Luận Văn Quy hoạch và tối ưu mạng wcdma

LỜI NÓI ĐẦU


Thông tin di động số đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới với những ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thông tin, trong dịch vụ và trong cuộc sống hằng ngày. Các kĩ thuật không ngừng được hoàn thiện đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Công nghệ điện thoại di động phổ biến nhất thế giới GSM đang gặp nhiều cản trở và sẽ sớm bị thay thế bằng những công nghệ tiên tiến hơn, hỗ trợ tối đa các dịch vụ như Internet, truyền .
W-CDMA là một bước đột phá của ngành 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 truyền , 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,
Xuất phát từ ý tưởng muốn tìm hiểu công nghệ W-CDMA và mạng W-CDMA em đã chọn đề tài: “ Quy hoạch và tối ưu mạng W-CDMA”làm đồ án tốt nghiệp.
Nội dung đề tài chia làm 4 chương:
Chương 1: Công nghệ WCDMA
Chương này trình bày tổng quan về quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động trong tiến trình lên 3G. Cấu trúc mạng lõi, mạng truy nhập vô tuyến UTRAN trong WCDMA. Đồng thời trình bày, các thủ tục liên quan đến giao diện vô tuyến bao gồm điều khiển công suất và cấu trúc các kênh vô tuyến sử dụng trong mạng WCDMA.
Chương 2: Quy hoạch mạng WCDMA
Chương này trình bày quá trình quy hoạch mạng WCDMA bao gồm khởi tạo quy hoạch, quy hoạch chi tiết mạng, vận hành, các công thức tính toán, hai mô truyền dẫn Hata-Okumura và Walfisch-Ikegami là phương tiện cơ bản để tính suy hao đường truyền.
Chương 3: Các giải pháp tối ưu mạng WCDMA
Giới thiệu về thuật toán tối ưu. Đưa ra 2 giải pháp tối ưu là bài toán dự báo lưu lượng bằng phương pháp hồi quy để đưa ra các giải pháp tối ưu kịp thời và phân tập dàn anten thích ứng để tăng dung lượng mạng.
Chương 4: Phần mô phỏng quy hoạch mạng WCDMA
Trong phần này sẽ giới thiệu lưu đồ thuật toán mô phỏng - tính toán các bước quy hoạch mạng W-CDMA và cùng các cửa sổ giao diện chương trình mô phỏng viết bằng ngôn ngữ Visual Basic 6.
Và cuối cùng là kết luận và hướng phát triển của đề tài.
Trong quá trình làm đề tài, em đã cố gắng rất nhiều song do kiến thức và tài liệu tham khảo hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp và sự giúp đỡ của các Thầy, Cô. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Hồ Văn Phi khoa Kỹ thuật & Công nghệ đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Em xin cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuật & Công nghệ đã giảng dạy và giúp đỡ cho em trong suốt thời gian học tập tai trường.
Quy Nhơn, ngày 10 tháng 6 năm 2010
Sinh viên

Nguyễn Việt Vương




MỤC LỤC
Trang
BẢNG TRA CỨU CÁC TỪ VIẾT TẮT iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU x
DANH MỤC HÌNH VẼ xi
CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ WCDMA 1
1.1. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1
1.1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 1
1.1.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ 2 2
1.1.2.1. Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA 3
1.1.2.2. Đa truy cập phân chia theo mã CDMA 4
1.2. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA (3G - THE THIRD GENERATION) 6
1.3. YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA 7
1.4. SỰ KHÁC NHAU CƠ BẢN GIỮA WCDMA VÀ GIAO DIỆN VÔ TUYẾN THẾ HỆ THỨ 2 11
1.5. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MẠNG WCDMA 12
1.5.1. Mô cấu trúc mạng WCDMA 13
1.5.2. Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN: 16
1.5.2.1. Đặc trưng của UTRAN 16
1.5.2.2. Bộ điều khiển mạng vô tuyến UTRAN 17
1.5.2.3. Node B 18
1.5.3. Giao diện vô tuyến 18
1.5.3.1. Giao diện UTRAN – CN, IU 18
1.5.3.2. Giao diện RNC – RNC, IUr 19
1.5.3.3. Giao diện RNC – Node B, IUb 20
1.6. CÁC LOẠI KÊNH TRONG UTRAN 20
1.6.1. Các kênh lôgic 20
1.6.2. Các kênh vật lý 21
1.6.3. Các kênh truyền tải 22
1.6.3.1. Kênh truyền tải riêng 22
1.6.3.2. Các kênh truyền tải chung 23
1.7. KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRONG WCDMA 25
1.8. ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG WCDMA 26
1.8.1. Điều khiển công suất vòng hở (OLPC) 27
1.8.2. Điều khiển công suất vòng kín (CLPC) 28
1.8.3. Các trường hợp điều khiển công suất đặc biệt 29
CHƯƠNG 2: QUY HOẠCH MẠNG WCDMA 40
2.1. KHỞI TẠO QUY HOẠCH (ĐỊNH CỠ MẠNG) 41
2.1.1. Sơ đồ khối quá trình định cỡ mạng 42
2.1.2. Phân tích quỹ năng lượng đường truyền vô tuyến 43
2.1.2.1. Quỹ năng lượng đường lên 44
2.1.2.2. Quỹ năng lượng đường xuống 47
2.1.2.3. Độ nhạy máy thu 51
2.1.2.4. Độ lợi chuyển giao mềm và giới hạn hiệu ứng che tối 52
2.1.3. Xác định bán kính và vùng phủ sóng cell 53
2.1.4. Quy hoạch dung lượng và vùng phủ - lặp tối ưu 54
2.1.5. Định cỡ RNC(Radio network Control) 56
2.2. QUY HOẠCH CHI TIẾT 58
2.2.1. Phân tích suy hao đường truyền và các mô truyền dẫn 59
2.2.2. Các mô truyền dẫn cơ bản 59
2.2.2.1. Mô Hata-Okumura 59
2.2.2.2. Mô Walfisch - Ikegami 61
2.2.3. Lặp đường lên và đường xuống 64
2.2.4. Hậu xử lý - Dự báo vùng phủ mạng và phân tích kênh chung 65
2.3. TỐI ƯU MẠNG 65
CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP TỐI ƯU MẠNG W-CDMA 68
3.1. MÔ TẢ TOÁN HỌC CỦA VẤN ĐỀ TỐI ƯU HOÁ 68
3.2.TỐI ƯU TRONG QUY HOẠCH VÀ THIẾT KẾ MẠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO LƯU LƯỢNG 69
3.2.1. Quy trình dự báo lưu lượng 69
3.2.2. Dự báo lưu lượng bằng phương pháp hồi quy tuyến tính 70
3.2.3. Dự báo lưu lượng bằng phương pháp hồi quy đàn hồi 72
3.3. CÁC CÔNG NGHỆ ĐỂ TĂNG DUNG LƯỢNG ĐƯỜNG TRUYỀN TRONG W-CDMA 75
3.3.1. Phân tập dàn anten thích ứng 75
3.3.2. Cấu phân tập dàn anten thích ứng 77
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG BÀI TOÁN TÍNH BÁN KÍNH CELL VÀ TỔNG LƯU LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG WCDMA 81
4.1. LƯU ĐỒ TÍNH TOÁN 81
4.1.1. Lưu đồ thuật toán tổng quát: 81
4.1.2. Lưu đồ thuật toán chi tiết 82
4.2. KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH 84
4.2.1 Giao diện chính: 84
4.2.2.Tính suy hao đường truyền 84
4.2.3. Tính kích thước Cell 85
4.2.4. Tính dung lượng kênh 85
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO 89
PHỤ LỤC A1