CHƯƠNG 4. QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN WCDMA
4.3 Quy hoạch vùng phủ và dung lượng chi tiết
4.3.1 Dự đoán vùng phủ và dung lượng lặp.
Phần này sẽ trình bày việc hoạch định chi tiết vùng phủ và dung lượng. Trong pha hoạch định chi tiết, cần dữ liệu truyền thực tế từ các vùng hoạch định, cùng với mật độ người sử dụng được tính toán và lưu lượng người sử dụng. Các thông tin về các site trạm gốc đang tồn tại cũng cần để tận dụng các sự đầu tư cho các site đã có.
Đầu ra của hoạch định chi tiết vùng phủ và dung lượng là vị trí trạm gốc, cấu hình và các thông số.
Phân bố người sử dụng đến các vùng cần tính toán (một cách ngẫu nhiên hoặc dựa vào thông tin từ các hệ thống hiện có)
Tính toán các mức nhiễu
Tải cell > Tải dự đoán lớn nhất
Loại bỏ một hay một số người sử dụng một cách ngẫu nhiên tại cell đó.
Việc lặp hoàn thành, đưa ra kết quả:
- Các vùng phủ
- Dung lượng trên một cell
Đúng
Sai
Hình 4- 7 Quá trình tính toán vùng phủ và dung lượng lặp
Bởi vì trong WCDMA tất cả người sử dụng đang chia sẻ các nguồn tài nguyên nhiễu trong giao diện vô tuyến nên không thể phân tích một cách độc lập. Mỗi người
sử dụng đều ảnh hưởng đến các người khác và làm cho công suất phát của chúng thay đổi. Sự thay đổi bản thân chúng lại gây ra sự thay đổi và cứ như vậy. Vì thế, toàn bộ quá trình dự đoán phải được thực hiện một cách lặp đi lặp lại cho đến khi công suất phát ổn định. Tốc độ máy di động, hiện trạng kênh đa đường và các tốc độ bit, các kiểu dịch vụ cũng đóng vai trò quan trọng hơn so với các hệ thống di động 2G. Hơn thế nữa, điều khiển công suất nhanh trên cả đường lên và đường xuống, chuyển giao mềm và mềm hơn, các kênh đường xuống trực giao cũng ảnh hưởng đến các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống. Sự khác nhau giữa dự đoán vùng phủ trong hệ thống WCDMA và TDMA/FDMA là sự tính toán nhiễu trong WCDMA là chủ yếu trong pha dự đoán.
Trong quá trình hoạch định vùng phủ GSM hiện hành, độ nhạy thu trạm gốc thường được coi là hằng số và ngưỡng phủ sóng giống nhau cho mỗi trạm gốc. Trong trường hợp độ nhạy thu của trạm gốc phụ thuộc vào số người sử dụng và tốc độ bit sử dụng trong tất cả các cell, vì thế nó là các chi tiết riêng của dịch vụ và của cell. Cũng chú ý rằng trong các mạng 3G, đường xuống có thể có tải cao hơn trên đường lên. Việc tính toán vùng phủ và dung lượng lặp được thực hiện theo sơ đồ sau hình 4-7.
4.3.2 Công cụ hoạch định.
Trong các hệ thống 2G, việc hoạch định chi tiết tập trung chủ yếu vào hoạch định vùng phủ. Trong các hệ thống 3G, việc hoạch định nhiễu chi tiết và phân tích dung lượng cần thiết hơn tối ưu vùng phủ. Các công cụ cần thiết hỗ trợ các nhà quy hoạch để tối ưu cấu hình trạm gốc, việc chọn lựa anten, các hướng đặt của anten, vị trí các site, để đáp ứng chất lượng của các dịch vụ và các yêu cầu dung lượng, dịch vụ với chi phí nhỏ nhất. Để đạt được kết quả tối ưu, công cụ phải có đầy đủ các kiến thức của thuật toán quản lý tài nguyên vô tuyến để thực hiện vận hành và tạo ra các quyết định, giống như trong mạng thực tế. Xác suất vùng phủ sóng đường lên và đường xuống được xác định cho một dịch vụ đặc biệt bằng kiểm tra tính sẵn sàng của dịch vụ trong mỗi vị trí hoạch định.
Pha hoạch định chi tiết không khác nhiều so với hoạch định mạng 2G. Các site và sector được đặt vào công cụ. Sự khác nhau chính là tầm quan trọng của lớp lưu lượng.
Các phương pháp phân tích chi tiết được đề xuất sử dụng các trạm gốc rời rạc trong phân tích của WCDMA. Mật độ trạm gốc trong các cell khác nhau nên dựa vào các thông tin lưu lượng thực tế. Các điểm quan trọng nên được xác định như là một đầu vào để phân tích chính xác.
Công cụ hoạch định ở đây là một bộ mô phỏng tĩnh dựa vào điều kiện trung bình và các thông tin nhanh từ mạng có thể được lấy ra.còn bộ mô phỏng động bao gồm các mô hình di động và mô hình lưu lượng chúng có thể được phát triển và thử
nghiệm các thuật toán quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến trong môi trượng thực tế, và kết quả của sự mô phỏng này là đầu vào cho công cụ hoạch định mạng. Ví dụ như hiệu suất thực tế của thuật toán chuyển giao với các lỗi đo đạc và trễ có thể được kiểm tra trong công cụ động và kết quả được đưa và công cụ hoạch định mạng. Việc kiểm tra các thuật toán RRM yêu cầu mô hình chính xác của hiệu suât liên kết WCDMA, và vì thế một sự giải quyết về mặt thời gian tương ứng với tần số điều khiển công suất là 1.5kHz được sử dụng trong bộ mô phỏng động.
4.3.2.1 Sự lặp lại trên đường lên và đường xuống.
Mục tiêu của sự lặp lại đường lên là phân bố các công suất phát của trạm di động được mô phỏng để giá trị các mức nhiễu và độ nhạy thu trạm gốc hội tụ. Mức độ nhạy thu trạm gốc được sửa đúng bởi mức nhiễu đường lên được tính toán (mức tăng tạp âm) và vì thế là chi tiết riêng của cell. Ảnh hưởng của tải đường lên đối với độ nhạy thu được tính bởi -10log10(1- UL). Trong sự lặp lại đường lên các công suất phát của MS được tính toán dựa vào mức độ nhạy thu của máy chủ tốt nhất, dịch vụ, tốc độ và suy hao liên kết. Các công suất phát được so sánh với công suất phát lớn nhất cho phép của các MS, và các MS vượt quá giới hạn này sẽ bị đẩy ra ngoài. Nhiễu có thể được tính toán lại và các giá trị tải mới và các độ nhạy cho mỗi trạm gốc được ấn định.
Nếu hệ số tải đường lên cao hơn giới hạn thiết lập, các MS di chuyển ngẫu nhiên từ các cell tải nhiều nhất đến các sóng mang khác (nếu phổ cho phép) hoặc bị đẩy ra.
Mục đích của việc lặp đường xuống là để phân phối một cách chính xác các công suất phát trạm gốc đến mỗi trạm di động cho tới khi tín hiệu thu tại trạm di động đáp ứng tỷ số Eb/N0 mục tiêu.
4.3.2.2 Mô hình hoá các chỉ tiêu mức liên kết.
Trong quá trình định cỡ và hoạch định chi tiết cần phải làm đơn giản hoá sự tiêu tốn liên quan đến các kênh truyền sóng đa đường, bộ phát và bộ thu. Một mô hình truyền thống là sử dụng tỷ số Eb/N0 thu trung bình đảm bảo chất lượng của các dịch vụ yêu cầu, bao gồm ảnh hưởng của hiện trạng trễ công suất. Trong các hệ thống sử dụng điều khiển công suất nhanh, tỷ số Eb/N0 thu trung bình không đủ để đặc trưng cho ảnh hưởng của các kênh vô tuyến đối với các chỉ tiêu của mạng. Sự phân bố công suất phát phải được quan tâm khi mô hình hoá các chỉ tiêu mức liên kết trong khi tính toán ở mức mạng. Một phương pháp hợp lý cho đường lên WCDMA thể hiện rằng do yêu cầu Eb/N0 trung bình thu được, một mức tăng công suất phát trung bình cần thiết để tính toán nhiễu. Hơn nữa, khoảng hở điều khiển công suất phải cần thiết trong tính toán quỹ đường truyền cho phép điều khiển công suất theo được phadinh nhanh tại biên giới cell.
Các đa liên kết được quan tâm trong bộ mô phỏng khi tính toán độ lợi chuyển giao mềm trong công suất thu và phát trung bình và khoảng hở điều khiển công suất.
Trong suốt quá trình mô phỏng các công suất phát được tính chính xác bởi hệ số hoạt động thoại, độ lợi chuyển giao mềm và mức tăng công suất trung bình cho mỗi trạm di động.