Tài liệu QUY HOẠCH MẠNG 3G VINAPHONE KHU VỰC ĐÀ NẴNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------NGUYỄN THÀNH TRUNG QUY HOẠCH MẠNG 3G VINAPHONE KHU VỰC ĐÀ NẴNG Chuyên ngành : Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Nguyễn Vũ Thắng Hà Nội – Năm 2012 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................4  THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ........................................................................................5  DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................8  DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ............................................................................9  PHẦN MỞ ĐẦU ......................................................................................................11  CHƯƠNG 1: ............................................................................................................12  TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THỨ 3 WCDMA ....12  1.1. Giới thiệu chương .........................................................................................12  1.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 IMT-2000 .........................................12  1.3. Dịch vụ của hệ thống WCDMA ..................................................................15  CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ BA W-CDMA .....................18  2.1. Giới thiệu công nghệ W-CDMA .................................................................18  2.2. Cấu trúc mạng W-CDMA ...........................................................................19  2.2.1. Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN ........................................................22  2.2.1.1 Đặc trưng của UTRAN ......................................................................23  2.2.1.2. Bộ điều khiển mạng vô tuyến UTRAN..............................................23  2.2.1.3. Node B ..............................................................................................24  2.2.2. Giao diện vô tuyến ..................................................................................24  2.2.2.1. Giao diện UTRAN – CN, IU.............................................................25  2.2.2.2. Giao diện RNC – RNC, IUr .............................................................26  2.2.2.3. Giao diện RNC – Node B, IUb .........................................................27  2.3. Kết luận .........................................................................................................27  CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRONG W-CDMA...................28  3.1. Giới thiệu.......................................................................................................28  3.2. Mã hóa ...........................................................................................................28  3.2.1. Mã vòng ..................................................................................................28  3.2.2. Mã xoắn ..................................................................................................30  3.2.3. Mã Turbo ................................................................................................30  3.3. Điều chế BIT/SK và QPSK ..........................................................................30  3.3.1 Điều chế BIT/SK .....................................................................................30  3.3.2. Điều chế QPSK .......................................................................................32  3.4. Trải phổ trong W-CDMA............................................................................33  3.4.1. Giới thiệu ................................................................................................33  3.4.2. Nguyên lý trải phổ DSSS .......................................................................35  3.4.3. Mã trải phổ .............................................................................................36  3.4.4. Các hàm trực giao ..................................................................................38  3.5. Các kênh trong WCDMA ............................................................................39  3.5.1. Kênh vật lý ..............................................................................................39  3.5.1.1. Kênh vật lý riêng đường lên .............................................................39  Nguyễn Thành Trung 1 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng 3.5.1.2. Kênh vật lý chung đường lên ...........................................................42  3.5.1.3. Kênh vật lý riêng đường xuống (DPCH) .........................................44  3.5.1.4. Kênh vật lý chung đường xuống.......................................................45  3.5.2. Kênh truyền tải .......................................................................................49  3.5.2.1. Kênh truyền tải riêng .......................................................................49  3.5.2.2. Kênh truyền tải chung ......................................................................50  3.5.2.3. Sắp xếp kênh truyền tải lên kênh vật lý ............................................51  3.6. Truy nhập gói trong W-CDMA ..................................................................52  3.6.1. Tổng quan về truy nhập gói trong W-CDMA .......................................52  3.6.2. Lưu lượng số liệu gói .............................................................................53  3.6.3. Các phương pháp lập biểu gói ...............................................................54  3.6.3.1. Lập biểu phân chia theo thời gian ...................................................54  3.6.3.2. Lập biểu phân chia theo mã .............................................................54  3.7. Kết luận .........................................................................................................55  CHƯƠNG 4 : ...........................................................................................................56  PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN UMTS 3G ...................56  4.1. Giới thiệu về qui hoạch mạng vô tuyến ......................................................56  4.1.1. Nguyên lý chung.....................................................................................56  4.1.2. Một số đặc điểm cần lưu ý trong quy hoạch mạng...............................57  4.1.2.1. Dự báo ..............................................................................................57  4.1.2.2 . Quy hoạch vùng phủ vô tuyến .........................................................58  4.1.2.3. Nhiễu từ nhiều nhà khai thác khác...................................................59  4.2. Quy hoạch định cỡ mạng .............................................................................59  4.2.1. Tính toán vùng phủ sóng .......................................................................60  4.2.1.1. Phân tích vùng phủ ..........................................................................60  4.2.1.2 Tính toán quỹ đường truyền vô tuyến. ..............................................63  4.2.1.3 Tính toán bán kính cell......................................................................66  4.2.2 . Phân tích dung lượng ...........................................................................68  4.2.2.1. Giới thiệu mô hình tính toán dung lượng Erlang-B .........................68  4.2.2.2. Các phương pháp chuyển đổi lưu lượng hệ thống UMTS theo mô hình Erlang....................................................................................................69  4.2.2.3. Định cỡ dung lượng mạng ...............................................................71  4.3. Quy hoạch vùng phủ và dung lượng chi tiết ..............................................72  4.4. Tối ưu mạng ..................................................................................................73  4.5. Kết luận chương ...........................................................................................74  CHƯƠNG 5 : ...........................................................................................................76  QUY HOẠCH VÔ TUYẾN UMTS 3G MẠNG VINAPHONE KHU VỰC TP ĐÀ NẴNG ................................................................................................................76  5.1. Hiện trạng và dự báo phát triển thuê bao 3G mạng Vinaphone khu vực thành phố Đà Nẵng .............................................................................................76  5.1.1. Hiện trạng mạng Vinaphone khu vực thành phố Đà Nẵng ...............76  5.1.2. Dự báo phát triển thuê bao 3G mạng Vinaphone khu vực thành phố Đà Nẵng ............................................................................................................77  Nguyễn Thành Trung 2 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng 5.1.2.1. Tình hình phát triển thuê bao mạng Vinaphone khu vực Tp Đà Nẵng .......................................................................................................................77  5.1.2.2. Dự báo phát triển thuê bao mạng Vinaphone khu vực Tp Đà Nẵng77  5.2. THIẾT KẾ QUY HOẠCH MẠNG.............................................................79  5.2.1. Tính toán số lượng Node-B cần thiết ...................................................79  5.2.2. Tính toán dung lượng cho Node-B .......................................................82  5.2.3. Khảo sát lắp đặt trạm pha 1 ...................................................................86  5.2.3.1. Vị trí Node-B và RNC.......................................................................86  5.2.3.2. Truyền dẫn cho Node-B ...................................................................87  5.3. Kết luận chương ...........................................................................................91  KẾT LUẬN ..............................................................................................................92  TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................93  Nguyễn Thành Trung 3 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan luận văn này không giống hoàn toàn bất kỳ luận văn hoặc các công trình đã có trước. Nguyễn Thành Trung 4 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AAL ATM Adaptation Layer Lớp thích ứng ATM AAL2 ATM Adaptation Layer type 2 Lớp thích ứng ATM kiểu 2 AAL5 ATM Adaptation Layer type 5 Lớp thích ứng ATM kiểu 5 ACCH Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết ALCAP Access Link Control Application Protocol Giao thức điều khiển đoạn nối thâm nhập BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BS Base Station Trạm gốc BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BSS Base Station System Hệ thống trạm gốc CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung CCH Common Channel Kênh chung CCPCH Common Control Physical Channel Kênh vật lý điều khiển chung CCTrCH Coded Composite Transport Channel Kênh truyền tải hỗn hợp CRNC Controlling RNC RNC điều khiển DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng DCH Dedicated Channel Kênh riêng DPCH Dedicated Phycical Channel Kênh vật lý riêng DRNC Drift Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến trôi DRNS Drift RNS RNC trôi Eb Energy of bit Năng lượng bit EDGE Enhanced Data rates for GSM Evolution Tốc độ dữ liệu tăng cường để phát triển GSM FACH Forward Access Channel Kênh truy cập đường xuống FDD Frequency Division Duplex Chế độ truyền song công theo tần số GoS Grade of Service Cấp dịch vụ GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu Nguyễn Thành Trung 5 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng IMSI International Mobile Subscriber Identity Nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMT-2000 International Mobile Telecommunication - 2000 Viễn thông di động quốc tế 2000 ITU International Telecommunication Union Liên minh viễn thông quốc tế Iub Giao diện giữa Node B với RNC Iur Giao diện giữa các RNC LAC Link Access Control Điều khiển truy cập LNA Low Noise Amplifier Bộ khuếch đại tạp âm thấp LOS Line of Sight Tầm nhìn thẳng MA Multiple Access Đa truy nhập MGW Media Gateway Cổng phương tiện MGC Media Gateway Controler Thiết bị điều khiển cổng phương tiện NBAP Node B Application Protocol Giao thức ứng dụng Node B NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau NGWN Next Generation Wireless Network Mạng di động thế hệ sau NMT Nordic Mobile Telephone Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu NRT Non-Real Time Không thời gian thực OAM Operation, Administration and Maintenance Vận hành, khai thác và bảo dưỡng OSI Open Systems Interconnection Liên kết các hệ thống mở OSS Operation and Support Subsystem Phân hệ hỗ trợ và vận hành PCCH Paging Control Channel Kênh điều khiển tìm gọi PCH Paging Channel Kênh tìm gọi PCPCH Physical Common Packet Channel Kênh vật ký gói chung PDSCH Physical Downlink Shared Channel Kênh vật lý chia sẻ đường xuống PG Processing Gain Độ lợi xử lý PHS Personal Handyphone System Hệ thống điện thoại cầm tay cá nhân QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế cầu phương (Điều chế Nguyễn Thành Trung 6 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng biên độ vuông góc) QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa chuyển pha vuông góc RAB Radio Access Bearer Vật mang truy nhập vô tuyến RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RANAP Radio Access Network Application Part Phần ứng dụng mạng truy nhập vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNS Radio Network Subsystem Hệ thống con mạng vô tuyến RNSAP Radio Network Subsystem Application Part Phần ứng dụng hệ thống con mạng vô tuyến RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến RRM Radio Resource Management Quản lý tài nguyên vô tuyến SRNC Serving RNC RNC phục vụ SRNS Serving RNS RNS phục vụ SSC Secondary Synchronization Code Mã đồng bộ thứ cấp TACS Total Access Communication System Hệ thống truyền thông truy nhập toàn phần TCAP Transaction Capabilities Application Phần ứng dụng khả năng giao Part dịch TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng TCP Transmision Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TrCH Transport Channel Kênh truyền tải UE User Equipment Thiết bị người sử dụng UIM User Identity Module Môđun nhận dạng người sử dụng UL UpLink Đường lên UMTS Universal Mobile Telecommunication System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS VLR Visitor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú W-CDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa thâm nhập phân chia theo mã băng rộng Nguyễn Thành Trung 7 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1 : Phân loại các dịch vụ của hệ thống thông tin di động 3G WDCMA UMTS ..................................................................................................................17  Bảng 4-1: Các loại hình phủ sóng phổ biến ........................................................61  Bảng 4-2 : Các loại loại dịch vụ chính của WCDMA .........................................62  Bảng 4-3 : Thông số độ cao anten theo vùng phủ sóng.......................................66  Bảng 4-4 : Giá trị K theo cấu hình site ................................................................66  Bảng 4-5 : Bảng tính R-Cell tham khảo ..............................................................67  Bảng 4-6 : Tính lưu lượng hệ thống tham khảo 1 ...............................................71  Bảng 4-7 : Tính lưu lượng hệ thống tham khảo 2 ...............................................72  Bảng 4-8 : Tính lưu lượng hệ thống tham khảo 3 ...............................................72  Bảng 5-1 : Dự báo phát triển thuê bao mạng Vinaphone Tp Đà Nẵng ...............79  Bảng 5-2 : Dự kiến loại hình phủ sóng 3G và dịch vụ trên địa bàn thành phố Đà Nẵng.....................................................................................................................80  Bảng 5-3 : Dự kiến số lượng Node-B triển khai tại Tp Đà Nẵng........................81  Bảng 5-4 : Mô hình traffic Model dự kiến của mạng Vinaphone .......................82  Bảng 5-5 : Số Node-B lắp đặt dự kiến pha 1 .......................................................83  Bảng 5-6 : Cấu hình 134 Node-B dự kiến pha 1 .................................................83  Bảng 5-7 : Số Node-B lắp đặt dự kiến pha 2 .......................................................85  Bảng 5-8 : Dự kiến Node-B lắp đặt triển khai cho pha 2 ....................................85  Bảng 5-9 : Cấu hình Node-B dự kiến pha 2 ........................................................86  Bảng 5-10: Lắp đặt quang cho các Node-B.........................................................89  Bảng 5-11 : Lắp đặt thiết bị truyền dẫn tại các CSND ........................................90  Bảng 5-12 : Lắp đặt thiết bị Viba ........................................................................91  Nguyễn Thành Trung 8 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Dải tần của WCDMA .......................................................................13  Hình 1.2. Các công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã. ..............................14  Hình 1.3. Các dịch vụ cơ bản của hệ thống 2G và 3G......................................16  Hình 2.1. Các dịch vụ đa phương tiện ..............................................................19  Hình 2.2. Kiến trúc mạng W-CDMA ...............................................................20  Hình 2.3. Mạng truy nhập vô tuyến ..................................................................22  Hình 2.4. SRNC và DRNC ...............................................................................24  Hình 2.5. Mô hình tổng quát các giao diện vô tuyến của UTRAN ..................25  Hình 3.1. Trải phổ trong W-CDMA .................................................................34  Hình 3.2. Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS) .......................................................36  Hình 3.3. Mạch thanh ghi dịch tạo chuỗi PN ...................................................37  Hình 3.4. Mạch thanh ghi dịch tạo chuỗi PN tốc độ cao ..................................38  Hình 3.5. Cấu trúc khung vô tuyến của DPDCH/DPCCH đường lên ..............40  Hình 3.6. Cấu trúc phát truy nhập ngẫu nhiên ..................................................42  Hình 3.7. Cấu trúc khung vô tuyến phần bản tin RACH ..................................43  Hình 3.8. Cấu trúc phát đa truy nhập ngẫu nhiên CPCH..................................44  Hình 3.9. Cấu trúc khung của DPCH đường xuống .........................................45  Hình 3.10. Cấu trúc khung của DPCH đường xuống .......................................46  Hình 3.11. Cấu trúc khung của kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp ..............46  Hình 3.12. Cấu trúc khung của S-CCPCH .......................................................47  Hình 3.13. Cấu trúc khung kênh đồng bộ .........................................................47  Hình 3.14. Cấu trúc khung của PDSCH ...........................................................48  Hình 3.15. Cấu trúc kênh chỉ thị bắt AICH ......................................................49  Nguyễn Thành Trung 9 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng Hình 3.16. Cấu trúc kênh chỉ thị tìm gọi ..........................................................49  Hình 3.17. Sắp xếp các kênh truyền tải lên các kênh vật lý .............................52  Hình 3.18. Đặc trưng của một phiên dịch vụ gói..............................................54  Hình 4.1. Quá trình quy hoạch và triển khai mạng WCDMA ..........................57  Hình 4.2. Quá trình tính bán kính vùng phủ sóng ............................................60  Hình 4.3. Vùng phủ sóng của cell theo các loại dịch vụ khác nhau. ................62  Nguyễn Thành Trung 10 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng PHẦN MỞ ĐẦU Thông tin di động ngày nay đã trở thành một ngành công nghiệp viễn thông phát triển nhanh và mang lại nhiều lợi nhuận nhất cho các nhà khai thác. Sự phát triển của thị trường viễn thông di động đã thúc đẩy mạnh mẽ việc nghiên cứu và triển khai các hệ thống thông tin di động mới trong tương lai. Hệ thống di động thế hệ hai, với GSM và CDMA là những ví dụ điển hình đã phát triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, thị trường viễn thông rộng mở càng thể hiện rõ những hạn chế về dung lượng và băng thông của các hệ thống thông tin di động thế hệ hai. Sự ra đời của hệ thống di động thế hệ ba W-CDMA là một tất yếu, theo hướng cung cấp các dịch vụ đa phương tiện nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và đa dạng của người sử dụng. Luận văn “Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng” trình bày những vấn đề cơ bản của một mạng UMTS, cách đặt vấn đề khi thiết kế, phương pháp qui hoạch, các yêu cầu đầu vào và các yêu cầu về đầu ra, đánh giá dự báo nhu cầu khách hàng, và xây dựng bài toán thực tế khi qui hoạch mạng 3G tại khu vực Tp Đà Nẵng . Việc tổ chức và quy hoạch mạng vô tuyến W-CDMA đòi hỏi một kiến thức sâu rộng và sự đầu tư thoả đáng về thời gian. Vì vậy trong khuôn khổ luận văn chắc chắn không tránh khỏi những sai sót cũng như còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết thoả đáng. Rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo, sự góp ý và phê bình của các bạn. Xin gửi lời biết ơn trân trọng nhất tới TS. Nguyễn Vũ Thắng đã tạo mọi điều kiện và tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn này. Hà Nội, tháng 3 năm 2012 Học viên Nguyễn Thành Trung Nguyễn Thành Trung 11 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THỨ 3 WCDMA 1.1. Giới thiệu chương Cùng với sự phát triển của các dịch vụ số liệu, ưu điểm vượt trội của dịch vụ số liệu chuyển mạch gói dựa trên nền tảng IP đặt ra các yêu cầu mới đối với hệ thống thông tin di động. Trước hoàn cảnh đó từ những thập niên 1990 hiệp hội viễn thông quốc tế ITU đã ngiên cứu và đưa ra đề án tiêu chuẩn hoá để xây dựng hệ thống thông tin di động thế hệ ba với với tên gọi là IMT- 2000. Đồng thời các cơ quan về tiêu chuẩn hoá xúc tiến việc xây dựng một tiêu chuẩn hoá áp dụng cho IMT- 2000 thông qua dự án 3GPP. Hệ thống thông tin di động thế hệ ba được ra đời từ dự án 3GPP được gọi là hệ thống thông tin di động UMTS/WCDMA. Chương này em sẽ tập trung trình bày tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba và một bộ phận quan trọng của nó là hệ thống UMTS mà cụ thể là công nghệ truy cập vô tuyến WCDMA (chế độ FDD) trong hệ thống UMTS thông qua tìm hiểu sơ bộ về cấu trúc mạng và các kênh vô tuyến trong hệ thống. 1.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 IMT-2000 WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) là hệ thống đa truy cập theo mã sử dụng băng thông rộng. Công nghệ này 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. Nguyễn Thành Trung 12 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng Hình 1.1. Dải tần của WCDMA • Độ rộng kênh Thông thường là 5MHz nhưng có thể điều chỉnh để đạt hiệu năng tối ưu trong tùy trường hợp cụ thể. • Khoảng cách giữa các kênh Giá trị là 200KHz, có nghĩa là tần số trung tâm phải là bội số nguyên của 200KHz. • Số chỉ thị kênh Mỗi tần số sóng mang được định danh bằng số chỉ số kênh tần số UARFCN: Fcenter = UARFCN * 200 KHz Hiện tại, trong băng tần 1900 – 2200 MHz của Việt Nam, Vinaphone được cấp dải tần 3G như sau: o Băng tần phát của trạm gốc: 2155 – 2170MHz o Băng tần thu của trạm gốc: 1965 – 1980MHz. Tức là được cung cấp kênh dành cho đường xuống UARFCN là: 10788, 10813, 10838. Tại thời điểm hiện tại, các NodeB đều phát ở tần số 10788. Nguyễn Thành Trung 13 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng Trong các công nghệ thông tin di động thế hệ ba thì WCDMA 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. Hệ thống sử dụng chung một tần số cho các kênh đường xuống và đường lên, người sử dụng được cấp một mã và hệ thống sẽ mã hóa dữ liệu tới người sử dụng đó theo mã đó và truyền trên toàn kênh truyền, toàn băng thông, tuy nhiên chỉ có người sử dụng đó mới có thể giải mã được dữ liệu truyền đi này. Hình 1.2. Các công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã. WCDMA có các đặc điểm cơ bản sau : • Là hệ thống đa truy cập phân chia theo mã trải phổ trực tiếp, có tốc độ bit lên cao (lên đến 2 Mbps). • Tốc độ chip của mã trải phổ là 3,84 Mcps với độ rộng sóng mang 5 MHz, do đó hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao. • Hỗ trợ tốc độ người sử dụng thay đổi liên tục. Mỗi người sử dụng cung cấp một khung, trong khung đó tốc độ dữ liệu giữ cố định nhưng tốc độ có thể thay đổi từ khung này đến khung khác. • Hỗ trợ hai mô hình vô tuyến FDD và TDD. Trong mô hình FDD sóng mang 5 MHz sử dụng cho đường lên và đường xuống. • WCDMA hỗ trợ hoạt động không đồng bộ của các trạm gốc, do đó dễ dàng phát triển các trạm gốc vừa và nhỏ. • WCDMA sử dụng tách sóng có tham chiếu đến sóng mang dựa trên kênh hoa tiêu (CPICH), nâng cao dung lượng và vùng phủ. Nguyễn Thành Trung 14 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng • WCDMA được thiết kế dễ dàng nâng cấp hơn các hệ thống CDMA có thể sử dụng anten thông minh để nâng cao dung lượng và vùng phủ. • WCDMA được thiết kế tương thích với GSM để mở rộng vùng phủ sóng và dung lượng của mạng. • Lớp vật lý mềm dẻo thích hợp tất cả thông tin trên một sóng mang. • Hệ số tái sử dụng tần số bằng một. • Hỗ trợ phân tập phát và các cấu trúc thu tiên tiến thu Rake. Nhược điểm chính của WCDMA là hệ thống không cho phép trong băng TDD phát liên tục cũng như không tạo điều kiện cho các kỹ thuật chống nhiễu các môi trường làm việc khác nhau. Do hoạt động ở dải tần có băng thông lớn làm cho hệ thống có tốc độ truyền dẫn cao thích hợp cho các dịch vụ như video 64Kbps, đường truyền tốc độ cao với băng thông 7,2Mbps. 1.3. Dịch vụ của hệ thống WCDMA Hệ thống WCDMA bao gồm hai dịch vụ: • Dịch vụ chuyển mạch kênh: dựa vào nền tảng của hệ thống GSM nó gồm dịch vụ thoại, tin nhắn, tin nhắn đa phương tiện, fax… • Dịch vụ chuyển mạch gói: có tốc độ truyền tải dữ liệu cao hơn, cơ chế xử lý khác so với hệ thống cũ, dữ liệu được đóng gói và truyền đi như trong hệ thống mạng máy tính. Các dịch vụ nó cung cấp bao gồm truy cập internet, xem video trực tuyến, xem truyền hình, tải dữ liệu tốc độ cao… Nguyễn Thành Trung 15 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng Hình 1.3. Các dịch vụ cơ bản của hệ thống 2G và 3G. Môi trường hoạt động của 3WCDMA UMTS được chia thành bốn vùng với các tốc độ bit Rb phục vụ như sau: • Vùng 1: trong nhà, ô pico, Rb ≤ 2Mbps • Vùng 2: thành phố, ô micro, Rb ≤ 384 kbps • Vùng 2: ngoại ô, ô macro, Rb ≤ 144 kbps • Vùng 4: Toàn cầu, Rb = 12,2 kbps Có thể tổng kết các dịch vụ do 3G WCDMA UMTS cung cấp như sau: Nguyễn Thành Trung 16 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng Bảng 1-1 : Phân loại các dịch vụ của hệ thống thông tin di động 3G WDCMA UMTS Kiểu Phân loại Dịch vụ di động Dịch vụ di động Di động đầu cuối/di động cá nhân/di động dịch vụ Dịch vụ thông tin định vị - Theo dõi di động/ theo dõi di động thông minh Dịch vụ âm thanh - Dịch vụ âm thanh chất lượng cao (16-64 kbps) - Dịch vụ truyền thanh AM (32-64 kbps) - Dịch vụ truyền thanh FM (64-384 kbps) Dịch vụ viễn thông Dịch vụ số liệu Dịch vụ chi tiết - Dịch vụ số liệu tốc độ trung bình (64-144 kbps) - Dịch vụ số liệu tốc độ tương đối cao (144 kbps- 2Mbps) - Dịch vụ số liệu tốc độ cao (≥ 2Mbps) Dịch vụ đa phương tiện - Dịch vụ Video (384 kbps) - Dịch vụ hình chuyển động (384kbps- 2 Mbps) - Dịch vụ hình chuyển động thời gian thực(≥ 2 Mbps) Dịch vụ Internet đơn giản Dịch vụ Internet Dịch vụ truy nhập Web (384 kbps-2Mbps) Dịch vụ Internet thời gian thực Dịch vụ Internet (384 kbps-2Mbps) Dịch vụ internet đa phương tiện Nguyễn Thành Trung Dịch vụ Website đa phương tiện thời gian thực (≥ 2Mbps) 17 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ BA W-CDMA 2.1. Giới thiệu công nghệ W-CDMA Chương này sẽ giới thiệu về công nghệ W-CDMA, cấu trúc mạng W-CDMA, mạng truy nhập vô tuyến UTRAN, các giao diện vô tuyến và đặc trưng riêng của chúng, ta sẽ có cái nhìn tổng quan về mạng W-CDMA 3G . WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - truy cập đa phân mã băng rộng) 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. Nhược điểm chính của W-CDMA là hệ thống không cấp phép trong băng TDD phát liên tục cũng như không tạo điều kiện cho các kỹ thuật chống nhiễu ở các môi trường làm việc khác nhau. Hệ thống thông tin di động thế hệ ba W-CDMA có thể cung cấp các dịch vụ với tốc độ bit lên đến 2MBit/s. Bao gồm nhiều kiểu truyền dẫn như truyền dẫn đối xứng và không đối xứng, thông tin điểm đến điểm và thông tin đa điểm. Với khả năng đó, các hệ thống thông tin di động thế hệ ba có thể cung cấp dể dàng các dịch Nguyễn Thành Trung 18 Quy hoạch mạng 3G Vinaphone khu vực Đà Nẵng vụ mới như : điện thoại thấy hình, tải dữ liệu nhanh, ngoài ra nó còn cung cấp các dịch vụ đa phương tiện khác. Hình 2.1. Các dịch vụ đa phương tiện Các nhà khai thác có thể cung cấp rất nhiều dịch vụ đối với khách hàng, từ các dịch vụ điện thoại khác nhau với nhiều dịch vụ bổ sung cũng như các dịch vụ không liên quan đến cuộc gọi như thư điện tử, FTP… Công trình nghiên cứu của các nước châu Âu cho W-CDMA bắt đầu từ đề án CODIT (Code Division Multiplex Testbed : Phòng thí nghiệm đa truy cập theo mã) và FRAMES (Future Radio Multiplex Access Scheme : Kỹ thuật đa truy cập vô tuyến trong tương lai) từ đầu thập niên 90. Các dự án này đã tiến hành thử nghiệm các hệ thống W-CDMA để đánh giá chất lượng đường truyền. 2.2. Cấu trúc mạng W-CDMA Hệ thống W-CDMA được xây dựng trên cơ sở mạng GPRS. Về mặt chức năng có thể chia cấu trúc mạng W-CDMA ra làm hai phần : mạng lõi (CN) và mạng truy nhập vô tuyến (UTRAN), trong đó mạng lõi sử dụng toàn bộ cấu trúc phần cứng của mạng GPRS còn mạng truy nhập vô tuyến là phần nâng cấp của W-CDMA. Nguyễn Thành Trung 19