Mục lục Lời nói đầu . Tóm tắt đồ án . Danh sách hình vẽ Danh sách bảng biểu . Danh mục các chữ viết tắt . Chương 1. Tổng quan về mạng W-CDMA . 1.1. Giới thiệu mạng thông tin di động W-CDMA . 1.2. Tiêu chuẩn của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G) 1.3. Cấu trúc đặc trưng mạng UMTS-3G . 1.3.1. UE (User Equipment) 1.3.2. UTRAN (UMTS Terestrial Radio Access Network) 1.3.3. CN (Core Network) . 1.3.4. Các mạng ngoài . 1.4. Các chức năng trong quá trình quản lý tài nguyên vô tuyến 1.5. Dung lượng mạng . 1.6. Cấu trúc Cell . 1.7. Các dịch vụ hệ thống 3 G cung cấp Chương 2. Tính toán quy hoạch mạng vô tuyến UMTS 3G 2.1. Giới thiệu về quy hoạch mạng vô tuyến . 2.1.1. Nguyên lý chung . 2.1.2. Một số vấn dề cần thực hiện trong quá trình quy hoạch mạng . 2.2. Quy hoạch định cỡ mạng 2.2.1. Tính toán vùng phủ sóng . 2.2.2. Phân tích dung lượng . 1 2.2.3. Định cỡ dung lượng mạng . 2.2.4. Định cỡ RNC (Radio Network Control) . 2.3. Quy hoạch vùng phủ và dung lượng chi tiết 2.4. Tối ưu mạng . Chương 3. Quy hoạch vô tuyến UMTS 3G mạng Vinaphone khu vực Thành phố Vinh - Nghệ An . 3.1. Khái quát tình hình kinh tế xã hội tại TP Vinh . 3.2. Định hướng và kế hoạch triển khai mạng 3G của Vinaphone 3.2.1. Mạng di động Vinaphone – thuận lợi và thách thức 3.2.2. Mục tiêu phát triển của mạng di động Vinaphone 3.2.3. Kế hoạch và dự định triển khai mạng 3G 3.3. Phương án triển khai mạng vô tuyến UMTS 3G 3.4. Tình hình phát triển mạng Viễn thông tại TP Vinh 3.4.1. Mạng viễn thông chung của TP Vinh 3.4.2. Tình hình phát triển thuê bao và hạ tầng mạng Vinaphone khu vực Thành phố Vinh 3.4.3. Dự báo phát triển thuê bao mạng Vinaphone khu vực TP Vinh . 3.5. Thiết kế quy hoạch mạng . 3.5.1. Tính toán số lượng Node-B cần thiết 3.5.2. Tính toán dung lượng cho Node-B 3.5.3. Dung lượng RNC 3.5.4. Vị trí Node-B và RNC . 3.5.5 Truyền dẫn cho Node-B . Kết luận Tài liệu tham khảo 2 Danh mục hình vẽ Hình 1.1. Cấu trúc của mạng Hình 1.2. Các vị trí điển hình của các chức năng RRM trong mạng WCDMA Hình 1.3. Cấu trúc cell UMTS Hình 1.4. Các dịch vụ đa phương tiện trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba Hình 2.1. Quá trình quy hoach và triển khai mạng . Hình 2.2. Quá trình tính bán kính vùng phủ sóng . Hình 2.3. Vùng phủ sóng của cell theo các loại dịch vụ khác nhau Hình 2.4. Ảnh hưởng của Dự trữ phading chậm - SFM đến vùng phủ sóng 3 Danh sách bảng biểu Bảng 2.1. Các loại hình phủ sóng phổ biến . Bảng 2.2. Các loại loại dịch vụ chính của WCDMA Bảng 2.3. Giá trị độ dự trữ phading chậm thông dụng Bảng 2.4. Thông số giả định thông thường phần di động - MS Bảng 2.5. Thông số giả định của Node-B . Bảng 2.6. Thông số độ cao anten theo vùng phủ sóng Bảng 2.7. Giá trị K theo cấu hình site . Bảng 2.8. Kết quả tính bán kính tham khảo . Bảng 2.9. Lưu lượng tham khảo bình quân của một thuê bao . Bảng 2.10. Tính lưu lượng hệ thống tham khảo cho 100.000 thuê bao . Bảng 2.11. Tính lưu lượng hệ thống 100.000 thuê bao tham khảo . Bảng 2.12. Phân bố Connection của các thuê bao Vinaphone Bảng 2.13 Ví dụ về dung lượng của một RNC Bảng 3.1. Kế hoạch triển khai kỹ thuật công nghệ . Bảng 3.2. Quy mô mạng lưới 3G trong 15 năm Bảng 3.3. Dự kiến diện tích phủ sóng của Vinaphone Bảng 3.4. Thống kê phát triển thuê bao Vinaphone tại TP Vinh . Bảng 3.5. Dự báo về phát triển thuê bao Vinaphone tại Thành phố Vinh Bảng 3.6. Mô hình lưu lượng - Traffic Model của Vinaphone . Bảng 3.7. Lưu lượng trung bình của một thuê bao trong giờ bận đường lên Bảng 3.8. Lưu lượng trung bình của một thuê bao trong giờ bận đường xuống . Bảng 3.9. Số lượng thuê bao lớn nhất cho từng cấu hình Node-B . Bảng 3.10. Cấu hình của 42 Node-B dự kiến pha 1 Bảng 3.11. Cấu hình 99 Node-B dự kiến pha 2 . 4 Danh mục các chữ viết tắt 3G Third Generation Thế hệ 3 B. BHCA BTS Busy Hour Call Attempts Base Tranceiver Station Số cuộc gọi trong giờ bận Trạm gốc C. CDMA CN Code Division Multiple Access Core Network Truy nhập phân chia theo mã Mạng lõi D. DL Downlink Đường xuống F. FDD FDMA Frequency Division Duplex Frequency Division Multiple Access Phương thức song công phân chia theo tần số Đa truy nhập phân chia theo tần số G. GGSN GPRS GP GPS GSM Gateway GPRS Support Node General Packet Radio Service Gain Processer Global Positioning System Global System for Mobile Telecommunication Nút hỗ trợ cổng GPRS Dịch vụ vô tuyến gói chung. Độ lợi xử lý Hệ thống định vị toàn cầu. Hệ thống viễn thông di động toàn cầu H. HLR HSDPA HSUPA HO Home Location Registor High Speed Downlink Packet Access High Speed Uplink Packet Access Handover Bộ đăng ký thường trú Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao Truy nhập gói lên xuống tốc độ cao Chuyển giao 5 I. Iub Iur Giao diện giữa RNC và nút B Giao diện giữa 2 RNC. L. LOS Line of sight Tầm nhìn thẳng M. ME MMS MGW MS MSC MSS Mobile Equipment Multimedia Messaging Service Media Gateway Mobile Station Mobile Service Switching Centre MSC server Thiết bị di động Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện Nút cổng của Softswitch Trạm di động Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động. Nút chuyển mạch của Softswitch R. RNC RNS RRC RRM Radio Network Controller Radio Network subsystem Radio Resoure Control protocol Radio Resouse Management Bộ điều khiển mạng vô tuyến. Phân hệ mạng vô tuyến Giao thức điều khiển tài nguyên vô tuyến Quản lý tài nguyên vô tuyến. S. SGSN SIR SMF SMS SNR T. Serving GPRS Support Node. Signal to Interference Ratio Shawdow Fading Margin Short Messaging Service Signal to Noise Ratio Nút hỗ trợ GPRS phục vụ Tỷ số tín hiệu trên nhiễu Độ dự trữ phading chậm Dịch vụ nhắn tin ngắn. Tỷ số tín hiệu trên tạp âm TDD Time Division Duplex Phương thức song công phân chia theo thời gian 6 TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian U. UE UL UMTS USIM UTRAN User Equipment Uplink Universal Mobile Telecommunication System UMTS Subscriber Identify Module UMTS Terrestrial Radio Access Network Thiết bị người sử dụng Đường lên Hệ thống viễn thông di động toàn cầu. Modul nhận dạng thuê bao UMTS Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS V. VLR VOIP Visitor Location Registor Voice Over Internet Protocol Bộ đăng ký tạm trú Truyền thoại qua giao thức Internet. W. WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng 7 Lời nói đầu Thông tin liên lạc là nhu cầu tối thiểu và cực kỳ quan trọng đối với bất kỳ xã hội nào. Nhu cầu thông tin liên lạc ngày càng tăng dần về cả cách thức, chất lượng cùng với sự phát triển của xã hội loài người. Thông tin di động là một phương thức thông tin lên lạc phát triển cao đã được con người phát minh, nghiên cứu và phát triển từ rất sớm, bắt đầu với các hệ thống thông tin di động sử dụng công nghệ tương tự, đến nay các mạng di động công nghệ số đang được ứng dụng rộng rãi và phát triển vô cùng mạnh mẽ. Ở Việt Nam, đến nay cả nước đã có 7 nhà khai thác chính cung cấp dịch vụ thông tin di động sử dụng công nghệ GSM (Vinaphone, Mobifone, Viettel, Vietnamobile, GTel) và CDMA (EVN Telecom, S Fone). Các mạng di động sử dụng công nghệ GSM đang chiếm ưu thế lớn về số lượng khách hàng với 127.8 triệu thuê bao chiếm 90% trên tổng số 142.1 triệu thuê bao di động tính đến 9/2010 (số liệu thống kê của Bộ Thông tin và Truyền thông). Cùng với sự phát triển của xã hội, đòi hỏi các dịch vụ mới như video call, internet băng rộng… ra đời, các dịch vụ này yêu cầu độ rộng băng thông ngày càng cao. Thông tin di động thế hệ 3 - 3G ra đời đã đáp ứng phần nào nhu cầu thông tin của khách hàng. Việc nghiên cứu các kỹ thuật cơ bản để áp dụng quy hoạch vô tuyến cho mạng 3G là một khâu quan trọng cho việc thiết kế quy hoạch mạng 3G cho các nhà mạng. Đồ án “Quy hoạch mạng vô tuyến 3G” sẽ đáp ứng nhu cầu xây dựng quy hoạch mạng Vinaphone khu vực TP Vinh, đưa ra dịch vụ 3G đảm bảo chất lượng. Cấu trúc của luận văn gồm: phần mở đầu; chương 1, 2 và 3; phần kết luận; tài liệu tham khảo; phụ lục. Nội dung chính của luận văn: Chương 1: Tổng quan về mạng W-CDMA 8 Chương 2: Thiết kế tính toán quy hoạch mạng vô tuyến UMTS 3G. Chương 3: Quy hoạch vô tuyến UMTS 3G mạng VINAPHONE khu vực Thành phố Vinh. Trong quá trình thực hiện, do nội dung đồ án liên quan nhiều đến các tham số thực tế, các số liệu đang trong quá trình tiến hành thực hiện và chỉnh sửa nên chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Vì thế em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn cô giáo hướng dẫn Th.S. Lê Thị Kiều Nga, cùng các thầy, cô giáo khoa Điện tử viễn thông - Đại học Vinh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành được đồ án này. Qua đây; em cũng xin gửi lời cảm ơn các anh chị làm việc tại Viễn thông Nghệ An nơi em thực tập tốt ngiệp trong thời gian vừa qua, đã gúp em trong việc hoàn thiện kiến thức và tìm một số tài liệu cũng như thông tin số liệu để thực hiện đồ án này. 9 Chương 1. Tổng quan về mạng W-CDMA Ngày nay, thông tin liên lạc đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống xã hội loài người. Cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu trao đổi thông tin của con người ngày càng tăng đòi hỏi các hệ thống thông tin liên lạc nói chung, các hệ thống viễn thông nói riêng không ngừng phát triển và cải tiến để đáp ứng nhu cầu đó. Thông tin di động là một ứng dụng có nhu cầu lớn nhất và đạt được sự phát triển mạnh mẽ nhất trong những năm gần đây. 1.1. Giới thiệu mạng thông tin di động W-CDMA W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access – đa truy nhập phân chia theo mã) là công nghệ 3G hoạt động dựa trên CDMA và có khả năng hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao như video, truy cập Internet, hội thảo hình . WCDMA nằm trong dải tần 1920 MHz -1980 MHz, 2110 MHz - 2170 MHz.W-CDMA giúp tăng tốc độ truyền nhận dữ liệu cho hệ thống GSM bằng cách dùng kỹ thuật CDMA hoạt động ở băng tần rộng thay thế cho TDMA. Trong các công nghệ thông tin di động thế hệ ba thì W- CDMA nhận được sự ủng hộ lớn nhất nhờ vào tính linh hoạt của lớp vật lý trong việc hỗ trợ các kiểu dịch vụ khác nhau đặc biệt là dịch vụ tốc độ bit thấp và trung bình. W-CDMA có các tính năng cơ sở sau : - Hoạt động ở CDMA băng rộng với băng tần 5MHz. - Lớp vật lý mềm dẻo để tích hợp được tất cả thông tin trên một sóng mang. - Hệ số tái sử dụng tần số bằng 1. - Hỗ trợ phân tập phát và các cấu trúc thu tiên tiến. 10 . trọng cho việc thiết kế quy hoạch mạng 3G cho các nhà mạng. Đồ án Quy hoạch mạng vô tuyến 3G sẽ đáp ứng nhu cầu xây dựng quy hoạch mạng Vinaphone khu vực. Chương 1: Tổng quan về mạng W- CDMA 8 Chương 2: Thiết kế tính toán quy hoạch mạng vô tuyến UMTS 3G. Chương 3: Quy hoạch vô tuyến UMTS 3G mạng VINAPHONE khu