Download miễn phí Phân bố tần số cho mạng thông tin di động
PHÂN BỔ TẦN SỐ CHO MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
Một vấn đề đặt ra là làm sao có thể đáp ứng chất lượng phục vụ cho số thuê bao ngày càng tăng lên một cách nhanh chóng trong khi tài nguyên tần số hoàn toàn có giới hạn. Do đó vấn đề cơ bản của các nhà mạng là làm sao để tăng hiệu quả sử dụng băng tần số lên tối đa, đáp ứng nhu cầu về dung lượng cho mạng. Một trong những vần đề quan trọng của quá trình quy hoạch và tái quy hoạch mạng là phân bổ tần số hợp lí. Nó không chỉ có ý nghĩa về mặc chất lượng dịch vụ mà còn có ý nghĩa kinh tế trong việc sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên. Vì vậy trong LVTN này, em sẽ tiến hành một số giải pháp để thực hiện vấn đề trên, cụ thể là:
Tìm hiểu những kiến thức cơ bản về mạng GSM, quá trình quy hoạchmạng thông tin di động, đặc biệt là cách phân bổ tần số tối ưu. Từ đó dựng chương trình mô phỏng.
Đối với việc phân bổ tần số trong quá trình quy hoạch cũng như tái quy hoạch mạng di động, yêu cầu đặt ra là phải sử dụng lại tần số tối đa nhưng vẫn thỏa mãn các điều kiện đặt ra để hạn chế can nhiễu đồng kênh và can nhiễu kênh lân cận. Điều kiện đặt ra ở đây chính là khoảng cách tần số tối thiểu gán cho các cặp cell. Từ đó, em viết chương trình“GÁN KÊNH TẦN SỐ CHO MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG” bằng ngôn ngữ C# nhẳm tìm ra lời giải tương đối hợp lý cho vấn đề này.
Phân tích, so sánh ưu nhược điểm của 2 cách sector 120o và 60o trong việc tái sử dụng lại tần số dựa trên kết quả mô phỏng có được từ chương trình mô phỏng
Nội Dung
Chương 1: GIỚI THIỆU
1.1 Khái quát tình hình của ngành viễn thông ở Việt Nam
1.2 Mục đích và nội dung của đề tài
Chương 2: LÝ THUYẾT VỀ QUY HOẠCH MẠNG DI ĐỘNG
2.1 Lịch sử phát triển và phân cấp cấu trúc vật lí mạng GSM
2.2 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM
2.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình lan truyền
2.4 Tiến trình quy hoạch mạng
Chương 3: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN PHÂN BỔ TẦN SỐ
3.1 Đặt vấn đề
3.2 Bài toán phân bổ tần số
3.3 Thuật toàn giải bài toán phân bổ tần số và ví dụ
Chương 4: CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG “GÁN KÊNH TẦN SỐ CHO MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG”
4.1 Giao diện người dùng, ý nghĩa các thông số
4.2 Trường hợp dung lượng phân bố đều ở các cell
4.3 Trường hợp dung lượng tăng cục bộ ở 1 vùng nhất định trong cluster
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁ TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
5.1 kết luận
5.2 Hướng phát triển
http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/06/23/phan_bo_tan_so_cho_mang_thong_tin_di_dong.WcQYiQNVyq.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-30632/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:
17 118 119
TCH4 120 121 122 123 124
Ta thấy mỗi cell có thể phân bố cực đại đến 5 sóng mang.
Nhƣ vậy, với công nghệ đa truy cập TDMA của GSM, mổi kênh chứa 8
khe thời gian tƣơng ứng với 8 kênh vật lý, trong đó có 1 kênh dành cho quảng
bá, 1 kênh dành cho điều khiển để truy cập vị trí và thiết lập cuộc gọi.
Vậy số khe thời gian dành cho kênh lƣu lƣợng của mỗi cell còn (5 x 8 – 2) =
38 Tra bảng Erlang-B (Phụ lục), tại GoS 2 % thì một cell có thể cung cấp
dung lƣợng 29,166 Erlang. Giả thiết trung bình mỗi thuê bao trong một giờ
thực hiện 1 cuộc gọi kéo dài 120s tức là trung bình mỗi thuê bao chiếm 0,033
Erlang, thì mỗi cell có thể phục vụ đƣợc 29,166/0,033 = 833 (thuê bao).
CHƯƠNG 2:LÝ THUYẾT VỀ QUY HOẠCH MẠNG
29
GVDH: TS. ĐỖ HỒNG TUẤN SVTH: PHẠM MINH VƢƠNG
Hình 2.6: Mẫu tái sử dụng tần số 3/9
Theo lý thuyết, cấu trúc mảng 9 cells có tỉ số C/I > 9 dB đảm bảo GSM làm
việc bình thƣờng.
Tỉ số C/A cũng là một tỉ số quan trọng và ngƣời ta cũng dựa vào tỉ số
này để đảm bảo rằng việc ấn định tần số sao cho các sóng mang liền nhau
không nên đƣợc sử dụng ở các cell cạnh nhau về mặt địa lý.
Tuy nhiên, trong hệ thống 3/9 các cell cạnh nhau về mặt địa lý nhƣ A1
& C3, C1 & A2, C2 & A3 lại sử dụng các sóng mang liền nhau. Điều này
chứng tỏ rằng tỉ số C/A đối với các máy di động hoạt động ở biên giới giữa
hai cell A1 và C3 là 0dB, đây là mức nhiễu cao mặc dù tỉ số này là lớn hơn tỉ
số chuẩn của GSM là (- 9 dB). Việc sử dụng các biện pháp nhƣ nhảy tần, điều
khiển công suất động, truyền dẫn gián đoạn là nhằm mục đích giảm tối thiểu
các hiệu ứng này.
Mẫu tái sử dụng tần số 4/12:
CHƯƠNG 2:LÝ THUYẾT VỀ QUY HOẠCH MẠNG
30
GVDH: TS. ĐỖ HỒNG TUẤN SVTH: PHẠM MINH VƢƠNG
Mẫu sử dụng lại tần số 4/12 có nghĩa là các tần số sử dụng đƣợc chia
thành 12 nhóm tần số ấn định trong 4 vị trí trạm gốc. Khoảng cách giữa các
trạm đồng kênh khi đó là D = 6R.
Lập bảng ấn định tần số nhƣ trên,ta thấy mỗi cell có thể phân bố cực đại là 4
sóng mang. Nhƣ vậy, với khái niệm về kênh nhƣ đã nói ở phần trƣớc, một khe
thời gian dành cho kênh BCH, một khe thời gian dành cho kênh SDCCH/8.
Vậy số khe thời gian dành cho kênh lƣu lƣợng của mỗi cell còn (4 x 8 – 2) =
30 TCH. Tra bảng Erlang-B ( Phụ lục ), tại GoS = 2 % thì mỗi cell có thể
cung cấp dung lƣợng 21,932 Erlang. Giả sử mỗi thuê bao chiếm 0,033 Erlang
thì mỗi cell có thể phục vụ đƣợc 21,932/0,033 = 664 thuê bao.
Trong mẫu 4/12 số lƣợng các cell D sắp xếp theo các cách khác nhau
để nhằm phục vụ cho các cell A,B,C. Hiệu quả của việc điều chỉnh này là để
đảm bảo hai cell cạnh nhau không sử dụng hai sóng mang liền nhau (khác với
mẫu 3/9). Với mẫu này, khoảng cách tái sử dụng tần số là lớn hơn
Hình 2.7: mẫu tái sử dụng tần số 4/12
CHƯƠNG 2:LÝ THUYẾT VỀ QUY HOẠCH MẠNG
31
GVDH: TS. ĐỖ HỒNG TUẤN SVTH: PHẠM MINH VƢƠNG
Về lý thuyết, cụm 12 cells có tỉ số C/I > 12 dB. Đây là tỉ số thích hợp cho
phép hệ thống GSM hoạt động tốt. Tuy nhiên, mẫu 4/12 có dung lƣợng thấp
hơn so với mẫu 3/9 vì:
Số lƣợng sóng mang trên mỗi cell ít hơn (mỗi cell có 1/12 tổng số song
mang thay vì 1/9).
Hệ số sử dụng lại tần số thấp hơn (đồng nghĩa với khoảng cách sử
dụng lại là lớn hơn).
Mẫu tái sử dụng tần số 7/21:
Mẫu 7/21 có nghĩa là các tần số sử dụng đƣợc chia thành 21 nhóm ấn
định trong 7 trạm gốc. Khoảng cách giữa các trạm đồng kênh là D = 7,9R.
Ta thấy mỗi cell chỉ đƣợc phân bố tối đa 2 sóng mang. Nhƣ vậy với khái
niệm về kênh nhƣ đã nói ở phần trƣớc. Phải có một khe thời gian dành cho
BCH và có ít nhất một khe thời gian dành cho SDCCH, số khe thời gian dành
cho kênh lƣu lƣợng của mỗi cell còn (2 x 8 – 2) = 14 TCH . Tra bảng Erlang-
B (Phụ lục), tại GoS = 2 % thì mỗi cell có thể cung cấp một dung lƣợng phục
vụ đƣợc 8,2003/0,033 = 248 thuê bao.
CHƯƠNG 2:LÝ THUYẾT VỀ QUY HOẠCH MẠNG
32
GVDH: TS. ĐỖ HỒNG TUẤN SVTH: PHẠM MINH VƢƠNG
Hình 2.8: Mẫu tái sử dụng tần số 7/21
Nhận xét: Khi số nhóm tần số N giảm (21, 12, 9), nghĩa là số kênh tần số
có thể dùng cho mỗi trạm tăng thì khoảng cách giữa các trạm đồng kênh D sẽ
giảm 7,9R; 6R; 5,2R. Điều này nghĩa là số thuê bao đƣợc phục vụ sẽ tăng lên
là: 248; 664 và 883, nhƣng đồng thời nhiễu trong hệ thống cũng tăng lên. Nhƣ
vậy, việc lựa chọn mẫu sử dụng lại tần số phải dựa trên các đặc điểm địa lý
vùng phủ sóng, mật độ thuê bao của vùng phủ và tổng số kênh của mạng.
- Mẫu 3/9: số kênh trong một cell là lớn, tuy nhiên khả năng nhiễu cao.
Mô hình này thƣờng đƣợc áp dụng cho những vùng có mật độ máy di
động cao.
- Mẫu 4/12: sử dụng cho những vùng có mật độ lƣu lƣợng trung bình.
- Mẫu 7/21: sử dụng cho những khu vực mật độ thấp.
2.5 Chia sector: Thay vì sử dụng một anten đẳng hƣớng, trong cell đƣợc
phân sector sẽ sử dụng các anten có hƣớng phát ra góc 60 độ hay 120 độ.
Ƣu điểm của phân sector là sẽ giảm đƣợc nhiễu đồng kênh, tăng dung
CHƯƠNG 2:LÝ THUYẾT VỀ QUY HOẠCH MẠNG
33
GVDH: TS. ĐỖ HỒNG TUẤN SVTH: PHẠM MINH VƢƠNG
lƣợng thuê bao phục vụ, sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên tần số; nhƣng
handover tăng làm cho hệ thống bận rộn hơn.
Hình 2.9: Chia sector
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN PHÂN BỔ TẦN SỐ
34
GVDH: TS. ĐỖ HỒNG TUẤN SVTH: PHẠM MINH VƢƠNG
Chƣơng 3: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN PHÂN BỔ TẦN SỐ:[3]
3.1 Đặt vấn đề:
Trong mạng thông tin di động GSM ngày nay, nhu cầu phát triển số thuê
bao nhanh chóng trong khi băng tần GSM là một tài nguyên có giới hạn. Để
giải quyết vấn đề này trong quy hoạch và thiết kế mạng thông tin di động
GSM ngƣời ta đƣa ra giải pháp là sử dụng lại tần số ở những vị trí khác nhau
trong mạng GSM với khoảng cách an toàn để đảm bảo không xảy ra nhiễu.
Khoảng cách an toàn này đƣợc gọi là khoản cách tối thiểu để sử dụng lại tần
số D và tỉ lệ D/R là hệ số an toàn để sử dụng lại tần số nhƣ đã trình bày trong
phần lý thuyết .
Trong Hình 9, giữa cell 17 vỡ các cell lận cận {9, 10, 16, 18, 20, 21} tô
đậm phải luôn duy trì một khoảng cách tần số nhất định để tránh nhiễu.
Trong một số trƣờng hợp thậm trí đối với các cell ở xa hơn nhƣ các cell {2,
3, 4, 8, 11, 19 } cũng vẫn nằm trong khoảng cách có thể bị nhiễu. Nhƣ vậy
khoảng cách vật lý an toàn cho việc sử dụng lại các kênh tần số giống nhau
là thông số rất quan trọng đối với thiết kế mạng vô tuyến di động. Khoảng
cách tần số giữa các cặp cell đƣợc xác định dựa vào các yêu cầu về nhiễu và
đƣợc xây dựng thành ma trận khoảng cách tần số tƣơng ứng trong đó N
là số lƣợng cell nhƣ đã trình bày trên.
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN PHÂN BỔ TẦN SỐ
35
GVDH: TS. ĐỖ HỒNG TUẤN SVTH: PHẠM MINH VƢƠNG
Hình 3.1: Ví dụ mạng GSM với N=21cell
Ngoài việc bảo đảm không để nhiễu xảy ra, phân bố tần số còn bị ràng
buộc bởi điều kiện về số lƣợng tần số cần thiết của cell để phục vụ lƣu lƣợng
theo thiết kế. Do phân bố lƣu lƣợng không đều do đó nhu cầu tần số của các
cell là khác nhau. Có 3 phƣơng ...
