NGHIÊN cứu QUY HOẠCH MẠNG 3 g

Sự ra đời của hệ thống thông tin liên lạc đã đánh dấu bước nhảy vọt về ngành viễn thông và ngày nay thông tin liên lạc không ngừng lớn mạnh và phát triển. Đó cũng là nhu cầu tất yết trong cuộc sống hiện đại ngày nay. Các hệ thống thông tin di động ra đời đã tạo cho con người khả năng thông tin mọi lúc, mọi nơi. Các thế hệ thông tin di động ban đầu 1G, 2G đơn giản chỉ nhận và gửi các tin nhắn và cuộc gọi thoại đơn giản. Sự ra đời của thế hệ 3G đã đánh dấu sự bùng nổ như vũ bão về thông tin liên lạc cũng như sự đa dạng của dịch vụ 3G (Third – Generation ) đem đến. 3G là một bước đột phá, bước ngoặt của ngành thông tin di động, bởi vì nó cung cấp băng thông rộng hơn cho người sử dụng. Điều đó có nghĩa sẽ có các dịch vụ mới và nhiều thuận tiện hơn trong dịch vụ thoại và sử dụng các ứng dụng dữ liệu như truyền thông hữu ích như điện thoại có hình (hai người đàm thoại với nhau có thể nhìn thấy nhau), định vị và tìm kiếm thông tin, truy cập Internet, truyền tải dữ liệu dung lượng lớn, nghe nhạc và xem video chất lượng cao,…Truyền thông di động ngày nay đã và đang đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống. Thế giới đang có 2 hệ thống 3G được chuẩn hóa song song tồn tại, một dựa trên công nghệ CDMA còn gọi là CDMA 2000, chuẩn còn lại do dự án 3rd Generation Partnership Project (3GPP) thực hiện. 3GPP đang xem xét tiêu chuẩn UTRA UMTS Terrestrial Radio Access TS. Tiêu chuẩn này có 2 sơ đồ truy nhập vô tuyến. Một trong số đó được gọi là CDMA băng thông rộng (WCDMA). Việc quy hoạch mạng 3G có ý nghĩa quan trọng trong việc hoạch định các chính sách và khai thác sử dụng mạng có hiệu suất cao. Hiện nay, các mạng thông tinh di động 3G – UMTS đang được các nhà cung cấp VinaPhone, Viettel … đưa vào hoạt động tại Việt nam. Việc quy hoạch mạng WCDMA 3G có ý nghĩa vô cùng quan trọng cả về khoa học lẫn khai thác sử dụng, chính ý nghi muốn đi tìm hiểu về mạng 3G. Chính lí do đó đã thúc đẩã quan trọng đó em thực hiện luận văn: “Nghiên cứu quy hoạch mạng 3G” (WCDMA). Luận văn trình bày 4 chương Chương 1: Tổng quan về thông tin di động, Chương 2: Công nghệ di động thế hệ 3 WCDMA Chương 3: Quy hoạch mạng WCDMA, Chương 4: Quy hoạch vùng phủ sóng tỉnh Thái Bình

MỤC LỤC

CÁC TỪ VIẾT TẮT iii

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 3

TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3

1.1 Giới thiệu chung 3

1.2 Tổng quan về hệ thống thông tin di động 3

1.3 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 7

1.3.1 So sánh hệ thống CDMA với hệ thống sử dụng TDMA 8

1.3.1.1 Các phương pháp đa truy nhập 8

1.3.1.2 So sánh hệ thống CDMA và hệ thống sử dụng TDMA 9

1.4 Các yêu cầu cơ bản về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 10

1.4.1 Những mục tiêu chưa thực hiện được của hệ thống di động thế hệ 210 1.4.2 Các yêu cầu cơ bản đối với hệ thống thông tin di động thế hệ 3 10

1.5 Kết luận chương 11

CHƯƠNG 2: 12

CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ BA – UMTS 12

2.1 Giới thiệu chung 12

2.2 Cấu trúc hệ thống WCDMA 13

2.2.1 Mạng thâm nhập vô tuyến (UTRAN) 14

2.2.2 Mạng lõi(CN) 15

2.2.3 Thiết bị người sử dụng (UE) 16

2.3 Công nghệ đa truy nhập W – CDMA 17

.17

2.3.1 Đa truy nhập phân chia theo mã 18

2.3.2 Trải phổ và các mã trải phổ 19

2.3.3 Điều khiển công suất 20

2.3.4 Chuyển giao trong hệ thống W-CDMA 23

2.3.5 Truy nhập gói trong W-CDMA 24

2.4 Kết luận chương 26

CHƯƠNG 3: 27

QUY HOẠCH MẠNG 3G 27

3.1 Giới thiệu chung 27

3.2 Quá trình quy hoạch mạng 28

3.2.1 Xác định kích thước ô (Định cỡ mạng) 28

3.2.1.1 Phân tích vùng phủ 29

3.2.1.2 Phân tích dung lượng 33

3.2.2 Tính suy hao đường truyền cho phép 41

3.2.2.1 Suy hao đường truyền cực đại 41

3.2.2.2 Các mô hình truyền sóng 42

3.2.3 Tính dung lượng 47

3.2.3.1 Tính dung lượng cực 47

3.2.3.2 Tính dung lượng hệ thống 49

3.3 Tối ưu mạng 52

3.4 Kết luận chương 53

CHƯƠNG 4: 54

KẾT LUẬN 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

PHỤ LỤC 70

AuC Authentication Centre Trung tâm nhận thực

AMPS Advanced Mobile phone System Hệ thống điện thoại di động tiên tiến

AGC Auto Control Điều khiển bộ tăng ích tự động

B

BHCA Busy Hours Call Attemp Nỗ lực gọi trong giờ bận

BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc

BSS Base Station System Hệ thống trạm gốc

BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc

C

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập chia theo mã

CDMT Code Divisiion Multiple Testbed Bộ thí nghiệm đa truy nhập theo mã

C/I Carrier to Interference ratio Tỷ số sóng mang trên nhiễu

CMTS Cellular Mobile Telephone

kênh CGI Cell Global Indentify Nhận dạng ô toàn cầu

D

DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp

DS-CDMA Direct Spread –CDMA CDMA trải phổ dãy trực tiếp

E

EIR Equipment Identity Register Thanh ghi nhận dạng thiết bị

EIRP Effective Isotropically Radiated

Power

Công suất phát xạ đẳng hướng hiệu dụng

F

FDMA Frequency Division Multiple

Access Đa truy cập phân chia tần sốFRAMES Future Radio Multiple Access

Scheme Kiểu đa truy nhập vô tuyến tương laiFDD Frequency Division Duplex Song công phân chia tần số

FER Frame Error Rate Tỉ lệ lỗi khung

G

GSM Global System for Mobile

Communication Hệ thống thông tin di động toàn cầuGGSN Gateway GPRS Support Node Nút chuyển mạch cổng GPRS

H

HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú

HSPA

I

IS-95A Interim Standard 95A Chuẩn Interim 95A (Qualcomm)

ISDN Integrated Service Digital Net Mạng số đa dịch vụ

I WF Inter-Working Function Chức năng tương tác mạng

L

LAI Location Area Identity Chỉ thị định vị

MAI Multiple Access Interference Nhiễu đa truy nhập

ME Mobile Equipment Thiết bị di động

MMS Multimedia Messaging Service Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện

MSC Mobile Switching Centre Trung tâm chuyển mạch di động

MSIM Module SIM Module nhận dạng thiết bị

O

O&M Operations and Maintenance Vận hành và bảo dưỡng

OSS

P

PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng

PSTN Public Switched Telephone

Network

Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng

Q

QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha vuông góc

R

RLB Radio Link Budgets Quỹ liên kết vô tuyến

RRC Radio Resource Control Bộ điều khiển tài nguyên vô tuyến

RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến

RNC Radio Network Control Bộ điều khiển mạng vô tuyến

S

SNR Signal-to-Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu

SHO-HO Shofter Handover Chuyển giao mềm hơn

T

TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo thời gian

TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối

TDD Time Division Duplex Song công phân chia theo thời gian

U

UE User Equipment Thiết bị người sử dụng

UMTS Universal Mobile

Telecommunication System Nhận dạng thiết bị

UTRAN Universal Terrestrial Radio

Access Network

Mang truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu

V

VLR Visitor Location Register Thanh ghi định vị thường trú

VHE Virtual Home Environment Môi trường thanh ghi ảo

LỜI MỞ ĐẦU

Sự ra đời của hệ thống thông tin liên lạc đã đánh dấu bước nhảy vọt về ngành viễn thông và ngày nay thông tin liên lạc không ngừng lớn mạnh và phát triển Đó cũng là nhu cầu tất yết trong cuộc sống hiện đại ngày nay

Các hệ thống thông tin di động ra đời đã tạo cho con người khả năng thông tin mọi lúc, mọi nơi Các thế hệ thông tin di động ban đầu 1G, 2G đơn giản chỉ nhận và gửi các tin nhắn và cuộc gọi thoại đơn giản Sự ra đời của thế hệ 3G đã đánh dấu sự bùng nổ như vũ bão về thông tin liên lạc cũng như sự đa dạng của dịch vụ 3G (Third – Generation ) đem đến

3G là một bước đột phá, bước ngoặt của ngành thông tin di động, bởi vì nó cung cấp băng thông rộng hơn cho người sử dụng Điều đó có nghĩa sẽ có các dịch vụ mới và nhiều thuận tiện hơn trong dịch vụ thoại và sử dụng các ứng dụng dữ liệu như truyền thông hữu ích như điện thoại có hình (hai người đàm thoại với nhau có thể nhìn thấy nhau), định vị và tìm kiếm thông tin, truy cập Internet, truyền tải dữ liệu dung lượng lớn, nghe nhạc và xem video chất lượng cao,…Truyền thông di động ngày nay

đã và đang đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống

Thế giới đang có 2 hệ thống 3G được chuẩn hóa song song tồn tại, một dựa trên công nghệ CDMA còn gọi là CDMA 2000, chuẩn còn lại do dự án 3rd Generation Partnership Project (3GPP) thực hiện 3GPP đang xem xét tiêu chuẩn UTRA - UMTS Terrestrial Radio Access TS Tiêu chuẩn này có 2 sơ đồ truy nhập vô tuyến Một trong

số đó được gọi là CDMA băng thông rộng (WCDMA)

Việc quy hoạch mạng 3G có ý nghĩa quan trọng trong việc hoạch định các chính sách và khai thác sử dụng mạng có hiệu suất cao Hiện nay, các mạng thông tinh di động 3G – UMTS đang được các nhà cung cấp VinaPhone, Viettel … đưa vào hoạt động tại Việt nam Việc quy hoạch mạng W-CDMA 3G có ý nghĩa vô cùng quan trọng

cả về khoa học lẫn khai thác sử dụng, chính ý nghi muốn đi tìm hiểu về mạng 3G Chính lí do đó đã thúc đẩã quan trọng đó em thực hiện luận văn: “Nghiên cứu quy hoạch mạng 3G” (WCDMA)

Luận văn trình bày 4 chương

Chương 1: Tổng quan về thông tin di động,

Chương 2: Công nghệ di động thế hệ 3 WCDMA

Chương 3: Quy hoạch mạng W-CDMA,

Chương 4: Quy hoạch vùng phủ sóng tỉnh Thái Bình

Trong quá trình làm đồ án khó tránh khỏi sai sót, em rất mong sự chỉ dẫn của các thầy cô giáo và sự góp ý của các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Quốc Tuấn và các thầy cô giáo cùng bạn bè đã giúp đỡ em hoàn thành luận văn này !.

Luận văn thạc sĩ này nằm trong khuôn khổ và đƣợc hỗ trợ bởi đề tài nghiên cứu khoa học số QG.10.44 cấp Đại học Quốc Gia Hà Nội

Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2010

Người thực hiện

Học viên: Trần Thị Hằng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

1.1 Giới thiệu chung

Ra đời đầu tiên vào cuối năm 1940, đến nay thông tin di động đã trải qua nhiều thế hệ Thế hệ không dây thứ 1 là thế hệ thông tin tương tự sử dụng công nghệ đa truy cập phân chia phân chia theo tần số (FDMA) Thế hệ thứ 2 sử dụng kỹ thuật số với công nghệ đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) và phân chia theo mã (CDMA)

Thế hệ thứ 3 ra đời đánh giá sự nhảy vọt nhanh chóng về cả dung lượng và ứng dụng so với các thế hệ trước đó, và có khả năng cung cấp các dịch vụ đa phương tiện gói là thế hệ đang được triển khai ở một số quốc gia trên thế giới Quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động trên thế giới được thể hiện sự phát triển của hệ thống điện thoại tổ ong (CMTS : Cellular Mobile Telephone System) và nhắn tin (PS : Paging System) tiến tới một hệ thống chung toàn cầu trong tương lai

1.2 Tổng quan về hệ thống thông tin di động

Toàn bộ vùng phục vụ của hệ thống điện thoại di động tổ ong được chia thành nhiều vùng phục vụ nhỏ, gọi là các ô (cell), mỗi ô có một trạm gốc quản lý và được điều khiển bởi tổng đài sao cho thuê bao có thể vẫn duy trì được cuộc gọi một cách liên 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 thì tần số mà các máy di động sử dụng

là không cố định ở một kênh nào đó mà các kênh được xác định nhờ kênh báo hiệu và máy di động được đồng bộ về tần số một cách tự động Vì vậy các ô kề nhau nên sử

dụng tần số khác nhau còn các ô ở cách xa hơn là một khoảng cách nhất định có thể tái

sử dụng cùng một tần số đó Để cho phép các máy di động có thể duy trì cuộc gọi liên tục trong khi di chuyển giữa các ô thì tổng đài sẻ điều khiển các kênh báo hiệu hoặc kênh lưu lượng theo sự di chuyển của máy di động để chuyển đổi tần số của máy di động đó thành một tần số thích hợp một cách tự động

1.2.1 Hệ thống thông tin di dộng thế hệ 1

Phương pháp đơn giản nhất về truy nhập kênh là đa truy nhập phân chia tần số

Hệ thống di động thế hệ 1 sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA) và chỉ hổ trợ các dịch vụ thoại tương tự và sử dụng kỹ thuật điều chế tương

tự để mang dữ liệu thoại của mỗi người sử dụng Với FDMA, khách hàng được cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong lĩnh vực tần số Sơ đồ báo hiệu của hệ thống FDMA khá phức tạp, khi MS bật nguồn để hoạt động thì nó dò sóng tìm đến kênh điều khiển dành riêng cho nó Nhờ kênh này, MS nhận được dữ liệu báo hiệu gồm các lệnh về kênh tần số dành riêng cho lưu lượng người dùng Trong trường hợp nếu số thuê bao nhiều hơn so với các kênh tần số có thể, thì một số người bị chặn lại không được truy cập

Đa truy nhập phân chia theo tần số nghĩa là nhiều khách hàng có thể sử dụng được dãi tần đã gán cho họ mà không bị trùng nhờ việc chia phổ tần ra thành nhiều đoạn Phổ tần số quy định cho liên lạc di dộng được chia thành 2N dải tần số kế tiếp,

và được cách nhau bằng một dải tần phòng vệ Mỗi dải tần số được gán cho một kênh liên lạc N dải kế tiếp dành cho liên lạc hướng lên, sau một dải tần phân cách là

N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc hướng xuống

Đặc điểm :

- Mỗi MS được cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyến

- Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận nhau là đáng kể

- BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS

Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống điện thoại di dộng tiên tiến (Advanced Mobile phone System - AMPS)

Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 (1G) sử dụng phương pháp đa truy cập đơn giản Tuy nhiên hệ thống không thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng của người dùng về

cả dung lượng và tốc độ Vì các khuyết điểm trên mà nguời ta đưa ra hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2 ưu điểm hơn thế hệ 1 về cả dung lượng và các dịch vụ được cung cấp

1.2.2 Hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2

Sự phát triển nhanh chóng của thuê bao cả về số lượng và chất lượng đòi hỏi hệ thống thông tin di động thế hệ 2 được đưa ra cho các thuê bao di động dựa trên công nghệ số Thông tin di động 2G sử dụng 2 phương pháp đa truy cập khác nhau:

- Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA)

- Đa truy cập phân chia theo mã (CDMA)

1.2.2.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA.

Với phương pháp truy cập TDMA thì nhiều người sử dụng một sóng mang và trục thời gian được chia thành nhiều khoảng thời gian nhỏ để dành cho nhiều người sử dụng sao cho không có sự chồng chéo Phổ quy định cho liên lạc di động được chia thành các dải tần liên lạc, mỗi dải tần liên lạc này dùng chung cho N kênh liên lạc, mỗi kênh liên lạc là một khe thời gian trong chu kỳ một khung Các thuê bao khác dùng chung kênh nhờ cài xen thời gian, mỗi thuê bao được cấp phát cho một khe thời gian trong cấu trúc khung

Đặc điểm của GSM :

- Tín hiệu của thuê bao được truyền dẫn số

- Liên lạc song công mỗi hướng thuộc các dải tần liên lạc khác nhau, trong đó một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ trạm gốc đến các máy di động

và một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ máy di động đến trạm gốc Việc phân chia tần như vậy cho phép các máy thu và máy phát có thể hoạt động cùng một lúc mà không sợ can nhiễu nhau

- Giảm số máy thu phát ở BTS

- Giảm nhiễu giao thoa

Hệ thống TDMA điển hình là hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM) Máy điện thoại di động kỹ thuật số TDMA phức tạp hơn kỹ thuật FDMA Hệ thống xử lý

số đối với tín hiệu trong MS tương tự có khả năng xử lý không quá 106 lệnh trong 01 giây, còn trong MS số TDMA phải có khả năng xử lý hơn 50x106 lệnh trên giây

1.2.2.2 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA.

Phương pháp đa truy cập CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều người

sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi mà không

sợ gây nhiễu lẫn nhau Những người sử dụng nói trên được phân biệt với nhau nhờ dùng một mã đặc trưng không trùng với bất kỳ ai Kênh vô tuyến CDMA được dùng lại mỗi cell trong toàn mạng, những kênh này cũng được phân biệt nhau nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên (Pseudo Noise - PN)

Đặc điểm của CDMA :

Cell là vùng định vị được chia thành một số ô địa lý được bao phủ vô tuyến (hình 1.2) và được mạng định danh bằng nhận dạng ô toàn cầu (CGI) Trạm di động tự nhận dạng một ô bằng cách sử dụng mã nhận dạng trạm gốc (BSIC)

Hình 1.2: Phân vùng một vùng phục vụ MSC thành các vùng định vị và các ô

1.2.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ ba.

Hệ thống thông tin di động số thế hệ ba liên quan đến những cải tiến đang được thực hiện trong lĩnh vực truyền thông không dây cho điện thoại và dữ liệu thông qua nhiều chuẩn trong những chuẩn hiện nay Khi số lượng thiết bị cầm tay được thiết kế

để truy cập Internet gia tăng, yêu cầu đặt ra là phải có được công nghệ truyền thông không dây nhanh hơn (từ 9.5Kbps tăng dần lên 2Mbps) và chất lượng hơn 3G đòi hỏi việc nâng cao chất lượng thoại, và dịch vụ dữ liệu để hỗ trợ việc gửi nội dung video và multimedia đến các thiết bị cầm tay và điện thoại di động

Các hệ thống thông tin di động số hiện nay đang ở giai đoạn chuyển từ thế hệ 2.5G sang thế hệ 3G Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và các dịch vụ thông tin di động, ngay từ đầu những năm đầu của thập kỷ 90 người ta đã tiến hành nghiên cứu hoạch định hệ thống thông tin di động thế hệ ba ITU-R đang tiến hành công tác tiêu chuẩn hóa cho hệ thống thông tin di động toàn cầu IMT-2000 Ở châu Âu ETSI đang tiến hành tiêu chuẩn hóa phiên bản này với tên gọi là UMTS (Universal Mobile Telecommunnication System) Hệ thống mới này sẽ làm việc ở dải tần 2GHz Nó sẽ cung cấp nhiều loại hình dịch vụ bao gồm các dịch vụ thoại và số liệu tốc độ cao,

video và truyền thanh Tốc độ cực đại của người sử dụng có thể lên đến 2Mbps Người

ta cũng đang tiến hành nghiên cứu các hệ thống vô tuyến thế hệ thứ tư có tốc độ lên đến 32Mbps

Hệ thống thông tin di động thế hệ ba (3G) được xây dựng trên cơ sở IMT –

2000 với các tiêu chí sau:

 Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz với đường lên có dải tần 2025MHz và đường xuống có dải tần 2110-2200MHz

1885- Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến, tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến, đồng thời tương tác với mọi loại dịch vụ viễn thông

 Hệ thống thông tin di động 3G sử dụng các môi trường khai thác khác nhau

 Có thể hỗ trợ các dịch vụ như : Môi trường thông tin nhà ảo (VHE – Vitual Home Environment) trên cơ sở mạng thông minh, di động cá nhân và chuyển mạch toàn cầu, đảm bảo chuyển mạng quốc tế, đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện đồng thời cho thoại, số liệu chuyển mạch theo kênh và số liệu chuyển mạch theo gói

 Dể dàng hỗ trợ các dich vụ mới xuất hiện

Các hệ thống thông tin di động thế hệ hai phát triển thông dụng nhất hiện nay là : GSM, cdmaOne (IS-95), TDMA (IS-136), PDC Trong quá trình thiết kế hệ thống thông tin di động thế hệ ba, các hệ thống thế hệ hai được cơ quan chuẩn hóa của từng vùng xem xét để đưa ra các đề xuất tương ứng thích hợp với mỗi vùng

1.3 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3

Công trình nghiên cứu của các nước Châu Âu cho W-CDMA đã bắt đầu từ các

đề án CDMT (Code Division Multiple Testbed): Phòng thí nghiệm đa truy nhập theo mã) và FRAMES (Future Radio Multiple Access Scheme: Sơ đồ đa truy nhập vô tuyến tương lai) từ đầu thập niên 90 Các dự án này cũng tiến hành thực nghiệm các hệ thống W-CDMA để đánh giá chất lưọng đường truyền Công tác tiêu chuẩn hoá chi tiết được thực hiện ở 3GPP Lịch trình triển khai W-CDMA được cho hình vẽ

Hình 1.2 Lịch trình triển khai W – CDMA

Hệ thống W-CDMA được đưa ra khai thác vào đầu năm 2002 Lịch trình nghiên cứu và vào khai thác của cdma2000/3GPP2 chia thành 2 giai đoạn:

 Giai đoạn 1: (1997 – 1999)

+ Nghiên cứu phát triển mẫu đầu tiên của hệ thống;

+ Năm 1997: Xây dựng tiêu chuẩn , xây dụng cấu trúc mẫu đầu tiên hệ thống

và thiết kế các phương tiện thử nghiệm chung

+ Năm 1998: Tiếp tục xây dựng mẫu thử đầu tiên của hệ thống và các phương tiện thử nghiệm chung;

+ Năm 1999: Kiểm tra kết nối cho mô hình đầu tiên của hệ thống

 Giai đoạn 2: (2000 -2002)

+ Phát triển hệ thống với mục tiêu thương mại ở các nhà sản xuất hàng đầu ; + Năm 2002: Bắt đầu dịch vụ thương mại

Hình 1.3 Lịch trình nghiên cứu

1.3.1 So sánh hệ thống CDMA với hệ thống sử dụng TDMA

1.3.1.1 Các phương pháp đa truy nhập

Đa truy nhập phương pháp điều khiển là phân chia tài nguyên thông tin một cách hợp lý để đảm bảo cho nhiều người đồng thời cùng chia sẻ sử dụng tài nguyên hệ thống với hiệu suất cao Truy nhập vô tuyến thông tin di động thường sử dụng đa truy cập theo các phương pháp đa truy nhập như chỉ ra trong hình 1.9:

 Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA): phục vụ các cuộc gọi theo các tần

số khác nhau Hệ thống FDMA, người dùng được cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong dải tần số

 Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA): phục vụ các cuộc gọi theo các khe thời gian khác nhau Đối với hệ thống TDMA mỗi thuê bao được cấp phát cho một khe thời gian trong cấu trúc khung và được dành riêng trong suốt thời gian thoại

Hình 1.4 Các phương pháp đa truy nhập

 Đa truy cập phân chia theo mã (CDMA): phục vụ các cuộc gọi theo các chuỗi

mã khác nhau Đối với hệ thống CDMA, tất cả người dùng sẻ sử dụng cùng lúc một băng tần Tín hiệu truyền đi sẻ chiếm toàn bộ băng tần của hệ thống Tuy nhiên, các tín hiệu của mỗi người dùng được phân biệt với nhau bởi các chuỗi

mã Thông tin di động CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều người

sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi, mà không sợ gây nhiễu lẫn nhau Kênh vô tuyến CDMA được dùng lại mỗi cell trong toàn mạng, và những kênh này cũng được phân biệt nhau nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên PN

1.3.1.2 So sánh hệ thống CDMA và hệ thống sử dụng TDMA

Từ cấu trúc, đặc tính CDMA và các phương pháp đa truy nhập ta rút ra bảng so sánh giữa hệ thống thông tin di động CDMA và hệ thống thông tin di động sử dụng phương pháp đa truy nhập TDMA Từ đó ta thấy những ưu điểm của hệ thống thông tin di động CDMA hơn các hệ thống khác

Bảng 1.1 So sánh giữa mạng thông tin di động động CDMA và mạng GSM

một kênh

Một người sử dụng một khe thời gian của một kênh Nhiễu giao thoa Ít bị ICI giữa các kênh, ảnh

Điều khiển công

số người sử dụng trong một cell

- Điều khiển dung lượng kém linh hoạt

- Dung lượng thấp

- Số người sử dụng trong một cell là cố định

Bảo mật Có tính bảo mật cao hơn nhờ

mã trải phổ Tính bao mật thông tin thấp

1.4 Các yêu cầu cơ bản về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3

1.4.1 Những mục tiêu chưa thực hiện được của hệ thống di động thế hệ 2

Hệ thống thông tin di động thế hệ hai vẫn chưa thực hiện được các mục tiêu ban đầu đề ra, không thể đáp ứng được nhu cầu truyền tải tốc độ cao của một số người sử dụng, hiệu suất sử dụng thấp, không thể thực hiện hiệu quả một số kỹ thuật mới như IP Những nhu cầu này chính là động lực để phát triển hệ thống thông tin di động tốc

độ cao và do vậy những hệ thống mới bắt đầu xuất hiện và trở thành kỹ thuật trung gian quá độ sang hệ thống thông tin di động thế hệ ba Sau đây là những mục tiêu chính mà hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai chưa đạt được:

 Chưa hình thành hệ thống tiêu chuẩn thống nhất toàn cầu

 Dịch vụ đơn nhất (chủ yếu là dịch vụ thoại, chỉ có thể truyền tải những thông tin ngắn và đơn giản)

 Không thể thực hiện trên toàn cầu: do tiêu chuẩn phân tán và bảo hộ kinh tế nên không thể thống nhất toàn cầu và chuyển vùng toàn cầu

 Dung lượng thông tin không đủ

1.4.2 Các yêu cầu cơ bản đối với hệ thống thông tin di động thế hệ 3

Sự phát triển của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba ngoài việc giải quyết những vấn đề mà hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai chưa thực hiện được còn phải có khả năng đáp ứng các yêu cầu ngày càng tăng của con người đối với khả năng truyền số liệu Vì vậy, hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba phải thực hiện được những mục tiêu cơ bản sau:

a) Tiêu chuẩn thống nhất toàn cầu

b) Có khả năng truyền tải đa phương tiện: Hệ thống thông tin di động 3G có thể thực hiện truyền tải dịch vụ MultiMedia đa tốc độ, tốc độ cao nhất là 2Mbps

c) Tăng dịch vụ chuyển mạch gói: Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai chỉ có phương thức chuyển mạch kênh truyền thống, hiệu suất kênh tương đối thấp Trong khi đó, hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba tồn tại đồng thời cả chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói

d) Tăng phương thức truyền tải không đối xứng: Do dịch vụ số liệu mới như WWW có đặc tính không đối xứng: truyền tải đường lên thường chỉ cần vài Kbit/s, còn truyền tải đường xuống có thể cần trăm Kbit/s Trong khi đó, hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai chỉ hỗ trợ dịch vụ đối xứng

e) Khả năng tăng cường số liệu: Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 sẽ nâng cao hơn về phương diện WWW và khả năng truyền số liệu so với hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai

f) Chất lượng truyền và chất lượng dịch vụ không thua kém mạng cố định: Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 làm cho chất lượng truyền tải đạt đến hoặc gần đến chất lượng của hệ thống hữu tuyến, có thể cung cấp tốc độ truyền là 144Kbps cho người đi xe, 384Kbps cho người đi bộ và 2 Mbps cho người sử dụng trong nhà

g) Nâng cao tuổi thọ của acquy: Công nghệ tích hợp tiêu hao công suất thấp đang được nghiên cứu và hi vọng có thể được ứng dụng trong hệ thống thông tin di động thế hệ tiếp theo Kỹ thuật tích hợp silic xạ tần là hướng phát triển quan trọng khác có thể giảm thể tích, trọng lượng và sự tổn hao năng lượng của hệ thống

h) Hiệu suất tần phổ cao hơn: Qua việc ứng dụng những kỹ thuật mới như: điều khiển công suất nhanh, chuyển giao mềm, hệ thống anten thông minh… đã nâng cao hiệu suất phổ của hệ thống mới một cách hiệu quả

i) Hiệu suất kênh cao hơn

1.5 Kết luận chương

Những khái niệm và giới thiệu chung về hệ thống thông tin di động đã làm nổi bật lên cơ sở và nhu cầu cấp thiết tiến lên hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G) Nhu cầu ngày càng tăng của người sử dụng cả về chất lượng và số lượng, nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng cao và đa dạng và sự phát triển là tất yếu

Để hiểu rõ hơn những công nghệ và cấu trúc của hệ thống thông tin di động thế

hệ 3 sẽ được trình bày rõ nét trong chương tiếp theo

CHƯƠNG 2:

CÔNG NGHỆ DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ BA – UMTS

2.1 Giới thiệu chung

WCDMA là một tiêu chuẩn thông tin di động 3G của IMT-2000 được phát triển chủ yếu ở Châu Âu với mục đích cho phép các mạng cung cấp khả năng chuyển vùng toàn cầu và để hỗ trợ nhiều dịch vụ thoại, dịch vụ đa phương tiện Các mạng WCDMA được xây dựng dựa trên cơ sở mạng GSM, tận dụng cơ sở hạ tầng sẵn có của các nhà khai thác mạng GSM Các mục tiếp theo sẽ giới thiệu cấu trúc và nguyên lý mạng WCDMA

WCDMA - truy cập đa phân mã băng rộng là công nghệ 3G hoạt động dựa trên CDMA băng hẹp có khả năng hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao như video, truy cập Internet, hội thảo hình ảnh WCDMA phát 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 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 mạng 3G

2.2 Cấu trúc hệ thống WCDMA

Sơ đồ khối tổng quát của mạng thông tin di động thế hệ ba W-CDMA được thể hiện trên hình 2.2 W-CDMA gồm hai mạng con: mạng lõi và mạng thâm nhập vô tuyến

Mạng lõi gồm các trung tâm chuyển mạch kênh (MSC) và các nút hỗ trợ chuyển mạch gói (SGSN) Các kênh thoại và kênh truyền số liệu được kết nối với các mạng ngoài thông qua các trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng (GMSC)

và nút chuyển mạch gói cổng (GGSN) Để kết nối trung tâm chuyển mạch kênh với các mạng ngoài như ISDN, PSTN thì cần có thêm phần tử làm chức năng tương tác mạng (IWF) Ngoài các trung tâm chuyển mạch kênh và các nút hỗ trợ chuyển mạch gói, mạng lõi còn có các cơ sở dữ liệu cần thiết cho mạng thông tin di động như: HLR, AUC và EIR

Mạng thâm nhập vô tuyến gồm các phần tử sau:

• RNC: bộ điều khiển mạng vô tuyến - Đóng vai trò BSC ở mạng GSM.

• NB: nút B - Đóng vai trò như BTS ở mạng GSM

• MS: trạm di động

• TE: thiết bị đầu cuối

Giao diện giữa MSC và RNC là Iu-CS, giao diện giữa SGSN và RNC là Iu-PS, giao diện giữa các RNC với nhau là Iur, giao diện giữa RNC và Nút B là Iub Cấu trúc

hệ thống W-CDMA được xây dựng dựa trên cơ sở của cấu trúc hệ thống UMTS Hệ thống UMTS bao gồm các phần tử mạng logic và các giao diện

Về mặt chức năng, các phần tử mạng được nhóm thành mạng thâm nhập vô tuyến (RAN) và mạng lõi (CN) Trong đó:

a) Mạng thâm nhập vô tuyến thực hiện các chức năng liên quan đến vô tuyến b) Mạng lõi thực hiện các chức năng chuyển mạch, định tuyến cuộc gọi và kết nối

GMSC

Iu r

EIR

SGSN

NB RNC

NB

VLR MSC

NB RNC

NB PDN

Hình 2.2: Cấu trúc h ệ thống W-CDMA

2.2.1 Mạng thâm nhập vô tuyến (UTRAN)

Cấu trúc mạng thâm nhập vô tuyến UTRAN được cho trong hình 2.3 UTRAN bao gồm một hay nhiều hệ thống con mạng vô tuyến (RNS) Do vậy, RNS là một mạng con trong UTRAN Một RNS gồm một bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) và một hay nhiều Nút B (Node B) Các RNC được kết nối với nhau thông qua giao diện Iur, còn các nút B được kết nối với RNC thông qua giao diện Iub.

RNS

UTRAN

Hình 2.3 : Các phần tử của mạng UMTS

• Thanh ghi định vị thường trú (HLR): là một cơ sở dữ liệu được đặt tại hệ thống chủ của người sử dụng để lưu bản sao chính về lý lịch dịch vụ của người sử dụng Lý lịch dịch vụ này bao gồm: thông tin về các dịch vụ được phép, các vùng không được phép chuyển mạng và thông tin về các dịch vụ bổ xung như: trạng thái chuyển hướng cuộc gọi, số lần chuyển hướng cuộc gọi Các thông tin liên quan đến việc cung cấp các dịch vụ viễn thông được lưu trong HLR không phụ thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao.HLR thường là một máy tính đứng riêng không có khả năng chuyển mạng nhưng có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao

• Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động/bộ ghi định vị tạm trú (MSC/VLR):

để cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh cho UE tại vị trí hiện thời của nó Chức năng của MSC là sử dụng các giao dịch chuyển mạch kênh (CS) và chức năng của VLR là lưu giữ bản sao về lý lịch của người sử dụng khách cũng như vị trí của UE trong hệ thống đang phục vụ ở mức độ chính xác hơn HLR Phần mạng được thâm nhập qua MSC/VLR thường được gọi là vùng CS

• Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng (GMSC): làm nhiệm vụ giao tiếp với mạng ngoài Do vậy GMSC được đặt tại điểm kết nối UMTS với mạng chuyển mạch kênh bên ngoài.

• IWF (chức năng tương tác): bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyền dẫn IWF cho phép mạng W-CDMA kết nối với các mạng khác như: mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh (CSPND), mạng PSTN , mạng ISDN và các mạng PLMN khác

• EIR: thực hiện quản lý thiết bị người sử dụng UE EIR lưu tất cả các dữ liệu liên quan đến UE EIR được nối đến MSC và SGSN qua đường báo hiệu để kiểm tra sự được phép của thiết bị Một thiết bị không được phép sẽ bị cấm

• Trung tâm nhận thực (AUC): quản lý các thông tin nhận thực và mật mã hoá liên quan đến từng cá nhân thuê bao dựa trên khoá bí mật Việc quản lý thuê bao được thực hiện thông qua khoá nhận dạng bí mật duy nhất cho từng thuê bao Khoá này được lưu giữ vĩnh cửu và bí mật trong bộ nhớ của UE

• Node hỗ trợ GPRS phục vụ (SGSN): cung cấp việc định tuyến gói tin từ/tới một vùng dịch vụ của SGSN Nó phục vụ tất cả các thuê bao sử dụng dịch vụ gói nằm trong vùng phục vụ của mình Một thuê bao sử dụng dịch vụ gói có thể được bất cứ SGSN nào trong mạng phục vụ tuỳ thuộc vào vị trí của thuê bao Phần mạng được thâm nhập qua SGSN thường được gọi là vùng PS

• Node hỗ trợ GPRS cổng (GGSN): GGSN được nối tới các mạng ngoài như mạng Internet, mạng X.25 Nhìn từ mạng ngoài thì GGSN đóng vai trò như bộ định tuyến cho các mạng ngoài tới được mạng W-CDMA GGSN tiếp nhận số liệu (có địa chỉ của một người sử dụng nhất định) thì nó sẽ kiểm tra, nếu địa chỉ này là tích cực thì GGSN gửi số liệu đó tới SGSN tương ứng để phục vụ UE Trong trường hợp địa chỉ này là không tích cực thì số liệu thu được bị loại bỏ Các gói tin từ UE nguồn được định tuyến đến đúng mạng đích thông qua GGSN

2.2.3 Thiết bị người sử dụng (UE)

Thiết bị người sử dụng là thiết bị duy nhất mà người sử dụng có thể thường xuyên nhìn thấy của hệ thống UE có thể là thiết bị đặt trong ô tô hay thiết bị xách tay hoặc thiết bị cầm tay Loại thiết bị nhỏ cầm tay là thiết bị phổ biến nhất Ngoài các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện vô tuyến UE còn phải cung cấp các giao diện với người sử dụng như: micro, loa, màn hiển thị, bàn phím Hiện nay người

ta đang cố gắng sản xuất các thiết bị đầu cuối gọn nhẹ để đấu nối với thiết bị người sử dụng Việc lựa chọn thiết bị đầu cuối hiện đang để mở cho các nhà sản xuất Thiết bị người sử dụng gồm hai phần:

• Thiết bị di động (ME): là đầu cuối vô tuyến được sử dụng cho thông tin vô tuyến trên giao diện Uu

• Modul nhận dạng thiết bị UMTS (USIM): là một thẻ thông minh chứa nhận dạng thuê bao để thực hiện các thuật toán nhận thực, lưu giữ các khoá nhận thực và một số thông tin thuê bao cần thiết cho đầu cuối.

2.3 Công nghệ đa truy nhập W – CDMA

WCDMA là công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng sử dụng cho phần giao diện vô tuyến cho hệ thống thông tin di động thế hệ 3- UMTS Các thông số nổi bật đặc trưng cho WCDMA như sau:

• WCDMA là hệ thống đa truy nhập phân chia theo mã trải phổ dãy trực tiếp băng rộng DS-CDMA, nghĩa là các bit thông tin được trải ra trong một băng tần rộng bằng cách nhân dữ liệu người dùng với các bit giả ngẫu nhiên (gọi là chip), các bit này xuất phát từ các mã trải phổ CDMA Để hỗ trợ tốc độ bit cao (lên tới 2Mbps), cần sử dụng các kết nối đa mã và hệ số trải phổ khác nhau

• WCDMA có tốc độ chip là 3.84 Mcps dẫn đến băng thông của sóng mang xấp xỉ 5MHz, nên được gọi là hệ thống băng rộng Băng thông rộng của sóng mang WCDMA hỗ trợ các tốc độ dữ liệu cao của người dùng và đem lại những lợi ích hiệu suất xác định, như là tăng khả năng phân tập đa đường Các nhà vận hành mạng

có thể sử dụng nhiều sóng mang 5MHz để tăng dung lượng, có thể bằng cách sử dụng các lớp tế bào phân cấp Khoảng cách giữa các sóng mang thực tế có thể được chọn là lưới 200KHz trong khoảng 4.4 – 5Mhz tuỳ thuộc vào nhiễu giữa các sóng mang

• WCDMA hỗ trợ tốt các tốc độ dữ liệu người dùng khác nhau hay nói cách khác là hỗ trợ tốt đặc tính băng thông theo yêu cầu (BoD) Mỗi người sử dụng được cấp các khung có độ rộng 10ms, trong khi tốc độ người sử dụng được giữ không đổi

• WCDMA hỗ trợ mô hình hoạt động cơ bản: Chế độ song công phân chia theo tần số FDD và song công phân chia theo thời gian TDD (Time Division Duplex) Trong chế độ FDD, các tần số sóng mang 5MHz khác nhau sẽ được sử dụng cho đường lên và đường xuống, trong khi ở chế đố TDD, chỉ có 1 sóng mang 5MHz được

sử dụng bằng cách chia sẻ miền thời gian cho các đường lên và đường xuống

• WCDMA hỗ trợ hoạt động của các trạm gốc dị bộ

• WCDMA áp dụng kỹ thuật tách sóng kết hợp trên cả đường lên và đường xuống dựa vào việc sử dụng kênh hoa tiêu, có khả năng tăng tổng thể dung lượng và vùng phủ sóng của đường lên

Các thông số chính của WCDMA được liệt kê trong bảng 2.1

Phương thức song công FDD/TDD

nhau được ghép xen trên một kết nối

hoặc kênh pilot chung

Tách sóng nhiều người sử

dụng, các Anten thông minh

Được hỗ trợ bởi các chuẩn, tuỳ chọn trong quá trình thực thi

Bảng 2.1 : Các thông số chính của WCDMA

2.3.1 Đa truy nhập phân chia theo mã

Với phương pháp đa truy cập CDMA sử dụng kỹ thuật trải phổ cho nên nhiều người sử dụng có thể chiếm cùng kênh vô tuyến đồng thời tiến hành các cuộc gọi mà không sợ gây nhiễu lẫn nhau Những người sử dụng nói trên được phân biệt với nhau nhờ dùng một mã đặc trưng không trùng với bất kỳ ai Kênh vô tuyến CDMA được dùng lại mỗi cell trong toàn mạng, và những kênh này cũng được phân biệt nhau nhờ mã trải phổ giả ngẫu nhiên (PN)

Hình 2.4 chỉ ra một ví dụ làm thế nào 3 người sử dụng có thể truy nhập đồng thời trong một hệ thống CDMA

Tại bên thu, người sử dụng 2 sẽ giải trải phổ tín hiệu thông tin của nó trở lại tín hiệu băng hẹp, chứ không phải tín hiệu của bất cứ người nào khác Bởi vì sự tương quan chéo giữa mã của người sử dụng mong muốn và các mã của người sử dụng khác

là rất nhỏ : việc tách sóng kết hợp sẽ chỉ cấp năng lượng cho tín hiệu mong muốn và một phần nhỏ cho tín hiệu của người sử dụng khác và băng tần thông tin

Hình2.4: Nguyên lý của đa truy nhập trải phổ

Độ lợi xử lý và đặc điểm băng rộng của quá trình xử lý đem lại nhiều lợi ích cho các hệ thống CDMA, như hiệu suất phổ cao và dung lượng mềm Tuy nhiên, tất cả những lợi ích đó yêu cầu việc sử dụng kỹ thuật điều khiển công suất nghiêm ngặt và chuyển giao mềm, để tránh cho tín hiệu của người sử dụng này che thông tin của

hệ số trải phổ khác nhau và đảm bảo tính trực giao giữa các mã trải phổ có độ dài khác nhau Các mã định kênh Cch,SF,k (ch là kênh, SF là hệ số trải phổ và 0-k-SF-1) được chọn từ cây mã và cấu trúc cây mã được cho trong hình 1.13 Khi kết nối sử dụng hệ số trải phổ khả biến thì việc sử dụng đúng đắn cây mã cũng cho phép giải trải phổ theo hệ số trải phổ nhỏ nhất Do vậy, chỉ cần sử dụng mã định kênh chọn từ nhánh được chỉ thị bởi mã có hệ số trải phổ nhỏ nhất

Hình 2.5: Cấu trúc cây của mã định kênh

Các mã định kênh được tạo ra theo các biểu thức sau:

Cch,1,0 = (1)[Cch,2,0] = [Cch,1,0 Cch,1,0] = (1,1)[Cch,2,1] = [Cch,1,0 -Cch,1,0] = (1,-1)[Cch,2(n+1),0] = [Cch,2(n),0 Cch,2(n),0]

+ Chế độ FDD: các mã Gold với chu kỳ 10 ms (38400 chip ở 3,84 Mcps)

được sử dụng với độ dài mã bằng 218-1 chip

+ Chế độ TDD: các mã ngẫu nhiên hoá có độ dài 16 chip được sử dụng

Để phân biệt các UE thì các họ mã ngẫu nhiên hoá sau đây được sử dụng:

+ Chế độ FDD: các mã Gold với chu kỳ 10 ms hoặc các mã S(2) có chu kỳ

256 chip

+ Chế độ TDD: các mã có chu kỳ 16 chip cùng với chuỗi chèn giữa có độ

dài phụ thuộc môi trường

2.3.3 Điều khiển công suất

Điều khiển công suất là một công việc quan trọng trong tất cả các hệ thống di động Mục tiêu c ủa điều khi ển công suất bao gồm:

• Khắc phục hiệu ứng gần-xa trên đường lên.

• Tối ưu dung lượng hệ thống bằng việc điều khiển nhiễu

• Làm tăng tối đa tuổi thọ pin của đầu cuối di động.

Hình 2.6 chỉ ra hiệu ứng xa – gần trên đường lên Tín hiệu từ các MS khác nhau

được truyền đi trong cùng băng tần một cách đồng thời trong các hệ thống WCDMA Không có điều khiển công suất, tín hiệu đến từ MS gần với BS nhất có thể chặn các tín hiệu từ các MS khác cách xa BS hơn Trong tình huống xấu nhất, một MS có công suất quá lớn có thể chặn toàn bộ một cell Giải pháp là phải áp dụng điều khiển công suất để đảm bảo rằng các tín hiệu đến từ các đầu cuối khác nhau có cùng công suất hay

có cùng tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SIR) khi chúng đến BS

Hình 2.6: Hiệu ứng gần-xa (điều khiển công suất trên đường lên)

Trên đường xuống, không có hiệu ứng gần-xa do mô hình một-tới-nhiều Điều khiển công suất có nhiệm vụ bù nhiễu bên trong cell gây ra bởi các trạm di động, đặc

biệt là nhiễu gần biên giới của của các cell này (được chỉ ra trong hình 2.7) Hơn thế nữa, điều khiển công suất trên đường xuống có nhiệm vụ làm giảm thiểu toàn bộ nhiễu bằng cách giữ QoS tại mức giá trị mục tiêu

Hình 2.7: Bù nhiễu bên trong cell (điều khiển công suất ở đường xuống)

Nếu không có điều khiển công suất, chỉ một máy di động phát quá công suất có thể làm nghẽn toàn bộ cell

Trong hình 2.7, MS2 phải chịu nhiều nhiễu bên trong cell hơn MS1 Vì thế để đáp ứng mục tiêu chất lượng giống nhau, cần nhiều năng lượng cấp phát cho các kênh đường xuống giữa BS và MS2

Có 3 kiểu điều khiển công suất trong các hệ thống WCDMA : Điều khiển công suất vòng mở, điều khiển công suất vòng kín, và điều khiển công suất vòng bên ngoài

a) Đối với điều khiển công suất vòng mở, được sử dụng trong UMTS FDD cho

việc thiết lập năng lượng ban đầu cho MS Trạm di động sẽ tính toán suy hao đường truyền giữa các trạm gốc và trạm di động bằng cách đo cường độ tín

hiệu nhận sử dụng mạch điều khiển độ tăng ích tự động (AGC) Tuỳ theo sự

tính toán suy hao đường truyền này, trạm di động có thể quyết định công suất phát đường lên của nó Điều khiển công suất vòng mở có ảnh hưởng trong hệ thống TDD bởi vì đường lên và đường xuống là tương hỗ, nhưng không ảnh hưởng nhiều trong các hệ thống FDD bởi vì các kênh đường lên và đường xuống hoạt động trên các băng tần khác nhau và hiện tượng Phadinh Rayleigh trên đường lên và đường xuống độc lập nhau Vậy điều khiển công suất vòng

mở chỉ có thể bù một cách đại khái suy hao do khoảng cách Đó là lý do tại sao điều khiển công suất vòng mở chỉ được sử dụng như là việc thiết lập năng lượng ban đầu trong hệ thống FDD

b) Đối với điều khiển công suất vòng kín, được gọi là điều khiển công suất nhanh

trong các hệ thống WCDMA, có nhiệm vụ điều khiển công suất phát của MS (đường lên), hay là công suất của trạm gốc (đường xuống) để chống lại phadinh của các kênh vô tuyến và đạt được chỉ tiêu tỷ số tín hiệu trên nhiễu SIR được thiết lập bởi vòng bên ngoài Chẳng hạn như trên đường lên, trạm gốc so sánh SIR nhận được từ MS với SIR mục tiêu trong mỗi khe thời gian (0,666ms) Nếu SIR nhận được lớn hơn mục tiêu, BS sẽ truyền một lệnh TPC “0” đến MS thông qua kênh điều khiển riêng đường xuống Nếu SIR nhận được thấp hơn mục tiêu, BS sẽ truyền một lệnh TPC “1” đến MS Bởi vì tần số của điều khiển công suất vòng kín rất nhanh nên có thể bù được phadinh nhanh và cả phadinh chậm

c) Điều khiển công suất vòng bên ngoài cần thiết để giữ chất lượng truyền thông

tại các mức yêu cầu bằng cách thiết lập mục tiêu cho điều khiển công suất vòng kín nhanh Mục đích của nó là cung cấp chất lượng yêu cầu Tần số của điều khiển công suất vòng bên ngoài thường là 10-100Hz

Như vậy, mục đích của điều khiển công suất là phải duy trì SIR tại phía thu ở mức tối ưu Tuy nhiên, giá trị SIR đích là một hàm của chất lượng được yêu cầu cho dịch vụ được hỗ trợ Nếu chúng ta sử dụng tỉ số lỗi khung (FER) ở giao diện vô tuyến

để đo chất lượng dịch vụ thì SIR là một hàm của FER

Điều khiển công suất vòng bên ngoài so sánh chất lượng nhận được với chất lượng yêu cầu Thông thường, chất lượng được định nghĩa là tỷ lỗi bit mục tiêu xác định (BER) hay Tỷ số lỗi khung (FER) Mối quan hệ giữa SIR mục tiêu và mục tiêu chất lượng tuỳ thuộc vào tốc độ di động và hiện trạng đa đường Nếu chất lượng nhận tốt hơn, có nghĩa là mục tiêu SIR đủ cao để đảm bảo QoS yêu cầu Để giảm thiểu khoảng trống, mục tiêu SIR sẽ phải giảm Tuy nhiên, nếu chất lượng nhận xấu hơn chất lượng yêu cầu, mục tiêu SIR phải tăng lên để đảm bảo QoS yêu cầu

2.3.4 Chuyển giao trong hệ thống W-CDMA

Chuyển giao là một phần cần thiết cho việc xử lý sự di động của người sử dụng đầu cuối Nó đảm bảo tính liên tục của các dịch vụ vô tuyến khi người sử dụng di động

di chuyển từ qua ranh giới các ô tế bào Có 4 kiểu chuyển giao trong các mạng di động WCDMA Đó là:

1 Chuyển giao bên trong hệ thống (Inter-system HO): Chuyển giao bên trong

hệ thống xuất hiện trong phạm vi một hệ thống Nó có thể chia nhỏ thành

chuyển giao bên trong tần số (Inter-frequency HO) và chuyển giao giữa các tần

số (Intra- frequency HO) Chuyển giao trong tấn số xuất hiện giữa các cell

thuộc cùng một sóng mang WCDMA, còn chuyển giao giữa các tần số xuất hiện giữa các cell hoạt động trên các sóng mang WCDMA khác nhau

2 Chuyển giao giữa các hệ thống (Intra-system HO): Kiểu chuyển giao này xuất

hiện giữa các cell thuộc về 2 công nghệ truy nhập vô tuyến khác nhau (RAT) hay Các chế độ truy nhập vô tuyến khác nhau (RAM) Trường hợp phổ biến nhất cho kiểu đầu tiên dùng để chuyển giao giữa các hệ thống WCDMA và GSM/EDGE Chuyển giao giữa 2 hệ thống CDMA cũng thuộc kiểu này Một ví

dụ của chuyển giao Intra-RAM là giữa các chế độ UTRA FDD và UTRA TDD

3 Chuyển giao cứng (HHO- Hard Handover): HHO là một loại thủ tục chuyển

giao trong đó tất cả các liên kết vô tuyến cũ của một máy di động được giải phóng trước khi các liên kết vô tuyến mới được thiết lập Đối với các dịch vụ thời gian thực, thì điều đó có nghĩa là có một sự gián đoạn ngắn xảy ra, còn đối với các dịch vụ phi thời gian thực thì HHO không ảnh hưởng gì Chuyển giao cứng diễn ra như là chuyển giao trong cùng tần số và chuyển giao ngoài tần số

4 Chuyển giao mềm (SHO) và chuyển giao mềm hơn(Softer HO): Trong suốt quá

trình chuyển giao mềm, một máy di động đồng thời giao tiếp với cả 2 hoặc nhiều cell ( đối với cả 2 loại chuyển giao mềm) thuộc về các trạm gốc khác nhau của cùng một bộ điều khiển mạng vô tuyến (intra-RNC) hoặc các bộ điều khiển mạng vô tuyến khác nhau (inter-RNC) Trên đường xuống (DL), máy di động nhận các tín hiệu để kết hợp với tỷ số lớn nhất Trên đường lên (UL), kênh mã di động được tách sóng bởi cả 2 BS (đối với cả 2 kiểu SHO), và được định tuyến dến bộ điều khiển vô tuyến cho sự kết hợp lựa chọn Hai vòng điều khiển công suất tích cực đều tham gia vào chuyển giao mềm: mỗi vòng cho một BS Trong trường hợp chuyển giao mềm hơn, một máy di động được điều khiển bởi ít nhất 2 sector trong cùng một BS, RNC không quan tâm và chỉ có một vòng điều khiển công suất hoạt động Chuyển giao mềm và chuyển giao mềm hơn chỉ có thể xảy ra trong một tần số sóng mang, do đó chúng là các quá trình chuyển giao trong cùng tần số

Hình 2.8: Các kiểu chuyển giao khác nhau

2.3.5 Truy nhập gói trong W-CDMA

Truy nhập gói trong W-CDMA cho phép các vật mang không phải thời gian thực

sử dụng các kênh chung, riêng và dùng chung Việc sử dụng các kênh khác nhau được điều khiển bởi bộ lập biểu gói PS (Packet Scheduler) Bộ lập biểu gói thường được đặt

ở RNC vì tại đây việc lập biểu gói có thể thực hiện hiệu quả cho nhiều ô, ngoài ra ở đây cũng xem xét các kết nối chuyển giao mềm

Truy nhập gói sử dụng cho các dịch vụ không theo thời gian thực, lưu lượng gói được đặc trưng bởi các thông số sau :

- Quá trình đến của phiên

- Số cuộc gọi đến phiên

- Thời gian đọc giữa các cuộc gọi

- Số gói trong một cuộc gọi gói

- Khoảng thời gian giữa hai gói trong một cuộc gọi gói

- Kích thước gói

Phương pháp lập biểu gói: Chức năng lập biểu gói là phân chia dung lượng giao

diện vô tuyến khả dụng giữa các người sử dụng Bộ lập biểu gói có thể quyết định tốc

độ bit phân bổ và thời gian phân bổ Thuật toán lập biểu gói trong W-CDMA được thực hiện theo hai phương pháp: phân chia theo mã và phân chia theo tần số Trong phương pháp phân chia theo mã, khi có nhu cầu tăng dung lượng thì tốc độ bit phân bổ cho người sử dụng sẽ giảm đi Trong phương pháp phân chia theo thời gian biểu dung lượng được dành cho một số ít người theo từng thời điểm, như vậy người sử dụng có thể có tốc độ bit cao nhưng chỉ có thể sử dụng trong thời gian ngắn Trong trường hợp

số người sử dụng tăng thì phải đợi truyền dẫn lâu hơn Thực tế quá trình lập biểu gói là

sự kết hợp của hai phương pháp trên

Lập biểu phân chia theo thời gian : Khi bộ lập biểu phân chia thời gian phân bổ

các tốc độ gói, cần xét đến hiệu năng vô tuyến Thông thường các dịch vụ tốc độ bit cao đòi hỏi ít năng lượng bit hơn, vì thế phân chia theo thời gian có ưu điểm là Eb/No

thấp hơn Ngoài ra thời gian trễ trung bình trong phương pháp này là ngắn hơn so với phương pháp phân chia theo mã

Nhược điểm chính của phương pháp phân chia thời gian là :

• Thời gian truyền dẫn ngắn trong khi việc thiết lập và giải phóng kết nối đòi hỏi thời gian dài thậm chí đến vài khung

• Việc sử dụng phân bổ theo thời gian bị hạn chế bởi dải tốc độ cao do hạn chế công suất của MS ở đường lên

• Phương pháp này sử dụng các tốc độ bit cao và tạo ra lưu lượng dạng cụm, điều này dẫn đến sự thay đổi cao ở các mức nhiễu so với lập biểu phân chia theo mã

Lập biểu phân chia theo mã : Trong lập biểu phân chia theo mã tất cả người sử

dụng được ấn định một kênh khi họ cần chúng Nếu nhiều người sử dụng gói yêu cầu

Phiên dịch vụ gói Cuộc gọi gói

lưu lượng thì tốc độ bit phải thấp hơn ở lập biểu theo thời gian

Các ưu điểm chính của phương pháp này là :

• Trong lập biểu phân chia theo mã, việc thiết lập và giải phóng sẽ gây ra ít tổn thất dung lượng hơn do tốc độ bit thấp và thời gian truyền dẫn lâu hơn Do tốc

độ bit thấp việc phân bổ tài nguyên ở lập biểu gói phân chia theo mã đòi hỏi nhiều thời gian hơn ở lập biểu gói phân chia theo thời gian Điều này cho phép

dự báo được mức nhiễu

• Lập biểu phân chia theo mã có thể là tĩnh hoặc động Trong lập biểu tĩnh, tốc độ bit được phân bổ duy trì cố định trong suốt thời gian kết nối Trong lập biểu động, tốc độ bit có thể thay đổi để phù hợp với lưu lượng gói

• Phương pháp lập biểu này đòi hỏi các khả năng của MS thấp hơn

2.4 Kết luận chương

Trong chương này đã giới thiệu được các tính chất, dịch vụ mạng 3G cũng như các kỹ thuật được sử dụng trong WCDMA Trên cơ sở đó người ta tiến hành quy hoạch mạng WCDMA Quy trình quy hoạch mạng WCDMA sẽ được trình bày ở chương tiếp theo

CHƯƠNG 3:

QUY HOẠCH MẠNG 3G3.1 Giới thiệu chung

Quá trình quy hoạch mạng vô tuyến WCDMA đa dịch vụ là một quá trình hoàn thiện kết hợp dung lượng với chất lượng và vùng phủ Trong quá trình định nghĩa quy hoạch mạng vô tuyến WCDMA giải thích các yêu cầu lưu lượng, QoS và các yêu cầu của các vùng phủ với mật độ site Hơn nữa, ảnh hưởng của điều khiển công suất nhanh (xét trong trường hợp MS di chuyển chậm) tới các việc định cỡ và quy hoạch mạng được phân tích

Quá trình quy hoạch mạng vô tuyến WCDMA bao gồm:

- Định cỡ mạng

- Hoạch định dung lượng và vùng phủ chi tiết

- Tối ưu mạng

Quá trình được chỉ ra trong hình vẽ 3.1 Quá trình quy hoạch mạng cũng có các pha

và có các đầu vào và đầu ra tương ứng Sự khởi xướng cho quá trình quy hoạch mạng

Tối ưu hoá

Định cỡ - Sơ bộ số trạm gốc- Cấu hình đài trạm.

- Chọn đài trạm.

- Chọn cấu hình BS.

- Các thông số RRM.

- Phân tích chất lượng phục vụ

Điều chỉnh thông số RRM

Kết quả đo hiệu

năng mạng

Đầu ra

Hình 3.1: Quá trình quy hoạch mạng vô tuyến cho hệ thống

thông tin di động thế hệ ba.

• Các chỉ tiêu kỹ thuật dưới mức mục tiêu được thiết lập.

• Sự thay đổi trong chiến lược kinh doanh

• Phát triển các dịch vụ mới

• Sự thay đổi về quyền ưu tiên các dịch vụ

• Sự thay đổi trong quyền ưu tiên của khách hàng

3.2 Quá trình quy hoạch mạng

3.2.1 Xác định kích thước ô (Định cỡ mạng)

Giai đoạn định kích cỡ sẽ đưa ra dự tính số đài trạm, số trạm gốc, cấu hình các phần tử gốc và các phần tử mạng khác trên cơ sở các yêu cầu của nhà khai thác trong vùng Định cỡ phải thực hiện được các yêu cầu của nhà khai thác về vùng phủ, dung lượng và chất lượng phục vụ Việc quy hoạch dung lượng và vùng phủ phải được xem xét đồng thời do dung lượng và vùng phủ có quan hệ chặt chẽ với nhau trong mạng di động

Mục tiêu của pha định cỡ mạng là tính toán mật độ site và cấu hình site yêu cầu cho các vùng phủ quan tâm Các hoạt động quy hoạch mạng truy nhập mạng vô tuyến RAN bao gồm: Tính toán quỹ liên kết vô tuyến (RLB), phân tích vùng phủ, đánh giá dung lượng và cuối cùng là tính toán cho tổng số các thiết bị phần cứng trạm gốc, các site và bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC), các thiết bị tại các giao diện khác nhau và phần tử mạng lõi (như là các vùng chuyển mạch kênh và các vùng chuyển mạch gói ).Định cỡ mạng vô tuyến WCDMA là một quá trình quy hoạch ban đầu nhờ đó mà cấu hình của mạng và tổng các thiết bị mạng được tính toán, dựa vào các yêu cầu của nhà vận hành mạng Các yêu cầu của nhà vận hành mạng liên quan đến các đặc điểm sau:

- Vùng phủ:

• Vùng phủ sóng

• Thông tin về loại vùng phủ sóng

• Điều kiện truyền sóng

- Dung lượng:

• Phổ sẵn có

• Dự đoán sự tăng trưởng số thuê bao

• Thông tin mật độ lưu lượng

3.2.1.1 Phân tích vùng phủ

Quá trình phân tích vùng phủ sóng vô tuyến là việc thực hiện khảo sát các địa điểm cần phủ sóng và kiểu vùng phủ cần cung cấp cho các địa điểm này Các loại vùng phủ thông thường như: các vùng thương mại, các vùng dân số có mật độ dân số cao, và các đường cao tốc chính Do vậy cần phải có các thông tin về các vùng cần phủ sóng Các thông tin có thể dựa trên bản đồ như: mật độ dân cư, vùng đó là thành phố, ngoại ô, nông thôn, vùng nào là khu thương mại,du lịch, khu công nghiệp…

Mục đích của quá trình khảo sát này bao gồm:

• Để đảm bảo cung cấp một dung lượng phù hợp cho các vùng này

• Biết được đặc điểm truyền sóng của vùng để xác định môi trường truyền sóng

vì mỗi môi trường sẽ có tác động trực tiếp đến mô hình truyền sóng

có thể sử dụng được nhiều dịch vụ Một số dịch vụ chính thường dùng trong hệ thống truy nhập WCDMA:

Bảng 3.2: Các loại loại dịch vụ chính của WCDMA

Ứng với mỗi loại hình dịch vụ sẽ có bán kính phục vụ tương ứng phụ thuộc vào

mã trải phổ, công suất phát cực đại và chất lượng dịch vụ yêu cầu Tùy theo mỗi khu vực và dự báo nhu cầu sử dụng dịch vụ thì sẽ có các bán kính phục vụ khác nhau, chẳng hạn như hình dưới đây sẽ mô tả bán kính tối đã của các loại dịch vụ (ứng trường hợp dịch vụ sử dụng liên tục)

Hình 3.2: Vùng phủ sóng của cell theo các loại dịch vụ khác nhau.

Các thông tin về vùng phủ sẽ được dùng để chuẩn bị quy hoạch vùng phủ ban đầu Trước khi quy hoạch vùng phủ cần phải quan tâm đầu tiên đến quỹ đường truyền

vô tuyến Quỹ đường truyền vô tuyến đặc trưng cho từng loại dịch vụ, tức là mỗi loại dịch vụ yêu cầu một quỹ đường truyền nhất định đảm bảo đáp ứng các yêu cầu đặt ra

 Tính toán quỹ đường truyền vô tuyến

Quỹ đường truyền trong hệ thống WCDMA cũng giống như các hệ thống thông tin khác, dùng để tính toán suy hao đường truyền cho phép lớn nhất

để tính toán vùng phủ (tính bán kính cell) của một trạm gốc và trạm di động Các thành phần để tính suy hao cho phép lớn nhất của tín hiệu từ trạm phát đến trạm thu gọi là quỹ đường truyền Quỹ đường truyền tổng quát cho cả đường lên và đường xuống bao gồm các thành phần sau:

(a) Công suất máy phát (dBm):

(a1) Công suất máy phát trung bình trên một kênh lưu lượng (dBm): là

giá trị trung bình của công suất phát tổng trên một chu trình truyền dẫn với công suất phát cực đại lúc bắt đầu phát

(a2) Công suất máy phát cực đại trên một kênh lưu lượng (dBm): công

suất tổng cộng tại đầu ra của máy phát cho một kênh lưu lượng đơn

(a3) Công suất máy phát tổng cộng cực đại (dBm): tổng công suất phát

cực đại của tất cả các kênh

(b) Tổn hao do ghép, giắc cắm và do cáp(máy phát) (dB):

Suy hao tổng cộng của tất cả các thành phần của hệ thống truyền dẫn giữa đầu ra của máy phát và đầu vào anten

(c) Tăng ích anten phát (dBi):

Tăng ích cực đại của anten phát trong mặt phẳng ngang (xác định theo dB

so với một vật phát xạ đẳng hướng)

(d) EIRP của máy phát (dBm):

(d1) EIRP của máy phát trên một kênh lưu lượng (dBm): tổng công suất

đầu ra máy phát cho một kênh (dBm), các suy hao do hệ thống truyền dẫn (-dB) và tăng ích anten máy phát (dBi) theo hướng bức xạ cực đại

(d2) EIRP của máy phát: tổng của công suất máy phát của tất cả các

kênh (dBm), các suy hao do hệ thống truyền dẫn (-dB), và tăng ích anten phát (dBi)

(e) Tăng ích anten thu (dBi):

Tăng ích tối đa của anten thu trong mặt phẳng ngang; nó được xác định theo dB so với một vật phát xạ đẳng hướng

(f) Tổn hao do bộ chia, đầu nối và do cáp (Máy thu) (dB):

Bao gồm các tổn hao của tất cả các thành phần trong hệ thống truyền dẫn giữa đầu ra của anten thu và đầu vào của máy thu

(g) Hệ số tạp âm máy thu (dB):

Hệ số tạp âm của hệ thống thu tại đầu vào máy thu

(h) (H) Mật độ tạo âm nhiệt, N 0 (dBm/Hz):

Công suất tạp âm trên một Hz tại đầu vào máy thu Lưu ý rằng (h) là đơn

vị logarit còn (H) là theo đơn vị tuyến tính

(i) (I) Mật độ nhiễu máy thu I 0 (dBm/Hz):

Công suất nhiễu trên một Hz tại đầu vào máy thu Nó tương ứng với tỷ

số công suất nhiễu trong dải trên độ rộng băng tần Lưu ý (i) là theo đơn vị logarit và (I) theo đơn vị tuyến tính Mật độ nhiễu máy thu I0 đối với đường xuống là công suất nhiễu trên một Hz tại máy thu MS ở biên giới vùng phủ sóng, trong một cell phía trong

(j) Mật độ tạp âm nhiễu hiệu dụng tổng cộng (dBm/Hz):

Tổng logarit của mật độ tạp âm máy thu và hệ số tạp âm máy thu cộng

số học với mật độ nhiễu máy thu

(k) Tốc độ thông tin (10log 10 (R b )) (dBHz):

Tốc độ bit của kênh theo (dBHz); việc lựa chọn Rb phải phù hợp với các giả thiết Eb

(l) Tỷ số E b /(N 0 +I 0 ) yêu cầu (dB):

Tỷ số giữa năng lượng thu được của một bít thông tin trên mật độ công suất nhiễu và tạp âm hiệu dụng cần thiết để thoả mãn được các mục tiêu về chất lượng

(m) Độ nhạy máy thu (j+k+l) (dBm):

Mức tín hiệu cần đạt được tại đầu vào máy thu để có được tỷ số Eb/(N0+I0) yêu cầu

(n) Độ lợi/ Suy hao chuyển giao (dB):

Độ lợi/suy hao (÷) do việc chuyển giao để duy trì độ tin cậy cụ thể tại biên giới cell

(o) Tăng ích (độ lợi) phân tập (dB):

Tăng ích hiệu dụng đạt được nhờ sử dụng các kỹ thuật phân tập Nếu tăng ích phân tập đã được gộp trong Eb/(N0+I0), thì nó sẽ không được đưa thêm

ở đây

(o’) Các tăng ích khác (dB):

Các tăng ích phụ, ví dụ như đa truy nhập phân tập theo không gian có thể tạo thêm tăng ích anten

(p) Độ dự trữ phadinh chuẩn Log (dB):

Được xác đinh tại biên giới cell đối với các cell riêng lẻ ứng với độ dự trữ yêu cầu để cung cập xác suất phủ sóng xác định trên các cell riêng lẻ

(q) Suy hao đường truyền tối đa (dB):

Suy hao tối đa để cho phép để máy thu có thể thu được tín hiệu từ máy phát tại biên giới cell:

Suy hao tối đa = d1–m+(e-f)+o+o’+n-p

(r) Bán kính tối đa, R max (km):

Được tính toán cho mỗi hoàn cảnh triển khai, nó được xác định bằng bán kính ứng với suy hao tối đa