Quy hoạch mạng W-CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐ T NGHIỆ P Đ Ạ I HỌ C Đề tài: QUY HOẠCH MẠNG W-CDMA CHO TỈNH NGHỆ AN GIAI ĐOẠN 2012 - 2016 Người hướng dẫn: PGS TS NGUYỄN HOA LƯ SV thực hiê ̣n: TRẦN ĐỨC LONG Lớp: 48K - ĐTVT Mã số: 0751080477 NGHỆ AN - 2012 Trần Đức Long Lớp 48K - ĐTVT Quy hoạch mạng W-CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016 MỤC LỤC MỤC LỤC .1 DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG W-CDMA 10 1.1 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động .10 1.2 Những hạn chế hệ thống thông tin di động thứ 13 1.3 Tiêu chuẩn hệ thống thông tin di động hệ thứ .14 1.4 Giới thiệu mạng thông tin di động W-CDMA 16 1.5 Kết luận 17 CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC HỆ THỐNG MẠNG W-CDMA, KỸ THUẬT TRẢI PHỔ VÀ CHUYỂN GIAO TRONG MẠNG WCDMA 20 2.1 Cấu trúc hệ thống W-CDMA 20 2.2.Chức thành phần hệ thống W-CDMA 22 2.3 Cấu trúc kênh W-CDMA 24 2.4 Trải phổ .28 2.5 Kỹ thuật chuyển giao W-CDMA .36 2.6 Kết luận 42 CHƯƠNG 3: QUY HOẠCH MẠNG W-CDMA CHO TỈNH NGHỆ AN GIAI ĐOẠN 2012-2016 43 3.1 Giới thiệu 43 3.2 Khởi tạo quy hoạch 43 3.3 Tính suy hao đường truyền cho phép .48 3.4 Xác định kích thước Cell 50 3.5 Quy hoạch dung lượng vùng phủ .55 3.6 Quy hoạch mạng truy nhập vô tuyến 57 3.7 Quy hoạch chi tiết .59 3.8 Tối ưu hóa mạng 66 3.9 Kết luận .67 KẾT LUẬN CHUNG 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO .70 Trần Đức Long Lớp 48K - ĐTVT Quy hoạch mạng W-CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Hình 1.2: Hình 1.3: Hình 1.4: Hình 2.1: Hình 2.2: Hình 2.3: Hình 2.4: Hình 2.5: Hình 2.6: Hình 2.7: Hình 2.8: Hình 2.9: Hình 2.10: Hình 2.11: Hình 2.12: Hình 2.13: Hình 2.14: Hình 2.15: Hình 2.16: Hình 2.17: Hình 2.18: Hình 2.19: Hình 3.1: Hình 3.2: Các phương pháp đa truy cập .12 Lộ trình phát triển từ GSM lên W-CDMA 13 Các dịch vụ đa phương tiện hệ thống thông tin di động hệ ba 17 Quá trình phát triển hệ thống thông tin di động (1G – 3G) .19 Tổng quan hệ thống W-CDMA 21 Cấu trúc mạng W- CDMA 22 Các kênh vật lý đường lên 25 Các kênh vật lý đường xuống .26 Tín hiệu trải phổ 29 Sơ đồ khối máy phát DS/SS-BPSK .30 Các dạng sóng hệ thống DS/SS-BPSK .31 Sơ đồ khối máy thu DS/SS-BPSK 31 Các dạng sóng hệ thống thu DS/SS-BPSK .33 Sơ đồ khối máy phát DSSS-QPSK .33 Các dạng sóng máy phát DSSS-QPSK 34 Sơ đồ khối máy thu DSSS-QPSK 35 Nguyên tắc chung thuật toán chuyển giao .38 Chuyển giao mềm hai đường .39 Chuyển giao mềm ba đường 39 Chuyển giao mềm 40 Chuyển giao mềm – mềm 40 Chuyển giao cứng tần số 41 Chuyển giao cứng khác tần số .41 Các tham số đầu vào đầu trình định cỡ mạng RANW-CDMA 44 Lược đồ trình định cỡ mạng vơ tuyến W-CDMA 45 Hình 3.3: Các thành phần nhiễu trạm gốc đường lên 45 Hình 3.4: Thành phần nhiễu thuê bao di động đường xuống 47 Hình 3.5: Sơ đồ quy hoạch mạng truy nhập vô tuyến 58 DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1: Bảng 3.1: Bảng 3.2: Một số nét tảng cơng nghệ thơng tin di động từ hệ đến hệ ba 18 Số liệu dân số, diện tích mật độ tỉnh Nghệ An 60 Bảngdự kiến số liệu thuê bao tỉnh Nghệ An năm 2012 66 Trần Đức Long Lớp 48K - ĐTVT Quy hoạch mạng W-CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016 DANH SÁCH CHŨ VIẾT TẮT AGCH AICH AMPS ATM AP AuC BCH BSC BER BTS BPSK BS CAMEL CDMA CN C/A Cell C/I CDP CPCH CPICH CS CRNC DCCH DPCCH DPCCH DPCH DPDCH DRNC DSSS DSCH DC DRNC EDGE A Access Grant Channel Accquitstion Indicationchannel Advance Mobile Phone System Asynchronous Transfer Mode Access Preamble Authentication Center B Broadcast Channel Base Staion Controller Bit Error Ratio Base Transceiver Staion Binary Phase Shift Keying Base Staion C Customized Application for Mobile network Enhanced Logic Code Division Multiple Access Core Network Carrier to Adjacent Cellular Carier to Interference Ratio Collisiion Detection Preamble Common Physical Channel Common Pilot Channel Circuit Switching Controlling RNC D Dedicated Control Channel Dedicated Physical Control Channel Downlink Physical Channel Dedicated Physical Channel Dedicated Physical Data Channel Drift Radio Network Controller Direct Sequence Spread Spectrum Downlink Shared Channel Dedicated Control Drift RNC E Enhanced Data Rates for GSM Trần Đức Long Kênh cho phép truy nhập Kênh thị bắt Hệ thống điện thoại tiên tiến Chế độ truyền không đồng Tiền tố truy nhập Trung tâm nhận thực Kênh quảng bá Bộ điều khiển trạm gốc Tỷ số lỗi bít Trạm thu phát gốc Điều chế dịch pha nhị phân Trạm gốc Ứng dụng tùy chọn cho logic nâng cao mạng di động Đa truy nhập phân chia theo mã Mạng lõi Tỉ số sóng mang/nhiễu kênh lân Ơ (tế bào) Tỷ số sóng mang nhiễu Tiền tố phát tranh chấp Kênh vật lý chung Kênh hoa tiêu chung Chuyển mạch kênh RNC điều khiển Kênh điều khiển riêng Kênh điều khiển vật lý riêng Kênh vật lý đường xuống Kênh vật lý riêng Kênh vật lý số liệu riêng Bộ điều khiển mạng vô tuyến trôi Trải phổ chỗi trực tiếp Kênh chia sẻ đường xuống Điều khiển riêng RNC trôi Tốc độ số liệu tăng cường để phát Lớp 48K - ĐTVT Quy hoạch mạng W-CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016 EIR FACCH FACH FER FBI FDD FDMA FH/SS Evolution Equipment Identity Register F Fast Assocrated Control Channel Forward Access Channel Frame Error Rate Feedblack Information Frequency Division Duplex Frequency Division Multiple Access Frequency Hopping Spreading Spectrum IP IS-136 G Gateway GPRS Support Node Gateway Mobile Service Switching Center General Packet Radio Service Global System for Mobile Commmunication General Control Processing Gain Grade of Service Gaussian Minimum Shift Keying H Home Location Register Hight Speed Circuit Switched Data I Interworking Function Integrated Service Digital Network International Mobile Telecommunication 2000 Internet Protocol Interim Standard 136 IS-95A Interim Standard 95A MAI ME MS MSC M Multiple Access Interfree Mobile Equipment Mobile Staion Mobile Services Switching GGSN GMSC GPRS GSM GC Gp GoS GMSK HLR HSCSD IWF ISDN IMT-2000 Trần Đức Long triển GSM Bộ đăng kí nhận thực thiết bị Kênh điều khiển liên kết nhanh Kênh truy nhập đường xuống Tỷ lệ lỗi khung Thông tin phản hồi Song công phân chia theo tần số Đa truy nhập phân chia theo tần số Trải phổ kiểu nhảy tần Nút hỗ trợ GPRS cổng Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động cổng Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp Hệ thống thơng tin di động toàn cầu Điều khiển chung Độ lợi xử lý Cấp độ phục vụ Điều chế dịch pha cực tiểu Gaussian Bộ ghi định vị thường trú Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao Chức tương tác mạng Mạng số liên kết đa dịch vụ Tiêu chuẩn viễn thông di động quốc tế 2000 Giao thức Internet Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải tiến Mỹ(AT&T) Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải tiến Mỹ(Qualcomm) Nhiễu đa truy nhập Thiết bị di động Trạm di động Trung tâm chuyển mạch dịch vụ Lớp 48K - ĐTVT Quy hoạch mạng W-CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016 MEHO NEHO NMT O&M PCP PCCH PDCP PN PS PCH PLMN PSK PSTN QPSK Q0S RACH RAN RAB RNC RRC RAN RLB RB RRM RLC RNS Center Mobile Evaluated Handover di động Chuyển giao định thuê bao di động N Network Evaluated Handover Nordic Mobile Telephone system O Operations and Maintenace P Power Control Preamble Paging Controll Channel Packet Data Convergence Protocol Pseudo Noise Paket Switching Paging Channel Public Land Mobile Network Phase Shift Keying Public Switched Telephone Network Q Quadrature Phase Shift Keying Quality of Service R Random Access Channel Radio Access Network Radio Access Bearer Radio Network Control Radio Resource Control Radio Access Network Radio link budgets SCH SIM SGSN Radio bearer Radio Resource Management Radio Link Control Radio Network Subsystem S Synchronisation Channel Subcriber Indentity Module Serving GPRS Support Node SMS SMSC SRNC SS7 Short Message Service Service MSC Serving RNC Signaling System Trần Đức Long Chuyển giao định mạng Hệ thống điện thoại di động Bắc ÂU Vận hành bảo dưỡng Tiền tố điều khiển cơng suất Kênh điề khiển tìm gọi Giao thức hội tụ số liệu gói Giả tạp âm Chuyển mạch gói Kênh tìm gọi Mạng di động mặt đất cơng cộng Khố dịch pha Mạng chuyển mạch điện thoại cơng cộng Khố dịch pha vng góc Chất lượng phục vụ Kênh truy nhập ngẫu nhiên Mạng truy nhập vô tuyến Kênh mang truy nhập vô tuyến Bộ điều khiển mạng vô tuyến Điều khiển tài nguyên vô tuyến Mạng truy nhập vô tuyến Quỹ lượng đường truyền vô tuyến Kênh mạng vô tuyến Quản lý tài nguyên vô tuyến Điều khiển kết nối vô tuyến Phân hệ mạng vô tuyến Kênh đồng Modun nhận thực thuê bao Node cung cấp dịch vụ gói vơ tuyến chung Dịch vụ tin ngắn MSC phục vụ RNC phục vụ Hệ thống báo hiệu số Lớp 48K - ĐTVT Quy hoạch mạng W-CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016 SNR TH/SS TCH TFI TAF TDMA TRAU TDD TRX UE UMTS USCH UTRAN USCH VLR VHE WAP WCDMA Signal-to-Noise Ratio T Time Hopping Spreading Spectrum Traffic Channel Transport Format Indication Terminal Adaptation Function Time Division Multiple Access Transcoder/Rate Adapter Unit Time Division Duplex Tranceiver U User Equipment Universal Mobile Telecommunication System Uplink Shared Channel Universal Terrestrial Radio Access Network Uplink Shared Channel V Visister Location Register Virtual Home Environmet W Wireless Application Protocol Wideband Code Division Multiple Access Trần Đức Long Tỷ số tín hiệu nhiễu Trải phổ nhảy thời gian Kênh lưu lượng Bộ thị khn dạng truyền dẫn Chức thích ứng đầu cuối Đa truy nhập phân chia theo thời gian Bộ thích ứng tốc độ chuyển mã Song cơng phân chia theo thời gian Bộ thu – phát Thiết bị người sử dụng Hệ thống viễn thông di động toàn cầu Kênh chia đường lên Mạng truy nhập vơ tuyến mặt đất tồn cầu Kênh dùng chung đường lên Thanh ghi định vị tạm trú Môi trường thường trú ảo Giao thức ứng dụng không dây Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng Lớp 48K - ĐTVT Quy hoạch mạng W-CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016 MỞ ĐẦU Thông tin di động ngày trở thành nghành công nghiệp viễn thông phát triển nhanh mang lại nhiều lợi nhuận cho nhà khai thác Sự phát triển thị trường viễn thông di động thúc đẩy mạnh mẽ việc nghiên cứu triển khai hệ thống thông tin di động tương lai Hệ thống di động hệ hai (2G), với GSM CDMA ví dụ điển hình phát triển mạnh mẽ nhiều quốc gia Tuy nhiên, thị trường viễn thông ngày mở rộng ngày thể rõ hạn chế dung lượng băng thông hệ thống thông tin di động hệ thứ hai Sự đời hệ thống di động hệ ba tất yếu, theo hướng cung cấp dịch vụ truyền số liệu với tốc độ lên tới 2Mbit/s như: điện thoại thấy hình, video streaming, hội nghị truyền hình, tin nhắn đa phương tiện nhằm đáp ứng nhu cầu ngày tăng đa dạng người sử dụng Đến hệ thống thông tin di động hệ thứ 3(3G) đưa vào khai thác thương mại nhiều nước giới Hiện nay, Việt Nam nghiên cứu triển khai khai thác mạng thông tin di động hệ ba W-CDMA.Tỉnh Nghệ An tỉnh có diện tích lớn Việt Nam, vùng trọng điểm kinh tế thương mại du lịch dịch vụ Bắc Trung Bộ, với số lượng thuê bao di động lớn dự đốn cịn tăng nhanh vài năm tới cần thiết phải lập kế hoạch thiết kế triển khai mạng thông tin di động 3G nhằm khắc phục cố nghẽn mạng tải mạng thông tin di động hệ đáp ứng kịp thời nhu cầu dịch vụ số liệu tốc độ cao người tiêu dùng Xuất phát Trần Đức Long Lớp 48K - ĐTVT Quy hoạch mạng W-CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016 từ định hướng nên em chọn đề tài nghiên cứu ” Quy hoạch mạng W-CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016” làm đồ án tốt nghiệp Nội dung đồ án gồm chương Chương 1: Tổng quan mạng W-CDMA: Nội dung chương đưa lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động, đặc điểm dịch vụ mạng thông tin di động W-CDMA Chương 2: Cấu trúc hệ thống W-CDMA,kỹ thuật trải phổ chuyển giao mạng W-CDMA: Chương trình bày cấu trúc hệ thống W-CDMA, cấu trúc kênh,các phương thức xếp kênh W-CDMA giải pháp kỹ thuật trải phổ Chương 3: Quy hoạch mạng W-CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 -2016 Nội dung chương trình bày bước trình quy hoạch mạng WCDMA, mơ hình tính tốn cho vùng khác nhau, ứng dụng quy hoạch mạng W-CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012-2016 Trong trình thực làm đồ án em nhận giúp đỡ tận tình PGS.TS NGUYỄN HOA LƯ Mặc dù cố gắng việc hoàn thành đồ án với thời gian trình độ có hạn chế nên đồ án cịn nhiều thiếu sót.Chúng tơi mong nhận dẫn q thầy (cơ) đóng góp ý kiến bạn giúp chúng tơi hồn thiện đồ án tốt Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn PGS.TS NGUYỄN HOA LƯ giúp chúng tơi hồn thành đồ án Xin chân thành cảm ơn! Nghệ An, tháng 02 năm 2012 Sinh viên thực Trần Đức Long Trần Đức Long Lớp 48K - ĐTVT Quy hoạch mạng W-CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016 CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ MẠNG W-CDMA 1.1 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin di động Ngày nay, thơng tin liên lạc đóng vai trò quan trọng đời sống xã hội loài người Cùng với phát triển xã hội, nhu cầu trao đổi thông tin người ngày tăng địi hỏi hệ thống thơng tin liên lạc nói chung, hệ thống viễn thơng nói riêng không ngừng phát triển cải tiến để đáp ứng nhu cầu Thơng tin di động ứng dụng có nhu cầu lớn đạt phát triển mạnh mẽ năm gần Trước nhu cầu ngày tăng người sử dụng, thông tin di động phát triển theo xu hướng Để hiểu rõ có nhìn xác xu hướng phát triển thơng tin di động, trước hết cần phải nhìn lại lịch sử phát triển từ đời đến Năm 1924 điện thoại vô tuyến di động đời sử dụng phương tiện thông tin liên lạc đơn vị cảnh sát Mỹ Đến năm 1960 hệ thống điện thoại di động sư dụng phương pháp điều tần xuất chúng có dung lượng thấp so với tiện lợi Đầu năm 1980 đánh dấu đời hệ thống di động tổ ong điều tần song công sử dụng kĩ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA với phục vụ thoại Hệ thống tổ ong tương tự có số hạn chế sau : - Chất lượng thấp - Vùng phủ sóng hẹp - Phân bổ tần số hạn chế , dung lượng thấp Trần Đức Long 10 Lớp 48K - ĐTVT ... ĐTVT Quy hoạch mạng W- CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016 từ định hướng nên em chọn đề tài nghiên cứu ” Quy hoạch mạng W- CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016? ?? làm đồ án tốt nghiệp. .. ĐTVT Quy hoạch mạng W- CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016 CHƯƠNG CẤU TRÚC HỆ THỐNG W- CDMA, KỸ THUẬT TRẢI PHỔ VÀ CHUYỂN GIAO TRONG MẠNG W- CDMA 2.1 Cấu trúc hệ thống W- CDMA Hệ thống W- CDMA. .. tích mật độ tỉnh Nghệ An 60 Bảngdự kiến số liệu thuê bao tỉnh Nghệ An năm 2012 66 Trần Đức Long Lớp 48K - ĐTVT Quy hoạch mạng W- CDMA cho tỉnh Nghệ An giai đoạn 2012 - 2016 DANH SÁCH CHŨ