1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong

56 1 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Tìm hiểu kỹ thuật CDMA và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Tác giả Trần Minh Phúc
Người hướng dẫn TS. Lê Văn Minh
Trường học Trường Đại Học Vinh
Chuyên ngành Công Nghệ Thông Tin
Thể loại đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản 2014
Thành phố Nghệ An
Định dạng
Số trang 56
Dung lượng 1,3 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Cấu trúc

  • CHƯƠNG I. TỔNGQUAN VỀ MẠNGDI ĐỘNG CDMA (6)
    • 1.1. Tổng quan về hệ thống thông tin diđộng (6)
      • 1.1.1. Hệ thống thông tin di động tổong (6)
      • 1.1.2. Quá trình pháttriển (6)
    • 1.2. Hệ thống thông tin di độngCDMA (8)
      • 1.2.1. Cấu trúc hệ thống thông tin di động CDMA (8)
      • 1.2.2. Nguyên lý kỹ thuật mạngCDMA (10)
      • 1.2.3. Các đặc tính của CDMA (11)
      • 1.2.4. Ưu điểm của CDMA (13)
      • 1.2.5. Tổ chức các cell trong mạng CDMA (15)
  • CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG CDMA (17)
    • 2.1. Lý thuyết về thiết kế hệ thống mạng cơ bản (17)
      • 2.1.1. Kích thước các ô đồng đều (18)
      • 2.1.2. Kích thước các ô không đồng đều (21)
    • 2.2. Quy hoạch mạng CDMA (26)
      • 2.2.1. Quỹ đường truyền vô tuyến và hiệu suất vùng phủ (27)
      • 2.2.2. Hệ số tải và hiệu suất phổ (33)
    • 2.3. Hiệu suất phổ trong hệ thống mạng WCDMA (40)
      • 2.3.1. Dung lượng mềm (40)
  • CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN (44)
    • 3.1. Bài toán (44)
      • 3.1.1 Bài toán đặt ra (44)
      • 3.1.2. Các giả thiết (44)
      • 3.1.3. Mô hình thực nghiệm Walfisch-Ikegami ( COST 231) (45)
    • 3.2. Tính toán (46)

Nội dung

TỔNGQUAN VỀ MẠNGDI ĐỘNG CDMA

Tổng quan về hệ thống thông tin diđộng

1.1.1 Hệ thống thông tin di động tổong

Toàn bộ vùng phục vụ của hệ thống điện thoại di động tổ ong được chiathànhnhiềuvùngphụcvụnhỏgọilàcácô(cell),mỗiôcómộttrạmgốcquảnlývàđượcđiềukhi ểnbởitổngđàisaochothuêbaovẫncóthểduytrìđượccuộcgọimộtcáchliên tục khi di chuyển giữa các ô

Hình 1 1 Hệ thống thông tin di động tổ ong

Trong hệ thống điện thoại di động tổ ong, tần số mà các máy di động sử dụng không cố định ở một kênh nào, mà các kênh được xác định nhờ kênh báo hiệu và máy di động tự động điều chỉnh tần số một cách tự động Các ô kênh sử dụng tần số khác nhau nên các ô ở cách xa nhau khoảng cách nhất định có thể dùng cùng một tần số Để đảm bảo các máy di động duy trì cuộc gọi liên tục trong thời gian di chuyển, hệ thống tổng đài sẽ điều khiển các kênh báo hiệu hoặc kênh lưu lượng theo sự dịch chuyển của máy di động, giúp chuyển đổi tần số của máy di động thành tần số phù hợp một cách tự động.

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 7

Thông tin di động ra đời đầu tiên vào cuối năm 1940, khi đó nó chỉ là hệthốngthôngtindiđộngđiềuvận.Đếnnaythôngtindiđộngđãtrảiquanhiềuthếhệ.Thếhệ1làthế hệthôngtindiđộngtươngtựsửdụngcôngnghệtruycậpphânchiatheotần số (FDMA-

Frequency Division Multiple Access) Tiếp theo là thế hệ 2 và hiệnnay là thế hệ 3 đang được triển khai ở một số quốc gia trên thếgiới

Hình 1 2Quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động trên thế giới

1.1.3 Xu thế phát triển của thông tin di động

Hiện nay, thông tin di động đang ở giai đoạn phát triển mạnh mẽ, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về số lượng, chất lượng và đa dạng dịch vụ của khách hàng Các hướng phát triển chính bao gồm nâng cao hạ tầng mạng lưới, mở rộng các dịch vụ di động hiện đại và tích hợp công nghệ mới để cải thiện trải nghiệm người dùng Thị trường di động luôn đổi mới và phát triển không ngừng, đòi hỏi các nhà cung cấp phải thích nghi nhanh chóng với xu hướng công nghệ mới.

Phát triển theo chuẩn IMT-2000, do ITU quy định, nhằm thúc đẩy sự thống nhất các hệ thống di động đa năng thế hệ thứ ba trên toàn cầu Tiêu chuẩn này đảm bảo tính tương thích và khả năng liên thông giữa các nhà mạng, góp phần nâng cao trải nghiệm người dùng IMT-2000 là bước tiến quan trọng trong việc xây dựng mạng di động tiên tiến, đáp ứng yêu cầu về tốc độ dữ liệu cao và dịch vụ đa dạng trên khắp các khu vực.

- Xu hướng phát triển mạng vô tuyến trong nhà dùng cho các trụ sở, công ty lớn(trên tần số 18GHz)

Từ những năm 1990, đã có nhiều nghiên cứu quốc tế lớn tập trung phát triển hệ thống vô tuyến cá nhân, kết hợp trí tuệ mạng PSTN, công nghệ xử lý tín hiệu số hiện đại và công nghệ RF tiên tiến Các kỹ thuật điều chế, đa truy cập và kỹ thuật chung khác đã đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất và khả năng của hệ thống vô tuyến cá nhân.

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 8 chia sẻ về thuật mạng nhằm cung cấp dịch vụ đến từng cá nhân người dùng, điển hình như PCS (Person Communication Service), ví dụ như mạng Cityphone Ngoài ra, PCN (Person Communication Network) là khái niệm mạng cho phép người dùng có thể nhận và thực hiện cuộc gọi ở bất kỳ đâu bằng thiết bị cá nhân nhỏ gọn, mang lại sự tiện lợi và linh hoạt trong liên lạc cá nhân.

Phát triển viễn thông kết hợp vệ tinh ngày càng nâng cao khả năng liên lạc toàn cầu, nhờ vào sự kết hợp giữa công nghệ vũ trụ và hệ thống di động mặt đất Hệ thống thông tin vệ tinh phối hợp hiệu quả với mạng lưới di động để tạo ra hệ viễn thông toàn cầu phù hợp với mọi địa hình và loại hình địa lý Điều này giúp đảm bảo khả năng kết nối liên tục và ổn định trong mọi điều kiện, đồng thời mở rộng phạm vi phủ sóng của các dịch vụ liên lạc di động trên toàn thế giới.

Các quốc gia phát triển hiện nay có cơ hội tiến nhanh vào các công nghệ tiên tiến nhất, đồng thời lựa chọn các mô hình phát triển phù hợp để định hướng tương lai.

Hệ thống thông tin di độngCDMA

1.2.1 Cấu trúc hệ thống thông tin di động CDMA

CDMA (Code Division Multiple Access) is a digital mobile communication system that uses advanced spread spectrum technology It consists of four main components: the Mobile Station (MS), the Base Station System (BSS), the Switching System (SS), and the Operation and Maintenance Center (OMC) These core elements work together to provide reliable and efficient mobile communication services.

Hình 1 3Cấu trúc mạng thông tin di động a Máy di độngMS Một máy điện thoại di động gồm hai thành phần chính:

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 9

+ Thiết bị di độnghayđầucuốilàthiếtbịtíchhợpcáckhốimạchchứcnăngnhư:mãhóa, điềuchế,khuếchđại…dùngđểthutínhiệuvôtuyếnvàtáitạolạidạngtínhiệubanđầu

Modulenhậndạngthuêbao sử dụng SIM làm một thẻ thông minh để nhận dạng đầu cuối, mỗi SIM có mã số nhận dạng cá nhân dùng để xác thực thuê bao Hệ thống trạm gốc BSS chịu trách nhiệm phát và thu sóng vô tuyến, chia thành hai phần chính để đảm bảo kết nối liên tục và ổn định.

+ Trạm thu phát gốcBTS(Basic Transceiver Station): gồm bộ thu phát vàcácăngtensửdụngtrongmỗicell.MộtBTSthườngđượcđặtởvịtrítrungtâmcủamộtcell BTS đảm nhiệm chính về các chức năng vô tuyến trong hệ thống

Bộ điều khiển trạm gốc BSC (Basic Station Controller) là thiết bị quan trọng trong hệ thống viễn thông, có nhiệm vụ điều khiển một nhóm BTS và quản lý tài nguyên vô tuyến một cách hiệu quả BSC đảm nhận việc điều khiển việc hòa tần số, các chức năng tổng đài và điều khiển các mức công suất phát tín hiệu của BTS, giúp tối ưu hóa hoạt động của mạng di động Hệ thống chuyển mạch SS cũng đóng vai trò then chốt trong việc đáp ứng yêu cầu chuyển mạch dữ liệu và thoại, đảm bảo mạng vận hành ổn định và liên tục.

Hệ thống chuyển mạch SS bao gồm một số đơn vị chức năng sau:

+ Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di độngMSC(Mobile ServicesSwitchingCenter):đâylàthànhphầntrungtâmcủakhốiSS,thựchiệncácchứcnăngchu yểnmạch của mạng và cung cấp kết nối đến các mạng khác

+ Thanh ghi định vị thường trúHLR(Home Location Register): HLR đượcxemlàmộtcơsởdữliệurấtquantrọnglưutrữcácthôngtinvềthuêbaothuộcvùngphủsóngcủ aMSC.Nócònlưutrữvịtríhiệntạicủacácthuêbaocũngnhưcácdịch vụ thuê bao mà đang được sửdụng

+ Thanh ghi định vị tạm trúVLR(Visitor Location Register): lưu trữcácthông tin cần thiết để cung cấp dịch vụ thuê bao cho các máy di động từ xa đến

+ Trung tâm xácthựcAuC(Authentication Center): Thanh ghi AuC đượcdùngchomụcđíchbảomật.Nócungcấpcácthamsốcầnthiếtchochứcnăngxác thực và mã hoá Các tham số này giúp xác minh sự nhận dạng thuê bao

+ThanhghinhậndạngthiếtbịEIR(EquipmentIdentityRegister):EIRcũngđượcdùng chomụcđíchbảomật.Nólàmộtthanhghilưutrữcácthôngtinvềcácthiết bị diđộng

+ Cổng MSCGMSC(Gate MSC): Cổng MSClànơi giaotiếpgiữamạngdiđộngvàmạngcốđịnh.Nóchịutráchnhiệmđịnhtuyếncuộc gọi từ mạng cố định đến mạng di động và ngược lại

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 10 d Trung tâm vận hành bảo dưỡngOMC

OMC được kết nối đến các thành phần khác nhau của MSC và đến BSCđểđiềukhiểnvàgiámsáthệthốngMSC.Nócònchịutráchnhiệmđiềukhiểnlưulượng củaBSS

1.2.2 Nguyên lý kỹ thuật mạngCDMA

CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ để cho phép nhiều người dùng cùng chia sẻ một kênh liên lạc đồng thời, dựa trên mã đặc trưng không trùng nhau, giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng băng thông Kênh vô tuyến trong mạng CDMA được phân bổ lại cho các cuộc gọi dựa trên mã hứa thanh mã, với mỗi kênh có băng thông 1,23 MHz cùng hai dải biên phòng vệ rộng 0,27 MHz, tổng cộng 1,77 MHz, và tốc độ chiprate là 1,2288 MHz Dữ liệu trong hệ thống được mã hóa bằng các mã trải phổ PN, có khả năng nén dữ liệu tối đa để truyền đi hiệu quả hơn, và tốc độ mã chính xác đóng vai trò quan trọng trong việc ghép nối các tín hiệu giữa máy phát và máy thu Để tín hiệu được giải mã chính xác, mã trải phổ PN ở máy thu phải khớp hoàn toàn với mã PN ở máy phát; nếu không đồng bộ, tin tức sẽ không thể nhận diện chính xác, ảnh hưởng đến chất lượng liên lạc trong hệ thống CDMA.

Trong CDMA sự trải phổ tín hiệu đã phân bố năng lương tín hiệu vào một dảitầnrấtrộnghơnphổgốccủatínhiệugốc.Ởphíathu,phổcủatínhiệulạiđượcnéntrở lại về phổ của tín hiệu gốc (xem hình 1.4)

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 11

Hình 1 4Phổ trong quá trình phát và thu CDMA

1.2.3 Các đặc tính của CDMA

1.2.3.1 Tính đa dạng phân tập

Trong hệ thống điều chế băng hẹp như điều chế FM analog sử dụng tronghệthốngđiệnthoạitổongthếhệđầutiênthìtínhđađườngtạonênnhiềufadingnghiêmtrọn g.TínhnghiêmtrọngcủavấnđềfadingđađườngđượcgiảmđitrongđiềuchếCDMAbăngrộngvì cáctínhiệuquacácđườngkhácnhauđượcthunhậnmộtcáchđộclập.Fadingđađườngkhôngthể loạitrừhoàntoànđượcvìvớicáchiệntượngfadingđađườngxảyraliêntụcdođóbộgiảiđiềuchếk hôngthểxửlýtín hiệu thu một cách độc lập được

1.2.3.2 Điều khiển công suấtCDMA Ở các hệ thống thông tin di động tổ ong CDMA, các máy di động đều phátchungởmộttầnsốởcùngmộtthờigiannênchúnggâynhiễuđồngkênhvớinhau.Chất lượng truyền dẫn của đường truyền vô tuyến đối với từng người sử dụng trong môitrườngđangườisửdụngphụthuộcvàotỷsốEb/No,trongđóEblànănglượngbitcònNolàmật độtạpâmtrắngGAUSbaogồmtựtạpâmvàtạpâmquyđổitừmáyphátcủangườisửdụngkhác.Đểđ ảmbảotỷsốEb/Nokhôngđổivàlớnhơnngưỡngyêucầucầnđiềukhiểncôngsuấtcủacácmáyphát củangườisửdụngtheokhoảng cách của nó với trạm gốc Nếu ở các hệ thống FDMA và TDMA việc điềukhiển công suất không ảnh hưởng đến dung lượng thì ở hệthống CDMA việc điềukhiểncôngsuấtlàbắtbuộcvàđiềukhiểncôngsuấtphảinhanhnếukhôngdung

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 12 lượng hệ thống sẽgiảm

Giảm tỷ số Eb/N0 (tỷ lệ tín hiệu/nhiễu) không chỉ giúp tăng dung lượng hệ thống mà còn giảm công suất phát để khắc phục tạp âm và giao thoa Điều này đồng nghĩa với việc giảm công suất phát đối với máy di động, từ đó giảm chi phí vận hành và mở rộng vùng phủ sóng Việc giảm công suất truyền còn làm tăng phạm vi phục vụ và giảm số lượng BTS cần thiết so với các hệ thống analog hoặc TDMA có công suất tương tự.

Trong hệ thống CDMA, công suất phát trung bình là một tiến bộ lớn trong việc điều khiển công suất, giúp giảm thiểu tác động của fading Trong nhiều trường hợp, môi trường truyền dẫn mang lại lợi ích đáng kể cho hệ thống CDMA nhờ khả năng duy trì công suất trung bình ổn định Trong các hệ thống băng hẹp, yêu cầu về công suất phát luôn phải được điều chỉnh linh hoạt để đối phó với fading theo thời gian Đặc biệt, trong hệ thống CDMA, công suất trung bình có thể giả mạo nhờ vào khả năng kiểm soát công suất, khi mà công suất phát chỉ tăng lên trong những trường hợp có fading, từ đó tối ưu hoá hiệu quả truyền dẫn và giảm tiêu thụ năng lượng.

1.2.3.4 Chuyển giao (handoff) ởCDMA Ởcáchệthốngthôngtindiđộngtổong,chuyểngiaoxảyrakhitrạmdiđộngđang làm các thủ tục thâm nhập mạng hoặc đang có cuộc gọi Mục đích của chuyểngiaolàđểđảmbảochấtlượngtruyềndẫnđườngtruyềnkhimộttrạmdiđộngrờixatrạm gốc đang phục vụ nó Khi đó, nó phải chuyển lưu lượng sang một trạmgốc mớihaymộtkênhmới.ỞCDMAtồntạihailoạichuyểngiaolàchuyểngiaomềm(Soft Handoff) và chuyển giao cứng (HardHandoff) + Chuyển giao giữa các ô hay chuyển giao mềm (SoftHandoff)

+ Chuyển giaogiữa các đoạn ô (Intersector) hay chuyển giaomềmhơn(SofterHandoff) + Chuyển giao cứng giữa hệ thống CDMA này với hệ thống CDMA khác

+ Chuyển giao cứng giữa hệ thống CDMA đến hệ thống tươngtự

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 13

Hình 1 5Chuyển giao mềm và chuyển giao cứng trong CDMA

1.2.3.5 Giá trị E b /N 0 thấp (hay C/I) và chốnglỗi

Eb/N0 là tỷ số năng lượng trên mỗi bit so với độ mạnh của tạp âm trong phổ công suất, là tiêu chuẩn để so sánh hiệu suất của các phương pháp điều chế và mã hoá số Tỷ số này tương tự như tỷ số sóng mang trên tạp âm trong phương pháp FM Độ rộng băng tần của hệ thống ảnh hưởng đến công suất và độ dư của mã, trong đó hệ thống CDMA sử dụng băng tần rộng để cung cấp hiệu suất cao hơn so với hệ thống băng tần hẹp, nơi chỉ các mã có độ dư thấp mới được phép sử dụng để đạt giá trị Eb/N0 cao hơn yêu cầu của CDMA Mã sửa sai cùng với giải điều chế số hiệu suất cao được sử dụng trong hệ thống để tăng dung lượng và giảm công suất tiêu thụ của máy phát, giúp giảm yêu cầu về Eb/N0.

Dung lượng của hệ thống CDMA cao hơn 8-10 lần dung lượng của một hệ thống tương tự AMPS, hay 4-5 lần dung lượng của hệ thống GSM

Hệ thống CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ duy nhất, cho phép nhiều người dùng cùng chia sẻ một băng tần mà không cần chia sẻ theo thời gian Nhờ đó, hệ thống CDMA có khả năng xử lý nhiều người dùng cùng lúc hiệu quả hơn các hệ thống GSM.

Hệ thống CDMA là một hệ thống có dung lượng mềm Dung lượng phụ thuộc vào

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Hệ thống CDMA có ngưỡng nhiễu giới hạn để duy trì hệ số chất lượng nhất quán, đảm bảo dịch vụ hoạt động hiệu quả Dung lượng của hệ thống CDMA chưa bị giới hạn bởi phần cứng hay phần mềm, mà chủ yếu dựa vào yêu cầu chất lượng dịch vụ của người dùng Điều này có nghĩa là, mức độ nhiễu trong hệ thống sẽ được kiểm soát chặt chẽ nhằm duy trì chất lượng tín hiệu và tối ưu hiệu suất truyền dẫn Các yếu tố về nhiễu ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng cung cấp dịch vụ của hệ thống, do đó, kiểm soát nhiễu chính là yếu tố then chốt để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.

1.2.4.2 Cải thiện chất lượng cuộc gọi :

Hệ thống CDMA có chất lượng âm thanh tốt và ổn định

Hệ thống CDMA sử dụng điều khiển công suất nhanh và chính xác để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động Trạm gốc gửi các lệnh điều khiển công suất cho các máy di động đang hoạt động, giúp giảm công suất của các thiết bị gần và tăng công suất của những máy ở xa, từ đó làm đồng đều mức nhiễu trong băng tần Nhờ vào việc triệt tiêu các nhiễu có công suất lớn và duy trì nền nhiễu bằng phẳng, hệ thống dễ dàng lọc ra thông tin cần thiết, nâng cao hiệu quả truyền dữ liệu.

Trong hệ thống CDMA, tỷ lệ rớt cuộc gọi được giảm thiểu nhờ khả năng hoạt động trong cùng một băng tần của các sector, giúp đảm bảo kết nối ổn định Các cuộc gọi được chuyển giao một cách “mềm mại” khi người dùng di chuyển từ vùng này sang vùng khác, nâng cao trải nghiệm dịch vụ.

Các bộ mã hóa, giải mã thoại của công nghệ CDMA sử dụng kỹ thuật cải tiến nhằm truyền tải các thông tin cần thiết một cách hiệu quả hơn Nhờ đó, chúng loại bỏ các tiếng ồn không cần thiết và chỉ tập trung vào dữ liệu thoại quan trọng Quá trình nén giọng nói được thực hiện tối ưu, đặc biệt bằng cách loại bỏ các khoảng lặng không mang ý nghĩa, giúp nâng cao chất lượng truyền tải và tiết kiệm băng thông.

1.2.4.3 Đơn giản hóa quy hoạch hệ thống :

Hệ thống CDMA sử dụng cùng một băng tần cho tất cả các cell, giúp đơn giản hóa quá trình quy hoạch và thiết kế hệ thống Khi so sánh với các hệ thống khác như analog hay GSM, nơi toàn bộ băng tần được chia thành các đoạn nhỏ khác nhau và các cell cận kề phải sử dụng các khoảng tần số khác nhau để tránh nhiễu, hệ thống CDMA không gặp phải vấn đề phức tạp về quy hoạch tần số Điều này có nghĩa là hệ thống CDMA không đòi hỏi phải quy hoạch tần số cẩn thận và các thay đổi trong hệ thống cũng dễ dàng điều chỉnh mà không ảnh hưởng lớn đến quy hoạch tần số.

Bảo mật trong CDMA được đảm bảo nhờ vào cách thức làm việc của hệ thống

THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG CDMA

Lý thuyết về thiết kế hệ thống mạng cơ bản

Trong hệ thống mạng đa truy cập phân chia theo mã (CDMA), dung lượng mạng tăng thêm dựa trên khả năng chịu đựng nhiễu của tín hiệu mong muốn Trước khi tiến hành giải điều chế, mức tín hiệu của tín hiệu mong muốn luôn thấp hơn mức nhiễu, đảm bảo tính tối ưu của hệ thống Tất cả người dùng chia sẻ chung các kênh vô tuyến tương tự, do đó việc mất mát công suất của một người dùng sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ mạng Khi một người dùng bị mất mát công suất nhiều hơn mức cần thiết, các người dùng khác cũng gặp thiệt hại và dung lượng hệ thống sẽ giảm theo, ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ.

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 18

Trong hệ thống mạng analog và TDMA, yếu tố quan trọng nhất là tỉ số C/I (công suất sóng mang trên nhiễu), phản ánh chất lượng cuộc gọi và hiệu năng của hệ thống Có hai loại tỉ số C/I: tỉ số tính toán giúp đánh giá chính xác chất lượng thoại, và tỉ số theo lý thuyết (C/I)s, là chỉ số tiêu chuẩn cho hiệu suất mạng di động tổ ong Ví dụ, tỉ số (C/I)s trong mạng điện thoại di động Mỹ đạt 18dB, thể hiện mức độ tối ưu của hệ thống Do đặc điểm quang phổ và vị trí, nhiễu (I) trong mạng analog và TDMA thường thấp hơn nhiều so với tín hiệu nhận được (C), giúp dễ dàng đo cường độ tín hiệu để xác định dung lượng mỗi cell Đồng hồ đo cường độ tín hiệu trở thành công cụ hữu ích trong thiết kế mạng TDMA nhằm tối ưu hóa hiệu suất mạng.

Trong hệ thống mạng CDMA, tất cả các kênh lưu lượng đều được truyền qua một kênh vô tuyến duy nhất trong mỗi cell, đảm bảo hiệu quả sử dụng tần số và giảm nhiễu chéo Khi có m kênh thoại trong một cell, chỉ một trong số đó là kênh mong muốn, còn lại m-1 kênh là các kênh nhiễu gây ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu Tại đầu cuối máy thu, mức nhiễu thường vượt quá mức của kênh mong muốn trước khi giải điều chế, làm cho tỉ số C/I không thể đạt được bằng phương pháp đo trực tiếp cường độ tín hiệu theo đồng hồ do nhiễu lớn hơn tín hiệu mong muốn Trong thiết kế mạng CDMA, việc sử dụng các thông số như Eb/I0 là yếu tố quan trọng hơn so với mạng TDMA để tối ưu hóa khả năng chống nhiễu và nâng cao hiệu suất hệ thống.

Trong công thức (2.1), tỉ số tín hiệu/nhiễu (SNR) sau quá trình giải điều chế cao G lần so với SNR đầu vào được suy ra từ vế phải, thể hiện mối liên hệ giữa các yếu tố này trong hệ thống truyền thông Giá trị của Eb/I0 khác nhau giữa kênh đường xuống và kênh đường lên do các phương pháp điều chế được sử dụng khác nhau, dẫn đến yêu cầu khác nhau về tỉ số C/I đối với từng kênh Cụ thể, chúng ta đặt yêu cầu về tỉ số C/If cho kênh đường xuống và C/Ir cho kênh đường lên, trong đó, các giá trị chuẩn là (Eb/I0)F = 5dB và (Eb/I0)R = 7dB Vì vậy, khi thiết kế mạng, cần đảm bảo rằng tỉ số C/I được duy trì phù hợp tại mọi điểm trong vùng phủ sóng để đáp ứng các yêu cầu về chất lượng dịch vụ và hiệu quả truyền tín hiệu.

2.1.1 Kích thước các ô đồng đều Đối với tình huống xấu nhất của đường xuống được sử dụng để tìm ra mối liên hệ giữa công suất phát của các cells Vị trí của máy di động trong trường hợp này được thể hiện trong hình 2.1

Nếu chúng ta thừa nhận rằng suy hao tín hiệu lan truyền có thể xấp xỉ là R -4 và R

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc, sinh viên lớp 51K1 khoa CNTT, giải thích rằng tham số cell (khoảng cách từ máy di động đến trạm thu phát gốc) ảnh hưởng lớn đến hiệu suất mạng Tỉ số C/I tại máy di động đầu cuối thể hiện mức độ khả dụng của tín hiệu, giúp đánh giá chất lượng kết nối mạng di động Việc hiểu rõ các yếu tố như khoảng cách và tỉ số C/I là cấp thiết để tối ưu hóa mạng di động và nâng cao trải nghiệm người dùng Các nghiên cứu và phân tích này giúp cải thiện công nghệ truyền dẫn và đảm bảo dịch vụ mạng ổn định, nhanh chóng.

I(s)=I(selfcell)=α 1 (m 1 −1)R−4 I(a)=I(2 adjacentcells)=(α 2 m 2 +α 3 m 3 )R−4 I(i)=I(3intermediate cells)=β(2R)−4 I(d)=I(6distantcells)=γ(2.633R)−4

Hệ thống mạng CDMA hoạt động dựa trên khả năng kiểm soát mức nhiễu để duy trì chất lượng dịch vụ Hình 2.1 trình bày sơ đồ hệ thống mạng CDMA cùng với mức nhiễu của nó đối với đường xuống, trong đó α_i (1, 2, 3) thể hiện công suất phát của mỗi kênh thoại trong cell Số lượng kênh trên mỗi cell được ký hiệu là m_i, còn β và γ đại diện cho công suất phát của tổ hợp các ô lân cận tại khoảng cách 2R và 2,633R, giúp đánh giá mức độ can thiệp của các cell xung quanh Các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng kiểm soát nhiễu và tối ưu hóa hiệu năng mạng CDMA.

Giải phương trình trên, chúng ta được m1 như sau:

Nếu không có nhiễu ở các ô lân cận, nghĩa là α 2 =α 3 =β=γ=0 trong công thức 2.3 thì chúng ta có

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 20

Với C/I = -17dB  m 1 = 51 Nếu không có nhiễu ngoại trừ từ 2 ô kề nhau thì:

 (2.6) Đó là mối quan hệ giữa  1 ,  2 và  3

Nếu tổng công suất phát P trong mỗi cell site là P 1 =  1 m 1 , P 2 =  2 m 2 , P 3 =  3 m 3 Khi m1, m2,m3 cho trước, thì p1, p2, p3là công suất cực đại của 3 cell đó

C I  m    Vậy mối liên hệ giữa tổng 3 công suất phát cực đại của cả 3 cell là:

Rút ra từ công thức, tiêu chuẩn thiết kế sẽ dùng chung trong hệ thống CDMA của N cell được thể hiện như sau : j tant i i j

Trong hệ thống, tín hiệu mong muốn từ máy di động tại vùng trạm gốc được biểu thị bằng C Mỗi tín hiệu nhận được trên kênh m1 tại trạm gốc cũng có giá trị là C nhờ vào cơ chế điều khiển công suất Công suất nhiễu của máy di động, ký hiệu là r.m1, đến từ hai ô lân cận, đặc biệt từ đường biên của cell trong trường hợp xấu nhất Vì cơ chế điều khiển công suất trong các ô lân cận, mức nhiễu gây ra từ ô lân cận trên mỗi kênh thoại xấp xỉ bằng C tại trạm gốc, dẫn đến việc nhiễu từ các ô lân cận ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng dịch vụ.

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 21

Trong bài viết này, r12 và r13 đại diện cho một phần của tổng số kênh thoại tại các ô lân cận gây nhiễu cho tín hiệu mong muốn tại trạm gốc của cell 1 Trong trường hợp xấu nhất, các nhiễu này sẽ tác động tiêu cực đến chất lượng tín hiệu và hiệu suất của hệ thống viễn thông Việc xác định chính xác các yếu tố gây nhiễu là bước quan trọng để tối ưu hoá hệ thống và nâng cao trải nghiệm người dùng Do đó, phân tích các yếu tố như r12, r13 giúp các nhà phát triển và kỹ sư hệ thống điều chỉnh phù hợp nhằm giảm thiểu nhiễu tối đa và đảm bảo hoạt động ổn định của mạng di động.

Hệ thống mạng CDMA và mức nhiễu của nó (tại đường lên) phụ thuộc vào kích cỡ của vùng chồng lấn giữa các ô lân cận, với giả định hợp lý là 1/6 (0,166) khi hệ thống được thiết kế chính xác Nếu tỷ lệ C/I = -17dB (tương đương 50 - 1) và r12 = r13 = 0,166, thì mức nhiễu r trong hệ thống sẽ được xác định rõ ràng dựa trên các tham số này, giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của mạng CDMA.

Đây là mối liên hệ giữa số lượng kênh thoại trong từng ô (m1, m2, m3), giúp kiểm tra xem các điều kiện quy định trong công thức có khả thi hay không Vấn đề chính chưa rõ trong điều kiện này xuất phát từ số lượng kênh thoại yêu cầu tại các ô này Dựa trên công thức của đường xuống, chúng ta có thể xác định được công suất phát cực đại của mỗi cell để đảm bảo hoạt động tối ưu.

2.1.2 Kích thước các ô không đồng đều

Chúng ta có thể xác định số lượng kênh thoại m trong mỗi cell do điều kiện từ dữ liệu

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc, lớp 51K1, khoa Công Nghệ Thông Tin, phân tích dân số để tính toán tổng công suất phát trong mỗi kênh xuống của từng cell Việc này dựa trên trường hợp xấu nhất được thể hiện trong hình 9.3, giúp tối ưu hóa hiệu suất mạng di động và đảm bảo chất lượng dịch vụ cho người dùng.

Tỉ số (C/I)F nhận được tại phương tiện 1 là :

Ia là mức nhiễu đến từ các ônằm bên cạnh 3 ô này Thành phần này thường là rất nhỏ so với 2 yếu tố kia và có thể được bỏ qua

Hình 2 3Trường hợp xấu nhất trong kênh đường xuống

(C2/I)F nhận được tại phương tiện thứ 2 và 3 có thể được thể hiện như sau :

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 23

Tính toán các công thức này ta sẽ được :

Giả sử rằng giá trị bé nhất của α 1 ,α 2 andα 3 sẽ làα 1 0 , α 2 0 và α 3 0 , thì chúng ta có :

Khi C0 là tín hiệu yêu cầu nhận được tại vị trí xe và ki là hằng số khuếch đại liên quan đến độ cao của ăng-ten tại vị trí cell, thì tổng công suất phát của mỗi ô sẽ được tính dựa trên các tham số này Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất truyền tải dữ liệu trong hệ thống mạng di động, đảm bảo chất lượng kết nối tốt nhất cho người dùng Việc hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng như C0 và ki là quan trọng để thiết kế mạng lưới viễn thông hiệu quả và nâng cao trải nghiệm người dùng.

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 24

Hình 2 4Trường hợp xấu nhất trong đường lên

Trong trường hợp xấu nhất tại đường lên được mô tả trong hình 2.4, thuật toán điều khiển công suất đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hiệu suất hệ thống Dựa vào thuật toán này, tất cả các tín hiệu trong các cell sẽ trở nên đồng nhất, đảm bảo ổn định và hoạt động hiệu quả của mạng truyền dẫn Việc áp dụng thuật toán điều khiển công suất giúp giảm thiểu rủi ro mất kết nối và tối ưu hóa lưu lượng dữ liệu trong mạng di động.

Trong đó, a₁', a₂' và a₃' lần lượt là công suất của các kênh riêng biệt phát lại cho các ô tương ứng R₁₂ và r₁₃ xác định vị trí của tổng kênh thoại trong các ô lân cận gây nhiễu cho tín hiệu mong muốn tại ô 1 Mức nhiễu I˙a₁ xuất phát từ người dùng khác trong các ô khác ngoại trừ ô 2 và ô 3, và do giá trị tương đối nhỏ nên có thể bỏ qua trong phân tích.

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 25

Trong đó, r là tỉ lệ phần trăm của tổng số kênh từ các ô gây nhiễu nhận được tại trạm gốc Rút gọn công thức, ta được :

Giá trị nhỏ nhất của a 1 ' ,a 2 ' và a 3 ' có thể được định nghĩa như sau :

Trong đó R 1 R2 và R3 là bán kính của 3 cell và k là hằng số khuếch đại liên quan đến độ cao ăngten tại cell sites Và công thức (2.23) sẽ trở thành :

Trên đây, đưa ra các công thức thiết kế cơ bản cho mối quan hệ giữa các thông số mạng Từ đó, ta có :

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 26 m 1 , m 2 or m 3 < 1 1

Quy hoạch mạng CDMA

Định kích cỡ mạng vô tuyến CDMA là quá trình quy hoạch quan trọng để ước tính cấu hình và số lượng thiết bị mạng phù hợp, dựa trên yêu cầu của nhà cung cấp dịch vụ Quá trình này liên quan đến việc phân tích các yếu tố như nhu cầu người dùng, vùng phủ sóng, và khả năng mở rộng của hệ thống mạng Việc xác định chính xác kích cỡ mạng giúp tối ưu hóa hiệu suất, giảm thiểu chi phí đầu tư và đảm bảo chất lượng dịch vụ cho khách hàng Điều này đòi hỏi phải cân nhắc kỹ lưỡng các vấn đề về kỹ thuật và kế hoạch phát triển mạng trong tương lai để đáp ứng mọi yêu cầu của nhà cung cấp mạng.

Vùng phủ, bao gồm vùng phủ sóng, thông tin về vùng phủ sóng, đặc điểm truyền sóng

Dung lượng, gồm trải phổ sẵn có, dự báo về sự tăng trưởng số lượng thuê bao, thông tin về mật độ lưu lượng

Chất lượng dịch vụ, gồm xác suất vùng phủ ( khả năng phủ sóng), xác suất tắc nghẽn, lưu lượng người dùng đầu cuối

Công việc định kích cỡ mạng bao gồm tính toán quỹ đường truyền vô tuyến và phân tích vùng phủ để đảm bảo khả năng phủ sóng tối ưu Quá trình này còn liên quan đến ước tính dung lượng mạng cần thiết, từ đó xác định số lượng phần cứng của trạm gốc, các vị trí lắp đặt đài trạm phù hợp, và bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNCs) Ngoài ra, việc tính toán các thiết bị tại các giao diện khác nhau và cấu hình các thông số mạng lõi như hệ thống chuyển mạch kênh và hệ thống chuyển mạch gói đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng một hệ thống mạng viễn thông hiệu quả và đáng tin cậy.

- Các yêu cầu phủ sóng

- Các yêu cầu về dung lượng

- Các yêu cầu về chất lượng

- Kieồu vuứng/ kieồu truyeàn sóng vô tuyến Định cỡ

- Hoạch định vùng phủ và dung lượng

- Hieồn thũ chổ tieõu kỹ thuật mạng

-Số trạm gốc và các site.

- Các thông số cụ thể của cell cho các thuật toán RRM.

-Phân tích vùng phủ và dung lượng.

- Phaân tích QoS Điều chỉnh các thông số

Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng đo được Đầu vào Đầu ra

Hình 2 5Quá trình quy hoạch mạng WCDMA

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 27

2.2.1 Quỹ đường truyền vô tuyến và hiệu suất vùng phủ Độ dự trữ nhiễu là cần có trong quỹ đường truyền bởi vì lượng tải của các cell

Hệ số truyền tải liên quan đến tỉ số (Eb/N0)R ảnh hưởng đến vùng phủ sóng của hệ thống Khi công suất phát trong hệ thống lớn hơn, độ dự trữ nhiễu cần thiết càng lớn, làm cho vùng phủ sóng càng nhỏ Đối với các trường hợp giới hạn vùng phủ cần ít độ dự trữ nhiễu hơn, trong khi với các trường hợp dung lượng giới hạn thì cần sử dụng độ dự trữ nhiễu lớn hơn để đảm bảo chất lượng dịch vụ Trong trường hợp vùng phủ có giới hạn, kích cỡ cell bị hạn chế bởi suy hao đường truyền lớn nhất cho phép trong quỹ đường truyền, mà không sử dụng hết dung lượng nhiễu tối đa của trạm gốc Giá trị đặc trưng của độ dự trữ nhiễu trong các vùng phủ có giới hạn dao động trong khoảng 1-3dB, tương ứng với mức tải từ 20-50%.

Một vài khoảng hở cần thiết để duy trì công suất phát của máy di động nhằm đảm bảo điều khiển công suất nhanh trong hệ thống điều khiển vòng kín Thông số này đặc biệt phù hợp với người dùng đi bộ chậm, giúp điều khiển công suất nhanh có thể bù đắp fading nhanh một cách hiệu quả Giá trị đặc trưng của dự trữ fading nhanh nằm trong khoảng từ 2-5dB, phù hợp với các thiết bị di động sử dụng trong điều kiện di chuyển chậm.

Chuyển giao mềm hoặc cứng giúp tăng độ lợi để chống lại hiện tượng fading chậm bằng cách giảm độ dự trữ fading chuẩn log yêu cầu Điều này xảy ra vì fading chậm một phần do thiếu sự tương quan giữa các trạm gốc, và việc thực hiện chuyển giao cho phép các thiết bị di động lựa chọn trạm gốc tốt hơn Chuyển giao mềm mang lại lợi ích về độ lợi phân tập bổ sung, giúp giảm tác động của fading nhanh và nâng cao hiệu suất liên lạc trong mạng di động.

Eb/N0 phụ thuộc vào liên kết vô tuyến đơn do ảnh hưởng của kỹ thuật phối hợp phân tập macro Tổng độ lợi chuyển giao mềm thường dao động trong khoảng 2-3dB, nhằm chống lại các tác nhân fading nhanh và chậm trong hệ thống Các giả định về hệ thống được nêu rõ trong bảng 2.1 và 2.2 để đảm bảo độ chính xác của mô hình và phân tích.

Trên cơ sở giả thiết này, quỹ đường truyền của 3 dịch vụ khác nhau thể hiện trong bảng 2.3, 2.4 và 2.5

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 28 Đầucuốithoại Đầucuốidữliệu

Côngsuấtphátlớnnhất 21dBm 24dBm Độ lợi ăngten 0dBi 2dBi

Bảng 2 1 Giảđịnhvềquỹđườngtruyềncủa máy di động ( MS)

Nhiễu 5dB Độ lợi ăngten 18dBi(trạmgốc3sector)

Thoại:5.0dB Dữliệuthờigianthực144kbps:1.5dB Dữliệuphithờigianthực384kbps:1.0dB

Dịch vụ thoại 12.2kbps (120 km/h, trong xe hơi) Trạm phát (máy di động)

Công suất phát lớn nhất của MS [W] 0.125 Công suất phát lớn nhất của MS [dBm] 21.0 a Độ tăng ích của ăngten MS [dBi] 0.0 b

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 29

Suy hao cơ thể [dB] 3.0 c

Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương (EIRP) [dBm]

Mật độ tạp âm nhiệt đạt -174.0 dBm/Hz, phản ánh mức độ nhiễu nền trong hệ thống Dạng nhiễu của bộ thu tại trạm gốc là 5.0 dB, ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu Mật độ tạp âm của bộ thu được tính là -169.0 dBm/Hz, dựa trên tổng của mật độ tạp âm nhiệt và dạng nhiễu (g + f) Công suất tạp âm của bộ thu đạt mức -103,2 dBm, được tính bằng tổng của mật độ tạp âm và hệ số chuyển đổi công suất Cuối cùng, độ dự trữ nhiễu của hệ thống là 3.0 dB, đảm bảo khả năng dự phòng cho các tác động nhiễu trong quá trình vận hành.

Tạp âm hiệu dụng tổng cộng + nhiễu [dBm] -100.2 j =h+i Độ lợi xử lý [dB] 25.0 k*log (3840/12.2)

Eb/N0 yêu cầu [dB] 5.0 l Độ nhạy thu [dBm] -120.2 m =l-k+j Độ tăng ích ăngten trạm gốc [dBi] 18.0 n Suy hao cáp bên trong trạm gốc [dB] 2.0 o Độ dự trữ fading nhanh [dB] 0.0 p

Suy hao đường truyền lớn nhất [dB] 154.2 q = d - m + n - o - p Các thành phần khác Độ dữ trữ fading normal log [dB] 7.3 r Độ lợi chuyển giao mềm [dB], nhiều cell 3.0 s

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 30

Suy hao do ở trong xe [dB] 8.0 t

Suy hao truyền sóng đƣợc phép đối với phạm vi của cell [dB]

3Quỹđườngtruyềnthamkhảochodịchvụthoại12.2kbpsđatốcđộ(120km/h,ngườisửdụngởtr ongxeôtô,chuyển giao mềm )

Dịch vụ dữ liệu 144kbps Trạm phát (máy di động)

Công suất phát lớn nhất của MS [W] 0.25 Công suất phát lớn nhất của MS [dBm] 24.0 a Độ tăng ích của ăngten MS [dBi] 2.0 b

Suy hao cơ thể [dB] 0.0 C

Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương (EIRP) [dBm]

Trong hệ thống truyền dẫn, mật độ tạp âm nhiệt đạt mức -174.0 dBm/Hz, thể hiện mức độ nhiễu tự nhiên trong môi trường Dạng nhiễu của bộ thu tại trạm gốc có giá trị là 5.0 dB, ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của hệ thống Mật độ tạp âm của bộ thu được tính toán khoảng -169.0 dBm/Hz, dựa trên tổng của mật độ tạp âm nhiệt và dạng nhiễu Công suất tạp âm của bộ thu đạt -103.2 dBm, được xác định từ mật độ tạp âm và dải băng tần, với độ lưu trữ nhiễu là 3.0 dB, giúp đảm bảo ổn định và độ chính xác của tín hiệu trong quá trình truyền tải.

Tạp âm hiệu dụng tổng cộng + nhiễu [dBm] -100.2 j =h+i Độ lợi xử lý [dB] 14.3 k*log (3840/144)

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 31

Eb/N0 yêu cầu [dB] 1.5 l Độ nhạy thu [dBm] -113.0 m =l-k+j Độ tăng ích ăngten trạm gốc [dBi] 18.0 n Suy hao cáp bên trong trạm gốc [dB] 2.0 o Độ dự trữ fading nhanh [dB] 4.0 p

Trong hệ thống truyền dẫn, suy hao đường truyền lớn nhất được xác định là 151.0 dB, dựa trên công thức q = d - m + n - o – p Bên cạnh đó, các thành phần khác ảnh hưởng bao gồm độ dữ trữ fading normal log khoảng 4.2 dB (r), độ lợi chuyển giao mềm trong điều kiện nhiều cell đạt khoảng 2.0 dB (s), và suy hao do ở trong xe hoặc trong nhà khoảng 15.0 dB (t), ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu và hiệu suất hệ thống truyền dẫn.

Suy hao truyền sóng đƣợc phép đối với phạm vi của cell [dB]

4Quỹđườngtruyềncủacácdịchvụthờigianthựctốcđộ144kbps(vậntốcdiđộng3km/h,ngườis ửdụngtrongnhàđượcphụcvụbởiBSngoàitrời, chuyển giao mềm)

Giả định trong bảng 9.3 rằng độ lợi ăngten máy di động là đẳng hướng

Hiệu suất vùng phủ của mạng WCDMA được định nghĩa dựa trên tỷ lệ vùng phủ trung bình trên mỗi điểm, phù hợp với môi trường truyền dẫn đã xác định và mật độ giao thông hỗ trợ Bán kính cell R có thể dễ dàng tính toán dựa vào quỹ đường truyền và mô hình lan truyền đã biết, đảm bảo tối ưu hóa phạm vi phủ sóng và hiệu suất mạng.

Mô hình lan truyền mô tả cách tín hiệu trung bình truyền qua môi trường, giúp hiểu rõ quá trình suy hao tín hiệu trong quá trình truyền Mô hình này chuyển đổi suy hao lan truyền thành các đơn vị decibel, giúp đo lường rõ ràng mức độ suy giảm của tín hiệu Nhờ đó, chúng ta có thể xác định phạm vi hoạt động tối đa của mạng di động, tính bằng kilômét, để tối ưu hóa hiệu suất và mở rộng vùng phủ sóng.

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 32

Dịch vụ dữ liệu phi thời gian thực 384 kbps Trạm phát (máy di động)

Công suất phát lớn nhất của MS [W] 0.25 Công suất phát lớn nhất của MS [dBm] 24.0 a Độ tăng ích của ăngten MS [dBi] 2.0 b

Suy hao cơ thể [dB] 0.0 c

Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương (EIRP) [dBm]

Trong hệ thống truyền thông, mật độ tạp âm nhiệt đạt mức -174.0 dBm/Hz, cung cấp nền tảng cho hiệu suất hệ thống Dạng nhiễu của bộ thu tại trạm gốc là 5.0 dB, ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu Mật độ tạp âm của bộ thu được tính đạt -169.0 dBm/Hz, dựa trên tổng của các yếu tố nhiễu Công suất tạp âm của bộ thu là -103.2 dBm, tính bằng cách cộng mật độ tạp âm và logarithm của băng thông, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định Độ giữ nhiễu (noise margin) đạt mức 3.0 dB, giúp duy trì chất lượng truyền tải trong các điều kiện môi trường khác nhau.

Tạp âm hiệu dụng tổng cộng + nhiễu [dBm] -100.2 j =h+i Độ lợi xử lý [dB] 10.0 k*log (3840/384)

Eb/N0 yêu cầu [dB] 1.0 l Độ nhạy thu [dBm] -109.2 m =l-k+j Độ tăng ích ăngten trạm gốc [dBi] 18.0 n Suy hao cáp bên trong trạm gốc [dB] 2.0 o

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 33 Độ dự trữ fading nhanh [dB] 4.0 p

Suy hao đường truyền lớn nhất [dB] 147.2 q = d - m + n - o - p Các thành phần khác Độ dữ trữ fading normal log [dB] 7.3 r Độ lợi chuyển giao mềm [dB], nhiều cell 0.0 s

Suy hao do ở trong xe [dB] 0.0 t

Suy hao truyền sóng đƣợc phép đối với phạm vi của cell [dB]

5Quỹđườngtruyềncủadịchvụdữliệuphithờigianthực384kbps(3km/h,ngườisửdụngngoàit rời,kênhVehicularA,khôngchuyểngiaomềm)

Ví dụ về điều chỉnh cộng hưởng của mô hình lan truyền trong vùng đô thị cho macrocell với độ cao anten trạm gốc là 30m, cùng với độ cao anten của thiết bị di động khoảng 1,5m và tần số sóng mang xấp xỉ 1950 MHz, giúp tối ưu hóa hiệu quả truyền tải dữ liệu và cải thiện chất lượng tín hiệu di động trong môi trường đô thị.

L là độ suy hao đường truyền đo bằng decibel (dB), còn R là bán kính phủ sóng của cell tính bằng km Trong mô hình này, hệ số lan truyền n được xác định là 3.52, phù hợp với môi trường truyền dẫn Đối với vùng ngoại ô, cần thêm hệ số sửa lỗi bổ sung là 8dB để đảm bảo chất lượng tín hiệu Các yếu tố này quan trọng trong thiết kế mạng di động, tối ưu hóa phạm vi phủ sóng và giảm thiểu mất mát tín hiệu.

Bán kính cell của dịch vụ thoại 12.2-kbps với suy hao đường truyền 141.9-dB trong vùng ngoại ô là 2.3 km, trong khi đó, bán kính của dịch vụ thoại trong nhà theo tham số từ bảng 2.4 là 1.4 km Sau khi xác định khoảng cách cell, diện tích vùng phủ cũng trở thành một tham số quan trọng trong cấu hình sector của trạm gốc Đối với cell có dạng hình lục giác được phủ bởi antennađẳng hướng, vùng phủ có thể xấp xỉ bằng 2.6 nhân với bình phương của bán kính R (2.6 R²).

2.2.2 Hệ số tải và hiệu suất phổ

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 34

Hiệu suất phổ trong hệ thống mạng WCDMA

2.3.1 Dung lượng mềm Dung lượng Erlang

Mật độ lưu lượng có thể được tính trong bảng Erlang và được xác định như sau:

Tốc độ cuộc gọi đến ( call/s) Mật độ lưu lượng [Erlang]=

Tốc độ cuộc gọi đi ( call/s) (2.44)

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 41

Dung lượng bị nghẽn cứng trong mạng TDMA được xác định bởi số khe thời gian, và có thể tính toán từ mô hình Erlang B Trong khi đó, dung lượng mềm phụ thuộc vào tổng số nhiễu trong giao diện vô tuyến và không có giá trị cố định, khiến hệ thống này khó đo lường bằng Erlang B Khi các cell lân cận gây nhiễu, tổng số kênh trong một cell tăng lên do chia sẻ nhiễu, đặc biệt là với số lượng kênh thấp Đối với các dịch vụ dữ liệu thời gian thực tốc độ cao, tải trung bình cần thấp để giảm xác suất nghẽn và đảm bảo chất lượng dịch vụ, khiến dung lượng phụ có thể được chia sẻ từ các cell lân cận Dung lượng mềm rất quan trọng cho các kết nối hình ảnh và dữ liệu thời gian thực Trong mạng GSM, dung lượng mềm cũng tồn tại khi giới hạn bởi tổng số nhiễu, đặc biệt trong điều kiện tải thấp và tần số được sử dụng với hệ số tái sử dụng thấp.

Trong tính toán dung lượng mềm dưới dây cho mạng WCDMA, giả sử rằng số lượng thuê bao trong các cell là như nhau, trong khi các kết nối bắt đầu và kết thúc độc lập, và các cuộc gọi đến tuân theo phân bố Poisson Phương pháp này giúp xác định kích thước mạng phù hợp khi tính toán dung lượng Erlang, bao gồm cả dung lượng mềm bổ sung nếu số người dùng trong các cell lân cận thấp hơn Dung lượng mềm của mạng WCDMA được định nghĩa là phần tăng thêm dung lượng Erlang so với dung lượng cứng, dựa trên số kênh trung bình tối đa trên một cell, cả trong điều kiện tắc nghẽn mềm và cứng, giúp tối ưu hóa hiệu suất và khả năng phục vụ trong mạng di động.

Dung lượng Erlang với nghẽn mềm 

Dung lượng Erlang với nghẽn cứng (2.45)

Dung lượng mềm của đường lên có thể ước lượng dựa trên tổng số nhiễu tại trạm gốc, bao gồm cả nhiễu từ cell phục vụ và các cell lân cận Tổng số lượng kênh có thể thu được được tính bằng cách nhân số kênh trên một cell trong điều kiện tải bằng nhau với hệ số i+1, nhằm đảm bảo dung lượng cell độc lập và tối ưu hóa hiệu suất mạng.

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 42

Nhiễu từ cell khác Nhiễu từ cell khác + Nhiễu cell phục vụ

NhiÔu cell phôc vô NhiÔu cell phôc vô

Dung lượng cell bị cô lập

Công thức Erlang B cơ bản thường được áp dụng cho các hệ thống có số kênh lớn hơn để xác định dung lượng cần thiết Dung lượng Erlang tính toán dựa trên số cuộc gọi tối đa có thể xử lý đồng thời và sau đó được chia đều cho các cell trong mạng Thủ tục tính toán dung lượng mềm liên quan đến việc phân chia dung lượng Erlang một cách hợp lý để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống Quá trình này giúp đảm bảo hệ thống mạng hoạt động hiệu quả, phục vụ tốt lượng người dùng và duy trì chất lượng dịch vụ.

1 Tính toán số kênh trên một cell, N, trong trường hợp tải bằng nhau và dựa vào hệ số tải đường lên được tính toán trong công thức (2.37)

2 Nhân số kênh với i+1 để thu được kênh tổng cộng trong trường hợp nghẽn mềm

3 Tính toán lưu lượng đề nghị lớn nhất từ công thức Erlang

4 Chia dung lượng Erlang cho i+1 Kết quả được thể hiện trong bảng 2.9 Ta có thể thấy rằng độ lợi dung lượng tăng thêm đối với dịch vụ tốc độ bit cao hơn và có thể đạt được khoảng 28% đối với dịch vụ 144 kbps Hiệu suất trunking được thể hiện trong bảng 2.9 được định nghĩa như là dung lượng tắc nghẽn cứng chia cho số lượng kênh Hiệu suất này càng thấp thì lượng tải trung bình càng thấp, dung lượng có thể mượn từ các cell lân cận càng nhiều, và dung lượng mềm có được càng lớn

Dữ liệu thời gian thực: 16-144kbps

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 43

Mức tăng tạp âm 3dB (P% hệ số tải)

Bảng 2 8Ví dụ trong tính toán dung lượng mềm

Số kênh trên một cell

Bảng 2 9Tính toán dung lượng mềm tại đường lên

Hình 2 8Dung lượng mềm là một hàm số tốc độ bit đối với các kết nối thời gian thực

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 44

TÍNH TOÁN

Bài toán

Trong nghiên cứu quy hoạch vùng đô thị diện tích 12x12 km², yêu cầu xác suất vùng phủ của trạm điều khiển cho các dịch vụ 8kbps, 64kbps, 384kbps đã được thiết lập lần lượt là 95%, 80%, 50% hoặc cao hơn Quá trình lập kế hoạch bắt đầu bằng việc tính toán quỹ đường truyền và lựa chọn vị trí vùng phù hợp Tiếp theo, các vùng thống trị cho mỗi cell được tối ưu dựa trên các điều kiện truyền sóng, bao gồm độ nghiêng, phương hướng của anten và vị trí các site Việc điều chỉnh này giúp xác định rõ các vùng chính cho các cell và đạt được tối ưu về nhiễu, kiểm soát xác suất chuyển giao mềm và vùng chuyển giao mềm, góp phần nâng cao hiệu quả mạng Các tiêu chí về nhiễu và chuyển giao mềm/mềm hơn được xem là yếu tố cải thiện dung lượng mạng.

Một số giả định dùng trong bài toán chỉ ra trong bảng 3-1

Bảng 3.1Thông số sử dụng trong bài toán

Giới hạn tải đường lên 75%

Trạm gốc có công suất phát tối đa lên tới 20W (43dBm), đảm bảo khả năng truyền dẫn mạnh mẽ và ổn định Trong khi đó, công suất phát của trạm di động đạt 300mW (% dBm), phù hợp với tiêu chuẩn truyền thông di động hiện nay Phạm vi điều chỉnh công suất của bộ điều khiển MS lên tới 70dB giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động Ngoài ra, hệ thống còn được thiết kế để giảm thiểu ảnh hưởng của fading chậm (normal-log), đảm bảo chất lượng tín hiệu liên tục và ổn định trong mọi điều kiện hoạt động.

BS 50% Độ lệch chuẩn cho fading chậm 6dB

Hiện trạng kênh đa đường ITU Vehicular A

Các tốc độ trạm di động 3km/h và 50km/h

Các dạng tạp âm trạm di động/ trạm gốc 7dB/5dB

Cửa sổ bổ sung chuyển giao mềm -6dB

Công suất kênh hoa tiêu 30dBm

Công suất kết hợp cho các kênh chung khác 30dBm

Hệ số trực giao đường xuống 0.5

Hệ số hoạt động của thoại/dữ liệu 50%/100%

Các anten trạm gốc 65 0 / 17dBi

Các anten trạm di động thoại /dữ liệu Đa hướng / 1.5dBi

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 45

3.1.3 Mô hình thực nghiệm Walfisch-Ikegami ( COST 231)

Mô hình này được sử dụng để tính toán suy hao đường truyền trong môi trường đô thị cho hệ thống mạng tổ ong Phạm vi tần số áp dụng của mô hình là từ 800 đến 2000 MHz, phù hợp với các hệ thống truyền dẫn trong đô thị Việc xác định mức độ suy hao này giúp tối ưu hóa hiệu suất của mạng, đảm bảo chất lượng dịch vụ trong các đô thị phát triển.

Mô hình truyền sóng Walfish-Ikegami (COST 231)

Mô hình truyền sóng gồm ba thành phần chính: suy hao trong không gian tự do, suy hao nhiễu xạ và tán xạ từ đỉnh mái nhà đến đường phố, cùng với suy hao đa tầng chắn These components đóng vai trò quan trọng trong việc dự đoán và phân tích mức độ suy hao tín hiệu trong môi trường đô thị phức tạp Hiểu rõ các yếu tố này giúp nâng cao hiệu quả thiết kế hệ thống truyền dẫn nhanh và ổn định hơn.

L f = suy hao trong không gian tự do

L rts = suy hao nhiễu xạ và tán xạ từ mái nhà đến đường phố

L ms = suy hao đa tầng chắn

Suy hao trong không gian tự do được xác định như sau:

Suy hao do tán xạ và nhiễu xạ từ mái nhà đến đường phố được tính như sau:

L rts = -16.9 - 10logW +10logf c + 20logh m + L 0 dB

Trong đó : W = bề rộng đường phố (m)

L 0 = 4 + 0.114 ( - 55) dB , 55 0    90 0 Trong đó :  = góc tương đối hợp giữa máy do động và đường phố

Suy hao đa tầng chắn được tính như sau:

L ms = L bsh + k a +k d logr + k f logf c - 9logb dB

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 46 b = khoảng cách giữa 2 toà nhà dọc theo đường truyền vô tuyến (m)

, đối với vùng thành phố cỡ trung bình và vùng ngoại ô với mật độ cây cối mức trung bình k f = 4 + 1.5 

, đối với vùng đô thị

- L bsh và k a làm tăng suy hao đường truyền khi độ cao ăng ten trạm gốc giảm

- Mô hình Walfish-Ikegami áp dụng cho phạm vi các thông số sau:

- Các thông số mặc định có thể sử dụng cho mô hình: b = 20 50 (m)

= 90 0 Độ cao mái nhà = 3m đối với mái dốc, 0m đối với mái bằng h r = 3 x số tầng + Độ cao mái nhà.

Tính toán

Trong bài viết này, chúng tôi phân tích quá trình triển khai định cỡ mạng vô tuyến dành cho khu vực dân cư, nhằm tối ưu hóa hiệu suất mạng Đặc biệt, bài tập này tập trung vào việc tính toán cho dịch vụ thoại có băng thông 8kbps, trong khi các dịch vụ khác có thể được thực hiện tương tự bằng cách thay đổi thông số phù hợp Quá trình này giúp đảm bảo mạng vô tuyến phù hợp với nhu cầu sử dụng của người dùng trong khu vực dân cư, đồng thời nâng cao khả năng cung cấp dịch vụ ổn định và chất lượng cao.

Dựa trên giả định về thông số, bước đầu xác định quỹ đường truyền cho dịch vụ thoại 8kbps trong xe hơi với tốc độ 50km/h, đảm bảo xác suất phủ sóng của trạm gốc đạt tối đa 95%, như đã trình bày trong bảng 3.2.

Lưu ý: với hệ số tải đường lên 75%, ta tính được độ dự trữ nhiễu = mức tăng tạp âm

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 47 đường lên NR(UL) = -10log10(1-  UL ) log10 (1 – 0.75) = 6dB

Bảng 3.2Quỹ đường truyền dịch vụ thoại 8kbps

Dịch vụ thoại 8 kbps (50 km/h, trong xe hơi)

Trạm phát(máy di động)

Công suất phát lớn nhất của MS [W] 0.3 Công suất phát lớn nhất của MS [dBm] 25.0 a Độ tăng ích của anten MS [dBi] 0.0 b

Suy hao cơ thể [dB] 3.0 c

Công suất bức xạ đẳng hướng(EIRP) [dBm]

Mật độ tạp âm nhiệt đạt giá trị -174.0 dBm/Hz, góp phần vào hiệu suất của hệ thống Dạng nhiễu của bộ thu tại trạm gốc là 5.0 dB, ảnh hưởng đến độ rõ ràng của tín hiệu Tổng mật độ tạp âm của bộ thu được tính bằng -169.0 dBm/Hz, dựa trên các yếu tố nhiễu nhiệt và nhiễu bộ thu Công suất tạp âm của bộ thu đạt -103.2 dBm, được tính bằng tổng mật độ tạp âm và yếu tố logarithm của băng thông Độ giữ nhiễu của hệ thống đạt 6.0 dB, đảm bảo chất lượng tín hiệu ổn định trong quá trình truyền dữ liệu.

Tạp âm hiệu dụng tổng cộng + nhiễu [dBm]

-97.2 j =h+i Độ lợi xử lý [dB] 26.8 k*log (3840/8)

Eb/N0 yêu cầu [dB] 5.0 l Độ nhạy thu [dBm] -119.0 m =l-k+j Độ tăng ích anten trạm gốc [dBi] 18.0 n Suy hao cáp bên trong trạm gốc [dB] 2.0 o Độ dự trữ phadinh nhanh [dB] 0.0 p

Suy hao đường truyền lớn nhất [dB] 157.0 q = d - m + n - o - p Các thành phần khác Độ dữ trữ phadinh normal log [dB] 6.0 r Độ lợi chuyển giao mềm [dB], nhiều cell 6.0 s

Suy hao do ở trong xe [dB] 8.0 t

Suy hao truyền sóng đƣợc phép đối với phạm vi của cell [dB]

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 48

Bước 2 : Tính theo mô hình Walfish –Ikegami(COST 231) cho cell macro vùng đô thị với các giả định như sau:

- Tần số sóng mang f c = 1950MHz

- Độ cao anten trạm gốc h b = 40m,

- Độ cao trung bình của toà nhà h r = 42m

- Khoảng cách trung bình giữa các toà nhà b = 45m

- Góc tạo với đường phố, = 90 0

- Trạm gốc kiểu 3-sector (K=1.95), *Tính toán cụ thể:

Vì h b < h r , ta có : k a = 54 – 0.8 h b = 54 – 0.8 x 40 = 22 k d = 18 k f = 4 +1.5 (fc/925 –1) = 4 +1.5 (1950/925 –1) = - 5.66 Suy hao trong không gian tự do:

L f = 32.4 + 20log10R + 20log101950 = 98.2 + 20log10R Suy hao tán xạ và khúc xạ:

Suy hao đa màn chắn(multiscreen):

L ms = L bsh + k a + k d log10 R + k f log10 f c – 9log10 b

Suy hao đường truyền cho phép:

Dựa trên tính toán trong quỹ đường truyền, hệ số tổn hao đạt 9.0 dB, giúp xác định bán kính phủ sóng của trạm gốc khoảng R ≈ 1,93 km Diện tích phủ sóng của trạm gốc được tính bằng công thức Kx R², đảm bảo phạm vi phủ sóng rộng và hiệu quả cho hệ thống truyền dẫn.

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 49

=1.95 x 1.93 2 =7.4 Km 2 Số lượng cell site = S/7.4 x12/7.4 19 site macro 3 sector

Việc hoạch định mạng bao gồm 19 site macro 3 sector với vùng phủ trung bình là 7.4 km², đảm bảo hiệu quả mở rộng và tối ưu hóa vùng phủ sóng Trong các khu vực đô thị, giới hạn đường lên đạt 75%, tương ứng với mức tăng tạp âm 6dB, đảm bảo chất lượng dịch vụ và hạn chế ô nhiễm tiếng ồn Khi tải mạng vượt quá khả năng, số lượng MS cần phải được phân bổ lại một cách ngẫu nhiên hoặc di chuyển đến sóng mang khác từ các cell quá tải, giúp duy trì sự ổn định của hệ thống Hình 3.1 trình bày tổng quan về mạng, trong khi bảng 3.3 thể hiện sự phân bố của người dùng trong bài toán nghiên cứu, đề cập đến tác động của mật độ người dùng đến quy hoạch mạng.

Bảng 3.3Toàn cảnh mạng Kích thước vùng là 12 x12 km 2 và được phủ sóng bởi 19 site, mỗi site 3sector

Trong bước 3, chúng ta tập trung vào việc xác định cỡ dung lượng phù hợp cho cell dựa trên phương trình hệ số tải (hệ số tải đường lên) theo công thức (2.38) Để tính toán chính xác dung lượng ban đầu của một cell, ta cần xem xét tất cả N người dùng có các thông số giống nhau, từ đó đảm bảo hệ thống mạng hoạt động hiệu quả với khả năng đáp ứng tải lên tối ưu.

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 50

Dựa trên các thông số kỹ thuật như  UL = 0.75, E b /N 0 = 5dB (tương đương 3.16), W= 3.84 Mcps, R= 8kbps, ν= 0.5 và i= 0.65, ta tính được số người đồng thời sử dụng dịch vụ thoại 8 kbps lớn nhất trên một cell là 8 người Tổng số người dùng trên toàn vùng là 19 x 138 = 2622 người, đảm bảo tính khả thi và tối ưu hóa công suất mạng trong điều kiện dịch vụ thoại 8 kbps.

Quá trình mô phỏng đã được thực hiện thông qua thử nghiệm với một số người dùng sử dụng 3 dịch vụ có tốc độ truyền dữ liệu khác nhau là 8kbps, 64kbps và 384kbps Các kết quả đo đạc cho thấy sự khác biệt rõ rệt về chất lượng dịch vụ và trải nghiệm người dùng, giúp đánh giá hiệu quả của từng tốc độ truyền dữ liệu trong quá trình sử dụng thực tế.

Bảng 3.4Sự phân bố người sử dụng

Các dịch vụ quy ra tốc độ (kbps)

Số người sử dụng trên một dịch vụ

Trong bài viết này, các trường hợp tốc độ di động được mô phỏng bao gồm 3 km/h, 50 km/h và không di chuyển Khi không di chuyển, một nửa người dùng đi bộ với tốc độ 3 km/h, trong khi nửa còn lại có tốc độ 50 km/h Các mô phỏng này giúp phân tích tác động của các tốc độ khác nhau đến hiệu suất mạng di động Việc nghiên cứu các trường hợp di động đa dạng này là cần thiết để tối ưu hóa mạng trong môi trường thực tế.

Bảng 3.5Thông lượng cell, tải và tổng phí chuyển giao mềm

Tải cơ bản: tốc độ di động là 3km/h, số người sử dụng được phục vụ:1805

Cell ID Thông lượng UL

DL (kbps) Tải UL Tổng phí

SHO cell 1 728 720 0.5 0.34 cell 2 208.7 216 0.26 0.5 cell 3 231.2 192 0.24 0.35 cell 4 721.6 760 0.43 0.17 cell 5 1508.8 1132.52 0.75 0.22 cell 6 762.67 800 0.53 0.3

Tải cơ bản: tốc độ di động là 50 km/h, số người sử dụng được phục vụ:1777

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 51

DL (kbps) Tải UL Tổng phí

SHO cell 1 672 710.67 0.58 0.29 cell 2 208.7 216 0.33 0.5 cell 3 226.67 192 0.29 0.35 cell 4 721.6 760 0.5 0.12 cell 5 1101.6 629.14 0.74 0.29 cell 6 772.68 800 0.6 0.27

Tải cơ bản: tốc độ dd là 50km/h, và 3km/h số người sử dụng được phục vụ:1802

DL (kbps) Tải UL Tổng phí

SHO cell 1 728 720 0.51 0.34 cell 2 208.7 216 0.29 0.5 cell 3 240 200 0.25 0.33 cell 4 730.55 760 0.44 0.2 cell 5 1162.52 780.92 0.67 0.33 cell 6 772.68 800 0.55 0.32

Bảng 3.6Ảnh hưởng tốc độ trạm di động đến thông lượng và xác suất phủ sóng

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 52

Tải cơ bản: Tốc độ di động 3km/h

Tốc độ di động đã thử nghiệm

Tải cơ bản: Tốc độ di động 50 km/h

Tốc độ di động đã thử nghiệm

Tải cơ bản: Tốc độ di động 3 and

Tốc độ di động đã thử nghiệm

Trong tất cả các trường hợp mô phỏng, thông lượng cell tính bằng kbps và xác suất phủ sóng cho mỗi dịch vụ đều được quan tâm hàng đầu Ngoài ra, xác suất chuyển giao mềm và hệ số tải đều được đo đạc chính xác để đánh giá hiệu suất hệ thống Kết quả mô phỏng về thông lượng cell và xác suất phủ sóng được thể hiện rõ ràng trong Bảng 3.4 và 3.5 Tải đường lên tối đa được thiết lập ở mức 75% dựa trên thông tin trong Bảng 3.1, tuy nhiên một số cell trong Bảng 3.4 có tải thấp hơn 75% do lưu lượng yêu cầu không đủ lớn để tải các cell trong vùng đó Cell 5, nằm ở góc dưới bên phải của Hình 3-1, có tải đạt mức 75% vì không có các cell khác gần kề, giúp nó tập hợp nhiều lưu lượng hơn các cell khác Trong khi đó, Cell 2 và Cell 3 nằm ở trung tâm vùng nên không đủ lưu lượng để tải đủ, ảnh hưởng đến hiệu suất và phủ sóng của chúng.

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 53

Kết luận và hướng phát triển đềtài

Trong đồ án này, em đã nghiên cứu công nghệ CDMA và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình quy hoạch mạng CDMA Phân tích vùng phủ sóng bằng mô hình truyền sóng Walfisch-Ikegami để xác định bán kính cell trong điều kiện cụ thể, đồng thời đánh giá hệ số rải sóng của đường truyền nhằm tối ưu hoá số lượng cell cần thiết Ngoài ra, em đã thực hiện phân tích dung lượng dựa trên nhu cầu thực tế của từng vùng để xác định dung lượng cực đại cho mỗi cell và số lượng cell phù hợp cho toàn bộ khu vực Đồ án cũng đã hoàn thành các vấn đề lý thuyết liên quan như phân tích vùng phủ, phân tích dung lượng, góp phần tối ưu hoá quy hoạch mạng CDMA hiệu quả.

- Tìm hiểu tổng quan về hệ thống mạng di động tổ ong và xu hướng phát triển

- Khái niệm, nguyên lý, đặc tính của hệ thống mạng CDMA

- Lý thuyết về thiết kế hệ thống mạng CDMA trong các trường hợp kích thước cell là đồng đều và không đồng đều

Phân tích yêu cầu và nguyên tắc thực hiện quy hoạch mạng CDMA giúp xác định cấu trúc địa lý phù hợp với đặc điểm từng vùng miền, dựa trên các công thức tính toán công suất, vùng phủ sóng và dung lượng mạng Quy trình này dựa trên các yếu tố quan trọng như quỹ đường truyền, hệ số tải và dung lượng Erlang để đảm bảo mạng hoạt động hiệu quả, ổn định và phục vụ tốt nhất nhu cầu người dùng Việc hiểu rõ các nguyên tắc này giúp tối ưu hóa quy hoạch mạng, nâng cao hiệu suất và mở rộng khả năng phủ sóng của hệ thống CDMA trong từng khu vực cụ thể.

Hạn chế lớn nhất của đề tài là thiếu số liệu về nhu cầu dung lượng thực tế của các vùng cụ thể, khiến kết quả chỉ mới dừng lại ở phạm vi tính toán mạng sơ bộ và số lượng cell Để nâng cao độ chính xác, cần phân tích chi tiết từng vùng cụ thể, xác định vị trí, các luồng kết nối, cách vận hành và tối ưu hóa mạng Đây là hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài trong tương lai.

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 54

[1] LGIC - Tổng cục bưu điện, “Thông tin di động (2 tập)” Nhà xuất bản KHKT,

[2] Nguyễn Phạm Anh Dũng, “Thông tin di động thế hệ 3 (2 tập)” Nhà xuất bản bưu điện, 2001

[3] Vũ Đức Thọ, “Thông tin di động số Cellular” Nhà xuất bản giáo dục, 1997

[4] Tommi Heikkilọ, “ WCDMA radio network planning ”

[5] Holma, H and Toskala, “WCDMA for UMTS ” New York: John Wiley & SonChap.8, pp 186-201

[6] Savo G.Glisic, “Adaptive WCDMA Theory and Practice” Vol.9, pp 271-293

[7] Các website và forum tham khảo: http://vntelecom.org/diendan/forum.php http://svptit.vn/@forum/ptit.php http://www.cellular.com/ http://www.mathworks.com/

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

Trần Minh Phúc - Lớp 51K1 – Khoa CNTT Page 55

Hệ thống thông tin di động tổ ong là một mô hình mạng tiên tiến trong lĩnh vực viễn thông, đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả và mở rộng phạm vi phục vụ Quá trình phát triển các hệ thống thông tin di động trên thế giới đã đạt nhiều bước tiến đáng kể, từ các mạng 2G đến công nghệ 4G và 5G hiện nay Cấu trúc mạng thông tin di động bao gồm nhiều thành phần, trong đó phổ trong quá trình phát và thu của công nghệ CDMA đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa chất lượng truyền dẫn Chuyển giao mềm và chuyển giao cứng trong CDMA giúp duy trì kết nối liên tục, giảm thiểu sự gián đoạn trong quá trình di chuyển người dùng Kiến trúc địa lý mạng phân chia các vùng phục vụ như MSC thành các vùng định vị và các cell, đảm bảo tính linh hoạt và hiệu quả trong quản lý mạng Vùng phục vụ MSC/VLR cho phép xác định và quản lý các khu vực phục vụ khác nhau một cách chính xác Trong các hệ thống mạng CDMA, mức nhiễu đối với đường xuống và đường lên ảnh hưởng lớn đến hiệu suất, đặc biệt trong các trường hợp xấu nhất của kênh Quá trình quy hoạch mạng WCDMA là yếu tố quyết định về khả năng mở rộng và tối ưu vùng phủ sóng, từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến dung lượng mạng Mối quan hệ giữa vùng phủ và dung lượng mạng thể hiện rõ qua các ví dụ minh họa, cho thấy công suất phát trạm gốc đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng giữa phạm vi phủ sóng và khả năng phục vụ đông người dùng Việc điều chỉnh đúng mức công suất giúp tối ưu hóa dung lượng mềm, đặc biệt trong các kết nối thời gian thực, nâng cao trải nghiệm người dùng và hiệu quả mạng lưới viễn thông.

Ngày đăng: 21/08/2023, 00:24

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] LGIC - Tổng cục bưu điện, “Thông tin di động (2 tập)” Nhà xuất bản KHKT, 1997 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Thông tin di động (2 tập)”
Nhà XB: Nhà xuất bản KHKT
[2] Nguyễn Phạm Anh Dũng, “Thông tin di động thế hệ 3 (2 tập)” Nhà xuất bản bưu điện, 2001 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Thông tin di động thế hệ 3 (2 tập)”
Nhà XB: Nhà xuất bản bưu điện
[3] Vũ Đức Thọ, “Thông tin di động số Cellular” Nhà xuất bản giáo dục, 1997 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Thông tin di động số Cellular
Nhà XB: Nhà xuất bản giáo dục
[4] Tommi Heikkilọ, “ WCDMA radio network planning ” Sách, tạp chí
Tiêu đề: WCDMA radio network planning
[5] Holma, H. and Toskala, “WCDMA for UMTS ” New York: John Wiley &amp; SonChap.8, pp. 186-201 Sách, tạp chí
Tiêu đề: WCDMA for UMTS
[6] Savo G.Glisic, “Adaptive WCDMA Theory and Practice” Vol.9, pp 271-293 [7] Các website và forum tham khảo:http://vntelecom.org/diendan/forum.php http://svptit.vn/@forum/ptit.php Sách, tạp chí
Tiêu đề: Adaptive "WCDMA Theory and Practice

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1. 1 Hệ thống thông tin di động tổ ong - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Hình 1. 1 Hệ thống thông tin di động tổ ong (Trang 6)
Hình 1. 2Quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động trên thế giới - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Hình 1. 2Quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động trên thế giới (Trang 7)
Hình 1. 4Phổ trong quá trình phát và thu CDMA - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Hình 1. 4Phổ trong quá trình phát và thu CDMA (Trang 11)
Hình 1. 5Chuyển giao mềm và chuyển giao cứng trong CDMA - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Hình 1. 5Chuyển giao mềm và chuyển giao cứng trong CDMA (Trang 13)
Hình 1. 7Phân vùng phục vụ MSC thành các vùng định vị và các cell - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Hình 1. 7Phân vùng phục vụ MSC thành các vùng định vị và các cell (Trang 16)
Hình 1. 8Vùng phục vụ MSC/VLR - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Hình 1. 8Vùng phục vụ MSC/VLR (Trang 16)
Hình 2. 2Hệ thống mạng CDMA và mức nhiễu của nó ( tại đường lên) - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Hình 2. 2Hệ thống mạng CDMA và mức nhiễu của nó ( tại đường lên) (Trang 21)
Hình 2. 3Trường hợp xấu nhất trong kênh đường xuống - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Hình 2. 3Trường hợp xấu nhất trong kênh đường xuống (Trang 22)
Hình 2. 4Trường hợp xấu nhất trong đường lên - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Hình 2. 4Trường hợp xấu nhất trong đường lên (Trang 24)
Hình 2. 5Quá trình quy hoạch mạng WCDMA - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Hình 2. 5Quá trình quy hoạch mạng WCDMA (Trang 26)
Bảng 2. 1 Giảđịnhvềquỹđườngtruyềncủa máy di động ( MS) - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Bảng 2. 1 Giảđịnhvềquỹđườngtruyềncủa máy di động ( MS) (Trang 28)
Hình 2. 6Ví dụ về quan hệ giữa vùng phủ và dung lượng - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Hình 2. 6Ví dụ về quan hệ giữa vùng phủ và dung lượng (Trang 40)
Hình 2. 7Ảnh hưởng của công suất phát trạm gốc tới dung lượng và vùng phủ - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Hình 2. 7Ảnh hưởng của công suất phát trạm gốc tới dung lượng và vùng phủ (Trang 40)
Bảng 2. 8Ví dụ trong tính toán dung lượng mềm - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
Bảng 2. 8Ví dụ trong tính toán dung lượng mềm (Trang 43)
Bảng  3.3Toàn  cảnh  mạng.  Kích  thước  vùng  là  12  x12  km 2   và  được  phủ  sóng  bởi  19  site, mỗi site 3sector - Tìm hiểu kỹ thuật cdma và việc phân chia các vùng trong mạng truyền dẫn tổ ong
ng 3.3Toàn cảnh mạng. Kích thước vùng là 12 x12 km 2 và được phủ sóng bởi 19 site, mỗi site 3sector (Trang 49)

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w