Thiết kế và quy hoạch mạng di động 4G/LTE tại Việt Nam

- NGUYỄN ĐĂNG QUANG KĨ THUẬT VIỄN THÔNG THIẾT KẾ VÀ QUY HOẠCH MẠNG DI ĐỘNG 4G/LTE TẠI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT NGÀNH KĨ THUẬT VIỄN THÔNG 2014B Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI.
- NGUYỄN ĐĂNG QUANG THIẾT KẾ VÀ QUY HOẠCH MẠNG DI ĐỘNG 4G/LTE TẠI VIỆT NAM Chuyên ngành : KĨ THUẬT VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT NGÀNH KĨ THUẬT VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.
- VŨ VĂN YÊM Hà Nội – 2017 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Đăng Quang Đề tài luận văn: Thiết kế và quy hoạch mạng di động 4G/LTE tại Việt Nam Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số học viên: CB140260 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày với các nội dung sau.
- Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các anh chị em cán bộ tại Trung tâm Vô tuyến - Viện KHKT Bưu Điện đã hỗ trợ, hướng dẫn em hoàn thành phần thực nghiệm, đánh giá sử dụng phần mềm mô phỏng cho luận văn.
- Trong luận văn có sử dụng các tài liệu tham khảo được trích dẫn theo danh mục tài liệu tham khảo của luận văn.
- TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC MẠNG VÀ QUY TRÌNH THIẾT KẾ - QUY HOẠCH MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G/LTE.
- 1 Cấu trúc mạng LTE.
- 4 Truy nhập vô tuyến và các kỹ thuật sử dụng trong LTE.
- Cấu trúc khung dữ liệu.
- 11 Qui trình quy hoạch mạng vô tuyến.
- Giai đoạn qui hoạch sơ bộ (qui hoạch ban đầu.
- Giai đoạn qui hoạch chi tiết.
- Giai đoạn triển khai mạng.
- 16 Tình hình quy hoạch băng tần và phương án sử dụng các tần số cho LTE của các nhà mạng tại Việt Nam.
- NGHIÊN CỨU CÁC THAM SỐ, CÁCH TÍNH TOÁN ĐỂ THIẾT KẾ VÀ QUY HOẠCH MẠNG 4G/LTE.
- 23 Các tham số đánh giá vùng phủ sóng LTE.
- 28 Định cỡ vùng phủ và quĩ đường truyền LTE.
- Thông lượng người sử dụng tại biên cell.
- 48 Định cỡ thông lượng và dung lượng.
- Ước lượng hiệu quả sử dụng phổ trung bình.
- Các bước định cỡ thông lượng.
- Các ví dụ định cỡ dung lượng.
- Tính toán dung lượng VoIP cho mạng LTE.
- 58 Qui hoạch các kênh LTE.
- Định cỡ PDCCH/PDSCH.
- Định cỡ PDSCH.
- Định cỡ PUSCH.
- 68 Qui hoạch các tham số cell.
- 69 Qui hoạch tần số.
- 69 Qui hoạch TA.
- 71 Qui hoạch Neighbors.
- Qui hoạch PCI.
- 78 Qui hoạch Root Sequence Index.
- Tổ chức dữ liệu.
- Kết quả qui hoạch và mô phỏng.
- HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ATOLL ĐỂ QUY HOẠCH MẠNG LTE GVHD: PGS.
- VŨ VĂN YÊM NGUYỄN ĐĂNG QUANG CB140260 LUẬN VĂN THẠC SỸ i TÓM TẮT LUẬN VĂN Triển khai thương mại LTE ở Việt Nam dự kiến sẽ diễn ra trong năm 2016 và các nhà mạng đều cần có sự chuẩn bị tốt về mặt hạ tầng, công nghệ và dịch vụ cũng như các phương án quy hoạch mạng để triển khai thành công.
- Mục tiêu của đề tài này là nghiên cứu các vấn đề liên quan đến quy hoạch mạng LTE theo điều kiện triển khai thực tế tại Việt Nam.
- Với các nội dung chuyên về các vấn đề liên quan đến thiết kế và qui hoạch mạng thông tin di động, đề tài này có thể làm cơ sở cho nghiên cứu lý thuyết về quy hoạch mạng vô tuyến 4G-LTE cũng như ứng dụng công cụ Atoll để xây dựng phương án quy hoạch mạng trên thực tế.
- Mô tả về cấu trúc và các đặc tính cơ bản của mạng 4G/LTE cùng với các nghiên cứu tổng quan về quy trình thiết kế quy hoạch mạng.
- Nghiên cứu các tham số và cách tính toán các tham số để tiến hành thiết kế và quy hoạch mạng LTE Chương 3.
- Giới thiệu về công cụ Atoll, các tính năng chính dùng cho quy hoạch và thiết kế mạng.
- Đưa ra kết quả thực hiện mô phỏng thiết kế và quy hoạch cho một khu vực tại Việt Nam và đánh giá.
- VŨ VĂN YÊM NGUYỄN ĐĂNG QUANG CB140260 LUẬN VĂN THẠC SỸ ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Thuật ngữ Tiếng Anh Tiếng Việt 3G Third Generation Thế hệ thứ ba 4G Fourth Generation Thế hệ thứ tư 3GPP 3rd Generation Partnership Project Đề án các đối tác thế hệ thứ ba 3GPP2 3rd Generation Partnership Project 2 Đề án các đối tác thế hệ thứ ba – 2 AWGN Additive Gaussian Noise Tạp âm Gauss trắng cộng BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa chuyển pha hai trạng thái BS Base Station Trạm gốc BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc BW Band Width Băng thông CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã Cell Cellular Ô CM Cubic Metric Số đo thành phần lập phương CP Cyclic Prefix Tiền tố chu trình CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng DCH Dedicated Channel Kênh điều khiển DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc DFTS- OFDM DFT-Spread OFDM OFDM trải phổ DL Down link Đường xuống DS-CDMA Diect Sequences CDMA Dãy trải phổ trực tiếp CDMA eNodeB Enhance NodeB NodeB phát triển EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution (Enhanced GPRS) Công nghệ được nâng cấp từ GPRS cho phép truyền dữ liệu với tốc độ cao EPC Evolved Packet Core Mạng lõi thế hệ mới EPS Evolved Packet System Hệ thống mạng gói thế hệ mới E-UTRA Evolved UTRA Truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS phát triển E-UTRAN/ Evolved UTRA/ Evolved RAN Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS phát triển.
- VŨ VĂN YÊM NGUYỄN ĐĂNG QUANG CB140260 LUẬN VĂN THẠC SỸ iii E- RAN FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo tần số FDM Frequency Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo tần số FDMA Frequency Division Multiplex Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FEC Forward Error Correction Hiệu chỉnh lỗi trước FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh GERAN GSM EDGE Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến GSM EDGE GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GSM Global System For Mobile Communications Hệ thống thông tin di động toàn cầu HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest Yêu cầu phát lại tự động linh hoạt HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú HS - DPCCH High – Speed Dedicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý riêng tốc độ cao HS-DSCH High – Speed Dedicated Shared Channel Kênh chia sẻ riêng tốc độ cao HSDPA High Speed Downlink Packet Access Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao HSS Home Subscriber Server Quản lý thuê bao HSUPA High Speed Uplink Packet Access Truy nhập gói đường lên tốc độ cao IBI Inter – Block Interference Nhiễu giữa các khối IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers Viện kỹ nghệ điện và điện tử IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh ngược IM Instant Messaging Nhắn tin nhanh (giữa 2 người) IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phương tiện sử dụng IP IMT- 2000 International Mobile Telecommunications 2000 Thông tin di động quốc tế 2000 IMT- Advanced International Mobile Telecommunications Advanced Thông tin di động quốc tế tiên tiến IP Internet Protocol Giao thức Internet IR Incremental Redundancy Phần dư tăng GVHD: PGS.
- VŨ VĂN YÊM NGUYỄN ĐĂNG QUANG CB140260 LUẬN VĂN THẠC SỸ iv ITU International Telecommunications Union Tổ chức viễn thông quốc tế ITU-R International Telecommunications Union – Radio Sector Tổ chức viễn thông quốc tế - bộ phận vô tuyến Iu Giao diện được sử dụng để thông tin giữa RNC và mạng lõi Iub Giao diện được sử dụng để thông tin giữa nút B và RNC Iur Giao diện được sử dụng để thông tin giữa các RNC LTE Long Term Evolution Phát triển dài hạn MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MC-CDMA Multi Carrier CDMA Đa sóng mang con CDMA MCS Modulation and Coding Schem Sơ đồ mã hóa và điều chế MIMO Multi Input – Multi Output Nhiều đầu vào nhiều đầu ra MME Mobility Management Entity Thực thể quản lý di động MMS Multimedia Messaging System Nhắn tin đa phương tiện ML Maximum Likelihood Khả giống cực đại MS Mobile Station Trạm di động NodeB Nút B OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao O & M Operation and Maintenance Bảo dưỡng và vận hành PAPR Peak to Average Power Ratio Tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình PARC Per-Antenna Rate Control Điều khiển tốc độ cho một anten PCI Precoding Control Indication Chỉ thị điều khiển tiền mã hóa PCRF Policy and Charging Rules Function Chức năng các quản lý chính sách và tính cước PDN Packet Data Network Mạng dữ liệu gói PS Packet Switch Chuyển gói kênh QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vuông góc QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa chuyển pha vuông góc RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RAT Radio Access Technology Công nghệ truy nhập vô tuyến RLC Radio Link Control Điều khiển liên kết vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến GVHD: PGS.
- VŨ VĂN YÊM NGUYỄN ĐĂNG QUANG CB140260 LUẬN VĂN THẠC SỸ v RR Round Robin Quay vòng RRM Radio Resource Management Quản lý tài nguyên vô tuyến RS Reference Signal Tín hiệu tham khảo RSRP Reference Signal Receive Power Công suất thu tín hiệu tham khảo RSRQ Reference Signal Receive Quality Chất lượng thu tín hiệu tham khảo SAE System Architecture Evolution Phát triển kiến trúc mạng SC-FDMA Single Carrier – Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số đơn sóng mang SDMA Spatial Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo không gian SF Spreading Factor Hệ số trải phổ S-GW Serving Cổng phục vụ SMS Short Message Services Dịch vụ nhắn tin ngắn SNR Signal-to-Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm TCP/IP Transmission Control Protocol IP Giao thức điều khiển truyền dẫn IP TDD Time Division Duplex Ghép song công phân chia theo thời gian TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian TD- CDMA Time Division – Synhcronous Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã đồng bộ - phân chia theo thời gian TSN Transmission Sequence Number Số trình tự phát TTI Transmission Time Interval Khoảng thời gian truyền TSG Technical Specication Group Nhóm đặc tả kỹ thuật TV Tivi Vô tuyến truyền hình UE User Equipment Thiết bị người dùng UMB Ultra Mobile Broadband Di động băng thông mở rộng UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống thông tin di động toàn cầu UL Up link Đường lên UTRA UMTS Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS WMAN Wireless Metropolitan Area Network Mạng lưới không dây khu vực đô thị WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng GVHD: PGS.
- VŨ VĂN YÊM NGUYỄN ĐĂNG QUANG CB140260 LUẬN VĂN THẠC SỸ vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1-1 Danh sách các băng tần dùng cho LTE.
- Mô hình kênh truyền sóng điển hình sử dụng cho LTE.
- Các tham số mô hình kênh.
- Một số mô hình truyền sóng thường được sử dụng.
- Lược tả lưu lượng cho việc định cỡ LTE.
- Thông lượng DL/UL trung bình của mạng LTE khu vực đô thị và ngoại ô.
- So sánh giữa mạng LTE và HSPA+ đã triển khai thương mại.
- Tổng hợp các tham số định cỡ mạng LTE.
- Ví dụ định cỡ mạng LTE hoàn chỉnh.
- Các tham số kênh tham chiếu đối với các yêu cầu hiệu năng.
- Số lượng symbol tổn hao được sử dụng bởi PDCCH.
- Định cỡ PDCCH dựa trên ví dụ Bảng 2-21.
- Định cỡ PDCCH ở thí dụ trong Bảng 2-21 với thay đổi hệ số tích cực.
- Định cỡ PDCCH dựa trên thí dụ trong Bảng 2-21 với CFI=3.
- Dữ liệu cấu hình mạng.
- Dữ liệu mô hình truyền sóng.
- Dữ liệu bản đồ số.
- Dữ liệu bản đồ lưu lượng.
- VŨ VĂN YÊM NGUYỄN ĐĂNG QUANG CB140260 LUẬN VĂN THẠC SỸ vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1-1.
- Quá trình phát triển của mạng di động.
- Kiến trúc mạng LTE.
- Các thành phần và giao diện trong mạng LTE.
- Các giao diện của eNodeB trong mạng LTE.
- Cấu trúc khung dữ liệu LTE Hình 1-12.
- Các giai đoạn qui hoạch và triển khai mạng LTE.
- Các yếu tố đầu vào cần thiết khi định cỡ mạng vô tuyến Hình 1-14.
- Xu hướng triển khai và sử dụng tần số cho mạng thông tin di động tại Việt Nam Hình 1-15.
- Hiện trạng và phương án sử dụng tần số của Viettel Hình 1-16.
- Hiện trạng và phương án sử dụng tần số của MobiFone Hình 1-17.
- Hiện trạng và phương án sử dụng tần số của VinaPhone Hình 1-18.
- Mạng LTE triển khai thử nghiệm của VNP tại Hồ Chí Minh Hình 1-19.
- Mạng LTE triển khai thử nghiệm của VNP tại Phú Quốc Hình 2-1.
- Điều chế và mã hóa truyền tải dữ liệu qua kênh vô tuyến Hình 2-9.
- Lưu đồ định cỡ mạng LTE GVHD: PGS.
- VŨ VĂN YÊM NGUYỄN ĐĂNG QUANG CB140260 LUẬN VĂN THẠC SỸ viii Hình 2-24.
- Thông lượng DL ở trạng thái thuê bao di chuyển khu vực ngoại ô với các tham số vô tuyến trong ví dụ bảng Hình 2-26.
- Thông lượng UL ở trạng thái thuê bao di chuyển trong khu vực ngoại ô với các tham số vô tuyến trong ví dụ bảng Hình 2-27.
- Định cỡ mạng LTE và HSDPA cho các dịch vụ dữ liệu Hình 2-28.
- Ví dụ định cỡ LTE dựa trên lưu lượng thoại và dữ liệu.
- Các bước qui hoạch tham số cell Hình 2-30.
- Phương án sử dụng chung băng tần Hình 2-31.
- Phương án mỗi cell trong cùng eNodeB sử dụng các băng tần khác nhau Hình 2-32.
- Phương án sử dụng kỹ thuật ICIC Hình 2-33.
- Nguyên tắc qui hoạch TA Hình 2-35.
- Ví dụ về chiến lược qui hoạch neigbors Hình 2-36.
- Vị trí của PSS và SSS trong khung LTE – FDD Hình 2-37.
- Nguyên tắc qui hoạch modulo Hình 2-41.
- Vai trò của công cụ qui hoạch trong quá trình thiết kế và triển khai mạng Hình 3-2.
- Các bản đồ lưu lượng được sử dụng trong Atoll Hình 3-9.
- Địa bàn thực hiện qui hoạch với vị trí các site Hình 3-11.
- VŨ VĂN YÊM NGUYỄN ĐĂNG QUANG CB140260 LUẬN VĂN THẠC SỸ ix LỜI NÓI ĐẦU LTE là viết tắt của Long Term Evolution được coi như hệ thống thông tin di động tiền 4G được xây dựng trên các nền tảng kỹ thuật của họ các hệ thống mạng tế bào theo tổ chức tiêu chuẩn hóa 3GPP (bao gồm GSM, GPRS và EDGE, WCDMA và HSPA).
- LTE là công nghệ có khả năng đáp ứng: hiệu quả sử dụng phổ (Spectrum Efficiency).
- tốc độ dữ liệu: 100Mbps cho hướng DL, và 50 Mbps cho hướng UL với băng thông sử dụng là 20MHz, trong khi đó tốc độ dữ liệu của LTE Advanced đường xuống có thể đạt được trên 1Gbps trong điều kiện cố định

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt