Luận văn Thạc sĩ: Tổ chức quy hoạch mạng WCDMA - ĐH Bách Khoa Hà Nội

Luận văn phân tích sâu về tổ chức và quy hoạch mạng WCDMA (3G). Tổng quan kiến trúc, công nghệ và các giải pháp kỹ thuật trong mạng viễn thông.

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Luận văn thạc sĩ

2011

75
1
0

Phí lưu trữ

30 Point

Tóm tắt

I. Tổng quan về mạng WCDMA 3G và UMTS

Mạng WCDMA 3G (Wideband Code Division Multiple Access) là công nghệ truy nhập vô tuyến thế hệ thứ ba, phát triển từ tiêu chuẩn UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Đây là một bước tiến quan trọng trong lịch sử viễn thông di động, cho phép truyền dữ liệu với tốc độ cao hơn so với các công nghệ 2G như GSM. Mạng WCDMA được phát triển thông qua dự án 3GPP (Third Generation Partnership Project), tạo ra một tiêu chuẩn toàn cầu cho viễn thông di động. Kiến trúc mạng 3G bao gồm nhiều phiên bản khác nhau như R99, R4, R5 và R6, mỗi phiên bản đều có những cải tiến về hiệu năng và chức năng. Công nghệ này hỗ trợ các dịch vụ đa dạng như duyệt web, gọi video, và truyền dữ liệu tốc độ cao.

1.1. Lộ trình phát triển công nghệ di động

Từ AMPS đến GSM, rồi đến WCDMA 3G và tiếp theo là LTE 4G, công nghệ di động đã trải qua các giai đoạn phát triển quan trọng. Mỗi thế hệ công nghệ mang lại những cải thiện về tốc độ truyền, dung lượng mạng và khả năng xử lý dữ liệu. WCDMA 3G là bước ngoặt quan trọng, cho phép người dùng truy cập internet nhanh chóng trên thiết bị di động.

1.2. Kiến trúc mạng WCDMA UMTS các phiên bản R99 đến R6

Kiến trúc mạng WCDMA UMTS bao gồm nhiều phiên bản cải tiến. Phiên bản R99 là tiêu chuẩn đầu tiên, tiếp theo là R4 với các cải tiến về kiểm soát gói và R5, R6 với HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). Các phiên bản này liên tục cải thiện hiệu suất và hỗ trợ các dịch vụ mới.

II. Công nghệ truy nhập WCDMA và trải phổ tần số

Công nghệ truy nhập WCDMA sử dụng phương pháp CDMA (Code Division Multiple Access) cho phép nhiều người dùng chia sẻ cùng một dải tần số thông qua các mã khác nhau. Trải phổ tần số là kỹ thuật chính giúp mở rộng tín hiệu trên dải tần rộng, tăng khả năng chống nhiễu và bảo mật. Hệ thống WCDMA sử dụng Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) để mã hóa tín hiệu. Việc sử dụng mã trải phổ cho phép hệ thống hỗ trợ nhiều người dùng đồng thời mà không cần chia dải tần số. Điều này là ưu điểm lớn so với các công nghệ TDMAFDMA của thế hệ trước.

2.1. Các mã trải phổ và điều chế đường lên xuống

Các mã trải phổ trong WCDMA bao gồm mã Gold, mã WalshPseudo Noise để phân biệt các kênh khác nhau. Điều chế đường lên sử dụng QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) còn điều chế đường xuống sử dụng QPSKBPSK (Binary Phase Shift Keying). Kỹ thuật này đảm bảo tín hiệu được truyền dẫn chính xác.

2.2. Chuyển giao và quản lý tài nguyên vô tuyến

Handover (chuyển giao) là quá trình chuyển kết nối người dùng từ một trạm gốc sang trạm khác khi di chuyển. Soft Handover trong WCDMA cho phép người dùng kết nối với nhiều trạm cơ sở cùng lúc. RRM (Radio Resource Management) quản lý tài nguyên vô tuyến hiệu quả, trong khi RRC (Radio Resource Control) điều khiển tài nguyên ở mức kết nối.

III. Kiến trúc hệ thống WCDMA và các thành phần chính

Hệ thống WCDMA 3G bao gồm hai phần chính: Mạng truy nhập vô tuyến (UTRAN)Mạng lõi (Core Network). UTRAN gồm RNC (Radio Network Controller) và Node B (trạm gốc) xử lý các tín hiệu vô tuyến. Mạng lõi bao gồm MSC (Mobile Switching Center), SGSN (Serving GPRS Support Node), GGSN (Gateway GPRS Support Node) để xử lý các cuộc gọi và dữ liệu gói. Thiết bị người dùng UE (User Equipment) như điện thoại di động kết nối qua các trạm gốc. Hệ thống OMC (Operation Maintenance Center) giám sát và quản lý toàn bộ mạng. Kiến trúc này cho phép hệ thống WCDMA cung cấp dịch vụ đa dạng từ thoại đến dữ liệu.

3.1. Mạng truy nhập UTRAN và các thành phần

UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) là phần mạng xử lý truy nhập vô tuyến. Node B là trạm gốc nhận và phát tín hiệu vô tuyến, trong khi RNC điều khiển các Node B và quản lý kết nối. PCU (Packet Control Unit) xử lý dữ liệu gói, AGC điều khiển công suất tự động để tối ưu tín hiệu.

3.2. Mạng lõi và hệ thống chuyển mạch gói

Core Network xử lý cuộc gọi điện thoại qua MSC và dữ liệu gói qua SGSN/GGSN. Softswitch là công nghệ chuyển mạch hiện đại thay thế các tổng đài điện thoại truyền thống. HLR (Home Location Register) lưu giữ thông tin đăng ký của thuê bao, SCP điều khiển dịch vụ nâng cao.

IV. Quy hoạch mạng WCDMA và điều khiển tài nguyên

Quy hoạch mạng WCDMA là quá trình thiết kế, triển khai và tối ưu hóa hệ thống để đáp ứng nhu cầu người dùng. Công việc này bao gồm xác định vị trí trạm gốc, tính toán công suất phát, lựa chọn tần số và quản lý can nhiễu giữa các trạm. Điều khiển công suất là yếu tố quan trọng, có hai loại: điều khiển công suất vòng hởđiều khiển công suất vòng kín để duy trì chất lượng tín hiệu. SIR (Signal to Interference Ratio) và SNR (Signal to Noise Ratio) là những chỉ số đo lường chất lượng tín hiệu. KPI (Key Performance Indicator) như tỷ lệ lỗi bit, tỷ lệ cuộc gọi bị chặn được theo dõi để đảm bảo chất lượng dịch vụ.

4.1. Các yếu tố chính trong quy hoạch tần số và công suất

Quy hoạch tần số xác định dải tần cấp phát cho mạng WCDMA. Điều khiển công suất đảm bảo mỗi trạm phát ra công suất thích hợp để tối ưu tín hiệu. Can nhiễu giữa các trạm gốc phải được giảm thiểu bằng cách sắp xếp hợp lý vị trí, tần số và công suất phát.

4.2. Các chỉ số hiệu năng và độ tin cậy mạng

KPI bao gồm BHCA (Busy Hour Call Attempts), BER (Bit Error Rate), BLER (Block Error Rate) để đánh giá hiệu suất mạng. FER (Frame Error Rate) đo tỷ lệ lỗi khung dữ liệu. Các chỉ số này giúp nhà quản lý mạng phát hiện và khắc phục các vấn đề về chất lượng dịch vụ một cách kịp thời.

28/12/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

LOI CAM DOAN Tôi xin cam doan cam đoan dây là luận văn của riêng tôi. Những kết quả tính toán, thiết kê trong hiện văn là trung thực va chưa từmg được công hỗ trong bat ky nột bảm luận vấn nào khác. Học viên thựo hiện Pham Van Trung _ BQ GIAO DUC VA DAO TAO | TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOL PHAM VAN TRUNG TO CHUC QUY HOACH MANG WCDMA Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử- Viễn thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐIỆN TỬ VIÊN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRAN THI NGOC LAN Hà nội - Năm 2011 MỤC LỤC LOI CAM DOAN.

- i MUCLUC - ii DANH MUC TU VIET TAT wiv DANH MUC BANG BIEU. - viii DANH MỤC HÌNH VẼ ix MODAL. wel CHUONG 1 TONG QUAN MANG 3G WCDMA UMTS 5 1.1 Lô trình phát triển thông tin di dòng.2 Kiến trúc chung của một hệ thống thông tin di động 3G. Kién trúc mạng 3G WCDMA UMTS R99 1.

Thiết bị người sử dụng UE 1.2 Mạng truy nhập vô tuyển UMLS. Kiến trúc mạng 3G WCDMA UMTS R4 —.5 Kidutric mang 3G WCDMA UMTS RS va R6 19 1.6 Các loại lưu lượng và địch vụ 3G WCDMA UMTS hễ trợ. 33 CHUONG 2 TONG QUAN CÔNG NGHỆ TRUY NHAP WCDMA. see BS 21 Trải phố và đa truy nhận phan chia theo ma.1 Hệ thống thông tin trải phd —.2 Các mã trải phố dùng trong WCDMA.

Trải phổ và điều chế đường lên. Trãi phổ và diễu chế đường xuống -.2 Chuyển giao trong hệ thông CDMA. 23 > Diễn khiển cổng suất - 38 2.1 Điều khiển công suất vòng hở. MSS MSC server Mit chuyén mach ctia Softswitch OFDM Orthogonal frequency-division Ghép kénh phan chia theo tên số multiplexing, trực giao OMC Operation Maintenance Center Trung tâm diều hành quân lý khai thác PCU Packet Control Unit Don vị điều khiển gói Pseudo Noise Gid tap am PPS-IN Prepaid System - Interligent Network Hệ thông diễu khiển thuê bao trả bude IN Qo QPSK Quardrature Phase Phase Shift Khoá dịch pha cầu phương.

Keying RAM Radio Access Mode Chế độ truy nhập vô tuyễn. RAT Radio Access Technology Công nghệ truy nhập vô tuyễn. RNC Radio Network Controller BG diéu khién mang vé tuyén. Radio Network subsystem, Phân hệ mạng vô tuyên RRC Radio Resoure Control protocol Giao thức điều khiên tài nguyễn võ tuyển RRM Radio Resouse Management Thuật toán quân [ý tài nguyễn vô tuyến.

SIN System [Frame Number Sốhiệu khung hệ thông. scr Service Control Point Nit hd tro điều khiến địch vụ trong PPS-I SDP Service Data Point Ai hỗ trợ điều khiẩn dữ liệu trong PPS-IN SGSN Serving GPRS Support Node. Múi hỗ trợ GPNS phục vụ Soft Handover Chuyén giao mém. Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên Signal to Interference Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu Short Messaging Service Dich vụ nhắn tin ngắn.

Signal to Noise Ratio 1ÿ số tin biệu trên tap dm Signaling Transfer Point “Điềm chuyên tiếp báo hiệu DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 1xEV- DO 1x Evolution Data Optimized Pha 1- Tối ưu dữ liệu 3G ‘Third Generation Th hé 3 3GPP Third Generation Global Partnership Dự án bội nhập loàn câu thế hệ 3 Project 3GPP2 Third Generation Global Partnership Project 2 “A AGC Aulomatic Gain Control Bộ diều khiển lăng ích tự động AMR Adaptive Multi-Rate codec Hộ mã hoá và giải mã da tốc độ thích nghĩ AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động liên tiền (Mỹ) B. BHCA Busy Hour Call Attempts ộc gọi trong giờ bận BER Bil Frror Rate ộ lỗi bú. BLER Block Error Rate Tốc dộ lỗi Block BPSK Binary Phase Shift Keying Khoá dịch pha nhị phân. BSIC Base station identity code Ma nhan dạng trạm gốc BIS Base ‘iranceiver Station ?rạm gốc The CDMA Development Group Nhóm phát wign CDMA Code Division Multiple Access Tra, nhập phân chữa theo mế Core Network Mạng lối Cylic Redundancy Check Mã vòng kiểm tra dự thừa Downlink Đường xudng Direct Sequence Spread Spectrum Hệ thông trải phố chuỗi trực tiếp Enhanced Data Rates for Evolution Các tắc độ dữ liệu tăng cường Equivalenl Isoiropie Radiated Power cho sự tiến hoá European 'Teleconununication.

Công suất bức xạ đẳng hường Standard Institute tương ương. ETSI Viện chuẩn hoá viễn thông Châu Au EDD I#requenoy Divisiơn Duplex Phương thức song công phân chia theo tan xỗ TDMA. Frequency Division Multiple Access Da truy nhập phân chia theo tan Frame Favor Rate é FER 1ÿ số lỗi khung G. GGsSh Gateway GPRS Support Node Mut hd tre céng GPRS GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô huyền gói chung.

GP Gain Processer Độ lợi thi GPS Global Positioning System 11ệ thống định vị toàn cầu. GSM Global System for Mobile Hệ thông viễn thông di động toàn ‘Telecommunication cẩu 11. ALR Homic Location Rogistor Bộ dãng kỷ thường trú TISDPA Tligh Speed Downlink Packet Access Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao HSUPA High Speed Uplink Packet Access Tra nhập gói lên xuống tốc độ cao Handover Chuyễn giao Tnternational Mobile Thông tin đi động toàn cầu 2000 ‘Telecommunication 2000 IMT- Multicarrier IMT da séng mang. Internet Protocol Giao thức Internet International ‘Telecommunication.

Liên hợp viễn thông quốc lế. Union Giao diện giữa HNC và nút B Giao dién giita 2. Key performace Indicator Mộ chí thị hiệu năng chính. Line of sight Tam nhìn thẳng Mobile Equipment Thiết bị di động MMS Multimedia Messaging Service Dich vụ nhắn tìn đa phương tiện Maw Media Gateway Ni công của Sofiswitch MPLS Multiprotocel Label Switching, Chuyên mạch nhãn da giao thức MIMO Multi mput multi output Đa phân tập Anten In/Out MSC Mobile Service Switching Centre Trung tâm chuyển mach dich vu di động.

MSS MSC server Mit chuyén mach ctia Softswitch OFDM Orthogonal frequency-division Ghép kénh phan chia theo tên số multiplexing, trực giao OMC Operation Maintenance Center Trung tâm diều hành quân lý khai thác PCU Packet Control Unit Don vị điều khiển gói Pseudo Noise Gid tap am PPS-IN Prepaid System - Interligent Network Hệ thông diễu khiển thuê bao trả bude IN Qo QPSK Quardrature Phase Phase Shift Khoá dịch pha cầu phương. Keying RAM Radio Access Mode Chế độ truy nhập vô tuyễn. RAT Radio Access Technology Công nghệ truy nhập vô tuyễn. RNC Radio Network Controller BG diéu khién mang vé tuyén.

Radio Network subsystem, Phân hệ mạng vô tuyên RRC Radio Resoure Control protocol Giao thức điều khiên tài nguyễn võ tuyển RRM Radio Resouse Management Thuật toán quân [ý tài nguyễn vô tuyến. SIN System [Frame Number Sốhiệu khung hệ thông. scr Service Control Point Nit hd tro điều khiến địch vụ trong PPS-I SDP Service Data Point Ai hỗ trợ điều khiẩn dữ liệu trong PPS-IN SGSN Serving GPRS Support Node. Múi hỗ trợ GPNS phục vụ Soft Handover Chuyén giao mém.

Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên Signal to Interference Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu Short Messaging Service Dich vụ nhắn tin ngắn. Signal to Noise Ratio 1ÿ số tin biệu trên tap dm Signaling Transfer Point “Điềm chuyên tiếp báo hiệu Time Division Duplex Phương (hức song công phan chia theo thời gian TDMA Time Division Mulliple Access Pa truy nhập phân chia theo thời gian TPC Transmission Power Control Điều khăn công suất phát TSC Trantsit/Gateway Center Trung tâm chuyễn tiếp cuộc gọi UE User Rquipment Thiết bị người sử dụng Uplink Tường xuống UMTS Universal Mobile Hệ thông viễn thông di động toàn ‘Telecommunication System cầu. USIM UMES Subscriber Identify Module A4odul nhận dạng thuê bao UMTS UMTS Terrestrial Radio Access UTRAN Network Aạng truy nhập võ tuyến mặt đất UMTS V, VLR Visitor Location Registor Bộ đăng ký lạm trả VOIP Voiea Qver Tnlemnet Protocol Truyền thoại qua giao thứu Internet. WCDMA Wideband Code Division Multiple Đa tụy nhập phân chía theo mễ Access bằng rộng động.

MSS MSC server Mit chuyén mach ctia Softswitch OFDM Orthogonal frequency-division Ghép kénh phan chia theo tên số multiplexing, trực giao OMC Operation Maintenance Center Trung tâm diều hành quân lý khai thác PCU Packet Control Unit Don vị điều khiển gói Pseudo Noise Gid tap am PPS-IN Prepaid System - Interligent Network Hệ thông diễu khiển thuê bao trả bude IN Qo QPSK Quardrature Phase Phase Shift Khoá dịch pha cầu phương. Keying RAM Radio Access Mode Chế độ truy nhập vô tuyễn. RAT Radio Access Technology Công nghệ truy nhập vô tuyễn. RNC Radio Network Controller BG diéu khién mang vé tuyén.

Radio Network subsystem, Phân hệ mạng vô tuyên RRC Radio Resoure Control protocol Giao thức điều khiên tài nguyễn võ tuyển RRM Radio Resouse Management Thuật toán quân [ý tài nguyễn vô tuyến. SIN System [Frame Number Sốhiệu khung hệ thông. scr Service Control Point Nit hd tro điều khiến địch vụ trong PPS-I SDP Service Data Point Ai hỗ trợ điều khiẩn dữ liệu trong PPS-IN SGSN Serving GPRS Support Node. Múi hỗ trợ GPNS phục vụ Soft Handover Chuyén giao mém.

Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên Signal to Interference Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu Short Messaging Service Dich vụ nhắn tin ngắn. Signal to Noise Ratio 1ÿ số tin biệu trên tap dm Signaling Transfer Point “Điềm chuyên tiếp báo hiệu theo tan xỗ TDMA. Frequency Division Multiple Access Da truy nhập phân chia theo tan Frame Favor Rate é FER 1ÿ số lỗi khung G. GGsSh Gateway GPRS Support Node Mut hd tre céng GPRS GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô huyền gói chung.

GP Gain Processer Độ lợi thi GPS Global Positioning System 11ệ thống định vị toàn cầu. GSM Global System for Mobile Hệ thông viễn thông di động toàn ‘Telecommunication cẩu 11. ALR Homic Location Rogistor Bộ dãng kỷ thường trú TISDPA Tligh Speed Downlink Packet Access Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao HSUPA High Speed Uplink Packet Access Tra nhập gói lên xuống tốc độ cao Handover Chuyễn giao Tnternational Mobile Thông tin đi động toàn cầu 2000 ‘Telecommunication 2000 IMT- Multicarrier IMT da séng mang. Internet Protocol Giao thức Internet International ‘Telecommunication.

Liên hợp viễn thông quốc lế. Union Giao diện giữa HNC và nút B Giao dién giita 2. Key performace Indicator Mộ chí thị hiệu năng chính. Line of sight Tam nhìn thẳng Mobile Equipment Thiết bị di động MMS Multimedia Messaging Service Dich vụ nhắn tìn đa phương tiện Maw Media Gateway Ni công của Sofiswitch MPLS Multiprotocel Label Switching, Chuyên mạch nhãn da giao thức MIMO Multi mput multi output Đa phân tập Anten In/Out MSC Mobile Service Switching Centre Trung tâm chuyển mach dich vu di DANH MUC BANG BIEU Rang 1.

Phan loại các địch vụ ở 3GWDCMA UMTS 23 Bảng 3. Các loại hình phú sóng phỏ biến. Cac loai loại địch vụ chính của WCDMA. Gia tri SFM théng dung, 36 lăng 3.

Thông số giá định của MS. Thông số giả định của Node-B. Thông số 44 cao anten thea ving phi: song —- Bảng 3. Giá trị K theo cấu hình site.

Bảng tính R~Cell tham khảo. Tỉnh lưu lượng hệ thống tham khảo1 62 Bang 3. ‘Tinh lưu lượng hệ thông tham khảo 2. Tỉnh lưu hượng hệ thống tham khão 3.

Danh sách các dơn vị hành chỉnh và dân cư Hà Nội 2010.2 Dự báo thuê bao 20 và 3G tại Hà nội đến năm 2014.3 Yêu cầu vừng phú sóng, -.4 Các loại kênh và dịch vụ chủ yêu trong hệ thống WCDMA.5 Dự kiến loại bình vùng phủ sóng 3G.6 Độ lợi xử lý cáo địch vu. - ei TB Bảng 4.7 Quỹ năng lượng dường tuyén.8 Diện tích vừng phủ của 1 Node l.9 Số lượng Node B (tram 3G).

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ