HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THÔNG II _____________
B O C O
THỰC T P TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
HỆ CHÍNH QUY
NIÊN KHÓA: 2008-2013
Đề tài:
TỐI ƢU HÓA MẠNG 3G
Sinh viên thực hiện: KHỔNG VĂN NHẤT
MSSV: 408160037
Lớp: Đ08VTA1
Giáo viên hƣớng dẫn:NGUYỄN TẤN NHÂN
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THÔNG II _____________
B O C O
THỰC T P TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
HỆ CHÍNH QUY
NIÊN KHÓA: 2008-2013
Đề tài:
TỐI ƢU HÓA MẠNG 3G
Sinh viên thực hiện: KHỔNG VĂN NHẤT
MSSV: 408160037
Lớp: Đ08VTA1
Giáo viên hƣớng dẫn: NGUYỄN TẤN NHÂN
MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 DANH MỤC C C BẢNG, HÌNH 3 THU T NGỮ VIẾT TẮT 4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA 7 1.1 GIỚI THIỆU 7 1.2 KIẾN TRÖC MẠNG 8 1.3 C C KÊNH VÔ TUYẾN 10 1.3.1 Các kênh lôgic: 11 1.3.2 Các kênh vật lý: 11 1.3.3 Các kênh truyền tải: 12
1.3.3.1 Kênh truyền tải riêng: 12
1.3.3.2 Các kênh truyền tải chung: 12
1.4 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT 13
1.5 CHUYỂN GIAO 14
CHƢƠNG 2: QUY TRÌNH TỐI ƢU HÓA MẠNG 3G 16
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỐI ƢU HÓA MẠNG 3G 16
2.1.1 Mục đích 16
2.1.2 Lý do 16
2.1.3 Các lợi ích của tối ƣu 17
2.2. QUY TRÌNH TỐI ƢU HÓA MẠNG W-CDMA: 17
2.3. VAI TRÕ CỦA C C CHỈ SỐ KPI TRONG TỐI ƢU MẠNG 19 CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH DRIVING TEST VÀ PHÂN TÍCH LOGFILE 23 3.1 DRIVING TEST VÀ MỘT SỐ PHẦN MỀM TỐI ƢU MẠNG VÔ TUYẾN 23
3.1.1 Driving Test: 23
3.1.2 TEMS Investigation 10.0.5 24
3.1.3 Actix 25
3.2 QUY TRÌNH THỰC HIỆN DRIVING TEST 26
3.2.1 Chuẩn bị 26
3.2.2 Kết nối thiết bị và tiến hành đo kiểm 27
3.2.2.1 Kết nối thiết bị 27
3.2.2.2 Cấu hình các phƣơng pháp đo 30
Hình 3.10 Cửa sổ thể hiện quét nhiều trong TEMS 31
3.3 PHÂN TÍCH LOGFILE VÀ ĐƢA RA KHUYẾN NGHỊ 32
3.3.1 Các phƣơng pháp phân tích: 32
3.3.2.1 Phân tích rớt cuộc gọi số 1: 39
3.3.2.2 Phân tích rớt cuộc gọi số 2: 41
KẾT LU N 43
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 1 LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại hiện nay, nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng tăng cả về số lượng lẫn chất lượng và các dịch vụ thông tin di động đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống của chúng ta. Chiếc điện thoại di động trở thành người bạn thân thiết với tất cả mọi người và các dịch vụ đi kèm theo nó lại ngày càng phát triển.
Hiện tại, các nhà mạng tại Việt Nam chủ yếu vẫn cung cấp các dịch vụ dựa trên công nghệ 2G, 2.5G-GPRS và 2.75G-EDGE. Các dịch vụ 3G chiếm số lượng chưa cao một phần là do các thiết bị hỗ trợ 3G có giá thành hơi cao và các dịch vụ 3G vẫn chưa thật sự hấp dẫn người dùng. Nhưng với ưu thế tốc độ truyền dữ liệu, các dịch vụ ngày càng phong phú, chất lượng tốt hơn và độ bảo mật cao thích hợp với việc kinh doanh thương mại online, 3G ở Việt Nam sẽ hứa hẹn phát triển cao hơn nữa để đem lại cho người dùng các dịch vụ với tốc độ và chất lượng tốt nhất, mở ra tương lai tươi sáng, năng động cho ngành viễn thông nói riêng và nền kinh tế quốc gia nói chung.
Với những ưu thế và tiềm năng nói trên, các nhà mạng ở Việt Nam đã bắt tay nghiên cứu và cung cấp các dịch vụ 3G. Trong quá trình triển khai mạng 3G thì khâu tối ưu mạng đóng vai trò rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và dung lượng mạng, đem lại lợi ích tối đa cho nhà mạng và khách hàng. Với vai trò đó, công tác tối ưu mạng diễn ra liên tục và theo quy trình khép kín trong suốt quá trình khai thác vận hành mạng. Công tác tối ưu đòi hỏi các kĩ sư phải có tay nghề cao, thường xuyên học tập nghiên cứu để có thể kịp thời nắm bắt các vấn đề, đảm bảo cho mạng được vận hành một cách tốt nhất.
Do mạng 3G mới được triển khai không lâu và tương đối phức tạp nên số lượng các nhân công nắm rõ về công nghệ này vẫn còn hạn chế, ta sẽ gặp nhiều khó khăn do thiếu kinh nghiệm thực tiễn vì do lần đầu triển khai tối ưu mạng 3G. Những đòi hỏi cấp bách về việc tối ưu mạng 3G trong những năm về sau sẽ khiến ta gặp phải những khó khăn nhất định nhưng sẽ là cơ hội mang lại những thử thách và việc làm cho các kỉ sư trẻ của Việt Nam cũng như các bạn sinh viên sắp ra trường với lý do trên tôi đã chọn đề tài thực tập tốt nghiệp là “ TỐI ƯU MẠNG 3G”.
Mục đích nghiên cứu
Nghiêm cứu, tìm hiểu và đánh giá công tác tối ưu mạng 3G hiện nay ở nước ta, phục vụ cho yêu cầu công việc và nghiên cứu sau này.
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 2 Nghiên cứu phương pháp tối ưu mạng 3G một cách hiệu quả, để góp phần cung cấp các dịch vụ 3G với chất lượng tốt nhất và giá thành rẻ cho người dùng.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu
- Lý thuyết về tối ưu mạng 3G.
- Mạng truy nhập vô tuyến ở thành phố Hồ Chí Minh. - Các phần mềm hỗ trợ cho việc tối ưu mạng 3G. b) Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu về lý thuyết về tối ưu mạng 3G.
- Nghiên cứu các phần mềm tối ưu mạng thông dụng nhất.
- Nghiên cứu về quá trình tối ưu mạng thực tế ở thành phố Hồ Chí Minh. Ý nghĩa khoa học của để tài
Công nghệ 3G đã được nghiên cứu và triển khai rộng rãi trên thế giới. Tuy nhiên công nghệ này vẫn còn khá mới mẻ so với nước ta, ta không thể áp dụng các mô hình phát triển của các nước tiên tiến một cách cứng nhắc vì mỗi nước có những điều kiện tự nhiên và xã hội riêng. Sau nhiều sự đầu tư và nghiên cứu, các nhà mạng Việt Nam đã cung cấp dịch vụ 3G đến khách hàng tuy nhiên số lượng cũng như chất lượng chưa cao. Với mục đích nghiên cứu để học tập và tìm ra những phướng pháp tối ưu mạng 3G một cách hiệu quả về mặt kinh tế lẫn kĩ thuật nhằm góp phần cung cấp các dịch vụ 3G ngày càng đa dạng với giá thành rẻ cho mọi người dân Việt Nam, tránh cho nước ta không bị tụt hậu ngày càng xa so với các nước đang phát triển trên thế giới trong viễn thông nói riêng. Mặt khác, công nghệ 3G được triển khai không lâu, do đó còn nhiều thiếu sót, hạn chế nên việc nghiên cứu vế tối ưu mạng 3G là rất cần thiết và là cơ hội đem lại nhiều việc làm cho các kĩ sư nhất là những sinh viên mới ra trường. Kết cấu đề tài
Đề tài gồm 3 chương với nội dung tóm tắt như sau:
Chương 1: Tổng quan về mạng 3G WCDMA. Giới thiệu tổng quan về kiến trúc mạng, các kênh vô tuyến, điều khiển công suất và chuyển giao trong mạng.
Chương 2: Tổng quan quy trình tối ưu mạng và yêu cầu về các chỉ số KPIs trong tối ưu mạng 3G WCDMA.
Chương 3: Thực hiện Driving test với máy đo TEMS 10.0.5, tiến hành phân tích Logfile 3G bằng phần mềm Actix và đưa ra khuyến nghị để tối ưu mạng.
Em xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Minh Phụng, nhân viên quản lí hồ sơ công ty TNHH dịch vụ viễn thông Thiên Tú, các anh chị phòng kĩ thuật cùng quí công ty đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đề tài báo cáo thực tập.
Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Nguyễn Tấn Nhân, trưởng bộ môn Vô Tuyến, học viện công nghệ Bưu chính Viễn thông thành phố Hồ Chí Minh đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đề tài báo cáo thực tập này.
Hồ Chí Mình, Ngày 31Tháng 7 Năm 2012 Sinh viên thực hiện
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 3
DANH MỤC C C BẢNG, HÌNH
BẢNG 1.1 Các kênh vật lý tham gia các phƣơng pháp điều khiển công suất BẢNG 1.2 Bảng tổng kết về Handover
BẢNG 2.1 Các chỉ tiêu chất lƣợng KPI trong Driving Test
BẢNG 3.1 File cell definition 3G của Vinaphone tại thành phố Hồ Chí Minh BẢNG 3.2 Bảng thống kê % xảy ra pilot pollution
BẢNG 3.3 Bảng khuyến nghị dành cho các cell lân cận HÌNH 1.1: Kiến trúc mạng WCDMA
HÌNH 1.2: Sự sắp xếp các kênh logic, kênh truyền tải và kênh vật lí HÌNH 1.3: Kênh truyền tải đƣờng lên và đƣờng xuống.
HÌNH 1.4: Tiến trình thực hiện chuyển giao HÌNH 2.1: Quy trình tối ƣu hóa mạng WCDMA
HÌNH 3.1: Các công cụ dùng tối ƣu hóa mạng vô tuyến HÌNH 3.2 Phân tích Log file 3G sử dụng TEMS 10.0.5 HÌNH 3.3 Phân tích Log file 3G sử dụng Actix
HÌNH 3.4 Sơ đồ kết nối nguyên lí máy đo TEMS với máy tính HÌNH 3.5 Sơ đồ kết nối thực tế máy đo TEMS vào máy tính HÌNH 3.6 Cấu hình kết nối TEMS với máy tính
HÌNH 3.7 Cấu hình kết nối GPS với máy tính
HÌNH 3.8 Cấu hình đo Call trong phần mềm TEMS 10.0.5 HÌNH 3.9 Cấu hình quét Scanner trong phần mềm TEMS 10.0.5 HÌNH 3.10 Cửa sổ thể hiện quét nhiễu trong TEMS
HÌNH 3.11 HO liên tục ở khu vực có quá nhiều cell vƣợt trội HÌNH 3.12 Vùng phủ của CPICH yếu
HÌNH 3.12 Ec/Io giảm do diện tích vùng phủ của cell phục vụ nhỏ HÌNH 3.13 Cell có vùng phủ sóng quá xa
HÌNH 3.14 Hiện tƣợng tăng đột ngột công suất phát của UE HÌNH 3.15 Nhiễu do quá nhiều kênh pilot ứng cử cho SHO HÌNH 3.16 Tỉ lệ thành công các sự kiện
HÌNH 3.17 Sự kiện rớt cuộc gọi xảy ra tại hai vị trí khác nhau HÌNH 3.18 Best server của UE và Scanner
HÌNH 3.19 Hoạt động giám sát tại thời điểm rớt cuộc gọi HÌNH 3.20 Vùng phủ RSCP của SC018
HÌNH 3.21 DL SIR, Ec/Io, Công suất phát UE, DL BLER tại thời điểm rớt cuộc gọi
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 4
THU T NGỮ VIẾT TẮT
2G Second Generation Global Network Mạng di dộng hế hệ 2 3G Third Generation Global Network Mạng di dộng hế hệ 3
AMR Adaptive Multi-Rate codec Bộ mã hoá và giải mã đa tốc độ thích nghi
AICH Acquisition Indicator Channel Kênh chỉ thị thăm dò AuC Authentication Center Trung tâm nhận thực BCCH Broadcast Control Channel Kênh quảng bá.
BER Bit Error Rate Tỉ lệ bit lỗi
BS Base Station Trạm thu phát gốc
BLER Block Error Rate Tỷ số lỗi khối
BSIC Base Station Identity Code Mã nhận dạng trạm gốc
CDR Call Drop Rate Tỉ lệ rớt cuộc gọi
CS Circuit Switching Chuyển mạch kênh
CSD Circuit Switching Data Chuyển mạch gói dữ liệu
CR Change Request Thay đổi yêu cầu
CCPCH Common Control Physical Channel Kênh điều khiển vật lý chung
CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung
CN Core Network Mạng lõi
CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung
CSV Circuit Switched Voice Chuyển mạch gói thoại
CTCH Dedicated Traffic Control Channel Kênh lưu lượng chung
DL Downlink Đường xuống
DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý riêng
DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh số liệu vật lý riêng DPCCH Dedicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý riêng DSCH Dedicated Shared Channel Kênh đường xuống dùng
chung
DSS Direct Sequence Spectrum Kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp
DTCH Dedicated Traffic Channel Kênh lưu lượng dành riêng EDGE Enhanced Data Rates for Evolution Giải pháp nâng cao tốc độ
truyền dữ liệu
EIR Equipment Identity Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị FACH Forward Access Channel Kênh truy cập đường xuống
FDD Frequency Ghép song công phân chia
theo thời gian
FER Frame Error Rate Tỉ lệ khung lỗi
GMSC Gateway MSC Cổng MSC
GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ dữ liệu gói
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 5
Telecommunication cầu
HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú
HO Handover Chuyển giao
HSDPA High Speed Downlink Packet Access Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao
IMT International Mobile Telecommunication
Viễn thông di động quốc tế
IP Internet Protocol Giao thức Internet
IRAT Inter-Radio Access Technology Công nghệ truy nhập vô tuyến
IS-HO Intersytems Handover Chuyển giao lien mạng ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số tích hợp đa dịch vụ
IWF InterWorking Function Chức năng tương tác mạng
KPI Key performace Indicator Chỉ số hiệu năng chính LAC Location Area Code Mã nhận dạng vùng định vị MSC Mobile Services Switching Center Trung tâm chuyển mạch các
dịch vụ di động
NOC Network Operating Centre Trung tâm điều hành mạng ODCCH ODMA Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng
cho OMDA
OMC Operation and Maintenance Center Trung tâm vận hành và bảo dưỡng
PCH Paging channel Kênh tìm gọi
P-CPICH Primary Common Control Physical Channel
Kênh vật lý điều khiển chung chính
PICH Paging Indicator Channel Kênh chỉ thị tìm gọi
PS Packet Switching Chuyển mạch gói
PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng
PSD Packet Switching Data Chuyển mạch gói dữ liệu RTT Round Trip Time Thời gian từ nguồn tới đích PCCH Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý QoS Quality of service Chất lượng dịch vụ
QPSK Quatrature Phase Shift Keying Khóa chuyển pha vuông góc RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAT Radio Access Technology Công nghệ truy nhâp vô
tuyến
RF Radio Frequency Tần số vô tuyến
RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến
RSCP Received Signal Code Power Công suất mã tín hiệu thu
được
RSSI Received Signal Strength Indicator Tổng công suất thu (bao gồm cả nhiễu).
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 6 Physical Channel chung thứ cấp
SC Scrambling Code Mã trải phổ
SCH Synchronization channel Kênh ñồng bộ
SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS phục vụ
SHO Soft Handover. Chuyển giao mềm
SIM Subscriber Identity Module Modun nhận dạng thuê bao SIR Signal to Interference Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu TDD Time Division Duplex Ghép song công phân chia
theo thời gian
UL Uplink Đường lên
UE User Equipment Thiết bị người dùng
UMTS Universal Mobile
Telecommunication System
Hệ thống viễn thông di động toàn cầu
UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network
Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS
VLR Visit Location Register VLR
VHO Vertical Handover Chuyển giao liên mạng WCDMA Wideband Code Division Multiple
Access
Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 7
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA
Công nghệ EDGE là một bước cải tiến của chuẩn GPRS để đạt tốc độ truyền dữ liệu theo yêu cầu của thông tin di động thế hệ ba. Tuy nhiên EDGE vẫn dựa trên cấu trúc mạng GSM, chỉ thay đổi kỹ thuật điều chế vô tuyến kết hợp với dịch vụ chuyển mạch vô tuyến gói chung (GPRS) nên tốc độ vẫn còn hạn chế. Điều này gây khó khăn cho việc ứng dụng các dịch vụ truyền thông đa phương tiện đòi hỏi việc chuyển mạch linh động và tốc độ truyền dữ liệu lớn hơn. Để giải quyết vấn đề này, giải pháp đưa ra là nâng cấp EDGE lên chuẩn di động thế hệ ba W-CDMA.
1.1 GIỚI THIỆU
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) là một công nghệ truy nhập vô tuyến được phát triển mạnh ở Châu Âu. Hệ thống này hoạt động ở chế độ FDD và dựa trên kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp (DSS- Direct Sequence Spectrum) sử dụng tốc độ chip 3,84Mcps bên trong băng tần 5MHz. Băng tần rộng hơn và tốc độ trải phổ cao làm tăng độ lợi xử lý và một giải pháp thu đa đường tốt hơn, đó là đặc điểm quyết định để chuẩn bị cho IMT-2000.
WCDMA hỗ trợ trọn vẹn cả dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói tốc độ cao và đảm bảo sự hoạt động đồng thời các dịch vụ hỗn hợp với chế độ gói hoạt động ở mức hiệu quả cao nhất. Hơn nữa WCDMA có thể hỗ trợ các tốc độ số liệu khác nhau, dựa trên thủ tục điều chỉnh tốc độ.
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 8 Chuẩn WCDMA hiện thời sử dụng phương pháp điều chế QPSK, một phương pháp điều chế tốt hơn 8-PSK, cung cấp tốc độ số liệu đỉnh là 2Mbps với chất lượng truyền tốt trong vùng phủ rộng.
1.2 KIẾN TRÖC MẠNG
Hệ thống W-CDMA được xây dựng trên cơ sở mạng GPRS. Về mặt chức năng có thể chia cấu trúc mạng W-CDMA ra làm hai phần : mạng lõi (CN) và mạng truy nhập vô tuyến (UTRAN), trong đó mạng lõi sử dụng toàn bộ cấu trúc phần cứng của mạng GPRS còn mạng truy nhập vô tuyến là phần nâng cấp của W-CDMA. Ngoài ra để hoàn thiện hệ thống, trong W-CDMA còn có thiết bị người sử dụng (UE) thực hiện giao diện người sử dụng với hệ thống. Từ quan điểm chuẩn hóa, cả UE và UTRAN đều bao gồm những giao thức mới được thiết kế dựa trên công nghệ vô tuyến W-CDMA, trái lại mạng lõi được định nghĩa hoàn toàn dựa trên GSM. Điều này cho phép hệ thống W-CDMA phát triển mang tính toàn cầu trên cơ sở công nghệ GSM.
Hình 1.1: Kiến trúc mạng WCDMA UE (User Equipment).
Thiết bị người sử dụng thực hiện chức năng giao tiếp người sử dụng với hệ thống. UE gồm hai phần:
- Thiết bị di động (ME: Mobile Equipment): Là đầu cuối vô tuyến được sử dụng cho thông tin vô tuyến trên giao diện Uu.
- Module nhận dạng thuê bao UMTS (USIM): Là một thẻ thông minh chứa thông tin nhận dạng của thuê bao, nó thực hiện các thuật toán nhận thực, lưu giữ các khóa nhận thực và một số thông tin thuê bao cần thiết cho đầu cuối.
UTRAN (UMTS Terestrial Radio Access Network).
Mạng truy cập vô tuyến có nhiệm vụ thực hiện các chức năng liên quan đến truy cập vô tuyến. UTRAN gồm hai phần tử :
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 9 - Node B: Thực hiện chuyển đổi dòng số liệu giữa các giao diện Iub và Uu. Nó cũng tham gia quản lý tài nguyên vô tuyến.
- Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC: Có chức năng sở hữu và điều khiển các tài nguyên vô tuyến ở trong vùng (các Node B được kết nối với nó). RNC còn là điểm truy cập tất cả các dịch vụ do UTRAN cung cấp cho mạng lõi CN.
CN (Core Network).
Các phần tử chính của mạng lõi nhƣ sau:
- HLR (Home Location Register): Là thanh ghi định vị thường trú lưu giữ thông tin chính về lý lịch dịch vụ của người sử dụng. Các thông tin này bao gồm : Thông tin về các dịch vụ được phép, các vùng không được chuyển mạng và các thông tin về dịch vụ bổ sung như: trạng thái chuyển hướng cuộc gọi, số lần chuyển hướng cuộc gọi.
- MSC/VLR (Mobile Services Switching Center/Visitor Location Register ): Là tổng đài (MSC) và cơ sở dữ liệu (VLR) để cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh cho UE tại vị trí của nó. MSC có chức năng sử dụng các giao dịch chuyển mạch kênh. VLR có chức năng lưu giữ bản sao về lý lịch người sử dụng cũng như vị trí chính xác của UE trong hệ thống đang phục vụ.
- GMSC (Gateway MSC): Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng kết nối với mạng ngoài.
- SGSN (Servicing GPRS Support Node): Node hỗ trợ GPRS (dịch vụ vô tuyến gói chung) đang phục vụ, có chức năng như MSC/VLR nhưng được sử dụng cho các dịch vụ chuyển mạch gói (PS).
- GGSN (Gateway GPRS Support Node): Node hỗ trợ GPRS cổng, có chức năng như GMSC nhưng chỉ phục vụ cho các dịch vụ chuyển mạch gói.
Để kết nối MSC với mạng ngoài cần có thêm phần tử làm chức năng tương tác mạng (IWF). Ngoài mạng lõi còn chứa các cơ sở dữ liệu cần thiết cho các mạng di động như: HLR, AuC và EIR.
Các mạng ngoài.
- Mạng CS: Mạng đảm bảo các kết nối cho các dịch vụ chuyển mạch kênh. Ví dụ: Mạng ISDN, PSTN.
- Mạng PS: Mạng kết nối cho các dịch vụ chuyển mạch gói. Ví dụ: mạng Internet. Các giao diện vô tuyến.
- Giao diện Cu: Là giao diện giữa thẻ thông minh USIM và ME. Giao diện này tuân theo một khuôn dạng chuẩn cho các thẻ thông minh.
- Giao diện Uu: Là giao diện mà qua đó UE truy cập các phần tử cố định của hệ thống và vì thế mà nó là giao diện mở quan trọng nhất của UMTS.
- Giao diện Iu: Giao diện này nối UTRAN với CN, nó cung cấp cho các nhà khai thác khả năng trang bị UTRAN và CN từ các nhà sản xuất khác nhau.
- Giao diện Iur: Cho phép chuyển giao mềm giữa các RNC từ các nhà sản xuất khác nhau.
- Giao diện Iub: Giao diện cho phép kết nối một Node B với một RNC. Iub được tiêu chuẩn hóa như là một giao diện mở hoàn toàn.
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 10 1.3 C C KÊNH VÔ TUYẾN
Để xử lí linh hoạt các dạng dịch vụ khác nhau và các khả năng gọi hội nghị, giao diện vô tuyến được cấu trúc dựa trên ba lớp kênh cơ bản: các kênh vật lý, các kênh truyền tải và các kênh logic.
Các kênh logic được phân loại theo chức năng của các tín hiệu truyền dẫn và các đặc tính logic của chúng, và được gọi tên theo nội dung thông tin mà nó truyền.
Các kênh truyền tải được phân loại theo khuôn dạng truyền và được định rõ đặc tính theo cách truyền và loại thông tin được truyền qua giao diện vô tuyến.
Các kênh vật lý được phân loại theo các chức năng của lớp vật lý và được nhận biết bởi mã trải phổ, sóng mang và dạng pha điều chế của đường lên.
Việc ghép và phát các kênh truyền tải trên các kênh vật lý tạo ra các khả năng: ghép tín hiệu điều khiển với tín hiệu số liệu của các thuê bao, ghép và phát tín hiệu số liệu của các thuê bao kết hợp với đa truy nhập. Việc liên kết các kênh logic với một kênh truyền tải đơn cũng đem lại khả năng truyền dẫn hiệu quả hơn. Việc xếp kênh truyền tải với kênh vật lý được tiến hành trong lớp vật lý, ngược lại, việc xếp kênh logic với kênh truyền tải được tiến hành trong lớp con MAC.
Kênh vật lý riêng (DPCH) bao gồm kênh số liệu vật lý riêng (DPDCH) và kênh điều khiển vật lý riêng (DPCCH). DPDCH là một kênh để truyền số liệu , trái lại DPCCH được gắn với DPDCH để thực hiện chức năng điều khiển lớp 1 như TCP. Các kênh vật lý khác được minh họa ở hình trên bao gồm kênh đồng bộ (SCH), kênh hoa tiêu chung (CPICH), kênh chỉ thị chiếm dùng (AICH) và kênh chỉ thị tìm gọi (PICH). SCH được sử dụng để tìm kiếm ô. CPICH là kênh dùng cho việc phát các tín hiệu hoa tiêu để giải điều chế kênh vật lý điều khiển chung (CCPCH) và cũng được sử dụng để cải thiện quá trình giải điều chế của các kênh riêng cũng như các kênh chung. AICH được sử dụng để truy cập ngẫu nhiên. PICH được ứng dụng để cải thiện tỉ lệ thu gián đoạn giữa các UE trong việc truyền dẫn các tín hiệu tìm gọi.
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 11 1.3.1 Các kênh lôgic:
Các kênh lôgic có thể được chia thành hai nhóm chủ yếu: nhóm kênh điều khiển và nhóm kênh lưu lượng.
Nhóm kênh điều khiển bao gồm:
Kênh điều khiển quảng bá – BCCH. Kênh điều khiển tìm gọi – PCCH. Kênh điều khiển dành riêng – DCCH. Kênh điều khiển chung – CCCH.
Kênh điều khiển phân chia kênh – SHCCH. Kênh điều khiển riêng cho ODMA – ODCCH. Kênh điều khiển chung cho ODMA – OCCCH.
Nhóm kênh lưu lượng bao gồm:
Kênh lưu lượng dành riêng – DTCH.
Kênh lưu lượng dành riêng cho ODMA – DTCH. Kênh lưu lượng chung – CTCH.
1.3.2 Các kênh vật lý:
Kênh vật lý tương ứng với một tần số mang, mã và đối với đường lên nó còn tương ứng với góc pha tương đối (0 hay π/2).
Các kênh vật lý đường lên:
DPDCH: truyền kênh truyền dẫn DCH.
DPCCH: truyền thông tin điều khiển L1 như: các bit hoa tiêu để hỗ trợ đánh giá việc xác định kênh trong quá trình phát hiện tương quan, các lệnh điều khiển công suất phát-TPC, thông tin phản hồi-FBI, và một bộ chỉ thị kết hợp định dạng truyền dẫn TFCI.
PRACH: mang thông tin của kênh giao vận RACH.
PCPCH: mang thông tin của kênh giao vận CPCH.
Đường xuống chỉ có một kênh vật lý riêng duy nhất: kênh vật lý riêng đường xuống (downlink DPCH). Các kênh vật lý đường xuống được cho ở dưới đây:
Kênh vật lý đường xuống (DPCH) Kênh DPCH chung (Downlink CPCH) Kênh DPCH riêng (Downlink DPCH)
Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp(S-CCPCH) Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp(P-CCPCH) Kênh hoa tiêu chung(CPICH)
Kênh chỉ thị bắt (AICH) Kênh đồng bộ(SCH)
Kênh vật lý đường xuống dùng chung (PDSCH) Kênh chỉ thị tìm gọi(PICH)
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 12 1.3.3 Các kênh truyền tải:
Trong UTRAN số liệu được tạo ra ở các lớp cao được truyền tải trên đường vô tuyến bởi các kênh truyền tải bằng cách sắp xếp các kênh này lên các kênh vật lý khác nhau. Lớp vật lý được yêu cầu để hỗ trợ các kênh truyền tải với các tốc độ bit thay đổi nhằm cung cấp các dịch vụ với độ rộng băng tần theo yêu cầu và để ghép nhiều dịch vụ trên cùng một kết nối.
Có hai kiểu kênh truyền tải: Các kênh riêng và các kênh chung. Điểm khác nhau giữa chúng là: Kênh chung là tài nguyên được chia sẻ cho tất cả hoặc một nhóm người sử dụng trong cell, còn tài nguyên kênh riêng được ấn định bởi một mã và một tần số nhất định để dành riêng cho một người sử dụng duy nhất.
1.3.3.1 Kênh truyền tải riêng:
Kênh truyền tải riêng duy nhất là kênh riêng (viết tắt DCH : Dedicated Channel). Kênh truyền tải riêng mang thông tin từ các lớp trên lớp vật lý riêng cho một người sử dụng, bao gồm số liệu cho dịch vụ hiện thời cũng như thông tin điều khiển lớp cao.
Kênh truyền tải riêng được đặc trưng bởi các tính năng như: Điều khiển công suất nhanh, thay đổi tốc độ số liệu nhanh theo từng khung và khả năng phát đến một phần cell hay đoạn cell bằng cách thay đổi hướng Anten của hệ thống anten thích ứng. Các kênh riêng hỗ trợ chuyển giao mềm.
1.3.3.2 Các kênh truyền tải chung:
UTRA định nghĩa 6 kiểu kênh truyền tải chung. Các kênh này có một số điểm khác với các kênh trong thế hệ thứ hai, chẳng hạn truyền dẫn gói ở các kênh chung và một kênh dùng chung đường xuống để phát số liệu gói. Các kênh chung không có chuyển giao mềm, nhưng một số kênh có điều khiển công suất nhanh.
Kênh quảng bá:
Kênh quảng bá (BCH: Broadcast Channel) là một kênh truyền tải được sử dụng để phát các thông tin đặc thù UTRAN hoặc cell. Vì thiết bị người sử dụng UE (User Equipment) chỉ có thể đăng ký đến cell này nếu nó có thể giải mã kênh quảng bá, nên cần phát kênh này ở công suất khá cao để mạng có thể đạt đến tất cả mọi người sử dụng trong vùng phủ yêu cầu.
Kênh truy cập đường xuống (hướng đi):
Kênh truy cập đường xuống (FACH: Forward Access Channel) là một kênh truyền tải đường xuống mang thông tin điều khiển đến các UE nằm trong một cell cho trước, chẳng hạn sau khi BS thu được một bản tin truy cập ngẫu nhiên. Kênh truyền dẫn đường xuống truyền thông tin điều khiển tới trạm di động khi hệ thống biết được việc định vị cell của trạm di động.
Kênh tìm gọi:
Kênh tìm gọi (PCH: Paging Channel) là một kênh truyền tải đường xuống thường được truyền trên toàn bộ cell, được dùng để truyền thông tin điều khiển tới trạm di động khi hệ thống không biết vị trí cell của trạm di động. Nó mang số liệu liên quan đến thủ tục tìm gọi, chẳng hạn khi mạng muốn khởi đầu thông tin với UE. UE phải có khả năng thu được thông tin tìm gọi trong toàn bộ vùng phủ của cell.
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 13 Kênh truy cập ngẫu nhiên (RACH: Random Access Channel) là kênh truyền tải đường lên, thường thu được từ toàn bộ cell, thực hiện truyền thông tin điều khiển từ trạm di động. Nó được sử dụng để mang thông tin điều khiển từ UE như: yêu cầu thiết lập một kết nối.
Kênh gói chung đường lên:
Kênh gói chung đường lên (CPCH: Common Packet Channel) là một mở rộng của kênh RACH để mang số liệu của người sử dụng được phát theo gói trên đường lên. FACH ở đường xuống cùng với kênh này tạo nên cặp kênh để truyền số liệu.
Hình 1.3: Kênh truyền tải đƣờng lên và đƣờng xuống.
Kênh đường xuống dùng chung:
Kênh đường xuống dùng chung (DSCH: Dedicated Shared Channel) là kênh truyền tải để mang thông tin của người sử dụng và/hoặc thông tin điều khiển. Nhiều người sử dụng có thể dùng chung kênh này. Xét về nhiều mặt nó giống như kênh truy cập đường xuống, nhưng kênh dùng chung hỗ trợ sử dụng điều khiển công suất nhanh cũng như tốc độ bit thay đổi theo khung. Ở FDD, nó được kết hợp với một hoặc vài kênh DCH đường xuống. Nó có thể được truyền trên toàn bộ cell hoặc chỉ trên một phần cell đang sử dụng, ví dụ các anten dạng búp.
Các kênh truyền tải cần thiết:
Các kênh truyền tải chung cần thiết cho việc hoạt động căn bản của mạng là: RACH, FACH và PCH, còn việc sử dụng DSCH và CPCH là lựa chọn và có thể được quyết định bởi mạng.
1.4 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT
Việc điều khiển công suất phát là rất cần thiết để hệ thống WCDMA hoạt động tốt vì tất cả các thuê bao WCDMA đều chia sẻ cùng một băng tần vô tuyến nhờ việc sử dụng các mã tạp âm giả ngẫu nhiên và do đó mỗi thuê bao được xem như một tạp âm ngẫu nhiên đối với các thuê bao khác. Quá trình điều khiển công suất được thực hiện để giải quyết bài toán “xa-gần” và để tăng tối đa dung lượng. Điều khiển công suất tức là công suất phát từ mỗi thuê bao được điều chỉnh để sao cho công suất thu của mọi thuê bao ở trạm gốc là bằng nhau (nếu không kể đến các loại tạp âm khác mà chỉ xét đến suy hao lan truyền vô tuyến thì quá trình điều khiển công suất sẽ điều chỉnh để thuê bao ở xa trạm gốc phát công suất lớn hơn thuê bao ở gần trạm gốc). Điều khiển công suất trong WCDMA được chia thành:
Điều khiển công suất vòng hở Điều khiển công suất vòng kín
Điều khiển công suất vòng hở được thực hiện tự động tại UE khi nó thực hiện thủ tục xin truy nhập Node B (dựa trên công suất mà nó thu được từ kênh hoa tiêu phát
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 14 đi từ B), khi này UE chưa có kết nối với Node này. Còn điều khiển công suất vòng kín được thực hiện khi UE đã kết nối với Node B. Điều khiển công suất vòng hở lại được chia thành:
Điều khiển công suất vòng trong được thực hiện tại Node B. Điều khiển công suất vòng trong được thực hiện nhanh với 1500 lần trong một giây dựa trên so sánh SIR thu với SIR đích
Điều khiển công suất vòng ngoài được thực hiện tại RNC để thiết lập SIR đích cho Node B. Điều khiển công suất này dựa trên so sánh tỷ lệ lỗi khối (BLER) thu được với tỷ lệ đích.
Các kênh vật lý tham gia vào các phương pháp điều khiển công suất
Bảng 1.1 Các kênh vật lý tham gia các phƣơng pháp điều khiển công suất 1.5 CHUYỂN GIAO
Chuyển giao (Handover: HO) là phương tiện cần thiết để thuê bao có thể di động trong mạng. Khi thuê bao chuyển động từ vùng phủ sóng của một cell này sang một cell khác thì kết nối với cell mới phải được thiết lập và kết nối với cell cũ phải được hủy bỏ.
Có thể chia HO thành các kiểu HO sau:
HO nội hệ thống xảy ra bên trong một hệ thống WCDMA. Có thể chia nhỏ HO này thành
- HO cùng tần số giữa các ô thuộc cùng môt tần số sóng mang WCDMA
- HO khác tần số (IF-HO) giữa các ô hoạt động trên các tần số WCDMA khác nhau
HO giữa các hệ thống (IS-HO) giữa các ô thuộc hai công nghệ truy nhập vô tuyến (RAT) khác nhau hay các chế độ truy nhập vô tuyến (RAM) khác nhau. Trường hợp thường xuyên xảy ra nhất đối với kiểu thứ nhất là HO giữa các hệ thống WCDMA và GSM/EDGE. Tuy nhiên cũng có thể là IS-HO giữa WCDMA và hệ thống các hệ thống CDMA khác (cdma2000 1x). Thí dụ về HO giữa các RAM là HO giữa các chế độ UTRA FDD và UTRA TDD.
Các thủ tục HO:
Chuyển giao cứng (HHO) là các thủ tục HO trong đó tất cả các đường truyền vô tuyến cũ của một UE được giải phóng trước khi thiết lập các đường truyền vô tuyến mới
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 15 Chuyển giao mềm (SHO) và chuyển giao mềm hơn là các thủ tục trong đó UE luôn duy trì ít nhất một đường vô tuyến nối đến UTRAN. Trong chuyển giao mềm UE đồng thời được nối đến một hay nhiều ô thuộc các Node B khác nhau của cùng một RNC (SHO nội RNC) hay thuộc các RNC khác nhau (SHO giữa các RNC). Trong chuyển giao mềm hơn UE được nối đến ít nhất là hai đoạn ô của cùng một Node B. SHO và HO mềm hơn chỉ có thể xẩy ra trên cùng một tần số só ng mang và trong cùng một hệ thống.
Tiến trình thực hiện HO:
Hình 1.4: Tiến trình thực hiện chuyển giao
Bảng tổng kết về HO:
Kiểu chuyển giao Đo đạc chuyển giao Báo cáo đo đạc chuyển giao từ UE đến RNC Mục đích chuyển giao Chuyển giao trong tần số WCDMA
Đo trong toàn bộ thời gian sử dụng bộ lọc kết
hợp
Báo cáo khởi xướng sự kiện
- Sự di động thông thường Chuyển giao giữa
các hệ thống WCDMA -GSM
Việc đo chỉ bắt đầu khi cần thiết, sử dụng chế
độ nén
Báo cáo định kỳ trong suốt chế độ nén
- Phủ sóng - Tải - Dịch vụ Chuyển giao giữa
các tần số WCDMA
Việc đo chỉ bắt đầu khi cần, sử dụng chế độ
nén
Báo cáo định kỳ trong suốt chế độ nén
- Phủ sóng - Tải Bảng 1.2 Bảng tổng kết về Handover
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 16
CHƢƠNG 2: QUY TRÌNH TỐI ƢU HÓA MẠNG 3G
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỐI ƢU HÓA MẠNG 3G 2.1.1 Mục đích
Mục đích chủ yếu của việc tối ưu hoá mạng là để duy trì và cải thiện toàn bộ chất lượng và dung lượng hiện thời của mạng di động. Mục đích của việc tối ưu là để đạt được một hay nhiều mục đích như sau:
- Để nhận diện chính xác các suy giảm hiệu suất mạng. Các suy giảm này được nhận diện qua việc giám sát liện tục các KPIs của mạng đã được định nghĩa hay qua các phản ánh của khách hàng.
- Khi bắt đầu thiết kế mạng, chất lượng của dịch vụ (QoS) phải được đề nghị đến khách hàng. Tối ưu để chắc chắn hiệu suất mạng được duy trì với chất lượng dịch vụ không thay đổi.
- Để làm cho mạng hiện tại có hiệu suất cao hơn. 2.1.2 Lý do
Các lý do của việc thực hiện quá trình tối ưu mạng:
- Sau khi hoàn thành triển khai mạng, phát hiện lỗi khi giám sát KPIs do việc hoạch định ban đầu không tốt bởi tín hiệu đường truyền vô tuyến thật sự
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 17 không như công cụ thiết kế dự đoán do cơ sở dữ liệu đầu vào đề thiết kế không chính xác và phân bố tải lưu lượng thật sự thì khác so với các dự đoán dựa trên các thống kê khi thiết kế.
- Do việc bổ sung các tính năng, dịch vụ mới (ví dụ: dịch vụ tin nhắn SMS/GPRS/EDGE) trong nổ lực để giới thiệu dịch vụ mới với ảnh hưởng nhỏ nhất đến chất lượng dịch vụ hiện tại và nhỏ nhất chi phí đầu tư bổ sung.
- Tối ưu để hiệu chỉnh các vấn đề được nhận diện làm giảm hiệu suất mạng sau khi kiểm tra (Audit) mạng.
- Thực hiện hiệu chỉnh, tối ưu khi giám sát nhận diện đặc tính chất lượng mạng KPIs suy giảm.
- Cải thiện hiệu suất mạng để đạt được các yêu cầu kinh doanh.
- Do lưu lượng ngày càng tăng, cấu trúc mạng thay đổi nhanh chóng và ngày càng phức tạp.
- Tinh chỉnh, thay đổi các tham số hoạt động mạng như tăng giảm vùng phục vụ cell bằng các thay đổi tham số chuyễn giao, thay đổi góc ngẩng anten, tăng, giảm công suất phát,...
2.1.3 Các lợi ích của tối ƣu
- Duy trì, cải thiện chất lượng dịch vụ hiện tại.
- Giảm tỉ lệ rời bỏ mạng của các khách hàng hiện tại.
- Thu hút khách hàng mới qua việc cung cấp các dịch vụ hay chất lượng dịch vụ tốt hơn bằng việc nâng cao đặc tính mạng.
- Đạt được tối đa lợi nhuận do các dịch vụ tạo ra bởi việc sử dụng tối đa hiệu suất của các phần tử chức năng mạng.
2.2. QUY TRÌNH TỐI ƢU HÓA MẠNG W-CDMA:
Tối ưu mạng là một quy trình khép kín không có điểm kết thúc. Tạm thời có thể chia thành các bước chính: Giám sát thu thập dữ liệu-> Phân tích dữ liệu-> Nhận diện lỗi/ Thực thi các thay đổi -> Kiểm tra -> Giám sát.
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 18 Hình 2.1: Quy trình tối ƣu hóa mạng WCDMA
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 19 Giám sát:
Có thể theo dõi sự hoạt động của mạng bằng những cách khác nhau, ví dụ sử dụng các tham số mạng, các cảnh báo, các log file đo kiểm Driving Test, các phản ánh từ khách hàng. Phổ biến nhất là xem xét các thống kê thông số của mạng mỗi ngày, các cảnh báo (từ OMC), và RNO hỗ trợ việc giám sát thường xuyên các cells kém chất lượng hay các cells có lưu lượng cao qua các chỉ số KPIs ( Key Performance Indicators – Các chỉ số biểu diễn chính ).
Phân tích dữ liệu:
Dĩ nhiên việc phân tích một cách chính xác và rõ ràng sẽ giúp cho việc khắc phục sự cố được nhanh chóng hơn. Quá trình phân tích nên bắt đầu càng sớm càng tốt ngay khi sự cố xuất hiện trong mạng. Ngoài tất cả các công cụ (Tools) hổ trợ hiện có, quá trình phân tích cũng nên sử dụng các bộ đếm counters và các chỉ số KPIs.
Phương pháp chính là xác định thời điểm bắt đầu xuất hiện sự cố và tìm cách giải quyết triệt để.
Nhận diện lỗi, thực thi các thay đổi:
Sau khi phân tích, cần phải đưa ra những hành động cụ thể để khắc phục sự cố: thay đổi tần số, tinh chỉnh tilt, azimuth, neighbours, các tham số mạng, reset cards hoạt động kém hiệu quả, kiểm tra anten, feeder, nguồn, công suất phát, thay cards hỏng, …
Kiểm tra :
Khâu này rất quan trọng để kiểm tra lại tính đúng đắn của các hành động khắc phục trên ( Vì những tác động đó không phải lúc nào cũng hoàn toàn đúng, có thể khắc phục đƣợc sự cố, có thể không ảnh hƣởng, có thể đi lệch hƣớng làm tình hình tồi tệ hơn). Nên sử dụng các công cụ (tools) như OMC, thiết bị đo kiểm TEMS( Actix, NEMO) hay các phản ánh từ khách hàng cho việc kiểm tra này.
Nếu sự cố được xử lý thành công, sẽ tiếp tục quay lại quá trình giám sát ban đầu, cho đến khi lại phát hiện sự cố mới. Lưu ý quá trình kiểm tra cần được thực hiện cẩn thận ( đầu tiên ở mức TRX/cell, đến cluster, sau đó là toàn mạng ). Chính vì vậy tối ưu mạng là một quy trình khép kín không có điểm kết thúc.
Trong quá trình thực hiện có thể linh động kết hợp các giai đoạn với nhau. Có thể
chia làm 2 quá trình chính:
Quá trình giám sát và phân tích được xem như quá trình quản lý đặc tính chất lượng mạng.
Quá trình nhận diện vấn đề, thực thi những tác động tối ưu và kiểm tra kết quả được xem như quá trình tối ưu hoá mạng..
2.3. VAI TRÕ CỦA C C CHỈ SỐ KPI TRONG TỐI ƢU MẠNG Giới thiệu các chỉ số KPI:
Các chỉ số KPI trong 3G tuân theo nguyên lí SMART, có nghĩa là nó phải đảm bảo các yếu tố: Specific (Cụ thể), Mesurable (Có thể đo lường), Attainable (Có thể
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 20 đạt được), Relevant (Phù hợp), Time-bound ( Giới hạn về thời gian).
Các chỉ tiêu chất lƣợng KPI 3G Driving Test C C CHỈ TIÊU CHẤT LƢỢNG KPI 3G DRIVING TEST 1. Các tham số chất lƣợng mạng
TT Tham số KPI Diễn giải Giá trị yêu cầu Ghi chú 1 CPICH Ec/Io Ec/Io của Pilot
97% số mẫu có CPICH Ec/Io>=-12dB Sử dụng Scanner 2 CPICH RSCP Vùng phủ Pilot 98% số mẫu có CPICH RSCP>= -95dBm Sử dụng Scanner 3 Pilot Pollution
ratio Nhiễu Pilot
Số mẫu bị Pilot pollution ratio <5% Sử dụng Scanner 4 UE_TX_Power Công suất UE 98% số mẫu có UE, Tx Power<=10dBm Phân tích từ tất cả các cuộc gọi thoại và dữ liệu trong quá trình đo 5 Soft/Softer Handover Success Rate Tỷ lệ thành công chuyển giao mềm/mềm hơn >=98% Chuyển giao mềm/mềm hơn trong hệ thống 3G bao gồm thoại, video, dữ liệu 6 Inter-Freq Handover Success Rate Tỷ lệ chuyển giao cứng >=97%
Chuyển giao giữa các tần số trong hệ thống 3G bao gồm thoại, video, dữ liệu (Áp dụng khi có chuyển giao giữa các tần số) 7 Inter-RAT Handover Success Rate Tỷ lệ thành công chuyển giao 2G <->3G 95%
Chuyển giao giữa các hệ thống bao gồm thoại và dữ liệu (GPRS, EDGE và UMTS) 8 CS Quality (DL) BLER đường xuống cuộc gọi
95% số mẫu có BLER <=2%
Bao gồm cả cuộc gọi thoại và video
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 21 miền CS 9 CSV Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thoại thành công >=98% 10 CSV Drop Rate Tỷ lệ rơi cuộc gọi thoại <1.5% đối với tất cả các cell thuộc vùng km <=2% đối với tất cả các cell thuộc vùng hở 11 CSD Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi video thành công >=98% 12 CSD Drop Rate Tỷ lệ rơi cuộc gọi video <1.5% đối với tất cả các cell thuộc vùng kín <=2.0% đối với tất cả các cell thuộc vùng hở 13 PSD Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi dữ liệu thành công >=98%
14 PSD Drop Rate Tỷ lệ rơi cuộc gọi dữ liệu
<=2.0% đối với tất cả các cell thuộc vùng kín <=2.5% đối với tất cả các cell thuộc vùng hở 15 PSD RTT Round Trip Time miền PS 95% số mẫu có PSD Latency <200ms
Thời gian ping gói 32bit đến Server tại GGSN 16 PSD Ave_UL/DL Throughput Thông lượng UL/DL trung bình của phiên PS Average UL Throughput >184kbps Average DL Throughput >=210kbps 17 HSDPA Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi dữ liệu HSDPA thành công >=98% 18 HSDPA Drop Rate Tỷ lệ rơi cuộc gọi dữ liệu HSDPA <=2.0% đối với tất cả các cell thuộc vùng kín <=2.5% đối với tất cả các cell thuộc vùng hở
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 22 19 HSDPA RTT Round Trip Time qua HSDPA 95% số mẫu có HSDPA_RTT<1 00ms
Thời gian ping gói 32bit đến Server tại GGSN 20 HSDPA Ave_Throughp ut Thông lượng trung bình cuộc gọi dữ liệu sử dụng HSDPA HSDPA_Ave_D L_Throughput (Loaded)>=600k bps 2 Các tham số chất lƣợng dịch vụ
TT Tham số KPI Diễn giải Giá trị yêu cầu Ghi chú 1
CSV Access Successful Rate
Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thoại thành công
<=98%
2 CSV Drop Rate
Tỷ lệ rơi cuộc gọi thoại <=1.5% đối với tất cả các cell thuộc vùng kín <=2.0% đối với tất cả các cell thuộc vùng hở 3 CSV Call Setup Time
Thời gian thiết lập cuộc gọi thoại miền CS 95% số mẫu có CSV Call Setup Time<=9s 4 CSD Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi video thành công
>=98%
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 23
CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH DRIVING TEST VÀ PHÂN TÍCH LOGFILE
3.1 DRIVING TEST VÀ MỘT SỐ PHẦN MỀM TỐI ƢU MẠNG VÔ TUYẾN 3.1.1 Driving Test:
Driving test là việc đi đo kiểm bằng ô tô (hoặc xe máy), thường để chỉ công việc của nhóm kỹ sư tối ưu vô tuyến của các mạng di động đi kiểm tra, đo thử chất lượng phủ sóng của mạng truy nhập vô tuyến trong giai đoạn đầu mới triển khai mạng hay trong quá trình tối ưu mạng truy nhập vô tuyến.
Những người đi driving test thường mang theo các thiết bị sau: máy thu GPS, máy đo TEM pocket, laptop có kết nối tới các máy đo trên. Máy thu GPS cho biết tọa độ của điểm đo trên bản đồ số, máy TEM cho biết nhiều thông số khác nhau như vùng phủ pilot (CPICH RSCP), Ec/No, BSIC (Base Station Identity Code), LAC (Location Area Code), tần số sóng mang của cell, công suất phát của cell này và các cell lân cận... Số liệu đo được được ghi trong máy tính, sau đó các kỹ sư vô tuyến sẽ sử dụng các tools (các phần mềm chuyên dụng) để tính toán và xác định trên bản đồ địa hình số dạng vùng phủ sóng (được vẽ theo màu, mỗi màu ứng với một dải nào đó của CPICH RSCP level), tính toán nhiễu..., từ đó sẽ đưa ra các CR (Change Request) cho các bộ
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 24 phận như NOC (Network Operating Centre) để thay đổi các thông số của NodeB một cách thích hợp (công suất phát, quy hoạch tần số lại...) hoặc các bộ phận đi chỉnh các thông số của trạm như chiều cao ăng-ten, góc ngẩng (down-tilt angle), góc phương vị (azimuth angle) hoặc kiểm tra các lỗi lắp đặt như lỗi nối và niêm connector của các dây nhảy (jumper) với ăng-ten, lỗi đấu nối trong tủ NodeB.
Driving Test chủ yếu là đo tín hiệu đường downlink chứ không phải uplink do tín hiệu downlink phân bố trên khắp khu vực phủ sóng của NodeB nên không thể đánh giá chính xác được nhờ kết quả thống kê. Trên thực tế UE có thể report tín hiệu downlink nhưng chỉ mang tính tương đối vì vị trí địa lý của UE thay đổi thường xuyên nên không thể đánh giá chính xác khu vực nào tín hiệu downlink có vấn đề. Vì vậy cần phải thông qua Driving Test. Riêng đối với uplink, tất cả tín hiệu của UE đều chui vào cùng một điểm là máy thu NodeB nên có thể dễ ràng nhận biết.
Một số công cụ chuyên dụng cho tối ưu mạng vô tuyến
Hình 3.1: Các công cụ dùng tối ƣu hóa mạng vô tuyến
3.1.2 TEMS Investigation 10.0.5
Thiết bị TEMS Investigation là một công cụ đo kiểm đánh giá chất lượng mạng di động qua giao diện vô tuyến cho phép chúng ta chuẩn đoán, đo kiểm lỗi, vùng phủ thời gian thực. TEMS cho phép chúng ta giám sát kênh thoại cũng như truyền data qua các kết nối GPRS, EDGE, chuyển mạch kênh (CSD) hoặc chuyển mạch gói (PSD). Các phiên truyền data, voice có thể được kiểm soát trong phạm vi của TEMS.
TEMS được trang bị các chức năng kiểm tra và giám sát tiên tiến cùng với khả năng phân tích và xử lý mạnh mẽ. Vì vậy TEMS rất tiện ích cho những kỹ sư có kinh nghiệm và làm việc về RF.
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 25 Điều đó đã làm cho TEMS phát huy những ưu việt trong việc Driving test để khắc phục lỗi, thực hiện điều chỉnh, tối ưu vùng phủ nâng cao chất lượng mạng. Ngoài ra dữ liệu mà TEMS thu được có thể lưu thành Logfiles phục vụ mục đích xử lý, điều chỉnh, so sánh trước và sau khi có sự tác động, thống kê, báo cáo (Report).
TEMS Investigation có hai Mode hoạt động là Idle Mode và Dedicated Mode, trong đó:
- Idle Mode được sử để đo vùng phủ của trạm, trên cơ sở đó chúng ta có thể tối ưu vùng phủ tốt hơn.
- Dedicated Mode được sử dụng để đo chi tiết về chất lượng cuộc gọi
Hình 3.2 Phân tích Log file 3G sử dụng TEMS 10.0.5 3.1.3 Actix
Actix là một công cụ phân tích vầ tối ưu rất mạnh. Cho phép các kĩ sư tối ưu mạng có thể hiểu rõ nguyên nhân và các sự cố xảy ra trong khi thực hiện thoại hoặc truyền dữ liệu. Actix cho phép ta xem xét rõ chi tiết của các bản tin báo hiệu trong mạng một cách rõ ràng, đầy đủ hơn tất cả các phần mềm hỗ trợ tối ưu trước đó, có thể mở nhiều file cùng một lúc ( TEMS mỗi lần chỉ mở 1 file), cung cấp một cái nhìn toàn diện về hiện trạng và chất lượng của mạng. Từ đó có thể đưa ra các biện pháp xử lí tối ưu nhất.
Chức năng của ACTIX:
Đo kiểm cho các site cũng như toàn bộ hạ tầng mạng. Phân tích chi tiết của quá trình thiết lập cuộc gọi. Đánh giá và phân tích các số liệu thống kê.
Khắc phục các vấn đề về hiệu năng tài nguyên đường truyền vô tuyến. Phát hiện và các sự cố trong quá trình drive test.
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 26 Hình 3.3 Phân tích Log file 3G sử dụng Actix
3.2 QUY TRÌNH THỰC HIỆN DRIVING TEST 3.2.1 Chuẩn bị
Để công việc Driving test được thực hiện một cách hiệu quả, ta cần có một số bước chuẩn bị trước khi đo:
Chuẩn bị đƣờng đo: đường đi Drive test phải được xác định cẩn thận trước khi thực hiện. Các điểm sau phải được cân nhắc khi lên kế hoặc đo:
+ Khoảng thời gian tối đa cho mỗi cluster là 4h. Đủ số cuộc gọi >=200 để có thể cung cấp một số liệu đáng tin cậy.
+ Đường đi phải bao gồm tất cả các Cells của một cluster.
+ Nếu có thể đường đi phải được lên kế hoặch để có thể đi được Handover cả 2 chiều.
+ Ít nhất tất cả các tuyến đường chính phải được đo. Chuẩn bị dữ liệu:
Chuẩn bị các bản đồ vị trí site, bao gồm tên site, tên cell, hướng ăng-ten, BISC, ARFCH, SC,…
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 27
Bảng 3.1 File cell definition 3G của Vinaphone tại thành phố Hồ Chí Minh File cell name với khuôn dạng của các phần mềm đo.
Bản đồ giấy dùng để đánh dấu các đường đo và các trạm và file bản đồ các tỉnh.
Chuẩn bị thiết bị:
Danh sách các thiết bị cần trang bị cho xe đo bao gồm: - Mobile đo sóng (máy đo TEMS)
- Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) - Máy laptop cấu hình đủ mạnh - Các bản đồ địa lý
- SIM card điện thoại
- Cable kết nối máy TEMS và GPS và laptop - Investor
Thời gian đo:
Để đánh giá chính xác nhất chất lượng mạng thông thường cần 2 máy đo, một máy gọi liên tục để xác định chất lượng mạng tổng thể. Một máy cài chế độ tự động thiết lập cuộc gọi cứ sau 2 phút, thời gian chế độ rỗi giữa hai cuộc gọi khoảng 20 giây. Mục đích nhằm đáng giá chất lượng thiết lập cuộc gọi của các cell và các trao đổi ở chế độ rỗi.
3.2.2 Kết nối thiết bị và tiến hành đo kiểm 3.2.2.1 Kết nối thiết bị
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 28 Hình 3.4 Sơ đồ kết nối nguyên lí máy đo TEMS với máy tính
Sơ đồ kết nối thực tế
G
P
S
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 29
Hình 3.5 Sơ đồ kết nối thực tế máy đo TEMS vào máy tính Cấu hình kết nối các thiết bị với máy tính:
Kết nối máy đo TEM với máy tính: Chọn thẻ ControlCommand SequenceAdd Equipment Xuất hiện hộp thoại:
Hình 3.6 Cấu hình kết nối TEMS với máy tính
Chọn cổng cắm thiết bị và chọn tên mobile click OK. Sau đó click biểu tượng CONNECT để kết nối.
Kết nối GPS với máy tính: Thao tác tương tự và chọn thiết bị tương ứng
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 30 3.2.2.2 Cấu hình các phƣơng pháp đo
Đo Call: gồm 5 bước
- Bước 1: Chọn tab Edit trong của sổ Command Sequence - Bước 2: Chọn Voice/VideoDial
- Bước 3: Trong hộp thoại Phone number, chọn số dịch vụ cần gọi
Hình 3.8 Cấu hình đo Call trong phần mềm TEMS 10.0.5
- Bước 4: Chọn tab Properties và điều chỉnh các thông số Number Excution (số cuộc gọi liên tiếp), và Interval (thời gian chờ) là 10s. Sau đó Save lại.
- Bước 5: Nhấn Ctrl+G để start cuộc gọi. Bắt đầu lưu vào Logfile bằng cách bấm F6 (Start recording).
Đo Scanning:
Chọn thẻ ScanningPropertiesClick vào hộp “Decode” Chọn “all channel” OK Click Start trong thẻ Scanning để bắt đầu quét.
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 31 Hình 3.9 Cấu hình quét Scanner trong phần mềm TEMS 10.0.5
Cửa sổ thể hiện quét nhiễu:
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 32 3.3 PHÂN TÍCH LOGFILE VÀ ĐƢA RA KHUYẾN NGHỊ
3.3.1 Các phương pháp phân tích:
Phân tích Cell phục vụ vượt trội
Số Cell vượt trội quá nhiều hoặc quá ít :
Hiện tượng :Điều này là do góc ngẩng của ăng-ten quá cao hoặc không tối ưu. Điều này sẽ gây nhiễu tới các cell lân cận làm giảm dung lượng hệ thống.
Xử lý : điều chỉnh góc ngẩng của ăng ten. Vùng không có Cell vượt trội :
Hiện tượng :Nói về những khu vực không có cell vượt trội rõ ràng, và việc thay đổi cell phục vụ tốt nhất (best server) diễn ra quá thường xuyên. Đây chính là nguyên nhân dẫn đến tăng số lượng SHO làm giảm hiệu quả hệ thống và tăng khả năng rớt cuộc gọi.
Xử lý : điều chỉnh ăng ten, bổ sung thêm site. Không có Cell phục vụ :
Hiện tượng :Khu vực không thu được sóng của cell trong suốt quá trình khảo sát. Nếu hiện tượng này xảy ra, cần được xác nhận trước khi tiến hành phân tích tiếp (hoặc khảo sát lại nếu tất cả đều không radiating).
Xử lý : Việc có quá ít cell vượt trội có thể do anten bị che khuất, cần kiểm tra lại không gian xung quanh ăng-ten.
So sánh mã trải phổ (SC) UE và Scanner: Rất có ích khi so sánh mã trải phổ của UE với Scanner, sự khác nhau đáng kể có thể là nguyên nhân việc thiếu neighbour hay lỗi SHO.
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 33 Phân tích vùng phủ của CPICH (RSCP) :
Hiện tượng : giá trị RSCP thấp (dưới -85dB). Tại các vi trí khác nhau có ngưỡng khác nhau, mức nhiễu nền lớn.
Lý do : Thiếu site, cell phục vụ bị khóa hoặc bị cấm thâm nhập, cell lân cận khai báo không đúng, trễ HO.
Xử lý : Bổ sung site, kiểm tra chất lượng cell phục vụ, xử lý các vấn đề về HO.
Hình 3.12 Vùng phủ của CPICH yếu
Kiểm tra nhiễu (CPICH Ec/Io) : Cùng với phân tích vùng phủ RSCP, Ec/Io cũng cần phân tích dựa trên những giá trị ngưỡng (Tốt: Ec/Io ≤ -8dB ; Bình thường: -14dB ≤ Ec/Io < -8dB ; Yếu: Ec/Io< -14dB).
Các trường hợp:
Nếu RSCP yếu thì nguyên nhân Ec /Io yếu là do yếu vùng phủ.
Nếu RSCP mạnh thì nguyên nhân Ec /Io yếu là do hệ thống nhiễu mạnh. Như mô hình có 2 sector hướng vào nhau. So sánh Ec/Io từ máy scanner và UE, nếu UE thấp hơn đáng kể thì điều này chỉ việc thiếu neighbor hoặc SHO trễ, điều này có thể dẫn đến việc rớt cuộc gọi.
Xử lý : tăng công suất phát của cell phục vụ và giảm công suất phát của nguồn nhiễu ; tiến hành điều khiển công suất, nhảy tần hoặc phát gián đoạn ; giảm góc ngẩng của ăng ten.
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 34 Hình 3.12 Ec/Io giảm do diện tích vùng phủ của cell phục vụ nhỏ
Phân tích các vấn đề về vùng phủ :
Vùng phủ sóng quá xa: cell phát ra với khoảng cách xa nhưng vị trí đó có nhiều cell xung quanh gần hơn. Do cell đặt downtilt quá nhỏ, cell đặt trên đồi cao, các cell gần hơn cũng bị phát xa, không giải mã được BSIC của cell gần hơnkiểm tra downtilt của các ăng ten, chỉnh đồng hồ đồng bộ của các cell lân cận.
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 35 Hình 3.13 Cell có vùng phủ sóng quá xa
Vùng phủ sóng bị chồng lấn. Do vùng phủ sóng quá xa, downtilt ăng ten đặt quá nhỏ, có quá nhiều cell trong vùng gần nhauQuy hoạch lại vùng phủ của mạng vô tuyến (di chuyển site).
Vùng phủ không đúng hướng Ăng ten. Do đấu cáp từ tủ BTS lên ăng ten sai, lắp ăng ten sai hoặc đánh dấu hướng ăng ten saihiệu chỉnh hướng ăng ten.
Vấn đề vùng phủ UL:
Hiện tượng : công suất phát của UE tăng cao đột ngột.
Nguyên nhân chính có thể là do vùng phủ UL yếu hoặc do sự cố đường truyền.
Xử lý : So sánh các kênh pilot cùa khu vực bị tăng công suất phát của UE để kiểm tra xem có phải lỗi chỉ xảy ra do sự cố đường truyền UL không ; hoặc thay đổi thông số điều khiển công suất.
Hình 3.14 Hiện tƣợng tăng đột ngột công suất phát của UE
Xác định Pilot polution (Nhiễu kênh hoa tiêu): do nhiều kênh pilot không nằm trong active set nhưng gần đạt được giá trị của cell phục vụ tốt nhất (best server). Bảng dưới đây chỉ ra % thời gian mỗi cell phát hiện phát hiện pilot polluter. Kết quả được sử dụng để liên kết với việc định cỡ active set để xác định vùng có quá nhiều pilot.
SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 36 Bảng 3.2 Bảng thống kê % xảy ra pilot pollution
Định cỡ Active Set : Một ứng dụng khác của đo kiểm pilot pollution là định cỡ active set dựa trên dữ liệu scanner. Điều này thu được từ việc mô hình hóa các thông số chuyển giao mềm của mạng. Active set cho phép tối đa là 3 kênh pilot. Vùng có nhiều hơn 3 pilot trong active set cần được đánh dấu là nguồn gốc gây nhiễu. Việc này có thể hoàn thành tốt nếu liên kết với phân tích Pilot pollution.
