Luận văn tối ưu hóa mạng di động 4g LTE

Luận văn tối ưu hóa mạng di động 4g LTE Luận văn tối ưu hóa mạng di động 4g LTE Luận văn tối ưu hóa mạng di động 4g LTE Luận văn tối ưu hóa mạng di động 4g LTE Luận văn tối ưu hóa mạng di động 4g LTE Luận văn tối ưu hóa mạng di động 4g LTE Luận văn tối ưu hóa mạng di động 4g LTE

TỔ NG QUAN VỀ M ẠNG DI ĐỘ NG 4G LTE

Qúa trình phát triể n của hệ th ống thông tin di độ ng

Hình 1 Qúa trình phát tri.1 ển h thống thông tin di động ệ

1.1.1 Hệ thống thông tin di động thứ nhất (1G)

Mạng thông tin di động không dây đầu tiên trên thế giới là mạng 1G, ra đời vào những năm đầu thập niên 80 Hệ thống này sử dụng tín hiệu analog để giao tiếp, với các ăng-ten thu phát sóng gắn ngoài kết nối tới các trạm thu phát Các thiết bị di động đầu tiên có kích thước lớn và cồng kềnh do phải tích hợp hai module thu và phát tín hiệu Công nghệ được áp dụng trong mạng 1G là FDMA (Frequency Division Multiple Access).

Mạng di động 1G, mặc dù chỉ hoạt động ở tần số từ 150MHz, đã được phân chia thành nhiều chuẩn khác nhau trên toàn cầu Các chuẩn này bao gồm NMT (Nordic Mobile Telephone) dành cho các nước Bắc Âu và Nga, AMPS (Advanced Mobile Phone System) tại Hoa Kỳ, và TACS (Total Access Communication System) tại Vương quốc Anh.

Communications System) t i Anh; JTACS t i Nh t; C-Netz tạ ạ ậ ại Tây Đức; Radiocom 2000 tại Pháp; RTMI (Radio Telefono Mobile Integrato ) tại Ý.

Hệ thống 1G chủ yếu cung cấp dịch vụ thoại nhưng có nhiều điểm yếu như dung lượng thấp, xác suất rớt cuộc gọi cao, khả năng chuyển vùng không đáng tin cậy và chất lượng âm thanh kém Hơn nữa, hệ thống này không có chế độ bảo mật, dẫn đến nguy cơ cuộc gọi bị nghe trộm bởi bên thứ ba Do đó, 1G không thể đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng cao của người dùng.

1.1.2 Hệ thống thông tin di động thứ hai ( 2G)

Thế hệ mạng di động 2G đã cách mạng hóa công nghệ thông tin với việc sử dụng tín hiệu kỹ thuật số thay cho tín hiệu analog của 1G, lần đầu tiên được áp dụng tại Phần Lan bởi Radiolinja vào năm 1991 Mạng 2G mang lại cho người dùng di động ba lợi ích chính: mã hóa dữ liệu, khả năng kết nối rộng hơn và sự xuất hiện của tin nhắn văn bản SMS Tín hiệu thoại được mã hóa thành tín hiệu kỹ thuật số qua nhiều codec, cho phép truyền tải nhiều gói mã thoại trên cùng một băng thông, tiết kiệm thời gian và chi phí Đồng thời, tín hiệu kỹ thuật số trong 2G cũng tạo ra nguồn năng lượng sóng nhẹ hơn và sử dụng các chip thu phát nhỏ hơn, giúp tiết kiệm diện tích trong thiết bị.

Mạng 2G được chia thành hai nhánh chính là TDMA (Time Division Multiple Access) và CDMA (Code Division Multiple Access), đồng thời cung cấp nhiều loại kết nối mạng khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng của thiết bị và hạ tầng của từng khu vực quốc gia.

GSM (dựa trên TDMA) đã khởi nguồn ứng dụng tại Phần Lan và nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn phổ biến trên toàn cầu, hiện đang được hơn 80% nhà cung cấp mạng di động sử dụng.

CDMA2000 tần số 450 MHz là một nền tảng di động tương tự như GSM, nhưng dựa trên công nghệ CDMA Hiện nay, công nghệ này đang được cung cấp bởi 60 nhà mạng GSM trên toàn cầu.

IS-95, hay còn gọi là cdmaOne, là nền tảng CDMA được sử dụng phổ biến tại Hoa Kỳ và một số quốc gia châu Á, chiếm gần 17% tổng số mạng di động toàn cầu Tuy nhiên, hiện nay có khoảng 12 nhà mạng đang dần chuyển đổi từ chuẩn này sang GSM, tương tự như trường hợp của HT Mobile tại Việt Nam gần đây, tại các quốc gia như Mexico, Ấn Độ, Úc và Hàn Quốc.

 PDC (n n t ng TDMA) tề ả ại Japan

 iDEN (n n t ng TDMA) s d ng b i Nextel t i Hoa Kề ả ử ụ ở ạ ỳ và Telus Mobility tại Canada

IS-136, hay còn gọi là D-AMPS, là chuẩn kết nối phổ biến nhất hiện nay, được triển khai rộng rãi tại nhiều quốc gia trên thế giới, bao gồm cả Hoa Kỳ.

1.1.3 Hệ thống thông tin di động thứ ba (3G)

Vào năm 1992, ITU công bố chuẩn IMT-2000 (International Mobile Telecommunication -2000) cho h ệthống 3G với các ưu điểm chính được mong đợi đem lại bởi hệ thống 3G là:

 Cung cấp dịch vụ tho i chạ ất lượng cao

 Các dịch vụ tin nhắn (e-mail, fax, SMS, chat, )

 Các dịch vụ đa phương tiện (xem phim, xem truyền hình, nghe nhạc, )

 Truy nh p Internet (duy t Web, tậ ệ ải tài liệu, )

Công nghệ IMT-2000 được thiết kế để đảm bảo sự tương thích toàn cầu và cung cấp dịch vụ đa phương tiện với băng thông lý thuyết lên tới 2Mbps Tuy nhiên, trong thực tế, băng thông này khó có thể đạt được, dẫn đến việc chỉ có người dùng tĩnh mới trải nghiệm được tốc độ cao, trong khi người đi bộ chỉ có thể truy cập với tốc độ 384 Kbps và người di chuyển bằng ô tô chỉ đạt 144 Kbps Các hệ thống 3G điển hình đã được triển khai để đáp ứng nhu cầu này.

UMTS (Hệ thống Điện thoại Di động Toàn cầu) là giải pháp phổ biến cho các quốc gia chuyển đổi từ hệ thống GSM lên 3G, dựa trên công nghệ W-CDMA Được hỗ trợ bởi Liên Minh Châu Âu và quản lý bởi tổ chức 3GPP, UMTS hoạt động trên băng thông 5MHz, cho phép chuyển giao cuộc gọi mượt mà giữa các hệ thống UMTS và GSM hiện có Các đặc điểm nổi bật của WCDMA bao gồm khả năng cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cao và kết nối ổn định.

WCDMA sử dụng băng tần 5 MHz để truyền dữ liệu, cho phép tốc độ truyền đạt lên đến 384 Kbps trong mạng di động và 2 Mbps trong các hệ thống tĩnh.

Hệ thống UMTS có cấu trúc phân tầng, khác với mạng GSM, bao gồm ba tầng chính Tầng dịch vụ ở trên cùng cho phép triển khai nhanh chóng các dịch vụ và tập trung hóa địa điểm Tầng điều khiển ở giữa hỗ trợ nâng cấp quy trình và linh hoạt trong việc phân chia mạng lưới Cuối cùng, tầng kết nối cho phép sử dụng nhiều công nghệ truyền dữ liệu khác nhau, với khả năng chuyển đổi âm thanh qua ATM/AAL2 hoặc IP/RTP.

 Tần s : hi n tố ệ ại có 6 băng sử ụ d ng cho UMTS/WCDMA, tập trung vào UMTS t n s cầ ố ấp phát trong 2 băng đường lên (1885 MHz– 2025 MHz) và đường xuống (2110 MHz – 2200 MHz)

Sự phát triển của WCDMA lên 3.5G là HSPA

Chuẩn 3G CDMA2000 là sự phát triển tiếp theo của công nghệ CDMA trong thế hệ thứ hai, được quản lý bởi tổ chức 3GPP2 độc lập, không liên quan đến 3GPP của UMTS CDMA2000 cung cấp tốc độ truyền dữ liệu từ 144 Kbps đến vài Mbps, mang lại hiệu suất cao cho các hệ thống di động.

Chuẩn được ít biết đến hơn là TD-SCDMA đang được phát triể ạn t i Trung Quốc bởi các công ty Datang và Siemens

Trong lĩnh vực công nghệ di động, có nhiều chuẩn công nghệ cho 2G, nhưng chỉ hai tiêu chuẩn quan trọng nhất cho 3G đã được triển khai rộng rãi, đó là WCDMA (FDD) và CDMA 2000 WCDMA được phát triển dựa trên sự tương thích với giao thức của mạng GSM, hiện chiếm khoảng 65% thị trường toàn cầu Trong khi đó, CDMA 2000 được thiết kế để tương thích với mạng lõi IS-41, chiếm khoảng 15% thị trường.

1.1.4 Hệ thống thông tin di động thứ tư (4G)

T ổng quan v m ng 4G LTE 13 ề ạ

Kiến trúc của h ệthống 4G LTE gồm 4 vùng chính: thiết b ị người dùng (UE), E-UTRAN, mạng lõi EPC và các vùng dịch v ụ

Hình 1.2 Kiến trúc tổng quan mạng 4G LTE

UE, E-UTRAN và EPC là các giao thức IP quan trọng trong hệ thống gói phát triển (EPS), với chức năng chính là cung cấp kết nối dựa trên IP Hệ thống này được tối ưu hóa cho hiệu suất cao, phục vụ mục tiêu duy nhất là cung cấp dịch vụ dựa trên IP Tất cả các dịch vụ và nút chuyển mạch trong kiến trúc 3GPP trước đây không còn xuất hiện trong E-UTRAN và EPC Công nghệ IP hiện nay chiếm ưu thế trong việc truyền tải, với thiết kế tối ưu cho hoạt động và truyền tải thông tin.

Hệ thống con đa phương tiện IP (IMS) là một ví dụ điển hình về thiết bị phục vụ trong lĩnh vực công nghệ thông tin, cho phép cung cấp các dịch vụ dựa trên kế hoạch IP thông qua các lớp thấp hơn Đặc biệt, IMS hỗ trợ dịch vụ thoại, cung cấp thoại qua IP (VoIP) và kết nối với các mạng chuyển mạch kênh cũ như PSTN và ISDN thông qua các cổng đa phương tiện.

Sự phát triển của E-UTRAN tập trung vào nút B, cụ thể là eNode B, nơi mà tất cả các chức năng vô tuyến đều kết thúc eNode B đóng vai trò là điểm cuối cho tất cả các giao thức vô tuyến liên quan E-UTRAN là một mạng lưới gồm các eNode B được kết nối với nhau thông qua giao diện X2.

Một trong những thay đổi lớn trong kiến trúc mạng lõi là EPC, không còn chứa vùng chuyển mạch mạch và không cần kết nối trực tiếp với các mạng chuyển mạch truyền thống như ISDN và PSTN Các chức năng của EPC tương đương với vùng chuyển mạch gói của mạng 3GPP hiện tại, tuy nhiên, sự thay đổi đáng kể trong bố trí các nút chức năng và kiến trúc phần này cần được coi là hoàn toàn mới.

1.2.1.1Thiết bị người dùng (UE)

UE là thiết bị mà người dùng cuối sử dụng để liên lạc, thường là điện thoại thông minh hoặc thẻ dữ liệu trong mạng 2G và 3G Nó cũng có thể được nhúng vào các thiết bị như máy tính xách tay UE bao gồm các mô-đun nhận dạng thuê bao toàn cầu (USIM), là một phần riêng biệt gọi là thiết bị đầu cuối (TE) USIM là ứng dụng được lưu trữ trong thẻ thông minh có thể tháo rời, gọi là thẻ mạch tích hợp toàn cầu (UICC) USIM có chức năng nhận dạng và xác thực người dùng, bảo vệ thông tin mật và đảm bảo an toàn cho việc truyền tải dữ liệu qua giao diện vô tuyến.

Các chức năng của UE đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các ứng dụng truyền thông, cho phép thiết lập, duy trì và loại bỏ các liên kết thông tin cần thiết cho người dùng Điều này bao gồm quản lý tính di động như chuyển giao và báo cáo vị trí của thiết bị, đồng thời UE phải tuân thủ các hướng dẫn từ mạng.

1.2.1.2 Truy cập vô tuyến mặt đất E-UTRAN

Mạng truy nhập vô tuyến LTE, được gọi là E-UTRAN, nổi bật với việc hỗ trợ tất cả các dịch vụ, bao gồm cả dịch vụ thời gian thực, thông qua các kênh gói chia sẻ Phương pháp này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn tăng dung lượng hệ thống Một kết quả quan trọng của việc sử dụng truyền tải gói cho mọi dịch vụ là sự tích hợp cao hơn giữa các dịch vụ đa phương tiện và giữa các dịch vụ cố định với dịch vụ không dây.

Mục đích chính của LTE là giảm thiểu số lượng node, vì vậy các nhà phát triển đã lựa chọn cấu trúc đơn node Trạm gốc eNodeB (Enhanced Node B) được cải tiến hơn NodeB trong mạng truy cập vô tuyến WCDMA/HSPA, cung cấp các chức năng cần thiết cho mạng truyền dẫn vô tuyến LTE, bao gồm cả quản lý tài nguyên vô tuyến.

Giao diện vô tuyến sử dụng trong E-UTRAN bao gồm S1 và X2 S1 là giao diện kết nối giữa eNodeB và mạng lõi, trong khi X2 là giao diện kết nối giữa các eNodeB với nhau.

E-UTRAN chịu trách nhiệm về các chức năng liên quan đến vô tuyến, gồm có:

 Quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến

 Kết nối đến mạng lõi EPC

Hình 1.3 Mạng truy cập mặ ất đ t E-UTRAN

Mạng lõi mới, hay còn gọi là Evolved Packet Core (EPC), là sự mở rộng hoàn toàn của mạng lõi trong hệ thống 3G, tập trung vào việc quản lý và chuyển mạch gói dữ liệu.

EPC có mục đích tương tự như E-UTRAN, với số lượng node được giảm thiểu Nó phân chia luồng dữ liệu người dùng thành hai mặt phẳng: mặt phẳng người dùng và mặt phẳng điều khiển Mỗi mặt phẳng được định nghĩa bởi một node cụ thể, trong đó Gateway đóng vai trò kết nối mạng LTE với internet và các hệ thống khác EPC bao gồm nhiều thực thể chức năng khác nhau.

MME (Mobility Management Entity) là thành phần quan trọng trong quản lý di động, có chức năng điều khiển các Node xử lý tín hiệu giữa thiết bị người dùng (UE) và mạng lõi Giao thức giữa UE và MME đảm bảo sự kết nối ổn định và hiệu quả trong quá trình truyền tải dữ liệu.

Mạng lõi 18 bao gồm Non-Access Stratum (NAS), trong đó MME đóng vai trò là phần tử điều khiển chính trong EPC MME thường được đặt tại vị trí an toàn của nhà khai thác và chỉ hoạt động trong mặt phẳng điều khiển (CP), không tham gia vào đường truyền số liệu (UP) Các chức năng chính của MME rất quan trọng cho việc quản lý và điều phối các kết nối trong mạng.

Chức năng quản lý thông báo bao gồm việc thiết lập, duy trì và gửi đi các thông báo, được điều khiển bởi lớp quản lý phiên trong giao thức NAS.

Các chức năng quản lý kết nối bao gồm việc thiết lập và bảo mật kết nối giữa mạng và thiết bị người dùng (UE), được điều chỉnh bởi lớp quản lý di động hoặc kết nối trong giao thức NAS.

TỐI ƯU MẠNG 4G LTE

S ự cần thiết của t ối ưu

Mục tiêu tối ưu hóa là đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS của mạng nhằm đáp ứng nhu cầu của khách hàng Các yêu cầu về chất lượng mạng thường được đánh giá dựa trên trải nghiệm của người dùng (vùng phủ) hoặc theo từng cell trong mạng (dung lượng).

Mục tiêu chính của việc tối ưu hóa mạng di động là nâng cao chất lượng trải nghiệm người dùng Để đạt được điều này, cần xác định chính xác các lỗi, kể cả những lỗi nhỏ, trong quá trình hoạt động Việc phát hiện lỗi được thực hiện thông qua giám sát liên tục các chỉ số hiệu suất chính (KPIs) và thực hiện Drive Test, đồng thời lắng nghe phản hồi từ khách hàng Điều này đảm bảo mạng hoạt động hiệu quả nhất trong khi vẫn đáp ứng các yêu cầu về chất lượng dịch vụ.

Lợi ích của tối ưu mạng:

 Duy trì, cải thiện chất lượng dịch vụ hiện tại

 Giảm t l rỉ ệ ời bỏ ạ m ng của các khách hàng hiệ ại.n t

 Thu hút khách hàng mới qua việc cung cấp các dịch vụ hay chất lượng d ch vụ tị ốt hơn bằng việc nâng cao đặc tính mạng

 Đạt đượ ối đa lợc t i nhuận do các dịch vụ tạo ra bởi việc sử dụng tối đa hiệu suất của các phần tử chức năng mạng

Quá trình thực hiện tối ưu mạng vô tuyến bao gồm 2 nội dung:

 Tối ưu vùng phủ sóng

Tối ưu vùng phủ sóng là yếu tố quan trọng trong việc tối ưu nội dung mạng vô tuyến, giúp đảm bảo chất lượng vùng phủ sóng trước khi điều chỉnh các tham số hệ thống.

Theo lý thuyết, tất cả các tham số vật lý và logic trong mạng di động đều có thể được áp dụng để tối ưu hóa Những tham số này có thể được phân loại thành các nhóm dựa trên các tiêu chí khác nhau.

Quy trình vận hành, quản lý chất lượng mạng

Trong quá trình triển khai và vận hành mạng thông tin di động (2G, 3G, 4G), việc tối ưu hóa hệ thống là cần thiết để nâng cao chất lượng mạng và dịch vụ Các công việc này bao gồm quy hoạch, thiết kế, thiết lập và tối ưu mạng, diễn ra thường xuyên nhằm đảm bảo hiệu suất hoạt động tốt nhất.

Hình 2.1 Quy trình vận hành mạng

Quy trình quản lý chất lượng mạng được thực hiện thường xuyên hàng ngày và hàng tuần, nhằm đảm bảo rằng mạng luôn duy trì chất lượng cao và tối ưu nhất.

Hình 2.2 Quy trình thực hiện quản lý chất lượng mạng

Quy trình thực h i ện tối ưu mạng

Tối ưu hóa mạng là một quá trình liên tục và khép kín, trong đó các thông số được đo đạc bằng công cụ thu thập dữ liệu và so sánh với các chỉ tiêu yêu cầu Sau khi phân tích dữ liệu, các nguyên nhân được xác định và khuyến nghị được đưa ra Tiếp theo, các thông số sẽ được điều chỉnh và cập nhật cho phù hợp Cuối cùng, quá trình này được đánh giá lại để xem xét sự thay đổi của mạng và rút ra kết luận về toàn bộ quá trình tối ưu.

Các bước thực hiện tối ưu:

 Thu thập số liệu và phân chia phầ ối ưun t

 Đánh giá, kết luận quá trình tối ưu

Hình 2.3 Quy trình thực hiện tối ưu

Để hỗ trợ nhiệm vụ điều tra, cần tập hợp các tài liệu quan trọng như báo cáo mô phỏng mạng LTE, thông tin cấu hình phần cứng và các vấn đề tồn tại trong mạng Việc này giúp tối ưu hóa giai đoạn quy hoạch mạng và nâng cao hiệu quả hoạt động.

 Xây dựng kế hoạch triển khai

 Xác định tuyến đường và phân chia vùng

 Chuẩn bị công cụ ầ c n thiế ểt đ thu th p d ậ ữliệu.

Thu thập tất cả ữ liệ d u thống kê chất lượng m ng t ạ ừ các nguồn:

 Thu th p d ậ ữliệu chất lượng mạng t ừ các file thống kê trên eNodeB, các file thống kê cuộc gọi được cung cấp từ các thiết bị mạng lõi

 Thu thập d ữliệ ừ phương pháp Drive Test truyều t n th ng ố

 Thu thập d ữliệu v tham s kề ố ỹ thuật, các thông tin địa lý và mục tiêu KPI.

 Thu thập d ữliệu cảnh báo vô tuyến từ cả hai phía UE và eNodeB.

Phản hồi từ khách hàng là dữ liệu quan trọng phản ánh trải nghiệm của họ về chất lượng mạng Dữ liệu này được bổ sung với thông tin về vị trí địa lý và được xử lý một cách cẩn thận để đảm bảo tính chính xác và đáng tin cậy.

Bảng 2.1 Thu thập dữ liệu trước khi tối ưu

 Phân tích dữ ệu và xác đị li nh vấn đề

Phân tích chỉ số KPI là một phương pháp quan trọng để giám sát tình trạng vận hành của mạng Các chỉ số này thường được sử dụng để đánh giá chất lượng dịch vụ thông qua việc phân tích dữ liệu đo lường theo ngày, tuần và tháng Việc theo dõi và phân tích KPI giúp đảm bảo mạng hoạt động hiệu quả và đáp ứng nhu cầu của người dùng.

Quy trình giám sát chất lượng mạng bắt đầu khi phát hiện một KPI m c mứ ạng không bình thường Tiếp theo, cần phân tích KPI mức cell để xác định cell gặp vấn đề Dựa vào dữ liệu từ các bộ đếm và KPI mức cell, chúng ta sẽ xác định lỗi cũng như nguyên nhân gây ra lỗi trong cell đó.

 Xác định nguyên nhân cụ thể và đưa ra giải pháp tối ưu

Sau khi phân tích các KPI ở mức mạng và mức cell, chúng ta có thể xác định các vấn đề tồn tại trong mạng và nhận diện nguyên nhân tổng quát của những vấn đề này, bao gồm lỗi phần cứng, lỗi phần truyền dẫn và lỗi phần vô tuyến.

Để xác định nguyên nhân cụ thể, cần thực hiện phân tích chi tiết dựa vào dữ liệu cảnh báo của hệ thống, dữ liệu drive test, chất lượng cuộc gọi (CQT), phản ánh từ khách hàng, cùng với dữ liệu báo hiệu và cấu hình thiết bị mạng.

Tùy thuộc vào từng vấn đề tồn tại trong mạng, việc thi hành tối ưu sẽ có sự khác biệt Những lỗi thường gặp bao gồm lỗi phân cung, vấn đề về lưu lượng giao thông, cũng như các vấn đề liên quan đến nhiễu và vùng phủ sóng.

Nếu mỗi bước tối ưu ảnh hưởng hoạt động c a mủ ạng và dịch v ụ khách hàng, thì mỗi hành động phải được quyết định cẩn thận trước khi thực hi n ệ

Một số vấn đề và hướng xử lý:

Trong quá trình quy hoạch và cấu hình trạm, các kỹ sư có thể đã tính toán hoặc cấu hình sai các tham số, dẫn đến hệ thống hoạt động không hiệu quả Do đó, cần thực hiện phân tích lại các tham số và đề xuất thay đổi để cải thiện hiệu suất hoạt động của hệ thống.

Quá trình lắp đặt eNodeB đòi hỏi sự đào tạo kỹ càng, vì lỗi lắp đặt có thể dẫn đến hệ thống hoạt động sai, gây hiện tượng chéo cell Ngoài ra, thiết bị hoạt động lâu dài có thể hư hỏng, vì vậy cần xác định và sửa chữa thiết bị hỏng để đảm bảo hiệu suất hoạt động của hệ thống.

Để giải quyết vấn đề vùng phủ sóng, cần kiểm tra các yếu tố như pH cần ứng eNodeB, công suất phát, và các thông số của anten bao gồm độ cao, azimuth, tilt, loại anten, và vị trí lắp đặt Đồng thời, cần xác định xem vùng phủ sóng có bị che chắn hay không Việc thực hiện sửa lỗi và tối ưu hóa hệ thống sẽ giúp tăng cường hiệu quả vùng phủ sóng.

Để kiểm tra tình trạng bị nhiễu, cần quét tần số băng thông mềm bằng phần mềm TEMS trong khu vực có nhiễu Việc này giúp xác định nguồn gây nhiễu Sau đó, điều chỉnh tần số cell phù hợp với tần số nguồn gây nhiễu hoặc giới hạn vùng phủ tín hiệu gây nhiễu bằng cách cúp anten cell đó xuống.

Vấn đề chuyển giao cần được kiểm tra kỹ lưỡng bằng cách sử dụng các công cụ phân tích như Mapinfo Cần xem xét tất cả các tham số liên quan đến chuyển giao, duyệt qua file nhật ký đo kiểm và đưa ra quyết định về việc thêm bớt neighbor, điều chỉnh mức dự trữ chuyển giao Việc tối ưu hóa các cell neighbor cũng đóng vai trò quan trọng trong việc sửa lỗi.

Sau khi thực hiện tối ưu, chúng tôi đã phân tích các bản ghi điều chỉnh tỉ lệ tối ưu và dữ liệu chất lượng mạng trước khi tối ưu Qua đó, chúng tôi tiến hành so sánh chất lượng mạng trước và sau quá trình tối ưu hóa.

Để đánh giá hiệu quả của việc điều chỉnh chất lượng mạng, cần phân tích sự tương phản dữ liệu trước và sau khi điều chỉnh Điều quan trọng là xác định liệu các vấn đề đã được giải quyết và chất lượng mạng có đáp ứng yêu cầu hay không Điều này được thể hiện qua việc các KPI có đạt được các giá trị tham chiếu mà nhà vận hành mạng đã đưa ra hay không.

Các vấn đề chính trong tối ưu mạ ng 4G LTE

2.4.1 Các tham số quan trọng

Chất lượng hệ thống mạng được đánh giá chủ yếu qua các chỉ số KPI (Key Performance Indicators) Trong mạng di động LTE, KPI được phân chia thành hai phần.

Đo lường hiệu suất KPI là quá trình đánh giá hoạt động của mạng, bao gồm các chỉ số như KPI chuyển giao và KPI lưu lượng Những KPI này được thống kê từ eNodeB và hệ thống mạng lõi, giúp cải thiện hiệu quả hoạt động và quản lý mạng một cách hiệu quả hơn.

KPI trong kiểm tra drive test được sử dụng để đánh giá các tiêu chí quan trọng như vùng phủ sóng và độ trễ mạng Các chỉ số như RSRP, RSRQ, RSSI, SINR, DL, UL, CQI và BLER được đo lường thông qua công cụ drive test và thu thập từ các thiết bị đầu cuối (UE).

This KPI measures the successful RRC connection rate within a cell It is calculated by taking the number of successful RRC Connection Setup Complete messages from User Equipment (UE) and dividing it by the total number of RRC Connection Request messages sent by the UEs.

Hình 2.4 Qúa trình kết nối RRC

Tên KPI RRC Setup Success Rate

Nguyên nhân gây kế ối RRC không thành công:t n

- T ừchối k t nế ố ừi t eNodeB (do cấp phát tài nguyên mạng thấ ạt b i)

- Không có phản h i t ồ ừUE (chất lượng vùng phủ kém, vấn đề ừ t UE).

Bằng cách tổng hợp các đánh giá từ các KPI khác nhau, chúng ta có thể xác định nguyên nhân dẫn đến kết nối RRC không thành công Điều này giúp nhận diện các vấn đề liên quan đến vùng phủ sóng và lưu lượng mạng.

 ERAB (Radio Access Bearer) Setup Success Rate

KPI này xác định tỉ lệ kết nối ERAB (truy cập lưu lượng) thành công của tất cả các dịch vụ trong cell

Tên KPI ERAB Setup Success Rate (ERABS_SR)

KPI này để đánh giá QoS dùng cho các dịch v trong mụ ạng như VoIP, các dịch vụ thời gian thực,…

KPI này xác định tỉ lệ kết nối cuộc gọi thành công trong cell CSSR được tính toán dựa trên RRCS_SR và ERABS_SR

Tên KPI Call Setup Success Rate (CSSR)

 VoIP Call Drop Rate (VoIP_CDR)

VoIP_CDR xác định tỷ lệ rớt cuộc gọi trong dịch vụ VoIP của cell, một chỉ số quan trọng cho chất lượng dịch vụ KPI này được tính toán thông qua việc giám sát các sự kiện bất thường của ERAB, kết hợp với thông tin về QoS để đảm bảo hiệu suất tối ưu cho người dùng.

Tên KPI VoIP Call Drop Rate

KPI này được s dử ụng để đánh giá tỷ l r t cu c g i c a t t cệ ớ ộ ọ ủ ấ ả các dịch v trong cell, bao g m c d ch v ụ ồ ả ị ụ VoIP KPI này đo lường s bự ất thường tại eNodeB

Tên KPI Service Call Drop Rate (Service_CDR)

 Intra-frequency Handover Out Success Rate

KPI này dùng để đánh giá tỉ lệ chuyển giao cùng tần số thành công trong cell Chuyển giao cùng tần s bao g m cố ồ ả cùng eNodeB và khác eNodeB

Tên KPI Intra-frequency Handover Out Success Rate (IntraF_HOOut_SR)

 Inter-frequency Handover Out Success Rate

KPI này được sử dụng để đánh giá tỷ lệ chuyển giao thành công giữa các tần số trong cell Việc chuyển giao giữa các tần số diễn ra tại các eNodeB khác nhau.

Tên KPI Inter-frequency Handover Out Success Rate (InterF_HOOut_SR)

KPI này dùng để đánh giá tỉ lệ chuyển giao thành công trong cell, đây là chuyển vào eNodeB

Tên KPI Handover In Success Rate (HOIn_SR)

 Inter-RAT Handover Success Rate (LTE to WCDMA)

KPI này đánh giá tỉ lệ chuyển giao thành công từ mạng LTE sang WCDMA

Tên KPI Inter-RAT Handover Success Rate

 Resource Block Utilizing Rate (RB_UR)

RP_UR đánh giá tỉ lệ sử dụng khối tài nguyên (RB) trong cell RP_UP bao gồm 2 KPI con là uplink và downlink Số lượng RB khả dụng phụ thuộc vào băng thông của hệ thống.

Tên KPI Resource Block Utilizng Rate

RB_UR là một trong những KPI đánh giá thông lượng và traffic của hệ thống

 Cell Downlink Average Throughput (CellDLAveThp)

KPI nàydùng để đánh giá thông lượng đường xuống trung bình của cell Tên KPI Cell Downlink Average Throughput (CellDLAveThp)

 Cell Uplink Average Throughput (Cell ULAveThp)

KPI này dung để đánh giá thông lượng đường lên trung bình của cell

Tên KPI Cell Uplink Average Throughput (CellULAveThp)

𝐶𝑒𝑙𝑙𝑈𝐿𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑒𝑟𝑇𝑖𝑚𝑒 Đơn vị Kbit/s Đối với KPI thông lượng DL/UL của UE sẽ được thống kê bằng drive test

Các tham số KPI trong drive test được thực hiện tại thiết bị người dùng (UE) nhằm định lượng hiệu suất mạng Những tham số này hỗ trợ trong việc tối ưu hóa mã hóa, điều chế, cũng như quản lý lưu lượng và dung lượng của kết nối mạng.

 RSRP (Reference Signal Received Power): Công suất tín hiệu thu trên băng rộng, là một tham số đánh giá vùng phủ của LTE

RSRP (Reference Signal Received Power) là thông số cung cấp thông tin về cường độ tín hiệu mà không phản ánh chất lượng tín hiệu Tham số này được sử dụng để xác định cell tốt nhất trong quá trình lựa chọn cell phục vụ ban đầu, cũng như trong việc chuyển giao intra-LTE Việc đo lường RSRP được thực hiện trên kênh điều khiển quảng bá BCCH.

Giá trị RSRP nằm trong khoảng -140 đế 44 dBm cách nhau 1 dBmn -

47 Đánh giá mức thu thường được chia theo các mức chất lượng như sau:

- Tốt nếu RSRP ≥ –75 dBm  cho QoS tốt

- Trung bình nế –95 dBm ≤ RSRP < –u 75 dBm thông lượng giảm

- Kém nếu RSRP < –95 dBm, dướ 100 dBm có thể gây rới - t kết nối.

Một vị trí được xem là bị nhiễu khi tại vị trí đó thỏa mãn các điều kiện sau:

- Số lượng tín hiệu đáp ứng > 3

- Tất cả các tín hiệu đáp ứng trên có RSRP ≥ -100dBm

- Chênh lệch RSRP của các tín hiệu < 5dB

Hình 2.6 Ví dụ nhiễu pilot theo cường độ RSRP

 RSRQ (Reference Signal Received Quality): Chất lượng tín hiệu nh n ậ trên băng rộng

RSRQ ch ra chỉ ất lượng của tín hiệu nhận được Cũng giống RSRP, RSRQ dùng để xác định cell cho kết nối tốt nhất

RSRQ được tính toán dựa trên RSRP (Received Signal Reference Power) và RSSI (Received Signal Strength Indicator) RSRP thể hiện cường độ tín hiệu nhận được từ một cell, trong khi RSSI phản ánh cường độ tín hiệu từ các cell khác và nhiễu nền Công thức tính RSRQ là: RSRQ = RSRP / (N), trong đó N là số Resource Block.

Giá trị ủ c a RSRQ n m trong kho ng -ằ ả 19,5 dB đến -3dB với cách nhau 0,5dB

SINR (Tỉ số Tín hiệu-Nhiễu và Can thiệp) là một chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng đường truyền vô tuyến, được đo trên cả thiết bị người dùng (UE) và eNodeB Chỉ số này giúp xác định đường truyền được sử dụng dựa trên các ngưỡng định sẵn Đường truyền vô tuyến này chịu trách nhiệm truyền tải dữ liệu đã được mã hóa và điều chế Mức SINR cao hơn đồng nghĩa với hiệu suất ổn định hơn, nhờ vào việc áp dụng các phương pháp điều chế và mã hóa tiên tiến.

SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio) là chỉ số đánh giá chất lượng tín hiệu trong mạng LTE, thay thế cho EC/N0 trong UMTS Thiết bị người dùng (UE) sử dụng SINR để xác định chỉ số chất lượng kênh (CQI) trong mạng SINR được đo dựa trên Resource Block (RB), và UE tính toán SINR cho từng RB, sau đó chuyển đổi thành CQI và báo cáo lại cho eNodeB.

SINR không được định nghĩa trong mô t k thu t c a 3GPP ả ỹ ậ ủ nhưng được sử d ng bụ ởi nhà sản xuất UE và sử ụng trong các công cụ d drive test

SINR được xác định theo công thức:

S: là công suất tín hiệu có ích

I: là công suất tín hiệu can nhiễu từ các cell khác trong cùng hệ thống hoặc khác hệ thống

N: là công suất nhi u nền ễ

 Tham s Eb/No: ố tỷ số năng lượng mỗi bit trên mật độ phổ công suấ ạt t p âm

Khi sử dụng ghép kênh vô tuyến, năng lượng thu được từ mỗi anten được đo và tổng hợp lại Tỷ số Eb/No, đại diện cho năng lượng thu trên mỗi bit chia cho mật độ công suất trên tạp âm, là một chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu quả của phương pháp điều chế Để đánh giá tham số Eb/No, thường chia theo các mức khác nhau, giúp xác định tỷ lệ lỗi bit (BER) và hiệu suất hệ thống.

- Tốt nếu Eb/No ≥ 12dB

- Trung bình nếu 10dB ≤ Eb/No < 12dB

- Chấp nhận được nếu 8dB Eb/No < 10dB ≤

RSRP(dBm) RSRQ(dB) SINR(dB)

Trung bình -85 đến -100 -15 đến -19.5 0 đến 13

Bảng 2.2 Đánh giá các tham số KPI theo giá trị đo được

Trong quá trình thực hiện drive test, ngoài các tham số chính, cần đo thêm một số chỉ số quan trọng khác như CQI (chỉ số chất lượng kênh), thông lượng đường lên và đường xuống (Physical Throughput UL/DL) và công suất phát của UE (UE_Tx Power).

2.4.2 Các tham số điều chỉnh của anten

ỨNG DỤNG TỐI ƯU MẠNG 4G VINAPHONE