Quy hoạch mạng W-CDMA cho Tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010 - 2015 MỤC LỤC Mục lục .1 Danh sách hình vẽ .4 Danh sách bảng 6 Thuật ngữ viết tắt 7 Lời mở đầu 13 Chương 1. Tổng quan về mạng W-CDMA 15 1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống thông tin di động 15 1.2. Những hạn chế của hệ thống thông tin di động thứ 2 19 1.3. Tiêu chuẩn của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 .20 1.4. Giới thiệu về mạng thông tin di động W-CDMA 22 1.5. Tổng kết quá trình đi lên của hệ thống thông tin thế hệ thứ ba 24 Chương 2:Cấu trúc hệ thống mạng W-CDMA .25 2.1. Cấu trúc hệ thống W-CDMA 25 2.2. Sơ đồ cấu trúc .27 2.3.Chức năng của các thành phần trong hệ thống W-CDMA 28 2.3.1. Thiết bị người sử dụng UE .28 2.3.2. Mạng truy nhập vô tuyến – UTRAN .28 2.3.2.1.Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) 29 2.3.2.2. Node B (Trạm gốc) .29 2.3.3.3. Các chức năng điều khiển của UTRAN 30 2.3.3. Mạng lõi - CN .31 2.3.4. Các mạng ngoài .31 2.3.5. Các giao diện vô tuyến .31 2.4. Cấu trúc kênh và phương thức sắp xếp kênh trong W-CDMA .32 2.4.1. Các kênh vật lý 32 2.4.1.1. Kênh vật lý đường lên .32 2.4.1.2 Kênh vật lý đường xuống 34 2.4.2. Các kênh truyền tải 36 2.4.3. Các kênh logic .37 2.4.4. Sắp xếp các kênh logic lên các kênh truyền tải .38 Nguyễn Thị Minh Trang Lớp 46K - ĐTVT 1 Quy hoạch mạng W-CDMA cho Tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010 - 2015 2.4.5. Sắp xếp các kênh truyền tải lên các kênh vật lý 39 Chương 3: Kỹ thuật trải phổ và chuyển giao trong mạng W-CDMA 40 3.1. Trải phổ .40 3.1.1. Các hệ thống thông tin trải phổ .40 3.1.2 Các hệ thống DS/SS-BPSK 42 3.1.2.1 Máy phát DS/SS – BPSK 42 3.1.2.2.Máy thu DS/SS – BPSK 44 3.1.3. Các hệ thống DS/SS-QPSK .46 3.1.3.1. Máy phát DS/SS-QPSK 47 3.1.3.2.Máy thu DSSS-QPSK 47 3.2. Kỹ thuật chuyển giao trong W-CDMA 48 3.2.1. Khái niệm .48 3.2.1.1.Mục đích của chuyển giao 48 3.2.1.2.Trình tự chuyển giao .48 3.2.2.Các loại chuyển giao .51 3.2.2.1. Chuyển giao mềm và mềm hơn .51 3.2.2.2. Chuyển giao cứng 53 Chương 4: Quy hoạch mạng W-CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010-2015 .55 4.1. Giới thiệu .55 4.2. Khởi tạo quy hoạch 55 4.2.1. Sơ đồ khối quá trình định cỡ mạng 55 4.2.2. Phân tích quỹ năng lượng đường truyền vô tuyến .57 4.2.2.1. Quỹ năng lượng đường lên .58 4.2.2.2. Quỹ năng lượng đường xuống 60 4.2.3. Độ nhạy máy thu 61 4.3. Tính suy hao đường truyền cho phép .61 4.4. Xác định kích thước Cell .63 4.4.1. Mô hình Hata – Okumura 63 4.4.2. Mô hình Walfsch – Ikegami 64 4.4.3. Tính toán bán kính và dung lượng cell 66 4.5. Quy hoạch dung lượng và vùng phủ 69 Nguyễn Thị Minh Trang Lớp 46K - ĐTVT 2 Quy hoạch mạng W-CDMA cho Tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010 - 2015 4.6. Quy hoạch mạng truy nhập vô tuyến .71 4.6.1. Định cỡ các giao diện 71 4.6.1.1. Định cỡ giao diện I ub 72 4.6.1.2. Định cỡ giao diện I ur 72 4.6.1.3.Định cỡ giao diện I u 72 4.6.2. Định cỡ các phần tử .73 4.6.2.1. Định cỡ BSC .73 4.6.2.2. Định cỡ RNC 73 4.6.3. Quy hoạch mạng truyền dẫn .73 4.7. Quy hoạch chi tiết .74 4.7.1. Tính Số BTS .75 4.7.1.1. Tính số BTS dựa theo bán kính phục vụ của BTS và diện tích vùng cần phủ sóng 75 4.7.1.2.Tính số BTS dựa vào khả năng dung lượng của BTS và số lượng thuê bao dự kiến phục vụ 79 4.7.2. Chọn vị trí đặt trạm .82 4.7.3. Tính chọn số BSC, RNC 82 4.8. Tối ưu hóa mạng 82 KẾT LUẬN 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 Nguyễn Thị Minh Trang Lớp 46K - ĐTVT 3 Quy hoạch mạng W-CDMA cho Tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010 - 2015 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Các phương pháp đa truy cập .17 Hình 1.2: Lộ trình phát triển từ GSM lên W-CDMA 18 Hình 1.3:Các dịch vụ đa phương tiện trong hệ thống thông tin di động thế hệ ba .23 Hình 1.4: Quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động (1G – 3G) .25 Hình 2.1: Tổng quan hệ thống W-CDMA 27 Hình 2.2: cấu trúc mạng W- CDMA 28 Hình 2.3: Các kênh vật lý đường lên 33 Hình 2.4: Các kênh vật lý đường xuống .35 Hình 2.5: Sắp xếp các kênh logic lên các kênh truyền tải 38 Hình 2.6: Sắp xếp các kênh truyền tải lên các kênh vật lý .39 Hình 3.1: Tín hiệu trải phổ .40 Hình 3.2: Sơ đồ khối của máy phát DS/SS-BPSK .43 Hình 3.3: Các dạng sóng ở hệ thống DS/SS-BPSK 44 Hình 3.4: Sơ đồ khối của máy thu DS/SS-BPSK 45 Hình 3.5: Các dạng sóng ở hệ thống thu DS/SS-BPSK .45 Hình 3.6: Sơ đồ khối máy phát DSSS-QPSK .46 Hình 3.7: các dạng sóng máy phát DSSS-QPSK 46 Hình 3.8: Sơ đồ khối của máy thu DSSS-QPSK 47 Hình 3.9: Nguyên tắc chung của các thuật toán chuyển giao 51 Hình 3.10: chuyển giao mềm hai đường .51 Hình 3.11: Chuyển giao mềm ba đường .52 Hình 3.12: Chuyển giao mềm hơn 53 Hình 3.13: Chuyển giao mềm – mềm hơn 53 Hình 3.14: Chuyển giao cứng cùng tần số 54 Hình 3.15: Chuyển giao cứng khác tần số .54 Hình 4.1: Các tham số đầu vào và đầu ra trong quá trình định cỡ mạng RAN W-CDMA .56 Hình 4.2: Lược đồ quá trình định cỡ mạng vô tuyến W-CDMA .57 Hình 4.3: Các thành phần nhiễu tại trạm gốc đường lên 58 Nguyễn Thị Minh Trang Lớp 46K - ĐTVT 4 Quy hoạch mạng W-CDMA cho Tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010 - 2015 Hình 4.4: Thành phần nhiễu tại thuê bao di động đường xuống 60 Hình 4.5: Sơ đồ quy hoạch mạng truy nhập vô tuyến 72 Nguyễn Thị Minh Trang Lớp 46K - ĐTVT 5 Quy hoạch mạng W-CDMA cho Tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010 - 2015 DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1: Một số nét chính của nền tảng công nghệ thông tin di động từ thế hệ một đến thế hệ ba .24 Bảng 4.1:Số liệu dân số, diện tích và mật độ tỉnh Nghệ An .74 Bảng 4.2: Bảngdự kiến số liệu thuê bao của tỉnh Nghệ An năm 2010 .81 Nguyễn Thị Minh Trang Lớp 46K - ĐTVT 6 Quy hoạch mạng W-CDMA cho Tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010 - 2015 DANH SÁCH CHŨ VIẾT TẮT A AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập AICH Accquitstion Indicationchannel Kênh chỉ thị bắt AMPS Advance Mobile Phone System Hệ thống điện thoại tiên tiến ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền không đồng bộ AP Access Preamble Tiền tố truy nhập AuC Authentication Center Trung tâm nhận thực B BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BSC Base Staion Controller Bộ điều khiển trạm gốc BER Bit Error Ratio Tỷ số lỗi bít BTS Base Transceiver Staion Trạm thu phát gốc BPSK Binary Phase Shift Keying Điều chế dịch pha nhị phân BS Base Staion Trạm gốc C CAMEL Customized Application for Mobile network Enhanced Logic Ứng dụng tùy chọn cho logic nâng cao của mạng di động CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CN Core Network Mạng lõi C/A Carrier to Adjacent Tỉ số sóng mang/nhiễu kênh lân Cell Cellular Ô (tế bào) C/I Carier to Interference Ratio Tỷ số sóng mang trên nhiễu CDP Collisiion Detection Preamble Tiền tố phát hiện tranh chấp CPCH Common Physical Channel Kênh vật lý chung CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung CS Circuit Switching Chuyển mạch kênh CRNC Controlling RNC RNC điều khiển D DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng DPCCH Dedicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý riêng DPCCH Downlink Physical Channel Kênh vật lý đường xuống DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý riêng DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh vật lý số liệu riêng DRNC Drift Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến trôi DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Trải phổ chỗi trực tiếp DSCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống DC Dedicated Control Điều khiển riêng DRNC Drift RNC RNC trôi E Nguyễn Thị Minh Trang Lớp 46K - ĐTVT 7 Quy hoạch mạng W-CDMA cho Tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010 - 2015 EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution Tốc độ số liệu tăng cường để phát triển GSM EIR Equipment Identity Register Bộ đăng kí nhận thực thiết bị F FACCH Fast Assocrated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đường xuống FER Frame Error Rate Tỷ lệ lỗi khung FBI Feedblack Information Thông tin phản hồi FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia theo tần số FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FH/SS Frequency Hopping Spreading Spectrum Trải phổ kiểu nhảy tần G GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng GMSC Gateway Mobile Service Switching Center Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp GSM Global System for Mobile Commmunication Hệ thống thông tin di động toàn cầu GC General Control Điều khiển chung G p Processing Gain Độ lợi xử lý GoS Grade of Service Cấp độ phục vụ GMSK Gaussian Minimum Shift Keying Điều chế dịch pha cực tiểu Gaussian H HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú HSCSD Hight Speed Circuit Switched Data Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao I IWF Interworking Function Chức năng tương tác mạng ISDN Integrated Service Digital Network Mạng số liên kết đa dịch vụ IMT-2000 International Mobile Telecommunication 2000 Tiêu chuẩn viễn thông di động quốc tế 2000 IP Internet Protocol Giao thức Internet IS-136 Interim Standard 136 Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải tiến của Mỹ(AT&T) IS-95A Interim Standard 95A Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải tiến của Mỹ(Qualcomm) Nguyễn Thị Minh Trang Lớp 46K - ĐTVT 8 Quy hoạch mạng W-CDMA cho Tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010 - 2015 M MAI Multiple Access Interfree Nhiễu đa truy nhập ME Mobile Equipment Thiết bị di động MS Mobile Staion Trạm di động MSC Mobile Services Switching Center Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động MEHO Mobile Evaluated Handover Chuyển giao quyết định bởi thuê bao di động N NEHO Network Evaluated Handover Chuyển giao quyết định bởi mạng NMT Nordic Mobile Telephone system Hệ thống điện thoại di động Bắc ÂU O O&M Operations and Maintenace Vận hành và bảo dưỡng P PCP Power Control Preamble Tiền tố điều khiển công suất PCCH Paging Controll Channel Kênh điề khiển tìm gọi PDCP Packet Data Convergence Protocol Giao thức hội tụ số liệu gói PN Pseudo Noise Giả tạp âm PS Paket Switching Chuyển mạch gói PCH Paging Channel Kênh tìm gọi PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PSK Phase Shift Keying Khoá dịch pha PSTN Public Switched Telephone Network Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng Q QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khoá dịch pha vuông góc Q 0 S Quality of Service Chất lượng phục vụ R RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RAB Radio Access Bearer Kênh mang truy nhập vô tuyến RNC Radio Network Control Bộ điều khiển mạng vô tuyến RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RLB Radio link budgets Quỹ năng lượng đường truyền vô tuyến RB Radio bearer Kênh mạng vô tuyến RRM Radio Resource Management Quản lý tài nguyên vô tuyến RLC Radio Link Control Điều khiển kết nối vô tuyến RNS Radio Network Subsystem Phân hệ mạng vô tuyến S SCH Synchronisation Channel Kênh đồng bộ Nguyễn Thị Minh Trang Lớp 46K - ĐTVT 9 Quy hoạch mạng W-CDMA cho Tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010 - 2015 SIM Subcriber Indentity Module Modun nhận thực thuê bao SGSN Serving GPRS Support Node Node cung cấp dịch vụ gói vô tuyến chung SMS Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn SMSC Service MSC MSC phục vụ SRNC Serving RNC RNC phục vụ SS7 Signaling System 7 Hệ thống báo hiệu số 7 SNR Signal-to-Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu T TH/SS Time Hopping Spreading Spectrum Trải phổ nhảy thời gian TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng TFI Transport Format Indication Bộ chỉ thị khuôn dạng truyền dẫn TAF Terminal Adaptation Function Chức năng thích ứng đầu cuối TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TRAU Transcoder/Rate Adapter Unit Bộ thích ứng tốc độ và chuyển mã TDD Time Division Duplex Song công phân chia theo thời gian TRX Tranceiver Bộ thu – phát U UE User Equipment Thiết bị người sử dụng UMTS Universal Mobile Telecommunication System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu USCH Uplink Shared Channel Kênh chia sẽ đường lên UTRAN Universal Terrestrial Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu USCH Uplink Shared Channel Kênh dùng chung đường lên V VLR Visister Location Register Thanh ghi định vị tạm trú VHE Virtual Home Environmet Môi trường thường trú ảo W WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng không dây WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng Nguyễn Thị Minh Trang Lớp 46K - ĐTVT 10 . quá trình quy hoạch mạng W- CDMA, các mô hình tính toán cho từng vùng khác nhau, và ứng dụng quy hoạch mạng W- CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010- 2015. Trong. Trang Lớp 46K - ĐTVT 11 Quy hoạch mạng W- CDMA cho Tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010 - 2015 từ định hướng này nên em chọn đề tài nghiên cứu ” Quy hoạch mạng W- CDMA