Tải Quy hoạch và tối ưu mạng wcdma
MỤC LỤC
Trang
BẢNG TRA CỨU CÁC TỪ VIẾT TẮTiv
DANH MỤC BẢNG BIỂUx
DANH MỤC HÌNH VẼxi
CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ WCDMA1
1.1. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG1
1.1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ 1. 1
1.1.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ 2. 2
1.1.2.1. Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA3
1.1.2.2. Đa truy cập phân chia theo mã CDMA4
1.2. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA (3G - THE THIRD GENERATION)6
1.3. YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA7
1.4. SỰ KHÁC NHAU CƠ BẢN GIỮA WCDMA VÀ GIAO DIỆN VÔ TUYẾN THẾ HỆ THỨ 211
1.5. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MẠNG WCDMA12
1.5.1. Mô cấu trúc mạng WCDMA13
1.5.2. Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN:16
1.5.2.1. Đặc trưng của UTRAN16
1.5.2.2. Bộ điều khiển mạng vô tuyến UTRAN17
1.5.2.3. Node B18
1.5.3. Giao diện vô tuyến. 18
1.5.3.1. Giao diện UTRAN – CN, IU. 18
1.5.3.2. Giao diện RNC – RNC, IUr19
1.5.3.3. Giao diện RNC – Node B, IUb. 20
1.6. CÁC LOẠI KÊNH TRONG UTRAN20
1.6.1. Các kênh lôgic. 20
1.6.2. Các kênh vật lý. 21
1.6.3. Các kênh truyền tải22
1.6.3.1. Kênh truyền tải riêng. 22
1.6.3.2. Các kênh truyền tải chung. 23
1.7. KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRONG WCDMA25
1.8. ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG WCDMA26
1.8.1. Điều khiển công suất vòng hở (OLPC). 27
1.8.2. Điều khiển công suất vòng kín (CLPC). 28
1.8.3. Các trường hợp điều khiển công suất đặc biệt29
CHƯƠNG 2: QUY HOẠCH MẠNG WCDMA40
2.1. KHỞI TẠO QUY HOẠCH (ĐỊNH CỠ MẠNG). 41
2.1.1. Sơ đồ khối quá trình định cỡ mạng. 42
2.1.2. Phân tích quỹ năng lượng đường truyền vô tuyến. 43
2.1.2.1. Quỹ năng lượng đường lên. 44
2.1.2.2. Quỹ năng lượng đường xuống. 47
2.1.2.3. Độ nhạy máy thu. 51
2.1.2.4. Độ lợi chuyển giao mềm và giới hạn hiệu ứng che tối52
2.1.3. Xác định bán kính và vùng phủ sóng cell53
2.1.4. Quy hoạch dung lượng và vùng phủ - lặp tối ưu. 54
2.1.5. Định cỡ RNC(Radio network Control). 56
2.2. QUY HOẠCH CHI TIẾT58
2.2.1. Phân tích suy hao đường truyền và các mô truyền dẫn. 59
2.2.2. Các mô truyền dẫn cơ bản. 59
2.2.2.1. Mô Hata-Okumura. 59
2.2.2.2. Mô Walfisch - Ikegami61
2.2.3. Lặp đường lên và đường xuống. 64
2.2.4. Hậu xử lý - Dự báo vùng phủ mạng và phân tích kênh chung. 65
2.3. TỐI ƯU MẠNG65
CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP TỐI ƯU MẠNG W-CDMA68
3.1. MÔ TẢ TOÁN HỌC CỦA VẤN ĐỀ TỐI ƯU HOÁ68
3.2.TỐI ƯU TRONG QUY HOẠCH VÀ THIẾT KẾ MẠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO LƯU LƯỢNG69
3.2.1. Quy trình dự báo lưu lượng. 69
3.2.2. Dự báo lưu lượng bằng phương pháp hồi quy tuyến tính. 70
3.2.3. Dự báo lưu lượng bằng phương pháp hồi quy đàn hồi72
3.3. CÁC CÔNG NGHỆ ĐỂ TĂNG DUNG LƯỢNG ĐƯỜNG TRUYỀN TRONG W-CDMA75
3.3.1. Phân tập dàn anten thích ứng. 75
3.3.2. Cấu phân tập dàn anten thích ứng. 77
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG BÀI TOÁN TÍNH BÁN KÍNH CELL VÀ TỔNG LƯU LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG WCDMA81
4.1. LƯU ĐỒ TÍNH TOÁN81
4.1.1. Lưu đồ thuật toán tổng quát:81
4.1.2. Lưu đồ thuật toán chi tiết82
4.2. KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH84
4.2.1 Giao diện chính:84
4.2.2.Tính suy hao đường truyền. 84
4.2.3. Tính kích thước Cell85
4.2.4. Tính dung lượng kênh. 85
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI. 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO89
PHỤ LỤC A1
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Lưu lượng cực đại tại giao diện Iub.
Số lượng và loại giao diện (ví dụ: STM-1, E1).
Ví dụ về dung lượng của một RNC với các cấu khác nhau:
2.3: Ví dụ về dung lượng của một RNC.
Cấu
Lưu lượng Iub
(Mbps)
Số BTS
Số cell
Các giao diện khác
STM-1
E1
1
48
128
384
4*4
6*16
2
85
192
576
4*4
8*16
3
122
256
768
4*4
10*16
4
159
256
960
4*4
12*16
5
196
384
1152
4*4
14*16
Số lượng RNC cần thiết để kết nối đến một số cell nhất định có thể được tính theo công thức sau:
numCells
cellsRNC . fillrate_1
(2.38)
numRNCs =
Trong đó:
numCells: số lượng cell của vùng đang thực hiện việc định cỡ.
cellsRNC: số lượng cell cực đại mà RNC có khả năng hỗ trợ.
fillrate_1: hệ số sử dụng để dự phòng cho dung lượng cực đại.
numBTSs
btsRNC . fillrate_2
(2.39)
Số lượng RNC cần thiết để kết nối đến một số BTS nhất định có thể được tính theo công thức sau:
numRNCs =
Trong đó:
numBTSs: số BTS trong khu vực cần định cỡ.
btsRNC: số BTS cực đại có thể kết nối đến RNC.
fillrate_2: hệ số sử dụng để dự phòng cho dung lượng cực đại.
Dựa trên dung lượng dự tính, có nhiều phương pháp định cỡ RNC như sau:
Lưu lượng hỗ trợ (giới hạn trên của định cỡ RNC): thể hiện dung lượng thiết bị quy hoạch mạng, thông thường được quy hoạch sao cho nó lớn hơn dung lượng yêu cầu.
Lưu lượng yêu cầu (giới hạn dưới của định cỡ RNC): là giá trị lưu lượng trung bình thực tế trên toàn mạng.
Giao diện truyền dẫn Iub: nếu định cỡ RNC để phục vụ N trạm, thì tổng dung lượng của giao diện truyền dẫn Iub phải lớn hơn N lần dung lượng của mỗi trạm.
2.2. QUY HOẠCH CHI TIẾT
Việc quy hoạch chi tiết được thực hiện sử dụng phần mềm quy hoạch mạng. Ở đây, ta phân tích phần mềm mô phỏng tĩnh, cho nên mặc dù thực tế các thuê bao không di động tuy nhiên các thuê bao có các tốc độ khác nhau.
Chương trình mô phỏng gồm có 3 phần cơ bản: Phần khởi tạo, phân tích tổng hợp đường lên và đường xuống, và phần hậu xử lý.
Pha khởi tạo
Pha hậu xử lý
Vòng lặp kết hợp UL/DL
Khởi tạo toàn bộ
Khởi tạo các vòng lặp
Bước lặp UL
Bước lặp DL
Hậu xử lý
Hiển thị đồ họa
Phân tích vùng phủ
Kết thúc
2.6: Tổng quan mô phỏng tĩnh.
2.2.1. Phân tích suy hao đường truyền và các mô truyền dẫn
Địa hình
Hình thái học
Hướng phố
Mô hình truyền sóng
Suy hao tuyến cơ bản
Độ cao hiệu dụng anten
Tham số điều chỉnh
LOS
NLOS
2.7: Các thành phần của mô truyền sóng.
Trong quá trình quy hoạch mạng, các mô truyền dẫn được sử dụng để tính cường độ trường tín hiệu của một máy phát trong vùng tính toán. Trong các cell vĩ mô, giả thiết rằng các máy phát ở trên đỉnh mái nhà và máy thu ở trên mặt đất. Sự truyền lan sóng vô tuyến từ bộ phát đến bộ thu tính toán không đơn giản vì nhiều trở ngại và cấu trúc kênh phức tạp. Trong cell vi mô, việc tính toán đơn giản hơn vì thường chỉ có một ít đường tín hiệu mạnh.
Trong quy hoạch cell vĩ mô, môi trường truyền dẫn phức tạp vì khoảng cách từ máy phát đến máy thu lớn và đường truyền sóng khó xác định. Trong điều kiện đó sử dụng mô thực nghiệm hay bán thực nghiệm có hiệu quả hơn. Những mô này sử dụng các tham số tự do và các hệ số điều chỉnh khác nhau có thể được điều chỉnh bằng số liệu đo. Các mô thực nghiệm được sử dụng có hiệu quả trong điều kiện môi trường gần máy phát ít ảnh hưởng đến truyền sóng.
2.2.2. Các mô truyền dẫn cơ bản
Phần này giới thiệu 2 mô truyền dẫn được sử dụng rộng rãi, đó là mô Hata-Okumura và Walfisch-Ikegami. Những mô thực nghiệm này là những phương tiện cơ bản cho việc tính toán suy hao truyền dẫn.
2.2.2.1. Mô Hata-Okumura
Mô Hata-Okumura là quan hệ thực nghiệm được rút ra từ báo cáo kỹ thuật của Okumura cho phép sử dụng các kết quả vào các công cụ tính toán. Báo cáo của Okumura bao gồm một chuỗi các lưu đồ được sử dụng để lập mô thông tin vô tuyến. Dựa trên các đo lường được thực hiện bởi Y.Okumura ở Tokyo tại tần số 1920 MHz, các đo lường này vừa khớp với mô toán học của M.Hata.
Trong mô này, ban đầu suy hao đường truyền được tính bằng cách tính hệ số điều chỉnh Anten cho các vùng đô thị là hàm của khoảng cách giữa trạm gốc, trạm di động và tần số. Hệ số này được đưa vào suy hao không gian tự do. Kết quả được điều chỉnh bằng các hệ số cho độ cao anten trạm gốc và trạm di động. Ngoài ra, các hệ số điều chỉnh được cấp cho hướng phố, các vùng ngoại ô, các vùng mở và các địa không đều.
Các biểu thức toán học được sử dụng trong mô Hata-Okumura để xác định tổn hao trung bình L:
Lp= 69,55 + 26,16lgfc – 13,82lghb – a(hm) + (44,9 – 6,55lghb)lgr dB (2.40)
Trong đó: f c: tần số hoạt động (MHz); Lp: tổn hao trung bình
hb: độ cao anten trạm gốc (m); hm: độ cao anten trạm di động (m)
r : bán kính cell (khoảng cách từ trạm gốc) (km)
a(hm): hệ số hiệu chỉnh cho độ cao anten di động (dB)
Dải thông số sử dụng được cho mô Hata là:
150 ≤ fc ≤ 1500 MHz; 30 ≤ hb ≤ 200 m; 1 ≤ hm ≤ 10 m; 1 ≤ r ≤ 20 km.
a(hm) tính như sau:
F Đối với thành phố nhỏ và trung bình:
a(hm) = (1,11lgfc -0,7)hm – (1,56lgfc – 0,8)dB (2.41)
Đối với thành phố lớn:
a(hm) = 8.29(lg1,54hm)2 – 1,1 dB fc ≥ 200 MHz (2.42)
hay: a(hm) = 3,2(lg11,75hm)2 – 4,97 dB fc ≥ 400 MHz (2.43)
Như vậy bán kính cell được tính :
(2.44)
F Vùng ngoại ô:
Với vùng ngoại ô hệ số hiệu chỉnh suy hao so với vùng thành phố là:
Lno = Lp - 2 (dB) (2.45)
F Vùng nông thôn:
Với vùng nông thôn hệ số hiệu chỉnh suy hao so với vùng thành phố là:
Lnt(dB) = Lp – 4,78.(lgfc)2 +18,33(lgfc) - 40,94 (dB) (2.46)
2.2.2.2. Mô Walfisch - Ikegami
+ Mô Walfisch-Ikegami (hay COST 231) được sử dụng để đánh giá tổn hao đường truyền ở môi trường thành phố cho hệ thống thông tin tổ ong (cellular) ở dải tần 800-2000 MHz. Mô này đã được sử dụng ở châu Âu cho hệ thống GSM và một số mô truyền ở Mỹ. Mô Walfisch-Ikegami chứa 3 phần tử: tổn hao không gian tự do; nhiễu xạ mái nhà-phố và tổn hao tán xạ; tổn hao do nhiều vật chắn.
d
hm
Anten trạm di động
Mặt đường
Tòa nhà
w
b
hr
Hướng di chuyển
f
Sóng tới
Máy di động
hb
+ Mô Walfisch-Ikegami dựa vào giả thiết rằng sự truyền lan sóng được truyền trên mái nhà bằng quá trình nhiễu xạ. Các tòa nhà nằm trên đường thẳng giữa máy phát và máy thu.
2.8: Các tham số trong mô Walfisch-Ikegami
Các biểu thức sử dụng cho mô này như sau:
Lp= Lf + Lrts + Lmsd (2.47)
hay Lp = Lf khi Lrts + Lmsd ≤ 0 (2.48)
trong đó: Lf : tổn hao không gian tự do
Lrts: nhiễu xạ mái nhà - phố và tổn hao tán xạ
Lmsd: tổn hao các vật che chắn.
Tổn hao không gian tự do Lf được xác định:
Lf = 32,4 +20lgr + 20lgfc (dB) (2.49)
- Nhiễu xạ mái nhà - phố và tổn hao phân tán tính như sau:
Lrts = (-16,7) -10lgW + 10lgfc + 20lg∆hm + Lori (dB) (2.50)
Lori =
trong đó: W: độ rộng phố (m); ∆hm= hr - hm (m);
-9,646 (dB) 0 ≤ Ф ≤ 55 (độ)
2,5 + 0,075(Ф-55) (dB) 55 ≤ Ф ≤ 90 (độ)
Trong đó: Ф là góc đến so với trục phố.
- Tổn hao các vật che chắn:
Lmsd = Lbsh + ka + kdlgr + kflgfc – 9lgb (2.51)
Trong đó: b: khoảng cách giữa tòa nhà dọc theo đường truyền vô tuyến (m).
ka =
với thành phố lớn.
với thành phố trung bình.
Với trường hợp tia nhìn thẳng (LO...
Download miễn phí Quy hoạch và tối ưu mạng wcdma
MỤC LỤC
Trang
BẢNG TRA CỨU CÁC TỪ VIẾT TẮTiv
DANH MỤC BẢNG BIỂUx
DANH MỤC HÌNH VẼxi
CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ WCDMA1
1.1. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG1
1.1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ 1. 1
1.1.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ 2. 2
1.1.2.1. Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA3
1.1.2.2. Đa truy cập phân chia theo mã CDMA4
1.2. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA (3G - THE THIRD GENERATION)6
1.3. YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA7
1.4. SỰ KHÁC NHAU CƠ BẢN GIỮA WCDMA VÀ GIAO DIỆN VÔ TUYẾN THẾ HỆ THỨ 211
1.5. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MẠNG WCDMA12
1.5.1. Mô cấu trúc mạng WCDMA13
1.5.2. Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN:16
1.5.2.1. Đặc trưng của UTRAN16
1.5.2.2. Bộ điều khiển mạng vô tuyến UTRAN17
1.5.2.3. Node B18
1.5.3. Giao diện vô tuyến. 18
1.5.3.1. Giao diện UTRAN – CN, IU. 18
1.5.3.2. Giao diện RNC – RNC, IUr19
1.5.3.3. Giao diện RNC – Node B, IUb. 20
1.6. CÁC LOẠI KÊNH TRONG UTRAN20
1.6.1. Các kênh lôgic. 20
1.6.2. Các kênh vật lý. 21
1.6.3. Các kênh truyền tải22
1.6.3.1. Kênh truyền tải riêng. 22
1.6.3.2. Các kênh truyền tải chung. 23
1.7. KỸ THUẬT TRẢI PHỔ TRONG WCDMA25
1.8. ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG WCDMA26
1.8.1. Điều khiển công suất vòng hở (OLPC). 27
1.8.2. Điều khiển công suất vòng kín (CLPC). 28
1.8.3. Các trường hợp điều khiển công suất đặc biệt29
CHƯƠNG 2: QUY HOẠCH MẠNG WCDMA40
2.1. KHỞI TẠO QUY HOẠCH (ĐỊNH CỠ MẠNG). 41
2.1.1. Sơ đồ khối quá trình định cỡ mạng. 42
2.1.2. Phân tích quỹ năng lượng đường truyền vô tuyến. 43
2.1.2.1. Quỹ năng lượng đường lên. 44
2.1.2.2. Quỹ năng lượng đường xuống. 47
2.1.2.3. Độ nhạy máy thu. 51
2.1.2.4. Độ lợi chuyển giao mềm và giới hạn hiệu ứng che tối52
2.1.3. Xác định bán kính và vùng phủ sóng cell53
2.1.4. Quy hoạch dung lượng và vùng phủ - lặp tối ưu. 54
2.1.5. Định cỡ RNC(Radio network Control). 56
2.2. QUY HOẠCH CHI TIẾT58
2.2.1. Phân tích suy hao đường truyền và các mô truyền dẫn. 59
2.2.2. Các mô truyền dẫn cơ bản. 59
2.2.2.1. Mô Hata-Okumura. 59
2.2.2.2. Mô Walfisch - Ikegami61
2.2.3. Lặp đường lên và đường xuống. 64
2.2.4. Hậu xử lý - Dự báo vùng phủ mạng và phân tích kênh chung. 65
2.3. TỐI ƯU MẠNG65
CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP TỐI ƯU MẠNG W-CDMA68
3.1. MÔ TẢ TOÁN HỌC CỦA VẤN ĐỀ TỐI ƯU HOÁ68
3.2.TỐI ƯU TRONG QUY HOẠCH VÀ THIẾT KẾ MẠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO LƯU LƯỢNG69
3.2.1. Quy trình dự báo lưu lượng. 69
3.2.2. Dự báo lưu lượng bằng phương pháp hồi quy tuyến tính. 70
3.2.3. Dự báo lưu lượng bằng phương pháp hồi quy đàn hồi72
3.3. CÁC CÔNG NGHỆ ĐỂ TĂNG DUNG LƯỢNG ĐƯỜNG TRUYỀN TRONG W-CDMA75
3.3.1. Phân tập dàn anten thích ứng. 75
3.3.2. Cấu phân tập dàn anten thích ứng. 77
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG BÀI TOÁN TÍNH BÁN KÍNH CELL VÀ TỔNG LƯU LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG WCDMA81
4.1. LƯU ĐỒ TÍNH TOÁN81
4.1.1. Lưu đồ thuật toán tổng quát:81
4.1.2. Lưu đồ thuật toán chi tiết82
4.2. KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH84
4.2.1 Giao diện chính:84
4.2.2.Tính suy hao đường truyền. 84
4.2.3. Tính kích thước Cell85
4.2.4. Tính dung lượng kênh. 85
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI. 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO89
PHỤ LỤC A1
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
i của một RNC.Lưu lượng cực đại tại giao diện Iub.
Số lượng và loại giao diện (ví dụ: STM-1, E1).
Ví dụ về dung lượng của một RNC với các cấu khác nhau:
2.3: Ví dụ về dung lượng của một RNC.
Cấu
Lưu lượng Iub
(Mbps)
Số BTS
Số cell
Các giao diện khác
STM-1
E1
1
48
128
384
4*4
6*16
2
85
192
576
4*4
8*16
3
122
256
768
4*4
10*16
4
159
256
960
4*4
12*16
5
196
384
1152
4*4
14*16
Số lượng RNC cần thiết để kết nối đến một số cell nhất định có thể được tính theo công thức sau:
numCells
cellsRNC . fillrate_1
(2.38)
numRNCs =
Trong đó:
numCells: số lượng cell của vùng đang thực hiện việc định cỡ.
cellsRNC: số lượng cell cực đại mà RNC có khả năng hỗ trợ.
fillrate_1: hệ số sử dụng để dự phòng cho dung lượng cực đại.
numBTSs
btsRNC . fillrate_2
(2.39)
Số lượng RNC cần thiết để kết nối đến một số BTS nhất định có thể được tính theo công thức sau:
numRNCs =
Trong đó:
numBTSs: số BTS trong khu vực cần định cỡ.
btsRNC: số BTS cực đại có thể kết nối đến RNC.
fillrate_2: hệ số sử dụng để dự phòng cho dung lượng cực đại.
Dựa trên dung lượng dự tính, có nhiều phương pháp định cỡ RNC như sau:
Lưu lượng hỗ trợ (giới hạn trên của định cỡ RNC): thể hiện dung lượng thiết bị quy hoạch mạng, thông thường được quy hoạch sao cho nó lớn hơn dung lượng yêu cầu.
Lưu lượng yêu cầu (giới hạn dưới của định cỡ RNC): là giá trị lưu lượng trung bình thực tế trên toàn mạng.
Giao diện truyền dẫn Iub: nếu định cỡ RNC để phục vụ N trạm, thì tổng dung lượng của giao diện truyền dẫn Iub phải lớn hơn N lần dung lượng của mỗi trạm.
2.2. QUY HOẠCH CHI TIẾT
Việc quy hoạch chi tiết được thực hiện sử dụng phần mềm quy hoạch mạng. Ở đây, ta phân tích phần mềm mô phỏng tĩnh, cho nên mặc dù thực tế các thuê bao không di động tuy nhiên các thuê bao có các tốc độ khác nhau.
Chương trình mô phỏng gồm có 3 phần cơ bản: Phần khởi tạo, phân tích tổng hợp đường lên và đường xuống, và phần hậu xử lý.
Pha khởi tạo
Pha hậu xử lý
Vòng lặp kết hợp UL/DL
Khởi tạo toàn bộ
Khởi tạo các vòng lặp
Bước lặp UL
Bước lặp DL
Hậu xử lý
Hiển thị đồ họa
Phân tích vùng phủ
Kết thúc
2.6: Tổng quan mô phỏng tĩnh.
2.2.1. Phân tích suy hao đường truyền và các mô truyền dẫn
Địa hình
Hình thái học
Hướng phố
Mô hình truyền sóng
Suy hao tuyến cơ bản
Độ cao hiệu dụng anten
Tham số điều chỉnh
LOS
NLOS
2.7: Các thành phần của mô truyền sóng.
Trong quá trình quy hoạch mạng, các mô truyền dẫn được sử dụng để tính cường độ trường tín hiệu của một máy phát trong vùng tính toán. Trong các cell vĩ mô, giả thiết rằng các máy phát ở trên đỉnh mái nhà và máy thu ở trên mặt đất. Sự truyền lan sóng vô tuyến từ bộ phát đến bộ thu tính toán không đơn giản vì nhiều trở ngại và cấu trúc kênh phức tạp. Trong cell vi mô, việc tính toán đơn giản hơn vì thường chỉ có một ít đường tín hiệu mạnh.
Trong quy hoạch cell vĩ mô, môi trường truyền dẫn phức tạp vì khoảng cách từ máy phát đến máy thu lớn và đường truyền sóng khó xác định. Trong điều kiện đó sử dụng mô thực nghiệm hay bán thực nghiệm có hiệu quả hơn. Những mô này sử dụng các tham số tự do và các hệ số điều chỉnh khác nhau có thể được điều chỉnh bằng số liệu đo. Các mô thực nghiệm được sử dụng có hiệu quả trong điều kiện môi trường gần máy phát ít ảnh hưởng đến truyền sóng.
2.2.2. Các mô truyền dẫn cơ bản
Phần này giới thiệu 2 mô truyền dẫn được sử dụng rộng rãi, đó là mô Hata-Okumura và Walfisch-Ikegami. Những mô thực nghiệm này là những phương tiện cơ bản cho việc tính toán suy hao truyền dẫn.
2.2.2.1. Mô Hata-Okumura
Mô Hata-Okumura là quan hệ thực nghiệm được rút ra từ báo cáo kỹ thuật của Okumura cho phép sử dụng các kết quả vào các công cụ tính toán. Báo cáo của Okumura bao gồm một chuỗi các lưu đồ được sử dụng để lập mô thông tin vô tuyến. Dựa trên các đo lường được thực hiện bởi Y.Okumura ở Tokyo tại tần số 1920 MHz, các đo lường này vừa khớp với mô toán học của M.Hata.
Trong mô này, ban đầu suy hao đường truyền được tính bằng cách tính hệ số điều chỉnh Anten cho các vùng đô thị là hàm của khoảng cách giữa trạm gốc, trạm di động và tần số. Hệ số này được đưa vào suy hao không gian tự do. Kết quả được điều chỉnh bằng các hệ số cho độ cao anten trạm gốc và trạm di động. Ngoài ra, các hệ số điều chỉnh được cấp cho hướng phố, các vùng ngoại ô, các vùng mở và các địa không đều.
Các biểu thức toán học được sử dụng trong mô Hata-Okumura để xác định tổn hao trung bình L:
Lp= 69,55 + 26,16lgfc – 13,82lghb – a(hm) + (44,9 – 6,55lghb)lgr dB (2.40)
Trong đó: f c: tần số hoạt động (MHz); Lp: tổn hao trung bình
hb: độ cao anten trạm gốc (m); hm: độ cao anten trạm di động (m)
r : bán kính cell (khoảng cách từ trạm gốc) (km)
a(hm): hệ số hiệu chỉnh cho độ cao anten di động (dB)
Dải thông số sử dụng được cho mô Hata là:
150 ≤ fc ≤ 1500 MHz; 30 ≤ hb ≤ 200 m; 1 ≤ hm ≤ 10 m; 1 ≤ r ≤ 20 km.
a(hm) tính như sau:
F Đối với thành phố nhỏ và trung bình:
a(hm) = (1,11lgfc -0,7)hm – (1,56lgfc – 0,8)dB (2.41)
Đối với thành phố lớn:
a(hm) = 8.29(lg1,54hm)2 – 1,1 dB fc ≥ 200 MHz (2.42)
hay: a(hm) = 3,2(lg11,75hm)2 – 4,97 dB fc ≥ 400 MHz (2.43)
Như vậy bán kính cell được tính :
(2.44)
F Vùng ngoại ô:
Với vùng ngoại ô hệ số hiệu chỉnh suy hao so với vùng thành phố là:
Lno = Lp - 2 (dB) (2.45)
F Vùng nông thôn:
Với vùng nông thôn hệ số hiệu chỉnh suy hao so với vùng thành phố là:
Lnt(dB) = Lp – 4,78.(lgfc)2 +18,33(lgfc) - 40,94 (dB) (2.46)
2.2.2.2. Mô Walfisch - Ikegami
+ Mô Walfisch-Ikegami (hay COST 231) được sử dụng để đánh giá tổn hao đường truyền ở môi trường thành phố cho hệ thống thông tin tổ ong (cellular) ở dải tần 800-2000 MHz. Mô này đã được sử dụng ở châu Âu cho hệ thống GSM và một số mô truyền ở Mỹ. Mô Walfisch-Ikegami chứa 3 phần tử: tổn hao không gian tự do; nhiễu xạ mái nhà-phố và tổn hao tán xạ; tổn hao do nhiều vật chắn.
d
hm
Anten trạm di động
Mặt đường
Tòa nhà
w
b
hr
Hướng di chuyển
f
Sóng tới
Máy di động
hb
+ Mô Walfisch-Ikegami dựa vào giả thiết rằng sự truyền lan sóng được truyền trên mái nhà bằng quá trình nhiễu xạ. Các tòa nhà nằm trên đường thẳng giữa máy phát và máy thu.
2.8: Các tham số trong mô Walfisch-Ikegami
Các biểu thức sử dụng cho mô này như sau:
Lp= Lf + Lrts + Lmsd (2.47)
hay Lp = Lf khi Lrts + Lmsd ≤ 0 (2.48)
trong đó: Lf : tổn hao không gian tự do
Lrts: nhiễu xạ mái nhà - phố và tổn hao tán xạ
Lmsd: tổn hao các vật che chắn.
Tổn hao không gian tự do Lf được xác định:
Lf = 32,4 +20lgr + 20lgfc (dB) (2.49)
- Nhiễu xạ mái nhà - phố và tổn hao phân tán tính như sau:
Lrts = (-16,7) -10lgW + 10lgfc + 20lg∆hm + Lori (dB) (2.50)
Lori =
trong đó: W: độ rộng phố (m); ∆hm= hr - hm (m);
-9,646 (dB) 0 ≤ Ф ≤ 55 (độ)
2,5 + 0,075(Ф-55) (dB) 55 ≤ Ф ≤ 90 (độ)
Trong đó: Ф là góc đến so với trục phố.
- Tổn hao các vật che chắn:
Lmsd = Lbsh + ka + kdlgr + kflgfc – 9lgb (2.51)
Trong đó: b: khoảng cách giữa tòa nhà dọc theo đường truyền vô tuyến (m).
ka =
với thành phố lớn.
với thành phố trung bình.
Với trường hợp tia nhìn thẳng (LO...