Quy hoạch mạng vô tuyến WCDMA

hao đường truyền cực đại cho phép (dB) Bán Kính Cell (Km2) Vùng B Đường Lên f=1950 MHz 12.2 129.94+38 log10R 131.7 1.11 64 129.94+38 log10R 127 0.836 384 129.94+38 log10R 120.2 0.55 Đường Xuống f=2140MHz 12.2 131.5+38 log10R 150.7 3.2 64 131.5+38 log10R 147 2.558 384 131.5+38 log10R 139.2 1.595 Các thông số khi tinh chỉnh hệ số tải Vùng phủ Tần số công tác (KHz) Dịch vụ Ban đầu Tinh chỉnh 1 Tinh chỉnh 2 Vùng B Đường Lên f=1950 MHz S1 0.04 0.05 0.07 S2 0.22 0.20 0.13 S3 0.49 0.5 0.55 Đường Xuống f=2140MHz S1 0.04 0.05 0.07 S2 0.22 0.20 0.13 S3 0.49 0.5 0.55 Với hệ số tải ban đầu ta có bán kính cell cho vùng phủ B như sau: Bước lặp về dung lượng với hệ số tải ban đầu Vùng phủ Tần số công tác (KHz) Dịch vụ Số kênh trên ô Dung lượng chặn cứng Tổng số kênh góp chung Dung lượng chặn mềm Số user/cell Bán kính cell (Km2) Vùng B Đường Lên f=1950 MHz S1 3.86 1.02 5.98 2.26 29.2 0.31 S2 4.93 1.62 764 338 32.7 0.59 S3 2.55 0.43 3.96 1.07 5.2 0.31 Đường Xuống f=2140MHz S1 5.7 2.09 8.83 422 54.4 0.43 S2 7.29 0.2 11.28 6.06 58.7 0.79 S3 3.77 0.98 5.84 2.18 10.6 0.45 Bước lặp về dung lượng sau khi tinh chỉnh hệ số tải Vùng phủ Tần số công tác (KHz) Dịch vụ Số kênh trên ô Dung lượng chặn cứng Tổng số kênh góp chung Dung lượng chặn mềm Số user/cell Bán kính cell (Km2) Vùng B Đường Lên f=1950 MHz S1 6.75 2.77 10.47 5.44 70.2 0.49 S2 2.91 0.57 4.52 1.39 13.5 0.38 S3 2.87 0.55 4.44 1.34 6.45 0.35 Đường Xuống f=2140MHz S1 9.97 5.06 15.45 9.38 121 0.64 S2 4.3 1.26 6.67 2.72 26.25 0.53 S3 4.23 1.22 6.56 2.65 12.9 0.49 è So sánh giữa bán kính cell theo vùng phủ và bán kính cell theo dung lượng của vùng B ta chấp nhận hệ số tải 75%.. Lựa chọn bán kính cell Sau khi xem xét bán kính cell theo hai điều kiện tối ưa ta có thể lựa chọn bán kính cell, diện tích cell( 3 sector), số lượng node B phù hợp cho hai vùng như sau: Kết quả tối ưu cell Vùng phủ Bán kính cell (Km) Diện Tích cell (Km2) Số Node B Vùng A 1.1è1.2 2.36è2.81 13è11 Vùng B 0.45è 0.6 0.312è0.7 58è33 MÔ PHỎNG QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN WCDMA Đặt Vấn đề Sau khi đã tính toán được các kết quả ở chương 4 thì trước tiên ta cần kiểm tra lại kết quả một lần nữa bằng cách mô phỏng nhằm kiểm tra tính đúng đắng của phương pháp.Trước khi ta triển khai các bước tiếp theo của quy hoạch mạng. Cho nên ta có các thông số đầu vào cần quan tâm . Bản đồ số của khu vực Thành Phố Hồ Chí Minh mà cụ thể là Quận 12. Các kết quả sau khi đã khảo sát và tính toán được mà ta cần chú ý Kết quả khảo sát và tính toán Vùng Vùng A Vùng B Hệ số tải[%] 50 75 Hệ số trực giao đường xuống 0.5 0.5 Xác xuât vùng phủ [%] 93.4% 93.4% Độ lợi anten trạm gốc[dBi] 18 18 Độ lợi chuyển giao mềm[dB] 2 2 Mật độ thuê bao[thuê bao/km2] 51 414 Ngoài ra còn tính toán các thông số như Eb/N0, tổn hao đường truyền cho phép cực đại đối với các loại dịch vụ bằng cách phân tích quỹ đường truyền. Các mô hình truyền sóng đề cập, tính dung lượng mềm, bán kính cell… Sử dụng phần mềm Visual Basic 2008 để tính toán. Ta có những nhận xét sau: Tổn hao đường truyền cực đại cho phép phụ thuộc vào dự trữ giao thoa yêu cầu, khi số người sử dụng tăng, dự trữ giao thao tăng và tổn hao đường tryền cho phép cực đại giảm dẫn đến vùng phủ giảm. Ta có thể xác định được hệ thống bị giới hạn bởi đường lên hay xuống khi biết trước số người sử dụng dịch vụ. Với dịch vụ tiếng , vùng phủ bị giới hạn bởi đường lên. Với dịch vụ số liệu , do tốc độ đường xuống và lên không đối xúng nên có thể bị giới hạn ở đường xuống hoặc đường lên. So sánh tổn hao đường lên và đường xuống. Ta thấy tổn hao đường xuống cho phép cao hơn đường lên. Để đảm bảo, khi tính toán bán kính cell thì chỉ quan tâm đến mức suy hao cho phép của đường lên do ta có thể đảm bảo công suất đường xuống cao hơn đường lên (vùng phủ bị giới hạn theo đường lên). Đối với các dịch vụ tốc độ khác nhau, ta thấy công suất phát của MS cao hơn nhưng SNR yêu cầu lại thấp hơn (chuyển động tốc độ thấp hơn). Tốc độ số liệu càng cao thì độ lợi xử lý càng thấp. Ngoài ra tổn hao đường truyền cực đại cho phép cũng giảm khi tốc độ số liệu tăng và điều này dẫn đến diện tích vùng phủ giảm. Sau khi tính toán hai mô hinh truyền sóng Hata-Okumura và Walfisch-Ikegami. Ta thấy tổn hao truyền sóng theo mô hình Hata-Okumura thấp hơn mô hình Walfisch-Ikegami do mô hình Hata đã bỏ qua ảnh hưởng của độ rộng phố, nhiễu xạ phố và các tổn hao tán xạ. Do đó mô hình Hata thường được dùng cho quy hoạch mạng ở vùng nông thôn và Walfisch được áp dụng cho vùng thành thị. Tính bán kính cell theo quỹ đường truyền. Ta có kết quả sau. Bán kính cell theo vùng phủ Rb Tần số Lp Rcell (Tp) Diện tích (K=1.95) Rcell (ngoại ô) Diện tích (K=1.95 12.2kbit/s 1950 144.7 1.58 4.87 2 7.8 12.2kbit/s 2110 167.7 7.94 112.9 10 195 144kbit/s 1950 133.8 0.79 1.2 1.03 2 144kbit/s 2110 162.4 5.6 61.2 7.24 102 384kbit/s 1950 139.9 1.17 2.7 1.53 4.56 384kbit/s 2110 155.9 3.67 26.3 4.678 42.6 Từ bảng kết quả trên ta thấy rằng vùng phủ bị giới hạn bởi đường xuống và Tốc độ bit dữ liệu càng cao thì độ lợi xử lý giảm cùng với yêu cầu En/No đồng thời vùng phủ cũng giảm. Tính dung lượng mềm đường lên. Các thông số tính toán dung lượng mềm Tốc độ bit (Rb) Tiếng 12.2 kbps Số liệu thời gian thực : 16-144 kbps Hệ số tích cực Tiếng : 0.67 Số liệu : 1 Eb/No Tiếng : 4dB Số liệu (16-32kbps): 3dB Số liệu (64kbps): 2dB Số liệu (144kbps): 1.5dB Hệ số nhiễu từ các ô khác 0.55 Tăng tạp âm 3dB () Xác suất chặn GOS% 0.02 Kết quả tính dung lượng mềm Rb(kbps) Số kênh trên ô Dung lượng chặn cứng (Erl) Hiệu suất trung kế Dung lượng chặn mềm (Erl) Dung lượng mềm % 12.2 60.6 50.6 84 53 5 16 39 30.1 77 32.3 7 32 19.7 12.9 65 14.4 12 64 12.5 7 56 8.2 17 144 6.4 2.5 39 3.2 28 Có nhiều dung lượng mềm hơn đối với các tốc độ bit cao. Đại lượng dung lượng mềm phụ thuộc cả vào điều kiện truyền sóng và vào quy hoạch mạng do ảnh hưởng của nhiễu từ các ô khác. Chi tiêt giao diện chương trình mô phỏng tham khảo ở phụ lục B Quy hoạch công suất Trong hệ thống WCDMA, công suất là tài nguyên chia sẽ chung giữa các dịch vụ khác nhau và người dùng. Một phần sử dụng cho các kênh truyền dẫn điều khiển làm giảm dung lượng mạng tổng thể do phải chi trả cho lưu lượng. Vùng phủ sóng của các kênh này phải lớn hơn so với các kênh lưu lượng để cho các điện thoại di động giải mả các trạm gốc khác trước khi đi vào vùng có chuyển giao mềm hay mềm hơn.Các kênh quảng bá bao gồm thông tin của cell được giải mả trước khi điện thoại di động đi vào vùng phủ sóng của cell. Kết quả là, nó cần thiết để quy hoạch công suât như thế nào để phân phối giữa các kênh điều khiển chung DL : Kênh quảng bá (SCH), kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp (P-CCPCH), kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp (S-CCPCH), kênh hoa tiêu chung(CPICH), kênh tiếp nhận chỉ thị(AICH), kênh gọi chỉ thị(PICH). Thông thường khoảng 20% công suất trạm gốc cực đại được phân bổ cho các kênh điều khiển chung.Trong mạng WCDMA, đồng bộ giữa các trạm gốc là không cần thiết. Do đó các điện thoại di động phải sử dụng SCH để tìm kênh điều khiển quảng bá(BCCH) theo thuật toán tìm kiếm cell.Thủ tục này được thực hiện để cập nhật các thiết lập được giám sát trong quá trình chuyển giao.Một khía cạnh quan trọng được xem xét là tỷ lệ phần trăm của công suất trạm gốc tối đa sử dụng cho SCH. Kênh quảng bá SCH bao gồm kênh quảng bá sơ cấp để tìm khe đồng bộ và kênh quảng bá thứ cấp để tìm nhóm mã xáo trộn và đồng bộ khung. SCH được truyền trong 256 chíp đầu tiên của mỗi khe với chu kỳ công tác là 10%. Công suất ngõ ra cho việc truyền dẫn SCH phải cân bằng giữa thời gian cần thiết cho một thủ tục tìm kiếm cell đáng tin cậy và nhiễu cho phép tối đa với các kênh lưu lượng. Một công suất phù hợp cho các môi trường khác nhau sẽ được xác định bởi phương tiện mô phỏng. Kết quả cho thấy công suất đỉnh giữa 5% và 10% công suất Node-B là đủ để đạt hiệu quả đồng bộ. Giá trị 5% là khuyến nghị như là sự lựa chọn phù hợp hơn cho việc bảo vệ tốt hơn chống lại nhiễu. 20% công suất trạm gốc lớn nhất được phân bổ cho các kênh điều khiển cụ thể như sau: 0.5% cho kênh quảng bá SCH còn lại 19.5% cho các kênh điều khiển chung khác. Thiết lập công suất P-CPICH Công suất kênh P-CPICH là một thông số quan trọng cho tính toán vùng phủ trong phân tích WCDMA.Theo nguyên tắc chung công suất tối đa của P-CPICH không vượt quá 10% tổng công suất phát của cell. Ví dụ: P-CPICH = Max Tx power DL - 10 dB = 43 dBm - 10 dB = 33 dBm. Thiết lập công suất các kênh chung khác Bảng công suất kênh khác có mối quan hệ với công suất kênh P- CPICH Kênh Mức công suất liên quan đến P-CPICH P-SCH -3dB S-SCH -3dB P-CCPCH -5dB PICH -8dB AICH -8dB S-CCPCH -5dB Quy hoạch mã Nếu một khu vực địa lý có phạm vi vùng phủ hạn chế, tải trên từng sector có thể được giảm cho đến khi yêu cầu vùng phủ và dung lượng phù hợp. Giảm tải sẽ cắt giảm nhiễu biên ở quỹ đường truyền và tăng việc tính toán số Node B . Nếu vùng có dung lượng hạn chế, phân tập phát có thể được thêm vào hoặc số lượng trạm gốc thu phát có thể tăng lên. Các nhà khai thác có thể dựa vào các nguồn lực có sẳn để triển khai vị trí các trạm 3G hoặc tại các địa điểm mới mà tại đó phù hợp, thân thiện với vị trí tại các tòa nhà mặt dù có sai khác vị trí so với lúc thiết kế ban đầu. Chính điều này ảnh hưởng đến việc quy hoạch mạng và hi sinh chất lượng mạng tổng thể nhưng nó giúp triển khai mạng nhanh hơn. Chính sự thay đổi vị trí dẫn đến hàng loạt các sự thay đổi phía sau như: quy hoạch dung lượng và cell ban đầu, công suất pilot, chuyển giao, anten, cáp …. Không cần phải quy hoạch mã kênh.Nhưng đối với mã xáo trộn thì cần phải quy hoạch. Các mã xáo trộn đường lên cho mỗi thuê bao là được phân bổ bởi RNC.Nó là một nhiệm vụ đơn giản với các mã có sẳn.Quy hoạch mã xáo trộn đường xuống là một vấn đề quan trọng trong khu vực biên giữa các vùng. Cách sử dụng mã Mã Mã xáo trộn Mã kênh Đường lên Phân biệt thuê bao Như nhau Đường xuống Phân biệt Node B Phân biệt thuê bao Các mã xáo trộn DL cho phép phân biệt các cell khác nhau. Cho nên ta sẽ gán mã khác nhau đến cell nhất định và tất cả cell thuộc danh sách cell hàng xóm. Có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động trên tất cả cell hay một nhóm cell. Tùy thuộc vào chiến lược phân bổ và bị áp đặt bởi các hạn chế về các nhóm mã và miền mã, định rõ các cặp cell đặc biệt, khoảng cách và cell lân cận.Tại mỗi thời điểm ta có thể kiểm tra tính nhất quán của việc gán mã dựa vào mạng hiện tại. Chiều dài của chuỗi mã xáo trộn đường xuống là 3840000chips với tổng số 218-1=262.143 chuỗi xáo trộn.Tuy nhiên , hệ thống chỉ sử dụng chuỗi xáo trộn đánh số từ 0 đến 24575. Ở chế độ bình thường chỉ sử dụng 8192 mã xáo trộn. Mã xáo trộn đường xuống Nhóm mã xáo trộn đường xuống: ta có 8192 mã xáo trộn thường được sử dụng ứng với 512 bộ , với mỗi bộ bao gồm một mã xáo trộn sơ cấp và 15 mã xáo trộn thứ cấp. 512 mã xáo trộn sơ cấp được sử dụng cho quy hoạch mạng thực tế. Mỗi cell được gán chỉ một mã xáo trộn sơ cấp.Kênh P-CCPCH, P-CPICH, PICH, AICH, AP-AICH, CD/CA-ICH, CSICH và S_CCPCH của một cell thường sử dụng cùng mã xáo trộn để truyền. Kênh vật lý DL khác có thể sử dụng mã xáo trộn sơ cấp hoặc mã xáo trộn thứ cấp trong cùng bộ với mã xáo trộn sơ cấp. Tổng 512 mã có thể được phân chia trong 64 nhóm, mỗi nhóm gồm 8 mã sơ cấp.Điều này được sử dụng để dễ dàng truy tìm cell. Số mã xáo trộn Mã xáo trộn và tìm kiếm Node B của UE UE mở máy và bắt đầu tìm kiếm mạng. Đồng bộ với kênh SCH của Node B nơi UE tiếp cận như thông qua mã đồng bộ sơ cấp (PSC) của kênh P-SCH, đồng bộ khe có thể được thực hiện.Thông qua S-SCH, đồng bộ khung được thực hiện và nhóm mã xáo trộn của Node B có thể được xác định. Thông qua việc tính toán kênh P-CPICH sẽ xác định được mã xáo trộn đường xuống.Từ đó , thông qua mã xáo trộn sơ cấp của Node B, giúp UE phát hiện ra BCH(P-CCPCH) và đọc bản tin hệ thống, nhận được thông tin cơ bản của Node B.Lắng nghe thông tin trên PICH ( chỉ thị tìm gọi) và PCH(S-CCPCH) của Node B. UE ở trạng thái rỗi UE chuẩn bị để cập nhật vị trí. Sau khi hoàn thành cập nhật vị trí, thông tin vị trí của UE được đăng ký vào mạng .Lúc náy UE đi vào trạng thái chờ và có thể gọi và nhận cuộc gọi. Đối với một mạng vô tuyến với một khu vực lớn, quy hoạch với nhiều site và sử dụng cấu trúc cell nhiều lớp macrocell, microcell.. sẽ dẫn đến khó khăn trong việc quy hoạch mã.Do ta có chỉ có 512 mã hoặc ít hơn để lựa chọn.Cho nên ta sẽ nghĩ ngay đến tái sử dụng mã nếu không thì sẽ không đáp ứng được.Đế tái sử dụng mã thì ta cũng phải quan tâm đến vấn đề đường truyền.Đế có khoảng cách đủ lớn để tín hiệu cell của cáccell cùng mã không ảnh hưởng lẫn nhau. Phân tích tổn hao truyển sóng giữa 2 cell Ta có công thức: (5.1) là hệ số tổn hao đường truyền sóng. là hiệu số tổn hao đường truyền. 10log (Lij – max(Ri ,Rj )) : tổn hao đường truyền tối thiểu của tín hiệu Node B ở xa 10log (max(Ri ,Rj )) : tổn hao đường truyền cực đại của tín hiệu Node B tại trạm. Như vậy cũng giống như GSM có tái sử dụng tần số thì ở WCDMA có tái sử dụng mã với Khoảng cách tái sử dụng Lreuse là (5.2) Ví dụ về quy hoạch mã với tái sử dụng mã Minh họa về quy hoạch mã N : Số trạm trong 1 nhóm có phân phối mã. Từ đây ta tính Lreuse là: (5.4) (5.3) Chương trình mô phỏng sẽ sử dụng phần mềm Atoll 2.8 phát triển bởi công ty Forsk để hiển thị vùng phủ sóng , lựa chọn vị trí Node B, khẳng định được tính toán bán kính cell phù hợp cho với từng loại vùng phủ ở chương 4 và các giải pháp nhằm tối ưu vùng phủ, dung lượng và chất lượng dịch vụ. Giới thiệu về phần mềm Atoll Atoll là môi trường quy hoạch vô tuyến dựa trên các cửa sổ giao diện ,dễ dàng sử dụng , hỗ trợ sóng mang vô tuyến suốt thời gian của mạng từ thiết kế ban đầu đến giai đoạn tối ưu và trong các phần mở rộng khác nhau. Hơn cả một công cụ kỹ thuật, Atoll là một hệ thống thông tin kỹ thuật mở, khả năng mở rộng và linh hoạt nên nó dễ dàng tịch hợp vào các hệ thống viễn thông khác, giúp tăng năng suất và giảm thời gian phát triển. Các chức năng chính của Atoll: Đặc tinh ứng dụng trong thiết kế : một công cụ để tính toán truyền sóng với hiệu suất cao , hỗ trợ đa mạng , phân cấp lưu lượng , tự động quy hoạch tần số và tối ưu hóa mã. Nó hỗ trợ GSM / TDMA, GPRS, EDGE, IS-95 CDMA,W-CDMA / UMTS, CDMA 2000. Cho phép kỹ thuật quy hoạch mạng (GSM / UMTS, GSM /GPRS,CDMA/CDMA2000 ...) Cấu trúc mở và linh hoạt: nó hỗ trợ các môi trường đa người dùng thông qua kiến trúc linh hoạt cơ sở dữ liệu có thể chia sẻ, quản lý tính toàn vẹn của dữ liệu và tích hợp dễ dàng với các hệ thống. Cho phép tích hợp các mô-đun sở hữu độc quyền.(AFP mô hình truyền sóng) thông qua một tập hợp các giao diện chương trình (API). Nó cũng cho phép tích hợp các macro. Tính toán song song và phân phối: Atoll cho phép phân phối tính toán giữa các máy trạm và hỗ trợ song song tính toán trong các máy chủ đa xử, làm giảm đáng kể thời gian mô phỏng và dự báo, lợi dụng đầy đủ các phần cứng. Kỹ thuật GIS- hệ thống thông tin địa lý, Atoll hỗ trợ nhiều định dạng, nhiều độ phân giải và tích hợp với các công cụ GIS. Cho phép tải cơ sở dữ liệu phức tạp và hiển thị thông tin địa lý tương tác với nhiều lớp, bao gồm cả nghiên cứu kỹ thuật và dự báo. Bao gồm biên tập theo mành (raster) và vector. Những lợi thế cho các mục đích đó thu được từ ứng dụng này được dựa chủ yếu trên ba khía cạnh: Cho phép nhóm có cơ sở dữ liệu của địa hình với độ phân giải cao và truy cập để các cấu hình địa hình và dữ liệu sẽ được sử dụng cho các tính toán truyền sóng. Nhóm có thể sử dụng phương pháp dự báo truyền sóng vô tuyến chi tiết hơn và bớt nhiều tính toán phức tạp phải mất thời gian tính toán mà không thể thực hiện bằng tay. Nó cũng cho phép nhóm có cơ sở dữ liệu hiện có hoặc thiết bị quy hoạch. Giúp cho việc dễ dàng so sánh sự khác nhau của các site, độ cao anten và công suất thiết bị… Thành ra nhóm có được nhiều khả năng hơn và đơn giản hóa quá trình tối ưu mạng. Mô phỏng quy hoạch mạng vô tuyến WCDMA với Atoll Thiết lập các thông số Chúng ta sẽ tạo mới một đối tượng kiểu UMTS(File | New) bằng cách chọn mẫu UMTS HSPA. Đầu tiên ta nhập bản đồ cần quy hoạch (File | Import) chọn các tập tin index chứa các thông số dữ liệu : Height(bản đồ về độ cao), Cluter(các thông số như nước, tòa nhà, rừng cây…), Ortho (ảnh). Hình ảnh sau khi chọn đối tượng và nhập bản đồ Mô hình về lưu lượng sẽ được tạo bởi người sử dụng. Ta sẽ chỉ định một số thông số nhất định về lưu lượng của người sử dụng cho mỗi dịch vụ như ở chương 4. Chúng gồm các mô hình dịch vụ cụ thể như sau: Thoại (S1), Video Conferencing(S2) và Mobile Internet Access(S3). Thuộc tính dịch vụ Tên dịch vụ Thoại Video Conferencing Mobile Internet Access R99 Bearer LCD 12 LCD 64 LCD 384 Loại dịch vụ Chuyển mạch mạch Chuyển mạch mạch Chuyển mạch gói Cho phép chuyển giao có có không Hệ số tích cực UL 0.4 1 0.75 Hệ số tịch cực DL 0.4 1 0.75 Tốc độ dịch vụ UL 12.2 kbps 64 kbps 64 kbps Tốc độ dịch vụ DL 12.2 kbps 64 kbps 384 kbps Tổn hao cơ thể 3 dB 0 dB 0 dB Những thông số dịch vụ này từ các thiết bị đầu cuối. Nhóm sẽ xem xét hai thiết bị đầu cuối là : điện thoại di động và PDA (Personal Digital Assistant). Thuộc tính thiết bị Loại thiết bị Công suất cực tiểu Công suất cực đại Hệ số nhiễu Điện thoại di động -50dB 20dB 5dB PDA -50dB 25dB 5dB Thuộc tính thuê bao với các loại dịch vụ này và liên kết với các thiết bị đầu cuối được liệt kê ở bảng sau. Thuộc tính người dùng Loại người dùng Dịch vụ Loại thiết bị Cuộc gọi/giờ Chu kỳ cuộc gọi Dung lượng UL Dung lượng DL Thuê bao bình thường S1 Mobile Phone 0.2 240 - - S2 - - - - - S3 PDA 0.1 700 4500 Thuê bao kinh doanh S1 Mobile Phone 0.2 240 - - S2 PDA 0.01 600 - - S3 PDA 0.1 700 4500 Các đặc điểm của máy di động trong quá trình thực hiện cuôc gọi. Thuộc tính mobile Tốc độ vùng phủ Tốc độ trung bình (Km/h) Eo / Io(dB) Threshold HG-SCCH Ec / Nt (dB) Đi bộ 3 km/h -14dB -9dB 50 km/h 50 km/h -14dB -9dB 90 km/h 90 -14dB -9dB Bước tiếp theo là mô hình lưu lượng được tạo ra trực tiếp từ các loại môi trường. Thuộc tính lưu lượng Loaị môi trường (ab/Km2) Loại người dùng Thuộc tính người dùng Mật độ thuê bao Đô thị Thuê bao bình thường Người đi bộ 414 Thuê bao kinh doanh Người đi bộ 414 Ngoại ô Thuê bao bình thường 50 km/h 54 Tất cả các thông số đạt được được thể hiện trong các thư mục UMTS parameters ở tab cửa sổ trình duyệt bạn có thể xóa hoặc thêm các mục đầu vào ở thư mục Environments, User Profiles, Terminals, Mobility Types, Services với mỗi mục đầu vào bạn có thể thay đổi giá trị của nó cho phù hợp. Bước tiếp theo là tạo bản đồ lưu lượng. Để làm điều này, trên bản đồ số,nhóm sẽ định nghĩa loại môi trường. Bằng cách click vào sau đó chọn traffic|new map| traffic map per user profile |Based on environments of user profiles (ta dựa vào thuộc tính môi trường đã xem xét) sau đó ta chọn loại môi trường urban(vùng B) hoặc suburban(vùng A) và cuối cùng chọn để vẽ ra vùng môi trường thích hợp. Bản đồ mật độ lưu lượng Quận 12 Mô hình truyền sóng Nhóm chọn mô hình truyền sóng Cost-Hata được thiết kế để dùng trong thông tin di động với bất kỳ môi trường nào và dựa vào tùy loại vùng phủ ta sẽ vùng A hay B mà lựa chọn cho thích hợp. Thiết bị mạng vô tuyến Anten Chương trình Atoll có chứa sẵn cơ sở dữ liệu với một số anten có thông số được xác định theo mặc định. Ở bài thiết kế này nhóm chọn loại anten với các đặc diểm như sau. Thuộc tính anten Tên Nhà sản xuất Độ lợi Công suất phủ Độ rộng búp sóng chính Tần số cực tiểu Tần số cực đại 65deg 18dBi 4Tilt Kathrein 18dBi 4 º 65o 1920 2170 Bên cạnh đó chương trình Atoll cũng hổ trợ cài đặt các thông số ban đầu phù hợp với loại anten như đã thiết kế. Trạm gốc Các đặc điểm của trạm gốc được chương trình Atoll quy định tương ứng với bảng các thông số như sau: Thuộc tính trạm gốc Số sector 3 Loại anten UD01P_D18B Dải tần số 170 MHz Độ cao anten 30m Nhiểu trạm gốc 5 dB Công suất kênh hướng lên 33 dBm Công suất kênh SCH 21 dBm Công suất kênh CCH 30 dBm Ngưỡng AS 5 dB Công suất cực đại 43 dB Công suất cực tiểu Hệ số tải nhỏ nhất đường xuống 75% Hệ số tải nhỏ nhất đường lên 50% Tốc độ dữ liệu lớn nhất /user cho UL 1,000 Kbps Tốc độ dữ liệu lớn nhất /user cho DL 1,000 Kbps Maximum number of CEs in the DL channel 256 Maximum number of CEs in the UL channel 256 Triển khai quy hoạch mạng WCDMA Một khi có được mô hình lưu lượng của vùng khảo sát ta có thể bắt đầu để xác định vị trí site và chạy mô phỏng để đạt được mục tiêu chất lượng. Về nguyên tắc, nhóm sẽ xem xét mục tiêu chất lượng trong bảng sau: Thuộc tính chất lượng các dịch vụ Dịch vụ Xác xuất từ chối ( trì hoãn) dịch vụ S1 2% S2 2% S3 10% Nhóm sẽ bắt đầu triển khai các site dựa vào các mẫu có sẳn. Đầu tiên chọn mục manage templates trên thanh công cụ Radio Toolbar vào bắt đầu điều chỉnh các thông số cần thiết cho vùng phủ đô thị(urban) mà nhóm cần triển khai. Với vùng B đô thị (urban ) có bán kính lục giác là 350m tương ứng bán kính cell là 700m. Vùng A ngoại ô (surban) có bán kính lục giác là 650m tương ứng với bán kính cell là 1300m Ban đầu nhóm thiết kế cho vùng B Mô phỏng với một sóng mang trên một cell bán kính cell 700m Kết quả triển khai thiết kế bán kính cell 700m một sóng mang Nhận xét: Với việc triển khai cell ở vùng B thông qua mô phỏng, nhóm thấy số lượng site chưa phù hợp với những giá trị tính toán ở lý thuyết. Với vị trí sites được xác đình chính xác dựa trên hệ thống thông tin địa lý GIS(Geographic information system). Các cell nằm ở rìa vùng phủ sẽ được tinh chỉnh cho phù hợp với trong vùng và ngoài vùng như thay đổi vị trí cell, tinh chỉnh góc phương vị, giảm công suất, sử dụng cell ít sector hơn… Như vậy bước tiếp theo nhóm cần xem xét vấn đề vùng phủ của các cell đã thiết kế nhằm đáp ứng chất lượng dịch vụ. Tối ưu bán kính cell với vùng dịch vụ Bây giờ nhóm sẽ mô phỏng với kích thước cell và quy hoạch sóng mang như vậy có phù hợp hay không. Dựa vào mật độ thuê bao của bản dồ mật dộ lưu lượng đã chọn. Chương trình Atoll sẽ tạo ra ngẫu nhiên những thuê bao trên bản đồ và mỗi thuê bao mô phỏng này nhằm kiểm tra có đáp ứng được với vùng dịch vụ của cell đã thiết lập hay không. Kết quả phân bố người dùng với những thông số mạng khác nhau, trạng thái thiết bị đầu cuối (kết nối, không kết nối) , hệ số tải của mỗi cell. Trong mỗi trạm di động UTMS nhận nhiễu từ các trạm gốc khác lớn hơn là từ những trạm cùng site với nó nhưng điện thoại di động khác thì không. Và tất cả các trạm gốc nhận nhiễu từ những điện thoại di động của chính nó và những điện thoại di động khác mà không ảnh hưởng từ các trạm gốc khác Nhóm có thể thấy rằng dung lượng của hệ thống UMTS phụ thuộc vào tổng nhiễu nhận được. Chương trình Atoll mô phỏng các cơ chế kiểm soát công suất bằng cách sử dụng một thuật toán lặp, trong mỗi lần lặp tất cả người dùng di động được tạo ra được kết nối lần lượt với với mạng. Nếu những thuê bao không thể kết nối do có nhiều thuê bao đang kết nối, được gọi là thuê bao bị từ chối, quyết định từ chối tùy thuộc quyền ưu tiên các dịch vụ khác nhau.Trong Atoll, nguyên nhân thuê bao bị từ chối do các nguyên nhân sau: Chất lượng tín hiệu yếu Tỉ lệ sóng mang/nhiễu trong đường xuống nằm dưới ngưỡng (Ec/ Io <Ec/Io min) Vượt quá công suất cực đại cho lưu lượng kênh đường xuống (PTCH> PTCHmax). Vượt quá giá trị công suất cực đại có thể phát cho đường lên (Pmob> Pmobmax). Nếu không do những nguyên nhân trên suy ra do tắc ngẽn mạng: Vượt quá hệ số tải Cạn kiệt số kênh trong site Cell không đủ công suất phát Cạn kiệt mã trải phổ Một phần công suất phát được dùng cho kênh pilot, kênh đồng bộ, kênh điều khiển và kênh lưu lượng. Không giống như kênh pilot, kênh đồng bộ và kênh điều khiến, số lượng kênh lưu lượng và công suất của nó phụ thuộc vào lưu lượng dữ liệu và một trong những thông số trong chương trình mô phỏng được xác định bằng thuật toán điều khiển công suất. Giá trị công suất lớn nhất và nhỏ nhất của kênh lưu lượng cho mỗi thông số dịch vụ được xác định trong bảng địch vụ UTMS. Tổng công suất kênh lưu lượng, kênh điều khiển, kênh đồng bộ và kênh pilot không được vượt quá giá trị cực đại cuả công suất phát trên một cell. Tiến hành mô phỏng với các thông số sau Thuộc tính lưu lượng cho một sóng mang bán kính cell 700m Lưu lượng yêu cầu Người dùng Hoạt động đường lên Hoạt động đường xuống Hoạt động lên xuống Không hoạt động Tổng cộng 461.9 156.2 154.7 55.6 95.4 S1 265.7 65 64.4 40.7 95.4 S2 14.8 0 0 14.8 0 S3 134.5 67 67.4 0.1 0 MMS 46.9 24.2 22.7 0.1 0 Kết quả mô phỏng Kết quả mô phỏng cho một sóng mang bán kính cell 700m Số user không kêt nối 5.1 Pmob > PmobMax 0 PTCH > PTCH-Max 0 Ec/I0 < (Ec/Io)min 0.3 UL Load Saturation 0 Ch. Elts saturation 2.9 DL Load Saturation 1.9 Multiple Causes 0 Code Saturation 0 Chia nhỏ dịch vụ Phân tích các nguồn kết nối dịch vụ cho một sóng mang bán kính cell 700m Lưu lượng yêu cầu Người dùng nối mạng Hoạt động đường lên nối mạng Hoạt động đường xuống nối mạng Hoạt động lên xuống Nối mạng Tổng cộng 361.4 154.3 151.6 55.6 S1 161.3 64.9 64.5 40.7 S2 14.8 0 0 14.8 S3 130.6 65.7 64.8 0.1 MMS 46 23.7 22.3 0 Qua kết quả mô phỏng theo số liệu của bảng ta có số thuê bao không kết nối được là 5.1 (1.1%), số thuê bao kết nối thành công trong mạng là 456.8(98.9%) . Kết quả này thì số thuê bao không kết nối với mạng còn lớn. Trạng thái kết nối mạng của các thiết bị đầu cuối một sóng mang bán kính cell 700m Nhóm thấy rằng trong Hình 5.8 cho thấy vị trí của tất cả các thiết bị đầu cuối tại thời điểm mô phỏng truy cập dịch vụ có những thuê bao ở tình trạnh kết nối và không kết nối. Những thuê bao kết nối được với mạng hiện thị màu xanh những thuê bao không kết nối hiện thị màu đen. Trong đó những thuê bao bị chối là những thuê bao sử dụng dịch vụ ưu tiên thấp như (MMS và truy cập Internet) . Đặc biệt là dịch vụ truy cập Internet tạo ra nhiễu nhiều hơn. Nó dịch vụ yêu cầu tốc độ cao, nhu cầu lưu lượng lớn.Vì vậy, đòi hỏi cung cấp nhiều kênh lưu lượng và cell cần công suất nhiều hơn. Nhìn vào Bảng 1.17, nhóm thấy rằng nguyên nhân thứ hai bị cấm là độ bão hòa trên DL. Đó là chưa có đủ kênh lưu lượng để đáp ứng nhu cầu Về nguyên tắc, cách dễ nhất để tăng số lượng các kênh lưu lượng là thêm vào sóng mang mới. Thêm số trạm phát để tăng công suất phân phối cho các kênh lưu lượng, giúp cải thiện chất lượng tín hiệu và cũng giúp cải thiện các nguyên nhân thuê bao bị từ chối cuộc gọi do Ec/Io<Ec/I0 min . Nhóm thêm hai sóng mang cho mỗi cell để kiểm tra xem kích cỡ cell có đáp ứng được mục tiêu chất lượng, nếu thỏa mãn yêu cầu ta sẽ giảm số sóng mang trong một cell, để cho phép mở rộng mạng trong tương lai. Lặp lại mô phỏng với ba sóng mang trên một cell bán kính cell 700m Kết quả triển khai thiết kế bán kính cell 700m ba sóng mang Tiến hành mô phỏng với các thông số sau Thuộc tính lưu lượng cho ba sóng mang bán kính cell 700m Người dùng Hoạt động đường lên Hoạt động đường xuống Hoạt động lên xuống Không hoạt động Tổng cộng 461.2 150.1 150 61.1 92 S1 259.7 62.5 61.1 41.1 92 S2 16.4 0 0 16.4 0 S3 135.7 61.4 73.7 0.6 0 MMS 49.4 26.2 23.2 0 0 Kết quả mô phỏng Kết quả mô phỏng cho ba sóng mang bán kính cell 700m Số user không kêt nối 92 Pmob > PmobMax 0 PTCH > PTCHMax 0 Ec/Io < (Ec/Io)min 0 UL Load Saturation 0 Ch. Elts saturation: 4.1 DL Load Saturation: 0.1 Multiple Causes: 0 Code Saturation: 0 Chia nhỏ dịch vụ Phân tích các nguồn kết nối dịch vụ cho ba sóng mang, bán kính cell 700m Lưu lượng yêu cầu Người dùng nối mạng Hoạt động đường lên nối mạng Hoạt động đường xuống nối mạng Hoạt động lên xuống Nối mạng Tổng cộng 365 148.2 155.8 61 S1 167.7 62.5 61.1 44.1 S2 16.4 0 0 16.4 S3 132.3 59.7 72.1 0.5 MMS 48.6 26 22.6 0 Qua kết quả mô phỏng theo số liệu của bảng ta có số thuê bao không kết nối được là 4.2 (0.9%), số thuê bao kết nối thành công trong mạng là 457 (99.1%). Kết quả này cho ta thấy rằng số lượng thuê bao rớt cuộc gọi giảm khi nhóm tăng số lượng sóng mang trên một cell giảm được 0.2% so với việc triển khai một sóng mang trên một cell. Kết quả mô phỏng hiện thị dưới hính sau: Trạng thái kết nối mạng của các thiết bị đầu cuối 3 sóng mang Trong trường hợp này trên bản đồ hình 5.10 hiển thị kết quả mô phỏng lần tiếp theo. Nhóm thấy rằng số lượng các thiết bị đầu cuối kết nối được nhiều hơn, nhưng tỷ lệ không kết nối được vẫn còn cao. Kết quả được cải thiện rất nhiều nhưng vẫn chưa phù hợp, Ngoài ra chúng ta có thể đề cập đến vùng phủ trong UTMS bằng cách thay đổi kích thước cell. Bây giờ chúng ta triển khai khu vực quận 12 với bán kính cell là 560. Kết quả vùng phủ và kích cỡ cell được thể hiện như hình sau. Kết quả triển khai thiết kế một sóng mang bán kính cell 560m Nhóm bắt đầu định cỡ mạng để dung lượng đạt được giá trị cực đại với một sóng mang trên một cell. Nếu thấy rằng kích cỡ cell chưa đảm bảo chúng ta bắt đầu tăng số lượng sóng mang ít nhất có thể trong cell và để đảm bảo cho sự triển khai mạng lưới và chi phí lắp đặt ban đầu. Tiến hành mô phỏng với các thông số sau: Thuộc tính lưu lượng cho 1 sóng mang bán kính 560m Lưu lượng yêu cầu Người dùng Hoạt động đường lên Hoạt động đường xuống Hoạt động lên xuống Không hoạt động Tổng cộng 466.3 152.3 155.5 60.4 98.1 S1 273.2 67 64.2 43.9 98.1 S2 16.1 0 0 16.1 0 S3 132.4 62.4 69.6 0.4 0 MMS 46.6 22.9 21.7 0 0 Kết quả mô phỏng Kết quả mô phỏng cho một sóng mang bán kính cell 560m Số user không kêt nối 1.5 Pmob > PmobMax 0 PTCH > PTCH Max 0 Ec/Io < (Ec/Io)min 0 UL Load Saturation 0 Ch. Elts saturation: 0.4 DL Load Saturation: 1.1 Multiple Causes: 0 Code Saturation: 0 Chia nhỏ dịch vụ Phân tích các nguồn kết nối dịch vụ cho 1 sóng mang bán kính cell 560m Lưu lượng yêu cầu Người dùng nối mạng Hoạt động đường lên nối mạng Hoạt động đường xuống nối mạng Hoạt động lên xuống nối mạng Tổng cộng 368.2 152.1 154.2 60.4 S1 173.2 67 64.2 43.9 S2 16.1 0 0 16.1 S3 130.9 62.2 68.3 0.4 MMS 44.6 22.9 21.7 0 Qua kết quả mô phỏng theo số liệu của bảng ta có số thuê bao không kết nối được là 1.5 (0.3%), số thuê bao kết nối thành công trong mạng là 464.8 (99.7%). Kết quả này có thể chấp nhận được và so sánh với lý thuyết tính toán thì hoàn toàn phù hợp. Trạng thái kết nối mạng của các thiết bị đầu cuối một sóng mang bán kính cell 560m Bây giờ nhóm mô phỏng với ba sóng mang trên một cell vị trí và kích cỡ site như sau. Kết quả triển khai thiết kế ba sóng mang bán kính cell 560m Tiến hành mô phỏng với các thông số sau: Thuộc tính lưu lượng cho ba sóng mang bán kính 560m Lưu lượng yêu cầu Người dùng Hoạt động đường lên Hoạt động đường xuống Hoạt động lên xuống Không hoạt động Tổng cộng 457.6 146.7 156.1 59.8 95 S1 254.6 57 61.2 41.1 95 S2 18 0 0 18 0 S3 163.1 66.7 69.1 0.3 0 MMS 48.9 23 25.8 0.1 0 Kết quả mô phỏng Kết quả mô phỏng cho ba sóng mang bán kính cell 560m Số user không kêt nối 0.8 Pmob > PmobMax 0 PTCH > PTCH Max 0 Ec/Io < (Ec/Io)smin 0 UL Load Saturation 0 Ch. Elts saturation: 0.8 DL Load Saturation: 0 Multiple Causes: 0 Code Saturation: 0 Chia nhỏ dịch vụ Phân tích các nguồn kết nối dịch vụ cho ba sóng mang bán kính cell 560m Lưu lượng yêu cầu Người dùng nối mạng Hoạt động đường lên nối mạng Hoạt động đường xuống nối mạng Hoạt động lên xuống nối mạng Tổng cộng 362.6 146.6 155.4 59.8 S1 159.6 57 61.2 41.4 S2 18 0 0 18 S3 135.3 66.6 68.4 0.3 MMS 48.9 13 25.8 0.1 Qua kết quả mô phỏng theo số liệu của bảng ta có số thuê bao không kết nối được là 0.8 (0.2%) , số thuê bao kết nối thành công trong mạng là 456.8 (99.8%). Kết quả này cho thấy khi dùng ba sóng mang trên cell thì giảm số thuê bao không kết nối với mạng (0.1%). Trạng thái kết nối mạng của các thiết bị đầu cuối ba sóng mang bán kính cell 560m Đối với vùng A việc tính toán mô phỏng hoàn toàn tương tự như vùng B sau đây là kết quả triển khai cho vùng A bàn kính cell 1.15 km với ba sóng mang trên cell. Kết quả triển khai thiết kế ba sóng mang bán kính cell 1.15km Tiến hành mô phỏng với các thông số sau: Thuộc tính lưu lượng cho ba sóng mang bán kính 1.15km Lưu lượng yêu cầu Người dùng Hoạt động đường lên Hoạt động đường xuống Hoạt động lên xuống Không hoạt động Tổng cộng 34 10 17 3 4 S1 20 4 9 3 4 S2 0 0 0 0 0 S3 9 4 5 0 0 MMS 5 2 3 0 0 Kết quả mô phỏng Kết quả mô phỏng cho ba sóng mang bán kính cell 1.15km Số user không kêt nối 0 Pmob > PmobMax 0 PTCH > PTCH Max 0 Ec/Io < (Ec/Io)smin 0 UL Load Saturation 0 Ch. Elts saturation: 0 DL Load Saturation: 0 Multiple Causes: 0 Code Saturation: 0 Chia nhỏ dịch vụ: Phân tích các nguồn kết nối dịch vụ cho ba sóng mang bán kính cell 1.15km. Lưu lượng yêu cầu Người dùng nối mạng Hoạt động đường lên nối mạng Hoạt động đường xuống nối mạng Hoạt động lên xuống nối mạng Tổng cộng 30 10 17 3 S1 26 4 9 3 S2 0 0 0 0 S3 9 4 5 0 MMS 5 2 3 0 Qua kết quả mô phỏng theo số liệu của bảng ta có số thuê bao không kết nối được là 0 (0%), số thuê bao kết nối thành công trong mạng là 34(100%). Kết quả này cho thấy khi dùng ba sóng mang trên cell phù hợp với lý thuyết tính toán. Trên thực tế chúng ta có thể giảm sóng mang trên cell để tối ưu tiết kiệm chi phí ban đầu. Trạng thái kết nối mạng của các thiết bị đầu cuối ba sóng mang bán kính cell 1.15km Thiết lập cell lân cận Cấu hình cell lân cận liên quan chặt chẽ đến hệ thống chuyển giao Các yếu tố sau đây cần được xem xét cho cấu hình cell lân cận Số lượng cell lân cận Cấu trúc địa lý Chồng lấn vùng phủ mà cụ thể là xem xét qua các thông số như Signal Level, Ec/Io , Ec/Io Margin Sau khi hệ thống đi vào hoạt động tối ưu cell lân cận có thể được tính theo số lượng chuyển giao mềm. Các cell khác nhau cùng một site là những cell lân cận của nhau. Đặc biệt trong Atoll xét đến khu vực chồng lấn do cùng sóng mang và khác sóng mang của các cell khác nhau. Atoll có thể thiết lập tự động cell lân cận bằng cách thiết lập một số hạn chế trên các cell đã biết có thể là một phần của miền lân cận. Sau khi thiết lập mối quan hệ cell lận cận. Atoll sẽ dễ dàng xem xét các cell lân cận trên bản đồ và cho phép quản lý dễ dàng. Công việc tự động phân tích cell lân cận dựa trên các thông số sau: Max No.of Neighbours: Số cell lân cận tối đa là thông số quan trọng trong việc thiết lập tổng thể và chi tiết trong bảng các cell. Max Inter-Site Distance: Là khoảng cách tối đa có thể tồn tại giữa cell tham chiếu và cell lân cận. Coverage Conditions : Chồng chéo giữa các khu vực phủ sóng giữa cell tham chiếu và cell cân cận. Khái niệm vùng phủ ở đây đề cập đến mức độ của kênh pilot hoặc mức độ của tỉ số Ec/Io. Ngoài ra ta có thể thiết lập những hạn chế bổ xung sau đây: Bắt buộc tất cả cell cùng một site là lân cận. Sức mạnh của địa lý tiếp giáp è cell lân cận. Bắt buộc mối quan hệ cell lân cận đối xứng. Thiết lập các cặp cell ngoại lệ. Để thực hiện tự động hiệu chỉnh chúng ta sẽ lựa chọn Transmitters\cells è Neighbours è Automaticac allocation option. Ở đây chúng ta sẽ thiết lập các thông số cho phù hợp với quy hoạch Khoảng cách giữa các cell lân cận : Trong vùng đô thị khoảng cách giữa những site kế cận khoảng 840m. Số cell lân cận tối đa là 20: Sự hạn chế này dành cho các site trong vùng dân cư đông nhất. Mỗi cell bị bao quanh tối đa 6 cell. Mà ở đây ta chọn mỗi cell có 3 sector với cùng sóng mang. Chúng ta có 6x3=18+2 (sóng mang khác cùng site). Atoll sẽ tạo ra một bảng lớn liệt kê số cell lân cận của mỗi cell. Có thể vào Transmitters\cells è Neighbours để quan sát và tìm hiểu, nhận xét và cuối cùng kiểm tra những thông số cần thiết. Ngoài ra để dễ quan sát hơn Atoll ta có thể chọn Visual Management và chọn vào các sector sẽ thấy mối quan hệ cell lân cận với các cell khác. Cấp phát mã xáo trộn sơ cấp Đối với việc gán tự động, Atoll cung cấp một công cụ bản đồ dựa trên thuật toán mà sẽ cân nhắc định nghĩa của nhóm và miền mã, cũng như các hạn chế bổ xung dựa trên bảng liệt kê các cell lân cận … Đầu tiên trong cửa sổ browser chúng ta chọn Transmitters | Cells | Primary Scrambling Codes. Điều cần thiết là các cell của nó và hàng xóm có mã không giống nhau.Trước khi chạy thuật toán chúng ta cần thiết lập một vài thông số trong table cell (Cells Transmitters \Open Table) như điền vào Scrambling code domain với miền vừa tạo là “Quan12”. Chúng ta vào Transmitters | Cells | Primary Scrambling Codes | Automatic allocation. Với các thông số quan tâm như: Existing Neighbours: Muốn xem xét mối quan hệ giữa các cell lân cận cùng sóng mang. Cell lân cận là những cell lân cận 1, cell lân cận của lân cận là cell lân cận 2. First Order: Không có cell nào được phân bổ cùng mã xáo trộn như cell lân cận 1. Second Order: Không có cell nào được phân bổ cùng mã xáo trộn như cell lân cận 2. Additional Overlapping conditions: Thiết lập các tiêu chuẩn chồng lán vùng phủ như Signal Level, Ec/Io để xác định vùng mã xáo trộn khác. Reuse Distance: Khoảng cách nhỏ nhất mà từ đây mã có thể được tái sử dụng. Nhóm theo một tiêu chí để lựa chọn số mã. Nếu buộc phải sử dụng mã khác nhau cho nhưng cell lân cận 2 thì ta cần lựa chọn số mã một cách thích hợp. Nếu ta chọn nhiều mã cho một vùng không cần thiết mà không quan tâm tới việc tái sử dụng mã thì khi triển khai các cell cho các vùng kế cận hay triển khai thêm các microcell cho những lộ trình tiếp theo thì sẽ ảnh hưởng đến mục tiêu chung. Cho nên trong giai đoạn này ta cũng nên tối ưu về việc triển khai mã. Để có nguồn mã dự trữ thích hợp, dự phòng cho tương lai. Ta thấy có khoảng cách giữa các cell lân cận là 560m.Ở đây ta chọn khoảng cách tái sử dụng mã là 2500m (vùng B). Nếu ta chọn it nhóm mã thì sẽ gây lỗi chương trình ngay vì nó không đáp ứng được. Nên ta có bảng nhóm mã sau: Bảng quy hoạch mã Miển mã Nhóm mã Nhỏ nhất Lớn nhất Bước nhảy Quan12 G1 0 12 1 Quan12 G2 32 36 1 Quan12 G3 64 68 1 Quan12 G4 96 100 1 Quan12 G5 128 132 1 Quan12 G6 160 164 1 Ta có thể sử dụng biểu đồ để phân tích rõ hơn các công việc ta đã làm. Biểu đồ miêu tả mã xáo trộm hoặc nhóm mã xáo trộn như là một hàm của tần số người sử dụng chúng. Bằng cách vào Transmitters | Cells | Primary Scrambling Codes |Code Distribution.Hay ta có thể sử dụng công cụ Search Tool. Tìm hiểu về vùng phủ Sau khi đã triển khai được các thông số của mạng thì Atoll có một công cụ để ta tim hiểu rõ hơn về mạng vừa triển khai .Mục đích của việc này nhằm khảo sát lại các vấn đề còn tồn đọng, những cái được và chưa được nhằm co cái nhìn tổng thể.Và đưa ra những hướng giải quyết tiếp theo.Trong đó các nghiên cứu về vùng phủ mà Atoll cung cấp như: Tìm hiểu về mức tín hiệu của vùng phủ. Tìm hiểu về vùng phủ sóng. Tìm hiểu về vùng phủ chồng lấn. Tìm hiểu về nhiễu ở DL. Tìm hiểu về mức tín hiệu trên nhiễu ở kênh pilot. Tìm hiểu về vùng dịch vụ ở DL. Tìm hiểu về vùng dịch vụ ở UL. Tìm hiểu về vùng dịch vụ ở DL. Tìm hiểu về vùng ảnh hưởng của vúng dịch vụ. Tìm hiểu về chuyển giao. Tìm hiểu về nhiễu mã xáo trộn. Trong đó để phục vụ cho việc tìm hiểu thêm về vùng phủ ta khảo sát thì ta có các vần đề cần quan tâm nhất. Nhóm xem xét thêm vùng phủ của ba loại dịch vụ với các thông số như sau. Vùng dịch vụ có hiệu lực (Efective service Area) Nhấp chuột phải vào prediction và chọn Efective service Area và chọn các thông số tương ứng sau đó click chuột phải vào prediction và chọn caculates. Nhóm sẽ được kết quả như sau: Đối với dịch vụ S_1 Ngiên cứu này đánh giá việc thử nghiệm thiết bị đầu cuối có thể có được dịch vụ DL, có tính đến năng lực lưu lượng hạn chế hoặc dựa trên các hoạt động. Nghiên cứu này rất thú vị bởi vì nó dùng điện thoại di động để kiểm tra bị từ chối do tắt nghén mạng. Nhóm biết rằng công suất dành cho kênh lưu lượng phụ thuộc vào số lượng của lưu lượng mà đã được chuyển giao, nếu tai một số điểm phải truyền công suất lớn hơn mức tối đa thì lưu lượng bị tắt nghẽn. Atoll sẽ chạy thuật toán điều khiển công suất và xác định bao nhiêu công suất đi vào mỗi kết nối và các kết nối bị từ chối. Nghiên cứu này sẽ đặt thiết bị di động thử nghiệm ở mỗi vị trí của khu vực cần kiểm tra và xem xét thiết bị có thể nhận được dịch vụ tùy theo kết quả mô phỏng. Xem xét vùng phủ của dịch vụ S1_Effective Service Area Nhóm thầy rằng có thể nhận được dịch vụ S1 ở tất cả các địa điểm đang xét. Đây là kết quả phù hợp với những gì đã thực hiện. Trong những tình huống đặc biệt nơi mà có nhu cầu lưu lượng cao như hội chợ, lễ hội, ngày lễ,,,thì chắc chắn sẽ bị từ chối cuộc gọi đáng kể. Đối với dịch S_2 Xem xét vùng phủ của dịch vụ S2_Effective Service Area Nhóm thấy rằng hầu hết các khu vực nhận được dịch vụ S2 ít hơn, nhiều địa điểm bị từ chối kết nối. Đối với dịch vụ S_3 Xem xét vùng phủ của dịch vụ S3_Effective Service Area Vùng dịch vụ S3 đáp ứng được thiết bị càng bị thu hẹp hơn so với các vùng dịch vụ khác nhưng suy giảm không đột ngột lắm. Phù hợp với những nhận định ban đầu. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Sau một thời gian thực hiện đề tài, nhóm thực hiện đã đạt được một số kết quả đáng chú ý như sau: Trình bày cấu trúc của mạng vô tuyến WCDMA. Từ đó để làm cơ sở cho việc nhận định tầm quan trọng của nó trong tổng thể mạng để có những bước đi tiếp theo. Xác định rõ quy trình quy hoạch và triển khai mạng vô tuyến WCDMA. Đưa ra vấn đề quan trọng nhất đối với công việc quy hoạch mạng là đảm bảo cân bằng giữa ba yếu tố : vùng phủ, dung lượng và chất lượng dịch vụ. Từ đó triển khai quy trình mạng từ đầu vào đến các kết quả cuối cùng bằng cách sử dụng : phương pháp dự báo, tính toán các thông số của quỹ đường truyền, mô hình truyền, tính toán hệ số tài và tính toán về dung lượng. Đi vào công việc quy hoạch mạng như tính toán vùng phủ sóng, tính toán dung lượng. Xây dựng lưu đồ giải thuật cho việc tối ưu bán kính cell nhằm đảm bảo ba yếu tố quan trọng trên. Xây dựng chương trình tính toán bằng phần mềm Visual Basic 2008. Đưa ra các kiến nghị về sử dụng và triền khai anten trong WCDMA nhằm đảm bảo các yêu cầu đặt ra như : loại anten, cấu hình anten, độ nghiêng của anten, độ lợi anten…. Áp dụng vào tính toán một vùng cụ thể với các số liệu đã xác định được nhằm triển khai ý tưởng thực tế. Thấy được các yếu tố khó khăn giữa lý thuyết và thực tiễn Sử dụng phần mềm Atoll để mô phỏng những thông số thiết kế đã tính toán. Nhằm khẳng định các giá trị tính toán là phù hợp với lý thuyết tính toán. Ngoài ra còn xem xét vấn đề cell lân cận và quy hoạch mã. Do thời gian có hạn, bên cạnh các kết quả đạt được, nhóm cũng nhận ra một số hạn chế chưa thực hiện được của đề tài đó là chưa lựa chọn được các thông số phù hợp nhất cho mạng ở quận 12, chưa có được số liệu thực tế nhất từ bản đồ về vùng phủ và lưu lượng, chưa tối ưu được mạng vô tuyến về vấn đề chuyển giao và điều khiển công suất, chưa đi sâu vào quy hoạch mã, chưa xem xét mối tương quan và mức độ cạnh tranh giữa các mạng. Hướng phát triển Với những kết quả đã đạt được và những hạn chế trên, nhóm xin nêu ra hướng phát triển cụ thể cho đề tài này là: Xây dựng được bản đồ số chi tiết cho vùng đang xét, định các thông số cần thiết cho nó phù hợp với thực tế. Từ đó ta có thể sử dụng phần mềm và tính toán được vùng phủ của trạm di động một cách chính xác và sử dụng hết các tính năng của Atoll. Tìm hiểu vấn đề chuyển giao và điều khiển công suất cho phù với từng vùng và từng cell tương ứng. Triển khai các công việc tiếp theo của quy hoạch mạng ra thực tế từ đó sử dụng các phần mềm và thiết bị chuyên dụng để đo kiểm sau đó đưa vào Atoll để phân tích nhằm thực hiện lặp tối ưu. Quy hoạch mạng vô tuyến WCDMA - HSPA. PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC A : CÁC MÔ HÌNH TRUYỀN SÓNG Mô hình thực nghiệm Hata-Okumura. Suy hao đường truyền trung bình L50 được tính như sau: *Vùng đô thị: L50 = 69.55 + 26.16logfc – 13.82loghb – a(hm) + (44.9 – 6.55loghb)logr (1) Trong đó fc = tần số (MHz) L50 = suy hao đường truyền trung bình (dB). hb = độ cao Anten trạm gốc (dB) hm = hệ số hiệu chỉnh cho độ cao anten (dB) r = khoảng cách tính từ trạm gốc. Mô hình Hata áp dụng cho các thông số trong phạm vi như sau: 150 fc 1500MHz. 30 hb 200 m 1 hm 10m. 1 r 20 m. Trong đó a(hm) được tính như sau: + Đối với thành phố cỡ trung bình hoặc nhỏ : a(hm) = (1.1logfc – 0.7) hm – (1.56logfc – 0.8) (dB) + Đối với thành phố lớn: a(hm) = 8.29(log1.54hm)2 – 1.1 dB, với fc 200 MHz. Hoặc a(hm) = 3.2(log11.75hm)2 – 4.79 dB, với fc 200 MHz. *Vùng ngoại ô L50 = L50(đô thị) – 2 [ log(fc/28)2 -5.4] dB *Vùng mở rộng (nông thôn): L50 = L50(đô thị) – 4.78(logfc)2 + 18.33logfc – 40.94 Db 2. Mô hình thực nghiệm Walfisch-Ikegami (hoặc COST 231). Mô hình này sử dụng để tính toán suy hao đường truyền trong môi trường đô thị cho hệ thống tế bào. Mô hình này được tính toán trong môi trường đô thị trong phạm vi tần số : 800 fc 2000MHz. Mô hình truyền sóng Walfish-Ikegami (COST 231) Mô hình gồm 3 thành phần: suy hao trong không gian tự do; suy hao nhiễu xạ và tán xạ từ đỉnh mái nhà đến đường phố ; suy hao đa tầng chắn. L50 = Lf + Lrts + Lms Hoặc L50 = Lf khi Lrts + Lms 0 Trong đó : Lf = suy hao trong không gian tự do Lrts = suy hao nhiễu xạ và tán xạ từ mái nhà đến đường phố. Lms = suy hao đa tầng chắn. Suy hao trong không gian tự do được xác định như sau: Lf = 32.4 + 20logr +20logfc dB. Suy hao do tán xạ và nhiễu xạ từ mái nhà đến đường phố được tính như sau: Lrts = -16.9 - 10logW +10logfc + 20loghm + L0 dB. Trong đó : W = bề rộng đường phố (m) hm = hr – hm (m) L0 = - 9.646 dB , 00 350 L0 = 2.5 + 0.075( - 35) dB , 350 550 L0 = 4 + 0.114 ( - 55) dB , 550 900 Trong đó : = góc tương đối hợp giữa máy do động và đường phố. Suy hao đa tầng chắn được tính như sau: Lms = Lbsh + ka +kd logr + kflogfc - 9logb dB. Trong đó: b = khoảng cách giữa 2 toà nhà dọc theo đường truyền vô tuyến (m) Lbsh = - 18log11 + hb, hb hr Lbsh = 0, hb <hr ka = 54, hb > hr , ka = 54 - 0.8hb r 500m, hb hr ka = 54 – 1.6 hbr, r < 500m , hb hr kd = 18 , hb < hr kd = 18 - , hb hr kf = 4 + 0.7 , đối với vùng thành phố cỡ trung bình và vùng ngoại ô với mật độ cây cối mức trung bình kf = 4 + 1.5 , đối với vùng đô thị. Chú ý : - Lbsh và ka làm tăng suy hao đường truyền khi độ cao anten trạm gốc giảm Mô hình Walfish-Ikegami áp dụng cho phạm vi các thông số sau: + 800 fc 2000MHz. + 4 hb 50 (m) + 1 hm 3 (m) + 0.02 r 5(km). Các thông số mặc định có thể sử dụng cho mô hình: b = 20 50 (m). W = b/2. = 900 Độ cao mái nhà = 3m đối với mái dốc, 0m đối với mái bằng. hr = 3 x số tầng + Độ cao mái nhà. 3. Các mô hình IMT-2000. IMT-2000 đưa ra các mô hình truyền sóng để tính toán các công nghệ truyền dẫn vô tuyến mở rộng cho phạm vi rộng các đặc tính môi trường bao gồm: Các thành phố lớn nhỏ, ngoại ô, vùng nhiệt đới, nông thôn, vùng hoang mạc. IMT-2000 hoạt động ở các môi trường thích hợp như: bên trong văn phòng, outdoor-to-indoor và môi trường người đi bộ, môi trường xe cộ. Các thông số chính của mô hình truyền sóng là: Trễ trải rộng, cấu trúc và biến đổi thống kê của nó. Quy luật suy hao đường truyền hình học và suy đường truyền vượt mức. Fading che bóng. Đặc tính fading đa đường, (Phổ Doppler, Rician và Rayleigh). Tần số hoạt động. 3.1 Môi hình bên trong văn phòng. - Đặc trưng bởi các cell nhỏ, công suất phát thấp. Trạm gốc và người đi bộ ở bên trong toà nhà. Trễ trải rộng từ 35 – 460 ns - Suy hao trong môi trường này được tính như sau: L50 = 37 + 30logr + 18.3 Trong r = khoảng cách giữa máy phát và máy thu (m) F = Số các tầng toà nhà trên đường truyền. 3.2 Môi trường người đi bộ và Outdoor-to-Indoor. - Đặc trưng của môi trường này là các cell nhỏ, công suất phát thấp; các trạm gốc với độ cao anten thấp va được đặt ở ngoài trời, người sử dụng đi bộ trên đường phố và bên trong các toà nhà và nơi cư trú. Tr trải rộng RMS từ 100 – 1800 ns - Suy hao đường truyền của mô hình này được tính như sau: L50 = 40logr + 30logfc + 49 dB. Trong đó : fc = tần số sóng mang (MHz) r = khoảng cách tới trạm gốc. 3.3 Môi trường xe cộ. - Môi trường gồm các cell lớn hơn, và công suất phát lớn hơn.Trễ trải rộng từ 0.4 – 12 ms. Suy hao đường truyền có thể tính như sau: L50 = 40 (1 – 4 x 10-2 hb )logr – (18loghb) + 21logfc + 80 dB. Trong đó: r = khoảng cách giữa trạm gốc và trạm di động (km) fc= tần số sóng mang (MHz). hb = độ cao anten trạm gốc so với đỉnh mái nhà PHỤ LỤC B : GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN SỬ DỤNG PHẦN MỀM VISUAL BASIC 2008 Giao diện mô phỏng Mô Hình Truyền Sóng Hata – Okumura Walfisch – Ikegami Công Cụ Quỹ Đường Lên Quỹ Đường Xuống Dung Lượng Tỉ Số Bit Eb/No Quy Hoạch Tính bán kính cell theo vùng phủ Tính bán kính cell theo luu luong Tính Số BTS TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Harri Holma and Antti Toskala, WCDMA for UMTS – HSPA Evolution and LTE,John Wiley&Sons Ltd, 2007. [2]. Vijay K.Garg, IS-95 CDMA and CDMA 2000 cellular/PCS systems implementation, Prentice Hall PTR, 2000. [3]. A. Portilla-Figueras, S. Salcedo-Sanz, Klaus D. Hackbarth, F. L´ opez-Ferreras and G. Esteve-Asensio, Research Article Novel Heuristics for Cell Radius Determinationin WCDMA Systems and Their Application to Strategic Planning Studies, Hindawi Publishing Corporation EURASIP Journal onWireless Communications and Networking, 2009. [4]. Chris Braithwaite and Mike Scott, UMTS Network Planning and Development, Elsevier, 2006. [5]. 3rd Generation Partnership Project, Technical Specification Group Radio Access Network,User Equipment (UE) radio transmission and reception (FDD)(Release 7), 3GPP. [6]. Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin di động thế hệ 3, Nhà xuất bản bưu điện, 2004. [7]. Các trang website tham khảo: