Quy hoạch mạng thông tin di động WCDMA cho thành phố viêng chăn

1

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG






SENG A THITH PHOMMAVANH



QUY HOẠCH MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG WCDMA
CHO THÀNH PHỐ VIÊNG CHĂN


Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
Mã số: 60 . 52 . 70

Người hướng dẫn khoa học: TS. ĐINH VĂN DŨNG

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ



HÀ NỘI - 2011

2

LỜI MỞ ĐẦU


Ngày nay, thông tin di động đã trở thành một ngành công nghiệp viễn thông
phát triển nhanh nhất và phục vụ con người hữu hiệu nhất. Để đáp ứng nhu cầu về
chất lượng và dịch vụ ngày càng nâng cao, thông tin di động càng không ngừng
được cải tiến.
Lào là 1 quốc gia khá phát triển về viễn thông. Hiện nay các nhà mạng của
Lào như ETL, LTC, LAT cũng đang đi vào quy hoạch và khai thác mạng 3G
WCDMA. Vấn đề cấp bách hiện nay là quy hoạch và phát triển mạng như thế nào.
Đây là một bài toán khá hóc búa với các nhà mạng. Trong khuôn khổ luận văn, tác
giả đi vào nghiên cứu quá trình quy hoạch và phát triển mạng di động thế hệ thứ 3
WCDMA cho thành phố Viêng Chăn. Đồng thời đưa ra phương pháp luận cho các
nhà khai thác mạng nghiên cứu về tính hiệu quả của công nghệ này.
Luận văn gồm có 3 chương :
Chương 1 : Tổng quan về mạng thông tin di động W-CDMA. Chương
này giới thiệu quá trình phát triển lên mạng 3G W-CDMA, cấu trúc và chức năng
của các thành phần cấu thành lên mạng 3G W-CDMA. Các kỹ thuật được sử dụng
trong hệ thống thông tin di động W-CDMA cũng được giới thiệu trong chương này.
Chương 2 : Phương pháp quy hoạch mạng vô tuyến W-CDMA. Trong
chương này giới thiệu nguyên lý chung về quy hoạch mạng vô tuyến, dự báo dung
lượng vô tuyến. Cuối cùng là các phương pháp quy hoạch mạng vô tuyến và tối ưu
hóa mạng 3G W-CDMA.
Chương 3 : Quy hoạch thử nghiệm mạng WCDMA cho khu vực thành

phố Viêng Chăn. Chương cuối này giới thiệu về công tác quy hoạch thử nghiệm
mạng WCDMA cho khu vực thành phố Viêng Chăn nơi tôi đang công tác và sinh
sống.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Đinh Văn Dũng cùng các thầy cô trong
Khoa Quốc tế và Đào tạo sau Đại học. Các thầy cô đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ tôi
từ khi xây dựng đề cương nguyên cứu, viết chuyên đề đến khi hoành thành luận văn
này cũng như cung cấp cho tôi một lượng kiến thức bổ ích để hoàn thành luận văn
này.
3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG WCDMA

Chương này sẽ trình bày tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ 3
WCDMA UMTS, lộ trình phát triển của các hệ thống thông tin di động và hệ thống
WCDMA, các đặc tính cơ bản của hệ thống WCDMA, cấu trúc hệ thống và chức
năng của các phần tử trong mạng WCDMA. Đồng thời giới thiệu các kỹ thuật chính
sử dụng trong WCDMA cần lưu ý trong quá trình quy hoạch.
1.1. WCDMA và lộ trình phát triển thông tin di động
Từ khi ra đời vào năm 1980 hệ thống thông tin di động thế hệ 1 ( 1G ) sử
dụng kỹ thuật tương tự, đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA, AMPS, TACS,
NMT dịch vụ chủ yếu là thoại.
Năm 1991 hệ thống thông tin di động thế hệ 2 ra đời sử dụng kỹ thuật số
băng hẹp đã mở ra một thị trường di động số có tiềm năng to lớn là các hệ thống
GSM, IS-136-95 chủ yếu là tiếng thoại và dịch vụ bản tin ngắn, thị trường thông tin
di động bùng nổ yêu cầu cung cấp dịch vụ đa dạng, nhiều tiện ích, đa phương tiện,
phù hợp với nhu cầu khách hàng đòi hỏi các nhà kinh doanh dịch vụ viễn thông cần
phải đưa ra một thế hệ mạng mới có thể đáp ứng được yêu cầu mới, vì vậy mạng
thông tin di động thế hệ 3 ra đời, đây là mạng băng thông rộng có khả năng cung
cấp tốc độ bít cho người sử dụng tới 2 Mbps có khả năng sử dụng chồng lấn lên nền

thế hệ 2.
AMPS: Advanced Mobile Phone System
TACS: Total Access Communication System
GSM: Global System for Mobile Telecommucations
WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access
EVDO: Evolution Data Only
IMT: International Mobile Telecommnications
IEEE: Institute of Electrical and Electtronics Engineers
WiFi: Wireless Fidelitity
WiMAX: Worldwide Interoperability for Microwave Access
4

LTE: Long Term Evolution
UMB: Ultra Mobile Broadband

Hình 1.1. Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động
WCDMA là tiến hoá của GSM để cung cấp các khả năng cho thế hệ ba.
WCDMA có hai giải pháp được đề xuất cho giao diện vô tuyến: ghép song công
phân chia theo tần số (FDD: Frequency Division Duplex) và ghép song công phân
chia theo thời gian (TDD: Time Division Duplex). Cả hai giao diện này đều sử dụng
công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng trải phổ chuỗi trực tiếp.
Giải pháp FDD sử dụng hai băng tần 5 MHz với hai sóng mang phân cách
nhau 190 MHz: đường lên sử dụng dải tần trong dải phổ từ 1920 MHz đến 1980
MHz, đường xuống sử dụng dải tần trong dải phổ từ 2110 MHz đến 2170 MHz.
Giải pháp TDD sử dụng các tần số trong dải từ 1900 đến 1920 MHz và từ 2010 đến
2025 MHz; ở đây đường lên và đường xuống sử dụng chung một băng tần.
WCDMA sử dụng rất nhiều kiến trúc của mang GSM/GPRS hiện có cho
mạng của mình, các phần tử như MSC, HLR, SGSN, GGSN có thể được nâng cấp
từ mạng GSM/GPRS hiện có để có thể hỗ trợ đồng thời WCDMA và GSM/GPRS
trong giai đoạn đầu triển khai mạng WCDMA.

5

1.2. Cấu trúc và chức năng của mạng 3G WCDMA
1.2.1. Cấu trúc hệ thống
Hệ thống WCDMA được xây dựng trên cơ sở mạng GPRS. Về mặt chức
năng có thể chia cấu trúc mạng WCDMA ra làm hai phần : mạng lõi (CN) và mạng
truy nhập vô tuyến (UTRAN), trong đó mạng lõi sử dụng toàn bộ cấu trúc phần
cứng của mạng GPRS còn mạng truy nhập vô tuyến là phần nâng cấp của
WCDMA.

1.2.2. Chức năng của các phần tử trong hệ thống
UE là thiết bị người sử dụng thực hiện chức năng giao tiếp người sử dụng
với hệ thống gồm hai phần : thiết bị di động và module nhận dạng thuê bao UMTS
(USIM).
Chức năng của mạng truy nhập vô tuyến UTRAN : khả năng hỗ trợ chuyển
giao mềm và thuật toán quản lý tài nguyên vô tuyến. Sử dụng một ngăn xếp giao
thức duy nhất ở giao diện vô tuyến để xử lý cả hai số liệu chuyển mạch kênh và
chuyển mạch gói.
UTRAN có nhiệm vụ thực hiện các chức năng liên quan đến truy nhập vô
tuyến. UTRAN gồm hai phần tử :
- Nút B : Thực hiện chuyển đổi dòng số liệu giữa các giao diện Iub và Uu.

PLMN, PSTN
ISDN
Internet
Các mạng
ngoài
MSC/V
LR

GMSC

GGSN

SGSN
HLR

CN
RNC


Node B


Node B

RNC


Node B


Node B

I
Ub
I
Ur
UTRAN
I

U
USIM
USIM
C
U
UE
U
U

Hình 1.4. Các phần tử của mạng UMTS mặt đất.

6

Nó cũng tham gia quản lý tài nguyên vô tuyến
- Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC có chức năng sở hữu và điều khiển các
tài nguyên vô tuyến ở trong vùng. RNC còn là điểm truy cập tất cả các dịch
vụ do UTRAN cung cấp cho mạng lõi CN.
Trung tâm chuyển mạch di động/bộ ghi định vị tạm trú (MSC/VLR): chức
năng của MSC là sử dụng các giao dịch chuyển mạch kênh, còn chức năng của
VLR là lưu giữ bản sao về lý lịch của người sử dụng khách cũng như vị trí chính
xác hơn của UE trong hệ thống đang phục vụ.
SGSN (Serving GPRS Support Node): điểm hỗ trợ GPRS đang phục vụ. Có
chức năng giống như MSC/VLR nhưng được sử dụng cho các dịch vụ chuyển mạch
gói PS.
GGSN (Gateway GPRS Support Node): có chức năng giống GMSC nhưng
liên quan đến các dịch vụ PS. GGSN là điểm neo cho UE và có thể được coi như
một Router mặc định.
GMSC (Gateway MSC): là chuyển mạch tại điểm kết nối UMTS PLMH và
mạng CS ở bên ngoài. Trên thực tế GMSC thường được tích hợp vào cùng
MSC/VLR. Ngoài ra còn có các phần tử như : HLR, AUC, EIR…

1.2.3. Giao diện mạng
Các giao diện mở của WCDMA UMTS liên quan đến việc quy hoạch mạng là
IuCS, IuPS, Iub và Iur. Giao diện Iub nối các node B với RNC. Giao diện Iur được
định nghĩa để thông tin giữa các RNC.
Giao diện Iu: giao diện này nối UTRAN với CN, nó cung cấp cho các nhà khai
thác khả năng trang bị UTRAN và CN từ các nhà sản xuất khác nhau. Iu được chia
thành: Iu-CS đây là giao diện để nối mạng vô tuyến đến mạng lõi chuyển mạch
kênh và Iu-PS là giao diện để nối mạng vô tuyến đến mạng lõi chuyển mạch gói.
1.3. Các kỹ thuật sử dụng trong hệ thống W-CDMA
1.3.1. Mã hóa tiếng đa tốc độ thích ứng AMR
Mã hoá tiếng ở WCDMA sử dụng kỹ thuật đa tốc độ thích ứng AMR
(Adaptive Multi Rate). Bộ mã hoá tiếng đa tốc độ này là một codec tích hợp với tám
7

nguồn tốc độ: 12,2 (tương đương với chế độ toàn tốc của GSM); 10,2; 7,95; 7,40 (
IS-641); 6,7 ( PDC-EFR ); 5,9; 5,15 và 4,75 kbps. Tốc độ bit AMR được điều khiển
bởi mạng truy nhập vô tuyến. Để hỗ trợ cho tương hợp với các mạng tổ ong hiện có,
một số chế độ của codec giống như ở các mạng tổ ong hiện có. Để chuyển mạch chế
độ AMR có hai khả năng: báo hiệu trong băng hay kênh riêng.
1.3.2. Điều khiển công suất
Ở thông tin di động CDMA tồn tại các phương pháp điều chỉnh công suất
sau:
 Điều khiển công suất vòng hở. Trong hệ thống W-CDMA phương pháp này được
sử dụng để thiết lập công suất gần đúng khi truy nhập mạng lần đầu.
 Điều khiển công suất nhanh vòng kín gồm điều khiển công suất vòng trong và
điều khiển công suất vòng ngoài.
1.3.3. Chuyển giao
WCDMA hỗ trợ hai loại chuyển giao: chuyển giao mềm và chuyển giao
cứng. Chuyển giao mềm là kiểu chuyển giao nối trước khi cắt, ở đây UE có kết nối
đến nhiều BTS. Chuyển giao cứng là dạng chuyển giao cắt trước khi nối, ở chuyển

giao này UE trước hết kết thúc kết nối với ô thứ nhất sau đó mới kết nối đến ô thứ
hai. Chuyển giao mềm có hai loại, đó là: chuyển giao mềm và chuyển giao mềm
hơn.








8

CHƯƠNG 2

PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN WCDMA

Trong chương trước ta đã tổng quát chung về đặc điểm của hệ thống thông
tin di động thế hệ ba WCDMA - UMTS. Việc xem xét đó làm cơ sở để phân tích
quy hoạch hệ thống. Trong chương này ta sẽ nghiên cứu phương pháp quy hoạch và
thiết kế mạng vô tuyến WCDMA. Công việc này bao gồm định cỡ, quy hoạch chi
tiết vùng phủ, dung lượng, tối ưu hoá mạng.

Hình 2.1. Quá trình triển khai và quy hoạch mạng WCDMA
● Các công việc UTRAN
- Quy hoạch mạng truyền dẫn truy nhập.
- Quy hoạch mạng truyền quy hoạch.
- Quy hoạch phủ vô tuyến.
- Quy định dung lượng mạng.
- Định kích cỡ RNC, Phần tử của mạng lõi và xác định chỗ đặt.
- Quy hoạch mạng dẫn dẫn đường trục.
● Đầu vào
- Dự báo số thuê bao đố với từng loại dịch vụ.
- Dự báo số lần sử dụng trên một kiểu lưu lượng.
- Các vùng phủ cần có.
- Kiểu vùng phủ.
- Phố khả dụng.
- Các chỉ tiêu chất lượng.
● Các công việc triển khai.
- Triển khai BTS.

- Triển khai RNC.
- Kết nối BTS-RNC.
- Triển khai mạng lõi.
- Triển khai đầu cuối – đầu cuối.
- Tối ưu hóa.
- Khai thác và đo hiệu năng.
9

2.1. Nguyên lý chung
Quy hoạch mạng được tiến hành dựa trên các yêu cầu đầu vào. Công việc
quy hoạch mạng có thể chia thành hai công việc chính: quy hoạch mạng vô tuyến và
quy hoạch mạng lõi. Công việc quy hoạch mạng vô tuyến là công việc phức tạp
nhất. Công việc này bao gồm: định kích cỡ, quy hoạch lưu lượng và vùng phủ, tối
ưu hoá mạng.
Cuối cùng cần phản hồi kết quả thống kê và đo đạc trong quá trình khai thác
mạng liên quan đến điều chỉnh quy hoạch, mở rộng vùng phủ, dung lượng và nhu
cầu dịch vụ trên cơ sở thực tế.
2.2. Dự báo lưu lượng
Dự báo lưu lượng là bước đầu tiên cần thực hiện trong quá trình quy hoạch
mạng, có thể thực hiện trên cơ sở xu thế phát triển lưu lượng của các mạng đã được
khai thác.
2.2.1. Dự báo số thuê bao
Dự báo thuê bao đối với thị trường cần phục vụ phải xác định được mỗi loại
hình dịch vụ mà khách hang có nhu cầu như: tiếng hoặc số liệu từng loại hình dịch
vụ đó, lưu lượng trong giờ cao điểm, giờ bình thường hoặc vùng địa lý.
2.2.2. Dự báo dung lượng thoại
Dữ báo liệu thoại là đánh giá khối lượng, lưu lượng tiếng do người sử dụng
dịch vụ tiếng trung bình tạo ra. Để việc dự báo được chính xác ta cần có dữ liệu
đánh giá lưu lượng cho từng tháng.
2.2.3. Dự báo lưu lượng số liệu

Dự báo lưu lượng số liệu ta cần phân loại dịch vụ số liệu và dự báo cho từng
kiểu người sử dụng cũng như khối lượng lưu lượng số liệu, dự báo khi nào thông
lượng bắt đâu và khi nào kết thúc.
2.2.4. Dự phòng cho tương lai
Dự phòng cho tương lai phải có cái nhìn sang suốt bao quát toàn bộ thị
trường viễn thông của những nhà thiết kế, hoạch định mạng cho hiện tại và cả tương
10

lai. Để dự phòng cho tương lai một cách hợp lý nên quy hoạch mạng để hỗ trợ nhu
cầu lưu lượng dự kiến trong khoảng thời gian từ 6 đén 12 tháng trong tương lai.
2.3. Quy hoạch vùng phủ vô tuyến
2.3.1. Mục đích và nhiệm vụ
Mục đích của việc quy hoạch vùng phủ là để đảm bảo các mức phủ sóng
khác nhau cho các vùng khác nhau. Để quy hoạch vùng phủ vô tuyến cho hệ thống
TTDĐ thế hệ ba ta cần khảo sát chi tiết các vấn đề liên quan đến: nơi nào cần phủ
sóng và kiểu phủ cần cung cấp cho các vùng này. Thông thường ta cần phủ sóng
trước hết ở các vùng quan trọng.
2.3.2. Các mô hình truyền sóng
 Mô hình Okumura-Hata
Mô hình này là một mô hình thực nghiệm cho phép sử dựng các kết quả vào
tính toán, được áp dụng khi tần số nằm trong khoảng từ 150-1000 MHz, độ cao BS
là 30-200m, độ cao ăng ten MS 1-10m và khoảng cách giữa BS và MS là 1-20km.
Độ cao ăng ten BS phải cao hơn nóc của các toà nhà gần BS. Vì thế, mô hình này là
mục tiêu được sử dụng trong nghiên cứu truyền của macro.
 Mô hình COST231-Hata
Do mô hình Hata bị giới hạn về tần số nằm trong khoảng từ 100 đến 1500
MHz, nên nó không thể sử dụng để tính toán các mạng vô tuyến 3G. Để giải quyết
vấn đề về giới hạn băng tần, công thức ban Hata ban đầu đã được hoàn thiện bởi
COST231, kết quả là mô hình COST231-Hata có khả năng sử dụng trong khoảng
tần số từ 1500MHz đến 2000 MHz, nó thích hợp cho việc tính toán các mạng vô

tuyến 3G.
 Mô hình Walfisch-Ikegami
Mô hình này là mô hình thực nghiệm được sử dụng để đánh giá tổn hao
đường truyền ở môi trường thành phố cho thông tin di động. Mô hình này là mô
hình thực nghiệm để đánh giá tổn hao đường truyền ở vùng thành phố trong dải tần
800 – 2000 MHz. Mô hình này có ba phần tử: tổn hao không gian tự do, nhiễu xạ
mái nhà - đường phố và tổn hao tán xạ.
11

 Mô hình IMT-2000 sẽ trở thành tiêu chuẩn toàn cầu nên các mô hình đuợc
đề xuất để đánh giá công nghệ truyền dẫn sẽ phải xem xét đến các đặc tính
của các môi trường như: thành phố lớn, nhỏ, vùng ngoại ô, vùng nông thôn,
vùng sa mạc…
2.3.3. Quỹ đường truyền
Quỹ đường truyền là cân đối toàn bộ công suất phát cũng như khuếch đại của
các phần tử trên đường truyền với tổn hao gây ra do các phần tử đường truyền cùng
với dự trữ phađinh đường truyền để nhận được công suất thu tại máy thu. Tổn hao
cực đại đáp ứng được yêu cầu này gọi là tổn hao cực đại cho phép.
Phân tích quỹ đường truyền cho phép ta thiết kế các đường truyền dẫn vô
tuyến đảm bảo chất lượng truyền dẫn đúng quy định. Thiết lập quỹ đường truyền là
nhiệm vụ quan trọng đối với mỗi nhà thiết kế mạng vô tuyến. Việc thiết kế quỹ
đường truyền chỉ được thực hiện sau khi đã quyết định lựa chọn công nghệ được sử
dụng.
Quỹ đường truyền chính là quỹ công suất, là một trong các phần quan trọng
của thiết kế hệ thống vô tuyến, trong đó bao gồm các vấn đề liên quan đến truyền
sóng. Trong quỹ đường truyền cần tính toán đến tất cả các độ lợi và suy hao khi
sóng vô tuyến truyền từ máy phát đến máy thu.
2.4. Quy hoạch dung lượng vô tuyến
Dựa trên quỹ đường truyền đường lên và sử dụng mô hình truyền sóng ta có
thể đưa ra quy hoạch phủ sóng bước đầu. Thông thường việc này được thực hiện

bằng phần mềm công cụ quy hoạch. Bước tiếp theo ta cần kiểm tra lại việc quy
hoạch này để đảm bảo tải dự kiến. Quỹ đường truyền bao gồm cả dự trữ nhiễu giao
thoa và nhiễu này phụ thuộc vào tải dự kiến trong ô. Tải dự kiến càng lớn thì càng
cần có dự trữ nhiễu giao thoa lớn.
Dự trữ nhiễu được sử dụng để xét đến nhiễu do những người sử dụng khác
gây ra. Đây là nhiễu bổ sung thêm vào tạp âm nhiệt. Tải càng lớn thì tạp âm càng
lớn và ta cần phải đưa ra dự trữ nhiễu lớn hơn để xét đến tạp âm này. Sự tăng này
12

được gọi là tăng tạp âm và dự trữ nhiễu mà ta đưa vào tính toán quỹ đường truyền
phải phù hợp với tăng tạp âm do tải dự kiến tạo ra.
2.5. Định cỡ RNC
Mục đích của định cỡ RNC là cung cấp số RNC cần thiết để hỗ trợ cho lưu
lượng đã dự đoán. Dung lượng của RNC thường bị giới hạn bởi thông lượng hoặc
lưu lượng vì RNC có thể can thiệp vào xử lý lưu lượng cho các trạm gốc mà không
trực tiếp điều khiển chúng. Việc định cỡ RNC cần liên hệ chặt chẽ với quy hoạch vô
tuyến.
2.6. Tối ưu hóa mạng
Sau khi triển khai và đưa mạng vào khai thác, tối ưu hóa mạng phải được
thực hiện thường xuyên nhầm cải thiện chất lượng của toàn mạng để đảm bảo cho
các tài nguyên mạng được khai thác sử dụng đạt hiệu quả cao. Tối ưu mạng bao
gồm phân tích mạng, cải thiện cấu hình mạng và hiệu năng mạng.

13

CHƯƠNG 3

QUY HOẠCH THỬ NGHIỆM MẠNG W-CDMA CHO KHU VỰC
THÀNH PHỐ VIÊNG CHĂN


Chương 3 trình bày về mạng thông tin di động thế hệ 3, trong khuôn khổ
luận văn sẽ trình bày và phân tích, tính toán quy hoạch mạng WCDMA được triển
khai tại khu vực Thành phố Viêng Chăn dựa trên cơ sở lý thuyết đã được trình bày
trong chương 2.
3.1. Mô tả khu vực thử nghiệm
Khu vực nội thành Viêng Chăn gồm 4 quận nội thành là Quận Chănthabuly,
Quận Sikhottabong, Quận Xaysettha và Quận Sisattanak với tổng diện tích khoảng
10 km

2
, mật độ dân số 2000 người/km
2
.
Trong những năm gần đây nhu cầu sử dụng các dịch vụ đa phương tiện ngày
càng tăng, mà các mạng 2G hiện có không thể đáp ứng được. Vì vậy mà việc triển
khai mạng WCDMA cho khu vực này là một giải pháp đúng đắn.



Hình 3.1. Vùng phủ cần quy hoạch thử nghiệm


14

3.2. Quy hoạch thử nghiệm
3.2.1. Quy trình quy hoạch mạng vô tuyến

Hình 3.2. Lưu đồ trình tự quy hoạch mạng
3.1.2. Mục tiêu quy hoạch
3.1.2.1. Các yêu cầu về vùng phủ
Thông thường, vùng phủ vô tuyến tốt là điểm cốt lõi của quy hoạch mạng vô
tuyến. Tỉ lệ vùng phủ phản ánh cường độ của vùng phủ tín hiệu vô tuyến trong một
vùng. Các vùng khác nhau có các yêu cầu khác nhau về tỉ lệ vùng phủ.
3.1.2.2. Các yêu cầu về dung lượng
15

Dung lượng mạng cần thích ứng các yêu cầu triển khai dịch vụ. Trong mạng
WCDMA, dung lượng liên quan đến tổng số thuê bao, tỉ lệ các thành phần dịch vụ,
kênh mang dịch vụ và số người sử dụng cho tất cả các dịch vụ…

3.1.3. Định cỡ mạng
3.1.3.1. Mục tiêu
Đối với phân tích vùng phủ, mục tiêu của định cỡ mạng là xác định kích
thước vùng phủ của mạng thủ nghiệm bằng cách sử dụng quỹ đường truyền và để
đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về vùng phủ như tỉ lệ vùng phủ, vùng phủ trong
nhà/ngoài trời, tải ô,…Quỹ đường truyền được xem xét cho cả đường xuống và
đường lên.
Phân tích dung lượng xem xét mạng nhắm đến có đáp ứng các yêu cầu về
dung lượng hay không: Tổng số thuê bao, tỉ lệ chặn dịch vụ…Tuỳ theo mô hình lưu
lượng và số kênh khả dụng trên một ô, số lượng thuê bao được mạng phục vụ sẽ
được tính toán.
3.1.3.2. Sắp xếp vùng quy hoạch
Mục tiêu của sắp xếp vùng quy hoạch là xác định rõ thiết kế và bố trí mạng,
các vùng khác nhau sẽ có môi trường địa lý, phân bố cây xanh, và mật độ các nhà
cao tầng khác nhau. Quy hoạch mạng được thực hiện theo các phân vùng có thể
phản ánh tốt hơn điều kiện thực tế trong vùng quy hoạch.
3.1.3.3. Phân tích vùng phủ
Mô hình truyền song
Công thức thực nghiệm Hata mô tả tổn hao đường truyền là một hàm của tần
số, khoảng cách thu-phát và các độ cao ăng-ten cho môi trường đô thị. Công thức
này đúng với môi trường đô thị, phẳng và độ cao ăng-ten của thiết bị di động là 1,5
mét.
Tổn hao đường truyền, Lu, được tính toán (dB) như sau:
Lu = A
1
+ A
2
log( f ) + A
2
log(h

Tx
) + (B
1
+ B
2
log(h
Tx
) + B
3
h
Tx
)logd
Trong đó:
16

- f là tần số (MHz).
- h
Tx
là chiều cao ăng-ten của máy phát so với mặt đất (m) (ký hiệu Hb
cũng được sử dụng trong phần mềm Atoll).
- d là khoảng cách giữa máy phát và máy thu (km).
Các tham số A
1
, A
2
, A
3
,

B

1
,

B
2
và B
3
có thể xác định theo kinh nghiệm thực
tế. Nhưng các giá trị điển hình được đề xuất sử dụng như trong bảng sau:
Bảng. Mô hình truyền sóng
Thông số
Okumura-Hata
f≤ 1500MHz
COST-Hata
f> 1500MHz
A
1
69.55 49.30
A
2
26.16 33.90
A
3
-13.82 -13.82
B
1
44.90 44.90
B
2
- 6.55 - 6.55

B
3
0 0

Tính toán quỹ đường truyền
Ta thực hiện tính toán quỹ đường truyền đối với từng dịch vụ, suy hao tuyến
cho phép cực đại là khác nhau đối với từng dịch vụ. Điều này có nghĩa là bán kính ô
là khác nhau đối với từng dịch vụ. Bán kính ô đối với dịch vụ CS 64k sẽ là nhỏ nhất
trong số các dịch vụ CS 12,2k, CS 64k, PS 64k/64k, PS 64k/128k và PS 64k/384k.
3.3. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ QUY HOẠCH BẰNG MÔ PHỎNG
Quá trình thực hiện mô phỏng thông qua các chương trình quy hoạch mạng
được thể hiện như trên hình 3.4
17


Hình 3.4. Các bước thực hiện mô phỏng quy hoạch mạng
Các thông số đầu vào của các chương trình mô phỏng quy hoạch mạng bao
gồm các dữ liệu bản đồ số và các tham số của mạng cần quy hoạch.
Bản đồ số là yêu cầu cơ bản đầu tiên cần thiết cho việc tính toán mô phỏng
trong quy hoạch mạng. Bản đồ số bao gồm một cơ sở dữ liệu – hệ thống thông tin
địa lý (GIS – Geographic Information System). Thông số quan trọng tiếp theo đó là
dữ liệu về việc sử dụng bề mặt, các dữ liệu này là không chuẩn hóa đối với các nhà
cung cấp bản đồ, và nó cũng khác nhau đối với từng nước, từng khu vực.
Các bản đồ vector được sử dụng để thể hiện các nhân tố tuyến tính như các
dòng sông, đường xá, và ranh giới hành chính. Lớp vector này có hai mục đích
chính là: kiểm tra các vị trí đặt trạm và quyết định sự phân bố lưu lượng.
Các tham số của mạng cần quy hoạch bao gồm cấu hình của trạm thu phát
BS, số lượng sóng mang, sector được sử dụng, loại ăng ten, chiều cao ăng ten, góc
phương vị, độ nghiêng của ăng ten… Căn cứ vào điều kiện thức tế triển khai mạng
18

để lựa chọn các tham số ban đầu, sau đó trong quá trình tính toán, mô phỏng sẽ điều
chỉnh để có thể đạt được một giải pháp tối ưu.
3.4. Kết quả mô phỏng quy hoạch thử nghiệm mạng WCDMA


Hình 3.8. Cường độ công suất kênh hoa tiêu (Indoor)
19



Hình 3.9. Cường độ công suất kênh hoa tiêu (Outdoor)
Kết quả thống kê dịch vụ thông qua phần mềm mô phỏng ATOLL
Voice Service CS 64K Service PS 64K Service PS 128K Service PS 384K Service
Mean attempted 1664.46

26.54

30.92

18.78

12.58


Mean Served 1643.55

99.25%

26.16

99.12%

30.67

99.10%

18.65

99.69%

12.50

99.26%

Mean Failed 20.91

0.75%

0.38

0.88%

0.25

0.9%

0.13

0.31%

0.08

0.74%

Mean in Soft or
Softer Handoff 7.12

0.23%

0.31

0.62%

0.25

0.32%

0.31

0.92%

0.61

0.31

Mean in Softer
Handoff 2.01

0.14%

0.06

0.09%

0.03

0.05%

0.08

0.18%

0.02

0.06%

20

Contribution to
Failure

Low pilot SIR 52.01%

15.45%

41.25%

19.32%

31.00%


Downlink Eb/No
(Range) 55.21%

58.14%

67.35%

99.90%

98.88%


Downlink Eb/No
(Capacity) 0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%


Uplink Eb/No
100
.

00
%

97.60%

98.25%

96.01%

99.89%


Noise Rise 0.00%

1.96%

1.14%

1.06%

0.02%


No Carrier 0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%


Excessive
Pathloss 0.00%

0.00%

0.00%

0.00%

0.00%



KẾT LUẬN

Luận văn này đã đi vào tìm hiểu công nghệ 3G, mô tả tổng quan mạng thông
tin di động 3G W-CDMA và thực hiện phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
quy hoạch mạng 3G. Quy trình quy hoạch mạng truy nhập 3G, phân tích những yêu
cầu và nguyên tắc thực hiện quy hoạch mạng ứng với đặc trưng, cấu trúc địa lý từng
vùng cụ thể. Các phương pháp tính toán các tham số của mạng truy nhập 3G bao
gồm dung lượng, vùng phủ, quỹ công suất đường truyền, các thông số và đánh giá
chất lượng phục vụ với hai mô hình thực nghiệm cụ thể là Hata-Cost231 và
Walfisch-Ikegami. Ứng dụng lý thuyết để quy hoạch thử nghiệm mạng WCDMA
cho khu vực nội thành Viêng Chăn.
Các nhà cung cấp dịch vụ di động phải chi ra hàng tỷ USD để tăng cường
mạng di động của họ nhằm cung cấp các dịch vụ video, hình ảnh, truy cập Internet

và các dịch vụ khác. Họ hy vọng rằng sẽ thúc đẩy được tổng mức thu nhập và góp
được phần nào cho sự phát triển mờ nhạt của dịch vụ các cuộc gọi.
Hiện nay, sự phát triển của dịch vụ 3G chậm hơn so với dự đoán của các nhà
cung cấp dịch vụ. Công nghệ 3G cho phép truy cập Internet không dây và các cuộc
gọi có hình ảnh nhưng vẫn chưa thực sự được mở rộng và còn gây ra sự “khó chịu”
cho người sử dụng. Ngoài ra, công nghệ này chưa mang lại đủ lợi nhuận để cân
bằng với tổng số tiền đầu tư để xây dựng. Liên đoàn truyền thông mang lại quốc tế
(ITU) đã định nghĩa rõ công nghệ 4G là công nghệ không dây có thể truy cập dữ
21

liệu với tốc độ 100MB/s trong khi người sử dụng đang di chuyển và có tốc độ
1GB/s khi người sử dụng cố định. Sau năm 2010, công nghệ 4G sẽ trở thành dịch
vụ di động bao quát mọi thứ.

KIẾN NGHỊ CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
Với sự phát triển như vũ bão của công nghiệp viễn thông. Mạng 4G sớm sẽ
thay thế 3G. Quy hoạch 4G cũng gần như quy hoạch các thông số cho 3G. Đề tài
luận văn này đã hoàn thành xuất sắc các kế hoạch quy hoạch mạng. Nó sẽ là tiền đề
để triển khai và quy hoạch mạng 4G và mở ra các phương pháp nghiên cứu quy
hoạch mạng như :
- Nghiên cứu phương pháp quy hoạch mạng HSPA và LTE- thế hệ tiếp theo
của mạng 3G W-CDMA.
- Nghiên cứu quy trình và phương pháp tối ưu hóa mạng truy nhập vô tuyến và
mạng lõi LTE và LTE Advanced.
- Nghiên cứu sâu hơn về ứng dụng, công cụ phần mềm mô phỏng và quy
hoạch mạng truy nhập LTE; sử dụng các công cụ này để quy hoạch mạng
thông tin di động trong thực tế hiện tại và trong tương lai ở Lào.