 0.5 0.5 1.67 1.67 4.88 4.88
4.2.3.3 Tính toán bán kính Cell và diện tích vùng phủ
Từ thông số tổn hao năng lượng đường truyền lớn nhất như bảng trên và công thức 3.7 ta tính được bán kính Cell Site. Từ đó ta có diện tích vùng phủ của Node B như bảng 4.8 sau (tính theo công thức S=K*r2, với r là bán kính site Cell, giả thiết Cell có cấu trúc hình lục giác đều, K =1.95 với an ten 3 sector).
Bảng 4.8 Diện tích vùng phủ của 1 Node B
Vùng phủ
Đô thị
đông dân Đô thị Ngoại Ô Nông thôn
Bán kính (km) 0.28 0.5 1.67 4.88
Diện tích Vùng phủ Node B 0.153 0.488 5.439 46.439
4.2.3.4 Số lượng node B
Từ diện tích các vùng cần phủ sóng và diện tích từng loại Cell ở từng khu vực, ta tính được số node B cần như sau:
Số Node B = Diện tích vùng cần phủ/diện tích vùng phủ của 1 Node B. Số lượng Node B được tính trong bảng 4.9.
Với số lượng Node B đã tính ở trên, theo nhu cầu sử dụng và yêu cầu chất lượng phủ sóng trong 2 năm đầu triển khai dịch vụ và hiện trạng cơ sở hạ tầng 2G (nhà trạm, truyền dẫn…) tại Thành phố Hà Nội, đồng thời đảm bảo hiệu quảđầu tư, dự kiến triển khai Node B tại Hà Nội sẽ chia làm 02 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: từ 2009-2011, đầu tư tổng 422 Node B (giai đoạn đầu phủ
sóng 46%) chủ yếu tại các quận nội thành, ngoại ô, các thị trấn, khu công nghiệp của các huyện ngoại thành. Giai đoạn này sẽ sử dụng chung hạ
tầng trạm 2G hiện có (226 trạm BTS 2G) đểđẩy nhanh tiến độ triển khai. - Giai đoạn 2: từ 2011-2013, tổng số Node B triển khai tại Hà Nội sẽ là 888
Node B. Giai đoạn này sẽ lắp đặt bổ sung thêm các trạm cho giai đoạn 1,
đồng thời nâng cấp mở rộng dung lượng các Node B hiện có đểđảm bảo dung lượng phục vụ. Sau 4 năm khai thác đưa mạng vào sử dụng sẽ tùy thuộc vào nhu cầu và hiện trạng phục vụ của mạng sẽ tiến hành tối ưu hóa mạng và nâng cấp cấu hình và bổ sung lắp đặt thêm Node B.
Bảng 4.9 Số lượng Node B Tên Thị xã/ Quận/Huyện Diện tích (km²) Dân số (Nghìn) Dự kiến vùng phủ Dự kiến tốc độ dịch vụ cungcấp Thuê bao 2011 Thuê bao 2013 Diện tích phủ sóng NodeB (km2) Số Node B GD1 (46%) Thị xã Sơn Tây 113.47 128.831 Ngoại Ô CS12.2 5.154 10.307 5.439 21 10 Quận Ba Đình 9.22 248.352 Đô thịđông dân PS384 24.836 49.671 0.153 61 29 Quận Cầu Giấy 12.04 215 Đô thịđông dân PS384 21.5 43 0.153 79 37 Quận Đống Đa 9.96 451 Đô thịđông dân PS384 45.1 90.2 0.153 66 31 Quận Hà Đông 47.91 217.687 Đô thị PS384 21.769 43.538 0.488 99 46
QuậnHaiBà Trưng 9.6 392 Đô thịđông dân PS384 39.2 78.4 0.153 63 29
Quận Hoàn Kiếm 5.29 181.073 Đô thịđông dân PS384 18.108 36.215 0.153 35 17
Quận Hoàng Mai 41.04 278.277 Đô thị PS384 27.828 55.656 0.488 85 40
Quận Long Biên 60.38 232.706 Đô thị PS384 23.271 46.542 0.488 124 58
Quận Tây Hồ 24 139.163 Đô thị PS384 13.917 27.833 0.488 50 23
Quận Thanh Xuân 9.11 252 Đô thịđông dân PS384 25.2 50.4 0.153 60 28
Huyện Ba Vì 428 267.6 Nông thôn CS12.2 5.352 10.704 46.439 10 5
HuyệnChươngMỹ 232.9 275 Nông thôn CS12.2 5.5 11 46.439 6 3
HuyệnĐan
Phượng 76.8 124.9
Nông thôn
CS12.2 2.498 4.996 46.439 2 1
Huyện Đông Anh 182.3 321.75 Ngoại Ô CS12.2 12.87 25.74 5.439 34 16
Huyện Gia Lâm 114 218.275 Ngoại Ô CS12.2 8.731 17.462 5.439 21 10
Huyện Hoài Đức 95.3 188.8 Nông thôn CS12.2 3.776 7.552 46.439 3 2
Huyện Mê Linh 141.26 187.536 Nông thôn CS12.2 3.751 7.502 46.439 4 2
Huyện MỹĐức 230 178.7 Nông thôn CS12.2 3.574 7.148 46.439 5 3
Huyện Phú Xuyên 171.1 181.5 Nông thôn CS12.2 3.63 7.26 46.439 4 2
Huyện Phúc Thọ 113.2 171.8 Nông thôn CS12.2 3.436 6.872 46.439 3 2
Huyện Quốc Oai 147 163.355 Nông thôn CS12.2 3.268 6.535 46.439 4 2
Huyện Sóc Sơn 306.74 281 Nông thôn CS12.2 5.62 11.24 46.439 7 4
HuyệnThạch Thất 202.5 179.06 Nông thôn CS12.2 3.582 7.163 46.439 5 3
Huyện Thanh Oai 129.6 159.6 Nông thôn CS12.2 3.192 6.384 46.439 3 2
Huyện Thanh Trì 68.22 168 Ngoại Ô CS12.2 6.72 13.44 5.439 13 6
HuyệnThườngTín 127.7 208 Nông thôn CS12.2 4.16 8.32 46.439 3 2
Huyện Từ Liêm 75.32 448 Ngoại Ô CS12.2 17.92 35.84 5.439 14 7
Huyện Ứng Hòa 183.72 193.731 Nông thôn CS12.2 3.875 7.75 46.439 4 2
4.2.4 Quy hoạch dung lượng
4.2.4.1 Dung lượng thuê bao/Node B
Căn cứ vào dự báo thuê bao từng khu vực trong bảng ta tính được số thuê bao/Node B như bảng 4.10, 4.11.
Bảng 4.10 Số thuê bao/Node B giai đoạn 1
Tên Thị xã/Quận/Huyện Thuê bao 3G năm 2011 (nghìn) Số Node B GD1 Thuê bao/Node B
Thị xã Sơn Tây 5.154 10 516 Quận Ba Đình 24.836 29 857 Quận Cầu Giấy 21.5 37 582 Quận Đống Đa 45.1 31 1455 Quận Hà Đông 21.769 46 474 Quận Hai Bà Trưng 39.2 29 1352 Quận Hoàn Kiếm 18.108 17 1066 Quận Hoàng Mai 27.828 40 696 Quận Long Biên 23.271 58 402 Quận Tây Hồ 13.917 23 606 Quận Thanh Xuân 25.2 28 900 Huyện Ba Vì 5.352 5 1071