Chuyển giao thăm dò truy nhập - đồ án tốt nghiệp c- 123docz.net

Chuyển giao thăm dò truy nhập xảy ra khi một MS, trong suốt lần thử truy nhập, ngừng gửi các thăm dò truy nhập tới trạm gốc hiện thời và bắt đầu gửi các thăm dò truy nhập tới một trạm gốc khác. Chuyển giao thăm dò truy nhập chỉ xảy ra trong trạng thái con đáp ứng tìm gọi hay trạng thái con thử khởi tạo di động.

CHƯƠNG 3

PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH MẠNG 3.1 Mở đầu

Hiện nay có nhiều phương pháp triển khai hệ thống cdma2000. Nếu thiết kế hệ thống mới, việc triển khai hệ thống phải tính toán vùng phủ và dung lượng. Nếu thiết kế hệ thống từ hệ thống IS-95 việc triển khai hệ thống cần tính dung lượng và dịch vụ dữ liệu gói. Do cdma2000-1x chiếm độ rộng băng tần như IS-95B . cdma2000 có thể triển khai theo từng sóng mang riêng biệt chia sóng mang với IS-95. Triển khai hệ thống cdma2000 từ IS-95 thì cần nâng cấp các trang thiết bị mạng, cụ thể nâng cấp BS từ 1x lên 3x, cải tiến vocoder trong sơ đồ điều chế; yêu cầu có thêm các node dịch vụ dữ liệu gói và nhận thực trao đổi thanh toán (AAA).

Triển khai hệ thống cdma2000 được thực hiện qua hai giai đoạn: Giai đoạn đầu là cdma2000Ỵ1x và giai đoạn hai là phát triển từ 1x lên 3x.

Đối với cdma2000Ỵ1x có một vài thế hệ: + cdma2000-1x hiện đã được triển khai.

+ cdma2000-1xEVỴDO: chỉ cho dữ liệu gói và sẽ được triển khai vào năm 2002.

+ cdma2000-1xEVỴDV: cho dịch vụ gói và thoại.

Hệ thống lên 3x chia dữ liệu vào 3 sóng mang, mỗi sóng mang trải phổ tốc độ 1.2288 Mcps và cdma2000-3x có thể được triển khai trồng lấn lên hệ thống 1x. Để đạt được sự trồng lấn này, đường được gọi là hệ thống đa sóng mang MC. Đường xuống 3x sử dụng tổng số 3 sóng mang 1x và được kết hợp thành sóng mang trải phổ 3.6864 Mcps.

Bảng 3.1. Tốc độ số liệu cực đại 1x

Đường xuống Đường lên

Trong nhà Đi bộ Trong xe 2Mbps 2Mbps 384Mbps 144 Mbps 144 Mbps 144 Mbps

3.2 Dự báo lưu lượng

Việc quy hoạch phải dựa trên nhu cầu lưu lượng. Dự báo lưu lượng là bước đầu tiên cần thiết trong quá trình quy hoạch mạng. Dự báo lưu lượng có thể thực hiện trên cơ sở xu thế phát triển lưu lượng các mạng đã được khai thác. Trong trường hợp mạng mới được khai thác lần đầu việc dự báo lưu lượng phải dựa trên sự đánh giá một số yếu tố như: sự phát triển kinh tế xã hội, thu nhập trung bình đầu người, mật độ điện thoại di động(thế hệ 2), sự sử dụng Irternet trung bình và các số liệu tương tự khác của thị trường cần phục vụ.

Tính toán lưu lượng được thực hiện theo hai phương pháp: phương pháp dự báo và phương pháp phát hiện. Phương pháp dự báo bao gồm việc phân tích chi tiết lưu lượng thoại hiện có, tỷ suất chiếm và độ rộng băng tần cho từng thuê bao dựa trên công tác tiếp thị cũng như kết quả phát triển thuê bao. Sau đó phân tích các nhu cầu trên cho các vùng hoặc cho các BTS tương ứng để đạt được khối lượmg lưu lượng dự báo. Tiếp theo là chi tiết hóa ở mức các phần tử kênh, các sơ đồ triển khai 1x/DO v.v... Phương pháp thứ hai là phương pháp phát hiện. ở phương pháp này kênh 1x thay cho kênh F1 hoặc F2 hiện có. ở đây ta xác định số lượng MS có khả năng cdma2000 1x sau đó ta nhân chúng với 70 kbps. Ta có thể coi rằng mọi MS khởi đầu hoạt động ở giờ cao điểm và đánh giá khối lượng lưu lượng ở các BTS tham gia có nâng cấp đến cdma2000.

Đối với thị trường cần phục vụ, cần phải đánh giá tổng số thuê bao. Lý tưởng có thể chia việc đánh giá cho từng tháng để có thể thấy được xu thế phát triển của thuê bao. Điều này là cần thiết khi quy hoạch ta cần dự phòng tương lai. Nếu có thể cung cấp các dịch vụ khác nhau, thì cũng cần dự báo cho từng loại thuê bao liên quan liên quan đến từng loại dịch vụ. Chẳng hạn nhà khai thác mạng có thể chọn cung cấp tổ hợp dịch vụ nào đó gồm chỉ tiếng, hoặc tiếng và số liệu, hoặc chỉ số liệu. Ngoài ra các dịch vụ số liệu cũng có thể được chia thành các dịch vụ và các loại thiết bị khác nhau.

3.2.2. Dự báo sử dụng lưu lượng tiếng

Dự báo sử dụng dịch vụ tiếng bao gồm đánh giá khối lượng lưu lượng tiếng do người sử dụng dịch vụ tiếng trung bình tạo ra. Lý tưởng cần cung cấp dữ liệu đánh giá cho từng tháng. Dữ liệu tiếng phải bao gồm phân bố lưu lượng: từ MS đến cố định, từ MS tới MS và từ MS tới email. Đối với từ MS đến cố định cần phân thành: số % nội hạt và đường dài. Lý tưởng thông tin dữ liệu về người sử dụng tiếng phải bao gồm số cuộc gọi trên một thuê bao trung bình ở giờ cao điểm và thời gian chiếm giữ trung bình (MHT) trên cuộc gọi.

3.2.3. Dự báo sử dụng lưu lượng số liệu

Như đã nói ở trên, ta cần phân loại các người sử dụng dịch vụ số liệu gói và dự báo cho từng kiểu người sử dụng cũng như khối lượng thông lượng số liệu. Ta cũng cần dự báo khi nào thì thông lượng bắt đầu và kết thúc. Để minh hoạ ta xét thí dụ sau. Giả sử một người sử dụng có dịch vụ trình duyệt Wed cộng với e-mail do người khai thác cung cấp. Khi này một khối lượng lưu lượng được kết cuối tại e-mail Server trong mạng của người khai thác, còn một khối lượng lưu lượng khác sẽ được kết cuối gửi đến và nhận về từ mạng Internet. Định cỡ giao diện với hệ thống e-mail và với Internet sẽ phụ

thuộc vào khối lượng lưu lượng liên quan đến dịch vụ này. Ngoài ra hệ thống e-mail cũng cần định kích cỡ để đáp ứng yêu cầu cho tổng số người sử dụng, tổng bộ nhớ lưu trữ và tổng lưu lượng vào ra. Đối với từng kiểu người sử dụng và dịch vụ ta cần thực hiện phân tích tương tự để xác định sự sử dụng trong giờ cao điểm. nước ta trong những năm gần đây nhu cầu lưu lượng thoại tăng ổn định còn nhu cầu về lưu lượng gói tăng lên nhanh.

3.3. Thiết kế vô tuyến cho mạng tổ ong/PCS

Người thiết kế cần xem xét nhiều nhân tố khi thiết kế mạng tổ ong/PCS cho vùng thành phố. Chẳng hạn mức độ phủ sóng cho các vị trí trong nhà, chất lượng dịch vụ cho các môi trường khác nhau, sử dụng hiệu quả phổ tần và phát triển mạng là các nhân tố quan trọng cần được các nhà khai thác dịch vụ tương lai đánh giá kỹ lưỡng. Thông thường các yếu tố này lại trở nên phức tạp hơn do các hạn chế tạo ra bởi môi trường khai thác và các quy định luật pháp. Nhà thiết kế phải cân đối kỹ lưỡng tất cả các vấn đề trên để đảm bảo rằng mạng bền vững, chịu được tương lai và có chất lượng dịch vụ cao.

3.4. Quy hoạch mạng vô tuyến

Đánh giá cấp bậc phục vụ ( GOS : Grade of Service ) bao gồm xác xuất phủ sóng vùng và chặn. Xác xuất phủ sóng của vùng liên quan đến chất lượng quy hoạch mạng và dung lượng mạng. Chặn được xây dựng trên cơ sở các tài nguyên hiện có. Ta có thể xác định xác xuất phủ sóng của vùng bằng ngừng (OUTAGE). Ngừng xẩy ra khi mạng không thể cung cấp chất lượng dịch vụ quy định. Nếu hệ thống có phủ sóng giới hạn, có thể định nghĩa ngừng như là xác xuất khi tổn hao đường truyền và che tối vượt quá hiệu số giữa mức công suất phát cực đại và mức thu tín hiệu yêu cầu. Các chỉ tiêu chất lượng và dịch vụ đòi hỏi sự cân nhắc giữa chất lượng và tổng giá thành mạng. Xác xuất ngưng càng thấp có nghĩa là ô càng nhỏ và vì thế giá thành

mạng càng cao; xác xuất ngừng do nhiễu càng nhỏ có nghĩa là dung lượng càng thấp và giá thành càng cao. Xác xuất ngưng từ 5 – 10% tương ứng với xác xuất phủ sóng 90-95% thường được sử dụng. Xác xuất phủ sóng có thể khác nhau đối với các dịch vụ khác nhau.

Rất nhiều yếu tố tham gia vào quá trình quy hoạch mạng. Quy hoạch mạng phải xét đến các vấn đề như phân bố lưu lượng, triển khai ô vi mô và vĩ mô, đảm bảo phủ sóng trong nhà và tốc độ bit cao, bố trí các ô, giá thành đài trạm, các vấn đề liên quan đến môi trường như vẻ ngoài của tháp anten...

3.5. Thiết kế đường truyền vô tuyến

Đối với mọi hệ thống thông tin vô tuyến, bước quan trọng đầu tiên là thiết kế đường truyền vô tuyến. Điều này cần thiết để xác định mật độ trạm gốc ở các môi trường khác nhau cũng như vùng phủ tương ứng. Đối với hệ thống thông tin di động cần cung cấp dịch vụ chất lượng tốt trong nhà và ngoài trời, cần kết hợp tính mềm dẻo và linh hoạt trong thiết kế. Công suất phát của các máy cầm tay sẽ là yếu tố quyết định cho một hệ thống CDMA với công suất đường lên/ đường xuống.

Mặc dù có hệ số khuyếch đại anten không ảnh hưởng quá trình cân bằng quỷ đường truyền, nhưng nó là một nhân tố quan trọng khi thiết kế quỹ công suất cho vùng phủ. Từ quan điểm của người sử dụng, mạng tổ ong/PCS phải hàm ý rằng có một hạn chế nhỏ cho việc phát hay thu cuộc gọi trong nhà hay ô tô. Một hệ thống phải được thiết kế để anten của máy cầm tay có thể đặt ở vị trí không tối ưu. Ngoài ra thậm chí có thể không cần rút anten khi thu hoặc phát cuộc gọi. ở các thiết kế hệ thống thông thường hệ số khuyếch đại anten được coi bằng 0 dBi. Tuy nhiên để anten máy cầm tay có thể đặt ở vị trí không được tối ưu lắm, cần sử dụng hệ số khuyếch đại hợp lý hơn :

-3dBi. Trong thực tế do đặt anten ở vị trí bất kỳ hay với anten thụt vào trong máy cầm tay nên có thể cho phép hệ số –6 đến –8dBi phụ thuộc vào từng máy cầm tay và thiết kế vỏ máy.

3.6 Ước tính thông số ô

Số người sử dụng và tải lưu lượng phục vụ trên người sử dụng được sử dụng để xác định tổng tải lưu lượng. Biết dung lượng ô và phủ sóng của ô, có thể thực hiện đánh giá số ô.

Dung lượng ô được xác định bằng các mô phỏng và các công thức giải tích. Tốc độ thông tin của người sử dụng, các yêu cấu chất lượng phục vụ, QoS ( trễ, BER/FER) và xác xuất ngừng là các yếu tố quan trọng để xác định dung lượng hệ thống.

Quỹ đường truyền được sử dụng để xác định vùng phủ cực đại của ô. Ngoài Eb/It các yếu tố đặc thù thiết bị như tổn hao cáp, hệ số khuyếch đại anten và hệ số tạp âm máy thu cũng là các yếu tố cần thiết để tính toán quỹ đường truyền.

Độ lợi chuyển giao mềm có ảnh hưởng lớn lên quỹ đường truyền. Độ lợi chuyển giao mềm phụ thuộc vào tương quan che tối và xác xuất phủ sóng. Chuyển giao mềm đảm bảo độ lợi phân tập vĩ mô nhờ tăng khả năng phân tập. Độ lợi thực tế phụ thuộc vào môi trường vô tuyến và số ngón của máy thu RAKE. Vì mỗi môi trường vô tuyến có đặc tính riêng, nên để dự báo vùng phủ sóng chi tiết, cần có một số thừa số hiệu chỉnh cho các mô hình tổn hao đường truyền.

Đối với đường lên, ảnh hưởng của thừa số tải r lên quỹ đường truyền với dự trữ nhiễu Im(dB) có thể xác dịnh từ biểu thức:

Vì dự trữ nhiễu tăng cùng với r nên vùng phủ của ô sẽ giảm cùng với sự tăng của thừa số tải. Khi tính toán quỹ năng lượng đường truyền cần tính tải lưu lượng không đối xứng. CDMA có thể giảm dung lượng đường lên để được vùng phủ.

Sau khi nhận được các thông số ô cần bắt đầu quy hoạch chi tiết mạng vô tuyến số bằng cách xét đến môi trường chính xác nơi sẽ đặt ô. Do giá thành các đài trạm, các yêu cầu phân vùng, các hạn chế của toà nhà và các lý do khác, có thể không đạt được các đài trạm tối ưu trong mạng thực tế. Điều này có thể ảnh hưởng đến kế hoạch phủ sóng ban đầu. Để quy hoạch mạng chi tiết, cần sử dụng công cụ phần mềm quy hoạch mạng. Phần mềm quy hoạch mạng có bản đồ dân số của vùng định quy hoạch. Chiều cao các toà nhà và búp sóng anten cũng được mô hình hoá. Quá trình tối ưu vùng phủ mạng vô tuyến bao gồm:

• Mô tả chi tiết môi trường vô tuyến.

• Quy hoạch công suất kênh điều khiển.

• Quy hoạch các thông số chuyển giao mềm.

• Quy hoạch chuyển giao giữa các tần số.

• Phân tích vùng phủ mạng lặp nhiều lần.

• Đo kiểm mạng.

3.7. Quy hoạch phủ sóng

Mục tiêu thiết kế quan trọng nhất của mạng tổ ong/PCS là đảm bảo vùng phủ sóng vô tuyến hầu hết mọi nơi. Một trong vấn đề quan trọng cần xem xét trong quá trình quy hoạch vùng phủ là mô hình truyền sóng. Độ chính xác của việc dự đoán bằng một mô hình nhất định phụ thuộc vào khả năng

của mô hình này thể hiện được cụ thể mặt đất, cây cối và các toà nhà. Độ chính xác này có tầm quan trọng sống còn để xác định tổn hao đường truyền và từ đó kích thước ô, yêu cầu hạ tầng của mạng tổ ong/PCS. Đánh giá thái quá dẫn đến sử dụng không hiệu quả các tài nguyên mạng, còn đánh giá thấp dẫn đến phủ vô tuyến kém. Thông thường các mô hình truyền sóng có xu hướng quá đơn giản hoá các điều kiện truyền sóng thực tế và có thể thiếu chính xác ở điều kiện thành phố phức tạp. Các mô hình truyền sóng thực nghiệm chỉ có tính chất hướng dẫn chung mà thôi, chúng quá bị đơn giản hoá cho một thiết kế chính xác. Để có được thông tin về vùng phủ sóng vô tuyến trong môi trường thành phố cần thực hiện các phép đo hiện trường chính xác. Các số liệu đo phải sử dụng hoặc trực tiếp trong quá trình quy hoạch để đạt được tính khả thi của từng trạm hoặc gián tiếp để hiệu chỉnh các hệ số của mô hình truyền sóng thực nghiệm nhằm thể hiện đặc trưng môi trường cụ thể tốt hơn.

Truyền sóng ở môi trường thành phố bị hiện tượng che tối. Để đảm bảo rằng 90% diện tích ô bằng hoặc lớn hơn ngưỡng quy định, cần đưa vào quỹ đường truyền dự trữ pha đinh che tối ( phụ thuộc vào lệch tiêu chuẩn của mức tín hiệu ). Đối với môi trường thành phố điển hình, cần sử dụng dự trữ pha đanh che tối bằng 8-9dB trên cơ sở coi rằng tổn hao đường truyền tuân theo hàm mũ 2-5 đảo, nghĩa là tổn hao đường truyền tỷ lệ nghịch khi khoảng cách tăng theo mũ 2-5. Giá trị công suất phụ thuộc vào các đặc trưng truyền sóng.

Một nhân tố quan trọng khác ảnh hưởng lên vùng phủ vô tuyến là tổn hao thâm nhập sóng vào toà nhà và ô tô. Nếu vùng phủ phần ngoài toà nhà đủ, thì cần coi rằng tổn hao thâm nhập là 10-15dB. Tuy nhiên để đảm bảo khởi xướng và thu cuộc gọi ở giữa các toà nhà cần sử dụng tổn hao thâm

nhập 30dB. Tương tự đối với phủ sóng trong ô tô tổn hao thâm nhập cũng rất quan trọng. Ô tô con sẽ bị tổn hao thâm nhập 3-6dB, trong khi đó các xe tải, xe Bus có tổn hao này lớn hơn. Tổn hao thâm nhập ở đầu xe tải không lớn hơn ở xe con nhưng tổn hao phía sau có thể tới 10-12dB phụ thuộc vào không gian cửa sổ. Như vậy đối với các mục đích thiết kế, cần cho phép tổn