ĐẶT VẤN ĐỀ Tƣ̀ nhƣ̃ng năm đầ u của thâ ̣p kỷ 1990, kỹ thuật thông tin di động đã có những bƣớc đô ̣t biế n rõ rê ̣t, tƣ̀ kỹ thuâ ̣t tƣơng tƣ̣ sang kỹ thuâ ̣t số , tƣ̀ các dich ̣ vu ̣ thoa ̣i sang dịch vụ đa ph ƣơng tiê ̣n và tƣ̀ các hê ̣ thố ng khu vƣ̣c sang các hê ̣ thố ng có tić h chấ t toàn cầu. Có đƣợc nhƣ̃ng phát triể n v ƣợt bâ ̣c nh ƣ vâ ̣y là nhờ sƣ̣ phát triể n gầ n đây của các công nghệ then chốt trong thông tin và nhu cầu ngày càng tăng về truy nhập Internet qua vô tuyế n , với các yêu cầ u chấ t l ƣợng truyề n dẫn vô tuyế n tƣơ ng đƣơng với các hê ̣ thố ng Internet hƣ̃u tuyế n. Để đáp ƣ́ng đƣợc yêu cầ u mới, chúng ta cần phát triể n các hê ̣ thố ng có dung l - ƣợng truyề n dẫn đa ̣t tố c đô ̣ cao , tƣ̀ vài kbit /s cho thoa ̣i đế n 1-2Mbit/s cho các dich ̣ vụ đa phƣơng tiê ̣n, bao gồ m cả truyề n hin ̀ h ảnh đô ̣ng , nhƣng vẫn đảm bảo tiế t kiê ̣m phổ tầ n số đế n mƣ́c t ối đa có thể. Các hệ thống di động toàn cầu và tế bào số cá nhân PDC (Personal Digital Celluler) tuy đã trơ ̣ giúp các dich ̣ vu ̣ thoa ̣i , các dịch vụ thích hợp phi thoại, nhƣng tố c đô ̣ bit bi ̣ha ̣n chế cỡ 10kbit/s, nhƣ vâ ̣y là quá thấp so với yêu cầ u đa dich ̣ vu ̣.
Chính vì vậy liên minh viễn thông quốc tế IUT (International Telecommunication Union) tại hội nghị năm 1992 đã đa ra đề án tiêu chuẩ n hoá hê ̣ thố ng thông tin di đô ̣ng thế hê ̣ ba với tên go ̣i IMT -2000 (International Mobile Telephony 2000) nhằ m đa ̣t đƣợc các mu ̣c tiêu chin ́ h sau đây: Tố c đô ̣ truy nhâ ̣p cao để đảm bảo các dich ̣ vu ̣ băng rô ̣ng nh ƣ truy nhâ ̣p internet nhanh hoă ̣c các dich ̣ vu ̣ đa phƣơng tiê ̣n. Linh hoa ̣t để đảm bảo đ ƣợc các dịch vụ mới nh ƣ đánh số các nhân toàn cầ u và điện thoại vệ tinh. Các chức năng này sẽ cho phép mở rộng đáng kể khả năng phủ sóng của các hệ thống thông tin di động. Tƣơng tích với hê ̣ thố ng thông tin di đô ̣ng hiê ̣n có để đảm bảo sự phát triển liên tu ̣c của thông tin di đô ̣ng 1 Nhiề u tiêu chuẩ n cho hê ̣ thố ng thông tin di đô ̣ ng thế hê ̣ 3 IMT-2000 đã đƣợc đề xuất trong đó có hai hệ thố ng WCDMA và cdma -2000 đã đƣợc IUT chấ p nhâ ̣n.
Các hệ thống này đều sử dụng công nghệ CDMA điề u này cho phép thƣ̣c hiê ̣n tiêu chuẩ n toàn cầ u cho giao diê ̣n vô tuyế n của hê ̣ thố ng thông tin di đô ̣ng 3G. Các hệ thố ng thông tin di đô ̣ng có giao diê ̣n vô tuyế n WCDMA đ ƣợc biế t đế n nh ƣ UMTS (Universal Mobile Telecommunication System ), đây là sƣ̣ phát triể n tiế p theo của các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai sử dụng công nghệ TDMA nh ƣ GSM, PDC, IS-136. Để đáp ƣ́ng đƣợc các yêu cầu dịch vụ mới tốc độ bit cao, giao diê ̣n vô tuyế n WCDMA của UMTS có nhiề u thay đổ i so với giao diê ̣n vô tuyế n của GSM và CDMA. Chính các thay đổi này đã tạo nên sự phức tạp trong qui hoạch mạng vô tuyế n cho UMT S.
Để có thể triể n khai đ ƣợc ma ̣ng UMTS có hiê ̣u năng cao v à giá thành thấp , điề u quan tro ̣ng nhấ t là giao diê ̣n vô tuyế n của ma ̣ng phải đ ƣợc qui hoạch tốt ngay từ đầu. Đề tài với mục đích nghiên cứu tìm hiểu và đƣa ra giải pháp quy hoạch thiết kế chi tiết hệ thống vô tuyến UMTS-3G là vô cùng cần thiết đối với việc kinh doanh và phát triển của mạng viễn thông trong thời gian đến. Và công tác quy hoạch thiết kế chi tiết sẽ giúp các nhà quản lý mạng tối ƣu về tài nguyên xử lý hệ thống, chất lƣợng mạng và chi phí đầu tƣ mạng 3G. 2 MỘT SỐ KẾT QUẢ XUẤT BẢN VÀ NGHIÊN CỨU [1] Kiều Mạnh Tuấn.Qui Hoạch Mạng 3G.
Khóa QH-2007-I/CQ , ngành Công nghệ Điện tử-Viễn thông-ĐH Công Nghệ.Quy hoạch mạng UMTS cho Enterprise of Telecommunication Lao.Vũ Thu Hiền,TS Chu Ngọc Anh.Nghiên cứu định cỡ và quy hoạch mạng vô tuyến WCDMA phát triển trên nền GSM. Khoa Công nghệ, 2002 [4] Tak-Shing Peter Yum, Wing-Shing Wong. Hot-Spot Traffic Relief in Cellular Systems. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol.Multiple Access Commun.
Radio planning of third generation networks in urban areas. 3G Mobile Communication Technologies, May 2002. Third International Conference on (Conf.; RESA/NET, France Telecom R&D, Issy-les- Moulineaux, France. On the enhancement of Monte Carlo 3G network modelling tools for QoS prediction.
Vehicular Technology Conference, Vol. Hiện nay có rất nhiều tài liệu đã đƣa ra cách giải quyết vấn đề về kiểm soát tắc nghẽn trong mạng di động 2G [5] , nâng cấp từ mạng 2G lên 3G [4] và xây dựng mạng vô tuyến WCDMA( [1], [2],[6]) dựa vào công cụ quy họach mạng tối ƣu[7]. Trong mục [1] và [2], các tác giả tìm hiểu nghiên cứu các đặc điểm của hệ thống UMTS để nắm đƣợc những đặc trƣng và sự khác biệt so với các hệ thống khác, qua đó trang bị kiến thức cần thiết cho việc quy hoạch và triển khai hệ thống UMTS đƣợc trình bày trong phần cuối của đồ án. Trong mục [3], các tác giả trình bày tổng quan về các hệ thống thông tin di động, về công nghệ WCDMA, các vấn đề về định cỡ và quy hoạch mạng vô tuyến WCDMA.
Phân tích tính kinh tế kỹ thuật cho các phƣơng án chuyển đổi mạng thông tin di động. 3 Trong mục [4], Tak-Shing Peter Yum định nghĩa vùng nghẽn mạch nhƣ là một tế bào có tải trọng lớn hơn đáng kể so với tải thiết kế. Yum và các đồng nghiệp nghiên cứu các tác động làm giảm tình trạng tắc nghẽn bằng cách sử dụng kỹ thuật chia góc phủ sóng sectoring và bao phủ tế bào. Họ cũng đề cập đến nơi nghẽn mạch có thể là vĩnh viễn hay tạm thời và mô phỏng một vùng nghẽn các tác giả đƣa ra giả thuyết rằng các phụ tải trong một tế bào nghẽn mạch là 66 Erlangs và tải trọng cao điểm danh nghĩa là 47 Erlangs.
Trong mục [5], họ đã đƣa ra những vấn đề phải đối mặt khi các kỹ sƣ thiết kế mạng vô tuyến qui hoạch mạng di động thế hệ thứ ba (3G) trong khu vực đô thị. Do mạng 3G có một sự khác biệt lớn so với thế hệ thứ hai (2G) , chúng đƣợc thiết kế để hỗ trợ tốc độ dữ liệu lên đến 2 Mbit/s, và có phạm vi dịch vụ rộng lớn hơn nhiều. Bài báo đã làm nổi bật một số thách thức liên quan đến việc sử dụng nhiều tầng cấu trúc tế bào (ví dụ, macrocells và microcells) và thảo luận về những yếu tố ảnh hƣởng đến quyết định thiết kế mà hiện nay hầu hết các nhà khai thác mạng 3G triển khai và đồng thời họ cũng thảo luận về các yêu cầu cũa các công cụ quy hoạch 3G. Trong mục [6], bài viết giới thiệu công cụ quy hoạch mạng 3G bằng cách sử dụng các phƣơng pháp giảm sai Monte Carlo.Họ giới thiệu hai phƣơng pháp khác nhau về giảm sai:lấy mẫu quan trọng (IS-Importance Sample) và khảo sát tối ƣu phân tầng (OSS- Optimally Stratified Survey).Họ cho thấy rằng, bằng cách sử dụng mỗi phƣơng pháp đƣợc trình bày trong cùng một thời gian tính toán có thể giảm đƣợc một độ chính xác nhất định và đƣa ra khuyến nghị cho việc sử dụng mỗi phƣơng pháp trên.
Những kết quả này là vô cùng quan trọng để tạo điều kiện tối ƣu hóa mạng lƣới 3G cho nhà điều hành và các nhiệm vụ thiết kế. Từ các kết quả đã nêu trên, đề tài này tìm hiểu các phƣơng pháp giải pháp kỹ thuật mà các mạng GSM đang triển khai trong quá trình phát triển lên 3G. Đồng thời tìm hiể u về tiêu chuẩ n 3G của GSM là W -CDMA để có thể tiế p câ ̣n công nghê ̣ này. Phần đầu khóa luận nghiên cứu về hệ thống thông tin di động thế hệ 2G.
Sau đó là nội dung triển khai hệ thống 3G và quá trình qui hoạch mạng vô tuyến WCDMA cho ma ̣ng thông tin thế hê ̣ 3 UMTS. Hầ u hế t bƣớc qui ho ạch mạng đề u đƣơ ̣c thƣ̣c 4 hiê ̣n bằ ng các công cu ̣ qui hoa ̣ch ma ̣ ng khác nhau. Trong khuôn khổ của luâ ̣n văn này tôi xin đƣa ra một công cụ đƣợc viết trên Microsoft Visual Studio 2005 và dùng EXCEL làm database để xác đinh ̣ kích cỡ tổ ng thể yêu cầ u của ma ̣ng , đó là số ô, số tra ̣m gố c yêu cầ u .2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI: Đề tài này nghiên cứu công tác quy hoạch đánh giá, nhằm triển khai xây dựng hệ thống truy nhập vô tuyến mới vào thực tế một cách bài bản, hiệu quả, không chỉ đáp ứng nhu cầu trƣớc mắt mà còn là nhu cầu phát triển lâu dài theo lộ trình và định hƣớng nhất định. Kết quả của đề tài chính là một đề án chi tiết nhằm triển khai mạng vô tuyến UMTS 3G sát với thực tế cho mạng viễn thông hiện nay, do đó mang tính thực tiễn cao.3 NHIỆM VỤ CHÍNH: -Giới thiệu chung lý thuyết liện quan đến giải pháp tối ƣu hóa mạng thông tin di động 2G.
Khảo sát một vài bài toán thực tế về thiết kế anten để làm sáng tỏ những nội dung lý thuyết nêu ra ở chƣơng 1 trích dẫn ở phụ lục. -Trình bày lô ̣ trình phát triể n tƣ̀ hê ̣ thố ng thông tin di đô ̣ng GSM thế hê ̣ hai sang W-CDMA thế hê ̣ ba 3G và nêu rõ sự thay đổi hạ tầng mạng khi nâng cấp. - Qui hoa ̣ch ma ̣ng UMTS và viết phần mềm mô phỏng về qui hoạch mạng.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay, sự phát triển của thông tin liên lạc ngày càng phát triển đặc biệt là thông tin di động.