Quy hoạch mạng thông tin di động 3g UMTS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRẦN MẪN

QUY HOẠCH MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
3G UMTS
S

K

C

0

0

3

9

5

9

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- 605270

S KC 0 0 3 2 5 5

Tp. Hồ Chí Minh, 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRẦN MẪN

QUY HOẠCH MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
3G UMTS

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- 605270

Tp. Hồ Chí Minh, 2011


LÝ LỊCH CÁ NHÂN
I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC:
Họ & tên: TRẦN MẪN

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 23 / 11 /1977

Nơi-sinh:TP.ĐôngHà,tỉnh Quảng Trị.

Quê quán: Phƣơng Sơn-Triệu Phong-Quảng Trị.Dân tộc: Kinh
Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: số 304/145A, Bùi Đình Túy, Phƣờng 12,

Q.Bình Thanh.
Điện thoại cơ quan:08.7291473 .

Điện thoại nhà riêng: 01697394895.

E-mail:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ ……
Nơi học (trƣờng, thành phố):
Ngành học:
2. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính Quy. Thời gian đào tạo từ tháng 10/1995 đến tháng
08/2001.
Nơi học: Trƣờng Đại học GTVT-Cơ Sở II, Q9.Tp. Hồ Chí Minh.
Ngành học: Điện tử - Viễn thông.
Tên luận án tốt nghiệp: Khảo sát mạng truyền hình cáp CATV.
Nơi bảo vệ luận án: Trƣờng Đại học GTVT-Cơ Sở II, Q9.Tp. Hồ Chí Minh.
Ngƣời hƣớng dẫn:
III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC:
Thời gian
Từ tháng 10/2000

Nơi công tác

Công tác đảm nhiệm

Công ty MBVN

Bảo trì hệ thống điện

Công Ty GDSVN

Trƣởng phòng bảo trì

đến 11/2003.
Từ tháng 11/2003
đến nay

và sửa chửa Board mạch

i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2011

Trần Mẫn

ii


LỜI CẢM TẠ
Trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành đề tài này, ngoài sự nỗ lực phấn
đấu của bản thân, em may mắn nhận đƣợc rất nhiều sự giúp đỡ và quan tâm của quý
thầy cô và bạn bè.

Em xin gửi lời biết ơn chân thành đến Thầy TS.Đỗ Hồng Tuấn đã tận tình
hƣớng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Từ việc lựa chọn đề tài cho
đến nội dung, phƣơng pháp tiến hành và các tài liệu liên quan….em đã gặp
không ít khó khăn nhƣng nhờ có sự chỉ bảo ân cần của thầy, em đã hoàn thành đề
tài này.
Trong suốt quá trình học tập tại trƣờng đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật, thầy cô
trong khoa Điện – Điện tử đã hết lòng truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu.
Tôi đã gặt hái đƣợc nhiều kinh nghiệm và kiến thức về chuyên ngành từ những
ngƣời đi trƣớc. Bên cạnh đó, khi gặp vấn đề khó khăn trong việc tìm nguồn tài liệu
hay tìm hiểu về những đề tài điện tử chuyên sâu…thầy cô đã nhiệt tình giúp đỡ,
hƣớng dẫn và chỉ bảo tận tình cho em.
Ngoài ra, tôi cũng trân trọng tình cảm quý báu mà các bạn đồng nghiệpvà
bạn bè đã giúp đỡ, động viên em trong thời gian học tập để hoàn thành bài luận văn.
Đó là nghị lực giúp em vƣợt lên trong những lúc khó khăn và cuối cùng em đã cố
gắng để hoàn thành khóa học của mình.
TP. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2011
Học viên

Trần Mẫn

iii


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Ngày nay thông tin di động đƣợc coi là một trong những phƣơng tiện truyền
thông hiện đại, thuận tiện và linh hoạt nhất.GSM là công nghệ hàng đầu của cuộc
cách mạng không dây, đƣợc hơn 120 quốc gia và hơn 200 các nhà khai thác mạng
trên toàn thế giới lựa chọn sử dụng. Khi cuộc cách mạng không dây đƣợc mở ra,
Internet cũng đã thể hiện một sự tăng trƣởng phi thƣờng.Sự ra đời của World Wide
Web và trình duyệt web đã đƣa giao thức TCP/IP vào dòng chính và Internet đƣợc

sử dụng phổ biến rộng rãi không chỉ trong môi trƣờng doanh nghiệp mà còn trong
các hộ gia đình. Để hỗ trợ cho sự phát triển của Internet và nhu cầu các dịch vụ
không dây trong tƣơng lai,Viện Tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu (ETSI) đã hoàn
thành các thông số kỹ thuật để cung cấp một nền tảng truyền dẫn cho các mạng
không dây nhƣ GSM phát triển. Dịch vụ 14,4 kbits/s cho phép GSM cuộc gọi dữ
liệu với tốc độ 14,4 kbits/s cho mỗi khe thời gian, kết quả là một thông lƣợng dữ
liệu cao hơn 50% so với tốc độ tối đa hiện nay là 9,6 kbits/s. Công nghệ chuyển
mạch gói (General Packet Radio Service-GPRS) cho phép GSM truy cập Internet
với hiệu quả phổ tần cao bằng cách chia sẻ các khe thời gian giữa các ngƣời sử
dụng khác nhau, nó có tốc độ dữ liệu hơn 100kbits /s . Công nghệ tăng cƣờng khả
năng truyền dữ liệu (Enhanced Data Rate for GSM Evolution -EDGE) thay đổi cách
điều chế GMSK bằng 8QPSK,do vậy tăng gấp ba lần thông lƣợng của GSM khi sử
dụng cùng một băng thông. EDGE kết hợp với GPRS (EGPRS) sẽ cung cấp ngƣời
sử dụng tốc độ dữ liệu hơn 300 kbits/s. Hệ thống thông tin di động đa năng
(Universal Mobile Telecommunications Systems-UMTS) là công nghệ không dây
thế hệ 3 sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân mã băng rộng WCDMA.Nó bắt đầu với
phổ tần 5 MHz và cung cấp tốc độ dữ liệu lên đến 2 Mbits/s. UMTS sẽ sử dụng phổ
tần và cấu hình mạng vô tuyến mới với cơ sở hạ tầng cốt lõi GSM.
Sự tăng trƣởng nhanh chóng về lƣu lƣợng thuê bao và các dịch vụ mới đã bắt
đầu thay đổi cấu hình và cấu trúc của mạng không dây. Nhƣ vậy, hệ thống thông tin
di động trong tƣơng lai sẽ đƣợc phân biệt bằng khả năng tích hợp cao của các dịch
vụ, tính linh hoạt và dung lƣợng truyền lớn.Để hỗ trợ các tính năng nhƣ vậy, việc sử

iv


dụng hiệu quả phổ tần và quản lý tối ƣu các nguồn tài nguyên vô tuyến sẽ là điều
cần thiết. ETSI đã chọn truy cập băng rộng (WCDMA) nhƣ là các kỹ thuật vô
tuyến cho các hệ thống (UMTS).
Để có thể triể n khai đƣợc ma ̣ng UMTS có hiê ̣u năng cao và giá thành thấ p, điề u

quan tro ̣ng nhấ t là giao diê ̣n vô tuyế n của ma ̣ng phải đƣợc qui hoa ̣ch tố t ngay tƣ̀ đầ u.
Luâ ̣n văn sẽ đề câ ̣p tới cơ sở lý thuyết để thiết kế hệ thống thông tin di động tế bào 2G
và quá triǹ h qui hoa ̣ch ma ̣ng vô tuyế n WCDMA cho ma ̣ng thông tin thế hê ̣ 3 UMTS,
thông qua đó đánh giá tiǹ h hin
.
̀ h của các ma ̣ng thông tin di đô ̣ng Viê ̣t Nam
Luâ ̣n văn bao gồ m 4 chƣơng
 Chƣơng mô ̣t khái quát chung về hệ thống thông tin di động tế bào.

 Chƣơng 2 sẽ đề cập cụ thể tới lô ̣ trình phát triể n tƣ̀ hê ̣ thố ng thông tin di
đô ̣ng GSM thế hê ̣ hai sang W-CDMA thế hê ̣ ba.
 Chƣơng 3 sẽ tập trung tới các b ƣớc chin
́ h và nguyên lý của qu á trình qui
hoạch và tối ƣu hoá mạng UMTS.
 Chƣơng cuố i sẽ đ a ra các giải pháp cho quá trình tiế n lên 3G cho các ma ̣ng
điê ̣n thoa ̣i di động trong nƣớc.

v


THE ABSTRACT OF THESIS
Today wireless voice service is one of the most convenient and flexible
means of modern communications. GSM technology has been at the leading edge of
this wireless revolution. It is the technology of choice in over 120 countries and for
more than 200 operators worldwide. As the wireless revolution has been unfolding,
the Internet has also shown a phenomenal growth simultaneously. The advent of the
World Wide Web and web browsers has propelled TCP/IP protocols into the main
stream, and the Internet is widespread not only in the corporate environment but
also in households.To support the growth of Internet type services and future
demands for wireless services, Mobile Group (SMG) of the European

Telecommunications Standards Institute (ETSI) have completed specifications to
provide a transition platform or evolution path for wireless networks like GSM.
The technology options can be summarized as follows: 14.4 kbits/s allows
GSM data calls with a rate of 14.4 kbits/s per time slot, resulting in a 50% higher
data throughput compared to the current maximum speed of 9.6 kbits/s. General
Packet Radio Service (GPRS) enables GSM with Internet access at high spectrum
efficiency by sharing time slots between different users. It affords data rates of over
100 kbits/s to a single user while offering direct IP connectivity.Enhanced Data
Rate for GSM Evolution (EDGE) modifies the radio link modulation scheme from
GMSK to 8QPSK. Thereby increasing by three times the GSM throughput using the
same bandwidth. EDGE in combination with GPRS (EGPRS) will deliver single
user data rates of over 300 kbits/s. UMTS as 3rd generation wireless technology
utilizes a Wideband CDMA transceiver. Starting with channel bandwidths of 5
MHz it will offer data rates up to 2 Mbits/s. UMTS will use new spectrum and new
radio network configurations while using the GSM core infrastructure.
The rapid growth in traffic volume and increase in new services has begun to
change the configuration and structure of wireless networks. Thus, future mobile
communica-tions systems will be distinguished by high integration of services,
flexibility and higher throughput. To support such features, the efficient use of

vi


spectrum and optimum management of radio resources will be essential.To meet
these challenges standardization bodies like ETSI have selected the Wideband
Code Division Multiple Access (WCDMA) as the radio techniques for the
Universal Mobile Telecommu-nication Systems (UMTS).
To be able to deploy the UMTS network has high performance and low cost,
the most important thing is the wireless network interface must be well planned
from the beginning. Thesis addressed the theoretical basis for radio network

planning for 2G and 3G , measured through assessment of the networks Vietnam's
mobile communication.
Thesis includes four chapters
• Chapter one presents the Cellular mobile communication systems GSM
.• Chapter 2 introduces the evolution of mobile systems from second
generation GSM to third generation W-CDMA.
. • Chapter 3 focuses related to the main steps and principles of the UMTS
network planning process.
• The final offer solutions for the process to 3G mobile networks in
Vietnam.

vii


MỤC LỤC
LÝ LỊCH CÁ NHÂN .............................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. ii
LỜI CẢM TẠ ....................................................................................................... iii
TÓM TẮT LUẬN VĂN........................................................................................ iv
THE ABSTRACT OF THESIS ........................................................................... vi
MỤC LỤC........................................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................... xi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ........................................................................ xv
DANH SÁCH CÁC HÌNH ................................................................................ xvii
Chƣơng 1 TỔNG QUAN ....................................................................................... 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................... 1
1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI: ............................................................................ 5
1.3 NHIỆM VỤ CHÍNH: ..................................................................................... 5
1.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .............................. 5
1.5.PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: ................................................................. 6

Chƣơng 2 Phần I:CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG . 7
2.1. Quy hoạch Cell ............................................................................................. 8
2.1.1. Khái niệm tế bào (Cell)........................................................................... 8
2.1.2. Kích thƣớc Cell ...................................................................................... 9
2.1.3. Phƣơng thức phủ sóng .......................................................................... 10
2.2. Tái sử dụng lại tần số .................................................................................. 17
2.2.1. Mẫu tái sử dụng tần số 3/9: ................................................................... 21
2.2.2. Mẫu tái sử dụng tần số 4/12: ................................................................. 22
2.2.3. Mẫu tái sử dụng tần số 7/21: ................................................................. 24
Phần II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN QUY HOẠCH MẠNG VÔ
TUYẾN UMTS 3G .............................................................................................. 27
2.3.1.Giới thiệu tổng quan về qui hoạch mạng 3G .......................................... 27
2.3.2 Các bƣớc tiến hành quy hoạch mạng...................................................... 27

viii


2.3.3 Định cỡ mạng ........................................................................................ 29
2.3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 ...................................................................... 46
Chƣơng 3 LỘ TRÌ NH PHÁ T TRIỂN TỪ HỆ THỐNG DI ĐỘNG GSM THẾ
HỆ HAI SANG WCDMA THẾ HỆ BA .............................................................. 48
3.1 Dải tần số của UMTS ................................................................................... 49
3.2 Lịch trình phát triển của 3G và những thế hệ tƣơng lai. ................................ 50
3.3.Sự thay đổi hạ tầng mạng khi nâng cấp từ mạng 2.xG lên mạng 3G ............. 52
3.4 Sự phát triển liền mạch................................................................................. 53
Chƣơng 4 QUI HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN CHO UMTS ............................. 56
4.1.Tổ ng quan .................................................................................................... 56
4.2.Hỗn hơ ̣p lƣu lƣơ ̣ng và mô hình dich
̣ vu /̣ traffic mix and traffic modal ........... 59
4.2.1.Giới thiê ̣u .............................................................................................. 59

4.2.2.Các bƣớc chính của xác định đầu vào cho UDT ..................................... 60
4.2.3.Phƣơng pháp nhâ ̣p hỗn hơ ̣p lƣu lƣơ ̣ng cho UDT .................................... 63
4.3.Xác định kích cỡ và qui hoạch ô................................................................... 71
4.3.1.Giới thiê ̣u chung .................................................................................... 71
4.3.2.Những nguyên tắc cơ bản của qui hoạch mạng WCDMA ...................... 71
4.3.3. Quĩ công suất đuờng lên của UMTS (Radio Budget) và bán kính vùng
phủ sóng. ........................................................................................................ 76
Chƣơng 5 MÔ PHỎNG QUY HOẠCH MẠNG UMTS .................................... 88
5.1. Giới thiệu tổng quan.................................................................................... 88
5.1.1 Tình hình mạng điện thoại di động tại Việt Nam .................................... 88
5.1.2.Sự phát triển cho mạng VinaPhone ........................................................ 90
5.2. Thiết kế mô phỏng ...................................................................................... 93
5.2.1 Lƣu đồ thuật toán................................................................................... 93
5.2.2 Giao diện chƣơng trình .......................................................................... 94
5.2.3 Tính toán mô phỏng............................................................................... 94
5.3.Kết luận chƣơng ......................................................................................... 107
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁ T TRIỂN CỦ A ĐỀ TÀ I.................................. 109

ix


TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 110
PHỤ LỤC A ....................................................................................................... 111
PHỤ LỤC B ....................................................................................................... 117

x


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
***

2G

Second Generation

Thế hệ thứ 2

3G

Third Generation

Thế hệ thứ ba

ird

Đề án các đối tác thế hệ thứ ba

ird

3 Generation Patnership Project 2

Đề án đối tác thế hệ thứ ba 2

ATM
B

Asynchronous Transfer Mode

Chế độ truyền dị bộ

BCCH

Broadcast Control Channel

Kênh điều khiển quảng bá

BCH

Broadcast Channel

Kênh quảng bá

BER

Bit Error Rate

Tỷ số lỗi bit

BPSK

Binary Phase Shift Keying

Khóa chuyển pha hai trạng thái

BS

Base Station

Trạm gốc

BTS

C

Base Tranceiver Station

Trạm thu phát gốc

CDMA

Code Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo mã

Cell

Cellular

Ô (tế bào)

C/I

Carrier to Interference

Tỉ số sóng mang/nhiễu đồng kênh

CN

Core Network

Mạng lõi

CPCH

Common Packet Channel

Kênh gói chung

CPICH

Common Pilot Channel

Kênh hoa tiêu chung

CS

Circuit Switch

Chuyển mạch kênh

CSICH
D

CPCH Status Indicator Channel

Kênh chỉ thị trạng thái CPCH

DCCH

Dedicated Control Channel

Kênh điều khiển riêng

DCH

Dedicated Channel

Kênh điều khiển

DL

Downlink

Đƣờng xuống

3GPP
3GPP2

3 Genaration Partnership Project

A

DPCCH Dedicated Physycal Control Channel Kênh điều khiển vật lý riêng
DPCH

Dedicated Physical Channel

Kênh vật lý riêng

DPDCH Dedicated Physical Data Channel

xi

Kênh số liệu vật lý riêng


DSCH

Downlink Shared Channel

Kênh chia sẻ đƣờng xuống

DSSS
E

Direct-Sequence Spread Spectrum

Trải phổ chuỗi trực tiếp

E-DCH Enhanced Dedicated Channel

Kênh riêng tăng cƣờng

EDGE

Enhanced Data rates for GPRS
Evolution

Tốc độ số liệu tăng cƣờng để phát
triển GPRS

FACH

G

Forward Access Channel

Kênh truy nhập đƣờng xuống

GoS

Grade of Service

Cấp độ phục vụ

GPRS
GSM

General Packet Radio Service
Global System for Mobile

Dịch vụ vô tuyến gói chung
Thông tin di động toàn cầu

F

Communication
H
HSPA
I

High Speed Packet Access

Truy nhập gói tốc độ cao

IMT2000

International Mobile
Telecommunications 2000

Thông tin di động quốc tế 2000

IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

IPv4

IP version 4

Phiên bản IP bốn

IPv6

IP version 6

Phiên bản IP sáu

Iu

Giao diện đƣợc sử dụng để thông tin giữa RNC và mạng lõi

Iub

Giao diện đƣợc sử dụng để thông tin giữa nút B và RNC

Iur
IUT

Giao diện đƣợc sử dụng để thông tin giữa các RNC
International Telecommunication
Liên minh viễn thông quố c tế
Union

M
MMS

Multimedia Messaging Service

Dịch vụ nhắn tin đa phƣơng tiện

MSC

Mobile Services Switching Center

MS

Mobile station

Trung tâm chuyển mạch các dịch
vụ di động

Trạm di động

N
xii


NodeB
P
PDC

Nút B
Personal Digital Celluler

Hệ thống tế bào số cá nhân

PPrimary Common Control Physical
CCPCH Channel

Kênh vật lý điều khiển chung sơ
cấp

PCPCH Physical Common Packet Channel

Kênh vật lý gói chung

PDSCH Physical Downlink Shared Channel

Kênh chia sẻ đƣờng xuống vật lý

PHY

Lớp vật lý

Physical Layer

PRACH Physical Random Access Channel

Kênh vật lý truy nhập ngẫu nhiên)

PS

Packet Switch

Chuyển mạch gói

PSTN

Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công
cộng

Q
QAM

Quadrature Amplitude Modulation

Điều chế biên độ vuông góc

QoS

Quality of Service

Chất lƣợng dịch vụ

QPSK
R

Quatrature Phase Shift Keying

Khóa chuyển pha vuông góc

RACH

Random Access Channel

Kênh truy nhập ngẫu nhiên

RAN

Radio Access Network

Mạng truy nhập vô tuyến

RF

Radio Frequency

Tần số vô tuyến

RLC

Radio Link Control

Điều khiển liên kết vô tuyến

RNC
S

Radio Network Controller

Bộ điều khiển mạng vô tuyến

SNR

Signal to noise ratio

Tỉ số tín hiệu trên nhiểu

SDCCH Stand Alone Dedicated

Kênh điều khiển dành riêng

Control Channel

đứng một mình (độc lập)

S-CCPCH Secondary Common
Control Physical Channel

Kênh vật lý điều khiển chung sơ
cấp

SCH

Synchronization channel

Kênh đồng bộ

SF

Spreading Factor

Hệ số trải phổ

SIM

Subscriber Identity Module

Mođun nhận dạng thuê bao

SMS

Short Message Service

Dịch vụ nhắn tin

xiii


SNR

Signal to Noise Ratio

Tỷ số tín hiệu trên tạp âm

SHO
T

Soft Handover

Chuyển giao mềm

TCH

Traffic Channel

Kênh lƣu lƣợng

TDD

Time Division Duplex

Ghép song công phân chia theo thời
gian

TDM

Time Division Multiplex

Ghép kênh phân chia theo thời gian

Time Division Mulptiple Access

Đa truy nhập phân chia theo thời
gian

TrCH
U

Transport Channel

Kênh truyền tải

UE

User Equipment

Thiết bị ngƣời sử dụng

UL

Uplink

Đƣờng lên

UMTS

Universal Mobile
Telecommunications System

Hệ thống thông tin di động toàn cấu

USIM

UMTS SIM

UTRA

UMTS Terrestrial Radio Access

TDMA

Truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS

UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access
Network
W

Mnạg truy nhập vô tuyến mặt đất
UMTS

WCDMA Wideband Division Multiple

Đa truy nhập phân chia theo mã

Access

băng rộng

xiv

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Thống kê về mật độ lƣu lƣợng qua các bƣớc tách cell...............................16
Bảng 2.2: Quan hệ N & C/I ......................................................................................20
Bảng 2.3: Các tần số mẫu 3/9 ...................................................................................21
Bảng 2.4: Các tần số mẫu 4/12 .................................................................................23
Bảng 2.5: Các tần số mẫu 7/12 ................................................................................24
Bảng 2.6 Các loại hình phủ sóng phổ biến ................................................................31
Bảng 2.7 Các loại loại dịch vụ chính của WCDMA ..................................................31
Bảng 2.8 Giá trị SFM thông dụng. ............................................................................34
Bảng 2.9 Thông số giả định của MS. ........................................................................35
Bảng 2.10 Thông số giả định của Node-B.................................................................35
Bảng 2-11 Giá trị K theo cấu hình site. .....................................................................36
Bảng 2.12 Bảng tính R-Cell. ....................................................................................37
Bảng 2.13. Lƣu lƣơ ̣ng Mix .......................................................................................42
Bảng 2.14. Lƣu lƣơ ̣ng đƣờng lên. .............................................................................42
Bảng 2.15.Sƣ̣ phu ̣ thuô ̣c dung lƣơ ̣ng vào đô ̣ tăng ta ̣p âm ..........................................42
Bảng 3.1. Sƣ̣ khác nhau chính giƣ̃a GSM và WCDMA.............................................51
Bảng 3.2 Sƣ̣ khác nhau chủ yế u giƣ̃a WCDMA và CDMA .......................................51
Bảng 4.1.Bảng hỗn hợp lƣu lƣợng ............................................................................61
Bảng 4.2. Bảng chất lƣợng dịch vụ ...........................................................................62
Bảng 4.3. Bảng mô hình dịch vụ ...............................................................................63
Bảng 4.4.Ví dụ về hỗn hợp lƣu lƣợng .......................................................................65
Bảng 4.5 Lƣu lƣơ ̣ng đƣờng lên/xuố ng trong giờ cao điể m ........................................65
Bảng 4.6.Lƣu lƣơ ̣ng erlang cho đƣờng lên/đƣờng xuố ng ..........................................66
Bảng 4.7.Dƣ̃ liê ̣u đầ u vào cho UDT tin
́ h bằ ng Erlang ...............................................66
Bảng 4.8.Lƣu lƣơ ̣ng Erl trong tháng .........................................................................67
Bảng 4.9.Lƣu lƣơ ̣ng Erlang đƣờng lên/xuố ng cho thành phố đông dân .....................67
Bảng 4.10. Lƣu lƣơ ̣ng tiń h bằ ng kbps .......................................................................67

Bảng 4.11. Dƣ̃ liê ̣u đầ u vào cho UDT .......................................................................68

xv


Bảng 4.12. Các ứng dụng mặc định theo QoS ...........................................................69
Bảng 4.13. Ví dụ về vị trí các thuê bao cho mỗi lớp dịch vụ .....................................70
Bảng 4.14. Tỷ lệ lƣu lƣợng cho mối dịch vụ và QoS ................................................70
Bảng 4.15. Mô hình truyề n sóng Cost 231-Hata .......................................................77
Bảng 4.16. Ví dụ về suy hao thâm nhập ....................................................................78
Bảng 4.17. Các giá trị Eb/N0 áp dụng cho đƣờng lên .................................................79
Bảng 4.18. Các giá trị Eb/N0 dùng cho đƣờng xuống.................................................79
Bảng 4.19. Hê ̣ số F ...................................................................................................80
Bảng 4.20. Chuẩ n 3GPP TS 25.101.cho công suấ t cƣ̣c đa ̣i của UE ...........................81
Bảng 4.21.Độ tăng ích thƣờng gặp của antenna. .......................................................82
Bảng 4.22. Suy hao ố ng dẫn sóng .............................................................................83
Bảng 5.1. Các suy hao đƣờng truyền cực đại điển hình GSM/WCDMA ...................91
Bảng 5.2. Diện tích yêu cầu phủ sóng .......................................................................95
Bảng 5.3. Các thông số hệ thống ..............................................................................99
Bảng 5.4. Chiều cao của antenna theo từng vùng ......................................................99
Bảng 5.5. Các số liệu đầu vào cho quĩ công suất..................................................... 100
Bảng 5.6. Các thông số xác định RLB ....................................................................100
Bảng 5.7.Xác định quĩ công suất đƣờng truyền cho UMTS ....................................102
Bảng 5.8.Bán kính vùng phủ cho các dịch vụ khác nhau ......................................... 103
Bảng 5.9. Tổ ng số nút B ......................................................................................... 103
Bảng 5.10. Bảng phân bố thuê bao theo năm & loại dịch vụ ...................................104

xvi

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2-1 Hệ thống thông tin di động sử dụng cấu trúc tế bào ................................... 8
Hình 2-2 Khái niệm Cell........................................................................................... 9
Hình 2-3 Khái niệm về biên giới của một Cell .......................................................... 9
Hình 2-4 Omni (3600) Cell site ...............................................................................11
Hình 2-5 Sector hóa 1200 ........................................................................................11
Hình 2-6 Phân chia Cell...........................................................................................12
Hình 2-7 Các Omni (3600) Cells ban đầu ................................................................13
Hình 2-8 Giai đoạn 1 :Sector hóa .............................................................................14
Hình 2-9 Tách chia 1:3 thêm lần nữa .......................................................................15
Hình 2-10 Tách chia 1:4 (sau lần đầu chia 3) ...........................................................15
Hình 2-11 Mảng mẫu gồm 7 cells ............................................................................18
Hình 2-12 Khoảng cách tái sử dụng tần số ...............................................................19
Hình 2-13 Mẫu tái sử dụng lại tần số 3/9 .................................................................22
Hình 2-14 Mẫu tái sử dụng lại tần số 4/12 ...............................................................23
Hình 2-15 Mẫu tái sử dụng tần số 7/21 ....................................................................25
Hình 3.1 Dải tần cho UMTS .....................................................................................49
Hình3.2. Lịch trình phát triển của WCDMA(3G) và Pre-4G .....................................50
Hình 3.3: Phƣơng án chung mạng lõi ........................................................................52
Hình 3.4 Phƣơng án thêm mạng lõi ..........................................................................53
Hình 3.5: Phƣơng án tích hợp chung.........................................................................53
Hình 3.6 Sự phát triển liền mạch. .............................................................................54
Hình 4.1. Các bƣớc của quá trình qui hoạch UTRAN ...............................................56
Hình 4.2. Các cấp qui hoạch mạng ...........................................................................57
Hình 4.3. Các bƣớc xác định đầu vào cho UDT ........................................................60
Hình 4.4. Lƣu lƣơ ̣ng mề m trong WCDMA. ..............................................................72
Hình 4.5.Quan hê ̣ giƣ̃a dung lƣơ ̣ng và kić h thƣớc vùng phu ̣c vu .̣ ..............................73
Hình 4.6.Sƣ̣ thay đổ i kić h thƣớc ô, dung lƣơ ̣ng theo tố c đô ̣ dich
̣ vu ̣..........................73

xvii


Hình 4.7.Nguyên tắ c chung của qui hoa ̣ch trong UMTS ...........................................75
Hình 4.8. FER và điề u khiể n công suấ t .....................................................................75
Hình 4.9. Các suy hao của cáp đƣờng truyền vô tuyến ..............................................82
Hình 4.10. Quan hê ̣ giƣ̃a dƣ̣ trƣ̃ pha đinh màn chắ n, đô ̣ tin câ ̣y vùng phủ sóng .........85
và độ lệch chuẩn. ......................................................................................................85
Hình 5.1. Thị phần DTDĐ tại VN tính tới ngày 7/2011. ...........................................88
Hình 5.2.Giải pháp UMTS cho mạng VinaPhone......................................................90
Hình 5.3.Tỷ lệ sử dụng các loại hình dịch vụ trong UMTS .......................................92
Hình 5.4 Lƣu đồ mô phỏng .......................................................................................93
Hình 5.5 Giao diện chƣơng trình mô phỏng ..............................................................94
Hình 5.6 Kiểu diện tích phủ của trạm .......................................................................96
Hình 5.7 Xác định diện tích vùng phủ của một nút B ................................................96
Hình 5.8 Mô hình truyền sóng COST-231 Walfisch – Ikegami. .............................. 103

xviii


Chƣơng 1

TỔNG QUAN
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Tƣ̀ nhƣ̃ng năm đầ u của thâ ̣p kỷ 1990, kỹ thuật thông tin di động đã có những
bƣớc đô ̣t biế n rõ rê ̣t, tƣ̀ kỹ thuâ ̣t tƣơng tƣ̣ sang kỹ thuâ ̣t số , tƣ̀ các dich
̣ vu ̣ thoa ̣i sang
dịch vụ đa ph ƣơng tiê ̣n và tƣ̀ các hê ̣ thố ng khu vƣ̣c sang các hê ̣ thố ng có tić h chấ t
toàn cầu. Có đƣợc nhƣ̃ng phát triể n v ƣợt bâ ̣c nh ƣ vâ ̣y là nhờ sƣ̣ phát triể n gầ n đây
của các công nghệ then chốt trong thông tin và nhu cầu ngày càng tăng về truy nhập

Internet qua vô tuyế n , với các yêu cầ u chấ t l ƣợng truyề n dẫn vô tuyế n tƣơ ng đƣơng
với các hê ̣ thố ng Internet hƣ̃u tuyế n .
Để đáp ƣ́ng đƣợc yêu cầ u mới, chúng ta cần phát triể n các hê ̣ thố ng có dung l ƣợng truyề n dẫn đa ̣t tố c đô ̣ cao , tƣ̀ vài kbit /s cho thoa ̣i đế n 1-2Mbit/s cho các dich
̣
vụ đa phƣơng tiê ̣n, bao gồ m cả truyề n hin
̀ h ảnh đô ̣ng , nhƣng vẫn đảm bảo tiế t kiê ̣m
phổ tầ n số đế n mƣ́c t ối đa có thể . Các hệ thống di động toàn cầu và tế bào số cá
nhân PDC (Personal Digital Celluler) tuy đã trơ ̣ giúp các dich
̣ vu ̣ thoa ̣i , các dịch vụ
thích hợp phi thoại, nhƣng tố c đô ̣ bit bi ̣ha ̣n chế cỡ 10kbit/s, nhƣ vâ ̣y là quá thấp so
với yêu cầ u đa dich
̣ vu ̣

. Chính vì vậy liên minh viễn thông quốc tế IUT

(International Telecommunication Union) tại hội nghị năm 1992 đã đa ra đề án tiêu
chuẩ n hoá hê ̣ thố ng thông tin di đô ̣ng thế hê ̣ ba với tên go ̣i IMT -2000 (International
Mobile Telephony 2000) nhằ m đa ̣t đƣợc các mu ̣c tiêu chin
́ h sau đây:
 Tố c đô ̣ truy nhâ ̣p cao để đảm bảo các dich
̣ vu ̣ băng rô ̣ng nh

ƣ truy nhâ ̣p

internet nhanh hoă ̣c các dich
̣ vu ̣ đa phƣơng tiê ̣n.
 Linh hoa ̣t để đảm bảo đ ƣợc các dịch vụ mới nh ƣ đánh số các nhân toàn cầ u
và điện thoại vệ tinh . Các chức năng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể khả năng
phủ sóng của các hệ thống thông tin di động.
 Tƣơng tích với hê ̣ thố ng thông tin di đô ̣ng hiê ̣n có để đảm bảo sự phát triển

liên tu ̣c của thông tin di đô ̣ng

1