Một phương pháp hiện đại hoá mạng thông tin di động lên thế hệ ba ở Việt Nam

M U
Tính cp thit ca đ tài
Trc s phát trin ca công ngh trên th gii và đòi hi thc t
ca th trng trong nc, các nhà khai thác di đng đang tích cc chun
b đ trin khai h thng di đng th h 3 WCDMA vi nhng lý do sau:
- Th trng thông tin di đng phát trin nhanh chóng vi 10 triu
thuê bao hin ti và s phát trin g
p đôi trong vài nm ti. Nhu cu
th trng đi vi các dch v 3G là rt ln;
- Các nhà khai thác di đng sau mt thi gian cnh tranh v giá cng
cn chuyn sang cnh tranh v công ngh và loi hình dch v. Nhìn
chung, h tng công ngh ca các nhà khai thác đã sn sàng đ trin
khai 3G;
- Công ngh 3G đã đc trin khai rng rãi trên th gii và đã tìm
đc ch đng trên c
 s phát trin các dch v phù hp. Các gii
pháp công ngh và dch v đã hoàn thin, giá thành thit b gim.
C ba nhà khai thác di đng đu công b s trin khai h thng
WCDMA vào nm 2007 tuy nhiên hin nay cha có mt quy hoch c
th nào. u th ca công ngh 3G là m rng đc bng thông và phát
trin dch v mi, tuy nhiên u th v mt công ngh không phi y
u t
quyt đnh mà quan trng là gii quyt bài toán quy hoch đ tn dng
đc nng lc h thng, khc phc các đim yu v k thut.
Mc tiêu nghiên cu là phng pháp quy hoch tng th mng
thông tin di đng 3G  Vit nam vi các ràng buc đm bo cht lng,
s dng tt tài nguyên và đáp ng đc nhu cu phát tri
n.
i tng và phm vi nghiên cu là Mô hình quy hoch mng
Thông tin di đng 3G/WCDMA và Mng vin thông Vit nam trong
phm vi mng ca Tp đoàn Bu chính Vin thông Vit nam (VNPT).

Phng pháp nghiên cu là đi t cái chung đn cái riêng, t lý
thuyt đn thc tin, kt hp phng pháp ri rc hoá thng kê và xây
dng đng hi quy tuyn tính, s dng thut toán đ quy, thut toán
"vét cn", bài toán v
n ti, mô phng và so sánh kim chng thc t.

2
V mt lý thuyt, lun án góp phn gii quyt vn đ đm bo cht
lng và s dng tài nguyên h thng trong bài toán quy hoch mng.
V mt thc tin, kt qu ca lun án góp phn gii quyt mt s
vng mc trong vic quy hoch và trin khai h thng 3G/WCDMA.
Kt cu ni dung lun án
Ngoài phn m đu, k
t lun, danh mc tài liu tham kho, các công
trình đã công b và 04 ph lc, ni dung chính ca lun án gm 125
trang A4 vi 40 hình nh và đ th, 12 bng biu đc sp xp theo 5
chng nh sau:
Chng 1: Tng quan
Trình bày các vn đ lý thuyt và thc tin có liên quan và đ xut
gii quyt mt s ni dung bài toán quy hoch mng bao gm quy hoch
truyn sóng, quy hoch mng truy nhp vô tuyn và m
ng lõi.
Chng 2: Xây dng phng án quy hoch đng thi vùng ph sóng
Nhm đm bo vùng ph sóng đng thi cho c hai h thng,
phng án đa ra là mô hình hoá vùng quy hoch thành các ô nh, tính
toán sao cho trong mi ô cng đ trng phi ln hn đ nhy máy thu
và xp chng kt qu cho các lp ng vi các di tn khác nhau.
Chng 3: Xây dng phng án thit k theo gii hn nng l
c h thng
Nhm đm bo kt qu quy hoch nm trong gii hn nng lc ca

thit b lun án đ xut đa các ch tiêu gii hn thc t (da trên các đo
đc và tìm hiu thc t) vào bài toán quan h công sut, khong cách và
dung lng đ đ xut quan h thit k theo góc đ điu khin công sut.
(Gii hn trên).
Chng 4: La chn phng án thit k theo hiu qu s dng tài
nguyên
Nhm đm bo s dng tt tài nguyên, lun án đ xut đánh giá
chung hiu qu theo các khía cnh Dung lng (đng lên và đng
xung), không gian, và lu lng mng. Kt qu là đa ra đc biu
thc đánh giá hiu qu và đ xut quan h thit k theo dung lng.
(Gii hn d
i).

3
Chng 5:  xut mô hình và quy hoch mng
Mc đích cui cùng là đ xut mô hình và quy hoch mng. S dng
các quan h đã xây dng  trên đa vào bài toán quy hoch đ gii quyt
yêu cu v đm bo cht lng và s dng tt tài nguyên.  đm bo
yêu cu phát trin, vic quy hoch phi da trên kt qu d báo. Kt qu
ca bài toán đ
a ra mô hình mng cho nm 2007 và phng án quy
hoch cho nm 2010.
Nhng đóng góp ch yu ca lun án
- Phng án quy hoch đng thi vùng ph sóng s dng thut toán
và chng trình x lý vn đ "cao đ" ca đa hình đ tính toán
cng đ trng cho vùng ph sóng ngoài tri, nhm h tr vic
xác đnh v trí trm gc và mô hình hoá và biu din tình trng
ph sóng.
- Ph
ng án đm bo cht lng bng cách đa ra gii hn trên ca

thit k là mt vùng quan h Ti, khong cách, thông lng và
công sut theo tng hng và đa ra công thc gn đúng tính bán
kính và tng thông lng vi tham s điu khin là công sut.
- Phng án đm bo s dng tài nguyên h thng bng cách đa ra
gii hn di ca thit k là tham s
 mt đ lu lng trên bng
thông trên c s dung lng, không gian và lu lng mng và
đa ra công thc gn đúng tính bán kính cell u tiên cho dch v
đin thoi hình.
-  xut nâng cao hiu qu s dng Pin ca máy di đng bng
cách thay đi cách ghép khung ATM cho các vùng nông thôn.
- Phng án quy hoch tính toán tng hp da trên hàm d báo
phát trin thuê bao di đng ti Vit nam, mô hình lu lng dng
ma tr
n 8 x 8 vi vect 64 giá tr lu lng, phân b lu lng
theo h s phân b vùng min, điu chnh bt đi xng theo đc
tính gi, quy hoch 5 vùng lu lng theo tiêu chí ti u v giá
cho nm 2010.


4
Chng 1. TNG QUAN
1.1. M đu
1.2. Các mô hình truyn sóng ng dng trong thông tin di đng
Tuy có nhiu mô hình thc nghim, bán thc nghim nhng mô
hình nào cng ch đúng trong mt s điu kin nht đnh, khi áp dng
cn phi đo đc điu chnh li cho sát môi trng thc t.
1.3. Cu trúc giao din và điu khin công sut cho mng WCDMA
Mng thông tin di đng th h ba W-CDMA gm hai phn: Mng
lõi và Mng truy nhp vô tuyn. Mng lõi gm các trung tâm chuyn

mch kênh (MSC) và các nút h tr chuyn mch gói (SGSN), trung tâm
chuyn mch di đng cng (GMSC) và nút chuyn mch gói cng
(GGSN). Mng truy nhp vô tuyn gm B điu khin vô tuyn RNC,
nút B , trm di đng MS và thit b đu cui TE. Giao din gia MSC và
RNC là Iu-CS, giao din gia SGSN và RNC là Iu-PS, giao din gia
các RNC vi nhau là Iur
, giao din gia RNC và Nút B là Iub.
1.4. S cn thit phát trin mng thông tin di đng 3G  Vit nam
1.5. Khái quát ni dung lun án
Chng 2
XÂY DNG PHNG ÁN QUY HOCH NG THI VÙNG PH SÓNG
2.1. Mô hình hóa h thng
 có th xp chng các vùng ph sóng, ta chia vùng nghiên cu
thành các ô nh, có kích thc ging nhau, coi nh là mt đn v đa
hình. Gi s vùng nghiên cu là mt hình ch nht, đc chia làm các ô
nh vi s ô chiu ngang là m, s ô chiu dc là n. Trên mi mt ô ta
lu tr mt giá tr cao đ cc đi theo bn đ đa hình thc t h
m,n
coi
nh "cao đ" ca ô.
2.2. Xây dng thut toán và chng trình
Bài toán đt ra là gi nguyên to đ mt đt, kt hp cao đ đa
hình ta phi tìm đc "cao đ" cng đ trng.

5
Hai thut toán chính là Xác đnh có đng truyn thng (LOS) hay
không và Xác đnh s sn nhiu x: 1, 2 hay 3 sn nhiu x. Khi bit
đc chính xác đc tính tuyn
truyn sóng theo mô hình đim -
đim có th s dng các công

thc truyn sóng đ tính toán
cng đ trng. u vào là d
liu đi hình 3 chiu, ta xây
dng chng trình trên Matlab
theo lu đ thut toán hình 2.3
đ d đoán vùng ph sóng.
Mô phng và ki
m chng
kt qu vi công sut phát 10W,
f
DL
=1947,3 Mhz.  kim
chng kt qu ta chia đa hình
nghiên cu thành 9 x 9 = 81 ô,
đo đc cng đ trng ti 81
đim gia và 100 đim "mt
li", tính giá tr trung bình 5
đim cho mi ô.
a hình nghiên cu và d báo ph sóng


Hình 2.4. a hình nghiên cu và d báo ph sóngvi anten BS  x=3; y=5
c ma trn đ cao
c thông tin v anten phát
c thông tin v anten thu
Xây dng mô t v đa hình
Tính toán tham s nhiu x
Trng thái v đa hình
LOS
Tính toán cng đ tín hiu

nh

n đ


c t

i đim thu
cn LOS
Non
-
LOS
Lu
k
t
q
u thành
p
hn
Lp
tt c
m x n
đim
trên
bn đ
V bn đ đ

cao
V vùn
g

p
h

H
ình 2.3.
L
u đ thut toán

6
ánh giá sai s và biu din vùng ph sóng
 lch trung bình quân phng
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
12345678910
S mu
Sai s trung bình quân
p
h n
g

(
dBm

)
Hàng dc
Hàng ngang

Hình 2.5. ánh giá sai s Hình 2.6. Mô t vùng ph vi
Anten BS đt ti to đ (5,5)
2.3. Mô hình hoá vùng ph sóng
2.3.1. Biu din hình hc vùng ph sóng
2.3.2. Biu din vùng ph sóng theo xác sut thng kê
Xác sut ph sóng ti mt v trí (x, y) bi mt cell c
i
là:

⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
=
σ
θ
),(
),,(
cov
yxP
QcyxP
ri
i

(2.20)
Xác sut ph sóng ca tp hp cell C là:

()()
∏
=
==
−−=
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
−=
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
=
N
i
i
N
i
i
N
i

i
cyxPrPr
1
cov
11
cov
,,111P C) y, (x,P
IU
(2.24)
Mô hình vùng ph sóng:
∑∑
==
=
m
x
n
y
dydxCyxP
11
cov
.),,( (C)A
(2.25)

2.4. Áp dng quy hoch đng thi vùng ph sóng
2.4.1. Tin trình đng quy hoch
2.4.2. Phng án xp chng vùng ph sóng
Xây dng mô hình vùng ph sóng riêng bit và xp chng kt qu

7

Hình 2.8. Vùng ph lp 900 MHz Hình 2.9. Vùng ph lp 2100 MHz
vi mt trm gc vi 4 trm gc

Tóm tt:
Mu cht ca phng án là thut toán và chng trình vit trên
Matlab đ tính toán suy hao truyn sóng cho toàn b vùng nghiên cu.
Thut toán đã x lý đc "cao đ" đa hình đ quyt đnh đc tính truyn
sóng trên tuyn, tính toán suy hao và lp li cách làm cho mi tuyn.
Vùng ph sóng có th biu din theo dng hình hc hoc theo quan đim
xác sut nu kt hp vi tham s đ nhy máy thu ta s có đc b
ng
trng thái ph sóng (0,1). Kt qu ca bài toán là phng án xp chng
kt qu cho các lp tn s khác nhau vi yêu cu đm bo cht lng
ph sóng.
Ý ngha lý thuyt ca phng án là gii quyt đc vn đ "cao đ"
đa hình và có th áp dng tính toán cho nhiu lp tn s khác nhau.Ý
ngha thc tin ca phng án là h tr các nhà khai thác tìm kim v trí
l
p đt trm gc, đánh giá đc cng đ đin trng ti mt đim bt
k.


8
Chng 3
XÂY DNG PHNG ÁN THIT K
THEO GII HN NNG LC H THNG
Mc tiêu hng ti ca bài toán là xác đnh đc "gii hn trên" cho
đm bo cht lng, hay nói cách khác là vùng gii hn nng lc đm
bo cht lng ca h thng.

3.1.  xut thit k hình hc cell trong h thng
3.2. Xây dng quan h Ti và Khong cách theo Công sut
Quan h công sut và tham s ti:

η
−
=
1
i
ii
N
i
L
W
Rp
P
P
(3.23)
Trong đó
()
UL
i
iii
UL
f
W
vR
+=
∑
1

ρ
η
(3.24)

()
DLi
i
iii
DL
f
W
vR
+−=
∑
α
ρ
η
1
(3.25)
Vi p
i
là công sut phát yêu cu ; i: S ngi s dng
P
N
: Công sut nhiu; f: Nhiu ngoài cell; R
i
: Tc đ bit;

i
: Mt đ công sut trên nhiu sau khi nén ph

L
i
: Suy hao đng truyn; W: Tc đ bit; : là tham s ti;

i
: Tham s tích cc ca kênh; : Tham s trc giao
Bin đi và cng dn các công sut thành phn theo ngi s dng:

()
∑∑
∑
= ≠=
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+−−

=
K
i
in
im
N
mnn
i
iii
im
K
i
iii
N
L
L
W
vR
L
W
vR
P
P
1
,
,
,1
,
1
11

α
ρ
ρ
(3.29)
3.5. Kho sát xây dng quan h bán kính cell theo Công sut
Rút tham s thông lng cell ra ngoài trong biu thc công sut:

()
[]
f
W
vNEb
RK
L
W
vNEb
PRK
P
avgo
avgo
N
+−−
=
α
1.
.)/(
).(1
.
.)/(
.) (

(3.32)

9

Hình 3.3 Quan h gia công sut phát và khong cách

Thay s và kho sát quan h công sut và khong cách nh hình v
và tìm đng hi quy tuyn tính cho quan h gia khong cách cc đi
và công sut:
- Trng hp "nng ti": R(km) = 0,13P (dBm) - 2,53
- Trng hp "nh ti": R(km) = 0,26P (dBm) - 5,25
 xut công thc thit k : R(km) = 0,2 P (dBm) - 4
(3.36)
3.4. Kho sát xây dng quan h thông lng theo công sut
Tng thông lng cc đi tính đc theo (3.32):
()
[]
fvNE
W
RKT
avgob
Max
+−
==
α
1 )/(
.
(3.37)
Công thc gn đúng đ tính toán tng thông lng và công sut phát:
Trng hp D liu 144 kbps: T(Kbps) = 84,6P (dBm) - 2085

Trng hp Thoi 12,2 kbps : T(Kbps) = 44,6P (dBm) - 976
 xut công sut thit k tham kho cho dch v đin thoi hình 64 kbps:
T(Kbps) = 50P (dBm) - 1200
(3.38)

10

Hình 3.4 Quan h gia tng công sut phát và thông lng
3.5. Phân b ti theo công sut:
Trong hai trng hp tng thông lng đu là 864 Kbps nhng
trng hp 1 đòi hi công sut 40,3dBm (10,7W), trng hp 2 ch cn
37,26 dBm (5,3W). S
khác bit này là do s
phân b khác nhau v
khong cách và lu
lng ca các UE. Nh
vy, trong trng hp b
nghn thì cn u tiên cho
các nhóm thuê bao  gn
vì chúng đòi hi công
sut phát thp hn.
Hình 3.5. Hai trng h
p phân b ti và công sut
Tóm tt
Mc dù có các quan h trao đi gia dung lng và vùng ph, nhng
trên vùng thit k tác gi đã quy các yu t trên v tác dng điu khin
công sut và đa ra công thc gn đúng tính bán kính và thông lng
vi tham s điu khin là công sut. Nu phân tp đc không gian đ

11

điu khin công sut theo các hng thì có th gim đc nhiu và tng
dung lng ca h thng .
Ý ngha lý thuyt ca phng án là chuyn quan h ri rc có
khong bin thiên đn vô cc v quan h tuyn tính trong vùng nng lc
đin hình. Ý ngha thc tin là quan h c th đ tính toán thông lng
và bán kính cell, đc coi là gii hn đm bo cht lng c
a h thng
(gii hn trên).

Chng 4
LA CHN PHNG ÁN THIT K
THEO HIU QU S DNG TÀI NGUYÊN
4.1. t vn đ
Hiu qu h thng đc đánh giá theo 3 thành phn: bng thông
(η
B
), không gian (η
C
) và hiu qu lu lng mng (η
T
).

TCB
SYS
CC
S
AW
GN
ηηηη

.
.
==
(4.2)
Tham s hiu qu là mt đ lu lng trên mt đn v din tích, bng tn
4.2. Hiu qu v bng thông
4.2.1. Dung lng đng lên
Hình 4.1. Dung lng cc đi
đng lên
Dung lng ca h thng
WCDMA đng lên b hn ch
bi nhiu. Da vào tham s can
nhiu ti đa cho phép đi vi h
thng ta tính đc gii hn v
dung lng da trên gii hn
nhiu đi vi đng lên :

)1).(1.( )/(
)/(
1
1
_
NfvRNEbW
vRNEbW
riseNoise
avgo
avgo
UL
−++
+

=
−
=
η
(4.6)

12
Khi s ngi s dng tng thì nhiu tng, khi tng đn mt giá tr
nào đó giá tr can nhiu s đt ngt tin ra âm vô cc. Nh vy, min có
ngha ca hàm s cho ta bit quan h gia s ngi s dng và nhiu.
"im gãy" ng vi s ngi s dng cc đi. Gii hn la chn N=16.
4.2.2. Dung lng
đng xung
Tính toán dung lng đng xung cng tng t nh đng lên
tuy nhiên cách tip cn tìm dung lng cc đi da trên gii hn v công
sut. Phng trình công sut trong trng hp trung bình hoá các tham
s ngi s dng (4.9):


Ta thy dung lng cc đi
ca các h thng WCDMA đng
xung ln hn so vi đng lên.
iu này là do công sut phát ca
trm gc có th d dàng tng lên,
trong khi không th tng công sut
phát ca máy di đng lên nhiu.
Gii hn dung lng đc chn là
giá tr bé hn gia dng lên và
đng xung.

Hình 4. 2. Dung lng cc đi đng xung
4.3. Hiu qu v không gian
Vùng ph có th đc suy ra t suy hao đng truyn ln nht:
L
max (dB)
= P
T
+ G
T
+G
R
-S
Rx
-M
shadow
-L
int
-G
Ho

Trong đó, P
T
: Công sut phát , S
Rx
:  nhy máy thu,
G
T
: tng ích anten phát; M
shadow
: H s che khut ; L

int
: Suy hao nhiu,
G
Ho
:  li chuyn giao mm, G
R
: Tng ích anten thu.
Ta thy, đ dc ca các dch v là khác nhau, dch v d liu tc đ
càng cao thì đ dc càng ln, vùng ph gim nhanh so vi lu lng.
()
[]
fN
W
vRNEb
LN
W
vRNEb
P
P
avgo
avgo
N
+−−
=
α
1
)/(
1

)/(

.

13
Vi mc đích u tiên cho đin
thoi hình (64 kbps) ta có th
đa ra công thc xp x :
Rmax (km) = 3,6 - 0,2 N
(4.12.b)

Hình 4.3. Quan h gia vùng
ph và ti

Tng hp hiu qu v bng tn và không gian ta có:

SYS
2
max
W
2
33
.
R
N
CBBC
==
ηηη
(4.14)
4.4. Hiu qu Lu lng mng
Xác sut nghn theo công thc Erlang B tính đn chuyn giao mm :

∑
+
=
+
+
=
)1(
0
)1(
!
)!1(
fN
k
k
fN
block
k
fN
P
ρ
ρ
(4.15)
Nh vy hiu qu s dng mng có tính đn chuyn giao mm:

)(_
)(__
NkenhSo
ErlangluongDung
T
ρ

η
=
(4.16)
 tính toán  là dung lng Erlang ta s dng thut toán chia đôi,
vét cn và s dng hàm xác sut nghn P
block
= erl (n,a) vi n = N(1+f).
4.5. Áp dng đánh giá hiu qu s dng tài nguyên h thng
Ta xây dng đc công thc đánh giá đánh giá hiu qu h thng:

S
2
max
.
2
3
3
),(.
SY
S
WR
pKFerlb
ε
η
=
(4.18)
Trong đó, Ferlb(N,p) là hàm tính lu lng Erlang cho N kênh,

14
p là xác sut nghn ,  là h s điu

chnh bng thông.
W
SYS
là đ rng bng thông là
5MHz tính cho d liu WCDMA.
Hình 4.4. ánh giá hiu qu h
thng WCDMA
 xut 3 mc thit k cell :
Cell cp 1 cho khu vc thành th,
Cell cp 2 cho khu vc ngoi ô, Cell cp 3 cho khu vc nông thôn.
4.6. Nâng cao hiu sut s dng Pin cho máy di đng
4.6.1. Hiu qu nng lng ca máy cm tay
Mt cách tng quát, máy cm tay đc coi nh mt b thu phát, có 5
trng thái: Tt, Ch, S
n sàng, Thu, Phát.
4.6.2. Tính toán theo mô hình phân khung

Hình 4.6. Mô hình ghép kênh theo Pha






Hình 4.7. Mô hình ghép kênh theo máy di đng
STC M
1
M
2
Mn M

1
Mn M
2
RP
Ghép khung theo Pha
Pha Downlink Pha Uplink
Khong bo
v

Thu
Ch
Phát
Ch
Mobile 2
 ch đ tích cc
O
Packet
STC Up Up

Up Down

Down Down

RF
Ghé
p
khun
g
theo Má
y

di đ

n
g
Mobile 1
Khong bo
v
Thu
Ch


T : Phát
R : Thu
Ch
Mobile 2
 ch đ

tích c

c
Mobile 2 Mobile n
S
T
R

15
Kt qu tính toán cho thy, ghép kênh theo pha có t l mào đu thp
hn. Trng hp 10 máy di đng và tn sut khung 100 Hz t l này xp
x 1700/2500 ≈ 68% đi vi ghép khung theo máy di đng và xp x
980/25≈ 39% đi vi ghép khung theo pha.

4.6.3. ánh giá hiu qu
Trên hình v 4.9, đi vi
trng hp 3 thuê bao, hiu sut
s dng kênh là 68% so vi 38%,
khi có 10 thuê bao hiu sut là
50% so vi 32%. Hiu qu s

dng mng ca trng hp ghép
theo pha s gp ri ghép kênh
theo máy di đng.

Hình 4.9. Hiu sut s dng kênh

Tóm tt
Hiu qu chung ca mng đc xây dng bng vic kho sát 3 yu
t: Dung lng, Không gian và hiu qu lu lng nhm gii quyt vn
đ la chn đim thit k s dng hiu qu l
u lng và ph tn. Chung
quy li, vic quy hoch, thit k h thng hay la chn công ngh đu
nhm mc đích s dng tt tài nguyên hu hn và đm bo cht lng
dch v. Bài toán đm bo cht lng đc quy v tác dng điu khin
công sut, bài toán s dng tài nguyên quy v hiu qu lu lng .
Ý ngha lý thuy
t ca chng là hàm hiu qu mt đ lu lng có
th s dng đ so sánh đánh giá hiu qu ca các công ngh vô tuyn
khác nhau. Ý ngha thc tin ca chng là gii hn "s dng hiu qu
tài nguyên" ca h thng (gii hn di).

16

Chng 5
 XUT MÔ HÌNH VÀ QUY HOCH MNG
Mc tiêu cui cùng là đ xut mô hình 3G c th vi d kin phân
b lu lng và thit b cho nm 2007 và quy hoch cho nm 2010.
5.1. D báo phát trin thuê bao và dch v
5.1.1. Phân tích la chn mô hình d báo
Mô hình khuch tán đc la chn s dng là mô hình Bass [57]:
[] []
)(
)(
)()( tQN
N
tQ
tQNtS −
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+−=
βα
(5.4)
Trong đó: S(t): S lng ngi chp nhn dch v (tc đ bán hàng)
N: Tim nng ti đa ca th trng ( s lng bão hoà)
Q(t): S lng ngi s dng tích lu
: H s phát trin mi; : H s trào lu.

Mô hình Bass 3 th h:
)](1]}[)()[({)(

)](1][)()[(
)](1[)(
4112233,3
31122,2
211,1
tFmtFmtFmtFS
tFmtFmtFS
tFmtFS
t
t
t
−++=
−+=
−=
(5.6)
m
i
: h s phát trin th trng ca th h i ng vi mc bão hoà
5.1.2. D báo phát trin thuê bao
Bng thng kê d liu quá kh và gii h phng trình , ta tìm đc
phng trình Bass th hin s phát trin ca các th h thông tin di đng:

t
t
t
e
e
F
47,0
47,0

931
1
−
−
+
−
=
(5.8)
Kt qu d báo: n ht nm 2006, tng s thuê bao hai mng
Mobifone và Vinaphone s vt 10 triu trong đó ch yu là công ngh
2G. n nm 2008 thì các thuê bao 2G s đt mc bão hoà và bt đu
suy thoái. n nm 2015 thì Công ngh 3G (và sau đó) s cân bng vi
công ngh 2,5G vi 14 triu thuê bao cho mi loi, công ngh 2G coi
nh kt thúc.

17
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
19
9
6
1
99

7
199
8
19
9
9
2
00
0
2001
20
0
2
20
0
3
2004
20
0
5
Nm
Nghìn thuê bao
Thc t
D báo
Hình 5.1. So sánh kt qu d Hình 5.2. Kt qu d báo
báo vi thc t s thuê bao di đng

5.2. Mô hình tính bng thông theo mc cht lng cho trc
5.2.1 Tính toán xác sut nghn cho chuyn mch kênh đa dch v
Xác sut nghn theo tng dch v:

∑
∑
=
+−=
=
Ω
=
C
C
C
bkCck
cG
cG
G
LG
Bk
0
1
)(
)(
)(
)(
(5.13)
Vi s tr giúp ca máy tính thì ta có th d dàng vit đc hàm
phn mm tính xác sut nghn theo công thc trên. Hàm này s đc s
dng đ tính toán ngc đ tính toán s kênh hay bng thông cn thit
cho h thng có nhiu dch v khác nhau theo tiêu chí xác sut nghn
yêu cu.
5.2.2. Tính toán xác sut nghn cho chuyn mch gói đa dch v:

Bc 1: Tính ngng h thng bt đu chuyn sang trng thái quá ti.
Bc 2: Tính tc đ t bào đn tng ng vi hai trng thái
Bc 3: Tính toán thi gian tn ti trung bình
Bc 4: Tính xác sut chuyn trng thái dng phân b hình hc
Bc 5: Tính xác sut tn tht t bào trên c s xác sut ti hn 
i, j

0.0
5000.0
10000.0
15000.0
20000.0
25000.0
30000.0
35000.0
40000.0
1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016
Nm
Nghìn thuê bao
2G
2.5G
3G và 3.5G
Tng di đng

18
Bt đu
M
t
=C/P
br

CLP< CLP
target

ε<
−
new
oldnew
CLP
CLPCLP

C
max
=C
C
min
=C
C=(C
max
+C
min
)/2
đúng
sai
sai
kt qu C
Tính CLP theo (5.28)
Theo [19] có th xác đnh đc giá tr tn tht t bào CLP nh sau:

)/exp(1

)/exp(
)/exp(1
)/exp(
)1()1(
1
1
00
11
11
00
01
1
1
0
10
1
υη
υη
υη
υη
ρρ
ρ
ρ
ρ
ρ
ρ
−−
−
+
−−

−
−−−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
−
=
+K
CLP
(5.28)
Nh vy xác sut tn tht t bào hoàn toàn đc đnh theo các tham
s tc đ bit đnh P
br
, tc đ bit trung bình M
br
, đ dài cm Burst L, kích
thc b đm K, bng thông C.
5.2.3. Tính bng thông cn thit theo mc cht lng:
i vi trng hp chuyn mch kênh, thut toán đn gin hn do
có th tng dn s kênh t 1 đn mt lúc nào đó xác sut nghn vt quá
gii hn cho phép thì dng và ly kt qu cc đi.
i vi trng hp chuyn
mch gói, ta có th chn mt
"bc lu lng",  , nào đó và

tng dn k t giá tr bng thông
nh nht C
min
. Tuy nhiên, đ tng
tc đ tính toán ta nên s dng
thut toán chia đôi nh lu đ
bên.
Dùng bài toán thun tính
mc tn tht t bào và so sánh
vi mc tn tht yêu cu. Tin
hành lp liên tc cho đn khi s
sai khác v t l tn tht t bào
nh hn mt sai s  thì dng
chng trình và đa ra kt qu
bng thông yêu cu.

Hình 5.3 S đ thut toán tính bng thông đa dch v chuyn mch gói


19
5.3. Xây dng quy hoch lu lng cho mng 3G nm 2007
5.3.1. Mô hình hoá lu lng
Sp xp 64 tnh t Bc vào Nam th t t trên xung di, t trái
sang phi, tham kho thêm kinh đ v đ các tnh. S th t hay v trí sp
xp ca các tnh thành là c đnh. Các mô t v h s phân b, h s phát
trin, lu lng phát sinh phi đc sp xp đúng theo trt t nêu trên đ
tin cho vic tính toán xp ch
ng các ngun lu lng.
5.3.2. Xây dng bài toán phân b lu lng
Vi điu kin cân bng thu phát, ta có tng lu lng:

) )( (
2121
1
1
NNji
Ni
Nj
TTTaaaTaT +++++==
∑
=
=
(5.30)

1) () (
2121
=+++>−−−−−=++
NN
aaaTTTT
(5.31)
Tng lu lng đn mt Nút i s là:
TaTTTa
iNi
=++ ) (
21
(5.32)
Sau khi bin đi theo điu kin cân bng thu phát thì các giá tr a
i

(i=1 n) ca vec t

), ,(
21 N
aaaW
li biu din đúng t l (hay trng s)
lu lng ca chính nút th i trong toàn b lu lng tng th ca tp
hp N Nút.
5.3.3. Phng án điu chnh lu lng bt đi xng
Ta có th đ xut công thc tính dung lng chuyn giao gia hai tnh
thành theo hai hng đi v nh sau:
j
i
jiji
TaaT
η
η

,
=
và
i
j
jiij
TaaT
η
η

,
=
(5.12)
Trong đó, a

i
, a
j
là các trng s vùng min; T: Tng lu lng

i

j
là đc tính chim kênh trung bình ca thuê bao
Có th đ xut phân lp thuê bao thành 3 loi:
- Vùng đc tính lu lng cp 1: Hà ni, H Chí Minh
- Vùng đc tính lu lng cp 2: Qung Ninh, Hi phòng, Hi Dng

20
à Nng, Tha Thiên Hu ; Bình Dng,
ng Nai,Vng tàu, An Giang, Cn Th.
- Vùng đc tính lu lng cp 3: Các tnh còn li.
5.3.4. Lu lng phát sinh cho nm 2007

Xut phát t s thuê
bao và đc tính trung bình
ca thuê bao ta tính đc
tng lu lng Erlang
trung bình trong vùng
phc v. Áp dng hàm
Erlang ngc (ph lc 3)
ta có th tính đc s
kênh cn thit.
Hình 5.4. Cu trúc 3
vùng lu lng nm 2007

5.4. ánh giá các phiên bn 3G
Vic phát trin t 2,5G (GPRS/EDGE) phát trin lên UMTS có th
bt đu bng thêm chuyn mch mm, các gateway thoi và lõi chuyn
mch gói (R3), thêm phn vô tuyn 3G (R4), phát trin dch v
multimedia IP (IMS) (R5), SIP và QoS. Xu hng tip theo là tin ti
mt mng lõi toàn IP.
5.5.  xut la chn mô hình
Nên trin khai mng 3G theo mô hình phiên bn R4 là hp lý nht vì
tn dng đc h tng và d dàng nâng cp lên các phiên bn cao hn.
Mô hình mng 3G Vit nam giai đon đu bao gm mng truy cp
vô tuyn s dng công ngh WCDMA và mng lõi theo phiên bn 3GPP
R4. Phn vô tuyn tp trung ph sóng ti Hà ni, H Chí Minh, à
Nng. Phn mng lõi đc lp đt ti 3 thành ph này và m rng mng
t 3 trung tâm trên.

21

Hình 5.8
S đ tng th mng 3G giai đon đu
5.6.  xut quy hoch cho nm 2010
5.6.1. t vn đ
Cn thêm hai v trí đ chia s lu lng cho Hà ni và TP. H Chí
Minh. xut điu chnh dch v: Sau mt thi gian phát trin s có 10%
thuê bao  mc lu lng cao, 30% thuê bao  mc lu lng trung bình
và 60% thuê bao  mc lu lng thp.
5.6.2. Xây dng bài toán quy hoch cho nm 2010
Do lu lng quá tp trung  H Chí Minh (và Hà ni) nên đ ri ro
cao vì vy cn bin đi t 3 vùng lu lng sang 5 vùng lu lng.

22

Các bc thc hin quy hoch:
-
D báo lu lng cho nm 2010;
- Ti u hoá cho tng vùng lu lng bng quy hoch tuyn tính;
- Tìm mt đim sao cho tng giá thành lu lng toàn “Vùng” ti
đim đó là nh nht. Thut
toán thc hin nh sau:
+ Lp trên toàn b các tnh
trong mt “Vùng”
+ Tính giá thành toàn mng bng
tng lu lng nhân khong cách
ca tt c các thành phn khác.
(Khong cách đc suy ra t
kinh đ, v đ)
+ So sánh đ tìm ra đim ti u.
Hình 5.9. Phân b 5 vùng lu lng nm 2010.
- nh tuyn theo vùng bng cách chn khong cách ngn hn
- ánh giá kt qu và tính toán s b thit b.
Tóm tt
Chng 5 xây dng mô hình quy hoch lu lng theo dng vec -
t lu lng đ dài 64, t chc d liu dng ma trn 8 x 8 đ thc hin
tính toán quy hoch và xp chng lu lng, xác đnh hàm phát trin
thuê bao đin thoi di đng, t l gia các vùng min mà quy mô lu
lng đin thoi di đng cho 64 tnh thành cho nm 2007 và quy hoch
cho nm 2010.
Ý ngha lý thuyt ca chng là mô hình quy hoch theo ma trn
vùng min, phng án phân b lu lng theo bài toán vn ti và điu
chnh lu lng b
t đi xng theo đc tính gi ca thuê bao.
Ý ngha thc tin ca chng là hàm d báo phát trin thuê bao di

đng, mô hình khi đu v mng, thit b và lu lng cho nm 2007 và
quy hoch cho nm 2010.

23
KT LUN

1. V ni dung lun án
Lun án đã xây dng mt cách tip cn gii quyt bài toán quy
hoch vi các ràng buc v đm bo cht lng, s dng tt tài nguyên
và đm bo yêu cu phát trin. Kt qu ca bài toán là mô hình mng
Thông tin di đng 3G đu tiên  Vit Nam. V mt lý thuyt, có th rút
ra mt s kt lun sau:
-
Vn đ quy hoch đng thi vùng ph sóng cho c hai h thng
GSM và WCDMA có th gii quyt trên c s xp chng các lp
ph sóng cho tng công ngh. Vùng ph sóng đc biu din trong
không gian ba chiu mà giá tr cao đ là cng đ trng hoc xác
sut ph sóng. Tình trng ph sóng có th biu din di dng bng
các giá tr 0 và 1 trên c s so sánh đ nhy ca máy di đ
ng vi
cng đ trng hoc mc xác sut ngng. Bng thut toán lp và
so sánh toàn b các "cao đim nghi ng có th xác đnh đc đc
tính truyn sóng ca tuyn, s dng các công thc và chng trình
máy tính có th xây dng đc "bn đ" suy hao trong vùng nghiên
cu. Công c này có th s dng đ tìm kim v trí trm gc.
-
Vn đ đm bo cht lng cho quy hoch có th đc gii quyt
bng vic kho sát nng lc thc t ca h thng thit b trong các
trng hp đin hình và đa vào bài toán quy hoch đ tìm ra gii
hn trên ca thit k. Trên vùng đin hình, các ch tiêu thit k là bán

kính và thông lng có th đc tính toán theo các công thc gn
đúng (3.36) và (3.37). Nói cách khác, quan h "ba bi
n s" và phi
tuyn gia khong cách, thông lng và công sut chuyn v quan
h tuyn tính, điu khin công sut trong min hu hn.
-
Tiêu chí hiu qu s dng tài nguyên h thng có th đc s dng
làm gii hn di ca thit k. Biu thc hiu qu đc xây dng
trên ba yu t: Không gian, dung lng và hiu qu lu lng đc
biu din bng mt đ bng thông trên bng tn. i vi Công ngh

24
3G/WCDMA có th s dng quan h s ngi s dng đng thi và
bán kính (4.13) đ la chn ch tiêu thit k cell . Ngoài ra, đi vi
các vùng nông thôn, khi nng lc h thng d tha có th thay đi
cách ghép khung đ kéo dài thi gian s dng Pin cho máy cm tay.
V mt thc tin, lun án xây dng mt cách tip cn mang tính
phát trin trong vic trin khai h thng Thông tin di đng th h 3  Vit
Nam, d kin vào nm 2007. Có th rút ra mt s nhn đnh sau:
- Vic chun b trin khai h thng thông tin di đng th h 3 ti thi
đim này là hp lý. Mô hình khi đu nên theo phiên bn nm 2004
(R4) vi 3 trung tâm chính là Hà ni, H Chí Minh và à Nng.
Các nhà khai thác có th trin khai chung mng 3G/WCDMA đ
nâng cao hiu qu đu t tuy nhiên không nên c gng tn dng,
dùng chung h tng vi công ngh GSM. Các tham s thit k đi
vi mt cell có th rút ra t k
t qu ca các chng 3 và 4. T các
ch tiêu ca cell, kt hp vi kt qu d báo tng trng s lng
thuê bao và mc dch v có th tính đc s lng thit b yêu cu.
-

Mô hình lu lng cho mng di đng nói riêng và mng vin thông
nói riêng có th t chc thành dng ma trn 8 x 8 trong đó mi giá
tr lu lng ti mt ô ca là mt vec-t 64 giá tr. Vic phân phân
b lu lng theo bài toán vn ti, điu chnh lu lng bt đi
xng theo h s phân b vùng min. Trong tng lai nên quy hoch
thành 5 vùng lu lng bng vic b sung thêm hai trung tâm l
u
lng ph đ đm bo an toàn h thng và tit kim tài nguyên.
2. nh hng nghiên cu tip theo
Hng nghiên cu tip theo ca lun án là vic x lý và điu chnh
h thng trên c s khai thác thc t và điu kin thi gian thc:
- Quy hoch x lý lu lng đng, điu khin thi gian thc trong
quá trình khai thác.
- m bo cht lng dch v cho mô hình chuyn mch gói IP.
- Mô hình chia s th trng và dch v khi có nhiu nhà khai thác.