tối ưu hóa mạng 3g

SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 3 DANH MỤC C C BẢNG, HÌNH BẢNG 1.1 Các kênh vật lý tham gia các phương pháp điều khiển công suất BẢNG 1.2 Bảng tổng kết về Handover BẢNG 2.1 Các

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU 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 ƯU HÓA MẠNG 3G

Sinh viên thực hiện: KHỔNG VĂN NHẤT

Giáo viên hướng dẫn:NGUYỄN TẤN NHÂN

TP.HCM – 8/2012

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU 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 ƯU HÓA MẠNG 3G

Sinh viên thực hiện: KHỔNG VĂN NHẤT

Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TẤN NHÂN

TP.HCM – 8/2012

2.3 VAI TRÕ CỦA C C CHỈ SỐ KPI TRONG TỐI ƯU MẠNG 19 CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH DRIVING TEST VÀ PHÂN TÍCH LOGFILE 23 3.1 DRIVING TEST VÀ MỘT SỐ PHẦN MỀM TỐI ƯU MẠNG VÔ TUYẾN 23

Hình 3.10 Cửa sổ thể hiện quét nhiều trong TEMS 31

3.3.2.1 Phân tích rớt cuộc gọi số 1: 39

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 Khổng Văn Nhất

SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 3

DANH MỤC C C BẢNG, HÌNH

BẢNG 1.1 Các kênh vật lý tham gia các phương pháp điều khiển công suất BẢNG 1.2 Bảng tổng kết về Handover

BẢNG 2.1 Các chỉ tiêu chất lượng 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 c ác kênh logic, kênh truyền tải và kênh vật lí

HÌNH 1.3: Kênh truyền tải đường lên và đường xuống

HÌNH 1.4: Tiến trình thực hiện chuyển giao

HÌNH 2.1: Quy trình tối ưu hóa mạng WCDMA

HÌNH 3.1: Các công cụ dùng tối ưu 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 vượt 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 tượng 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

BLER Block Error Rate Tỷ số lỗi khối

BSIC Base Station Identity Code Mã nhận dạng trạm gốc

CSD Circuit Switching Data Chuyển mạch gói dữ liệu

CCPCH Common Control Physical Channel Kênh điều khiển vật lý

chung CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung

CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung

CTCH Dedicated Traffic Control Channel Kênh lưu lượng chung

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

theo thời gian FER Frame Error Rate Tỉ lệ khung lỗi

GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ dữ liệu gói

GSM Global System for Mobile Mạng thông tin di động toàn

SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 5

HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú

HSDPA High Speed Downlink Packet Access Truy nhập gói đường xuống

tốc độ cao IMT International Mobile

Telecommunication

Viễn thông di động quốc tế

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

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

P-CPICH Primary Common Control Physical

Channel

Kênh vật lý điều khiển chung chính

PICH Paging Indicator Channel Kênh chỉ thị tìm gọi

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

RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô

tuyến RSCP Received Signal Code Power Công suất mã tín hiệu thu

SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 6

Physical Channel chung thứ cấp

SCH Synchronization channel Kênh ñồng bộ

SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS phục vụ

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

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

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

CHƯƠNG 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

Hình 1.2: Sự sắp xếp c ác kênh logic, kênh truyền tải và kênh vật lí

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 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

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

Kênh truy cập ngẫu nhiên:

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 đường lên và đường 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

BS

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 phương 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

Mục đích chuyển giao

Chuyển giao giữa

SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 16

SVTH: KHỔNG VĂN NHẤT LỚP: D08VTA1 Trang 16

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH TỐI ƯU HÓA MẠNG 3G

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỐI ƯU 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 được sự cố, có thể không ảnh hưởng, có thể đi lệch hướng 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

2.3 VAI TRÕ CỦA C C CHỈ SỐ KPI TRONG TỐI ƯU 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>=

và dữ liệu trong quá trình đo

>=98%

Chuyển giao mềm/mềm hơn trong hệ thống 3G bao gồm thoại, video, dữ liệu

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)

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

>=98%

10 CSV Drop

Rate

Tỷ lệ rơi cuộc gọi thoại

>=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

>=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

PS

Average UL Throughput

>184kbps Average DL Throughput

>=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<100ms

Thời gian ping gói 32bit đến Server tại GGSN

HSDPA_Ave_DL_Throughput (Loaded)>=600kbps

<=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

>=98%

Bảng 2.1 Các chỉ tiêu chất lƣợng KPI trong Driving Test