Chương này sẽ tập trung trình bày tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba và một bộ phận quan trọng của nó là hệ thống UMTS mà cụ thể là công nghệ truy cập vô tuyến WCDMA c
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Điện Tử Viễn Thông
Trang 2Mục lục
===========================================================
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ 3
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU 5
BẢNG TRA TỪ VIẾT TẮT 6
PHẦN MỞ ĐẦU 9
CHƯƠNG I 10
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THỨ 3 WCDMA 10
1.1 Giới thiệu chương .10
1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 IMT-2000 10
1.3 Hệ thống WCDMA .11
1.3.1 Khổi phát hiện và sửa lỗi CRC và FEC .12
1.3.1.1 Mã CRC 12
1.3.1.2 Mã FEC 13
1.3.1.3 Mã chập 14
1.3.1.4 Mã Turbo 15
1.3.2 Điều chế QPSK .15
1.3.3 Trải phổ trong WCDMA 16
1.3.4 Mã Scrambling hay PN trong hệ thống WCDMA 16
1.4 Cấu trúc hệ thống WCDMA .17
1.5 Giao diện vô tuyến (Uu) 19
1.5.1 Cấu trúc giao thức Uu 19
1.5.2 Các kênh logic .20
1.5.3 Các kênh truyền tải 20
1.5.4 Các kênh vật lý 21
1.5.5 Chuyển đổi các kênh truyền .25
1.6 Thủ tục tìm kiếm cell .25
1.7 Kết luận chương 26
CHƯƠNG II 27
ANTENNA 27
2.1 Giới thiệu chương .27
2.2 Giới thiệu về Antenna 27
2.3 Các thông số của antenna 28
2.3.1 Hệ số tăng ích G .28
2.3.1 Độ rộng búp sóng trong antenna (BW) 28
2.3.1 Góc phân cực: 29
2.3.1 Phân tập trong antenna 30
2.3.1 Dải tần hoạt động của antenna .30
2.3.1 Góc ngiêng của búp sóng 30
2.3.6.1 Chỉnh điện 31
2.3.6.2 Chỉnh cơ .31
2.3.1 Tỉ số F/R 32
2.3.1 Trở kháng vào của antenna .32
2.3.1 Hệ số sóng đứng VSWR .32
2.4 Các loại antenna thường được sử dụng trong hệ thống WCDMA 33
2.5 Vùng phủ của antenna 34
2.6 Kết luận chương 34
CHƯƠNG III 35
Trang 3QUY HOẠCH VÔ TUYẾN WCDMA 35
3.1 Tính toán vùng phủ của mạng 36
3.1.1 Tính toán quỹ đường truyền vô tuyến 36
3.1.1.1 Đánh giá suy hao đường truyền 37
3.1.1.2 Công suất phát của Node B 38
3.1.1.3 Công suất phát của UE 40
3.1.1.4 Hệ số tăng ích của anten 40
3.1.1.5 Suy hao do feeder 40
3.1.1.6 Suy hao do cơ thể 41
3.1.1.7 Tăng ích xử lý 41
3.1.1.8 Giá trị E b /N o yêu cầu 42
3.1.1.9 Dự trữ nhiễu 43
3.1.1.10 Độ nhạy máy thu 44
3.1.1.11 Tăng ích chuyển giao mềm 45
3.1.1.12 Dự trữ điều khiển công suất 46
3.1.1.13 Dự trữ fading 46
3.1.1.14 Suy hao do đâm xuyên 46
3.1.1.15 Ví dụ về quỹ đường truyền vô tuyến 47
3.1.2 Tính toán vùng phủ của ô 49
3.1.2.1 Mô hình Modified Hata COST231 50
3.1.2.4 Tính toán bán kính phục vụ của ô và vùng phủ của ô 53
3.2 Tính toán dung lượng của mạng 54
3.2.1 Phân tích dung lượng hướng lên 54
3.2.1.1 Mô hình hạn chế nhiễu 54
3.2.1.2 Tham số tải hướng lên 56
3.2.2 Phân tích dung lượng hướng xuống .56
3.2.2.1 Tham số tải hướng xuống 56
3.2.2.2 Công suất phát tổng cộng của Node B 57
3.2.3 Định cỡ dung lượng mạng 58
3.2.3.1 Thuật toán Campbell 58
3.2.3.2 Tính toán số ô cần thiết 59
3.4 Tính toán quy hoạch mạng với trường hợp cụ thể 63
CHƯƠNG IV 70
MÔ PHỎNG QUY HOẠCH MẠNG WCDMA 70
4.1 Giới thiệu chung 70
4.2 Giới thiệu công cụ mô phỏng Atoll 72
4.3 Quá trình mô phỏng 73
4.3.1 Dữ liệu địa lý 74
4.3.2 Thiết lập các thông số mô phỏng 75
4.3.2.1 Mô hình truyền sóng 75
4.3.2.2 Tham số của mạng UMTS 76
4.3.2.3 Thiết lập các thông số của Node B 78
4.3.3 Kết quả mô phỏng 79
4.3.4 So sánh với thực tế tại TP Đà Nẵng 88
KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG MỞ RỘNG 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO 93
Trang 4Danh sách các hình vẽ
===========================================================
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
Hình 1 1 Các khu vực dịch vụ của IMT-2000 .11
Hình 1 2 Cấu trúc khối phát của hệ thống WCDMA 12
Hình 1 3 Ảnh hưởng của nhiễu lên tín hiệu 12
Hình 1 4 Ví dụ về mã CRC 13
Hình 1 5 Đa thức sinh được sử dụng trong WCDMA .13
Hình 1 6 Mã chập 14
Hình 1 7 Khối tạo từ mã chập1/2 .14
Hình 1 8 Khối tạo mã chập 1/3 .14
Hình 1 9 Khối tạo mã và giải mã Turbo .15
Hình 1 10 Điều chế QPSK .15
Hình 1 11 Trải phổ trực tiếp 16
Hình 1 12 Khối tạo mã PN 16
Hình 1 13 Mã sambling cơ bản 17
Hình 1 14 Cấu trúc hệ thống UMTS .18
Hình 1 15 Cấu trúc giao thức của hệ thống UMTS .19
Hình 1 16 Cấu trúc đóng gói khung trong hệ thống WCDMA 20
Hình 1 17 Cấu trúc khung tổng quát của kênh vật lý 21
Hình 1 18 Cấu trúc từ mã đồng bộ chính PSCH 22
Hình 1 19 Cấu trúc từ mã đồng bộ phụ cho các nhóm mã Scrambling .22
Hình 1 20 Cấu trúc kênh PCCPCH 22
Hình 1 21 Cấu trúc kênh điều khiển vật lý chung dùng phụ SCCPCH .23
Hình 1 22 Cấu trúc khung kênh hao tiêu CPICH 23
Hình 1 23 Cấu trúc kênh chỉ số AICH .23
Hình 1 24 Cấu trúc kênh tìm gọi 24
Hình 1 25 Cấu trúc khung dành riềng của đường xuống và đường lên .24
Hình 1 26 Ánh xạ kênh logic và kênh truyền tải .25
Hình 1 27 Ánh xạ kênh vật lý và kênh truyền tải 25
Hình 1 28 Ví dụ về đồng bộ khung cell có mã Scrambling thuộc nhóm 1] 26
Hình 2 1 Cấu trúc của phần tử dipole .27
Hình 2 2 Hình dạng bức xạ lý thuyết của các loại antenna 27
Hình 2 3 Ví dụ về hệ số tăng ích G 28
Hình 2 4 Độ rộng búp sóng của antenna theo phương ngang 29
Hình 2 5 Độ rộng búp sóng của antenna theo phương thẳng đứng 29
Hình 2 6 Các loại phân cực của antenna .29
Hình 2 7 Phân tập theo phân cực của antenn .30
Hình 2 8 Góc ngiêng của búp sóng bức xạ .30
Hình 2 9 Chỉnh điện, chỉnh cơ .31
Hình 2 10 Chỉnh điện trong antenna .31
Hình 2 11 Chỉnh cơ trong antenna .31
Hình 2 12 Bức xạ trước và sau antenna .32
Hình 2 13 Hệ số phản xạ 32
Hình 2 14 Bán kính phủ của antenna .34
Trang 5Hình 3 1:Quá trình quy hoạch mạng 35
Hình 3 2: Quỹ đường truyền vô tuyến trong WCDMA .37
Hình 3 3: Công suất phát của của các kênh logic .39
Hình 3 4: Tăng ích xử lý với các dịch vụ khác nhau .41
Hình 3 5: Sự phụ thuộc dự trữ nhiễu với tải của Node B .44
Hình 3 6: Tín hiệu và nhiễu tại đầu vào và đầu ra của bộ khuếch đại .45
Hình 3 7: Mô hình suy hao đâm xuyên 46
Hình 3 8: Định nghĩa các tham số mô hình Walfisch-Ikegami 51
Hình 3 10: Quan hệ giữa công suất phát và số người dùng cho phép 58
Hình 4 1: Sơ đồ triển khai mạng trong thực tế 70
Hình 4 2: Khu vực khảo sát trên thực tế .72
Hình 4 3: Sơ đồ quá trình mô phỏng 73
Hình 4 4: Quan hệ giữa công suất phát và số người dùng cho phép 75
Hình 4 5: Thiết lập đặc tính của dịch vụ thoại .76
Hình 4 6: Thiết lập đặc tính di động cho người di chuyển chậm (đi bộ) 77
Hình 4 7: Đặc tính đối với người dùng tiêu chuẩn 77
Hình 4 8: Đặc tính đối với môi trường thành phố đông đúc 77
Hình 4 9: Thông tin mô tả về sites .78
Hình 4 10: Thông tin mô tả về transmitters .78
Hình 4 11: Thông tin mô tả về cells 79
Hình 4 12: Vùng phủ của các transmitter ban đầu 79
Hình 4 13: Độ mạnh tín hiệu sóng mang ban đầu 80
Hình 4 14: Phân bố Ec/Io ban đầu .80
Hình 4 15: Vùng lặp giữa các cell ban đầu .81
Hình 4 16: Vùng phủ của các transmitter sau tối ưu 81
Hình 4 17: Độ mạnh sóng mang trước và sau khi tối ưu .82
Hình 4 18: Tăng ích của RSCP sau khi tối ưu .82
Hình 4 19: So sánh Ec/Io trước và sau khi tối ưu .83
Hình 4 20: Tăng ích của Ec/Io sau tối ưu 84
Hình 4 21: So sánh vùng lặp trước và sau tối ưu .85
Hình 4 22: Tăng ích vùng lặp sau tối ưu 85
Hình 4 23: Hoạt động của các dịch vụ .87
Hình 4 24: Thống kê hoạt động của mạng .87
Hình 4 25: Phân bố các sites trong thực tế 88
Hình 4 26: Phân bố RSCP theo mô phỏng 88
Hình 4 27: Phân bố RSCP trong thực tế .89
Hình 4 28: Phân bố Ec/I0 theo mô phỏng .89
Hình 4 29: Phân bố Ec/I0 trên thực tế .90
Trang 6Danh sách các bảng biểu
===========================================================
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 3 1: Công suất các kênh dùng chung khi không có dịch vụ HSDPA .38
Bảng 3 2: Công suất các kênh dùng chung khi có dịch vụ HSDPA .39
Bảng 3 3: Các lớp công suất của UE 40
Bảng 3 4: Giá trị Eb/No của một số dịch vụ 43
Bảng 3 5: Quỹ đường truyền hướng lên với dịch vụ CS-64K .47
Bảng 3 6: Quỹ đường truyền hướng xuống với dịch vụ PS-128K 48
Bảng 3 7: Hằng số lệch với một số hệ thống .52
Bảng 3 8: Giá trị các hệ số ảnh hưởng K trong hệ thống UMTS 53
Bảng 3 9: Giá trị các hệ số K trong tính toán phủ sóng .54
Bảng 3 10: Ví dụ khả năng bộ điều khiển mạng vô tuyến 60
Bảng 3 11: Giải thích các tham số dùng trong Phương trình (3.45) .61
Bảng 3 12: Giả thiết hướng lên của các dịch vụ 64
Bảng 3 13: Giả thiết hướng xuống của các dịch vụ 64
Bảng 3 14: Giả thiết quỹ đường truyền hướng lên 64
Bảng 3 15: Bán kính phủ sóng của ô đối với từng dịch vụ 65
Bảng 3 16: Mật độ tương đương của từng dịch vụ 66
Bảng 4 1: Độ phân giải của bản đồ số ứng với từng trường hợp 74
Bảng 4 2: Thống kê RSCP trước và sau tối ưu .83
Bảng 4 3: Thống kê Ec/Io trước và sau tối ưu .84
Bảng 4 4: Thống kê servers trước và sau tối ưu 86
Bảng 4 5: Thông tin thay đổi các site khi tối ưu .86
Bảng 4 6: Thống kê chất lượng trước và sau tối ưu 86
Bảng 4 7: Thống kê RSCP giữa mô phỏng và thực tế .89
Bảng 4 8: Thống kê Ec/I0 giữa mô phỏng và thực tế 90
Trang 7BẢNG TRA TỪ VIẾT TẮT
1G First Generation Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 2G Second Generation Hệ thống thông tin di động thế hệ 2 3G Third Generation Hệ thống thông tin di động thế hệ 3
A
AuC Authentication Centre Trung tâm nhận thực
B
BHCA Busy Hours Call Attemp Nỗ lực gọi trong giờ bận
BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit
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
C/I Carrier to Interference
ratio Tỷ số sóng mang trên nhiễu
D
DSSS Direct Sequence Spread
Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp
E
EIR Equipment Identity Centre Trung tâm chỉ thị thiết bị
EIRP Effective Isotropically
Trang 8Chương 1: Tổng quan về WCDMA
===========================================================
Multiple Access
G
GoS Grade of Service Cấp độ phục vụ
GSM Global System for Mobile
Communication Hệ thống thông tin di động toàn cầu
H
HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú
I
IS-95A Interim Standard 95A Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA
cải tiến của Mỹ (Qualcomm)
L
LAC Location Area Code Mã định vị
LAI Location Area Identity Chỉ thị định vị
M
MAI Multiple Access
Interference Nhiễu đa truy nhập
ME Mobile Equipment Thiết bị di động
O&M Operations and
Maintenance Vận hành và bảo dưỡng
P
PN Pseudo Noise Nhiễu giả ngẫu nhiên
Trang 9PLMN Public Land Mobile
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
QPSK Quadrature Phase Shift
TDMA Time Division Multiple
Access Đa truy cập phân chia theo thời gian
U
UE User Equipment Thiết bị người sử dụng
V
VLR Visitor Location Register Thanh ghi định vị thường trú
Trang 10Phần mở đầu
===========================================================
PHẦN MỞ ĐẦU
-||| - Cùng với sự phát triển của các ngành công nghệ điện tử, tin học, thông tin di động trong những năm qua đã và đang phát triển mạnh mẽ cung cấp các loại hình dịch vụ đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng Kể từ khi ra đời vào cuối năm 1940 cho đến nay thông tin di động đã phát triển qua nhiều thế hệ khẳng định vị trí, tầm quan trọng của nó Phát triển từ hệ thống thông tin di động tương tự 1G, các hệ thống thông tin di động số thế hệ 2 ra đời đánh dấu sự thành công của công nghệ GSM với hơn 70% thị phần thông tin di động trên toàn cầu Tuy nhiên GSM chỉ đáp ứng tốt dịch vụ thoại trong khi nhu cầu dịch vụ số liệu ngày một gia tăng Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 ra đời nhằm đáp ứng các nhu cầu về truyền số liệu
“Quy hoạch vô tuyến cho mạng thông tin di động 3G” nhằm đảm bảo đưa đến sự chuẩn bị tốt nhất để triển khai hệ thống mạng luôn hoạt động tốt, tin cậy đáp ứng kịp thời nhu cầu người sử dụng, với chi phí tối ưu nhất Trong đồ án em tập trung tìm hiểu cơ sở lý thuyết và các quy trình trong quá trình quy hoạch vô tuyến, làm rõ các mục tiêu, nhiệm vụ đạt được trong quá trình quy hoạch Nội dung của đồ
án chủ yếu nói về các bước để quy hoạch mạng vô tuyến từ việc tính toán quỹ đường truyền vô tuyến, xác định vùng phủ của ô đến định cỡ dung lượng mạng để
từ đó tính toán đưa ra số lượng trạm phát cần thiết và cấu hình của từng trạm đó
Nội dung của đồ án gồm 4 chương
Chương 1: trình bày tổng quan về hệ thống thông tin di động WCDMA Chương 2: trình bày thông số và ảnh hưởng của nó tới vùng phủ của antenna Chương 3: trình bày quy hoạch vô tuyến cho mạng thông tin di động 3G Chương 4: trình bày mô phỏng quy hoạch mạng WCDMA
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn TS Phạm Hải Đăng đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ về kiến thức chuyên môn cũng như cung cấp cho em các tài liệu tham khảo cần thiết để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp này
Hà Nội, tháng 10 năm 2010
Học viên thực hiện Cao Ngọc Hòe
Trang 11CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
THỨ 3 WCDMA
-||| -
Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 2 (2G) ra đời vào những năm đầu 1990
ở châu Âu có tên gọi là GSM sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) Với sự phát triển nhanh chóng của thuê bao, hệ thống thông tin di động 2G lúc đó đã đáp ứng kịp thời số lượng lớn các thuê bao di động dựa trên công nghệ
số Cùng với sự phát triển của các dịch vụ số liệu, ưu điểm vượt trội của dịch vụ số liệu chuyển mạch gói dựa trên nền tảng IP đặt ra các yêu cầu mới đối với hệ thống thông tin di động Trước hoàn cảnh đó từ những thập niên 1990 hiệp hội viễn thông quốc tế ITU đã ngiên cứu và đưa ra đề án tiêu chuẩn hoá để xây dựng hệ thống thông tin di động thế hệ ba với với tên gọi là IMT- 2000 Đồng thời các cơ quan về tiêu chuẩn hoá xúc tiến việc xây dựng một tiêu chuẩn hoá áp dụng cho IMT- 2000
thông qua dự án 3GPP Hệ thống thông tin di động thế hệ ba được ra đời từ dự án
3GPP được gọi là hệ thống thông tin di động UMTS/WCDMA
Chương này sẽ tập trung trình bày tổng quan về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba và một bộ phận quan trọng của nó là hệ thống UMTS mà cụ thể là công nghệ truy cập vô tuyến WCDMA (chế độ FDD) trong hệ thống UMTS thông qua tìm hiểu sơ bộ về cấu trúc mạng và các kênh vô tuyến trong hệ thống
Hệ thống thông tin di động thế hệ ba xây dựng trên cơ sở tiêu chuẩn chung IMT
2000 Các tiêu chí chung để xây dựng IMT- 2000 như sau :
• Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2 GHz:
o Đường lên : 1885 – 2025 MHz
o Đường xuống : 2110 – 2200 MHz
• Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại thông tin vô tuyến:
o Tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến
Trang 12Chuơng 1: Tổng quan về WCDMA
===========================================================
o Lặp cho mọi loại dịch vụ viễn thông
• Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện đồng thời cho tiếng, số liệu chuyển mạch kênh và số liệu chuyển mạch gói
• Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới xuất hiện
• Cung cấp hai mô hình truyền dữ liệu đồng bộ và không đồng bộ
• Có khả năng chuyển vùng toàn cầu
• Có khả năng sử dụng giao thức Internet
• Hiệu quả sử dụng phổ tần cao hơn các hệ thống đã có
Môi trường hoạt động của IMT- 2000 được chia thành bốn vùng với tốc độ bit Rb phục vụ như sau :
Hình 1 1 Các khu vực dịch vụ của IMT-2000
• Vùng 1 : trong nhà, ô pico, Rb = 2 Mbps
• Vùng 2 : thành phố, ô micro, Rb = 384 Kbps
• Vùng 3 : ngoại ô, ô macro, Rb = 144 Kbps
• Vùng 4 : toàn cầu, Rb = 9,6 Kbps
Hiện nay hai tiêu chuẩn đã được chấp thuận cho IMT- 2000 là :
• WCDMA được xây dựng trên cơ sở cộng tác của Châu Âu và Nhật Bản
• CDMA 2000 do Mỹ xây dựng
Hình dưới cho ta thấy cấu trúc của bộ phát trong hệ thống WCDMA
Trang 13Hình 1 2 Cấu trúc khối phát của hệ thống WCDMA
1.3.1 Khối phát hiện và sửa lỗi CRC và FEC
Trong các hệ thống thông tin đi động sử dụng sóng vô tuyến luôn có ảnh hưởng của nhiễu lên kênh truyền
Hình 1 3 Ảnh hưởng của nhiễu lên tín hiệu
Nhiễu gây méo tín hiệu, trong hệ thống tương tự nhiễu có thể được chấp nhận song trong hệ thống số có yêu cầu của nó khắt khe hơn chính vì vậy cần có cơ chế phát hiện và sửa lỗi
1.3.1.1 Mã CRC
Mã CRC được sử dụng để phát hiện lỗi của khối dữ liệu Nó chính là số dư của khối dữ liệu với đa thức sinh Mã này gắn vào khối dữ liệu đó và gởi tới bên
Trang 14Chuơng 1: Tổng quan về WCDMA
=========================================================== thu Bên thu nhận được sau khi tách mã CRC ở bên phát nó cũng thực hiện phép chia tương tự và đem so sánh số dư với giá trị CRC thu được Dựa vào sự sai khác bên thu biết được khối dữ liệu bị lỗi
Khối FEC có chức năng giúp phía thu sửa bit lỗi khi xảy ra lỗi bit Có hai loại
mã FEC là mã khối và mã liên tục
• Mã khối: mỗi một khối dữ liệu được mã hóa bằng một từ mã duy nhất
• Mã liên tục: khối dữ liệu được mã hóa bằng nhiều mã khác nhau
Trong hệ thống WCDMA sử dụng mã liên tục với đường xuống là mã tubo còn đường lên dùng mã chập
Trang 151.3.1.3 Mã chập
Hình 1 6 Mã chập
Sau khi đi qua hệ thống mã chập, trong trường hợp này số mã ban đầu được tăng lên gấp đôi, 2 bit ra cho 1 bit vào được biết đến như bộ mã hóa 1/2 Bít dữ liệu đầu ra không đơn giản chỉ là sự lặp lại tín hiệu vào mà nó còn có tác dụng dự đoán ảnh hưởng của nhiễu lên đường truyền sóng vô tuyến
Trong hệ thống WCDMA để đảm bảo năng lượng hoạt động của UE mã FEC đường lên dùng mã chập
Hình 1 7 Khối tạo từ mã chập1/2
Hình 1 8 Khối tạo mã chập 1/3
Trang 16Chuơng 1: Tổng quan về WCDMA
===========================================================
1.3.1.4 Mã Turbo
Mã Turbo có tốc độ đệ quy nhanh hơn so với mã chập do đó đáp ứng được tốc độ cao hơn Mã turbo được dùng để mã hóa kênh trên đường xuống
Hình 1 9 Khối tạo mã và giải mã Turbo
Bộ cân bằng interleaver dùng để tạo ra sự phân tập về thời gian của luồng dữ liệu vào
Mã Turbo được sử dụng trong WCDMA cho các dịch vụ hoạt động ở tốc độ cao với yêu cầu tỉ số lỗi bit BER nằm trong khoảng 10-3 đến 10-6
Trang 171.3.3 Trải phổ trong WCDMA
Trong WCDMA sử dụng công nghệ trải phổ dãy trực tiếp bằng cách nhân tín hiệu nguồn với một mã giả ngẫu nhiên PN có tốc độ chip cao hơn rất nhiều so với tốc độ bit
Hình 1 11 Trải phổ trực tiếp
Trong đó:
Tc và Ts:là độ rộng chíp và độ rộng tín hiệu
Bc và Bs: là băng thông của tín hiệu sau và trước trải phổ
Tín hiệu thu được sau trải phổ có phổ được trải rộng ra, giống với hình dạng của phổ nhiễu, điều này làm giảm ảnh hưởng của nhiễu, đảm bảo tính bảo mật
1.3.4 Mã Scrambling hay PN trong hệ thống WCDMA
Các tín hiệu trải phổ băng rộng được tạo ra bằng cách sử dụng các chuỗi mã giả ngẫu nhiên PN
Hình 1 12 Khối tạo mã PN
WCDMA sử dụng công nghệ đa truy cập theo mã, theo đó mỗi cell được cấp phát một mã Scrambling riêng Mã scrambling trên đường xuống là các mã giả ngẫu
Trang 18Chuơng 1: Tổng quan về WCDMA
=========================================================== nhiên PN được tạo bởi 18 thanh ghi dịch nên có tất cả 218 – 1= 262.1423 mã tuy nhiên trong hệ thống WCDMA chỉ sử dụng từ 0 tới 24.575 từ mã Tổng số 24.576
mã này lại được chia làm 3 phần:
• Mã Scrambling cơ bản: là những mã có từ mã từ 0, 1….8191 tương ứng với 8.192 mã được sử dụng trong chế độ cơ bản, và được chia làm 512 nhóm trong mỗi nhóm có 16 từ mã với 1 mã chính và 15 mã phụ, mã chính được xác định theo công thức:
Các từ mã còn lại là các từ mã phụ Trong 512 từ mã chính lại chia làm 64 phần mỗi phần 8 từ mã chính
Hình 1 13 Mã sambling cơ bản
• Mã phụ trái: bao gồm các mã từ 8192 tới 16,383 tương ứng với 8,192 mã được sử dụng trong chế độ nén trong trường hợp số mã kênh < SF/2
• Mã phụ phải: bao gồm các từ mã từ 16,384 tới 24,575 tương ứng với 8,192
mã được sử dụng trong chế độ nén khi số mã kênh > SF/2
Trang 19o RNC: có chức năng quản lý tài nguyên vô tuyến và điều khiển NodeB qua giao diện Iub như điều khiển chuyển giao Các RNC giao tiếp với nhau thông qua giao diện Iur
o NodeB: Chức năng chính của node B là thực hiện xử lý trên lớp vật lý của giao diện vô tuyến như mã hóa kênh, đan xen, thích ứng tốc độ, trải phổ…Nó cũng thực hiện phần khai thác quản lý tài nguyên vô tuyến như điều khiển công suất vòng trong Về phần chức năng nó giống như trạm gốc của GSM
• Mạng lõi CN thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến cuộc gọi và kết nối số liệu
Các giao diện trong hệ thống UMTS cung cấp chức năng kết nối, giao tiếp giữa các phần tử logic trong hệ thống
• Giao diện Uu: là giao diện vô tuyến giữa UE và Node B Đây là giao diện
mà qua đó UE truy cập các phần tử cố định của hệ thống nên nó là giao diện
mở quan trọng nhất trong UMTS
• Giao diện Iu: kết nối UTRAN với CN gồm:
o Iu-CS dành cho dữ liệu chuyển mạch kênh
o Iu-PS dành cho dữ liệu chuyển mạch gói
• Giao diện Iur: là giao diện giữa các RNC Là giao diện mở, cho phép chuyển giao mềm giữa các RNC từ các nhà sản xuất khác nhau
• Giao diện Iub: kết nối một nút B với một RNC Iub được tiêu chuẩn hoá như một giao diện mở hoàn toàn
Hình 1 14 Cấu trúc hệ thống UMTS
Trang 20Chuơng 1: Tổng quan về WCDMA
===========================================================
1.5.1 Cấu trúc giao thức Uu
Giao diện vô tuyến hoạt động dựa trên các giao thức
Hình 1 15 Cấu trúc giao thức của hệ thống UMTS
Kiến trúc giao thức của giao diện vô tuyến cho các hệ thống WCDMA bao gồm
3 lớp:
• Lớp vật lý: L1 là lớp trực tiếp giao tiếp với UE
• Lớp liên kết dữ liệu: L2 bao gồm 2 lớp nhỏ:
o Lớp điều khiển truy nhập phương tiện (MAC)
o Lớp điều khiển liên kết vô tuyến (RLC) có tác dụng điều khiển phát lại và một số chức năng khác
Trang 21
Hình 1 16 Cấu trúc đóng gói khung trong hệ thống WCDMA
a Sử dụng trong giao diên U;
b Sử dụng trong giao diện C
Giao diện vô tuyến được cấu trúc dựa trên ba kênh cơ bản:
o Kênh logic: là các kênh giao tiếp giữa lớp L2/MAC và L2/RLC
o Kênh truyền tải: là các kênh giao tiếp giữa L2/MAC và L1
o Kênh vật lý: là các kênh để giao tiếp giữa UE và lớp vật lý L1
1.5.2 Các kênh logic
Kênh logic gồm 2 nhóm:
• Nhóm kênh điều khiển để truyền thông tin của mặt phẳng điều khiển bao gồm:
o Kênh điều khiển quảng bá (BCCH)
o Kênh điều khiển tìm gọi (PCCH)
o Kênh điều khiển riêng (DCCH)
o Kênh điều khiển chung (CCCH)
• Các kênh lưu lượng để truyền thông tin của người sử dụng bao gồm:
o Kênh lưu lượng riêng (DTCH)
o Kênh lưu lượng chung (CTCH)
1.5.3 Các kênh truyền tải
Các kênh truyền tải bao gồm:
• Kênh truy nhập ngẫu nhiên (RACH)
• Kênh điều khiển tìm gọi (CPCH)
Trang 22Chuơng 1: Tổng quan về WCDMA
Kênh vật lý là kênh giao diện vô tuyến mang thông tin điều khiển và dữ liệu
giữa NodeB và UE
Hình 1 17 Cấu trúc khung tổng quát của kênh vật lý
Các kênh vật lý được chia ra làm 2 nhóm:
Nhóm kênh vật lý đường xuống trong nhóm này bao gồm:
mã Scrambling để UE có thể đồng bộ mạng và tìm kiếm nhóm mã Scrambling của cell
Kênh đồng bộ chính (PSCH)
Có độ dài 256 chip được phát lặp đi lặp lại trong các khe thời gian và phát quảng bá trên toàn bộ hệ thống mạng
Trang 23Hình 1 18 Cấu trúc từ mã đồng bộ chính PSCH
Kênh đồng bộ phụ (SSCH)
Có độ dài 256 chip gồm 16 từ mã đồng bộ phụ, tùy thuộc vào mã Scrambling của cell thuộc nhóm nào (64 nhóm mã Scrambling) mà phát ra chuỗi 15 mã đồng bộ phụ tương ứng
Hình 1 19 Cấu trúc từ mã đồng bộ phụ cho các nhóm mã Scrambling
Hình 1 20 Cấu trúc kênh PCCPCH
o Kênh điều khiển vật lý dùng chung phụ (SCCPCH) mang thông tin của kênh tìm gọi và kênh truy nhập
Trang 24Chuơng 1: Tổng quan về WCDMA
===========================================================
Hình 1 21 Cấu trúc kênh điều khiển vật lý chung dùng phụ SCCPCH
o Kênh hoa tiêu (PICH) mang thông tin của mã Scrambling
Hình 1 22 Cấu trúc khung kênh hoa tiêu CPICH
• Nhóm kênh dành riêng
o Kênh dữ liệu vật lý dành riêng (DPDCH) mang dữ liệu từ NodeB tới UE
o Kênh điều khiển dành riêng (DPCCH) mang thông tin điều khiển
o Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HSPDSCH)
o Kênh điều khiển chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HSPCSCH)
Trang 25Kênh AICH dùng để truyền các chỉ số thiết lập trong bản tin đáp ứng để UE
cố gắng truy nhập hệ thống
Cung cấp các chỉ số AI ban đầu cho quá trình thiết lập của UE
• Kênh tìm gọi (PICH): mang thông tin để tìm kiếm một UE
Hình 1 24 Cấu trúc kênh tìm gọi
Mỗi 1 UE tìm kiếm 1 chỉ số tìm gọi PI trong kênh tìm gọi Một PI gồm có 2,
4, 8 hoặc 16 bit tùy thuộc vào số lượng các PI Khi kênh tìm gọi thiết lập lên mức 1 thì UE sử dụng kênh điều khiển phụ
Nhóm kênh vật lý đường lên bao gồm 2 loại:
• Kênh vật lý đường lên dành rêng:
o Kênh số liệu dành riêng (DPDCH): mang dữ liệu từ UE tới NodeB
o Kênh điều khiển dành riêng (DPCCH): mang thông tin điều khiển từ
UE tới NodeB
• Kênh vật lý đường lên dùng chung
o Kênh truy nhập ngẫu nhiên (RACH)
o Kênh gói chung (PCPCH)
Hình 1 25 Cấu trúc khung dành riềng của đường xuống và đường lên
Trang 26Chuơng 1: Tổng quan về WCDMA
===========================================================
1.5.5 Chuyển đổi các kênh truyền
Sự chuyển đổi giữa kênh logic và kênh vật lý được chỉ ra trong hình sau
Hình 1 26 Ánh xạ kênh logic và kênh truyền tải
Sự chuyển đổi kênh truyền tải với kênh vật lý được chỉ ra trong hình dưới
Hình 1 27 Ánh xạ kênh vật lý và kênh truyền tải
Hệ thống WCDMA sử dụng chung 1 dải tần số cho tất cả các kênh xuống,
UE dựa vào mã Scrambling để phân biệt các cell với nhau, tuy nhiên số lượng từ mã Scrambling sử dụng lớn làm cho UE mất thời gian nhận dạng nó Chính vì vậy thủ tục tìm kiếm cell được áp dụng nhằm nhanh chóng đáp ứng được thời gian tìm kiếm cell
Thủ tục tìm kiếm cell trên UE gồm 3 bước:
o Bước 1: Đồng bộ khe thời gian
UE dựa vào mã đồng bộ chính PSCH để đồng bộ
Trang 27UE cho tín hiệu thu được qua bộ lọc và xác định được kênh đồng bộ chính này khi độ trùng lặp lớn nhất
o Bước 2: Đồng bộ khung và xác định nhóm Scrambling của cell
Sau khi đồng bộ được khe thời gian UE tiến hành đồng bộ khung dựa vào mã đồng bộ phụ SSCH
UE dựa vào cả 15 từ mã đồng bộ phụ thu được từ 15 khe thời gian để xác định thời điểm bắt đầu khung và nhóm mã Scrambling của cell đó
Hình 1 28 Ví dụ về đồng bộ khung cell có mã Scrambling thuộc nhóm 1
o Bước 3: Tìm kiếm mã Scrambling của cell đó
UE dựa trên thông tin của kênh hoa tiêu chính (CPICH) để xác đình từ mã Scrambling của cell
Thông qua bước 2 UE biết được nhóm mã Scrambling của cell, từ đó nó chỉ cần phân biệt 128 từ mã trong nhóm đó để xác định chính xác từ mã của cell
UE dựa vào phép thử, nó thử lần lượt với mã Scrambling của từng mã Scrambling chính trong 8 nhóm nhỏ và tìm được nhóm nhỏ có sự trùng lặp nhất (tương quan nhất) Sau đó UE mới tìm kiếm từng mã Scrambling trong từng nhóm nhỏ đó và từ mã có sự tương quan lớn nhất là từ mã cần tìm
Chương 1 trình bày tổng quan về cấu trúc mạng của hệ thống thông tin di động thứ 3 WCDMA qua đó cung cấp cho chúng ta thấy cái nhìn tổng quan về hệ thống mạng, chức năng của các kênh vật lý từ đó phục vụ cho quá trình tối ưu sóng vô tuyến
Trang 28Chuơng 2: Antenna
===========================================================
CHƯƠNG II ANTENNA
-||| -
2.1 Giới thiệu chương
Tất cả các hệ thống thông tin di động hiện thời đều hoạt động dựa trên bức
xạ của sóng điện từ Antenna là một thiết bị không thể thiếu trong hệ thống thông
tin di động, là cầu nối giữa NodeB và UE
Trong chương này chúng ta tập trung vào tìm hiểu các thông số của antenna
và ảnh hưởng của nó tới vùng phủ của antenna
2.2 Giới thiệu về Antenna
Antenna là thiết bị biến đổi tín hiệu điện trong dây dẫn thành sóng điện từ và bức xạ vào không gian đồng thời nó cũng là thiết bị tập hợp lại các sóng điện từ
nhất định thu được từ không gian chuyển thành tín hiệu điện trong dây dẫn
Antenna được cấu tạo từ các phẩn tử dipole Chúng được cấu tạo bởi hai phần đối xứng nhau, mỗi phần dài ¼ bước sóng
Hình 2 1 Cấu trúc của phần tử dipole
Hình 2 2 Hình dạng bức xạ lý thuyết của các loại antenna
Trang 29Antenna bức xạ đẳng hướng là antenna có công suất bức xạ theo mọi hướng
là như nhau
2.3 Các thông số của antenna
Các thông số đặc trưng cho antenna thông thường bao gồm
Trong đó θ: là góc búp sóng tia ½ công suất theo phương ngang
Và β: góc rộng búp sóng ½ công suất theo phương thẳng đứng
Độ rộng búp sóng được giới thiệu trong phần sau
2.3.1 Độ rộng búp sóng trong antenna (BW)
Là góc mở của 2 điểm mà tại đó công suất bức xạ giảm đi 3 dB so với búp sóng chính
Trong antenna độ rộng búp sóng có 2 loại:
• Độ rộng búp sóng theo phương ngang
• Độ rộng búp sóng theo phương thẳng đứng
Trang 30Chuơng 2: Antenna
===========================================================
Hình 2 4 Độ rộng búp sóng của antenna theo phương ngang
Hình 2 5 Độ rộng búp sóng của antenna theo phương thẳng đứng
2.3.1 Góc phân cực:
Phân cực của antenna là hướng của vector cường độ điện trường Góc phân cực của antenna chủ yếu dựa vào cách xếp các phần tử Dipole trong antenna thông thường nó bao gồm 4 loại: phân cực thẳng đứng, phân cực ngang, phân cực nghiêng
450 và -450
Hình 2 6 Các loại phân cực của antenna
Trang 312.3.1 Phân tập trong antenna
Trong antenna có hai loại phân tập:
• Phân tập không gian
• Phân tập theo phân cực: trong thực tế có hai loại phân tập phân cực
o Phân cực theo hướng +/-450
o Phân cực theo phương thẳng đứng và phương nằm ngang
Hình 2 7 Phân tập theo phân cực của antenn
2.3.1 Dải tần hoạt động của antenna
Thông thường các antenna được chế tạo để hoạt động ở một dải tần số nhất định Dải tần càng hẹp thì khả năng chống nhiễu của antenna càng cao Thông thường trong hệ thống WCDMA dải tần hoạt động của antenna thường nằm trong
Trang 32Chuơng 2: Antenna
===========================================================
Các thông số góc ngiêng được phục vụ trong quá trình điều chỉnh vùng phủ của antenna Chỉnh điện hay cơ đều tác động lên góc ngiêng của antenna tuy nhiên có sự khác biệt khi chỉnh góc điện và góc cơ
Hình 2 9 Chỉnh điện, chỉnh cơ
2.3.6.1 Chỉnh điện
Tác động đến sự lệch pha của tín hiệu điện vào antenna qua đó làm thay đổi hướng bước xạ công suất Chỉnh góc điện làm cho hướng bức xạ theo mọi hướng đều thay đổi
Hình 2 10 Chỉnh điện trong antenna
2.3.6.2 Chỉnh cơ
Là tác động đến góc của antenna so với phương thẳng đứng Khi tác động đến góc cơ làm thay đổi hướng bức xạ, tăng góc cơ làm chùm bức xạ của antenna bị dẹt xuống và ngược lại giảm góc cơ làm bức xạ của antenna phồng lên
Hình 2 11 Chỉnh cơ trong antenna
Trang 332.3.1 Tỉ số F/R
Là tỉ số công suất của búp sóng bức xạ lớn nhất phía trước và phía sau của antenna Với antenna dùng trong đô thị F/R càng lớn sẽ làm giảm ảnh hưởng của tự nhiễu Nhưng trong trường hợp antenna được sử dụng trên đường cao tốc thì tỉ số
F/R mong muốn = 0dB
Hình 2 12 Bức xạ trước và sau antenna
2.3.1 Trở kháng vào của antenna
Trở kháng vào của antenna là tỉ số giữa điệp áp của tín hiệu và cường độ tín hiệu tại điểm chuyển tiếp giữa dây feeder và antenna Trở kháng vào bao gồm 2 thành phần điện trở và cảm kháng Trong thực tế thành phần điện trở ≈50Ω còn phần cảm kháng ≈0Ω
2.3.1 Hệ số sóng đứng VSWR
VSWR là hệ số đặc trưng cho khả năng sóng truyền qua các kết nối bị suy
giảm do tán xạ nó cho biết giá trị chấp nhận được khi đấu nối dây dẫn vào antenna
VSWR có giá trị từ 1 tới vô cùng Khi nó bằng một nghĩa là hệ thống phối hợp trở khác hoàn toàn và không có sóng phản xạ trở lại dây dẫn, còn khi nó đạt giá trị vô
cùng thì toàn bộ sóng tới bị phản xạ hoàn toàn lại dây dẫn
Hình 2 13 Hệ số phản xạ
Trang 34Za: trở kháng vào của antenna
Z0: trở kháng vào chuẩn của antenna thông thường Z0=50Ω
2.4 Các loại antenna thường được sử dụng trong hệ thống WCDMA
Antenna bức xạ đẳng hướng ngoài trời
Antenna bức xạ đẳng hướng trong nhà
Nhà sản xuất KATHREIN KATHREIN Mobile Antenna TechnologiesTần số làm việc 1920 MHz ~ 2170MHZ 1920 MHz ~ 2170MHZ. 1920 MHz ~ 2170MHZ
Trang 352.5 Vùng phủ của antenna
Khi không xét đến ảnh hửng của nhiễu, của che chắn… với giả thiết công suất phát của antenna đủ mạnh thì vùng phủ của một antenna được xác định dựa vào các thông số: độ cao antenna, góc nghiêng, và độ mở búp sóng theo phương thẳng đứng
H: là độ cao của antenna L: bán kính vùng phủ của antenna
α: là độ ghiêng góc cơ của antenna
β: là độ rộng búp sóng ½ công suất theo phương thẳng đứng
γe: là góc điện của antenna
Ta nhận thấy vùng phủ của của antenna càng lớn khi góc ghiêng càng nhỏ và
độ cao của antenna càng lớn
2.6 Kết luận chương
Chương 2 đề cập tới các thông số cơ bản của antenna, và ảnh hưởng của nó lên vùng phủ của antenna cung cấp thông tin cho người tối ưu sóng vô tuyến để đưa ra các điều chỉnh hợp lý trong quá trình tối ưu
Trang 36Chương 3: Quy hoạch vô tuyến WCDMA
===========================================================
CHƯƠNG III QUY HOẠCH VÔ TUYẾN WCDMA
-||| - Cũng giống như quá trình triển khai mạng vô tuyến trong các hệ thống 2G, việc triển khai mạng vô tuyến WCDMA có thể được chia làm ba giai đoạn chính Đầu tiên, mạng cần được tính toán, quy hoạch với những giả thiết đầu bài thiết kế
để có thể đưa ra được các thông số chính cần thiết cho quá trình triển khai mạng như quy mô mạng, dung lượng, vùng phủ cũng như các loại dịch vụ mà mạng sẽ cung cấp Sau đó là triển khai mạng dựa trên các tính toán và thiết kế ở bước đầu tiên, cuối cùng là lúc bắt đầu quá trình tối ưu mạng sau khi đã triển khai nhằm đảm bảo mạng sẽ hoạt động tốt khi chính thức đưa vào hoạt động Trong giới hạn của đồ
án, chúng ta sẽ chỉ tập trung nghiên cứu giai đoạn đầu tiên của việc triển khai hệ thống mạng vô tuyến WCDMA đó là tính toán vùng phủ,dung lượng và cuối cùng
là ước lượng số lượng các trạm thu phát sóng của hệ thống để đưa ra được một phương án tối ưu trong quá trình quy hoạch mạng Sau khi kết thúc giai đoạn này, ta
có thể tính được một cách tương đối chính xác mật độ trạm thu phát sóng cần thiết
và cấu hình của các trạm tại các vùng quan tâm
Hình 3 1:Quá trình quy hoạch mạng
Trang 37Trong hệ thống WCDMA, tất cả các thuê bao đều sử dụng chung một tần số,
do đó số lượng người dùng đồng thời ảnh hưởng đến mức nhiễu nền của bộ thu Việc tính toán vùng phủ và dung lượng phải được tính toán đồng thời và cân bằng
vì việc tăng vùng phủ sẽ làm tăng nhiễu, ảnh hưởng đến dung lượng của hệ thống còn việc giảm nhiễu có thể làm giảm vùng phủ của hệ thống Ngoài ra, sự đa dạng của các dịch vụ cung cấp cũng yêu cầu quá trình quy hoạch cần phải tính toán đến một số chỉ tiêu tương ứng với từng dịch vụ Đối với mỗi dịch vụ, các chỉ tiêu về chất lượng dịch vụ QoS sẽ được thiết lập cho phù hợp, trong thực tế các yêu cầu này
sẽ quyết định mật độ trạm
3.1 Tính toán vùng phủ của mạng
Trong phần này, chúng ta sẽ tập trung nghiên cứu về quỹ đường truyền vô tuyến trên cả hướng lên và hướng xuống của WCDMA Kết quả của việc tính toán này cho ta biết được tổn hao đường truyền lớn nhất cho phép, từ đó sẽ quyết định được phạm vi hoạt động của một ô tế bào và tính được số trạm thu phát sóng cần thiết Có một số điểm khác của WCDMA trong việc tính toán quỹ đường truyền so với các hệ thống truy nhập vô tuyến dựa trên TDMA/FDMA như GSM Nó bao gồm dự trữ sự thay đổi nhiễu, dự trữ fading nhanh, việc tăng công suất phát trong điều khiển công suất và độ lợi chuyển giao mềm
Trong quá trình tính toán, ta cần phải sử dụng một số giả thiết cũng như mô hình tính toán đã được chấp nhận rộng rãi trên thế giới Các giả thiết này tập trung vào một số kịch bản tương ứng với từng vùng triển khai mạng Sự chính xác trong việc tính toán phụ thuộc vào các giả thiết và các thông số trong mô hình tính toán Một giả thiết quan trọng nữa khi tính toán là sự đồng nhất các thông số trên tất cả các ô tế bào của mạng Tuy nhiên, trong thực tế khi một mạng được triển khai, sự đồng nhất giữa các ô là khó có thể đạt được do nhiễu thay đổi đối với mỗi người dùng và mỗi ô bởi vì sự khác nhau giữa các nhà sản xuất thiết bị người dùng (UE), việc điều khiển công suất không hoàn hảo, các điều kiện kênh truyền, các cấu hình thông số vô tuyến (RF) và các tốc độ bit của từng loại dịch vụ khác nhau
3.1.1 Tính toán quỹ đường truyền vô tuyến
Việc tính toán quỹ đường truyền có thể được định nghĩa một cách đơn giản
là việc tính toán tất cả các tổn hao cũng như tăng ích của tất cả các phần tử trong
Trang 38Chương 3: Quy hoạch vô tuyến WCDMA
=========================================================== liên kết truyền tin Nó sẽ tính toán vùng phủ và dung lượng hệ thống bằng cách xem xét và phân tích tất cả các loại nhân tố ảnh hưởng trong đường truyền của cả tín hiệu hướng lên và hướng xuống, sau đó sẽ thu được tổn hao đường truyền lớn nhất cho phép của liên kết đối với một số lượng cuộc gọi cho phép nào đó.
Hình 3 2: Quỹ đường truyền vô tuyến trong WCDMA
3.1.1.1 Đánh giá suy hao đường truyền
Giá trị suy hao đường truyền lớn nhất theo đường lên được tính toán theo công thức:
- LUL: Suy hao đường truyền theo đường lên (dB)
- LDL: Suy hao đường truyền theo đường xuống (dB)
- PUE: Công suất phát của UE (dB)
- GBS ,GUE: Hệ số tăng ích của antenna trên NodeB và của UE (dBi)
- Lf: Suy hao do feeder
- GSHO: Tăng ích chuyển giao mềm (dB)
- Mpc: Dự trữ điều khiển công suất
Trang 39- Mf: Dự trữ fading (liên quan đến môi trường truyền sóng)
- Mi-UL ,M i-DL: Dự trữ nhiễu theo đường lên và đường xuống (liên quan đến dung lượng thiết kế của hệ thống)
- Lp: Suy hao do đâm xuyên
- Lb: Suy hao do cơ thể
- SBS, SUE: Độ nhạy thu của antenna trên NodeB và của UE
3.1.1.2 Công suất phát của Node B
Trong hệ thống WCDMA, công suất phát của NodeB là một tham số hệ thống, nó khác nhau đối với các dịch vụ riêng biệt Nó được quyết định để phù hợp với từng loại dịch vụ và vùng phủ của dịch vụ Thông thường công suất phát tối đa của BS là 43 dBm (20W)
Để đảm bảo hoạt động thông thường các kênh dùng chung không được vượt quá 25% tổng công suất phát của một cell trong mọi trường hợp (kể cả có kênh điều khiển dịch vụ HSDPA, HS - SCCH)
Công suất của kênh hoa tiêu CPICH trong khoảng từ 5% tới 10% tổng công suất phát của 1 cell (giá trị thường được sử dụng là 8%), các kênh còn lại có công suất phát phụ thuộc vào kênh hoa tiêu
Các bảng sau chỉ ra mức công suất phát của các kênh dùng chung:
Bảng 3 1: Công suất các kênh dùng chung khi không có dịch vụ HSDPA
Kênh truyền Cấu hình công suất Hiệu suất hoạt động Kênh hoa tiêu CPICH 8% tổng công suất phát 100%
Kênh chính điều khiển vật lý dùng
Kênh đồng bộ chính PSCH -1.8dB so với kênh hoa tiêu 10%
Kênh đồng bộ phụ SSCH -3.5dB so với kênh hoa tiêu 10%
Trang 40Chương 3: Quy hoạch vô tuyến WCDMA
===========================================================
Bảng 3 2: Công suất các kênh dùng chung khi có dịch vụ HSDPA
Kênh chỉ thị tìm gọi PICH -7dB so với kênh hoa tiêu 96%
Kênh chỉ thị bắt AICH -7 dB so với kênh hoa tiêu 6.7%
Công suất của kênh điều khiển dịch vụ HSDPA được thêm vào kênh điều khiển vật lý phụ SCCPCH
Ví dụ: với công suất phát của kênh hoa tiêu là 35,1 dBm (8% của 40W) khi
đó với dịch vụ HSDPA công suất phát của kênh điều khiển vật lý phụ SCCPCH là 34,8dBm trong đó 33,8dBm dành cho SCCPCH còn 1dBm dành cho HS-SCCH Hình vẽ dưới đây mô tả phân bố chi tiết công suất của các kênh logic:
Hình 3 3: Công suất phát của của các kênh logic