II.1 Cỏc yờu cầu đối với hệ thống
II.1.1 Yờu cầu kỹ thuật chung:
+ Hệ thống phải cú tớnh năng kỹ thuật hiện đại, dễ dàng nõng cấp và phỏt triển, cấu trỳc mạng phự hợp với cỏc tiờu chuẩn kĩ thuật của Việt Nam và quốc tế thuận lợi cho việc khai thỏc, vận hành và bảo dưỡng. + Mạng cú cấu trỳc mạng linh hoạt.
+ Thiết bị phải do nhà thầu trực tiếp chế tạo, nhà thầu phải cú bề dày kinh nghiệm trong sản xuất cỏc thiết bị cho mạng W-CDMA.
Yờu cầu chung về mạng vụ tuyến UMTS (UTRAN)
+ Giải phỏp mạng vụ tuyến UMTS phải dựa trờn cụng nghệ W- CDMA và hoạt động trong cỏc băng tần IMT-2000, tương thớch và hỗ trợ cỏc tiờu chuẩn 3GPP TISPAN Release 6 và cú khả năng phỏt triển lờn cỏc Release tiếp theo.
+ Băng tần hoạt động: 1900 MHz – 2200 MHz
+ Phần bỏo hiệu và phần truyền tải dữ liệu trong UTRAN phải độc lập về mặt logic.
II.1.2 Yờu cầu về vựng phủ súng và cỏc kiểu hỡnh thỏi
Tớnh toỏn dự trữ đường truyền (link budget) nhằm xỏc định suy hao đường truyền tối đa cho phộp và từ đú xỏc định được bỏn kớnh phủ súng của cell. Trong cỏc hệ thống UMTS cú sự phụ thuộc của vựng phủ súng vào lưu lượng hệ thống. Link budget cho WCDMA được tớnh trong mụi trường đa dịch vụ. Trong mụi
EVNTelecom 64 trường này, mỗi loại thuờ bao cú thể sử dụng một loại dịch vụ cú thuộc tớnh khỏc nhau nờn phải tớnh toỏn cho từng loại dịch vụ. Quỏ trỡnh tớnh toỏn bao gồm tớnh toỏn cho cả đường lờn và đường xuống. Vựng phủ súng của một cell sẽ là giỏ trị nhỏ nhất.
+ Spreading bandwidth (PN chip rate): 3.84 MHz + GoS: 2 %
+ Tần số: 1920 – 1980 MHz (UL), 2110 – 2170 MHz (DL) + Độ lệch chuẩn Fading chậm:
Mụi trường Độ lệch chuẩn [dB]
Ngoại ụ 4 – 8
Đụ thị 8 – 10
Đụ thị đụng dõn 10 - 12
Thụng số NodeB:
+ Cụng suất phỏt cực đại: 20 W (43 dBm) + Suy hao feeder:
7/8 inch cable: 6.29 dB/100m @ 2100 MHz 1/2 inch cable: 11 dB/100m @ 2100 MHz 7/8 inch cable: 3.63 dB/100m @ 800 MHz 1/2 inch cable: 6.46 dB/100m @ 800 MHz + Hệ số tạp õm: 1.6 dB
Thụng số đặc trưng của UE:
+ Cụng suất phỏt: 0.125 W + Hệ số tăng ớch anten: 0 dBi + Hệ số tạp õm mỏy thu: 7 dB
Dựa vào cỏc tham số thiết kế, cỏc số liệu khảo sỏt thực tế để tớnh toỏn dự trữ đường truyền (link budget)
Tớnh toỏn kớch thước vựng phủ súng tối đa được tớnh theo cụng thức Cost-Hata 231, cụ thể như sau:
EVNTelecom 65 m base mobile base C km d m h h a m h MHz f Lb ữ- + - + ứ ử ỗ ố ổ - +
=46.3 33.9log( ) 13.82log ( ) (44.9 6.55log( ))log( )
Trong đú:
Cm = 0 dB cho khu vực thành phố nhỏ Cm = 3 dB cho cỏc trung tõm thành phố lớn Cm = 2 log(f/28)^2 + 5.4 cho vựng ngoại thành
Cm = (lg(f/28))^2 + 2.39(logf)^2 – 9.17 logf + 23.17 cho vựng nụng thụn ) 8 . 0 log 56 . 1 ( ) 7 . 0 log 1 . 1 ( ) ( = - - - MHz f m h MHz f h a mobile mobile
Lb: Suy hao đường truyền súng
d: Khoảng cỏch truyền súng giữa node B và UE (1 – 20 km) Hm: chiều cao của UE (1 – 10m)
Hbase: chiều cao anten (30 – 200 m) f: Tần số thu, phỏt (MHz)
1. Vớ dụ về tớnh toỏn quỹ dự trữ đường truyền đối với dịch vụ thoại:
AMR 12.2kpps(Downlink)
Dense Urban
indoor Urban Suburban Rural
CPICH transmit power 33 33 33 33 dBm
CPICH Ec/Ior -10 -10 -10 -10 dB
Cable, connector, combiner
losses -3 -3 -3 -3 dB
Transmitter antenna gain 17 17 17 17 dBi
CPICH EIRP 47 47 47 47 dBm
HPA max transmit power 43 43 43 43 dBm
Maximum ERP 57 57 57 57 dBm
Target load (power) 0.5 0.5 0.5 0.5 dB
ERP at target load 57.5 57.5 57.5 57.5 dBm
Thermal noise density -174 -174 -174 -174 dBm/Hz Information full rate 65.8 65.8 65.8 65.8 dB-Hz
Receiver noise figure 7 7 7 7 dB
Thermal noise -101.2 -101.2 -101.2 -101.2 dBm/Hz
Ioc/I'or 3 3 3 3
Ec/Io
Minimum Ec/Io -16 -16 -16 -16 dB
Minimum target RSCP -111 -111 -111 -111 dBm
EVNTelecom 66 Cable, connector, combiner
losses 0 0 0 0 dB
Rx attenuation and gain 0 0 0 0 dB
Cell edge probability 0.9 0.9 0.9 0.9 %
Standard deviation 10 8 4 4
Log-normal fading -12.9 -10.3 -5.2 -5.2 dB
Power control headroom -2 -2 -2 -2 dB
Handover gain 5.22 4.16 2.16 2.16 dB
Diversity gain 0 0 0 0 dB
Car penetration loss 0 0 0 0
Building penetration losses -25 -20 -15 -10 dB
Body loss -3 -3 -3 -3 dB
Propagation components -37.68 -31.14 -23.04 -16.04 Maximum allowable path loss 120.32 126.86 134.96 141.96 dB
Coverage radius 0.41 0.48 1.9 6.29 km
2. Tớnh toỏn quỹ dự trữ đường truyền cho HSDPA
Phương phỏp: Dựa trờn thụng lượng (throughput) tại biờn của cell. Linkbudget phụ thuộc vào bỏn kớnh phủ súng của cell, tỉ lệ chỉ định cụng suất cho HSDPA, tải tổng cộng của cell... Suy hao đường truyền HSDPA tớnh theo cụng thức Cost- hata 231.
Cú thể đỏnh giỏ E-DCH Ec/No để ước lượng thụng lượng trung bỡnh cho người dựng ở biờn cell bằng đường cong thụng lượng xấp xỉ lấy từ mụ phỏng mức kờnh.
Morphology Dense urban Urban
Frequency (MHz) 1950 1950 Channel model PA3 PA3
Propagation model Cost231_Hata Cost231_Hata
HSDPA code resource 5 5
Cell coverage radius (km) 0.429 0.503 Node B max power (dBm) 43 43 total load of cell downlink 0.9 0.9 HSDPA power allocation ratio 0.7 0.7 HS-SCCH Power allocation ration 0.05 0.05
Antenna height (m) 30 30
Body loss 0 0
Cable loss (dB) 3.3 3.3
Gain of node B antenna (dBi) 18 18 UE antenna height (m) 1.5 1.5 Slow fading margin (dB) 10 10 Penetration loss indoor (dB) 20 20
EVNTelecom 67 nonothogonality factor 0.085 0.085
Interference ratio of other cells to own
cell 1.78 1.78
HSDPA pathloss (dB) 127.43 126.86 DL couple loss (dB) 142.73 142.16 HSDPA cell edge Ec/No (dB) -5.66926582 -5.50596589 HSDPA cell edge throughput (kbit/s) 500 450
II.2 Yờu cầu về cỏc loại hỡnh dịch vụ 1. Cỏc dịch vụ cơ bản: 1. Cỏc dịch vụ cơ bản:
- Thoại
- Chuyển hướng cuộc gọi - Chuyển tiếp cuộc gọi - Hiện thị số gọi đến
- Nhắn tin ngắn SMS trong nước, quốc tế. - Nhắn tin quảng bỏ.
- Giữ, chờ cuộc gọi
- Truy cập Web (Mobile Web Access) - Yờu cầu tớnh năng ở thiết bị đầu cuối.
- Kết nối Internet
2. Cỏc dịch vụ nõng cao (3G):
- Download games, nhạc, video clip... - Video Call
- TV online
- Mobile Video Clip - Mobile Music - Mobile Internet - Mobile Mail
EVNTelecom 68
II.3 Tớnh toỏn lưu lượng và dự bỏo thuờ bao
Căn cứ cam kết với Bộ thụng tin và truyền thụng về số lượng trạm đầu tư, căn cứ vào tỡnh hỡnh phỏt triển và khả năng phỏt triển thuờ bao trờn cả nước, EVNTelecom dự kiến phỏt triển số thuờ bao như sau :
NodeB Thuờ bao
STT Tỉnh GĐ1 GĐ2 Tổng GD1 GD2 Tổng 1 An Giang 35 63 98 21,000 25,720 46,720 2 Bac Lieu 24 34 58 14,000 12,840 26,840 3 Ben Tre 27 29 56 16,000 9,870 25,870 4 Binh Duong 38 159 197 34,000 69,510 103,510 5 Binh Phuoc 19 28 47 11,000 11,270 22,270 6 Binh Thuan 40 61 101 25,000 24,120 49,120 7 Ca Mau 34 24 58 21,000 9,630 30,630 8 Can Tho 43 77 120 43,000 28,430 71,430 9 Dong Nai 62 152 214 55,000 66,300 121,300 10 Dong Thap 37 54 91 23,000 22,400 45,400 11 Hau Giang 21 22 43 12,000 7,720 19,720 12 Khanh Hoa 44 113 157 40,000 49,360 89,360 13 Kien Giang 36 58 94 22,000 24,900 46,900 14 Lam Dong 32 41 73 19,000 17,740 36,740 15 Long An 32 58 90 20,000 20,380 40,380 16 Ninh Thuan 19 37 56 11,000 15,760 26,760 17 Soc Trang 34 55 89 21,000 20,910 41,910 18 Tay Ninh 34 61 95 30,000 24,030 54,030 19 Tien Giang 36 42 78 22,000 15,790 37,790 20 Tra Vinh 26 35 61 15,000 11,210 26,210 21 Vinh Long 33 39 72 20,000 13,490 33,490 22 Vung Tau 33 101 134 29,000 44,490 73,490 TỔNG 739 1,343 2,082 524,000 545,870 1,069,870
II.4 Thiết kế mạng truy nhập vụ tuyến 3G (UTRAN), tớnh toỏn vựng phủ súng
II.4.1 Tiờu chớ lựa chọn vị trớ đặt Node B
- Mục tiờu phủ súng tập trung vào cỏc khu vực thành phố, thị xó, thị trấn, cỏc khu du lịch, khu cụng nghiệp và cỏc khu dõn cư dọc quốc lộ, tỉnh lộ.
EVNTelecom 69 - Tăng cường bổ sung trạm cho cỏc khu vực trung tõm trong thành phố, thị xó, cỏc khu vực quan trọng, cỏc khu vực cú kết quả chất lượng phủ súng chưa tốt sau khi đo kiểm tối ưu.
- Tập trung vào dịch vụ mobile broadband ở cỏc thành phố làm cơ sở triển khai cỏc dịch vụ giỏ trị gia tăng mới đa dạng, hấp dẫn.
- Bỏn kớnh phủ súng mục tiờu: tiờu chớ đặt ra là tại khu vực trung tõm nhất của 05 thành phố lớn khoảng cỏch 2 trạm từ 0.3 - 0.5 km tựy từng thành phố và khu vực; khu vực quanh trung tõm 05 thành phố lớn và khu vực thành phố, thị xó trực thuộc tỉnh khoảng cỏch từ 0.5 - 0.8 km; khu vực ngoại ụ từ 1 - 2 km.
Ngoài ra, theo chỉ đạo của Tập đoàn Điện lực Việt Nam tại Cụng văn số 1780/EVN-VT&CNTT+ĐT ngày 10 thỏng 05 năm 2010 về việc phương ỏn phõn vựng mạng 3G, trong dự ỏn xem xột việc điều chuyển 373 thiết bị NodeB đó lắp đặt trong giai đoạn 1 tại khu vực miền Trung (Từ Thanh Húa đến hết Phỳ Yờn) và thay thế bằng thiết bị mới. Phần NodeB thỏo dỡ tại khu vực miền Trung sẽ được điều chuyển lắp đặt cho cỏc khu vực miền Bắc và miền Nam theo nguyờn tắc:
- 190 NodeB thuộc cỏc tỉnh từ Thanh Húa vào đến hết Thừa Thiờn Huế sẽ được chuyển ra lắp đặt tại Miền Bắc
- 183 NodeB thuộc cỏc tỉnh từ Đà Nẵng và đến hết Phỳ Yờn sẽ được chuyển vào lắp đặt tại Miền Nam
- Cỏc NodeB thỏo dỡ tại miền Trung được chuyển đến cỏc vị trớ cú cấu hỡnh trong giai đoạn 2 bộ hơn để lắp đặt mới đảm bảo đỏp ứng đủ dung lượng cho cỏc vị trớ lắp mới. Thiết bị mua mới trong giai đoạn 2 tại miền Trung phải cao hơn so với cấu hỡnh thiết bị đó được thỏo dỡ.
II.4.2 Bản đồ phõn bổ node B
Căn cứ vào mụ hỡnh truyền súng cũng như phần mềm quy hoạch mụ phỏng vựng phủ súng số lượng trạm phõn bổ như sau:
EVNTelecom 70
II.4.3 Tớnh toỏn cấu hỡnh Node B
1. Cỏc tham số đầu vào
Cỏc tham số đầu vào:
- Tỉ lệ chuyển giao : 30% - Cấp độ dịch vụ GoS : 2%
- Erl trung bỡnh và % sử dụng dịch vụ đối với dịch vụ thoại và video:
Erl/Sub % Thuờ bao Voice 0.025 100%
EVNTelecom 71 - Dung lượng Uplink, Downlink và % thuờ bao đối với cỏc dịch vụ
data: Traffic:
Tại 5 tỉnh thành phố lớn:
+ Thuờ bao HSDPA Level 1 bằng 50% thuờ bao của trạm và sử dụng 500 MB/ thỏng.
+ Thuờ bao HSDPA Level 2 bằng 20% thuờ bao của trạm và sử dụng 200 MB/ thỏng.
+ Thuờ bao Data Card sử dụng 2000 MB/ thỏng. Tại cỏc tỉnh thành phố khỏc:
+ Thuờ bao HSDPA Level 1 bằng 30% thuờ bao của trạm và sử dụng 500 MB/ thỏng.
+ Thuờ bao HSDPA Level 2 bằng 20% thuờ bao của trạm và sử dụng 200 MB/ thỏng.
+ Thuờ bao Data Card sử dụng 1000 MB/ thỏng.
- Hệ số sử dụng tài nguyờn CE đối với mỗi dịch vụ (Hệ số sử dụng CE là số kờnh CE bị chiếm đối với mỗi kờnh dịch vụ):
Voice CS 64K PS 64/64 PS 64/128 PS 64/384
Uplink 1 2.5 2.5 2.5 2.5
Downlink 1 1.8 1.8 3 6
Việc tớnh toỏn cấu hỡnh NodeB được thực hiện tớnh toỏn theo từng hướng Uplink và Downlink riờng biệt. Tổng số CE trờn NodeB bằng giỏ trị lớn nhất của số CE trờn đường Uplink và số CE trờn đường Downlink.
Đối với dịch vụ HSDPA, đường downlink được thực hiện trờn cỏc kờnh riờng biệt, sử dụng chip điều khiển riờng biệt, trong khi đú, đường Uplink được sử
EVNTelecom 72 dụng chung với dịch vụ PS64/64. Do đú, đường Uplink của HSDPA được xem xột tớnh toỏn cựng với đường uplink của dịch vụ PS64/64.
2. Tớnh toỏn CE cho đường Uplink a. Đối với dịch vụ thoại, CS
Dưới đõy trỡnh bày phương phỏp tớnh cấu hỡnh BTS với số thuờ bao cho một BTS là 1200 thuờ bao.
Tớnh số Erlang trờn mỗi NodeB đối với dịch vụ thoại:
Tổng số Erlang = Số lượng thuờ bao * % Thuờ bao thoại * Erlang cho mỗi thuờ bao thoại
= 1200 * 100% * 0.025 = 30 Erl
Sử dụng bảng Erlang B để tra số kờnh cho mỗi NodeB (với GoS là 2%) ta được số kờnh dịch vụ thoại là 39 CE
Tương tự đối với Thuờ bao CS64 ta cú được số kờnh dịch vụ CS64
Tổng số Erlang = Số lượng thuờ bao * % Thuờ bao CS64 * Erlang cho mỗi thuờ bao CS64
= 1200 * 30% * 0.002 = 0.72
Sử dụng bảng Erlang B để tra số kờnh cho mỗi NodeB (với GoS là 2%) ta được số kờnh dịch vụ CS64 là 4 CE
Tổng số CE cho dịch vụ thoại, CS64 được tớnh:
CEVoice = Số CE dịch vụ thoại * Hệ số sử dụng CE thoại (Uplink) + Số CE dịch vụ CS64 * Hệ số sử dụng CE CS64 (Uplink)
EVNTelecom 73 = 39 * 1 + 4 * 2.5
= 49 CE
b. Đối với dịch vụ dữ liệu
Cỏc dịch vụ Data cú phương phỏp tớnh CE giống nhau, tựy theo tốc độ đỉnh của gúi cước mà hệ số sử dụng CE của cỏc gúi cước cú khỏc nhau.
Tớnh số Erlang trờn mỗi NodeB đối với dịch vụ data:
Tổng số kờnh data = Số lượng thuờ bao * % Thuờ bao Data * Tốc độ dữ liệu / Tốc độ Upload đỉnh của gúi cước
= Số lượng thuờ bao * % Thuờ bao Data * Dung lượng dữ liệu * 8 / 3600 / Tốc độ Upload đỉnh của gúi cước
Ta cú:
Tổng số kờnh PS 64/64 = Số kờnh cho uplink dịch vụ PS64/64 + Số kờnh uplink cho dịch vụ HSDPA
= 1200 * 100% * 12 * 8 / 3600 / 64 + 1200 * 15% * 660 * 8 / 3600 / 64 = 4.625 Tổng số kờnh PS 64/128 = 1200 * 100% * 20 * 8 / 3600 / 64 = 0.833 Tổng số kờnh PS 64/384 = 1200 * 100% * 20 * 8 / 3600 / 64 = 0.833
EVNTelecom 74 CEdata = Tổng số kờnh PS 64/64 * Hệ số sử dụng CE PS 64/64 (Uplink) + Tổng số kờnh PS 64/128 * Hệ số sử dụng CE PS 64/128 (Uplink) + Tổng số kờnh PS 64/384 * Hệ số sử dụng CE PS 64/384 (Uplink) = 4.625 * 2.5 + 0.833 * 2.5 + 0.833 * 2.5 = 15.7275 CE c. Tổng số CE trờn Node B
Tổng số CE trờn NodeB cho đường Uplink được tớnh bằng tổng số CE cần thiết đối với cỏc dịch vụ Thoại, Dữ liệu và HSDPA cộng thờm phần CE dành cho chuyển giao:
Total CE = (CEvoice + CEdata) * (1 + Tỉ lệ chuyển giao) = (49 + 15.7275) * (1 + 30%)
= 64.7275 CE
3. Tớnh toỏn CE cho đường Downlink a. Đối với dịch vụ thoại
Tớnh số Erlang trờn mỗi NodeB đối với dịch vụ thoại:
Tổng số Erlang = Số lượng thuờ bao * % Thuờ bao thoại * Erlang cho mỗi thuờ bao thoại
= 1200 * 100% * 0.025 = 30 Erl
Sử dụng bảng Erlang B để tra số kờnh cho mỗi NodeB (với GoS là 2%) ta được số kờnh dịch vụ thoại là 39 CE
EVNTelecom 75 Tổng số Erlang = Số lượng thuờ bao * % Thuờ bao CS64 * Erlang cho
mỗi thuờ bao CS64 = 1200 * 30% * 0.002 = 0.72
Sử dụng bảng Erlang B để tra số kờnh cho mỗi NodeB (với GoS là 2%) ta được số kờnh dịch vụ CS64 là 4 CE
Tổng số CE cho dịch vụ thoại, CS64 được tớnh:
CEVoice = Số CE dịch vụ thoại * Hệ số sử dụng CE thoại (Uplink) + Số CE dịch vụ CS64 * Hệ số sử dụng CE CS64 (Uplink)