Download miễn phí Đồ án Điều khiển công suất và quản lý tài nguyên vô tuyến trong hệ thống W-CDMA
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 4
DANH MỤC BẢNG 9
DANH MỤC HÌNH VẼ 10
LỜI MỞ ĐẦU 12
CHƯƠNG I 13
SỰ PHÁT TRIỂN CỦA THÔNG TIN DI ĐỘNG 13
1.1 Xu hướng phát triển hệ thống thông tin di động trên thế giới 13
1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 16
1.3 Hệ thống thông tin di dộng thế hệ 2 17
1.3.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA 17
1.3.2 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA 18
1.4 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 18
1.4.1 UMTS (Universal Mobile Telephone System) 20
1.4.2 FOMA (Freedom Of Mobile multimedia Access) 20
1.5 Tổng quan về công nghệ W-CDMA 20
1.5.1 Cấu trúc mạng W-CDMA 21
1.5.1.1 Mô hình khái niệm 21
1.5.1.2 Mô hình cấu trúc 22
1.5.2 Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến UTRAN 25
1.5.2.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) 26
1.5.2.2 Node B 26
1.5.2.3 Các chức năng điều khiển của UTRAN 26
1.5.3 Cấu trúc mạng lõi theo tiêu chuẩn 3GPP R99 27
1.5.4 Cấu trúc phân lớp của W-CDMA 28
1.5.5 Các loại kênh trong UTRAN 30
1.5.6 Kỹ thuật trải phổ 30
1.6 Quản lý tài nguyên vô tuyến trong hệ thống W-CDMA 31
1.6.1 Mục đích chung của quản lý tài nguyên vô tuyến 31
1.6.2 Các chức năng của quản lý tài nguyên vô tuyến 32
1.6.2.1 Điều khiển công suất (Power Control) 32
1.6.2.2 Điều khiển chuyển giao (Handover Control) 33
1.6.2.3 Điều khiển thâm nhập (Admission Control) 33
1.6.2.4 Điều khiển tải (điều khiển tắc nghẽn) 35
CHƯƠNG II 37
ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG W-CDMA 37
2.1 Giới thiệu chung 37
2.1.1 Điều khiển công suất vòng hở (Open-loop power control) 38
2.1.2 Điều khiển công suất vòng kín 39
2.2 Điều khiển công suất nhanh 39
2.2.1 Độ lợi của điều khiển công suất nhanh 39
2.2.2 Phân tập và điều khiển công suất 41
2.2.3 Điều khiển công suất trong chuyển giao mềm 43
2.2.3.1 Sự trôi công suất đường xuống 44
2.2.3.2 Độ tin cậy của các lệnh điều khiển công suất đường lên 46
2.3 Điều khiển công suất vòng ngoài 46
2.3.1 Độ lợi của điều khiển công suất vòng ngoài 47
2.3.2 Tính toán chất lượng thu 48
2.3.3 Giới hạn biến động điều khiển công suất 49
2.3.4 Đa dịch vụ 50
2.3.5 Điều khiển công suất vòng ngoài đường xuống 50
CHƯƠNG III 52
CHUYỂN GIAO TRONG HỆ THỐNG W-CDMA 52
3.1 Tổng quan về chuyển giao trong mạng di động 52
3.1.1 Các kiểu chuyển giao trong hệ thống W-CDMA 52
3.1.2 Các mục tiêu của chuyển giao 54
3.1.3 Các thủ tục và phép đo chuyển giao 55
3.2 Chuyển giao mềm (SHO) 56
3.2.1 Nguyên lý của chuyển giao mềm 56
3.2.2 Thuật toán chuyển giao mềm 60
3.2.3 Đặc điểm của chuyển giao mềm 62
3.3 Chuyển giao giữa hệ thống W-CDMA và GSM 64
3.4 Chuyển giao giữa các tần số trong W-CDMA 66
3.5 Tổng kết chuyển giao 68
CHƯƠNG IV 70
QUY HOẠCH MẠNG VÔ TUYẾN W-CDMA 70
4.1 Định cỡ mạng 71
4.1.1 Phân tích vùng phủ vô tuyến 72
4.1.1.1 Tính toán quỹ đường truyền 73
4.1.1.2 Hiệu suất vùng phủ vô tuyến 76
4.1.2 Phân tích dung lượng ô 77
4.1.2.1 Tính toán hệ số tải 79
4.1.2.2 Hiệu suất phổ 85
4.1.2.3 Dung lượng mềm 85
4.2 Quy hoạch vùng phủ và dung lượng chi tiết 87
4.2.1 Dự đoán vùng phủ và dung lượng lặp 87
4.2.2 Công cụ hoạch định 89
4.3 Tối ưu mạng 89
4.4 Tính toán tối ưu số cell trong mạng W-CDMA và mô phỏng các kết quả 92
4.4.1 Tính toán tối ưu số cell 93
4.4.1.1 Tính số cell theo dung lượng 94
4.4.1.2 Tính số cell theo vùng phủ 96
4.4.1.3 Kết quả tính số cell 98
4.4.1.4 Tối ưu giữa vùng phủ và dung lượng 98
4.4.2 Mô phỏng các kết quả bằng Visual Basic 6.0 100
4.4.2.1 Lưu đồ thuật toán 100
4.4.2.2 Kết quả mô phỏng 103
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 106
TÀI LIỆU THAM KHẢO 107
PHỤ LỤC 1: CÁC MÔ HÌNH TRUYỀN SÓNG
PHỤ LỤC 2: CHƯƠNG TRÌNH
http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-03-22-do_an_dieu_khien_cong_suat_va_quan_ly_tai_nguyen_v.gU7eaB65T9.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-4799/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:
ài.
Bảng 2.4 Kết quả mô phỏng dịch vụ AMR, BLER = 1%, sử dụng điều khiển công suất vòng ngoài [5]
Hiện trạng đa đường
Tốc độ UE [Km/h]
Mục tiêu Eb/N0 trung bình [dB]
Không fading
-
5,3
ITU Pedestrian A
3
5,9
ITU Pedestrian A
20
6,8
ITU Pedestrian A
50
6,8
ITU Pedestrian A
120
7,1
Công suất bằng nhau trên 3 đường
3
6,0
Công suất bằng nhau trên 3 đường
20
6,4
Công suất bằng nhau trên 3 đường
50
6,4
Công suất bằng nhau trên 3 đường
120
6,9
Có 3 loại đa đường được sử dụng: kênh không có fading tương ứng với phần tử LOS khỏe, kênh fading ITU Pedestrian A, và kênh fading 3 đường với công suất trung bình bình đẳng của các phần tử đa đường. Giả sử không có phân tập anten ở đây.
Mục tiêu Eb/N0 trung bình thấp nhất cần trong các kênh không fading và mục tiêu cao nhất đối với kênh ITU Pedestrian A với các UE tốc độ cao. Kết quả này cho thấy rằng mức công suất thay đổi công suất thu càng cao, thì mục tiêu Eb/N 0 cần thiết để đạt được cùng chất lượng cũng cao hơn. Nếu ta chọn mục tiêu Eb/N0 cố định là 5,3 dB theo kênh tĩnh, và tốc độ lỗi khung của kết nối sẽ quá cao trong các kênh fading và chất lượng thoại sẽ giảm đi. Nếu chọn mục tiêu Eb/N0 cố định 7,1dB, thì chất lượng đủ tốt nhưng công suất cao không cần thiết sẽ được sẽ được sử dụng trong hầu hết các trường hợp. Chúng ta có thể kết luận rõ ràng cần điều chỉnh mục tiêu của điều khiển công suất vòng kín nhanh theo điều khiển công suất vòng ngoài.
2.3.2 Tính toán chất lượng thu
Một số phương pháp để đo chất lượng thu sẽ được giới thiệu trong phần này. Một phương pháp đơn giản và đáng tin cậy là sử dụng kết quả của việc phát hiện lỗi- kiểm tra độ dư thừa tuần hoàn CRC để phát hiện có lỗi hay không. Ưu điểm của CRC: đó là một bộ phát hiện lỗi khung rất tin cậy và đơn giản. Phương pháp dựa vào CRC rất phù hợp với các dịch vụ cho phép xuất hiện lỗi, ít nhất là một lỗi trong vài giây, như là các dịch vụ dữ liệu gói phi thời gian thực trong đó tốc độ lỗi block có thể lên tới 10¸20% trước khi truyền lại và các dịch vụ thoại với BLER = 1% cung cấp chất lượng đạt yêu cầu. Với các bộ mã/giải mã thoại đa tốc độ thích nghi (AMR) khoảng chèn là 20 ms và BLER = 1% , tương ứng với một lỗi trong 2 giây.
Chất lượng thu có thể được tính toán dựa vào thông tin về độ tin cậy của khung mềm. Những thông tin đó có thể là:
Tốc độ lỗi bit (BER) được tính toán trước bộ mã hoá kênh, được gọi là BER thô và BER kênh vật lý.
Thông tin mềm từ bộ giải mã Viterbi với các mã xoắn.
Thông tin mềm từ bộ giải mã Turbo, ví dụ như BER hay BLER sau sự lặp lại giải mã trung gian.
Eb/N0 thu được.
Các thông tin mềm cần thiết đối với các dịch vụ chất lượng cao. BER thô được sử dụng như là thông tin mềm qua giao diện Iub. Sự tính toán chất lượng được minh hoạ trong hình 2.8
Hình 2.8 Tính toán chất lượng trong điều khiển công suất vòng ngoài tại RNC
2.3.3 Giới hạn biến động điều khiển công suất
Tại sườn của vùng hội tụ, UE có thể đạt tới công suất phát lớn nhất của nó. Trong trường hợp BLER thu được có thể cao hơn mong muốn, nếu chúng ta áp dụng trực tiếp thuật toán vòng ngoài đã nêu, thì SIR mục tiêu ở đường lên sẽ tăng. Việc tăng SIR mục tiêu không cải thiện chất lượng đường lên nếu như Node B đã chỉ gửi các lệnh tăng công suất ( power-up) tới UE. Trong trường hợp hợp đó Eb/N0 mục tiêu có thể cao quá mức cần thiết. Khi UE trở về gần với Node B hơn, chất lượng của kết nối đường lên cao quá mức cần thiết trước khi vòng ngoài hạ thấp Eb/N0 mục tiêu trở về giá trị tối ưu. Trong ví dụ này, các dịch vụ thoại đa tốc độ thích nghi (AMR) có chèn 20 ms được minh hoạ sử dụng thuật toán điều khiển công suất vòng ngoài đã nêu. Trong đó sử dụng BLER mục tiêu là 1% và kích cỡ bậc là 0,5 dB.Với độ biến động công suất lớn nhất, một lỗi phải xuất hiện trong 2 giây để cung cấp BLER là 1% với khoảng ghép chèn là 20ms. Công suất phát lớn nhất của UE là 125 mW, tức là 21 dBm.
Vấn đề tương tự có thể xuất hiện nếu UE đạt tới công suất phát nhỏ nhất. Trong trường hợp đó, Eb/N0 mục tiêu sẽ trở thành thấp quá mức cần thiết. Các vấn đề giống nhau có thể xuất hiện trên đường xuống nếu công suất của kết nối đường xuống đang sử dụng là giá trị nhỏ nhất hay lớn nhất.
Các vấn đề ở vòng ngoài từ sự biến động điều khiển công suất có thể tránh được bằng cách thiết lập một giới hạn nghiêm ngặt cho Eb/N0 mục tiêu hay bởi các thuật toán điều khiển công suất vòng ngoài thông minh. Những thuật toán đó sẽ tăng Eb/N0 mục tiêu nếu việc tăng BLER đó không cải thiện chất lượng.
2.3.4 Đa dịch vụ
Một trong các yêu cầu cơ bản của W-CDMA là có thể ghép một số các dịch vụ trên một kết nối vật lý đơn. Khi tất cả các dịch vụ có cùng một hoạt động điều khiển công suất chung, thì sẽ có duy nhất mục tiêu chung cho điều khiển công suất nhanh. Thông số này phải được chọn theo dịch vụ có yêu cầu mục tiêu cao nhất. Như vậy nếu việc kết hợp được các tốc độ khác nhau áp dụng trên lớp 1 để cung cấp các chất lượng khác nhau, thì không có sự khác nhau lớn giữa các mục tiêu yêu cầu. Mô hình đa dịch vụ được chỉ ra trong hình 2.9.
Hình 2.9 Điều khiển công suất vòng ngoài đường lên cho nhiều dịch vụ trên một kết nối vật lý
2.3.5 Điều khiển công suất vòng ngoài đường xuống
Điều khiển công suất vòng ngoài đường xuống hoạt động tại UE. Mạng có thể điều khiển một cách hiệu quả ngay cả khi nó không điều khiển thuật toán vòng ngoài đường xuống.
Trước hết, mạng thiết lập mục tiêu chất lượng cho mỗi kết nối đường xuống, mục tiêu đó có thể đước hiệu chỉnh trong khi kết nối.
Thứ hai, Node B không cần tăng công suất đường xuống của kết nối đó ngay cả khi UE gửi kệnh tăng công suất (power-up). Mạng có thể điều khiển chất lượng của các kết nối đường xuống khác nhau rất nhanh bằng cách không tuân theo các lệnh điều khiển công suất từ UE.
Phương pháp này có thể được sử dụng có thể được sử dụng chẳng hạn như trong trường hợp quá tải đường xuống để giảm công suất đường xuống của các kết nối có mức ưu tiên thấp, như là các dịch vụ kiểu nền. Việc giảm công suất đường xuống có thể diễn ra tại tần số của đường lên công suất nhanh là 1,5 KHz.
CHƯƠNG III
CHUYỂN GIAO TRONG HỆ THỐNG W-CDMA
3.1 Tổng quan về chuyển giao trong mạng di động
Trong mạng di động các thuê bao có thể truy nhập dịch vụ khi đang di chuyển hay nói cách khác mạng di động cung cấp tính tự do cho thuê bao trong một phạm di động nhất định. Tuy nhiên, tính tự do này mang đến sự không chắc chắn trong hệ thống di động. Tính di động của các thuê bao là nguyên nhân dẫn đến những biến động trong cả chất lượng đường dẫn và mức độ nhiễu, đôi khi đòi hỏi rằng một thuê bao cụ thể phải thay đổi trạm gốc dịch vụ của nó. Và thao tác này được gọi là chuyển giao (Handover: HO).
Chuyển giao là một thành phần thiết yếu để đối phó với tính di động của thuê bao. Nó đảm bảo tính liên tục của các dịch vụ không dây k...
