Phơng pháp quy hoạch mạng thông tin di động thế hệ 3 cdma2000
2.1. Mở đầu
Hiện nay có nhiều phơng pháp triển khai hệ thống cdma2000. Nếu thiết kế hệ thống
mới, việc triển khai hệ thống phải tính toán vùng phủ và dung lợng. Nếu thiết kế hệ thống
từ hệ thống IS-95 việc triển khai hệ thống cần tính dung lợng và dịch vụ dữ liệu gói. Bởi vì
cdma2000-1x chiếm độ rộng băng tần nh IS-95B . cdma2000 có thể triển khai theo từng
sóng mang riêng biệt chia sóng mang với IS-95. Triển khai hệ thống cdma2000 từ IS-95
thì cần nâng cấp các trang thiết bị mạng, cụ thể nâng cấp BS từ 1x lên 3x, cải tiến vocoder
trong sơ đồ điều chế; yêu cầu có thêm các node dịch vụ dữ liệu gói và nhận thực trao đổi
thanh toán (AAA).
Triển khai hệ thống cdma2000 đợc thực hiện qua hai giai đoạn: Giai đoạn đầu là
cdma2000_1x và giai đoạn hai là phát triển từ 1x lên 3x.
Đối với cdma2000_1x có một vài thế hệ:
+ cdma2000-1x hiện đã đợc triển khai.
+ cdma2000-1xEV_DO: chỉ cho dữ liệu gói và sẽ đợc triển khai vào năm 2002.
+ cdma2000-1xEV_DV: cho dịch vụ gói và thoại.
Hệ thống cdma2000-3x có thể đợc triển khai trồng lấn lên hệ thống 1x. Để đạt đợc sự
trồng lấn này, đờng lên 3x chia dữ liệu vào 3 sóng mang, mỗi sóng mang trải phổ tốc độ
1.2288 Mcps và đợc gọi là hệ thống đa sóng mang MC. Đờng xuống 3x sử dụng tổng số 3
sóng mang 1x và đợc kết hợp thành sóng mang trải phổ 3.6864 Mcps.
Tốc độ số liệu dự kiến cho 1x, 1xEV-DO đợc cho ở bảng.
Bảng 2.1. Tốc độ số liệu cực đại 1x
Đờng xuống Đờng lên
Trong nhà
Đi bộ
Trong xe
2Mbps
2Mbps
384Mbps
144 Mbps
144 Mbps

tham gia có nâng cấp đến cdma2000.
2.2.1. Dự báo số thêu bao
Đối với thị trờng cần phục vụ, cần phải đánh giá tổng số thuê bao. Lý tởng có thể chia việc đánh
giá cho từng tháng để có thể thấy đợc xu thế phát triển của thuê bao. Điều này là cần thiết khi quy
hoạch ta cần dự phòng tơng lai. Nếu có thể cung cấp các dịch vụ khác nhau, thì cũng cần dự báo cho
từng loại thuê bao liên quan liên quan đến từng loại dịch vụ. Chẳng hạn nhà khai thác mạng có thể
chọn cung cấp tổ hợp dịch vụ nào đó gồm chỉ tiếng, hoặc tiếng và số liệu, hoặc chỉ số liệu. Ngoài ra
các dịch vụ số liệu cũng có thể đợc chia thành các dịch vụ và các loại thiết bị khác nhau.
2.2.2. Dự báo sử dụng lu lợng tiếng
Dự báo sử dụng dịch vụ tiếng bao gồm đánh giá khối lợng lu lợng tiếng do ngời sử
dụng dịch vụ tiếng trung bình tạo ra. Lý tởng cần cung cấp dữ liệu đánh giá cho từng
tháng. Dữ liệu tiếng phải bao gồm phân bố lu lợng: từ MS đến cố định, từ MS tới MS và từ
MS tới email. Đối với từ MS đến cố định cần phân thành: số % nội hạt và đờng dài. Lý t-
ởng thông tin dữ liệu về ngời sử dụng tiếng phải bao gồm số cuộc gọi trên một thuê bao
trung bình ở giờ cao điểm và thời gian chiếm giữ trung bình (MHT) trên cuộc gọi.
2.2.3. Dự báo sử dụng lu lợng số liệu
Nh đã nói ở trên, ta cần phân loại các ngời sử dụng dịch vụ số liệu gói và dự báo cho
từng kiểu ngời sử dụng cũng nh khối lợng thông lợng số liệu. Ta cũng cần dự báo khi nào
thì thông lợng bắt đầu và kết thúc. Để minh hoạ ta xét thí dụ sau. Giả sử một ngời sử dụng
có dịch vụ trình duyệt Wed cộng với e-mail do ngời khai thác cung cấp. Khi này một khối
lợng lu lợng đợc kết cuối tại e-mail Server trong mạng của ngời khai thác, còn một khối l-
ợng lu lợng khác sẽ đợc kết cuối gửi đến và nhận về từ mạng Internet. Định cỡ giao diện
với hệ thống e-mail và với Internet sẽ phụ thuộc vào khối lợng lu lợng liên quan đến dịch
vụ này. Ngoài ra hệ thống e-mail cũng cần định kích cỡ để đáp ứng yêu cầu cho tổng số
ngời sử dụng, tổng bộ nhớ lu trữ và tổng lu lợng vào ra. Đối với từng kiểu ngời sử dụng và
dịch vụ ta cần thực hiện phân tích tơng tự để xác định sự sử dụng trong giờ cao điểm. nớc
ta trong những năm gần đây nhu cầu lu lợng thoại tăng ổn định còn nhu cầu về lu lợng gói
tăng lên nhanh.
2.3. Thiết kế vô tuyến cho mạng tổ ong/PCS
Ngời thiết kế cần xem xét nhiều nhân tố khi thiết kế mạng tổ ong/PCS cho vùng thành

Mặc dù có hệ số khuyếch đại anten không ảnh hởng quá trình cân bằng quỷ đờng
truyền, nhng nó là một nhân tố quan trọng khi thiết kế quỹ công suất cho vùng phủ. Từ
quan điểm của ngời sử dụng, mạng tổ ong/PCS phải hàm ý rằng có một hạn chế nhỏ cho
việc phát hay thu cuộc gọi trong nhà hay ô tô. Một hệ thống phải đợc thiết kế để anten của
máy cầm tay có thể đặt ở vị trí không tối u. Ngoài ra thậm chí có thể không cần rút anten
khi thu hoặc phát cuộc gọi. ở các thiết kế hệ thống thông thờng hệ số khuyếch đại anten
đợc coi bằng 0 dBi. Tuy nhiên để anten máy cầm tay có thể đặt ở vị trí không đợc tối u
lắm, cần sử dụng hệ số khuyếch đại hợp lý hơn : -3dBi. Trong thực tế do đặt anten ở vị trí
bất kỳ hay với anten thụt vào trong máy cầm tay nên có thể cho phép hệ số 6 đến
8dBi phụ thuộc vào từng máy cầm tay và thiết kế vỏ máy
2.6. ớc tính thông số ô
Số ngời sử dụng và tải lu lợng phục vụ trên ngời sử dụng đợc sử dụng để xác định
tổng tải lu lợng. Biết dung lợng ô và phủ sóng của ô, có thể thực hiện đánh giá số ô.
Dung lợng ô đợc xác định bằng các mô phỏng và các công thức giải tích. Tốc độ
thông tin của ngời sử dụng, các yêu cấu chất lợng phục vụ, QoS ( trễ, BER/FER) và xác
xuất ngừng là các yếu tố quan trọng để xác định dung lợng hệ thống.
Quỹ đờng truyền đợc sử dụng để xác định vùng phủ cực đại của ô. Ngoài E
b
/I
t
các yếu
tố đặc thù thiết bị nh tổn hao cáp, hệ số khuyếch đại anten và hệ số tạp âm máy thu cũng
là các yếu tố cần thiết để tính toán quỹ đờng truyền.
Độ lợi chuyển giao mềm có ảnh hởng lớn lên quỹ đờng truyền. Độ lợi chuyển giao
mềm phụ thuộc vào tơng quan che tối và xác xuất phủ sóng. Chuyển giao mềm đảm bảo
độ lợi phân tập vĩ mô nhờ tăng khả năng phân tập. Độ lợi thực tế phụ thuộc vào môi trờng
vô tuyến và số ngón của máy thu RAKE. Vì mỗi môi trờng vô tuyến có đặc tính riêng, nên
để dự báo vùng phủ sóng chi tiết, cần có một số thừa số hiệu chỉnh cho các mô hình tổn
hao đờng truyền.
Đối với đờng lên, ảnh hởng của thừa số tải lên quỹ đờng truyền với dự trữ nhiễu


Mô tả chi tiết môi trờng vô tuyến.

Quy hoạch công suất kênh điều khiển.

Quy hoạch các thông số chuyển giao mềm.

Quy hoạch chuyển giao giữa các tần số.

Phân tích vùng phủ mạng lặp nhiều lần.

Đo kiểm mạng.
2.7. Quy hoạch phủ sóng
Mục tiêu thiết kế quan trọng nhất của mạng tổ ong/PCS là đảm bảo vùng phủ sóng vô
tuyến hầu hết mọi nơi. Một trong vấn đề quan trọng cần xem xét trong quá trình quy
hoạch vùng phủ là mô hình truyền sóng. Độ chính xác của việc dự đoán bằng một mô hình
nhất định phụ thuộc vào khả năng của mô hình này thể hiện đợc cụ thể mặt đất, cây cối và
các toà nhà. Độ chính xác này có tầm quan trọng sống còn để xác định tổn hao đờng
truyền và từ đó kích thớc ô, yêu cầu hạ tầng của mạng tổ ong/PCS. Đánh giá thái quá dẫn
đến sử dụng không hiệu quả các tài nguyên mạng, còn đánh giá thấp dẫn đến phủ vô tuyến
kém. Thông thờng các mô hình truyền sóng có xu hớng quá đơn giản hoá các điều kiện
truyền sóng thực tế và có thể thiếu chính xác ở điều kiện thành phố phức tạp. Các mô hình
truyền sóng thực nghiệm chỉ có tính chất hớng dẫn chung mà thôi, chúng quá bị đơn giản
hoá cho một thiết kế chính xác. Để có đợc thông tin về vùng phủ sóng vô tuyến trong môi
trờng thành phố cần thực hiện các phép đo hiện trờng chính xác. Các số liệu đo phải sử
dụng hoặc trực tiếp trong quá trình quy hoạch để đạt đợc tính khả thi của từng trạm hoặc
gián tiếp để hiệu chỉnh các hệ số của mô hình truyền sóng thực nghiệm nhằm thể hiện đặc
trng môi trờng cụ thể tốt hơn.
Truyền sóng ở môi trờng thành phố bị hiện tợng che tối. Để đảm bảo rằng 90% diện
tích ô bằng hoặc lớn hơn ngỡng quy định, cần đa vào quỹ đờng truyền dự trữ pha đinh che

=7dB, thì E
0
/N
0
có thể là 13dB hoặc 1dB. Theo tình trạng
tải lu lợng thì thiết kế mức E
b
/N
0
cao có thể ảnh hởng xấu đến khả thi tài chính. Ngợc lại
việc thiết kế mức E
b
/N
0
thấp sẽ làm cho giảm chất lợng dịch vụ.
Mô hình truyền sóng cũng đợc sử dụng ở các khía cạnh hoạt động khác của hệ thống
nh: tối u hoá chuyển giao, điều chỉnh mức công suất và định vị anten. Mặc dù không có
mô hình truyền sóng nào thể hiện đợc tất cả nhiễu xẫy ra ở môi trờng thực tế, nhng việc
sử dụng một hoặc nhiều mô hình truyền sóng để xác định tổn hao đờng truyền là điều cần
thiết. Mỗi mô hình đợc sử dụng đều có u khuyết. Chỉ có sự hiểu biết tốt nhất các hạn chế
của mô hình mới có thể đạt đợc thiết kế vô tuyến tốt.
2.8. Suy hao đờng truyền
2.8.1. Mở đầu
ở thông tin vô tuyến đến điểm do anten đặt cao, nên suy hao đờng truyền tỷ lệ nghịch với bình phơng khoảng R
cách giữa anten thu và phát (R
2
). ở thông tin di động anten MS gần mặt đất (khoảng 1,5m) nên suy hao tỷ lệ với luỹ
thừa n khoảng cách giữa anten thu và phát (R
n
) trong đó n>2. Để tính toán suy hao đờng truyền ngời ta lập các mô

Vùng thành phố:
L
P
=69,55 +26,16 lgf
c
-13,82lgh
b
- a(h
m
) +(44,9 -6,55lgh
b
) lgR dB (2.3)
trong đó: f
c
= tần số (MHz).
L
P
= Tổn hao trung bình(dB).
h
b
= độ cao anten trạm gốc (m).
a(h
m)
= hệ số hiệu chỉnh cho độ cao anten di động (dB)
R= Khoảng cách từ trạm gốc (km).
Dải thông sử dụng đợc cho mô hình Hata là:
150 f
c
<1500 MHz; 30 h
b

)

= 3,2 (lg11,75h
m
)
2
- 4,79 dB f
c
400 MHz. (2.6)
Vùng ngoại ô:
L
P
=L
P
(thành phố)-2
















các phép đo của Okumara chỉ đúng các kiểu toàn nhà ở Tokyo. Kinh nghiệm đo đạc tơng
tự ở Mỹ cho thấy rằng tình trạng ngoại ô điển hình ở Mỹ thờng ở một vị trí nào đó giữa
các vùng nông thôn và các vùng thành thị. Định nghĩa Okumara có tính thể hiện tốt hơn
đối với từng gia đình thành phố với các nhóm nhà xếp thành hàng. Mô hình Okumara yêu
cầu thực hiện đánh giá thiết kế khá lớn, đặc biệt khi chọn lựa các yếu tố môi trờng phù
hợp cần có các dữ liệu để có khả năng dự đoán các nhân tố môi trờng trên cơ sở tính chất
vật lý của các toà nhà xung quanh máy thu di động. Ngoài các nhân tố về môi trờng phù
hợp cần thực hiện hiệu chỉnh theo đờng truyền cụ thể để biến đổi dự toán tổn hao đờng
truyền trung bình của Okumara và dự đoán cho đờng truyền cụ thể đợc khảo sát. Các kỹ
thuật Okumara để hiệu chỉnh mặt đất bất thờng và các đặc điểm khác của đờng truyền cụ
thể đòi hỏi các diễn giải thiết kế và vì thế không phù hợp cho việc sử dụng máy tính.
Đối với PCS làm việc ở tần số 1500-2000 L
P
. Sử dụng ô micro (tầm phủ 0,5 - 1km) đ-
ợc tính theo mô hình COST 231- Hata khi anten cao hơn nóc nhà nh sau:
L
P
=46,3 +33,9lgf
c
-13,82lgh
b
- a(h
m
) + (44,9 -6,55 lgh
b
) lgR+c
m
dB (2.9)
trong đó:
f

dB (2.10)
Hay
L
P
=L
f
khi L
rts+ L
ms
0 (2.11)
trong đó: L
f
= tổn hao không gian tự do.
L
rts
= nhiễu xạ mái nhà phố và tổn hao tán xạ.
L
ms
= tổn hao các vật che chắn
Tổn hao không gian tự do đợc xác định nh sau.
L
f
=32,4 +20lgR+20lgf
c
dB (2.12)
Nhiễu xạ nóc nhà-phố và tổn hao phân tán tính nh sau:
L

+K
d
lgR+K
f
lgf
c
-9lgb dB (2.14)
hm
hm
Máy di động
W
b
Trạm
h r
hb
h b
R
0
Toà nhà
Toà nhà
Toà nhà
Toà nhà
Trạm di động
Hình 2.1. Mô hình truyền sóng

trong đó: b= khoảng cách giữa các toà nhà dọc theo đờng truyền vô tuyến (m)
L
bsh
=-18lg11 +h
b

h
r
Lu ý: Cả L
bsh
và k
a
đều tăng tổn hao đờng truyền khi độ cao anten trạm gốc thấp hơn
K
d
=18 h
b
<h
r
,
K
d
=18-
m
b
h
h

15
h
b
h
r
K
f
=4+0,7

b
50m; 1 h
m
3m; 0,02 R 5m.
Có thể sử dụng các giá trị mặc định sau cho mô hình:
b=20 -50 m; W=b/2; =b/2
Nóc nhà = 3m cho nóc nhà có độ cao và 0 m cho nóc nhà phẳng.
H
r
=3 x (số tầng)+ nóc nhà.
Ta tính toán tổn hao đờng truyền từ mô hình Hata và Walfisch - Ikegami theo các số liệu
dới đây và so sánh kết quả ở bảng 2.3.
f
c
=880 MHz
h
m
= 1,5m
h
b
=30 m
nóc nhà =0 m
h
r
= 30 m
= 90
0
b=30 m
W= 15 m
Bảng 2.3. So sánh tổn hao đờng tuyến từ mô hình Hata từ mô hình Hata và Walfisch -