Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng và vùng phủ sóng mạng 3g

Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn




BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI






Chuyên ngành :Kỹ thuật ñiện tử
Mã ngành: 60520203


LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO DUNG LƯỢNG
VÀ VÙNG PHỦ SÓNG MẠNG 3G

HỌC VIÊN THỰC HIỆN :NGUYỄN ĐÌNH HOÀN

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. NGUYỄN THANH TÙNG

Hà Nội, 10/2013

NGUYỄN ĐÌNH HOÀN



NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ



KHOÁ HỌC :2011-2013

Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO DUNG
LƯỢNG VÀ VÙNG PHỦ SÓNG MẠNG 3G

NGUYỄN ĐÌNH HOÀN

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

MÃ SỐ: 60520203


Người hướng dẫn khoa học:TS. NGUYỄN THANH TÙNG


Hà Nội - 2013
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn



LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong Viện Đại học
Mở Hà Nội, các thầy cô trong khoa Điện tử - Viễn thông trường ĐHBK-Hà Nội ñã
giúp ñỡ, góp ý cho em trong quá trình thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể ñồng nghiệp Trường cao ñẳng nghề
Kỹ thuật Thiết bịY tế, các khoa phòng trong trường ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ tôi
trong quá trình học tập và làm luận văn này. Cảm ơn các học viên của lớp K4– Điện
tử viễn thông ñã tạo ñiều kiện và có những lời khuyên bổ ích giúp ñỡ tôi trong quá
trình thực hiện ñề tài này.
Xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, những người ñã có nhiều ñộng viên, khuyến
khích tôi trong cuộc sống cũng như trong học tập.
Đặc biệt, Em muốn cảm ơn sâu sắc tới thầy TS. Nguyễn Thanh Tùng – thầy

giáo hướng dẫn. Thầy ñã tận tình hướng dẫn, gợi ý cho em hoàn thành luận văn thạc
sĩ này. Cảm ơn những lời nhận xét quý giá của thầy.
Một lần nữa tôi xin gửi lời cảm ơn tới tất cả những người ñã hỗ trợ và giúp
ñỡ tôi trong quá trình hoàn thành quyển luận văn thạc sĩ này.
Hà Nội, tháng 10 năm 2013


Nguyễn Đình Hoàn








Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn



MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 4
CHƯƠNG I. PHÂN TÍCH XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG 3G TRÊN
THẾ GIỚI 6
I. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG 3G TRÊN THẾ GIỚI 6
1. Thực trạng mạng 3G trên thế giới 6
2. Xu hướng phát triển trong những năm tới 7

II. TỔNG QUAN CẤU TRÚC VÀ CÔNG NGHỆ MẠNG 3G 9
1. Cấu trúc cơ bản mạng 3G 9
1.1. Tổng quan về mạng 3G 9
1.2 Cấu trúc cơ bản mạng 3G 9
2. Các dịch vụ trên mạng Mobifone hiện tại 11
CHƯƠNG II. CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO DUNG LƯỢNG VÀ VÙNG
PHỦ SÓNG 3G 12
I. GIỚI THIỆU CHUNG 12
II. CÁC KỸ THUẬT CẢI THIỆN VÙNG PHỦ SÓNG 14
1. Các kịch bản giới hạn vùng phủ sóng hướng lên và hướng xuống 15
2. Phân tích quỹ ñường truyền 16
3. Ảnh hưởng của tải cell hướng lên và công suất phát Node B 18
3. 1 Ảnh hưởng của tải cell hướng lên 18
3. 2 Ảnh hưởng của công suất phát trạm gốc 20
4. Giải pháp sử dụng các bộ khuếch ñại và anten tích cực 23
4. 1 Ảnh hưởng của bộ khuếch ñại (MHA) và anten tích cực 24
4. 2 Xem xét tính thực tiễn 26
5. Giải pháp main-remote – bộ khuếch ñại ñầu xa 27
5.1 Ảnh hưởng của bộ khuếch ñại công suất ñầu xa 28
5. 2 Xem xét tính thực tiễn 29
6. Kỹ thuật MIMO (nhiều ñầu vào ra) 29
6. 1 Ảnh hưởng của kỹ thuật MIMO 30
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

6. 2 Xem xét tính thực tiễn 31
7. Kỹ thuật beamforming 32
7. 1 Ảnh hưởng của kỹ thuật beamforming 33

8. Kỹ thuật sector hóa 34
8. 1 Ứng dụng kỹ thuật sector hóa 36
9. Repeater 39
9. 1. Ảnh hưởng của repeater 42
9.2. Triển khai Micro-cell 43
10. Ảnh hưởng của Micro-cell 44
III. CÁC KỸ THUẬT NÂNG CAO DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 48
1. Kịch bản giới hạn dung lượng hướng lên và hướng xuống 49
1.1. Phân tích phương trình tải 50
1.2. Sóng mang và mã scrambling code phụ 52
1.3. Ảnh hưởng của sóng mang phụ 53
1. 4. Ảnh hưởng của mã scrambling code phụ 55
2. Cấu hình tối ưu triển khai (ROC) 57
2.1. Ảnh hưởng khi sử dụng cấu hình ROC 59
2. 2 Xem xét tính thực tiễn 63
3. Quy trình nâng cấp dung lượng 63
CHƯƠNG III. CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT TRIỂN KHAI TRÊN
MẠNGMOBIFONE 65
1. Ứng dụng MHA (bộ khuếch ñại tín hiệu ñường lên) 66
2. Ứng dụng anten thông minh 66
3. Giải pháp mới phủ sóng indoor 67
3. 1. Picocell 67
3. 2 Femtocell 68
KẾT LUẬN 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO 71
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1: Dự báo sự phát triển thuê bao HSPA tới năm 2014 7
Hình 2 : Dự báo phát triển thuê bao 3G toàn cầu theo các công nghệ giai ñoạn 2009-
2014 9
Hình 3: Cấu trúc mạng 3G trong tổng thể mạng TTDĐ 10
Hình 4: Mối quan hệ giữa suy hao truyền sóng cho phép lớn nhất với dung lượng
macrocell,với công suất phát trạm gốc 19
Hình 5: Mối quan hệ giữa suy hao truyền sóng cho phép lớn nhất với dung lượng
macrocell,với công suất phát trạm gốc 21
Hình 6: Mối quan hệ giữa yêu cầu công suất phát trạm gốc và tải cell với suy hao
ñườngtruyền cho phép. 20%công suất của cell ñựơc dành riêng cho các kênh chung.
23
Hình 7: Phân hệ bộ thu trạm gốc: WCDMA riêng biệt với dung lượng macrocell,với
công suất phát trạm gốc 24
Hình 8 : Phân hệ bộ thu trạm gốc: WCDMA riêng biệt và mô hình chia sẻ feeder
với GSM 27
Hình 9: Cấu trúc trạm main-remote sử dụng bộ khuếch ñại ñầu xa 27
Hình 10: Cấu trúc máy phát cho ñiều khiển tốc ñộ trên mỗi anten 30
Hình 11: Cấu trúc máy phát cho phân tập phát không gian – thời gian với ñiều khiển
tốc ñộ phân nhóm 30
Hình 12: Chuỗi tuyến tính ñồng nhất cho 1 nhóm anten 33
Hình 13: Khái niệm về việc sử dụng repeater 40
Hình 14: So sánh giữa các repeater tương tự, số và WCDMA 40
Hình 15: Cấu trúc cấu hình trạm gốc tối ưu khi triển khai 59
Hình 16: Quá công suất phát hướng xuống khi sử dụng cấu hình ROC 61
Hình 17: Quy trình nâng cấp dung lượng 64
Hình 18: Ứng dụngMHA 66
Hình 19: Ứng dụng anten thông minh 67
Hình 20: Thiết bị picocell 68
Hình 21: Giải pháp femtocell 69

Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Dự trữ ñường truyền cho các dịch vụ dữ liệu bất ñối xứng 15
Bảng 2: Quỹ ñường truyền phụ thuộc vào loại dịch vụ 17
Bảng 3: Ảnh hưởng của việc tăng tải cell hướng lên 20
Bảng 4: Cấu hình công suất phát trạm gốc 21
Bảng 5: Bộ tham số cho phân hệ thu của bộ khuếch ñại MHA 25
Bảng 6: Ưu ñiểm của việc sử dụng bộ khuếch ñại MHA 25
Bảng 7: Tổn hao về dung lượng khi sử dụng bộ khuếch ñại MHA 26
Bảng 8: So sánh các bộ khuếch ñại RF ñầu xa và các repeater 28
Bảng 9: Đánh giá ñộ lợi về dung lượng khi sử dụng các bộ khuếch ñại ñầu xa 29
Bảng 10: Giảm các yêu cầu Eb/No khi sử dụng kỹ thuật beamforming búp sóng cố
ñịnhvà 4 anten MRC liên quan tới yêu cầu Eb/No của bộ thu 2 nhánh cho các dịch
vụ thoại với tỷ lệ BER là 1% 33
Bảng 11: Giảm yêu cầu Eb/No ñược cấp phát với kỹ thuật beamforming búp sóng
cố ñịnh liên quan tới cell ñược cấu hình với một phần tử phát ñơn. 34
Bảng 12: Ứng dụng các mức sector hóa khác nhau 36
Bảng 13: Loại anten, nhiễu giữa các cell và soft handover overhead ñối với các mức
sector hóa khác nhau 36
Bảng 14: Ảnh hưởng của sector hóa ñối với dung lượng, dựa trên suy hao ñường
truyền cho phép 154.4 dB tương ứng với dịch vụ dữ liệu hướng lên 64 kbps 37
Bảng 15: Ảnh hưởng của sector hóa ñối với dung lượng, dựa trên suy hao ñường
truyền cho phép 154.4 dB tương ứng với dịch vụ dữ liệu hướng lên 384 kbps 38
Bảng 16: mô tả chỉ tiêu kỹ thuật của 1 repeaterWCDMA 41
Bảng 17: Sự khác nhau về quỹ ñường truyền của cell donor và repeater 43

Bảng 18: Ảnh hưởng trên dung lượng hướng lên ñối với thuật ngữ thuê bao thoại
khi repeater ñược thiết kế cho 30% tải cell 43
Bảng 19: Sự so sánh khi sử dụng giải pháp micro-cell 44
Bảng 20: So sánh các tham số liên quan tới dung lượng micro-cell và macro-cell 45
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

Bảng 21: so sánh về dung lượng giữa macro-cell với suy hao ñường truyền cho
phép 152.2 dB và micro-cell với suy hao ñường truyền lớn nhất cho phép là 144.7
dB và công suất phát cấp cho chúng là 20W 46
Bảng 22: Dung lượng micro-cell khi cấp phát công suất phát 8 W, suy hao ñường
truyền tối ña cho phép 144.7 dB 47
Bảng 23: Sự giới hạn về kênh lưu lượng micro-cell của cây mã kênh ñơn 47
Bảng 24: so sánh liên quan ñến vùng phủ của macro-cell và micro-cell 48
Bảng 25: Các kịch bản giới hạn hướng lên và hướng xuống 50
Bảng 26: Sự thay ñổi về thông lượng cell ñối với từng dịch vụ 51
Bảng 27: So sánh tải cell hướng lên và hướng xuống 52
Bảng 28: Dung lượng của 1 cell giới hạn dung lượng hướng xuống với các cấu hình
công suất phát và sóng mang khác nhau 55
Bảng 29 : Dung lượng micro-cell sử dụng và khi không sử dụng phân tập phát 56
Bảng 30 : Giới hạn kênh lưu lượng khi sử dụng hệ số trải phổ trực giao 57
Bảng 31: So sánh về mặt dung lượng khi sử dụng cấu hình trạm thông thường với
cấu hình trạm ROC với suy hao ñường truyền cho phép là 154.4 dB 62
Bảng 32: So sánh về mặt dung lượng khi sử dụng cấu hình trạm thông thường với
cấu hình trạm ROC với suy hao ñường truyền cho phép là 156.6 dB 62
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay trong cuộc sống hàng ngày thông tin liên lạc ñóng một vai trò rất
quan trọng không thể thiếu ñược, nó quyết ñịnh nhiều mặt hoạt ñộng của xã hội,
giúp con người nắm bắt
nhanh chóng các giá trị văn hoá, kinh tế, trong khoa học kỹ thuật rất ña dạng và
phong phú.
Trong giai ñoạn ñầu triển khai cung cấp dịch vụ mạng 3G UMTS, vùng phủ
mạng 3G có thể bị giới hạn bởi nhiều yếu tố như số lượng trạm, tần số máy thu
phát Do ñó, việc nghiên cứu các phương pháp nhằm nâng cao dung lượng và cải
thiện vùng phủ sóng cho mạng 3G trong giai ñoạn ñầu triển khai có ý nghĩa vô
cùng quan trọng giúp các nhà cung cấp dịch vụ di ñộng trên toàn thế giới tiết kiệm
chi phí ñầu tư, ñảm bảo chất lượng dịch vụ, ñáp ứng nhu cầu của khách hàng.
Tại Việt Nam, các giấy phép cung cấp dịch vụ mạng 3G ñã ñược cấp và các
nhà cung cấp dịch vụ di ñộng ñang bắt tay thiết lập mạng lưới 3G. Vấn ñề sử dụng
lại cơ sở hạ tầng ñược ñặt ra như một ưu tiên quan trọng, ñặc biệt ñối với các nhà
mạng có số lượng trạm BTS 2G lớn (Vinaphone, MobiFone, Viettel). Khi sử dụng
chung cơ sở hạ tầng với các trạm 2G, do ñặc thù về tần số, công suất máy thu phát
và các vấn ñề liên quan ñến nhiễu, có thể nhận thấy vùng phủ của các trạm 3G
phần lớn sẽ nhỏ. Đặc biệt trong bối cảnh số lượng trạm 3G lắp ñặt trong giai ñoạn
ñầu còn ít, các “lỗ hổng” trong vùng phủ sóng 3G sẽ rất nhiều, do ñó việc lựa chọn
các giải pháp tối ưu nhằm nâng cao dung lượng và cải thiện vùng phủ sóng giúp
nhà khai thác tiết kiệm chi phí ñầu tư trong khi vẫn ñảm bảo về dung lượng và
chất lượng như mong muốn là một yêu cầu tất yếu.
Mobifone ñã tiến hành cung cấp dịch vụ 3G từ tháng 12/2009. Hiện tại
vùng phủ sóng mạng 3G còn hạn chế. Trong thời gian tới việc mở rộng vùng phủ
sóng, nâng cao dung lượng mạng 3G là công việc cấp bách cần triển khai thực
hiện ñể ñảm bảo chất lượng dịch vụ 3G, nâng cao uy tín, thương hiệu của nhà khai
thác.

Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

Mục tiêu của ñề tài bao gồm:
- Phân tích xu hướng phát triển mạng 3G trên thế giới (Sự bùng nổ thuê bao
3G, nhu cầu và xu hướng phát triển các dịch vụ, nhu cầu ñối với việc ñảm bảo
dung lượng và vùng phủ sóng)
- Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng và vùng phủ sóng
mạng 3G.
+ Các kỹ thuật cải thiện vùng phủ sóng.
+ Các kỹ thuật nâng cao dung lượng.
+ Phân tích chi tiết các kỹ thuật cải thiện vùng phủ sóng, nâng cao dung
lượng.
- Đề xuất ứng dụng các giải pháp cho mạng 3G hiện tại.
Đề tài gồm 3 phần chính:
1. Chương I: Phân tích xu hướng phát triển mạng 3G trên thế giới
2. Chương II: Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng và vùng
phủ sóng mạng 3G
3. Chương III: Đề xuất ứng dụng các giải pháp cho mạng Mobifone
Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này em xin chân thành cảm ơn thầy giáo
TS.Nguyễn Thanh Tùng ñã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận
văn
Em cũng chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa kỹ thuật ñiện tử .
Do thời gian có hạn, ñề tài khó tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy em rất
mong nhận ñược sự ñóng góp ý kiến của các thầy cô giáo cũng như ñồng nghiệp
ñể hoàn thiện hơn nữa.
Xin chân thành cảm ơn.

Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

CHƯƠNG I. PHÂN TÍCH XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN
MẠNG 3G TRÊN THẾ GIỚI.

I. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG 3G TRÊN THẾ GIỚI
1. Thực trạng mạng 3G trên thế giới
Hiện nay 3G ñang chiếm vị thế áp ñảo tại các nước công nghiệp phát triển.
Số lượng ñiện thoại 3G luôn có tốc ñộ phát triển lấn lướt các thế hệ ñiện thoại cũ
và có thể dự ñoán rằng các thiết bị 2G, thậm chí 2,5G sẽ bị ñẩy vào dĩ vãng trong
tương lai gần.
Phân tích nguyên nhân phát triển mạnh mẽ của 3G ở các thị trường này, ta
thấy rằng ngoài việc nhu cầu sử dụng dịch vụ của người tiêu dùng thì các chính
sách hỗ trợ từ các nhà mạng và các nhà phát triển dịch vụ tiện ích cộng thêm là
một ñộng lực thúc ñẩy rất quan trọng. Ví dụ các nhà mạng luôn cung cấp các mẫu
ñiện thoại thông minh thế hệ mới với giá hấp dẫn ñể người tiêu dùng dễ tiếp cận.
Song song với ñó, những tính năng và tiện ích ưu việt liên tục ñược cập
nhật ñể khuyến khích người dùng làm quen và khai thác. Sau gian ñoạn bùng nổ
3G diễn ra trong vòng hai năm qua, dự báo tới ñây 3G lại sẽ có ñợt bùng nổ thứ
hai do việc ñầu tư và hạ tầng 3G giảm ñáng kể khiến nhiều nhà mạng có thể tham
gia vào thị trường này, hoặc mở rộng tầm phủ sóng 3G tới các “vùng sâu, vùng
xa”. Giá thiết bị ñầu cuối (ñiện thoại thông minh) cũng sẽ có mức giảm giá ñáng
kể ñể bất cứ ai cũng có thể sở hữu và cùng với nó là các tiện ích liên quan tới 3G
ngày càng ñược hoàn thiện.

Theo thống kê, hiện nay trong số 5 tỷ thuê bao ñiện thoại di ñộng trên toàn
thế giới có khoảng 1 tỷ thuê bao 3G (tương ñương với 20%). Tính riêng trong năm
2010, cứ mỗi 100 thuê bao mới thì có tới 40 thuê bao 3G. Với ñà này, tới năm
2014 dự báo sẽ có khoảng 2,8 tỷ thuê bao sử dụng dịch vụ 3G mà trong ñó các thị
trường mới nổi (gồm cả Việt Nam) sẽ chiếm tỷ trọng áp ñảo. Và ñây ñược dự ñoán
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

sẽ là “chiến trường” cạnh tranh dữ dội nhất của các hãng ña quốc gia cũng như các
thương hiệu ñịa phương ñang nổi.

2. Xu hướng phát triển trong những năm tới
Theo dự báo, HSPA sẽ là công nghệ băng rộng di ñộng chủ ñạo trong 5 năm tới.
HSPA (công nghệ truy nhập gói tốc ñộ cao) gồm có hai giao thức băng
rộng di ñộng, gọi là HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access: Truy cập gói
Đường xuống tốc ñộ cao) và HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access: Truy
cập Gói Đường lên tốc ñộ cao), vận hành trên các thiết bị 3G.
Một nghiên cứu của Juniper Research ñã khẳng ñịnh HSPA sẽ là công nghệ
băng rộng di ñộng "chiếm lĩnh" thị trường này trong những năm tới và sẽ chiếm gần
70% tổng số thuê bao băng rộng di ñộng. Trong khi ñó, một nghiên cứu khác của
Informa Telecoms & Media dự ñoán rằng HSDPA sẽ chiếm 65% của các thuê bao
băng rộng di ñộng 3,5G trên khắp thế giới với 2,8 tỉ thuê bao vào năm 2014 (Hình
2).


Hình 1: Dự báo sự phát triển thuê bao HSPA tới năm 2014
Pringle cũng ñưa ra nhận ñịnh rằng HSPA sẽ là công nghệ băng rộng di
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng

và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

ñộng chiếm lĩnh trong ít nhất là 5 năm tới, sau ñó nó có thể bị bắt kịp bởi các công
nghệ 4G như LTE.
Theo dự báo của Telecom Informa, trong khi dữ liệu thoại tăng chậm, thuê
bao cố ñịnh phát triển chững lại thì thuê bao di ñộng tiếp tục bùng nổ, kéo theo lưu
lượng dữ liệu tăng với tốc ñộ chóng mặt.
Lưu lượng dữ liệu qua mạng ñến năm 2012 ñược dự báo là sẽ tăng gấp 25
lần so với cuối năm 2008 kéo theo doanh thu từ dữ liệu cũng tăng gấp 2 lần. Đồng
thời sự tham gia thị trường của các công nghệ mới như LTE sẽ tạo ñộng lực cạnh
tranh và làm cho giá cước trên 1 Mb dữ liệu giảm từ 0,6 Euro xuống chỉ còn 0,1
Euro vào năm 2012. Sự phát triển bùng nổ về dữ liệu kéo theo sự tăng trưởng ấn
tượng về doanh thu của các nhà mạng sẽ trở thành ñộng lực chính thúc ñẩy các
nhà mạng này triển khai các công nghệ mới mà ñiển hình là Femtocell. Femtocell
có thể giúp các nhà khai thác di ñộng giảm chi phí khai thác (OPEX) cũng như
tăng hiệu quả cho các chi phí ñầu tư ban ñầu trong các giải pháp phân phối tài
nguyên vô tuyến tại những nơi như hộ gia ñình, văn phòng.
Tính riêng trong năm 2010, cứ mỗi 100 thuê bao mới thì có tới 40 thuê bao
3G. Với ñà này, tới năm 2014 dự báo sẽ có khoảng 2,8 tỷ thuê bao sử dụng dịch vụ
3G mà trong ñó các thị trường mới nổi (gồm cả Việt Nam) sẽ chiếm tỷ trọng áp
ñảo.
Đây ñược cho là giai ñoạn phát triển ấn tượng của các thuê bao 3G và là
giai ñoạn tiền ñề ñể 3G chính thức chiếm lĩnh thị trường di ñộng từ năm 2015.

Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn







Hình 2 : Dự báo phát triển thuê bao 3G toàn cầu theo các công nghệ giai ñoạn
2009-2014

II. TỔNG QUAN CẤU TRÚC VÀ CÔNG NGHỆ MẠNG 3G
1. Cấu trúc cơ bản mạng 3G
1.1. Tổng quan về mạng 3G:
Công nghệ 3G theo tiêu chuẩn WCDMA là công nghệ ña truy nhập phân
chia theo mã băng thông rộng:
Thuê bao 3G 14 Triệu


- Dải tần hoạt ñộng: 1920 – 1980 MHz cho hướng lên (uplink) và 2110 –
2170MHz cho hướng xuống (downlink).
- Chế ñộ truyền: truyền song công phân chia theo tần số (FDD). Mỗi kênh
vô tuyến có ñộ rộng: 5 MHz.
- Các thuê bao phân biệt bởi các mã khác nhau.

- Thu và phát tín hiệu liên tục.
- Thiết kế mạng trên cơ sở thiết kế mã, sử dụng chung tần số.
- Không cần thiết kế tần số.
- Cần thiết kế cho chuyển giao cell lân cận, quy hoạch mã scrambling code.
1.2 Cấu trúc cơ bản mạng 3G
Công nghệ mạng 3G dựa trên nền tảng ña truy nhập phân chia theo mã
băng
rộng WCDMA hỗ trợ ña dịch vụ theo nhu cầu, ñáp ứng nhu cầu giải trí và
kinh doanh ngày càng cao của người dân. Có bốn lớp dịch vụ, thoại, luồng, tương
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

tác và nền. Mỗi lớp dịch vụ có yêu cầu cụ thể về chất lượng như ñộ trễ và tốc ñộ
lỗi bit riêng
- Ưu ñiểm của mạng 3G:
- Hỗ trợ tốc ñộ truyền cao hơn.
- Các dịch vụ ña dạng và phong phú hơn.
- Chất lượng thoại tốt hơn.
- Dung lượng mạng ñược mở rộng hơn.
- Chi phí ñược giảm thiểu.
- Chế ñộ bảo mật tốt hơn.
- Hiệu quả sử dụng tần số cao
- Dễ dàng chuyển giao liên mạng giữa 3G và 2G.


Hình 3: Cấu trúc mạng 3G trong tổng thể mạng TTDĐ
Node B có chức năng giống như trạm thu phát gốc BTS trong mạng 2G.
Các Node B có những chức năng tối thiểu, và ñược ñiều khiển bởi RNC

(Radio Network Controller). Tuy nhiên, ñiều này ñang thay ñổi với sự xuất hiện
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

của HSPA bao gồm HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) và HSUPA
(High Speed Uplink Packet Access), khi một số thuật toán (ví dụ như thuật toán
truyền lại) ñược xử lý trên Node B nhằm giảm thời gian ñáp ứng.
WCDMA hoạt ñộng tại băng tần 2100 MHz, sử dụng tần số cao hơn trong
GSM, nên phạm vi phủ sóng của cell nhỏ hơn ñáng kể so với cell GSM, và không
như trong GSM, kích cỡ một cell là không cố ñịnh, phụ thuộc vào tải lưu lượng.
Một Node B có thể phục vụ nhiều cell, ñược gọi là các sector, phụ thuộc
vào cấu hình của anten. Cấu hình chung bao gồm cell omni (360
0
), 3 sectors
(3x120
0
) hay 6 sectors (3 sectors 120
0
rộng chồng lên với 3 sector khác tần số)
Dựa vào cơ sở hạ tầng mạng của VMS và ñể tiết kiệm chi phí ñầu tư cơ sở
hạ tầng nhà trạm, các nút ñiều khiển vô tuyến RNC ñược ñặt cùng ñịa ñiểm với
MSC-S, MGW, SGSN, GGSN, OSS; các trạm thu phát sóng Node B, nút truyền
dẫn SDH phần lớn cũng ñược ñặt chung với nhà trạm BTS hiện tại. Các thiết bị
truyền dẫn SDH, cáp quang ñược sử dụng chung với mạng hiện tại.
2. Các dịch vụ trên mạng Mobifone hiện tại
Cho ñến nay, MobiFone ñã cung cấp hơn 40 dịch vụ giá trị gia tăng bao
gồm các dịch vụ cơ bản, các dịch vụ cung cấp thông tin, các dịch vụ giải trí…
phục vụ tối ña nhu cầu sử dụng của tất cả các nhóm khách hàng mục tiêu.

Đối với nhóm khách hàng trẻ, các dịch vụ giá trị gia tăng mà MobiFone
cung cấp bao gồm:
- SMS: là dịch vụ nhắn tin ngắn cho phép khách hàng gửi thông ñiệp cho
các thuê bao khác dưới dạng text. Đây là dịch vụ giá trị gia tăng ñược khách hàng
trẻ yêu thích và có tỷ trọng doanh thu lớn nhất trong các dịch vụ giá trị gia tăng
của MobiFone.
- Mobile Internet (GPRS): là dịch vụ truy cập internet di ñộng, giúp khách
hàng có thể kết nối mọi lúc, mọi nơi bằng chính chiến ñiện thoại di ñộng của
mình.
- FunRing: là dịch vụ nhạc chuông chờ, cho phép khách hàng cài ñặt những
bản nhạc, bài hát, giai ñiệu,… thay thế cho tiếng chuông chờ thông thoại ñơn ñiệu.
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

- Live Info: LiveInfo là dịch vụ cung cấp thông tin cho khách hàng theo
một cách truyền tin mới, rất thuận tiện và không làm phiền khách hàng. Tin tức do
dịch vụ LiveInfo cung cấp sẽ tự ñộng xuất hiện trên màn hình ñiện thoại của khách
hàng khi máy ñang ở chế ñộ rỗi. Với dịch vụ Live Info, khách hàng luôn ñược cập
nhật những thông tin mới nhất trong tất cả các lĩnh vưc: thể thao, âm nhạc, giải trí,
xã hội,…
Ngoài ra MobiFone cung cấp rất nhiều dịch vụ giá trị gia tăng khác như
game, các dịch vụ nội dung qua SMS, các dịch vụ trên nền data,… phục vụ nhu
cầu sử dụng của các nhóm khách hàng khác nhau.

CHƯƠNG II. CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO
DUNG LƯỢNG VÀ VÙNG PHỦ SÓNG 3G

I. GIỚI THIỆU CHUNG
Mật ñộ và cấu hình trạm kết hợp của nhà khai thác dịch vụ chủ yếu ñược
xác ñịnh bởi vùng phủ phục vụ và mục tiêu về dung lượng hệ thống. Mật ñộ trạm
xác ñịnh việc triển khai hệ thống giai ñoạn ñầu nên ñược tính toán phù hợp với các
yêu cầu về vùng phủ sóng và dung lượng mạng hiện tại và trong tương lai. Đối với
thuật ngữ dung lượng, mật ñộ trạm nên ñủ khả năng ñể cho phép nâng cấp dung
lượng ngoài việc chèn thêm các trạm mới. Ví dụ, bao gồm việc sử dụng các sóng
mang phụ, phân tập phát hướng xuống hoặc là sector hóa thêm. Khi làm như vậy,
việc quy hoạch mạng vô tuyến nói chung không bị thay ñổi nhiều khi dung lượng
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

mạng vô tuyến tăng lên ñể hỗ trợ các mức lưu lượng ña truy nhập phân chia theo
mã (WCDMA). Để ñạt ñược các yêu cầu này, người quy hoạch mạng phải có hiểu
biết sâu về các kỹ thuật sẵn có ñể cải thiện vùng phủ sóng và tăng dung lượng hệ
thống.
Vùng phủ phục vụ và dung lượng hệ thống có thể ñược xác ñịnh thông qua
việc sử dụng công thức tính toán quỹ ñường truyền (link budget) kết hợp với cân
bằng tải cho hướng lên và hướng xuống.
o Suy hao ñường truyền lớn nhất cho phép (hướng lên) = UE EiRP – ñộ
nhạy máy thu – ñộ dự trữ fading + hệ số gain handover – suy hao thâm nhập – suy
hao cáp feeder.
Trong ñó :

BS EiRP (dbm) = BS TR Power (dBm) – cable loss (dB) + Gain của BS Tx
antenna (dbi) + ñộ nhạy máy thu của node B (dBm)
o Suy hao ñường truyền lớn nhất cho phép (hướng xuống) = BS EiRP – ñộ
nhạy máy thu – ñộ dự trữ fading + hệ số gain handover – suy hao thâm nhập – suy
hao cơ thể người dùng
Trong ñó:
BS EiRP (dbm) = BS TR Power (dBm) – cable loss (dB) + Gain của BS Tx
antenna (dbi) + ñộ nhạy máy thu của node B (dBm)
Chu trình yêu cầu vòng hồi tiếp ñể ñảm bảo mối tương quan giữa chúng,
tính toán tải cell hướng lên trong việc sử dụng dự trữ ñường truyền phụ thuộc vào
ñầu ra của phương trình tải, và số lượng lưu lượng ñược sử dụng trong phương
trình tải phụ thuộc vào ñầu ra của dự trữ ñường truyền. Các phương pháp tích phân
ñược sử dụng ñể cung cấp việc phân tích hoạt ñộng hệ thống. Các công cụ quy
hoạch mạng vô tuyến như ASSET có thể cho phép cung cấp chi tiết hơn về chất
lượng vùng phủ sóng và dung lượng hệ thống. Nhiều giả thiết mà thông số ñầu vào
của phương trình quỹ ñường truyền và tải ñược tạo ra như thông số ñầu ra bởi
công cụ quy hoạch mạng vô tuyến, ví dụ các mức nhiễu giữa các cell.
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

Thường khi vùng phủ dịch vụ ñược giới hạn bởi hướng lên mặc dù cũng
rất ñơn giản ñể xác ñịnh vị trí nào là giới hạn hướng xuống. Dung lượng hệ thống
có thể ñược giới hạn bởi cả hướng lên và hướng xuống phụ thuộc vào cấu hình
trạm, thiết bị ñầu cuối di ñộng hoặc profile về lưu lượng. Một cell giới hạn dung
lượng hướng lên khi nó ñạt tới mức tối ña cho phép của tải hướng lên. Một cell là
giới hạn về dung lượng hướng xuống khi nó ñạt công suất phát tối ña. Kịch bản
giới hạn dung lượng hướng lên có thể xảy ra ở khu vực nông thôn, nơi mà mạng
ñược quy hoạch với tải cell hướng lên tương ñối thấp ñể thu lại dự trữ nhiễu thấp

hơn. Kịch bản dung lượng hướng xuống bị giới hạn thường xảy ra nhiều hơn ở khu
vực ñô thị, tập trung ñông dân cư nơi mà mạng ñược quy hoạch với tải hướng lên
cao hơn ñể tăng dung lượng hệ thống. Nắm ñược vấn ñề giới hạn dung lượng
mạng là nền tảng ñể xác ñịnh một chiến lược tăng dung lượng.
Chương này cung cấp các giải pháp ñể cải thiện vùng phủ phục vụ và nâng
cao dung lượng hệ thống.
II. CÁC KỸ THUẬT CẢI THIỆN VÙNG PHỦ SÓNG
Hầu hết các tài liệu hiện nay ñều cho rằng vùng phục vụ là vùng giới hạn
hướng lên. Giả ñịnh này nên ñược xem xét với từng trạm cụ thể, ñối với từng dịch
vụ và cấu hình bộ ñiều khiển mạng vô tuyến (RNC). Ví dụ, một trạm mà sử dụng
các bộ khuếch ñại công suất treo trên cột (Mast Head Amplifier – MHA) cho một
dịch vụ nào ñó mà tốc ñộ dữ liệu là bất ñối xứng và RNC giới hạn công suất phát
hướng xuống lớn nhất là có khả năng giới hạn vùng phủ hướng xuống.
Phương pháp ñơn giản nhất ñể hiểu về vùng phủ dịch vụ là sử dụng dự trữ
ñường truyền. Quỹ ñường truyền thường ñưa ra các bài toán về thiết kế hệ thống
ñể cung cấp chỉ thị về phạm vi cell và các yêu cầu liên quan tới trạm. Quỹ ñường
truyền cũng có ích ñể xác ñịnh các tham số cần ñược cải thiện ñể nâng cao vùng
phủ dịch vụ.
Các kỹ thuật chính nhằm cải thiện vùng phủ dịch vụ là sử dụng các anten
tích cực, MHA, phân tập thu bậc cao hơn, tăng sector hóa và sử dụng các repeater.
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

Một số kỹ thuật chỉ giúp tăng vùng phủ, trong khi số khác cải thiện cả về vùng phủ
lẫn dung lượng. Điều này phụ thuộc vào các tham số quỹ ñường truyền.
1. Các kịch bản giới hạn vùng phủ sóng hướng lên và hướng xuống
Dự trữ ñường truyền WCDMA theo nguyên tắc cơ bản giống như trong hệ
thống GSM. Các khác biệt chính là nằm ở các yêu cầu về Processing gain, Eb/No,

soft handover gain, tải cell hướng lên ñích, ñiều khiển công suất vòng kín. Các yêu
cầu về Processing gain và Eb/No kết hợp ñể ñưa ra giá trị C/I ñích phù hợp hơn.
Tải ñích là tham số chính liên quan tới dung lượng cùng với dự trữ ñường truyền.
Tải ñích thấp phù hợp với bán kính cell rộng nhưng dung lượng cell thấp hơn.
Tham số Hướng lên Hướng xuống Đơn vị
Up link bit rate 64 384 kbps
Maximum transmit power 21 40.01 dBm
Antenna gain 0 18.5 dBi
Body/Cable loss 0.02 2 dB
Transmit EIRP 21 56.5 dBm
Processing again 17.8 10 dB
Required Eb=NO 2 4.5 dB
MDC gain 0 1.2 dB
Target loading 50 803 %
Rise over thermal noise 3 7 dB
Thermal noise density -174 -174 dBm/Hz
Receiver noise figure 3 8 dB
Interference floor -168 -159 dBm/Hz
Receiver sensitivity -117.9 -99.9 dBm
Receiver antenna gain 18.5 0 dBi
Cable/Body loss 2 0.02 dB
Fast fading margin 3 0 dB
Soft handover gain 2 2 dB
Insotropic power required -133.4 -101.9 dBm
Allowed propagation loss 154.4 158.4 dB
Bảng 1: Dự trữ ñường truyền cho các dịch vụ dữ liệu bất ñối xứng
Bảng 1 biểu diễn dự trữ ñường truyền cụ thể của một dịch vụ dữ liệu hỗ trợ
tốc ñộ 384 kbps cho hướng xuống và 64 kbps cho hướng lên. Vùng phủ dịch vụ bị
giới hạn ñường lên như chỉ thị với suy hao truyền sóng cho phép thấp hơn. Trong
ví dụ này suy hao ñường truyền cho phép cho hướng lên là 4.0 dB thấp hơn so với

hướng xuống.
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

Để mô tả kịch bản cho ví dụ này nơi mà vùng phủ dịch vụ bị giới hạn
hướng xuống, xem xét 1 trạm ñược cấu hình với bộ khuếch ñại công suất 37 dBm.
Nửa công suất phát tối ña ñược cấp phát cho các kênh lưu lượng ñơn – ví dụ ., 34
dBm. Cái này mô tả suy hao ñường truyền cho phép là 6 dB và kết quả là vùng
phủ dịch vụ bị giới hạn hướng xuống. Sử dụng MHA hoặc làm tốc ñộ bit bất ñối
xứng cũng giúp tăng giới hạn vùng phủ hướng xuống. Dự trữ ñường truyền hướng
xuống nên ñược kiểm tra ñể ñảm bảo rằng vùng phủ dịch vụ bị giới hạn hướng lên
là trường hợp tổng quát. Dự trữ ñường truyền hướng xuống cũng cần thiết khi
ñánh giá các yêu cầu công suất phát trạm gốc
2. Phân tích quỹ ñường truyền
Bảng 2 mô tả dự trữ ñường truyền hướng lên cho từng loại tốc ñộ dữ liệu
dịch vụ. Sự khác nhau trong suy hao ñường truyền cho phép có thể ñược sử dụng
ñể ước lượng sự khác nhau trong các yêu cầu về trạm cho các mục tiêu vùng phủ
ña dạng. Cho ví dụ, ñiểm suy hao ñường truyền 3.5, cung cấp vùng phủ cho dịch
vụ 128 kbps yêu cầu ít hơn 39% số trạm so với dịch vụ 384 kbps khi quy hoạch
cho các mức vùng phủ như nhau. Sự khác biệt không lớn xảy ra ñối với các dịch
vụ 12.2 kbps, 64 kbps và 128 kbps. Điều này làm nổi bật tầm quan trọng của việc
quyết ñịnh có nên thiết kế vùng cụ thể riêng cho từng loại dịch vụ 384 kbps hay
128 kbps.

Loại dịch vụ
Thọai Dữ Dữ Dữ
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

Liệu Liệu Liệu
Uplink bit rate 12.2 64 128 384 kbps
Maximum transmit power 21.0 21.0 21.0 21.0 dBm
Antenna gain 0.0 0.0 2.01 2.01 dBi
Body loss 3.0 0.02 0.02 0.02 dB
Transmit EIRP 18.0 21.0 23.0 23.0 dBm
Processing gain 25.0 17.8 14.8 10.0 dB
Required Eb=N0 4.0 2.0 1.5 1.0 dB
Target loading 50 50 50 50 %
Rise over thermal noise 3.0 3.0 3.0 3.0 dB
Thermal noise density -174.0 -174.0 -174.0 -174.0 dBm/Hz

Receiver noise figure 3.0 3.0 3.0 3.0 dB
Interference floor -168.0 -168.0 -168.0 -168.0 dBm/Hz

Receiver sensitivity -123.1 -117.9 -115.4 -111.1 dBm
Receiver antenna gain 18.5 18.5 18.5 18.5 dBi
Cable loss 2.0 2.0 2.0 2.0 dB
Fast fading margin 3.0 3.0 3.0 3.0 dB 3.0 3.0 3.0 3.0 dB
Soft handover gain 2.0 2.0 2.0 2.0 dB
Isotropic power required -138.6 - 133.4 - 130.9 -126.6 dBm

Allowed propagation loss 156.6 154.4 153.9 149.6 dB
Bảng 2: Quỹ ñường truyền phụ thuộc vào loại dịch vụ
Bảng 2 mô tả dịch vụ tốc ñộ dữ liệu lớn nhất ñịnh nghĩa phạm vi của cell
theo suy hao ñường truyền. Quy hoạch mạng cho dịch vụ 384 kbps sẽ ñảm bảo
hoạt ñộng vùng phủ ổn ñịnh cho các dịch vụ tốc ñộ dữ liệu thấp hơn. Trong một
vài trường hợp nhà khai thác sẽ ñịnh nghĩa ra mục tiêu vùng phủ khác nhau cho
từng dịch vụ. Cho ví dụ, xác ñịnh mục tiêu khả năng vùng phủ là 85% cho dịch vụ
dữ liệu 384 kbps và 95% cho dịch vụ dữ liệu 128 kbps dẫn tới có sự khác nhau
trong dự trữ fading chậm 6.1 dB (dựa trên gradient suy hao ñường truyền 3.5 dB
và ñộ lệch tiêu chuẩn fading chậm 9 B). Trong trường hợp này, mạng vô tuyến
nên ñược quy hoạch theo yêu cầu vùng phủ dịch vụ 128 kbps.
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

Cải thiện mọi tham số trong dự trữ ñường truyền sẽ nâng cao hiệu quả vùng
phủ dịch vụ. Cải thiện vùng phủ dịch vụ dẫn tới yêu cầu công suất phát trung bình
lớn hơn cho kết nối hướng xuống. Nếu dung lượng hệ thống là giới hạn hướng lên,
thì ñây không phải là hậu quả khác với hệ thống chuyển gần hơn sang giới hạn về
hướng xuống. Tuy nhiên, nếu dung lượng hệ thống là giới hạn hướng xuống thì
việc cải thiện vùng phủ dịch vụ sẽ dẫn tới mất dung lượng hệ thống. Nếu tham số
Eb/No của trạm gốc ñược cải thiện, có khả năng nâng cao cả vùng phủ dịch vụ và
dung lượng hệ thống. Đây là kết quả yêu cầu Eb/No xuất hiện trong cả dự trữ
ñường truyền và phương trình tải.
3. Ảnh hưởng của tải cell hướng lên và công suất phát Node B
Tải cell hướng lên và công suất phát BS/Node B từ các hệ số giới hạn cho
các hệ thống giới hạn dung lượng hướng lên và hướng xuống. Các mức tương ứng
của tải cell hướng lên nên ñược ñánh giá trong suốt giai ñoạn ñầu quy hoạch mạng
vô tuyến. Các mức ñược chọn nên có khả năng hỗ trợ lưu lượng ñối với mục tiêu

ngắn hạn, trung bình và dài hạn. Khi mạng ñã ñược triển khai, sẽ tương ñối khó
khăn ñể tăng giới hạn tải cell mà không tăng thêm trạm ñể duy trì hoạt ñộng vùng
phủ dịch vụ.
Yêu cầu công suất phát trạm gốc cũng cần ñược quy hoạch trong suốt giai
ñoạn quy hoạch mạng vô tuyến. Tuy nhiên, nó tương ñối dễ dàng ñể nâng cấp
công suất phát trạm gốc mà không phải thay ñổi quy hoạch mạng vô tuyến. Trong
trường hợp này, cấu hình khởi tạo có thể ñược xây dựng dựa trên mong ñợi về lưu
lượng với mục tiêu ngắn hạn. Điều này cho phép nhà khai thác làm chậm lại việc
sử dụng phần cứng trạm gốc.
Điều này có thể ñược cân bằng ñể tránh việc nâng cấp trạm thêm nhiều.
3. 1 Ảnh hưởng của tải cell hướng lên
Mức cho phép tối ña của tải cell hướng lên xác ñịnh dự trữ nhiễu trong tính
toán dự trữ ñường truyền. Tải cell càng lớn, số lượng trạm càng lớn và dung lượng
trên 1 trạm cũng càng lớn.
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

Đối với hệ thống giới hạn hướng lên, dung lượng trên trạm là tỷ lệ với mức
cho phép lớn nhất của tải cell hướng lên. Mỗi người sử dụng mà thiết lập 1 kết nối
và có yêu cầu giống nhau về Eb/No và hệ số hoạt ñộng tăng tải cell bởi cùng số
lượng. Ảnh hưởng về vùng phủ của cell phụ thuộc vào các mức của tải cell. Mối
quan hệ giữa tải cell và suy hao ñường truyền cho phép là theo cấp số mũ Khi tải
cell ñạt 100% , nhiễu nền thu ñược vượt quá giới hạn. Điều này không bao giờ xảy
ra trong thực tế bởi vì máy ñầu cuối có công suất phát giới hạn. Mức tải cell tối
thiểu hướng lên ñược khuyến nghị nên ñược quy hoạch ở mức 30%, mức tối ña là
70%. Quy hoạch tải cell 30% dẫn tới dự trữ nhiễu là 1.5 dB, 70% dự trữ nhiễu là
5.2 dB. Ngoài ra, nếu dung lượng hệ thống là giới hạn hướng lên thì dung lượng
trên 1 cell sẽ tăng theo hệ số 2.3. Đối với 1 mạng, 1 trạm có 3 sector, ñiều này dẫn

tới dung lượng hệ thống sẽ lớn gấp 3.7 lần khi mạng ñược quy hoạch cho tải cell là
30%. Khi dung lượng hệ thống là giới hạn hướng xuống, quy hoạch tải cell hướng
lên cao hơn sẽ dẫn tới dung lượng cao hơn trên 1 cell. Hình 4 mô tả mối quan hệ
giữa dung lượng và suy hao ñường truyền cho phép ñối với môi trường macro.








Hình 4: Mối quan hệ giữa suy hao truyền sóng cho phép lớn nhất
với dung lượng macrocell,với công suất phát trạm gốc
Ví dụ, 1 cell ñược cấu hình với bộ khuếch ñại công suất 43 dBm có suy hao
ñường truyền cho phép là 160 dB khi quy hoạch tải cell là 30%, dung lượng sẽ
tăng từ 37 ñến 52 thuê bao thoại nếu tải cell ñược quy hoạch tăng tới 70%. Việc
tăng dung lượng phụ thuộc vào giá trị tuyệt ñối của suy hao ñường truyền cho
Luận văn tốt nghiệp - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao dung lượng
và vùng phủ sóng mạng 3G

GVHD: TS Nguyễn Thanh Tùng HVTH : Nguyễn Đình Hoàn

phép. Nếu suy hao ñường truyền ban ñầu là 150 dB, việc tăng nên thấp hơn. Bảng
3 tóm tắt ảnh hưởng việc tăng mức tải cell quy hoạch cho hệ thống giới hạn dung
lượng hướng lên và hướng xuống.

Giới hạn dung lượng hướng Giới hạn dung lượng hướng
Lên Xuống
Dung lượng hệ

thống
Số trạm tăng lên dẫn tới dung
lượng tăng lên
Số trạm tăng lên dẫn tới dung
lượng tăng lên
Dung lượng trên 1
cell
Tăng tải cell dẫn tới tăng dung
lượng
Dung lượng tăng như là một kết
quả của yêu cầu công suất trung
bình của trạm gốc thấp hơn


Bảng 3: Ảnh hưởng của việc tăng tải cell hướng lên
Ví dụ, 1 cell ñược cấu hình với bộ khuếch ñại công suất 43 dBm có suy hao
ñường truyền cho phép là 160 dB khi quy hoạch tải cell là 30%, dung lượng sẽ
tăng từ 37 ñến 52 thuê bao thoại nếu tải cell ñược quy hoạch tăng tới 70%. Việc
tăng dung lượng phụ thuộc vào giá trị tuyệt ñối của suy hao ñường truyền cho
phép. Nếu suy hao ñường truyền ban ñầu là 150 dB, việc tăng nên thấp hơn. Bảng
3 tóm tắt ảnh hưởng việc tăng mức tải cell quy hoạch cho hệ thống giới hạn dung
lượng hướng lên và hướng xuống.
3. 2 Ảnh hưởng của công suất phát trạm gốc
Công suất phát ñược chỉ ñịnh cho cell WCDMA phải ñược chia sẻ giữa các
thuê bao hoạt ñộng thuộc cell ñó, bao gồm cả việc chuyển giao mềm. Yêu cầu
công suất phát thấp trung bình thấp hơn dẫn tới dung lượng cell cao hơn.