Nghiên cứu triển khai mạng thông tin vô tuyến băng rộng 4G trên băng tần 700 MHZ

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------

NGUYỄN VĂN HIẾU

NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI MẠNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN
BĂNG RỘNG 4G TRÊN BĂNG TẦN 700 MHZ

CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
MÃ SỐ:

0

60.52.02.08

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2016


Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. Đinh Chí Hiếu

Phản biện 1: PGS.TS. Bạch Nhật Hồng
Phản biện 2: TS. Dư Đình Viên

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ
tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Vào lúc: ... giờ .... ngày ..... tháng .... năm 2016

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông


1
MỞ ĐẦU
Theo lộ trình số hóa truyền hình của Việt Nam từ nay tới 2020
đối với truyền hình tương tự các kênh tần số dành cho truyền hình
tương tự sẽ được giải phòng theo 4 giai đoạn. Nghĩa là các kênh tần
số truyền hình tương tự đang sử dụng băng 700 MHz sẽ ngừng sử
dụng giai đoạn sau 2020. Do đó, Việt Nam cần có định hướng quy
hoạch sử dụng băng tần Digital Dividend sớm và cần hài hòa lợi ích
quản lý, lợi ích kinh tế xã hội. Việc lựa chọn phương án quy hoạch
hài hòa với khu vực và trên thế giới sẽ mở đường cho phát triển
thông tin di động băng rộng và đem lại nhiều lợi ích cho người dân.
Với nhiều ưu điểm về đặc tính truyền dẫn, băng tần 700 MHz
cho phép vùng phủ sóng băng rộng di động với chi phí đầu tư hạ tầng
mạng thấp, đặc biệt phù hợp với những khu vực nông thôn [3]. Ngoài
ra, nhà khai thác cần ít trạm phát sóng hơn để cung cấp dịch vụ cho
một khu vực so với các băng tần cao hơn; đồng thời chất lượng tín
hiệu trong các tòa nhà cao tầng cũng tốt hơn nhiều so với các băng
tần cao. Điều này sẽ làm giảm giá thành cho dịch vụ băng rộng ở các
tòa nhà cao tầng và ở vùng sâu, vùng xa, nơi mà đầu tư cung cấp hạ
tầng băng thông rộng thông qua cáp hữu tuyến là quá cao. Băng tần
Digital Dividend được ITU-R đánh giá là băng tần tiềm năng cho
công nghệ thông tin di động băng rộng (thông tin di động 4G).
Tuy nhiên, khi triển khai thông tin di động băng rộng trên băng
tần 700 Mhz này thì yêu cầu đặt ra là phải nghiên cứu các khía cạnh
quy hoạch để đảm bảo sử dụng tối ưu tài nguyên phổ tần cho thông

tin vô tuyến băng rộng trong dải tần 700 MHz. Các điều kiện kỹ thuật
cần thiết để đảm bảo tránh gây nhiễu đến các dịch vụ khác trong dải
tần này và các băng tần liền kề. Đặc biệt phải đảm bảo sự bảo vệ
thích hợp cho các dịch vụ phát thanh truyền hình.


2
Do đó, tôi quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu triển khai
mạng thông tin vô tuyến băng rộng 4G trên băng tần 700 MHz”
cho luận văn tốt nghiệp.
Luận văn được chia thành ba chương:
 Chương 1: Mạng thông tin vô tuyến băng rộng 4G
 Chương 2: Giải pháp triển khai
 Chương 3: Mô phỏng và đánh giá


3
CHƢƠNG 1: MẠNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN BĂNG RỘNG 4G
1.1. Tổng quan về mạng 4G LTE
1.1.1. Giới thiệu về mạng 4G
4G là hệ thống thông tin băng rộng được xem như IMT tiên tiến
(IMT Advanced) được định nghĩa bởi ITU-R. Tốc độ dữ liệu đề ra là
100Mbps cho thuê bao di chuyển cao và 1Gbps cho thuê bao ít di
chuyển, băng thông linh động lên đến trên 40MHz. Sử dụng hoàn toàn
trên nền IP, cung cấp các dịch vụ như điện thoại IP, truy cập internet
băng rộng, các dịch vụ game và dòng HDTV đa phương tiện…
3GPP LTE được xem như là tiền 4G, nhưng phiên bản đầu tiên
của LTE chưa đủ các tính năng theo yêu cầu của IMT Advanced.
LTE có tốc độ lý thuyết lên đến 100Mbps ở đường xuống và 50Mbps
ở đường lên đối với băng thông 20MHz.

Mục tiêu và cách tiếp cận
Các mục tiêu mà 4G hướng đến:
 Băng thông linh hoạt giữa 5 MHz đến 20 MHz, có thể lên
đến 40 MHz.
 Tốc độ được quy định bởi ITU là 100 Mbps khi di chuyển
tốc độ cao và 1 Gbps đối với thuê bao đứng yên so với trạm.
 Tốc độ dữ liệu ít nhất là 100 Mbps giữa bất kỳ hai điểm nào
trên thế giới.


Hiệu suất phổ đường truyền là 15 bit/s/Hz ở đường xuống và

6.75 bit/s/Hz ở đường lên (có nghĩa là 1000 Mbps ở đường xuống với
băng thông khoảng 67 MHz)
 Hiệu suất sử dụng phổ hệ thống lên đến 3 bit/s/Hz/cell ở
đường xuống và 2.25 bit/s/Hz/cell cho việc sử dụng trong nhà.


Chuyển giao liền (Smooth handoff) qua các mạng hỗn hợp.



Kết nối liền và chuyển giao toàn cầu qua đa mạng.


4


Chất lượng cao cho các dịch vụ đa phương tiện như âm thanh

thời gian thực, tốc độ dữ liệu cao, video HDTV, TV di động…


Tương thích với các chuẩn không dây đang tồn tại

 Tất cả là IP, mạng chuyển mạch gói không còn chuyển mạch
kênh nữa.
1.1.2. Giới thiệu về công nghệ LTE
1.1.2.1. Tổng quan về LTE
Mục tiêu của LTE
- Tốc độ dữ liệu cao
-

Độ trễ thấp

-

Công nghệ truy cập sóng vô tuyến gói dữ liệu tối ưu

Các đặc tính cơ bản của LTE
- Hoạt động ở băng tần: 700 MHz-2,6 GHz.
-

Tốc độ:



DL: 100Mbps (ở BW 20MHz)



UL: 50 Mbps với 2 angten thu một angten phát.

-

Độ trễ: nhỏ hơn 5ms

- Độ rộng BW linh hoạt:1,4 MHz; 3 MHz; 5 MHz; 10 MHz;
15 MHz; 20 MHz. Hỗ trợ cả 2 trường hợp độ dài băng lên và băng
xuống bằng nhau hoặc không.
- Tính di động: Tốc độ di chuyển tối ưu là 0-15 km/h nhưng
vẫn hoạt động tốt với tốc độ di chuyển từ 15-120 km/h, có thể lên đến
500 km/h tùy băng tần.
- Phổ tần số:


Hoạt động ở chế độ FDD hoặc TDD



Độ phủ sóng từ 5-100 km


-

Dung lượng 200 user/cell ở băng tần 5Mhz.
Chất lượng dịch vụ:


5



Hỗ trợ tính năng đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS.

 VoIP đảm bảo chất lượng âm thanh tốt, trễ tối thiểu thông
qua mạng UMTS.
-

Liên kết mạng:

 Khả năng liên kết với các hệ thống UTRAN/GERAN hiện có
và các hệ thống không thuộc 3GPP cũng sẽ được đảm bảo.
 Thời gian trễ trong việc truyền tải giữa E-UTRAN và
UTRAN/GERAN sẽ nhỏ hơn 300 ms cho các dịch vụ thời gian thực
và 500 ms cho các dịch vụ còn lại.
- Chi phí: chi phí triển khai và vận hành giảm
Các thông số lớp vật lý của LTE
Bảng 1.1: Các thông số lớp vật lý LTE
Kỹ thuật truy cập

UL

DTFS-OFDM (SC-FDMA)

DL

OFDMA

Băng thông

1.4 MHz, 3 MHz , 5 MHz, 10 MHz, 15
MHz, 20 MHz

TTI tối thiểu

1 ms

Khoảng cách sóng mang con

15 KHz

Chiều dài CP

Ngắn

4.7 µs

Dài

16.7 µs

Điều chế

QPSK, 16QAM, 64QAM

Ghép kênh không gian

1 lớp cho UL/UE
Lên đến 4 lớp cho DL/UE
Sử dụng MU-MIMO cho UL và DL

6
Bảng 1.2: Tốc độ đỉnh của LTE theo lớp
Lớp
Tốc độ đỉnh
Mbps

1

2

3

4

5

DL

10

50

100

150

300

UL

5

25

50

50

75

Dung lượng cho các chức năng lớp vật lý
Băng thông RF

20 MHz
DL

Điều chế

UL

QPSK, 16QAM, 64QAM
QPSK, 16QAM

QPSK,
16QAM,
64QAM

1.1.2.2. Cấu trúc của LTE

a) Cấu trúc cơ bản SAE của LTE

Hình 1.1: Cấu trúc UMTS và LTE
b) Giao thức của LTE
Ở LTE chức năng của RLC đã được chuyển vào eNodeB, cũng
như chức năng của PDCP với mã hóa và chèn tiêu đề. Vì vậy, các


7
giao thức liên quan của lớp vô tuyến được chia trước đây ở UTRAN
là giữa NodeB và RNC bây giờ chuyển thành giữa UE và eNodeB.

Hình 1.2: Giao thức của UTRAN

Hình 1.3: Giao thức của E-UTRAN


8
1.1.3. Quy hoạch mạng 4G LTE
1.1.3.1.Dự báo lưu lượng
1.1.3.2. Phân tích vùng phủ
1.1.3.3. Quỹ đường truyền
1.2. Nhu cầu bổ sung phổ tần số cho thông tin vô tuyến băng rộng 4G
1.2.1. Quy hoạch mạng 4G LTE
1.2.1.1. Dự báo về tăng trưởng dữ liệu vô tuyến băng rộng toàn cầu
1.2.1.2. Dự báo về nhu cầu phổ tần toàn cầu
1.2.2. Tăng trưởng thuê bao di động ở Việt Nam
1.2.3. Đánh giá về nhu cầu phát triển vô tuyến băng rộng ở Việt
Nam
1.2.3.1. Nhu cầu của các doanh nghiệp thông tin di động

1.2.3.2. Đánh giá về sử dụng smartphone ở Việt Nam
1.2.3.3. Đánh giá về thói quen của người sử dụng
1.3. Xu hƣớng quy hoạch băng tần 700 MHz
1.3.1. Các kết quả nghiên cứu của APT
1.3.2. Các kết quả nghiên cứu của ITU-R WP5D
1.3.3. Thị trường thiết bị đầu cuối và mạng sử dụng băng tần
700/800 cho IMT
1.3.4. Quy hoạch băng tần 700/800 MHz tại Việt Nam
1.3.4.1. Quy hoạch băng tần 700MHz (694-806 MHz)
1.3.4.2. Quy hoạch băng tần 800MHz (806-880MHz)
1.4. Kết luận chƣơng
Mạng 4G LTE ra đời đã thể hiện những ưu điểm vượt trội so
với các mạng thế hệ trước. Tốc độ triển khai mạng 4G LTE diễn ra
ngày càng nhanh thể hiện qua sự tăng trưởng về số lượng nhà mạng
đã và đang triển khai LTE, số lượng thuê bao LTE và số lượng thiết
bị đầu cuối LTE. Với sự bùng nổ về nhu cầu của thông tin vô tuyến
băng rộng tốc độ cao trong nước, Bộ Thông tin và Truyền thông và


9
các doanh nghiệp thông tin di động cần có kế hoạch sớm triển khai
mạng 4G.
Sự tăng trưởng nhanh chóng của truyền thông vô tuyến đã gây
nên sự khan hiếm phổ tần. Xu hướng số hóa truyền hình dẫn tới xuất
hiện băng tần 700 MHz dôi dư sau số hóa truyền hình. Đây là băng
tần rất hiệu quả để triển khai mạng thông tin vô tuyến băng rộng 4G.
Đặc biệt phục vụ cho khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa của Việt
Nam nhằm thu hẹp khoảng cách số giữa các vùng, miền.

10
CHƢƠNG 2: GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI
2.1. Xu hƣớng triển khai mạng thông tin vô tuyến băng rộng 4G
Phổ tần được dùng để triển khai LTE phổ biến nhất là 1800
MHz. Được sử dụng trong 213 nhà mạng triển khai thương mại ở 100
quốc gia, tương đương với hơn 44% các nhà mạng triển khai LTE.
Băng tần phổ biến tiếp theo là 2,6 GHz (băng 7) được sử dụng trong
108 mạng. Băng 800 MHz (dải 20) đứng vị trí tiếp theo, được sử
dụng bởi 100 nhà khai thác LTE, nghĩa là trong 5 nhà khai thác LTE
thì có 1 nhà triển khai trên băng 800 MHz.
2.1.1. Băng tần 1800 MHz
Triển khai mạng trên băng tần 1800 MHz băng 3 là phổ tần
chủ đạo. Nguyên nhân rất rõ ràng do:
Diện tích phủ sóng gấp 2 lần so với triển khai trên băng tần
2,6 GHz
Khả năng tái sử dụng bao gồm cả cáp angten của GSM1800
hoặc WCDMA-HSPA2100
Băng tần 1800 MHz là băng tần phổ biến rỗng rãi khắp châu
Âu, APAC, MEA, khu vực nam Mỹ - do đó có khả năng sẽ là một
băng tần lõi và toàn cầu cho việc triển khai LTE
Các nhà khai thác thường có đủ băng thông trong băng tần
1800 MHz để đảm bảo lợi ích đầy đủ của LTE
Thông thường sẽ dễ phân bổ lại hơn băng tần 900 MHz
Hệ sinh thái thiết bị người dùng đang được xây dựng; đây là
một lựa chọn tốt cho các thiết bị có sẵn sau năm 2011
Có thể là một chiến lược chuyển tiếp giữa HSPA và phổ tần
mới có sẵn (ví dụ 2,6 GHz, băng tần lợi ích số hóa truyền hình...)
2.1.2. Băng tần 900 MHz
Băng tần 900 MHz (3GPP băng 9) được sử dụng trên toàn
cầu cho thoại GSM và truyền dữ liệu di động cơ bản. Băng tần này

11
trở thành một lựa chọn chính cho di động băng rộng sử dụng
HSPA/HSPA+ (UMTS900) với đặc tính truyền sóng tuyệt vời cho
vùng phủ sóng rộng (ở nông thôn) và trong các tòa nhà (nông thôn và
thành thị). 100 mạng UMTS900 triển khai thương mại tại 64 quốc gia
(GSA: Các nhà điều hành HSPA cam kết báo cáo ngày 11 tháng 10
năm 2015).
2.1.3. Băng tần 700 MHz
Băng tần 700 Mhz rất tuyệt vời cho cùng phủ sóng rộng rãi
trong môi trường khu vực nông thôn và trong các tòa nhà, đây là
băng tần lợi ích phát sinh từ quá trình số hóa truyền hình của các đài
truyền hình để truyền kỹ thuật số. Nhiều quốc gia đã thông qua đề
nghị sử dụng băng tần APT700 FDD tạo ra cơ hội lớn cho quá trình
hài hòa tần số toàn cầu cho LTE, đảm bảo lợi ích kinh tế lớn nhất cho
các thiết bị người dùng, lưu lượng di động băng thống rộng và
chuyển vùng quốc tế.
45 quốc gia và vùng lãnh thổ được phân bổ, cam kết hoặc khuyến
nghị sử dụng APT700 FDD (băng 28) cho triển khai hệ thống LTE:
2.2. Phân bổ các kênh trên băng tần 694 – 790 MHz
2.2.1. Phân bổ các kênh cho MFCN
Trong băng tần 694-790 MHz việc phân bổ kênh cho MFCN
được thực hiện như sau:
- Kích thước của khối được xác định là bội của 5 MHz, trong
đó không loại trừ băng thông kênh nhỏ hơn trong một khối.
- Phân bổ tần số ghép cặp (FDD):


Trạm phát đầu cuối: 703-733 MHz;



Trạm phát gốc: 758-788 MHz;

Phân bổ tần số đơn:
Đường xuống bổ sung sử dụng không đến bốn khối tần số có
sẵn sau: 738-743 MHz, 743-748 MHz, 748-753 MHz và 753-758 MHz.
-


12

694- 703- 708- 713- 718- 723- 728- 733- 738- 743- 748- 753- 758- 763- 768- 773- 778- 783- 788703 708 713 718 723 728 733 738 743 748 753 758 763 768 773 778 783 788 791
Băng
bảo
vệ
9
MHz

Đường lên

Gap

SDL
(A)

Đường xuống

Băng

bảo
vệ

30 MHz (6 khối 5 MHz)

5
MHz

20 MHz (không
đến bốn khối 5
MHz)

30 MHz (6 khối 5 MHz)

3
MHz

Hình 2.3: Sự phân bổ kênh cho MFCN trên băng tần 700 MHz
FDD 2x30MHz và tùy chọn đƣờng lên bổ sung (SDL) trong
khoảng cách song công
2.2.2. Lựa chọn thay thế cho PMSE, PPDR, M2M và các dịch vụ
khác

Hình 2.4: Lựa chọn thay thế cho PMSE, PPDR và M2M
Các tùy chọn thể hiện trong hình 2.4 có thể được kết hợp với
nhau cùng với việc sử dụng một số khối SDL MFCN để cung cấp
linh hoạt các lựa chọn cho cơ quan quản lý tùy thuộc vào nhu cầu.
Khi kết hợp SDL và các tùy chọn sử dụng thay thế có thể có được
thông số kỹ thuật khác nhau cho SDL.
2.3. Các tham số tối thiểu

2.3.1. Phương pháp xác định các các tham số tối thiểu
Một BEM là một mặt nạ phát xạ được định nghĩa như một
giới hạn về e.i.r.p. trung bình hoặc TRP (tổng công suất bức xạ) bên
trong và bên ngoài của khối băng tần cấp phép cho một nhà khai thác,


13
và được định nghĩa cho một băng thông đo nhất định. Các thành phần
ngoài khối của BEM có thể bao gồm một mức độ cơ bản hoặc trung
bình (chuyển tiếp) các cấp trong đó mô tả sự chuyển đổi từ cấp độ
trong khối với mức cơ bản là một chức năng của off-set từ biên khối.

Hình 2.5:Mô tả một BEM chung.
2.3.2. Xem xét các thông số cùng tồn tại bắt nguồn từ BEM
2.3.3. Thông số kỹ thuật chung cho các trạm gốc
2.3.3.1. Các giới hạn e.i.r.p trong khối
Bảng 2.2: Giới hạn công suất trong khối tại BS
Dải tần số

Khối giao cho
các nhà điều
hành

e.i.r.p. trung bình tối đa

Băng
thông đo

Không bắt buộc.
Trong trường hợp ràng buộc trên là

mong muốn của cơ quan quản lý,
một giá trị 64 dBm / 5 MHz mỗi
angten được áp dụng

5 MHz


14

2.3.3.2. Các giới hạn e.i.r.p ngoài khối
Bảng 2.3: Yêu cầu cơ bản của BS
Dải tần số

e.i.r.p. trung
bình tối đa

Băng
thông đo

Tần số đường lên MFCN(703 – 733 MHz)

-50 dBm/cell

5 MHz

Tần số đường lên của băng tần 800 MHz
(832- 862 MHz)

-49 dBm/cell

5 MHz

Tần số đường xuống MFCN(758 – 788
MHz), các khối SDL trong khoảng cách
16 dBm/angten
song công, và tần số đường xuống của băng
tần 800 MHz (791-821 MHz)

5 MHz

Bảng 2.4: Yêu cầu cơ bản của BS trong dải tần 733-788 MHz
Dải tần số

e.i.r.p. trung
bình tối đa

Băng
thông đo

–10 đến –5 MHz từ biên dưới của khối

18 dBm/angten

5 MHz

–5 đến 0 MHz từ biên dưới của khối

22 dBm/angten

5 MHz

0 đến +5 MHz từ biên trên của khối

22 dBm/angten

5 MHz

+5 đến +10 MHz từ biên trên của khối

18 dBm/angten

5 MHz

Bảng 2.5: Các yêu cầu chuyển tiếp BS trên 788 MHz
Dải tần số

e.i.r.p. trung
bình tối đa

Băng
thông đo

788-791 MHz cho khối với biên trên tại 788 MHz 21 dBm/angten

3 MHz

788-791 MHz cho khối với biên trên tại 783 MHz 16 dBm/angten

3 MHz

791-796 MHz cho khối với biên trên tại 788 MHz 19 dBm/angten

5 MHz

791-796 MHz cho khối với biên trên tại 783 MHz 17 dBm/angten

5 MHz

796-801 MHz cho khối với biên trên tại 788 MHz 17 dBm/angten

5 MHz


15

Hình 2.6: Mô tả định tính vào yêu cầu chuyển tiếp ở trên cạnh
trên biên băng tần đƣờng xuống cho các khối MFCN khác nhau
Bảng 2.6: Yêu cầu BS cho phần khoảng cách song công không
đƣợc sử dụng bởi SDL
Dải tần số

e.i.r.p. trung
bình tối đa

Băng
thông đo

-10 đến 0 MHz offset từ biên dưới thấp DL
hoặc biên dưới của khối SDL thấp nhất,
16 dBm/angten

nhưng trên đường lên của biên băng tần

5 MHz

Hơn 10 MHz offset từ biên dưới thấp DL
hoặc biên dưới của khối SDL thấp nhất,
nhưng trên đường lên của biên băng tần

5 MHz

-4 dBm/angten

Bảng 2.7: Các yêu cầu về BS cho băng bảo vệ
Dải tần số

e.i.r.p. ngoài Băng
khối trung thông
bình tối đa
đo

Phổ tần giữa biên băng phát thanh truyền hình và
-32 dBm/cell 1 MHz
biên dưới băng tần đường lên FDD (694-703 MHz)
Phổ tần giữa biên trên đường xuống và đường
xuống của MFCN 800 MHz(788-791 MHz)

14 dBm/angten 3 MHz


16

Bảng 2.8: Các yêu cầu cơ bản về BS đối với phổ tần DTT
e.i.r.p. trung
bình tối đa

Dải tần số
Đối với tần số DTT dưới 694
MHz nơi phát thanh truyền hình
được bảo vệ

-23 dBm/cell

Băng
thông đo
8 MHz

2.3.4. Thông số kỹ thuật chung cho các thiết bị đầu cuối
Bảng 2.9: Giới hạn phát xạ không mong muốn trong khối ở TS
Công suất trong khối trung bình tối đa
23 dBm
Bảng 2.10: Yêu cầu TS cho băng bảo vệ (694-703 MHz)
Dải tần số của phát
xạ ngoài khối

e.i.r.p. ngoài khối
trung bình tối đa

Băng thông đo

694-698 MHz

-7 dBm

4 MHz

698-703 MHz

2 dBm

5 MHz

Bảng 2.1: Các yêu cầu về TS cho khoảng cách song công (733-758
MHz)
Dải tần số của phát xạ ngoài khối

e.i.r.p. ngoài khối
Băng
trung bình tối đa thông đo

733-738 MHz

2 dBm

5 MHz

738-753 MHz (không áp dụng cho các
khối được sử dụng bởi SDL)

-6 dBm

5 MHz

753-758 MHz
(không áp dụng cho các khối được sử
dụng bởi SDL)

-18 dBm

5 MHz


17
Bảng 2.2: Các yêu cầu phát xạ không mong muốn cho TS trên
tần số bị chiếm bởi phát thanh truyền hình
Dải tần số của phát xạ
không mong muốn
ngoài khối

Công suất không
mong muốn trung
bình tối đa

Băng thông
đo

470-694 MHz

-42 dBm

8 MHz

2.4. Các yêu cầu cơ bản
2.4.1. Các yêu cầu cơ bản về BS cho tần số đường lên FDD
Ký hiệu:
ACIR: Tỷ lệ nhiễu kênh lân cận
ACLR: Tỷ lệ rò kênh lân cận
ACSL: Độ chọn lọc kênh lân cận
e.i.r.p.tx: e.i.r.p trạm gốc trong khối
GArx: Độ lợi angten nhận
Gtxtilt: Độ lợi nghiêng của angten TX
Rtxtilt: Độ lợi nghiêng của angten RX
PL: Tổn thất đường truyền
NF: Mức nhiễu
INR: Tỷ lệ nhiễu trên tạp âm
Ta có:
ACIR = e.i.r.p.tx +Gtxtilt -PL+GArx+ Grxtilt – (NF+ INR)
ACIR= e.i.r.p.tx -3 -69.9+15 -3 – (-102.5 –5.8) = e.i.r.p.tx +
47.4 dB
Xét:
ACS=ACLR, thì ACLR = ACIR+3 = e.i.r.p.tx + 47.4 +3 =
e.i.r.p.tx + 50.4 dB
Yêu cầu cơ bản của BS được tính như sau:


18
Yêu cầu cơ bản của BS = e.i.r.p.tx – ACLR = e.i.r.p.tx –
(e.i.r.p.tx + 50.4) = -50.4 dBm/ 5MHz
2.4.2. Các yêu cầu cho trạm đầu cuối trên các tần số được sử dụng
như băng bảo vệ
2.4.3. PMSE trên băng tần 700 MHz
2.5. Kết luận chƣơng

Nhiều quốc gia đã thông qua đề nghị triển khai 4G trên băng
tần APT700 FDD đã tạo ra một cơ hội lớn cho quá trình hài hòa tần
số toàn cầu cho LTE, đảm bảo lợi ích kinh tế lớn nhất cho các thiết bị
sử dụng, lưu lượng di động băng thông rộng và chuyển vùng quốc tế.
Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu trong chương này đã
đưa ra các kế hoạch phân bổ tần số cho băng tần 700 MHz cho tần số
đường lên đường xuống, khoảng bảo vệ giữa các kênh, công suất
phát cho các trạm gốc và các thiết bị đầu cuối….Chương tiếp theo sẽ
tiến hành mô phỏng và đánh giá khả năng triển khai.


19
CHƢƠNG 3:

MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ

3.1. Tổng quan về seamcat
3.1.1. Mô phỏng Monte-Carlo
3.1.2. Kịch bản cơ bản
3.1.3. Phương pháp liên quan đến tiêu chí (C/I)
3.1.4. Các thành phần nhiễu
3.2. Mô phỏng tác động của MFCN trên băng tần 700 MHz lên
PMSE
3.2.1. Xây dựng kịch bản
3.2.2. Kết quả mô phỏng
Trong mô phỏng các tín hiệu yêu cầu tối thiểu của -90 dBm
(độ nhạy) với một xác suất vị trí của 95 % đã được sử dụng. Các điều
kiện fading trên một đoạn được mô phỏng là phân bố Gaussian với
độ lệch chuẩn là 12 dB. Sự phân bố của tín hiệu mong muốn được
mô tả trong Phụ lục 1, phần A1.2.1 của Báo cáo ECC 191 [12].

Tổn hao không gian tự do được sử dụng như mô hình truyền
sóng.Sau đó, ta xem xét xác suất của nhiễu tùy thuộc vào khoảng
cách cho một OOBE của -51 dBm/MHz (tương ứng với -42 dBm/8
MHz), trong hình 3.9.

Hình 3.9: Đồ thị xác suất nhiễu theo khoảng cách


20
Có thể kết luận rằng đối với khoảng cách xa hơn 3 mét, xác
suất của nhiễu là không đáng kể cho một OOBE của -51 dBm/MHz
(tương ứng với -42 dBm/8MHz), mặc dù giới hạn công suất không
được thực hiện và cường độ tín hiệu của liên kết PMSE là rất thấp.
3.3. Mô phỏng kịch bản cùng tồn tại
3.3.1. Xây dựng kịch bản
3.3.2. Kết quả mô phỏng

Hình 3.12: Hình trạng kịch bản mô phỏng
Sau khi tiến hành chạy mô phỏng với hình trạng kịch bản
như hình 3.12 ở trên. Ta đo được cường độ tín hiệu nhận mong muốn
như hình 3.13.


21

Hình 3.13: Cƣờng độ tín hiệu nhận mong muốn
Và các cường độ tín hiệu nhiễu như hình 3.14, 3.15, 3.16.

Hình 3.14: Cƣờng độ tín hiệu nhiễu không mong muốn

Hình 3.15: Cƣờng độ tín hiệu nhiễu chặn


22

Hình 3.16: Cƣờng độ tín hiệu nhiễu của bộ mô phỏng
Các chỉ số trung bình như hình 3.17.

Hình 3.17: Kết quả mô phỏng tổng hợp
3.4. Đánh giá kết quả mô phỏng
Các kết quả mô phỏng được mô tả ở trên cho thấy tổn hao
thông lượng đường lên của LTE700 do nhiễu từ phía phát DTT (DTT
kênh 48 (686-694 MHz) lên khối băng tần thấp của LTE700 (703713 MHz)), do hai cơ chế:
i) phát xạ ngoài băng của phía phát DTT
ii) chặn ngoài băng của máy thu LTE700 BS
Dựa trên tiêu chí tổn hao băng thông 5%, kết quả mô phỏng
cho thấy:
1. Mặt nạ không giới hạn phía phát DTT đủ để bảo vệ các
đường lên LTE700 khi công suất của phía phát DTT (e.i.r.p.) bé hơn
69 dBm.


23
2. Đối với các máy phát DTT tại công suất truyền dẫn 85
dBm, mặt nạ không giới hạn có thể không cần thiết vì đã đủ đối với
việc bảo vệ các đường lên LTE700 cho LTE700 BS ở gần máy phát
DTT và chỉ cần bổ sung thêm một vài dB (<10 dB). Thực tế mặt nạ
phát DTT luôn luôn tốt hơn so với yêu cầu tối thiểu của mặt nạ
không giới hạn, tuy nhiên trong trường hợp này có thể không có vấn
đề gì.

3. Đối với công suất phát DTT e.i.r.p. tại 69 dBm, cần thêm
khoảng cách ly lên đến 30 dB để cải thiện mức chặn ngoài băng của
máy thu LTE700 BS.
4. Đối với công suất truyền DTT e.i.r.p. 85 dBm, cần thêm
khoảng cách ly lên đến 40 dB để cải thiện mức chặn ngoài băng của
máy thu LTE700 BS.
3.5. Kết luận chƣơng
Dựa trên các kết quả mô phỏng và phân tích từ hai kịch bản
đưa ra ta có thể kết luận rằng, thứ nhất, đối với khoảng cách xa hơn 3
mét tác động của thiết bị đầu cuối MFCN lên máy thu PMSE dưới
694 MHz là không đáng kể. Thứ hai, việc sử dụng các mặt nạ bảo vệ
và có thể dùng thêm các bộ lọc là đủ để bảo vệ đường lên LTE700
trong trường hợp DTT phát với e.i.r.p. lên đến 69 dBm. Đối với DTT
phát công suất cao (e.i.r.p. 85 dBm) phát trên kênh 48, cần vài dB
(<10 dB) cải thiện trên các mặt nạ không quan trọng để bảo vệ
LTE700 đường lên dựa trên các tiêu chí bảo vệ 5% tổn thất thông
lượng. Từ đó ta thấy việc triển khai vô tuyến băng rộng 4G/LTE trên
băng tần 700 MHz là khả thi.