Yêu cầu về mô hình lưu lượng của Vinaphone [5]
Dự phòng 35% cho RNC (xử lý, báo hiệu C7 và giao diện trung kế) và vận hành bảo dưỡng;
- Chất lượng trung kế (theo bảng ErlangB) + GoS cho giao diện Iu-CS: 1% + GoS cho giao diện Iu-PS: 1% + GoS cho giao diện Uu: 2% + GoS cho giao diện khác: 1% + GoS của kênh báo hiệu: 0.01%
- Lưu lượng Erlang trên C7 Link (64Kbps) < 0.2 Er. - Lưu lượng Erlang trên C7 HSL (2Mbps) < 0.4 Erl - CS voice: BHCA/sub = 1.5
- CS data: BHCA/sub = 0.15
Dựa trên các số liệu về Mô hình lưu lượng - Traffic model của Vinaphone dự kiến các tham số lưu lượng trên mạng để thiết kế dung lượng như bảng 3.6.
Căn cứ vào Traffic model trên và số lượng Node-B đã tính để đảm bảo phủ sóng theo yêu cầu, tính toán cấu hình cho Node-B gồm: số CE (Channel Element) và Number Code (Sử dụng cho HSDPA) cần thiết.
Bảng 3.6. Mô hình lưu lượng - Traffic Model của Vinaphone
Tham số lưu lượng Giá trị
Tỷ lệ thâm nhập CS voice 100%
Tỷ lệ thâm nhập CS data (voice Phone 64k) 30% Lưu lượng Voice của mỗi thuê bao Voice CS trong BH
(erlang)
0.025 Lưu lượng CS data của mỗi thuê bao CS data (video Phone
64k) trong BH (Erlang)
0.0025 Thời gian thực hiện cuộc gọi CS voice (sec) 60 Thời gian thực hiện cuộc gọi CS data (Video Phone 64k) (sec) 60 Tỷ lệ thâm nhập PS (bao gồm R99 và HSPA) (% của tổng
toàn bộ thuê bao)
100% Thông lượng PS (bao gồm R99 và HSPA, UL+DL) cho mỗi
thuê bao PS trong BH (bps)
500 Tỷ lệ thông lượng UL PS (bao gồm cả R99 và HSPA) 15% Tỷ lệ thông lượng DL PS (bao gồm cả R99 và HSPA) 85% R99 chung cho thông lượng DL PS của mỗi thuê bao 61.50% HSDPA chung cho thông lượng DL PS của mỗi thuê bao 38.50% R99 chung cho thông lượng UL PS của mỗi thuê bao 100% HSDPA chung cho thông lượng UL PS của mỗi thuê bao 10%
Tỷ lệ chuyển giao mềm 30%
Dịch vụ Tải lớn nhất
Uplink R99 + HSUPA 50%
Downlink HSDPA + R99 90% Áp dụng công thức (2.4): AF kbps Rate Service kbps Throughput Erl Connection * ) ( ) ( ) ( =
Ta tính được tổng lưu lượng trung bình của một thuê bao trong giờ bận trên cả hướng lên và hướng xuống như bảng 3.7 và bảng 3.8.
Do Vinaphone sử dụng thiết bị của MOTOROLA thống nhất trên địa bàn miền Trung nên ta tính toán được số lượng CE và Code dựa trên cấu hình đã có như bảng 3.9.
Bảng 3.7. Lưu lượng trung bình của một thuê bao trong giờ bận đường lên
Lưu lượng thuê bao trong giờ bận đường lên Tải lưu lượng Loại dịch vụ Tốc độ dịch vụ (kbit/s) Hệ số A.F Thông lượng (kbps) Voice(mE) 25.000 100% 12.2 70% 0.214 CS32(kbit/s) 0 100% 32 100% 0 CS64(kbit/s) 2.500 30% 64 100% 0.048 CS128(kbit/s) 0 100% 128 100% 0 CS384(kbit/s) 0 100% 384 100% 0 PS32(kbit/s) 0 100% 32 100% 0 PS64(kbit/s) 0.036 100% 64 100% 0.036 PS128(kbit/s) 0.027 100% 128 100% 0.027 PS384(kbit/s) 0.011 100% 384 100% 0.011 HSUPA (kbit/s) 0 100% 0 Tổng cộng (kbit/s) 0.336
Bảng 3.8. Lưu lượng trung bình của một thuê bao trong giờ bận đường xuống Lưu lượng thuê
bao trong giờ bận đường xuống Tải lưu lượng Loại dịch vụ Tốc độ dịch vụ (kbit/s) Hệ số A.F Thông lượng (kbps) Voice(mE) 25 100% 12.2 70% 0.21 CS32(kbit/s) 0 100% 32 100 % 0 CS64(kbit/s) 2.5 30% 64 100 % 0.048 CS128(kbit/s) 0 100% 128 100 % 0 CS384(kbit/s) 0 100% 384 100 % 0 PS32(kbit/s) 0 100% 32 100 % 0 PS64(kbit/s) 0.095 100% 64 100 % 0.095 PS128(kbit/s) 0.126 100% 128 100 % 0.126 PS384(kbit/s) 0.040 100% 384 100 % 0.040 HSDPA (kbit/s) 0.164 100% 100 % 0.164 Tổng cộng (kbit/s) 0.687
Với cấu hình các NodeB như bảng 3.9, ta có số lượng kênh là 128, với xác suất nghẽn cho giao diện Uu là GoS =2%, tra bảng ErlangB [6] ta có lưu lượng muốn truyền là A=115,23 Erl, do đó lưu lượng được truyền là:
Tham khảo số liệu lưu lượng Erlang của các thuê bao hiện tại trên địa bàn TP Vinh xem số liệu của Phụ lục_Lưu lượng Erlang của từng BTS trên địa bàn TP Vinh, ta thấy lưu lượng cao nhất tại 1 Cell ở Viễn thông Nghệ An – Số 2 Nguyễn Thị Minh Khai là 573,6 Erlang, lưu lượng bình quân giờ bận là 57,36 Erlang, với 3 Cell của BTS đó là 156,06 Erlang lớn hơn khả năng đáp ứng của NodeB tại đây, tuy nhiên các lưu lượng CS12,2 trên thực tế se được chia sẻ cho các BTS do đó với 1 NodeB lắp thêm ở điểm này vẫn có thể đấp ứng được yêu cầu mô hình lưu lượng. Hơn nữa, tại thời điểm này với lưu lượng bình quân cell là 13,98 Erlang và cho 1 BTS là 13,98x3= 41,94 Erlang là một giá trị lưu lượng nhỏ, các NodeB có thể đáp ứng được trong thời gian quy hoạch đến 2015.
Từ bảng 3.7, 3.8 và áp dụng công thức (2.4) ta tính được lưu lượng trung bình của một thuê bao là 0,055 Erlang. Do đó số thuê bao bình quân 1 nodeB có cấu hình 128 CE có thể phục vụ là 2.054 thuê bao. Tuy nhiên, tùy theo tính chất vùng phủ thực tế và tỷ lệ thuê bao truy nhập AMR, CS hay PS để xác định được số thuê bao lớn nhất cho từng cấu hình. Trong bảng 3.9 là tính toán và thống kê của Vinaphone theo từng vùng và cấu hình NodeB.
Bảng 3.9. Số lượng thuê bao lớn nhất cho từng cấu hình Node-B Tính chất Vùng phủ 1/1/1 2/2/2 3/3/3 128 CE 256 CE 256CE Dense Urban 1884 3768 4148 Urban 2040 4080 4490 Suburban 2226 4452 4898 Rural 2364 4728 5200
Cũng từ bảng 3.9 ta có thể tính được cấu hình cho từng trạm trong từng giai đoạn trên cơ sở số lượng thuê bao trên từng trạm, vùng đặt trạm. Qua đó xác định được cấu hình và vị trí các NodeB được đầu tư qua từ pha như sau:
- Pha 1 – Giai đoạn 2010-2012: Với tổng số 42 Node-B và sẽ sử dụng chung cơ sở hạ tầng trạm 2G hiện có để đẩy nhanh tiến độ triển khai và có 2 Node-B được xây dựng mới ở Lê Mao (do mật độ thuê bao lớn), UBND xã Hưng Chính do ở đây chưa có BTS 2G. Cấu hình Node-B giai đoạn này là 1/1/1. Với số lượng Node-B được bố trí tại các phường, xã xem Phụ lục_Số Node-B lắp đặt dự kiến pha 1.
Với cấu hình của Node B như bảng 3.10.
Bảng 3.10. Cấu hình của 42 Node-B dự kiến pha 1 Node – B Config 1/1/1 ready 3/3/3
Kênh CE 128 CE Uplink & 128 CE Downlink (Ready 384 UL/384 DL)
Số lượng Code cho HSDPA
15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Node
qua khảo sát tình hình thực tế lưu lượng mạng tại Vinh, dựa vào phân bố dân cư của các phường xã và thực tế điều kiện địa lý ta chọn quy hoạch vị trí cho 57 NodeB thuộc pha 2 như Phụ lục_Số Node-B lắp đặt dự kiến pha 2 và Phụ lục_Dự kiến Node-B lắp đặt triển khai cho pha 2.
Cấu hình của Node-B dự kiến triển khai cho pha 2 thể hiện ở bảng 3.11.
Bảng 3.11. Cấu hình 99 Node-B dự kiến pha 2 Cấu hình Node-B Cấu hình 1/1/1 sẵn sàng cho 3/3/3 Cấu hình 2/2/2 sẵn sàng 3/3/3 Cấu hình 3/3/3 Kênh CE 128 CE Uplink & 128 CE Downlink (sẵn sàng cho 384 UL/384 DL) 256 CE Uplink & 256 CE Downlink (sẵn sàng cho 384 UL/384 DL) 384 CE Uplink & 384 CE Downlink Code cho HSDPA 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Cell 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Cell 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Cell 3.5.3. Dung lượng RNC
Do dự kiến việc triển khai ban đầu lắp đặt thiết bị vô tuyến UMTS 3G đồng bộ sẽ theo khu vực tỉnh/thành, tại Nghệ An và các tỉnh miền trung sẽ lắp đặt đồng bộ 01 chủng loại thiết bị. Trong đó tại Nghệ An sẽ có 01 RNC và quản lý chung cho Hà Tĩnh. Vì vậy việc tính dung lượng cho RNC này sẽ phụ thuộc vào số lượng Node-B triển khai tại cả Nghệ An và Hà Tĩnh mà RNC này sẽ quản lý chứ không riêng gì NodeB ở TP Vinh. Do đó việc tính toán dung lượng cho RNC sẽ không thực hiện ở đây.
3.5.4. Vị trí Node-B và RNCa. Vị trí RNC a. Vị trí RNC
Để đảm bảo cho vận hành bảo dưỡng, công tác đấu nối truyền dẫn đến các Node-B lắp đặt chung với các trạm 2G, ta lắp đặt RNC tại Viễn thông Nghệ An, số 2 - Nguyễn Thị Minh Khai, có tọa độ như vị trí của BTS Viễn thông Nghệ An.
b. Vị trí các Node-B Giai đoạn 1:
Do các Node B trong giai đoạn này được lắp đặt sẵn trên các BTS 2G nên về vị trí đã được tối ưu và phù hợp hóa trong quá trình khảo sát lắp đặt của Viễn thông Nghệ An, các vị trí cụ thể của NodeB giai đoạn 1 được thể hiện bằng tọa độ GPS trong Phụ lục_Vị trí các Node-B dự kiến lắp đặt pha 1, Phụ lục_ Sơ đồ vị trí các NodeB dự kiến lắp đặt pha 1.
Việc dùng chung cơ sở hạ tầng hiện có để lắp đặt cho các Node-B là hoàn toàn hợp lý, cụ thể:
- Vỏ trạm hoàn toàn đáp ứng bổ sung thêm thiết bị Indoor của Node-B. - Trụ anten: các BTS hiện có mới chỉ treo khoảng 3 bộ anten (rất ít trạm treo 4 bộ anten gồm 3 bộ anten BTS + 1 bộ anten Viba). Trong khi đó các trụ anten hiện tại được thiết kế chịu lực và vị trí lắp đặt tối thiểu cho 12 bộ anten, nên việc lắp bổ sung 3 bộ anten của Node-B vào các trụ này là hoàn toàn đảm bảo.
- Hệ thống phụ trợ khác như tiếp đất, hệ thống cảnh báo, điều hòa...cũng hoàn toàn đáp ứng việc lắp đặt bổ sung trạm. Tuy nhiên riêng đối với hệ thống nguồn DC (Rectifier và Accu) thì cần phải nâng cấp mở rộng vì hệ thống DC này mới chỉ đảm bảo phục vụ cho BTS và phần việc này trong quá trình triển khai lắp đặt thực tế Vinaphone và Viễn thông Nghệ An sẽ phối
Giai đoạn 2:
Trong giai đoạn này, các phường xã được bổ sung thêm 57 nodeB mới. Qua khảo sát thực tế vị trí địa lý, dân cư, kinh tế xã hội của các phường xã trên địa bàn thành phố Vinh, ta xác định được sơ bộ vị trí các NodeB xây mới ở các vị trí có mật độ thuê bao tập trung cao đảm bảo theo lưu lượng yêu cầu.
Vị trí các NodeB trong giai đoạn này được bố trí cụ thể thể hiện ở Phụ lục_Vị trí các NodeB dự kiến lắp đặt pha 2 và Phụ lục_Sơ đồ vị trí các NodeB dự kiến lắp đặt pha 2.
3.5.5 Truyền dẫn cho Node-B
Dung lượng trên giao diện Iu-B tối thiểu để truyền dẫn về RNC cho mỗi Node-B là 8 luồng E1 (bao gồm dự phòng cho các dịch vụ số liệu về sau). Hiện tại mạng truyền dẫn từ các BTS về các BSC tại Vinh đã được quang hóa.
Để xây dựng một hệ thống truyền dẫn mới cho các Node-B đến RNC đáp ứng được các yêu cầu về chất lượng, độ in cậy các tuyến truyền dẫn, truyền tải các dịch vụ băng rộng, linh hoạt trong quản lý khai tác và đấu nối, ta xây dựng một mạng truyền dẫn quang SDH đồng bộ và Ethernet để hỗ trợ truyền dẫn cho hệ thống vô tuyến 3G khu vực Tp Vinh, cụ thể như sau:
- Các BTS đang sử dụng truyền dẫn quang 1E1 sẽ nâng cấp lên 4E1 để sử dụng cho truyền dẫn cho NodeB lắp cùng trạm, trong giai đoạn 2 sẽ nâng cấp lên 8E1 truyền dẫn ghép luồng về MUX về mạng SDH của Viễn thông Nghệ An để kết nối đến RNC thông qua đường STM1;
- Các NodeB được xây dựng mới chủ yếu trong giai đoạn 2 sẽ được lắp đặt hệ thống truyền dẫn qua giao diện Ethernet, mỗi kết nối từ NodeB về RNC là 48Mbps thông qua các Switch và mạng MAN-E để truyền dẫn đến RNC.
Quy hoạch mạng vô tuyến 3G là pha ban đầu trong quy hoạch mạng 3G, việc triển khai thực tế mạng vô tuyến 3G không thể áp dụng theo một lộ trình cứng nhắc nào, điều đó tùy thuộc vào hoàn cảnh cụ thể, vào điều kiện phát triển của thị trường và thị phần của nhà khai thác đó. Trong chương này, đã đánh giá khảo sát và nêu ra được thực trạng và dự báo phát triển kinh tế xã hội của TP Vinh để làm tiền đề quan trọng cho công tác quy hoạch. Căn cứ vào đó để xác định tính chất vùng phủ, định cỡ mạng và tính toán số lượng NodeB cần thiết, làm cơ sở để khảo sát triển khai thực tế và chọn vị trí lắp đặt các trạm một cách phù hợp. Do nguồn lực và đảm bảo triển khai có hiệu quả nên quy hoạch được chia làm 2 pha, pha 1 là pha thực hiện để cân đối giữa chi phí đầu tư và thăm dò thị trường, rút kinh nghiệm để tiếp tục triển khai pha 2 một cách hiệu quả. Trên thực tế hiện nay Viễn thông Nghệ An đang triển khai phát triển mạng 3G tại Nghệ An nói chung và TP Vinh nói riêng. Qua tham khảo được biết, TP Vinh đã có 30 NodeB của vinaphone đã phát sóng, đến năm 2012 sẽ phát triển khoảng 50 NodeB và đến 2014 sẽ phủ sóng toàn bộ phường xã với khoảng 100 NodeB cho thấy là phù hợp với tính toán của chương này.
Kết luận
Quy hoạch mạng thông tin di động và 3G nói riêng là một nhiệm vụ rất quan trọng và quyết định hiệu quả đầu tư triển khai dịch vụ trên địa bàn đối với các nhà mạng. Với mục đích nghiên cứu quy hoạch mạng vô tuyến 3G áp dụng cho mạng Vinaphone tại TP Vinh, đồ án giải quyết được các vấn đề sau:
1. Nghiên cứu về cấu trúc đặc trưng và cơ sở lý thuyết cơ bản của mạng UMTS -3G, đây là mạng 3G mà Vinaphone đang triển khai áp dụng để làm cơ sở lý thuyết phục vụ cho việc ứng dụng tính toán, thiết kế quy hoạch vô tuyến cho mạng 3G – UMTS.
2. Tìm hiểu và đưa ra quy trình quy hoạch chung cho mạng 3G. Khẳng định quá trình định cỡ mạng bằng việc phân tích tính toán quỹ đường truyền vô tuyến áp dụng mô hình Hata COST231 là hợp lý với tính chất dữ liệu đầu vào khi quy hoạch tại TP Vinh. Việc phân tích dung lượng bao gồm việc đưa ra mô hình lưu lượng và cách chuyển đổi các loại dịch vụ khác nhau cũng như phương pháp tính dung lượng mạng vô tuyến để có thể đánh giá được khả năng đáp ứng của mạng.
3. Tham khảo, đánh giá được tình hình phát triển kinh tế xã hội của TP Vinh để đưa ra dự báo phát triển thị trường Viễn thông tại TP vinh làm cơ sở đầu vào cho việc quy hoạch mạng. Phân tích, tính toán đưa ra được bản thiết kế quy hoạch vô tuyến UMTS 3G cho TP Vinh đến giai đoạn 2014, làm cơ sở để khảo sát và chọn vị trí lắp đặt các NodeB trên thực tế một cách phù hợp. Qua quá trình thực hiện quy hoạch và so sánh với số liệu thực tế của Vinaphone đang triển khai mạng 3G tại Nghệ An cho thấy việc phân tích cơ sở dữ liệu đầu vào, áp dụng mô hình tính toán và đưa ra kết quả quy hoạch là tương đối chính xác, có thể áp dụng vào thực tế.
Quy hoạch là một công tác rất khó, phức tạp, cần nhiều nguồn lực và phụ thuộc vào nhiều yếu tố có tính biến động lớn trong đời sống kinh tế, văn
hóa, xã hội cũng như chính trị của từng vùng, miền cũng như quốc gia và quốc tế. Yếu tố kỹ thuật là cơ sở lý luận khoa học phục vụ đắc lực cho công tác quy hoạch nhưng không thể áp dụng cứng nhắc cho một dự án cụ thể nào. Bên cạnh đó, do trình độ bản thân còn hạn chế do đó, kết quả quy hoạch mạng của đồ án không tránh khỏi những sai sót, những yếu tố chưa phù hợp và cần phải chỉnh sửa, bổ sung qua từng giai đoạn thực tế... Tuy nhiên khả năng ứng