Chương 1: Giới thiệu Giới thiệu một số tham số cơ bản trong bài toán tối ưu mạng di động, đặc điểm khác biệt trong tối ưu mạng di động thế hệ mới, các công trình đã được công bố của các đồng nghiệp để giải quyết bài toán đặt ra và một số hạn chế của nó, từ đó đưa ra cách giải quyết của luận văn trong hoàn cảnh này. Chương 2: Tổng quan mạng di động thế hệ mới Giới thiệu những nét cơ bản của mạng di động thế hệ mới, từ đó ta thấy những điểm khác biệt giữa mạng di động này với mạng di động trước đây. Chương 3: Cơ sở lập kế hoạch mạng di động Cung cấp các kĩ thuật cơ bản trong bài toán lập quy hoạch tế bào mạng di động. Trước hết giới thiệu những khái niệm cơ bản của tính toán hệ thống tế bào và quá trình thiết kế điểm hình.
Ngoài ra, luận văn cũng giới thiệu phương thức dự đoán vùng phủ sóng, dự báo dung lượng, phân tích can nhiễu và ấn định kênh. Chương 4: Tối ưu mạng di động thế hệ mới Trong đó giới thiệu mô hình tối ưu, các thuật toán tối ưu, các tham số tối ưu, vị trí, cấu hình trạm; xác định một số tham số của anten; tính vùng phủ sóng, dung lượng tế bào, phạm vi chuyển vùng, chi phí thực hiện và tính toán thực tế. Chương 5: Tổng kết Tóm tắt luận văn và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo. Sau đây chương 2, luận văn giới thiệu tổng quan về mạng di động thế hệ mới.
13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 2: MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI 2. Giới thiệu Mạng thông tin thế hệ mới (NGN) ra đời là mạng có cơ sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động. Như vậy, có thể xem mạng thông tin thế hệ mới là sự tích hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM (Time Division Multiplexing), với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kỹ thuật IP/ATM. Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời cũng có thể nhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh nặng của PSTN.
[2] Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động. Vấn đề chủ đạo ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ này. Một vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một khối lượng lớn dịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện, phần lớn trong đó là không được trù liệu khi xây dựng các hệ thống mạng hiện nay. Vì vậy, việc tính toán, lập kế hoạch mạng hợp lý, chính xác là yếu tố quyết định để nâng cao chất lượng, hiệu quả khai thác mạng sau này.
Đặc điểm mạng NGN Mạng di động NGN có bốn đặc điểm chính: 1. Nền tảng là hệ thống mạng mở. Mạng NGN là do mạng dịch vụ thúc đẩy, những dịch vụ phải thực hiện độc lập với mạng lưới. Mạng NGN là mạng chuyển mạch gói, dựa trên một giao thức thống nhất.
Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cũng ngày càng tăng, có đủ dung lượng để đáp ứng nhu cầu. Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà: Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độc lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng, và phát triển một cách độc lập. Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng. Tiếp đến, mạng NGN là mạng dịch vụ thúc đẩy, với đặc điểm của: Chia tách dịch vụ với điều khiển cuộc gọi.
Chia tách cuộc gọi với truyền tải. Mục tiêu chính của chia tách là làm cho dịch vụ thực sự độc lập với mạng, thực hiện một cách linh hoạt và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có thể tự bố trí 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com và xác định đặc trưng dịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao.
Thứ ba, NGN là mạng chuyển mạch gói, giao thức thống nhất. Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình cáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ tầng thông tin. Cuối cùng là với sự phát triển của công nghệ IP, người ta mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà ta thường gọi là “dung hợp ba mạng”. Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở đều có thể thực hiện nối thông các mạng khác nhau; đó là lần đầu tiên có được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được.1 biểu thị kiến trúc mạng NGN.
Kiến trúc mạng NGN Giao thức IP đang trở thành giao thức ứng dụng linh hoạt và bắt đầu được sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ. mặc dù hiện tại vẫn còn ở thế bất lợi so với các chuyển mạch kênh về mặt khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này. Tiếp theo chúng ta tìm hiểu một trong những mạng di động thế hệ mới LTE.
15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Khái niệm mạng LTE Mạng di động thế hệ mới dựa trên nền tảng công nghệ LTE (Long Term Evolution) được bắt đầu nghiên cứu vào tháng 3 năm 2005. Mục tiêu chủ yếu của nghiên cứu này là để quyết định cấu trúc mới của hệ thống và lựa chọn sử dụng kĩ thuật đa truy nhập. Qua nghiên cứu đó, người ta chỉ ra cấu trúc cơ bản của mạng LTE như hình 2.
Cấu trúc mạng LTE Mục tiêu chính của mạng LTE: Cấu trúc mạng chủ yếu để chuyển gói Tốc độ số liệu lên đến 100 Mbps ở hướng xuống và 50 Mbps ở hướng lên Nếu sử dụng thêm kĩ thuật MIMO thì tốc độ số liệu có thể đạt cao hơn Sử dụng phổ tần từ 1.25 MHz đến 20 MHz Kĩ thuật đa truy nhập đối với tuyến xuống và tuyến lên sử dụng kĩ thuật OFDMA và SC-FDMA tương ứng 2. Kĩ thuật đa truy nhập của mạng LTE Kĩ thuật đa truy nhập của LTE chủ yếu dựa trên cơ sở ghép theo tần số (FDM) và sử dụng hai loại khác nhau: Đa truy nhập cho tần số trực giao (OFDMA) cho tuyến xuống và đa truy nhập theo tần số đơn sóng (SC-FDMA) cho tuyến lên. OFDMA là một kĩ thuật truyền dẫn rất hiệu quả được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống truyền dẫn số như: Truyền hình số, WiMax, mạng WLAN. Sở dĩ nó được sử dụng rộng rãi vì khả năng chống được fading lựa chọn theo tần số trong kênh.
Ngoài ra, OFDMA có khả năng sử dụng băng tần rất linh hoạt ở tuyến xuống. 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ở tuyến lên của LTE sử dụng kĩ thuật SC-FDMH vì nó có tỉ số công suất đỉnh trên công suất trung bình thấp. Đó là một đặc điểm rất hấp dẫn vì tuyến lên cần sử dụng bộ khuếch đại công suất một cách hiệu quả để tăng tuổi thọ làm việc cho pin của máy di động. OFDM Nguyên lý cơ bản của các hệ thống đa sóng mang là chia băng tần tổng thành nhiều băng tần con có độ rộng băng tần nhỏ hơn.
Do độ rộng băng tần con hẹp cho nên trong đó chỉ tồn tại fading phẳng, vậy chỉ cần sử dụng thiết bị đơn giản để bù biến đổi độ lợi của kênh, không cần dùng đến các giải pháp cân bằng phức tạp. Các sóng mang con trong hệ thống OFDM trực giao với nhau.3 biểu thị nguyên lý OFDM. Biểu diễn kênh con OFDM trong miền tần số là một hàm Sinc1, việc lấy mẫu nếu được thực hiện với những khoảng cách chính xác chỉ ở những sóng mang phụ của kênh con và bằng 0 tại những tần số của sóng mang phụ khác. Điều này có nghĩa là các kênh con là trực giao với nhau.
Tín hiệu OFDM trong miền tần số và miền thời gian 2. OFDMA OFDMA là phương pháp đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao. Phương pháp truy nhập sử dụng nguyên lý OFDM để điều hòa phối hợp sự phân bố các tài nguyên vô tuyến cho người dùng để thiết lập thông tin. Điều này được thực hiện bằng 1 Các chức năng sinc hay được sử dụng trong xử lý tín hiệu và biến đổi Fourier.
Nó thường được định nghĩa là Sinc (x) = Sin (x) / x 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com cách sử dụng đa truy nhập theo miền thời gian (TDMA). Tại đó, người dùng nhận được các tài nguyên động tại các thời điểm lập lịch khác nhau. [14] Bộ lập lịch sử dụng các điều kiện kênh của người dùng khác nhau để phân phối các tài nguyên vô tuyến (các sóng mang phụ) cho những nơi phù hợp nhất như tại đó điều kiện kênh tức thời có CI - Max Hình 2.4 mô tả một thủ tục lập lịch phụ thuộc kênh giữa người dùng. Ở đây, các sóng mang con của hệ thống được phân phối giữa hai người dùng trên cơ sở người có kênh tốt nhất.
Một hệ thống lập lịch phụ thuộc kênh như vậy thường linh hoạt, đạt được dung lượng hệ thống tương đối tốt hơn và hiệu quả sử dụng phổ cao hơn so với hệ thống OFDM một người dùng.4 Lập lịch phụ thuộc kênh giữa hai người dùng 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. SC-FDMA Thời gian gần đây người ta đã xây dựng phương pháp đa truy nhập phân theo tần số đơn sóng mang để thực hiện truyền dẫn cho tuyến lên LTE (SC-FDMA). Phương pháp này có một đặc tính hấp dẫn nó cho tỉ số công suất đỉnh trên công suất tín hiệu trung bình tốt để sử dụng bộ khuếch đại công suất một cách hiệu quả nhằm tiết kiệm được năng lượng pin cho máy di động tuyến lên.