Một số tham số chính trong tối ưu mạng vô tuyến 3g và đánh giá triển khai tại VINAPHONE

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG TĂNG THẾ TRƯỜNG MỘT SỐ THAM SỐ CHÍNH TRONG TỐI ƯU MẠNG VÔ TUYẾN 3G VÀ ĐÁNH GIÁ TRIỂN KHAI TẠI VINAPHONE Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60.52.70 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. PHẠM VIỆT HÀ HÀ NỘI – 2012 Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Việt Hà Phản biện 1: …………………………………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………………………………… Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn Thông Vào lúc: giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1 MỞ ĐẦU Khi thị trường viễn thông nói chung và thị trường thông tin di động nói riêng đã ở mức bão hòa thì vấn đề chất lượng dịch vụ được đưa lên hàng đầu đối với các nhà khai thác mạng. Mạng thông tin di động VinaPhone cũng không nằm ngoài quy luật này, việc nâng cao chất lượng mạng, đặc biệt ở các thành phố lớn mang tính sống còn đối với nhà mạng trong tình hình cạnh tranh khốc liệt như hiện nay. Xu hướng thuê bao sử dụng dịch vụ dữ liệu đang dần chiếm ưu thế so với dịch thoại thông thường, đặc biệt là ở các thành phố lớn. Vì vậy ngoài việc nâng cao chất lượng mạng 2G (GSM), việc nâng cao chất lượng mạng 3G (WCDMA) sẽ là chìa khóa để VinaPhone chiếm lĩnh thị trường trong thời điểm hiện tại và giai đoạn sắp tới. Để đảm bảo chất lượng mạng vô tuyến 3G, người ta có thể điều chỉnh rất nhiều tham số, chẳng hạn như: các tham số điều chỉnh từ xa, tham số tại vị trí lắp đặt, tham số phạm vi cell và phạm vi vùng phủ, nhiễu, tham số về lưu lượng… Bên cạnh đó có hơn 20 chỉ số KPI đánh giá chất lượng dịch vụ mạng vô tuyến 3G. Do vậy, việc nghiên cứu các chỉ số KPI chính, các tham số điều chỉnh chính và cách khắc phục trong tối ưu hóa mạng vô tuyến 3G là cần thiết. Các tham số và quy trình tối ưu cần đảm bảo phù hợp với đặc thù của Việt Nam và mạng Vinaphone. Chính vì vậy em đã lựa chọn đề tài “Một số tham số chính trong tối ưu mạng vô tuyến 3G và đánh giá triển khai tại Vinaphone”. Nội dung đề tài gồm có 3 chương: - Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin di động 3G công nghệ WCDMA - Chương 2: Tối ưu mạng truy nhập vô tuyến công nghệ WCDMA - Chương 3: Phân tích và đánh giá tối ưu mạng truy nhập vô tuyến WCDMA của VinaPhone tại quận Thanh Xuân – Hà nội 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G CÔNG NGHỆ WCDMA 1.1. Tổng quan về hệ thống thông tin di động 3G Liên minh viễn thông quốc tế ITU đã định ra các yêu cầu cho các dịch vụ thông tin di động toàn cầu 2000 (International Mobile Telecommunications 2000, IMT-2000), thường được được biết đến với tên gọi là 3G. Các yêu cầu đối với 3G là: Cải thiện dung lượng hệ thống, tương thích với các hệ thống 2G, hỗ trợ đa phương tiện, và các dịch vụ dữ liệu tốc độ cao đáp ứng được các tiêu chí: - Tốc độ đạt 2 Mbps đối với các môi trường cố định hoặc in-building - Tốc độ đạt 384 kbps đối với các môi trường đi bộ hoặc đô thị - Tốc độ đạt 144 kbps đối với các môi trường rộng lớn UMTS được thiết kế cho hướng phát triển của hệ thống thông tin di động 2G GSM để có thể đạt được tốc độ dữ liệu cao và dung lượng lớn. Mặc dù UMTS sử dụng lại phần lớn mạng lõi của GSM, nhưng nó sử dụng công nghệ truy nhập vô tuyến khác so với công nghệ GSM (được gọi là công nghệ WCDMA) với độ rộng kênh lớn hơn rất nhiều (5MHz so với 200kHz của GSM) và được triển khai trên dải băng tần riêng. Chuẩn UMTS cho phép dễ dàng chuyển giao đối với hệ thống GSM và GPRS trong giao diện vô tuyến. UMTS hỗ trợ đa dịch vụ, với chất lượng dịch vụ tốt hơn và tốc độ dữ liệu cao hơn. Tốc độ dữ liệu PS có thể đạt được là 14 Mbps, trong khi tốc độ CS tối đa là 384 kbps. 1.2. Cấu trúc mạng UMTS Nhìn trên phương diện mạng thì mạng UMTS được cấu trúc như Hình 1.2. Hình 1.2 - Cấu trúc mạng UMTS Trong một hệ thống WCDMA, chức năng của thiết bị mạng lõi về cơ bản không thay đổi so với hệ thống GSM/GPRS, nhưng giao diện vô tuyến thì chuyển thành một giao diện 3 vô tuyến mới, đó là UTRAN. Mạng truy nhập AN và thiết bị người sử dụng UE là hoàn toàn thay đổi. 1.3.1. Thiết bị người sử dụng UE 1.3.2. Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN Hình 1.4 - Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN UTRAN là phần mạng truy nhập vô tuyến của hệ thống WCDMA. Nó bao gồm 1 hoặc nhiều phân hệ mạng vô tuyến RNS. Mỗi RNS bao gồm một Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC và một hoặc nhiều Node B. Mục đích chính của UTRAN là cung cấp một kết nối giữa UE và mạng lõi CN. Các giao diện mạng UTRAN:  Giao diện Iu: giao diện giữa CN và UTRAN  Giao diện Iub: cung cấp các kết nối báo hiệu và số liệu giữa RNC và Node B  Giao diện Iur: cung cấp các kết nối báo hiệu và số liệu cho việc thực hiện chuyển giao mềm liên RNC  Giao diện Uu: cung cấp các kết nối báo hiệu và số liệu vô tuyến 4 Tổ chức mạng vô tuyến UMTS được mô tả như Hình 1.5 Hình 1.5 - Tổ chức mạng vô tuyến UTRAN Cell là một vùng phủ sóng được nhận dạng bởi một nhận dạng trạm gốc: PSC trong UTRAN, BSIC trong GERAN. Mỗi Node B điều khiển một tập hợp các cell, thông thường một Node B được cấu hình 3 cell. Trong miền CS, một tập hợp các cell được điều khiển bởi một số Node B được gọi là một Vùng định vị LA. Quản lý di động trong miền CS dựa trên cơ sở các LA. Trong miền PS, quản lý di động dựa trên cơ sở các Vùng định tuyến RA. Cell, LA, RA được nhóm lại thành các Vùng đăng ký UTRAN URA. URA được sử dụng để quản lý vị trí của UE trong UTRAN khi nó hoạt động ở chế độ kết nối UTRA. Mối liên hệ yêu cầu duy nhất giữa LA, RA và URA là: một RA phải là tập con của một và chỉ một LA (một RA không thể lớn hơn một LA). Một RA có thể là một LA, hoặc một số RA nằm gọn trong một LA. Một URA có thể nhỏ hơn một LA hoặc RA, cho dù điều này không bắt buộc. Một cell có thể được nhận dạng bởi tối đa 8 URA. 5 1.3.3. Mạng lõi CN Hình 1.6 - Mạng lõi CN UMTS cung cấp cả chuyển mạch kênh CS và chuyển mạch gói PS. MSC/VLR và GMSC được gọi là miền CS, trong khi đó SGSN và GGSN được gọi là miền PS. Cả 2 miền này sử dụng chung một HLR và AuC. Ở UMTS Release 5, có 2 thay đổi chính như sau:  Miền mạng lõi CS có thể được phân thành Mặt phẳng báo hiệu và Mặt phẳng người sử dụng, một MSC được thay thế bằng một MSC Server (cho mặt phẳng báo hiệu) và Media Gateway (MGW, cho mặt phẳng người sử dụng).  Đối với GERAN, ngoài việc sử dụng các giao diện A/Gb để kết nối với CN, thì nay chế độ Iu có thể được sử dụng để kết nối các BSC với CN thông qua các giao diện Iu-CS và Iu-PS giống như UTRAN. 1.3. Giao diện vô tuyến và tổ chức kênh 6 1.3.1. Các kênh logic R99 1.3.2. Các kênh truyền tải R99 1.3.3. Các kênh vật lý R99 1.3.4. Các kênh chỉ có ở lớp vật lý trong R99 1.3.5. Các kênh HSDPA Hình 1.11 - Các kênh HSDPA 1.4. Kết luận chương Chương 1 là những thông tin chung nhất về mạng 3G WCDMA: xuất xứ, cấu trúc và tổ chức mạng vô tuyến, các kênh vật lý trên giao diện vô tuyến của hệ thống 3G WCDMA. 7 CHƯƠNG 2: TỐI ƯU MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN CÔNG NGHỆ WCDMA 2.1. Giới thiệu chung về tối ưu Thuật ngữ “tối ưu” trong luận văn này được hiểu là việc thay đổi/điều chỉnh các tham số trên mạng một cách hợp lý để đạt được các chỉ tiêu chất lượng mạng như mong muốn. Tối ưu mạng WCDMA bao gồm 2 nội dung: - Tối ưu mạng lõi: tối ưu phần mạng lõi - Tối ưu mạng vô tuyến: tối ưu phần mạng truy nhập vô tuyến Luận văn này chỉ đề cập đến một phần trong nội dung tối ưu mạng WCDMA, đó là tối ưu mạng vô tuyến WCDMA. 2.2. Mục tiêu tối ưu Mục tiêu của tối ưu là nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS của mạng để phục vụ nhu cầu khách hàng. 2.3. Quá trình thực hiện tối ưu Tối ưu mạng vô tuyến WCDMA bao gồm 2 nội dung: - Nội dung 1: Tối ưu vùng phủ sóng (Tối ưu RF) - Nội dung 2: Tối ưu các tham số Tối ưu RF là một phần quan trọng của nội dung tối ưu mạng vô tuyến, nó đảm bảo về mặt vùng phủ sóng trước khi tiến hành tối ưu các tham số hệ thống. Mục đích của tối ưu RF trong mạng WCDMA là: - Tối ưu vùng phủ sóng - Kiểm soát Pilot Pollution - Kiểm soát chỉ số SHO căn cứ trên số liệu đo kiểm - Tối ưu RF bao gồm cả việc tối ưu danh sách cell lân cận. Sau khi thực hiện xong giai đoạn tối ưu RF sẽ chuyển sang giai đoạn tối ưu các tham số hệ thống. 8 2.4. Các chỉ số KPI chính sử dụng trong tối ưu 2.4.1. Các chỉ số chất lượng KPI 3G lấy trên hệ thống OMC 2.4.2. Các chỉ số KPI 3G đo kiểm tại hiện trường 2.5. Các tham số chính điều chỉnh tối ưu Do điều kiện hạn chế về năng lực xử lý và tốc độ đáp ứng, người ta phải giảm thiểu số lượng các tham số để hiệu chỉnh/thay đổi. Các tham số được lựa chọn để hiệu chỉnh dựa trên tiêu chí: - Tham số có thể điều chỉnh/thay đổi trực tiếp từ hệ thống hoặc tại trạm. - Các tham số được lựa chọn có nhiều ảnh hưởng đến chất lượng mạng - Sau khi điều chỉnh/thay đổi các tham số có thể đánh giá thông qua kiểm chứng, đối chiếu với kết quả đo thực tế. Căn cứ theo nguyên tắc trên, các tham số chính được lựa chọn để điều chỉnh như sau:  RSCP CPICH : đây chính là giá trị năng lượng chip trung bình Ec của kênh CPICH  Ec/Io CPICH : năng lượng chip trung bình kênh CPICH trên tổng mật độ phổ năng lượng tạp âm  Pilot Pollution: nhiễu kênh pilot 2.5.1. RSCP CPICH Giá trị này đánh giá mức tín hiệu (vùng phủ sóng). Tiêu chuẩn chất lượng RSCP của CPICH được xác định theo yêu cầu tối ưu cụ thể. Nói chung, người ta thường đánh giá RSCP kênh CPICH theo mức -95 dBm như trong Bảng 2.5. Bảng 2.5 - Đánh giá RSCP kênh CPICH trong hệ thống UMTS Tham số đánh giá Mức yêu cầu Phương pháp đánh giá CPICH_RSCP ≥ -95 dBm >= 95% Kết quả kiểm tra bộ scan trong các điều kiện không tải outdoor Đánh giá mức thu thường được chia theo các mức chất lượng như sau: - Tốt nếu CPICH_RSCP ≥ –85 dBm; - Trung bình nếu –95 dBm ≤ CPICH;RSCP < –85 dBm; - Kém nếu CPICH_RSCP < –95 dBm. [...]... 3.6 Kết luận chương Trong chương 3 này đã trình bày quá trình thực hiện tối ưu vô tuyến đối với một cluster cụ thể, từ khâu chuẩn bị, thực hiện drive test, đánh giá chất lượng mạng trước khi điều chỉnh, thực hiện phân tích lỗi và điều chỉnh các tham số nhằm nâng cao chất lượng mạng, đo kiểm và đánh giá chất lượng mạng sau khi điều chỉnh Qua kết quả tối ưu mạng cho thấy các tham số chính được lựa chọn... rút triển khai thêm trạm mới, hạn chế việc điều chỉnh các trạm hiện tại vì như vậy thường sẽ có ảnh hưởng xấu đến chất lượng vùng phủ hiện tại 2.8 Kết luận chương Trong chương 2 ta đã nêu ra lý do chọn các tham số chính khi thực hiện tối ưu trong mạng VinaPhone, đồng thời nêu ra một số trường hợp điển hình và giải pháp khắc phục nhằm định hướng cho quá trình tối ưu mạng 13 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH... bảo chỉ tiêu chất lượng mạng phục vụ nhu cầu của khách hàng trong điều kiện hiện tại 20 KẾT LUẬN Việc chọn ra một số tham số chính để điều chỉnh tối ưu là phù hợp với điều kiện hiện tại của VinaPhone: - Cần triển khai nhanh việc tối ưu mạng - Công cụ thực hiện tối ưu chưa đủ mạnh - Không đủ nhân lực để có thể thực hiện dự án lớn Thông qua kênh khảo sát độ hài lòng của khách hàng và trải nghiệm thực tế... CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ TỐI ƯU MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN WCDMA CỦA VINAPHONE TẠI QUẬN THANH XUÂN - HÀ NỘI 3.1 Phân tích khu vực cần tối ưu Quận Thanh Xuân là một trong các quận được VinaPhone đánh giá là khu vực trọng điểm cần thực hiện nâng cao chất lượng mạng Quận Thanh Xuân là một trong những quận có tỷ lệ các công trình xây dựng mới cao, mật độ xây dựng dày đặc và phức tạp, ảnh hưởng lớn đến... Nhỏ Lớn nhất nhất 4.15 2.57 Lệch chuẩn 0.233 18 Bảng đánh giá so sánh chỉ số KPI 3.5 Bảng 3.3 – So sánh chỉ số KPI đo kiểm trước và sau tối ưu TT Chỉ số KPI 3G Giá trị yêu cầu 1 CPICH Ec/Io 97 % số mẫu CPICH Ec/No ≥ –12dB Giá trị trước Giá trị sau khi điều khi điều chỉnh tối ưu chỉnh tối ưu 98.90% 98.68% (16172/16352) (30169/30572) 2 CPICH RSCP 98 % số mẫu CPICH RSCP ≥ –95dBm 97.94% 98.03% (16015/16352)... cần phân tích và tiếp tục điều chỉnh đến khi tất cả các chỉ số KPI đạt yêu cầu 12 2.7 Điều chỉnh các thành phần và tham số tối ưu phần vô tuyến 2.7.1 Điều chỉnh các tham số anten và cấu hình phần cứng a) Điều chỉnh để xử lý vùng phủ sóng kém b) Xử lý mất cân bằng giữa đường lên và đường xuống c) Điều chỉnh để xử lý các vị trí không có Pilot chủ đạo 2.7.2 Điều chỉnh tham số hệ thống Trong trường hợp... Ec/IoCPICH Chỉ số này phản ánh chất lượng của vùng phủ sóng Tiêu chuẩn chất lượng Ec/Io của CPICH được xác định theo yêu cầu tối ưu cụ thể Nói chung, người ta thường đánh giá Ec/Io kênh CPICH theo mức -12dB như trong Bảng 2.6 Bảng 2.6 - Đánh giá Ec/Io kênh CPICH trong hệ thống UMTS Tham số đánh giá Mức yêu cầu CPICH_Ec/Io ≥ -12 dB  97% Phương pháp đánh giá Kết quả kiểm tra bộ scan trong các điều kiện... trạm Hơn nữa trong thời gian từ đầu năm 2012 đến nay, có rất nhiều trạm mới tại khu vực này được phát sóng, do đó cần phải thực hiện gấp việc tối ưu mạng nhằm đảm bảo chất lượng phục vụ khách hàng Vì giới hạn về thời gian nên luận văn này chỉ trình bày minh họa việc thực hiện tối ưu mạng ở một cluster thuộc quận Thanh Xuân 3.2 Quá trình thực hiện tối ưu Trước tiên cần xác định mục tiêu tối ưu, bao gồm:... Phân bố các trạm trong cluster - Xác định các tuyến đường tham chiếu 11 2.6.4 Quá trình tối ưu cluster Quá trình tối ưu cluster bao gồm các công việc như Hình 2.4 Hình 2.4 - Tiến trình thực hiện tối ưu RF a) Thu thập số liệu b) Phân tích lỗi c) Thực hiện điều chỉnh các tham số 2.6.5 Quá trình kiểm tra Sau khi điều chỉnh, thực hiện kiểm tra kết quả điều chỉnh Nếu sau khi điều chỉnh các chỉ số KPI vẫn chưa... thể thực hiện dự án lớn Thông qua kênh khảo sát độ hài lòng của khách hàng và trải nghiệm thực tế của các đồng nghiệp VinaPhone và VNPT Hà nội thấy rằng sau khi thực hiện tối ưu chất lượng mạng được cải thiện rất nhiều, chứng tỏ việc đánh giá chất lượng mạng thông qua một số chỉ số KPI chính cũng khá sát với chất lượng thực tế . Việt Nam và mạng Vinaphone. Chính vì vậy em đã lựa chọn đề tài Một số tham số chính trong tối ưu mạng vô tuyến 3G và đánh giá triển khai tại Vinaphone CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG TĂNG THẾ TRƯỜNG MỘT SỐ THAM SỐ CHÍNH TRONG TỐI ƯU MẠNG VÔ TUYẾN 3G VÀ ĐÁNH GIÁ TRIỂN KHAI TẠI VINAPHONE