Luận Văn Giải pháp quy hoạch mạng vô tuyến UMTS 3G và áp dụng triển khai cho mạng VinaPhone khu vực Tp Đà Nẵn

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

MỞ ĐẦU 1

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 2

3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 4

6. KẾT CẤU 4

Chương 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 6

1.1 THÔNG TIN DI ĐỘNG – SƠ LƯỢC PHÁT TRIỂN 6

1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G THEO 2 NHÁNH CÔNG NGHỆ CHÍNH: 11

1.2.1 Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ WCDMA 11

1.2.2 Hướng phát triển lên 3G sử dụng công nghệ CDMA 2000. 12

1.3. MẠNG UMTS 3G VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÔNG NGHỆ MẠNG VINAPHONE 14

1.3.1 Định hướng công nghệ & dịch vụ theo tiêu chuẩn châu Âu do 3GPP qui định áp dụng cho mạng Vinaphone 14

1.3.2 Nội dung chủ yếu các phiên bản tiêu chuẩn 3GPP 14

1.3.2.1 GPP R99 15

1.3.2.2 3GPP R4 17

1.3.2.3 3GPP R5 18

1.3.2.4 3GPP R6 20

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 21

Chương 2. HỆ THỐNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN UMTS 22

2.1. NGUYÊN LÝ CDMA 22

2.1.1. Nguyên lý trải phổ CDMA 22

2.1.2. Kỹ thuật trải phổ và giải trải phổ 23

2.1.3. Kỹ thuật đa truy nhập CDMA 23

2.2. MỘT SỐ ĐẶC TRUNG LỚP VẬT LÝ TRONG MẠNG TRUY NHẬP WCDMA 25

2.2.1. Phương thức song công. 25

2.2.2. Dung lượng mạng 26

2.2.3. Các kênh giao diện vô tuyến UTRA FDD 26

2.2.4. Cấu trúc Cell. 27

2.3 CẤU TRÚC HỆ THỐNG VÔ TUYẾN UMTS 28

2.3.1 Node-B 30

2.3.2 RNC (Radio Network Control) 30

2.3.3 Các giao diện mở cơ bản của UMTS 31

2.4 CÁC CHỨC NĂNG TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN 31

2.4.1 Giới thiệu về quản lý tài nguyên vô tuyến WCDMA 31

2.4.2 Điều khiển công suất 32

2.4.3 Điều khiển chuyển giao. 34

2.4.3.1 Chuyển giao trong cùng tần số. 34

2.4.3.2 Chuyển giao giữa các hệ thống WCDMA và GSM. 36

2.4.3.3 Chuyển giao giữa các tần số trong WCDMA. 37

2.4.4 Điều khiển thu nạp 38

2.4.5 Điều khiển tải (điểu khiển nghẽn) 40

2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 41

Chương 3 MÔ HÌNH THIẾT KẾ TÍNH TOÁN QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN UMTS 3G 42

3.1 GIỚI THIỆU VỀ QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN 42

3.1.1 Nguyên lý chung 42

3.1.2 Một số đặc điểm cần lưu ý trong quy hoạch mạng 43

3.1.2.1 Dự báo 43

3.1.2.2 Quy hoạch vùng phủ vô tuyến 44

3.1.2.3 Nhiễu từ nhiều nhà khai thác khác 45

3.2 QUY HOẠCH ĐỊNH CỠ MẠNG 45

3.2.1 Tính toán vùng phủ sóng 46

3.2.1.1 Phân tích vùng phủ 46

3.2.1.2 Tính toán quỹ đường truyền vô tuyến. 48

3.2.1.3 Tính toán bán kính cell. 52

3.2.2 Phân tích dung lượng 54

3.2.2.1 Giới thiệu mô hình tính toán dung lượng Erlang-B 54

3.2.2.2 Các phương pháp chuyển đổi lưu lượng hệ thống UMTS theo mô hình Erlang 55

3.2.2.3 Định cỡ dung lượng mạng 57

3.3 QUY HOẠCH VÙNG PHỦ VÀ DUNG LƯỢNG CHI TIẾT 58

3.4 TỐI ƯU MẠNG 59

3.5 CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG 61

3.5.1 Lưu đồ thuật toán 61

3.5.2 Giao diện chương trình 62

3.5.3 Tính toán mô phỏng 63

3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 63

Chương 4 HIỆN TRẠNG MẠNG VINAPHONE VÀ ĐỊNH HƯỚNG TRIỂN KHAI MẠNG UMTS 3G 64

4.1 TỔNG QUAN MẠNG VINAPHONE 64

4.1.1 Tình hình phát triển của Vinaphone năm 2008 64

4.1.2. Tình hình mạng lưới tính đến hết năm 2008 65

4.2. HIỆN TRẠNG MẠNG VÔ TUYẾN 67

4.2.1 Tổ chức mạng vô tuyến 67

4.2.2 Dung lượng mạng vô tuyến 68

4.3. HIỆN TRẠNG MẠNG LÕI VÀ DỊCH VỤ 69

4.3.1 Cấu hình mạng lõi và dịch vụ hiện tại 69

4.2.2 Dung lượng mạng lõi 70

4.4 ĐỊNH HƯỚNG VÀ KẾ HOẠCH TRIỂN KHAI MẠNG 3G 71

4.4.1 Định hướng kinh doanh – thương mại 71

4.4.2 Kế hoạch và dự định triển khai mạng 3G 72

4.5 PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI MẠNG VÔ TUYẾN UMTS 3G 76

4.5.1 Quy mô triển khai 76

4.5.2 Triển khai chung cơ sở hạ tầng mạng 3G/2G 77

4.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 81

Chương 5. QUY HOẠCH VÔ TUYẾN UMTS 3G MẠNG VINAPHONE KHU VỰC TP ĐÀ NẴNG 82

5.1 HIỆN TRẠNG VÀ DỰ BÁO PHÁT TRIỂN THUÊ BAO 3G MẠNG VINAPHONE KHU VỰC TP ĐÀ NẴNG 82

5.1.1 Khái quát tình hình kinh tế xã hội tại Tp Đà Nẵng 82

5.1.2 Tình hình phát triển mạng Viễn thông tại Tp Đà Nẵng 83

5.1.3 Hiện trạng mạng Vinaphone khu vực Tp Đà Nẵng 85

5.1.4 Dự báo phát triển thuê bao 3G mạng Vinaphone khu vực Tp Đà Nẵng 85

5.1.4.1 Tình hình phát triển thuê bao mạng Vinaphone khu vực Tp Đà Nẵng 85

5.1.4.2 Dự báo phát triển thuê bao mạng Vinaphone khu vực Tp Đà Nẵng 86

5.2 THIẾT KẾ QUY HOẠCH MẠNG 88

5.2.1 Tính toán số lượng Node-B cần thiết 88

5.2.2 Tính toán dung lượng cho Node-B 90

5.2.3 Khảo sát lắp đặt trạm pha 1 93

5.2.3.1 Vị trí Node-B và RNC 93

5.2.3.2 Truyền dẫn cho Node-B 93

5.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 98

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 99

TÀI LIỆU THAM KHẢO 101

PHỤ LỤC


TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Thông tin liên lạc là một nhu cầu của bất kỳ một xã hội phát triển nào. Để đáp ứng nhu cầu liên lạc ngày càng cao của xã hội, thông tin di động đã được nghiên cứu và phát triển từ rất sớm, bắt đầu với các hệ thống thông tin di động sử dụng công nghệ analog, cho đến nay các mạng di động sử dụng công nghệ số đang được ứng dụng rộng rãi và phát triển vô cùng mạnh mẽ. Một xu hướng rõ nét trong lĩnh vực thông tin di động hiện nay là các nhà cung cấp dịch vụ ngoài việc mở rộng dung lượng khai thác hiện có thì việc áp dụng nghiên cứu cũng như xác định lộ trình phát triển công nghệ để tăng cường khả năng cung cấp đa dịch vụ tốt hơn đến khách hàng ngày càng được quan tâm nhiều hơn. Trong đó 3G - Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 chính là giải pháp công nghệ tiên tiến đang được các nhà khai thác mạng triển khai.

Tại Việt Nam, trải qua hơn hai thập kỷ phát triển, cho đến nay cả nước đã có 7 nhà khai thác dịch vụ thông tin di động sử dụng công nghệ GSM và CDMA. Điều đó minh chứng cho cho sự phát triển không ngừng của hạ tầng mạng thông tin di động trong nước trong xu thể hội nhập và thể hiện sự cạnh tranh khốc liệt trong lĩnh vực này. Thực tế phát triển thị trường tại Việt Nam cho thấy, đến nay các mạng di động sử dụng công nghệ GSM đang chiếm ưu thế tuyệt đối về số lượng khách hàng với 56,5 triệu thuê bao trên tổng số 63,5 triệu thuê bao di động (số liệu của Tạp chí Khoa học kỹ thuật và kinh tế Bưu điện). Với số lượng thuê bao phát triển lớn mạnh như vậy trong thời gian qua cùng với việc cạnh tranh khốc liệt giữa các nhà khai thác dịch vụ thông tin di động thì hạ tầng mạng thông tin di động 2G & 2,5G đã được khai thác tối đa cho các dịch vụ truyền thống. Do vậy để có hạ tầng mạng thích hợp cung cấp các dịch vụ trên nền IP/Internet, các dịch vụ truyền thông đa phương tiện multimedia, các dịch vụ gia tăng mới, các dịch vụ hội tụ Di động-Cố định , nhất là dịch vụ truyền tiếng nói dưới dạng gói VoIP và đủ điều kiện cho phép hạ giá thành cung cấp các dịch vụ này nhằm tăng tính cạnh tranh với các doanh nghiệp viễn thông khác thì bắt buộc cần phải có những bước chuyển đổi, phát triển, nâng cấp hạ tầng đối với mạng di động hiện tại là điều tất yếu và hết sức cấp thiết.

Cùng hòa chung với sự tăng trưởng mạnh không ngừng của phát triển kinh tế xã hội Việt Nam nói chung và thị trường viễn thông nói riêng, trong những năm qua với nhiều bước phát triển vượt bậc đã đưa mạng VinaPhone cùng với Mobile-Phone, Viettel trở thành các nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động lớn tại Việt Nam về quy mô phát triển thuê bao cũng như hạ tầng mạng: tổng số thuê bao toàn mạng VinaPhone đến hết năm 2008 là 15,5 triệu thuê bao cùng với hạ tầng mạng lớn mạnh gồm: 30 tổng đài, 135 BSC và trên 9.000 BTS. Với xu thế chung phát triển thuê bao di động tại Việt Nam và nhu cầu tăng cao về các dịch vụ di động Multimedia .của khách hàng trong thời gian đến, mạng VinaPhone trên toàn quốc nói chung và khu vực Tp Đà Nẵng nói riêng cần phải gấp rút thực hiện nâng cấp và xây dựng hạ tầng mạng 3G theo định hướng NGN-Mobile. Việc nghiên cứu tìm hiểu và đưa ra giải pháp quy hoạch thiết kế chi tiết hệ thống vô tuyến UMTS-3G trong thời gian ngắn là vô cùng cấp thiết đối với việc kinh doanh và phát triển của mạng VinaPhone trong thời gian đến. Và công tác quy hoạch thiết kế chi tiết sẽ giúp VinaPhone tối ưu về mặt tài nguyên xử lý hệ thống, tối ưu về mặt khai thác vận hành bảo dưỡng, chi phí đầu tư mạng 3G và phù hợp với quy hoạch tối ưu hóa mạng phân vùng thiết bị 2G.