Nghiên cứu công nghệ CDMA 2000 và thiết kế mạng cho EVNTelecom

• Tác giả: Nguyễn Thị Kim Liên
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Đức Thuận
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
• Đề tài: Công Nghệ CDMA - Ứng Dụng Trong Thiết Kế Mở Rộng Mạng CDMA 2000 1X 450 MHz Của EVNTelecom
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
• 1.1. Khái quát một số công nghệ đa truy nhập điển hình
• 1.2. Lịch sử và xu thế phát triển của thông tin di động tế bào CDMA
• 1.3. Công nghệ CDMA 2000
• 1.4. Các đặc điểm của CDMA
• 1.5. Phân tích ưu nhược điểm của công nghệ CDMA
• 1.5.1. Nhược điểm
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ MẠNG CDMA
• 2.1. Sơ đồ kiến trúc mạng CDMA 2000 1X
• 2.2. Nút phục vụ số liệu gói PDSN
• 2.3. Nhận thực, trao quyền và thanh toán AAA
• 2.4. Trạm thu phát gốc BTS
• 2.5. Cấu trúc địa lý hệ thống thông tin di động CDMA 2000 1X
• 2.6. Các mô hình tổn hao đường truyền trong thông tin di động
• 2.7. Phương pháp tính dung lượng
• 2.8. Mô hình hệ thống và phân tích
• 2.9. Dung lượng CDMA một tế bào
• 2.10. Dung lượng hệ thống CDMA nhiều tế bào
• 3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TRONG THIẾT KẾ MỞ RỘNG MẠNG CDMA 2000 1X 450MHz CỦA EVNTelecom
• 3.1. Tổng quan hiện trạng và nhu cầu
• 3.2. Mật độ điện thoại tại Việt nam
• 3.3. Hiện trạng phân bố dải tần tại Việt nam
• 3.4. Các số liệu thống kê đầu vào
• 3.5. Dự báo nhu cầu dịch vụ truyền thông
• 3.6. Dự báo thuê bao
• 3.7. Thực trạng mạng lưới CDMA 2000 1X của EVNTelecom
• 3.8. Sự cần thiết của thiết kế mở rộng
• 3.9. Mục tiêu thiết kế
• 3.10. Qui mô thiết kế
• 3.11. Thiết kế hệ thống mạng truy cập và chuyển mạch
• 3.12. Nhiệm vụ thiết kế
• 3.13. Các yêu cầu đối với hệ thống
• 3.14. Giải pháp thiết kế hệ thống
• 3.15. Tính toán cấu hình BTS
• 3.16. Tính toán cấu hình BSC
• 3.17. Tính toán cấu hình MSC
• 3.18. Phương án tổ chức kết nối
• 3.19. Xu hướng phát triển của EVNTelecom
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Công Nghệ CDMA 2000 cho Mạng Viễn Thông

Công nghệ CDMA 2000 nổi lên như một giải pháp đa truy nhập mạnh mẽ trong viễn thông di động. So với các công nghệ như FDMA và TDMA, CDMA cung cấp khả năng tích hợp dịch vụ và dung lượng vượt trội. CDMA gán cho mỗi người dùng một mã giả ngẫu nhiên, cho phép nhiều người dùng truyền dữ liệu đồng thời trên cùng một băng tần. Điều này trái ngược với FDMA, chia băng tần thành các kênh nhỏ, và TDMA, chia băng tần thành các khe thời gian. EVNTelecom có thể tận dụng ưu điểm này để cung cấp dịch vụ tốt hơn. Một trong các chuẩn CDMA chính là chuẩn IS-95 ở Bắc Mỹ. Việc sử dụng công nghệ CDMA trong các hệ thống tế bào vô tuyến bắt đầu với việc phát triển chuẩn IS-95. Hơn nữa, CDMA đã được chọn là mô hình đa truy cập cho các hệ thống thế hệ ba (3G).

1.1. Phân Tích Ưu Nhược Điểm của Công Nghệ CDMA 2000

Ưu điểm chính của CDMA 2000 là khả năng đáp ứng dung lượng lớn, yếu tố then chốt đối với các nhà khai thác mạng. Công nghệ này cũng cho phép tích hợp nhiều loại hình dịch vụ, từ thoại đến dữ liệu. Tuy nhiên, CDMA cũng có những nhược điểm nhất định, bao gồm sự phức tạp trong việc quản lý công suất và khả năng bị nhiễu từ các trạm gốc lân cận. Việc điều khiển công suất trong CDMA rất quan trọng để đảm bảo chất lượng dịch vụ. Bên cạnh đó, bảo mật mạng cũng là một yếu tố quan trọng cần được quan tâm.

1.2. Lịch Sử Phát Triển và Ứng Dụng của Mạng CDMA 2000

Công nghệ CDMA 2000 có một lịch sử phát triển lâu dài, bắt đầu với chuẩn IS-95A và tiếp tục với các phiên bản nâng cấp như IS-95B. Sự phát triển hướng tới hỗ trợ các dịch vụ tốc độ cao đã thúc đẩy sự ra đời của chuẩn IS-95B vào năm 1998. Chuẩn IS-95B có thể hỗ trợ các tốc độ dữ liệu người dùng tới 115,2 Kbps. Ứng dụng CDMA 2000 rất đa dạng, từ dịch vụ thoại đến truyền dữ liệu tốc độ cao, và được triển khai rộng rãi ở nhiều quốc gia trên thế giới.

II. Cách Thiết Kế Kiến Trúc Mạng CDMA 2000 1X cho EVNTelecom

Thiết kế mạng CDMA 2000 đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về kiến trúc mạng, các mô hình truyền sóng và phương pháp tính toán dung lượng. Kiến trúc mạng CDMA 2000 1X bao gồm các thành phần chính như trạm thu phát gốc (BTS), bộ điều khiển trạm gốc (BSC) và trung tâm chuyển mạch di động (MSC). Việc lựa chọn mô hình truyền sóng phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo vùng phủ sóng tối ưu. Cấu trúc địa lý hệ thống thông tin di động CDMA 2000 1X. Các mô hình tổn hao đường truyền trong thông tin di động cần được xem xét kỹ lưỡng. Mô hình hệ thống và phân tích, dung lượng CDMA một tế bào, dung lượng hệ thống CDMA nhiều tế bào cần được tính toán chính xác.

2.1. Phân Tích Chi Tiết Cấu Trúc Mạng CDMA 2000 1X

Cấu trúc mạng CDMA 2000 1X bao gồm nhiều thành phần quan trọng như BTS (Base Transceiver Station), BSC (Base Station Controller), MSC (Mobile Switching Center), và PDSN (Packet Data Serving Node). Mỗi thành phần đóng vai trò riêng biệt trong việc đảm bảo hoạt động của mạng. BTS chịu trách nhiệm thu phát tín hiệu vô tuyến. BSC điều khiển các BTS. MSC quản lý chuyển mạch cuộc gọi. PDSN phục vụ truyền dữ liệu gói.

2.2. Các Mô Hình Truyền Sóng và Tổn Hao Đường Truyền

Các mô hình truyền sóng như COST 231 được sử dụng để ước tính tổn hao đường truyền trong mạng CDMA 2000. Việc lựa chọn mô hình phù hợp phụ thuộc vào môi trường triển khai, chẳng hạn như đô thị, ngoại ô hoặc nông thôn. Các yếu tố như tần số, chiều cao anten và địa hình cũng ảnh hưởng đến tổn hao đường truyền. Việc tối ưu hóa mạng cần tính đến các yếu tố này.

2.3. Phương Pháp Tính Toán Dung Lượng Mạng CDMA 2000

Dung lượng mạng CDMA 2000 phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm số lượng người dùng, tốc độ dữ liệu yêu cầu và mức độ can nhiễu. Các phương pháp tính toán dung lượng thường sử dụng các mô hình toán học phức tạp để ước tính hiệu suất mạng. Việc quản lý mạng cần đảm bảo dung lượng đáp ứng nhu cầu của người dùng. Dung lượng CDMA một tế bào cần phải đủ lớn để phục vụ thuê bao.

III. Hướng Dẫn Tính Toán Cấu Hình BTS cho EVNTelecom

Tính toán cấu hình BTS là một bước quan trọng trong thiết kế mạng CDMA 2000. Việc này bao gồm xác định số lượng BTS cần thiết, vị trí đặt BTS và cấu hình phần cứng của BTS. Các yếu tố cần xem xét bao gồm vùng phủ sóng mong muốn, dung lượng yêu cầu và ngân sách. Tính toán cấu hình BSC và MSC cũng rất quan trọng. Cần xác định rõ nhiệm vụ thiết kế và các yêu cầu đối với hệ thống.

3.1. Xác Định Vùng Phủ Sóng và Dung Lượng Yêu Cầu

Vùng phủ sóng và dung lượng yêu cầu là hai yếu tố chính ảnh hưởng đến cấu hình BTS. Vùng phủ sóng được xác định bởi diện tích cần phục vụ và địa hình. Dung lượng yêu cầu được xác định bởi số lượng người dùng và tốc độ dữ liệu trung bình. Các số liệu thống kê đầu vào, dự báo nhu cầu dịch vụ truyền thông, dự báo thuê bao cần được thu thập và phân tích.

3.2. Lựa Chọn Vị Trí và Cấu Hình Phần Cứng BTS

Vị trí BTS cần được lựa chọn sao cho đảm bảo vùng phủ sóng tối ưu và giảm thiểu can nhiễu. Cấu hình phần cứng BTS bao gồm anten, bộ khuếch đại công suất và bộ xử lý tín hiệu. Các tham số hệ thống và tham số thiết kế cần được xác định một cách cẩn thận. Suy hao cáp Feeder và tỷ số Eb/Nt đối với các bộ giải điều chế khác nhau cần được tính đến.

3.3. Phương Án Tổ Chức Kết Nối Mạng CDMA 2000

Phương án tổ chức kết nối mạng CDMA 2000 cần đảm bảo tính linh hoạt, khả năng mở rộng và chi phí hợp lý. Các phương án kết nối có thể bao gồm kết nối trực tiếp, kết nối qua mạng truyền dẫn và kết nối qua internet. Xu hướng phát triển của EVNTelecom cần được xem xét để có một phương án tối ưu.

IV. Ứng Dụng Thiết Kế Mở Rộng Mạng CDMA 2000 cho EVNTelecom

Việc thiết kế mở rộng mạng CDMA 2000 1X 450MHz của EVNTelecom đòi hỏi sự xem xét kỹ lưỡng về hiện trạng mạng lưới, nhu cầu dịch vụ và các yếu tố kinh tế xã hội. Sự cần thiết của thiết kế mở rộng là do nhu cầu ngày càng tăng về dịch vụ viễn thông di động. Mục tiêu thiết kế là nâng cao dung lượng mạng, mở rộng vùng phủ sóng và cải thiện chất lượng dịch vụ QoS. Qui mô thiết kế cần phù hợp với nhu cầu thực tế.

4.1. Đánh Giá Hiện Trạng và Nhu Cầu Mạng CDMA 2000 EVNTelecom

Đánh giá hiện trạng mạng lưới bao gồm phân tích vùng phủ sóng, dung lượng, chất lượng dịch vụ và hiệu suất mạng. Nhu cầu dịch vụ được xác định thông qua khảo sát người dùng và dự báo thị trường. Mật độ điện thoại tại Việt Nam và hiện trạng phân bố dải tần tại Việt Nam cần được xem xét. Thực trạng mạng lưới CDMA 2000 1X của EVNTelecom cần được đánh giá một cách khách quan.

4.2. Thiết Kế Hệ Thống Mạng Truy Cập và Chuyển Mạch

Thiết kế hệ thống mạng truy cập bao gồm lựa chọn công nghệ truy cập, cấu hình BTS và thiết kế mạng vô tuyến. Thiết kế hệ thống chuyển mạch bao gồm lựa chọn thiết bị chuyển mạch, cấu hình mạng lõi và thiết kế giao thức. Thiết kế hệ thống mạng truy cập và chuyển mạch cần phải đáp ứng các yêu cầu về dung lượng, vùng phủ sóng và chất lượng dịch vụ.

4.3. Phân Tích Chi Phí Triển Khai và Bảo Trì Mạng CDMA 2000

Chi phí triển khai mạng bao gồm chi phí thiết bị, chi phí xây dựng cơ sở hạ tầng và chi phí lắp đặt. Chi phí bảo trì mạng bao gồm chi phí vận hành, chi phí sửa chữa và chi phí nâng cấp. Việc phân tích chi phí giúp EVNTelecom đưa ra quyết định đầu tư hợp lý. Chi phí triển khai và bảo trì mạng cần được tính toán kỹ lưỡng để có một kế hoạch tài chính hiệu quả.

V. Tối Ưu Hiệu Suất Mạng CDMA 2000 cho EVNTelecom

Để đảm bảo hiệu suất mạng CDMA 2000 tối ưu cho EVNTelecom, cần tập trung vào việc tối ưu hóa các tham số mạng, quản lý tài nguyên vô tuyến và triển khai các giải pháp bảo mật mạng. Việc tối ưu hóa hiệu suất mạng giúp cải thiện chất lượng dịch vụ, tăng dung lượng mạng và giảm chi phí vận hành. Cần quan tâm đến chất lượng dịch vụ QoS và hiệu suất mạng.

5.1. Phương Pháp Tối Ưu Hóa Tham Số Mạng CDMA 2000

Tối ưu hóa tham số mạng bao gồm điều chỉnh các tham số như công suất phát, ngưỡng can nhiễu và tham số chuyển giao. Các phương pháp tối ưu hóa có thể bao gồm sử dụng phần mềm mô phỏng mạng, thu thập dữ liệu hiệu suất mạng và phân tích thống kê. Bài toán tối ưu mạng cần được giải quyết một cách hiệu quả.

5.2. Quản Lý Tài Nguyên Vô Tuyến Hiệu Quả cho CDMA 2000

Quản lý tài nguyên vô tuyến bao gồm phân bổ kênh tần số, quản lý công suất và điều khiển truy nhập. Việc quản lý tài nguyên vô tuyến hiệu quả giúp giảm thiểu can nhiễu, tăng dung lượng mạng và cải thiện chất lượng dịch vụ. Cần quan tâm đến tần số vô tuyến và kênh truyền.

VI. Tương Lai Phát Triển và Nâng Cấp Mạng CDMA 2000 EVNTelecom

Tương lai của mạng CDMA 2000 phụ thuộc vào sự phát triển của các công nghệ mới và nhu cầu thị trường. Việc nâng cấp mạng là cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về dung lượng và tốc độ dữ liệu. Việc so sánh CDMA 2000 với các công nghệ khác như 3G, 4G và 5G là rất quan trọng. Tương lai mạng CDMA 2000 còn nhiều tiềm năng phát triển.

6.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ CDMA và 1xEV DO

Công nghệ 1xEV-DO là một bước tiến quan trọng trong sự phát triển của CDMA 2000, cho phép tăng tốc độ dữ liệu đáng kể. Các xu hướng phát triển khác bao gồm cải thiện hiệu suất phổ, giảm chi phí và tăng tính bảo mật. Cần xem xét đến giao thức và an ninh mạng.

6.2. Các Bước Nâng Cấp và Mở Rộng Mạng CDMA 2000 cho EVN

Việc nâng cấp và mở rộng mạng CDMA 2000 cho EVNTelecom cần được thực hiện theo một kế hoạch chi tiết, bao gồm đánh giá nhu cầu, lựa chọn công nghệ, thiết kế mạng và triển khai. Cần cân nhắc các yếu tố như chi phí, thời gian và rủi ro. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng mạng và mô hình hóa mạng có thể giúp đưa ra quyết định tốt hơn.