Tổng quan về công nghệ 3G
3G là thuật ngữ dùng để chỉ các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (Third
Mạng 3G, hay công nghệ thế hệ thứ ba, cho phép truyền tải dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại như email, tin nhắn nhanh và hình ảnh Công nghệ này sử dụng cả hai hệ thống chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh, yêu cầu một mạng truy cập vô tuyến hoàn toàn khác so với hệ thống 2G Điểm mạnh của 3G so với 2G và 2.5G là khả năng truyền nhận dữ liệu, âm thanh và hình ảnh chất lượng cao cho cả thuê bao cố định và di động với tốc độ khác nhau Nhờ vào công nghệ 3G, các nhà cung cấp có thể mang đến cho khách hàng nhiều dịch vụ đa phương tiện như âm nhạc chất lượng cao, video chất lượng, truyền hình số, dịch vụ GPS, email, video theo luồng và trò chơi nhiều người tham gia Thường có sự nhầm lẫn giữa hai khái niệm 3G và UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).
Mobile Telecommunications Systems), trên thực tế khái niệm mạng 3G là khái niệm chung, còn mạng 3G của châu Âu được gọi là UMTS
Quốc gia đầu tiên đưa mạng 3G vào sử dụng rộng rãi là Nhật Bản Vào năm
Vào năm 2001, NTT Docomo đã trở thành công ty tiên phong ra mắt phiên bản thương mại của mạng W-CDMA Đến năm 2003, dịch vụ 3G đã chính thức có mặt tại châu Âu Tại châu Phi, mạng 3G được giới thiệu lần đầu tiên ở Maroc vào cuối tháng 3 năm 2007 bởi Công ty Wana.
Alongside Europe, the International Telecommunications Union (ITU) established a research group, TG8/1, to study third-generation mobile communication systems This group initially named their system the Future Public Land Mobile Telecommunications System (FPLMTS) Later, they rebranded it as the Global Mobile Communication System.
2000 (IMT-2000 – International Mobile Telecommunications for the year 2000)[7] như vậy, đã có tới 16 đề xuất cho hệ thống thông tin di động IMT-2000 (bao gồm
Năm 1999, ITU đã phân loại 10 đề xuất cho các hệ thống mặt đất và 6 đề xuất cho các hệ thống vệ tinh thành 5 nhóm chính, từ đó xây dựng chuẩn IMT-2000 Đến năm 2007, WiMAX được bổ sung vào chuẩn IMT-2000.
Evolution tiêu chuẩn được phát triển từ các hệ thống GSM/GPRS hiện có lên GSM 2+ Nhật Bản và
(IMT-MC) CDMA2000 EV-DO
Còn gọi là CDMA đa sóng mang Đây là phiên bản 3G của hệ thống IS-95 (hiện nay gọi là cdmaOne)
Một vài quốc gia ở Châu Mỹ và Châu Á CDMA Direct Spread
HSPA Đây thực chất là 2 tiêu chuẩn "họ hàng"
Chuẩn IMT-DS, hay còn gọi là CDMA trải phổ dãy trực tiếp, bao gồm UTRA FDD và WCDMA Trong khi đó, chuẩn IMT-TC được biết đến với tên gọi CDMA TDD hoặc UTRA TDD, sử dụng phương pháp song công phân chia theo thời gian UTRA là viết tắt của UMTS Terrestrial Radio Access.
(IMT-FT) DECT Đây là tiêu chuẩn cho các hệ thống thiết bị điện thoại số tầm ngắn ở châu Âu
IP-OFDMA WiMAX (IEEE 802.16) Đây là tiêu chuẩn IEEE 802.16 cho việc kết nối Internet băng thông rộng không dây ở khoảng cách lớn
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com
Mobifone, Viettel, VNPT (vinaphone) và liên danh EVN Telecom - Hanoi Telecom
S-Fone, mặc dù không được cấp giấy phép 3G trên băng tần 2,1GHz, vẫn có khả năng triển khai một số dịch vụ 3G trên băng tần 900 MHz đã được cấp phép, nhờ vào công nghệ CDMA mà mạng này sử dụng.
Tính đến nay, trong tổng số 5 doanh nghiệp và liên danh được cấp giấy phép 3G, đã có 4 doanh nghiệp chính thức cung cấp dịch vụ cho khách hàng.
- Vinaphone là nhà mạng đầu tiên triển khai cung cấp 3G ngày 12/10/2009
- Mobifone là nhà mạng thứ hai ra mắt dịch vụ 3G tại Việt Nam, MobiFone chính thức cung cấp dịch vụ từ ngày 15 tháng 12 năm 2009
- Viettel chính thức khai trương dịch vụ kể từ ngày 25/3/2010
- Liên danh EVN Telecom và Hanoi Telecom thì mới chỉ có EVN Telecom triển khai cung cấp dịch vụ từ 08/6/2010
Hiện nay, hầu hết các doanh nghiệp đã triển khai mạng 3G, phủ sóng đến đa số dân số Việt Nam Tốc độ truy cập dịch vụ 3G tại Việt Nam hiện đang sử dụng chuẩn WCDMA (HSPA), cho phép tốc độ tải xuống đạt tới 7,2 Mb/s.
Các dịch vụ 3G mà các doanh nghiệp hiện đang cung cấp cho khách hàng bao gồm:
Video Call là một ứng dụng truyền thống phổ biến trong mạng 3G, cho phép người dùng thực hiện cuộc gọi video thay vì chỉ gọi thoại Dịch vụ này hiển thị hình ảnh của người gọi trên màn hình di động, yêu cầu cả hai thiết bị phải có camera trước Mobifone và Vinaphone đều cung cấp gói dịch vụ Video Call này, mang đến trải nghiệm giao tiếp trực quan cho người dùng.
Dịch vụ Internet Mobile được cung cấp bởi Vinaphone và Mobifone, cho phép khách hàng truy cập 3G, đọc báo, xem video, tải ảnh và video, cũng như gửi nhận email Đây là dịch vụ phổ biến nhất tại Việt Nam, đặc biệt thu hút những người làm việc di động, những người luôn cần cập nhật thông tin nhanh chóng qua mạng.
Các di động từ Trung Quốc với ăng ten bắt sóng TV đang ngày càng phổ biến Nokia cũng đã giới thiệu các mẫu điện thoại hỗ trợ truyền hình kỹ thuật số tại Việt Nam như N77, N92 và N96 Tuy nhiên, dịch vụ Mobile TV của ba nhà mạng tại Việt Nam lại có sự khác biệt.
Người dùng có thể truy cập trang web và xem các kênh truyền hình trực tiếp nhờ vào kết nối dữ liệu Ngoài ra, Mobile TV còn cung cấp nội dung theo yêu cầu, bao gồm video, phim và nhạc.
Cả Vinaphone và Viettel đều cung cấp dịch vụ SIM 3G cho laptop qua USB HSPA/HSDPA với tên gọi Mobile Broadband, trong khi Mobifone gọi dịch vụ này là Fast Connect Dịch vụ Mobile Broadband rất phù hợp cho người dùng di động cần truy cập Internet trên laptop ở những khu vực không có kết nối Internet.
Dịch vụ 3G của Vinaphone được gọi là 3G Portal, trong khi Mobifone sử dụng tên Wap Portal 3G và Viettel gọi là Websurf Đây là kênh tin tức do nhà mạng cung cấp, cập nhật các báo điện tử và hiển thị trên di động, tương thích với kích thước và hệ điều hành của từng loại máy.
Chi tiết các dịch vụ của 3 doanh nghiệp Mobifone, Viettel và vinaphone:
- Video Call: Đàm thoại video
- Mobile TV: Xem truyền hình
- Mobile Broadband: Dùng USB model vào 3G
- Mobile camera: Xem video các ngã tư ở Hà Nội
- Video Call: Đàm thoại video
- Mobile TV: Truyền hình di động
- Mobile Broadband (Fast Connect): Dùng USB model vào 3G
- Wap Portal 3G: Cổng thông tin
- Video Call: Đàm thoại video
- Mobile TV: Truyền hình di động
- Mobile Broadband: Dùng USB model vào 3G
- Mclip: là dịch vụ cho phép xem trực tuyến hoặc tải clip về máy điện thoại di động
- Vmail: là dịch vụ gửi và nhận email trên điện thoại di động dưới hình thức
"Đẩy email về ứng dụng trên điện thoại di động" (hay còn gọi là Pushmail)
- Mstore: là một kho ứng dụng dành cho điện thoại di động được cung cấp bởi Viettel
- Imuzik 3G: là dịch vụ âm nhạc xây dựng trên nền tảng 3G giúp khách hàng có thể nghe nhạc, xem video clip, tải nguyên bài hát về điện thoại
Gameonline là dịch vụ cung cấp trò chơi cho điện thoại di động, cho phép khách hàng Viettel tương tác trực tiếp với máy chủ nội dung hoặc nhiều người chơi khác Dịch vụ này hoạt động qua kết nối 3G, đảm bảo chất lượng tối ưu, hoặc EDGE/GPRS.
MỘT VÀI THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THEO LÝ THUYẾT
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu trung bình (SNR) [16]
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) là đại lượng đánh giá chất lượng chính của hệ thống truyền thông số, thường được đo ở đầu ra của máy thu và liên quan trực tiếp đến quá trình tách sóng dữ liệu Đây là chỉ số dễ đánh giá và đáng tin cậy để xác định chất lượng toàn thể của hệ thống Trong khi "nhiễu" thường đề cập đến tiếng ồn nhiệt tại đầu vào máy thu, trong các hệ thống thông tin liên lạc bị ảnh hưởng bởi fading, SNR cần được tính toán như một giá trị trung bình.
"Trung bình" được sử dụng để chỉ giá trị trung bình thống kê trong phân bố xác suất của fading Theo cách hiểu đơn giản, SNR tức thời có thể được coi là một biến ngẫu nhiên tại đầu ra của đầu thu, bao gồm cả ảnh hưởng của fading Điều này dẫn đến khái niệm SNR trung bình, trong đó biểu diễn hàm mật độ xác suất (PDF) của tín hiệu.
Để tính toán SNR trung bình, cần xác định hàm mật độ xác suất Trong trường hợp có nhiều vật phản xạ, việc này trở nên phức tạp hơn do sự khác biệt giữa các phản xạ Điều này liên quan đến định nghĩa được nêu trong tài liệu [18].
Biểu thức (2.1) được viết dưới dạng hàm sinh moment (MGF) kết hợp với tín hiệu như sau:
CHƯƠNG 2 MỘT VÀI THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THEO LÝ THUYẾT
Lấy đạo hàm bậc 1 của hàm sinh mô men (MGF) đối với SNR tại s=0 cho phép đánh giá nhanh SNR trung bình thông qua phép vi phân Trong các hệ thống xử lý thu phân tập như tổ hợp tỷ lệ tối đa (MRC), đầu ra SNR được tính bằng tổng các SNR của từng kênh độc lập MGF có thể được biểu diễn dưới dạng tích của các MGFs của từng kênh, giúp tính toán cho nhiều kênh fading theo công thức đóng Tuy nhiên, việc tính toán hàm mật độ xác suất (PDF) cho từng kênh độc lập vẫn có thể khó khăn, ngay cả khi các kênh có cùng dạng hàm nhưng khác nhau về SNR trung bình Phương pháp tiếp cận dựa trên MGF mang lại lợi ích, vì nó cho phép đánh giá chất lượng mà không cần tính toán các PDF bậc nhất của SNR đầu ra, mà có thể sử dụng các MGF để biểu diễn.
Tuy nhiên, vấn đề này không đơn giản, và khi áp dụng các điểm đã nêu trong cách tiếp cận dựa trên MGF, chúng ta sẽ nhận thấy hiệu quả đáng kể.
Xác suất lỗi bit trung bình (BER) [17]
Tiêu chí đánh giá chất lượng thứ hai, xác suất lỗi bit trung bình (BER), là một trong những tiêu chí khó khăn nhất nhưng cũng là chỉ tiêu rõ nhất về tính chất hệ thống Đây là tiêu chí thường được nhắc đến trong các tài liệu đánh giá hiệu năng hệ thống, vì vậy cần chú ý đặc biệt để phát triển phương pháp đánh giá đơn giản và hiệu quả.
Sự phức tạp trong việc đánh giá BER trung bình chủ yếu xuất phát từ việc BER có điều kiện (trên fading) là hàm phi tuyến của SNR tức thời, điều này liên quan đến các sơ đồ điều chế/tách sóng mà hệ thống sử dụng Trong trường hợp đa kênh, mức trung bình thống kê của BER có điều kiện không phải là trung bình đơn giản của các giá trị đo chất lượng trung bình trên mỗi kênh, như với SNR trung bình Tuy nhiên, phương pháp dựa trên MGF vẫn hữu ích trong việc đơn giản hóa phân tích và thống nhất theo một khuôn khổ chung Giả thiết rằng BER có điều kiện có dạng như trong trường hợp tách sóng kết hợp vi sai của điều biến dịch pha (PSK) hoặc tách sóng không kết hợp của khóa dịch tần trực giao (FSK), thì BER trung bình có thể được biểu diễn qua MGF của SNR do fading tức thời, chỉ phụ thuộc vào mô hình kênh fading đã giả định.
Giả định tiếp theo liên quan đến mối liên hệ phi tuyến giữa các hàm, có thể được thể hiện dưới dạng tích phân với hàm lũy thừa phụ thuộc vào tín hiệu, như trong biểu thức (2.4) Cụ thể, chúng ta sẽ xem xét các hàm sinh được biểu diễn theo loại Gauss-Q.
Để phù hợp với mục đích nghiên cứu, chúng ta xem xét các hàm tùy ý của biến số tích phân, thường là hữu hạn Mối liên hệ trong biểu thức (2.6) có thể được thu được từ các hàm phi tuyến cổ điển như hàm Gauss và hàm Q, đặc trưng cho mối quan hệ giữa tín hiệu và tách sóng kết hợp vi sai của khóa dịch pha (PSK) hoặc tách sóng không kết hợp của khóa dịch tần trực giao (FSK) Mối liên hệ này cho thấy rằng không cần thiết phải sử dụng dạng khác nào để mô tả sự tương tác giữa hàm số phi tuyến và tín hiệu Một ví dụ điển hình là xác suất lỗi ký hiệu có điều kiện (SER) liên quan đến tách sóng kết hợp và tách sóng kết hợp vi sai của M-PSK Khi lấy trung bình biểu thức (2.6) theo fading và thay đổi thứ tự của hàm tích phân, chúng ta có thể thấy rõ những đặc điểm này.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá các biểu thức dưới dấu tích phân trong (2.7), mà trong nhiều trường hợp cụ thể có thể được thể hiện dưới dạng biểu thức đóng Trong những tình huống xấu nhất (hiếm gặp), biểu thức có thể trở thành một tích phân đơn với giới hạn hữu hạn và các hàm sơ cấp Do (2.5) và (2.7) bao gồm nhiều loại điều chế/tách sóng và các mô hình kênh fading khác nhau, chúng ta gọi phương pháp này để đánh giá xác suất lỗi trung bình là “phương pháp thống nhất dựa trên MGF” và các dạng liên hệ mới về xác suất lỗi có điều kiện là “các dạng mong muốn”.
Không phải tất cả các vấn đề truyền thông trên kênh fading đều phù hợp với mô tả đã nêu, và vẫn tồn tại những kỹ thuật đơn giản và chính xác để đánh giá xác suất lỗi hệ thống trong các trường hợp này Đặc biệt, khi xem xét trường hợp nhị phân đối xứng, cần lưu ý đến các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất truyền thông.
Một ứng dụng khác của phương pháp dựa trên MGF là trong hệ thống thông tin với các bộ điều biến nhị phân đối xứng, nơi cơ chế quyết định thực hiện so sánh giữa biến quyết định và một ngưỡng không Lớp này không chỉ áp dụng cho hệ chưa mã hóa mà còn bao gồm việc đánh giá xác suất lỗi cặp PEP trong các hệ thống mã hóa sửa lỗi Về mặt toán học, biến quyết định được biểu thị và BER có điều kiện tương ứng Giả định rằng một bit dữ liệu dương đã được phát, PDF và CDF tương ứng của biến này cũng được xác định Thực tế, biến quyết định có thể nhận cả giá trị âm và dương.
SNR fading tức thời, có thể nhận các giá trị dương Như vậy, tương tự như với (2.6), các BER có điều kiện (2.8) có thể được biểu diễn như sau:
Trong bài toán biến quyết định, MGF (Moment Generating Function) được xác định thông qua biến đổi Laplace với đối số ngược lại Để hiểu rõ hơn về sự phụ thuộc vào tín hiệu, chúng ta xem xét một lớp con trong đó biến quyết định có điều kiện tương ứng với dạng bình phương của các biến ngẫu nhiên Gauss phức độc lập Ví dụ, điều này có thể là tổng độ lớn bình phương của L biến phức độc lập, tương đương với một biến ngẫu nhiên có 2L bậc tự do Dạng toàn phương này thường xuất hiện trong bài toán thu (L)-kênh của các điều chế nhị phân với bộ tách sóng có hoặc không có kết hợp Trong trường hợp này, MGF có dạng lũy thừa và được biểu diễn bằng công thức tổng quát.
Và nếu ta đặt rồi thay (2.10) vào (2.9) và tính trung bình trên các kết quả fading bằng BER) trung bình, ta có:
Trong đó: là MGF không có điều kiện của biến quyết định, cũng có dạng tích là:
Cuối cùng, nhờ vào khả năng biểu diễn MGF của biến quyết định dưới dạng MGF của biến fading (SNR) như đã trình bày trong (2.13), chúng ta có thể đánh giá BER trung bình chỉ dựa vào MGF, tương tự như cách thực hiện trong (2.7).
Các thí dụ khác có thể xem trong tài liệu [19]
Để tính toán SNR và BER, hai thông số quan trọng đánh giá chất lượng của hệ thống vô tuyến trong điều kiện fading, có thể sử dụng hàm sinh moment để đơn giản hóa và thống nhất phương pháp giải Phương pháp này có thể áp dụng cho các trường hợp cụ thể liên quan đến kênh, điều chế và mã hóa.
Dung năng riêng của hệ thống thông tin di động [20]
Một chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng hệ thống thông tin di động là dung năng riêng, được định nghĩa là tốc độ truyền tối đa với xác suất lỗi bít nhỏ qua kênh Dung năng riêng được đo bằng Bit/s/Hz Trong trường hợp kênh truyền có nhiễu Gauss, dung năng riêng có thể được xác định dựa trên lượng thông tin tương hỗ.
Xác suất xuất hiện cặp tín hiệu và xác suất xuất hiện tin tại nơi phát vào kênh là những yếu tố quan trọng trong việc đánh giá dung năng của kênh Đồng thời, xác suất xuất hiện tin tại nơi thu của kênh cũng góp phần quyết định hiệu suất truyền tải thông tin Tóm lại, dung năng của kênh phụ thuộc vào các xác suất này, ảnh hưởng đến khả năng truyền đạt thông tin một cách hiệu quả.
Cho trường hợp kênh Gauss thì dung năng riêng của kênh sẽ là: Đại lượng của C là: bit/s/Hz
Trong đó, h đại diện cho đáp ứng xung của kênh, P là công suất phát trung bình, W là độ rộng băng thông của kênh, và mật độ công suất nhiễu một phía được ký hiệu là
Dung năng riêng phụ thuộc vào tỷ lệ SNR, công suất phát, và nhiễu trong một đơn vị băng thông kênh, đặc biệt tỷ lệ với bình phương đáp ứng xung của kênh, đặc trưng cho hệ thống SISO (Single Input Single Output) Để nâng cao dung năng, hệ thống MIMO (Multiple Input Multiple Output) với nhiều anten phát và thu được sử dụng.
Ta có sơ đồ hệ thống như hình: x y
Hình 2- 1: Sơ đồ kênh MIMO
Như vậy, liên hệ giứa tín hiệu thu và phát là:
Trong đó: y: vecto tín hiệu thu x: vecto tín hiệu phát H: ma trận kênh
Để tối ưu hóa dung năng của kênh truyền, việc nắm rõ thông tin về trạng thái kênh (H) là rất quan trọng Điều này cho phép chúng ta hiểu rõ hơn về khả năng truyền tải thông tin giữa các anten phát (m) và anten thu (n) Sự gia tăng dung năng không chỉ phụ thuộc vào việc biết thông tin từ phía phát hay phía thu, mà còn cần sự phối hợp hiệu quả giữa cả hai bên Việc này giúp nâng cao lượng thông tin thu được và giảm thiểu tác động tiêu cực giữa các kênh.
Trong trường hợp biết thông tin về trạng thái kênh cả ở phía phát và phía thu
Khi đó dung năng của kênh tính theo công thức nhờ sử dụng kỹ thuật phân tập thu phát kinh điển:
Như vậy, dung năng hệ thống trong hệ thống SISO được tăng lên cỡ M.N lần
Nếu biết thông tin trạng thái kênh ở phía phát và thu Ta dùng thuật toán
“Rót nước” , có thể phân thành những kênh song song và sẽ phân bố công suất nhiều, ít cho những kênh tùy theo trạng thái kênh tốt hay xấu
Khi đó dung năng của kênh sẽ là:
Với các trị riêng ứng với kênh song song thứ i Khi các đáp ứng xung kênh là trực giao, ta có:
Khi tổng công suất phát không thay đổi cho các anten, dung năng của hệ thống sẽ tăng tuyến tính theo số lượng anten phát, hoặc giảm nếu số lượng anten thu ít hơn.
Trong tài liệu [16], có thể tìm thấy các bài toán cụ thể hơn và các phương pháp khác liên quan Hai thông số quan trọng là BER trung bình và dung năng riêng được giới thiệu ở đây, cùng với các yếu tố lý thuyết khác ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống Những thông số này đã được các nhà soạn thảo tiêu chuẩn quốc tế và Việt Nam xem xét khi đưa ra các tiêu chí đánh giá chất lượng mà chúng ta sẽ phân tích trong các phần tiếp theo.
Trong lĩnh vực mạng 3G, ETSI đã phát triển nhiều tiêu chuẩn khác nhau liên quan đến mạng lưới, thiết bị đầu cuối, kết nối và chất lượng dịch vụ Đặc biệt, trong lĩnh vực chất lượng dịch vụ 3G, ETSI đã ban hành bộ tiêu chuẩn ETSI TS 102 250-x (với x từ 1 đến 7), tập trung vào việc đảm bảo và cải thiện chất lượng dịch vụ trong các mạng 3G.
- ETSI TS 102 250-1: Xác định các khía cạnh về chất lượng dịch vụ
Tiêu chuẩn xác định các khía cạnh chất lượng dịch vụ cho mạng GSM và 3G, với mỗi dịch vụ cụ thể đi kèm bộ chỉ tiêu chất lượng dịch vụ tương ứng Những chỉ tiêu này được thiết lập dựa trên các đặc tính định lượng của các vấn đề cơ bản về chất lượng dịch vụ, giúp người sử dụng cuối có thể đánh giá một cách hiệu quả.
ETSI TS 102 250-2 định nghĩa các tham số chất lượng dịch vụ (QoS) và cách tính toán chúng cho các dịch vụ phổ biến trong mạng GSM và 3G Các chỉ tiêu kỹ thuật trong phần 1 (ETSI TS 102 250-1) là cơ sở để lựa chọn bộ tham số Khái niệm và định nghĩa các tham số được chia thành hai phần: khái niệm trừu tượng và mô tả chung về phương pháp đo tại các điểm kích hoạt tương ứng Các phương pháp đo trong tiêu chuẩn không phụ thuộc vào hạ tầng cụ thể nào, và các khái niệm đã được hài hòa hóa trong tiêu chuẩn được coi là điều kiện tiên quyết để so sánh chất lượng dịch vụ và các kết quả đo.
ETSI TS 102 250-3 outlines the fundamental procedures for using Quality of Service (QoS) measurement equipment This standard details the essential methods for conducting QoS measurements on GSM networks, specifying the configurations and parameters involved in these assessments.
- ETSI TS 102 250-4: Các yêu cầu đối với thiết bị đo chất lượng dịch vụ
Tiêu chuẩn này xác định các yêu cầu tối thiểu cho thiết bị đo chất lượng dịch vụ của mạng GSM và 3G, nhằm đảm bảo rằng các giá trị và điểm lật cần thiết để tính toán các tham số chất lượng dịch vụ được thực hiện chính xác, theo quy định trong Phần 2 (ETSI TS 102 250).
2) để có thể đo theo các thủ tục nêu trong Phần 3 (ETSI TS 102 250-3) Thiết bị đo đáp ứng các yêu cầu tối thiểu sẽ cho phép thực hiện các phép đo một cách tin cậy và liên tục.
CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THEO CÁC CHUẨN QUỐC TẾ
Chỉ tiêu về mạng truy cập
Chỉ tiêu về mạng truy cập có nhiều điểm nhưng luận văn này tôi đề cập đến một số chỉ tiêu thường đo kiểm sau:
- Giao thức chuyển gia (Handover –HO)
- Sóng vô tuyến: RX level ; RX Qual; C/I ; FER (Frame Error rate); BER; vùng phủ sóng…
- Kênh vô tuyến: DCH, TCH…
3.1.1 Giao thức chuyển giao (Handover – HO) 3.1.1.1 Phân loại HO
Hệ thống phân loại các quá trình chuyển giao cuộc gọi thành những loại sau:
Chuyển giao trong nội bộ tế bào (Intra-cell Hand Over)
Chuyển giao liên tế bào (Inter-cell Hand Over)
Chuyển giao trong nội bộ MSC (Intra-MSC Hand Over)
Chuyển giao liên MSC (Inter-MSC Hand Over)
Intra-cell Hand Over: Thủ tục chuyển giao thực hiện giữa hai kênh vật lý của cell đang phục vụ
Intra-cell Hand Over không được áp dụng khi thuê bao di chuyển sang cell khác, trừ khi mức nhiễu trên kênh riêng cao, lúc này cần thực hiện chuyển giao sang kênh vật lý khác.
Chuyển giao giữa các tế bào (Inter-cell Hand Over) là quá trình mà thiết bị di động (MS) được chuyển sang một kênh vô tuyến mới thuộc một tế bào khác, nhưng vẫn nằm dưới sự điều khiển của cùng một bộ điều khiển trạm gốc (BSC).
Intra-MSC Hand Over: Chuyển mạch kênh vô tuyến giữa hai BSC của cùng một tổng đài di động MSC
Inter-MSC Hand Over: Chuyển mạch kênh vô tuyến giữa hai tổng đài di động MSC
Trong tình huống này, MSC ban đầu có toàn quyền kiểm soát cuộc gọi và quản lý truy cập mạng cho đến khi cuộc gọi kết thúc Cuộc gọi sẽ được định tuyến lại từ MSC ban đầu trực tiếp đến MSC đích.
3.1.1.2 Các chỉ tiêu chuyển giao
Tỷ lệ thành công handover đến (Incoming HO Successful Rate - IHOSR)
IHOSR được định nghĩa như là tỷ lệ giữa số lần nhận handover thành công và tổng số lần được yêu cầu chấp nhận handover
IHOSR = T ổng handover vào thành công / Tổng handover vào (IHOSR = Incoming HO Success / Total Incoming HO request by BSS)
IHOSR của một cell đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng khu vực xung quanh Khi IHOSR thấp, tỷ lệ rơi cuộc gọi tăng lên, ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng thoại Nếu một lần handover không thành công, cuộc gọi có thể bị rơi hoặc phải thực hiện thêm một lần handover khác, dẫn đến tín hiệu thoại bị gián đoạn và gây cảm giác đứt đoạn cho người nghe trong quá trình đàm thoại.
IHOSR còn phản ánh cả chất lượng phần cứng của cell, chẳng hạn tắt TRXs trên cell
Tỷ lệ thành công handover ra (Outgoing HO Successful Rate - OHOSR)
OHOSR được định nghĩa như là tỷ lệ giữa số lần handover ra thành công và tổng số lần được yêu cầu handover
OHOSR = T ổng handover thành công / Tổ ng s ố l ầ n quy ết đị nh handover
(OHOSR = HO Success / Total HO request by BSS )
Dựa trên OHOSR, chúng ta có thể đánh giá xem việc định nghĩa tế bào lân cận đã đủ hay chưa và chất lượng của các tế bào lân cận Tỷ lệ OHOSR cao sẽ dẫn đến tỷ lệ rơi cuộc gọi TCDR tốt và chất lượng thoại tốt hơn Hơn nữa, OHOSR cũng cho phép đánh giá vùng phủ sóng của tế bào, từ đó đưa ra các điều chỉnh phù hợp.
Có rất nhiều nguyên nhân để hệ thống cân nhắc handover, tuy nhiên ta có thể kể ra một số nguyên nhân chính sau đây:
• Handover do quỹ: hệ thống tính toán dự trữ công suất cho tế bào đang phục vụ và các tế bào lân cận để cân nhắc handover
• Đây cũng là một trong những nguyên nhân chính
• Do mức thu quá thấp, vượt quá giới hạn trên tế bào đang phục vụ (đường xuống hoặc đường lên)
Trong mỗi hệ thống, có thể thiết lập mức thu danh định, ví dụ như -90dB Nếu mức thu giảm xuống dưới ngưỡng này, hệ thống sẽ xem xét việc thực hiện handover.
• Do chất lượng trên tế bào đang phục vụquá thấp, vượt quá giới hạn (đường xuống hoặc đường lên)
• Do đặt trước định thời (timing advance) vượt quá giới hạn (đường xuống hoặc đường lên)
• Do quá nhiễu trên tế bào đang phục vụ (đường xuống hoặc đường lên)
3.1.2 Chỉ tiêu về sóng vô tuyến 3.1.2.1 Rx Lever
Chỉ số RF phản ánh mức độ tín hiệu trung bình tại đầu vào của máy thu MS Trong chế độ nhàn rỗi, chỉ số này đo cường độ tín hiệu từ các kênh vật lý BCCH (Kênh điều khiển quảng bá) Trong quá trình truyền nhận, chỉ số RF thể hiện cường độ tín hiệu đo trên kênh ARFCN đang sử dụng cho việc vận chuyển TCH/SDCCH (TCH: kênh lưu lượng).
Chỉ số này rất quan trọng trong việc xác định giá trị chính xác của kích thước tế bào khi sử dụng nhảy tần, cũng như điều khiển công suất áp dụng cho các TCH và đánh giá vùng phủ sóng tổng thể.
Các ngưỡ ng d ựa trên RxLeV
Biên độ chuyển giao là yếu tố quan trọng đảm bảo sự chồng chéo giữa hai tế bào, từ đó nâng cao chất lượng thông tin liên lạc Độ rộng của biên độ này phụ thuộc vào môi trường xung quanh.
-Trong môi trường trong nhà, chuyển giao là không cần thiết, biên độ chuyển giao là 0dB
-Trong môi trường ngoài trời, biên độ chuyển giao thường là 2dB
Trong môi trường tàu cao tốc như TGV, biên độ chuyển giao thường đạt 2 dB Một hạn chế quan trọng trong trường hợp này là chiều dài chồng chéo lớn hơn.
600 m giữa hai tế bào lân cận
Biên độ thiết kế: khắc phục hai lỗi có thể xuất hiện trong quá trình thiết kế và dự đoán:
- Lỗi dự đoán của công cụ dự đoán S/W
- Lỗi đánh giá mất thâm nhập - trong trường hợp của một dịch vụ trong nhà
- Một giá trị tích lũy cho biên độ thiết kế với một xác suất 90% là 6 dB
Việc thiết kế và dự báo cho khu vực phục vụ của một tế bào cần được thực hiện với quỹ công suất cân bằng hoặc không cân bằng, trong đó đường xuống phải tốt hơn đường lên (DL – UL > 0) Nếu quỹ công suất cho thấy đường xuống kém hơn đường lên (DL - UL < 0), các ngưỡng thiết kế sẽ được điều chỉnh theo giá trị tối đa (0, DL-UL [dBm]).
Các xem xét trước đó chỉ tập trung vào cường độ tín hiệu đường xuống trong phương pháp sử dụng công cụ dự đoán Ngưỡng thiết kế được định nghĩa là giá trị ngưỡng cần thiết để thiết kế các tế bào, đảm bảo cường độ tín hiệu dự đoán ở giới hạn của tế bào nhằm duy trì các dịch vụ bên trong và sự chuyển giao với các tế bào lân cận.
Theo kiến nghị của ETSI TS 102 250 thì thường chia RxLever chia thành 5 mức:
- Mức tốt (dBm): -70 ≤ Rx Level < 0
- Mức khá (dBm): -80 ≤ Rx Level < -70
- Mức bình thường (dBm): -90 ≤ Rx Level < -80
- Mức trung bình (dBm): -100 ≤ Rx Level < -90
- Mức yếu (dBm): -120 ≤ Rx Level < -100
Còn trong mạng 3G thì chỉ số Rx Lever được xem như gần chỉ số RSCP (Received Signal Code Power)
Theo kiến nghị của ETSI TS 102 250 thì thường chia RSCP chia thành 5 mức:
- Mức bình thường (dBm): -100 ≤ RSCP < -90
- Mức trung bình (dBm): -110 ≤ RSCP < -100
3.1.2.2 RxQual Đây là một thước đo chất lượng tiếng nói dựa trên phân tích BER RxQual thu được bằng cách chuyển đổi tỷ lệ lỗi bit (BER) sang thang điểm từ 0 - 7 (xem GSM 05.08) Nói cách khác, RxQual là một phép đo rất cơ bản: nó chỉ đơn giản là phản ánh BER trung bình trong một thời gian nhất định (0.5s cho các công cụ TEMS)
Trong các khu vực nông thôn với mức độ can nhiễu thấp, ngay cả khi trường thu tín hiệu thấp, chất lượng tiếng nói vẫn có thể được duy trì tốt Ngược lại, tại các khu vực đô thị, mặc dù có trường thu tín hiệu mạnh, nhưng độ can nhiễu cao có thể cản trở khả năng truyền thông hiệu quả.
RxQual Khoảng BER Giá trị BER tiêu biểu
Bảng 3- 1: Chuyển đổi giữa RxQual và BER
Truyền thông chất lượng tốt được xác định bởi giá trị tham số RxQual, trong đó giá trị lớn hơn 4 cho ô không có nhảy tần số và lớn hơn 5 cho ô có nhảy tần số.
Trong mạng 2G và 3G thì RxQual có những điều lưu ý sau:
Theo kiến nghị của ETSI TS 102 250 trong quá trình đo kiểm thì thường chia RxQual chia thành 5 mức(ứng với 7 mức BER như trên):
Trong mạng 3G thì RxQual gần như chỉ số EcNo.Theo kiến nghị của ETSI
TS 102 250 thì trong quá trình đo kiểm thường chia EcNo chia thành 5 mức:
- Mức khá : -9 (dB) ≤ EcNo < -5 (dB)
- Mức bình thường : -11 (dB) ≤ EcNo < -9 (dB)
- Mức trung bình : -15 (dB) ≤ EcNo < -11 (dB)
Chỉ tiêu chất lượng dịch vụ
Theo kiến nghị E.800 của ITU, chất lượng dịch vụ (QoS) trong viễn thông được định nghĩa là tổng hợp các chỉ tiêu dịch vụ, phản ánh mức độ hài lòng của người sử dụng dịch vụ.
Dịch vụ viễn thông bao gồm các hoạt động của doanh nghiệp nhằm cung cấp khả năng truyền dẫn thông tin cho khách hàng thông qua mạng lưới viễn thông công cộng Những dịch vụ này cho phép người dùng gửi và nhận nhiều loại thông tin một cách hiệu quả.
QoS được đánh giá qua hai loại chỉ tiêu: định tính và định lượng Chỉ tiêu định tính phản ánh cảm nhận của khách hàng, trong khi chỉ tiêu định lượng được thể hiện qua các số liệu đo lường cụ thể.
Chúng ta sẽ nghiên cứu các chỉ tiêu chất lượng dịch vụ dưới đây
- Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công
- Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi
Dịch vụ thoại thấy hình (cho mạng 3G)
- Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công
- Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi
Dịch vụ nhắn tin ngắn
Dịch vụ tải dữ liệu: Tốc độ tải dữ liệu trung bình
3.2.1 Cuộc gọi được thiết lập thành công (dịch vụ thoại và dịch vụ thoại thấy hình)
-Định nghĩa: Cuộc gọi được thiết lập thành công là tỷ số cuộc gọi được thiết lập thành công trên tổng số cuộc gọi
-Công thức xác định:[1] ỷ ệ ộ ọ ượ ế ậ ố ộ ọ ổ ố ộ ọ ử
Hiện nay, hầu hết các quốc gia sử dụng phương pháp đo mô phỏng cuộc gọi và thiết bị đo lắp đặt trên các phương tiện di chuyển để kiểm tra các chỉ tiêu này.
Phương pháp đo kiểm có nước thực hiện từ máy di động đến máy cố định và ngược lại, cũng như từ máy di động đến máy di động trong cùng một mạng Đối với dịch vụ thoại thấy hình, việc đo kiểm được thực hiện từ máy di động đến máy di động trong cùng một mạng Tuy nhiên, các nước không chỉ rõ khoảng cách giữa các cuộc gọi liên tiếp Theo khuyến nghị của ETSI TS 102 250-5, trong chế độ đo di động, khoảng cách giữa các cuộc gọi liên tiếp nên là 30 giây.
- Chỉ tiêu : Theo TCN 68-186:2006 Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công ≥ 92%
3.2.2 Cuộc gọi bị rơi (dịch vụ thoại hoặc dịch vụ video call)
- Định nghĩa: Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi là tỷ số giữa cuộc gọi bị rơi trên tổng số cuộc gọi được thiếp lập thành công
Phương pháp đo lường hiệu quả cuộc gọi được thực hiện thông qua chỉ tiêu Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công Để đảm bảo độ tin cậy, cần tiến hành mô phỏng ít nhất 1500 cuộc gọi, theo tiêu chuẩn ITU-T E421, với chất lượng mong đợi là 95% cho tỷ lệ cuộc gọi thành công và 5% cho tỷ lệ cuộc gọi bị rơi Mỗi cuộc gọi có thời gian kéo dài 120 giây, và khoảng cách giữa hai cuộc gọi liên tiếp từ cùng một máy chủ ít nhất là 30 giây.
Chất lượng thoại được định nghĩa là chỉ số tổng hợp phản ánh chất lượng âm thanh trên kênh thoại, được xác định thông qua việc tính điểm trung bình theo thang điểm MOS.
1 đến 5 theo khuyến nghị P.800 của Liên minh Viễn thông quốc tế ITU
- Công thức xác định [1]: ấ ượ ạ đ ể ấ ượ ì ổ ố đ ể ủ á ộ ọ ổ ố ộ ọ
- Chỉ tiêu: Chất lượng thoại trung bình phải ≥ 3
Phương pháp đo lường được sử dụng là phương pháp mô phỏng, tuân thủ Khuyến nghị ITU-T P.862 và chuyển đổi sang điểm MOS theo Khuyến nghị ITU-T P.862.1 Để đảm bảo độ chính xác, cần thực hiện ít nhất 1000 cuộc gọi mẫu vào các thời điểm khác nhau trong ngày, với khoảng cách tối thiểu 30 giây giữa hai cuộc gọi liên tiếp từ cùng một máy chủ.
Chất lượng video (dịch vụ video call)
MOS_VQO (Mean Opinion Score - Visual Quality Objective) là thang điểm đánh giá chất lượng hình ảnh, tương tự như thang điểm đánh giá chất lượng dịch vụ thoại, với giá trị dao động từ 1 đến 5 điểm.
+ W A (t); W B (t): mẫu video gửi từ bên A (hoặc B)
+ Z A (t); Z B (t): dữ liệu video nhận được tại bên A (hoặc B) của mẫu video W A (t); W B (t) ban đầu
- Công thức xác định [12]: ấ ượ đ ể ấ ượ ì ổ ố đ ể ủ á ộ ọ ổ ố ộ ọ
- Phương pháp đo: thực hiện mô phỏng ít nhất 1000 cuộc gọi Khoảng cách giữa 2 cuộc gọi liên tiếp ít nhất là 30s
Hiện tại, chưa có tiêu chuẩn chính thức về chất lượng video trong dịch vụ điện thoại hình ảnh từ các tổ chức quốc tế Một số nhà sản xuất thiết bị đã phát triển các thuật toán riêng để đánh giá chỉ tiêu này và gửi đề xuất đến các tổ chức tiêu chuẩn hóa ETSI cũng đã đưa ra khuyến nghị trong tài liệu ETSI TR.
Bản dự thảo 1.16 của tiêu chuẩn 102 493 V1.1.1 (2005-08) do Nhóm chuyên gia về chất lượng video - VQEG phát triển, hướng dẫn cách đo kiểm và đánh giá chỉ tiêu chất lượng video trong dịch vụ video telephony Trong số các thuật toán được đề xuất, Mô hình khách quan để đánh giá chất lượng video (VQuad - Objective Model for Video Quality Assessment) là một trong những phương pháp quan trọng.
Tốc độ tải dữ liệu trung bình
Chất lượng video (tại bên A) [MOS_VQO] = Chất lượng video (tại bên B) [MOS_VQO] ố độ ả ữ ệ ì ổ ượ ủ á é đ ổ ờ ả ữ ệ ủ á é đ
Để thực hiện phương pháp đo, cần tiến hành ít nhất 300 phép thử tải dữ liệu với các file nén hoặc định dạng như *.mp3, *.mp4 có dung lượng từ 10MB đến 50MB Khoảng cách giữa các lần đo liên tiếp phải tối thiểu 30 giây Gói cước sử dụng cho việc đo tải dữ liệu là gói có tốc độ cao nhất mà doanh nghiệp cung cấp, và thiết bị đo phải có khả năng kết nối với tốc độ cao nhất mà doanh nghiệp công bố mà không bị giới hạn tốc độ.
4.1 Các tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ của Việt Nam và khảo sát việc đo kiểm các chỉ tiêu chất lượng 3G tại các nước:
Việt Nam hiện chưa có tiêu chuẩn nhà nước, chỉ có tiêu chuẩn ngành Một số điểm chính trên tiêu chuẩn này sẽ được trình bày dưới đây
4.1.1.1 Tiêu chuẩn chất lượng dịch vụ
Vào năm 2006, Bộ Bưu chính, Viễn thông đã ban hành tiêu chuẩn TCN 68-186: 2006 về chất lượng dịch vụ điện thoại trên mạng viễn thông di động mặt đất Tiêu chuẩn này quy định các chỉ tiêu chất lượng cho dịch vụ điện thoại trên mạng viễn thông di động mặt đất (PLMN), áp dụng cho tất cả các công nghệ mạng di động, bao gồm cả dịch vụ điện thoại trên mạng 3G.
Các chỉ tiêu chất lượng dịch vụ của TCN 68-186: 2006 bao gồm: a) Chỉ tiêu chất lượng kỹ thuật
- Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công: là tỷ số giữa số cuộc gọi được thiết lập thành công trên tổng số cuộc gọi
- Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi: là tỷ số giữa số cuộc gọi bị rơi trên tổng số cuộc gọi được thiết lập thành công
Chất lượng thoại được đo lường bằng chỉ số MOS, phản ánh chất lượng truyền tải âm thanh trên kênh thoại, với thang điểm từ 1 đến 5 theo Khuyến nghị P.800 của ITU.
- Độ chính xác ghi cước:
+ Tỷ lệ cuộc gọi bị ghi cước sai: là tỷ số giữa số cuộc gọi bị ghi cước sai trên tổng số cuộc gọi
Cuộc gọi bị ghi cước sai bao gồm:
Cuộc gọi ghi cước nhưng không có thực;
Cuộc gọi có thực nhưng không ghi cước;
KHẢO SÁT ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG MẠNG 3G MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐO KIỂM, NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ
Các tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ của Việt Nam và khảo sát việc đo kiểm các chỉ tiêu chất lượng 3G tại các nước
Việt Nam hiện chưa có tiêu chuẩn nhà nước, chỉ có tiêu chuẩn ngành Một số điểm chính trên tiêu chuẩn này sẽ được trình bày dưới đây
4.1.1.1 Tiêu chuẩn chất lượng dịch vụ
Năm 2006, Bộ Bưu chính, Viễn thông (nay là Bộ Thông tin và Truyền thông) đã ban hành tiêu chuẩn TCN 68-186: 2006 về chất lượng dịch vụ điện thoại trên mạng viễn thông di động mặt đất Tiêu chuẩn này quy định các chỉ tiêu chất lượng cho dịch vụ điện thoại trên mạng viễn thông di động mặt đất (PLMN), áp dụng cho tất cả các công nghệ mạng di động, bao gồm cả dịch vụ điện thoại trên mạng 3G.
Các chỉ tiêu chất lượng dịch vụ của TCN 68-186: 2006 bao gồm: a) Chỉ tiêu chất lượng kỹ thuật
- Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công: là tỷ số giữa số cuộc gọi được thiết lập thành công trên tổng số cuộc gọi
- Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi: là tỷ số giữa số cuộc gọi bị rơi trên tổng số cuộc gọi được thiết lập thành công
Chất lượng thoại được đánh giá qua chỉ số tích hợp, phản ánh chất lượng truyền tải âm thanh trên kênh thoại Chỉ số này được xác định bằng cách tính điểm trung bình theo thang điểm MOS từ 1 đến 5, dựa trên Khuyến nghị P.800 của Liên minh Viễn thông Thế giới ITU.
- Độ chính xác ghi cước:
+ Tỷ lệ cuộc gọi bị ghi cước sai: là tỷ số giữa số cuộc gọi bị ghi cước sai trên tổng số cuộc gọi
Cuộc gọi bị ghi cước sai bao gồm:
Cuộc gọi ghi cước nhưng không có thực;
Cuộc gọi có thực nhưng không ghi cước;
CHƯƠNG 4 KHẢO SÁT ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG MẠNG 3G MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐO KIỂM, NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ
Cuộc gọi được ghi cước có độ dài lớn hơn 01 giây về giá trị tuyệt đối so với độ dài đàm thoại thực của cuộc gọi;
Cuộc gọi được ghi cước có thời gian bắt đầu sai quá 9 giây so với thời gian thực theo đồng hồ chuẩn quốc gia Tỷ lệ thời gian đàm thoại bị ghi cước sai được tính bằng tỷ số giữa tổng giá trị tuyệt đối thời gian ghi sai của các cuộc gọi và tổng thời gian của tất cả các cuộc gọi.
Tỷ lệ cuộc gọi tính cước và lập hóa đơn sai là tỷ lệ giữa số cuộc gọi bị tính cước hoặc lập hóa đơn không chính xác so với tổng số cuộc gọi Đây là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phục vụ.
- Độ khả dụng của dịch vụ: là tỷ lệ thời gian trong đó mạng sẵn sàng cung cấp dịch vụ cho khách hàng
- Khiếu nại của khách hàng về chất lượng dịch vụ: là sự không hài lòng của khách hàng được báo cho DNCCDV bằng đơn khiếu nại
Hồi âm khiếu nại của khách hàng là văn bản mà doanh nghiệp cung cấp dịch vụ gửi đến khách hàng để thông báo về việc tiếp nhận và xem xét đơn khiếu nại của họ.
Dịch vụ hỗ trợ khách hàng cung cấp giải đáp thắc mắc, hướng dẫn sử dụng và thông tin liên quan đến sản phẩm Ngoài ra, dịch vụ này còn thông báo cho khách hàng về địa chỉ trụ sở, số điện thoại và fax để liên hệ khi cần hỗ trợ.
4.1.1.2 Các chỉ tiêu chất lượng dịch vụ 3G được đo kiểm
Bộ Thông tin và Truyền thông đã cấp giấy phép 3G cho các doanh nghiệp và tổ chức đo kiểm một số chỉ tiêu chất lượng dịch vụ 3G để kiểm tra tiến độ thực hiện cam kết trong hồ sơ thi tuyển Các chỉ tiêu được đo kiểm bao gồm tốc độ tải dữ liệu trung bình (truy nhập dịch vụ Internet di động) và tỷ lệ cuộc gọi thành công (bao gồm thoại và dữ liệu).
So với các tiêu chí mà ITU kiến nghị, chất lượng mạng 3G tại Việt Nam vẫn còn thiếu sót nhiều yếu tố quan trọng như chất lượng thoại, vùng phủ sóng, dịch vụ thoại, dịch vụ video và khả năng duyệt web tải dữ liệu.
Hiện nay, các doanh nghiệp di động trong nước đang áp dụng tiêu chuẩn TCN 68-186:2006 Tiêu chuẩn này cung cấp các tham số đánh giá nhưng chưa chỉ ra phương pháp đo cụ thể và thiết bị đo cần sử dụng.
Nhiều quốc gia cung cấp dịch vụ 3G đã thiết lập bộ chỉ tiêu chất lượng dịch vụ để giám sát hiệu suất Một số nước như Malaysia, Phần Lan và Bồ Đào Nha áp dụng tiêu chuẩn ETSI TS 102 250, trong khi các quốc gia khác không chỉ rõ tiêu chuẩn nhưng vẫn sử dụng phương pháp tương tự Tiêu chuẩn TS 102 250 do ETSI phát triển cũng tham chiếu đến các tiêu chuẩn quốc tế khác như ITU-T, đặc biệt là các chỉ tiêu chất lượng thoại như ITU-T P800, P862 và P862.1.
Như vậy, đề tài khuyến nghị nên áp dụng tiêu chuẩn ETSI TS 102 250 để đánh giá chất lượng dịch vụ 3G tại Việt Nam
4.1.2 Khảo sát việc đo kiểm các chỉ tiêu chất lượng 3G tại các nước 4.1.2.1 Phần Lan [14]
Phần Lan đã tiến hành khảo sát chất lượng vùng phủ sóng và tốc độ tải dữ liệu của ba nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động tại 100 khu vực đô thị khác nhau Cuộc khảo sát năm 2011 diễn ra từ ngày 11/02 đến 13/04, tiếp nối hai đợt khảo sát trước đó vào đầu năm và mùa thu năm 2010.
Mục đích khảo sát là đánh giá vùng phủ sóng và chất lượng tín hiệu của mạng 3G tại Phần Lan, dựa trên các đo kiểm tại các tuyến giao thông Kết quả không chỉ ra chính xác vùng phủ sóng trong nhà nhưng cung cấp cái nhìn tổng quan đáng tin cậy về tình trạng phủ sóng 3G tại các khu vực đô thị Phân tích dữ liệu thu được sẽ giúp so sánh sự khác biệt giữa các nhà khai thác trong cung cấp dịch vụ thoại và dữ liệu.
Khảo sát nhằm xác định tốc độ tải dữ liệu tối đa của mạng 3G hiện tại, được đo bằng lượng dữ liệu truyền trong một đơn vị thời gian Việc đo kiểm được thực hiện đồng thời với việc đánh giá vùng phủ sóng tại 100 khu đô thị, giúp cung cấp kết quả tổng thể đáng tin cậy về tốc độ tải dữ liệu.
Các phép đo được thực hiện bằng 6 thiết bị đo lắp trên một phương tiện đo, với mỗi cặp 2 thiết bị thực hiện các phép đo cho một mạng Trong chế độ thu, các thiết bị đo được khoá lại và chỉ có khả năng đo hệ thống UMTS ở tần số 900 và 2100MHz.
Mức thu tín hiệu và mức nhiễu là các tham số quan trọng trong chế độ thu, được xác định theo vị trí Mức thu tín hiệu, thường được đo bằng đơn vị dBm và có giá trị âm, càng cao thì chất lượng thu tín hiệu càng tốt Để đảm bảo cuộc gọi có chất lượng thoại tốt, mức thu tín hiệu cần đạt khoảng -95dBm, trong khi kết nối dữ liệu tốc độ cao yêu cầu mức thu khoảng -75dBm Thông thường, giá trị mức thu trong các mạng di động dao động từ -60 đến -100dBm.
Đề xuất phương pháp đo kiểm, đánh giá các chỉ tiêu chất lượng dịch vụ 3G tại Việt Nam
Các chỉ tiêu giám sát chất lượng dịch vụ tại nhiều quốc gia tập trung vào dịch vụ thoại, video telephony, truy cập Internet qua 3G, dịch vụ nhắn tin ngắn và vùng phủ sóng Vùng phủ sóng rất quan trọng đối với dịch vụ điện thoại di động, đặc biệt là 3G, yêu cầu chất lượng thu cao để đảm bảo tốc độ truyền dữ liệu nhanh Tại Việt Nam, Bộ Thông tin và Truyền thông đã đưa ra các chỉ tiêu như tỷ lệ cuộc gọi thành công và tốc độ tải dữ liệu để đánh giá cam kết của doanh nghiệp trong giai đoạn triển khai mạng 3G Dựa trên kinh nghiệm quốc tế, tôi kiến nghị Bộ Thông tin và Truyền thông thực hiện đo kiểm và đánh giá chất lượng dịch vụ 3G tại Việt Nam trong thời gian tới.
- Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công
- Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi
3 Dịch vụ thoại thấy hình
- Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công
- Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi
4 Dịch vụ nhắn tin ngắn
5 Dịch vụ tải dữ liệu: Tốc độ tải dữ liệu trung bình
Bộ Thông tin và Truyền thông hiện đang áp dụng TCN 68-186:2006 để quản lý chất lượng dịch vụ điện thoại trên mạng viễn thông di động mặt đất Tiêu chuẩn này không phân biệt công nghệ, vì vậy hầu hết các chỉ tiêu chất lượng dịch vụ đều có thể áp dụng cho mạng 3G Tuy nhiên, do mạng 3G cung cấp nhiều dịch vụ phi thoại và khả năng dữ liệu băng rộng, Bộ cần sửa đổi, bổ sung TCN 68-186:2006 để phù hợp với việc quản lý chất lượng dịch vụ trên mạng 3G trong tương lai.
4.2.1 Phương pháp đo kiểm vùng phủ sóng
Phương pháp đo kiểm chỉ tiêu vùng phủ sóng được thực hiện qua việc lấy mẫu mức thu tín hiệu ngoài trời, chủ yếu trên các tuyến đường giao thông Thiết bị đo được đặt trên các phương tiện di động trong các bài kiểm tra lái xe Có hai cách lấy mẫu phổ biến: một là thiết bị ở chế độ rỗi, áp dụng tại Bồ Đào Nha và Singapore; hai là thiết bị ở chế độ đang hoạt động, như trong trường hợp Phần Lan khi thực hiện cuộc gọi.
Để đánh giá chất lượng vùng phủ sóng, có hai phương pháp chính Thứ nhất, đánh giá dựa trên tỷ lệ phần trăm số lượng mẫu đạt mức tín hiệu nhất định, như mức thu từ -100dBm trở lên, theo tiêu chuẩn ETSI TS 102 250-2 Thứ hai, sử dụng dữ liệu mẫu đo để tạo bản đồ mức thu, trong đó mỗi khoảng mức thu được biểu thị bằng màu sắc cụ thể (màu xanh lá cây cho tốt, màu vàng cho tạm được, màu đỏ cho xấu), từ đó đánh giá chất lượng vùng phủ sóng của từng doanh nghiệp Ngoài ra, có thể chia các địa bàn đo thành các ô vuông và tính giá trị trung bình của các mẫu trong mỗi ô, sau đó tổng hợp để xây dựng biểu đồ phân bố số lượng ô vuông theo các khoảng mức thu, ví dụ từ -60 dBm đến -100 dBm chia thành 8 khoảng, giúp hình dung rõ hơn về chất lượng tín hiệu.
Theo tiêu chuẩn của Phần Lan, mức tín hiệu lớn hơn -95 dBm được xem là tốt cho dịch vụ thoại, trong khi đó, Singapore quy định ngưỡng thu tín hiệu là -100 dBm.
Đề tài áp dụng hai phương pháp đo vùng phủ sóng: lấy mẫu khi thiết bị đầu cuối thực hiện cuộc gọi và khi ở trạng thái rỗi Kết quả đo kiểm sẽ bao gồm tỷ lệ phần trăm số mẫu đạt ngưỡng quy định và tỷ lệ phần trăm số mẫu nằm trong các khoảng giá trị mức thu khác nhau Dựa trên số liệu đo, có thể xây dựng bản đồ mức thu tại các khu vực đã được đo kiểm.
4.2.2 Phương pháp đo kiểm Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công (dịch vụ thoại và dịch vụ thoại thấy hình)
Hiện nay, nhiều quốc gia sử dụng phương pháp đo kiểm mô phỏng cuộc gọi và thiết bị đo trên các phương tiện di chuyển để đánh giá chỉ tiêu này Phương pháp đo kiểm có thể thực hiện từ máy di động đến máy cố định và ngược lại, hoặc từ máy di động đến máy di động trong cùng một mạng Đặc biệt, đối với dịch vụ thoại thấy hình, việc đo kiểm được thực hiện từ máy di động đến máy di động trong cùng một mạng Mặc dù không có quy định rõ ràng về khoảng cách giữa các cuộc gọi liên tiếp, ETSI TS 102 250-5 khuyến nghị khoảng cách này là 30 giây trong chế độ đo di động Đề tài này đề xuất thực hiện đo kiểm từ máy di động đến máy di động trong cùng một mạng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả.
4.2.3 Phương pháp đo kiểm Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi (dịch vụ thoại và dịch vụ thoại thấy hình)
Tương tự như chỉ tiêu Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công ở mục 4.2.2
Về độ dài cuộc gọi thông thường các nước đặt là 120s Theo khuyến nghị tại ETSI
Trong tiêu chuẩn TS 102 250-5, khi thực hiện đo di động, độ dài cuộc gọi được quy định là 120 giây Đề xuất của bài viết là kết hợp đo kiểm hai chỉ tiêu này, với độ dài cuộc gọi là 120 giây và khoảng cách giữa các cuộc gọi liên tiếp là 30 giây.
4.2.4 Phương pháp đo kiểm Chất lượng thoại
Theo khuyến nghị ETSI TS 102 250-2, phương pháp đo chất lượng thoại được áp dụng theo ITU-T P862 và P862.1, với hai cách đo: đo chất lượng từng mẫu thoại và đo chất lượng cuộc gọi thông thường Trong quá trình đo chất lượng cuộc gọi, máy đo sẽ đánh giá nhiều mẫu thoại, và giá trị chất lượng của cuộc gọi sẽ là giá trị trung bình của các mẫu này Hiện nay, TCN 68-186:2006 của Bộ Thông tin và Truyền thông quy định phương pháp đo kiểm, đánh giá chất lượng thoại dịch vụ điện thoại trên mạng viễn thông di động cũng dựa trên tiêu chuẩn ITU-T P862 và P862.1 Đề tài này đề xuất việc đo kiểm và đánh giá chất lượng thoại theo TCN 68-186:2006, bao gồm cả đo chất lượng cuộc gọi thông thường.
4.2.5 Phương pháp đo kiểm Chất lượng video
Hiện tại, chưa có tiêu chuẩn chính thức nào từ các tổ chức quốc tế về chỉ tiêu chất lượng video trong dịch vụ video telephony Một số nhà sản xuất thiết bị đã phát triển các thuật toán riêng để đánh giá chỉ tiêu này và đề xuất với các tổ chức tiêu chuẩn hóa ETSI đã phát hành khuyến nghị ETSI TR 102 493 V1.1.1 (2005-08), trong khi Nhóm chuyên gia về chất lượng video - VQEG cũng đã soạn thảo phiên bản 1.16 để hướng dẫn đo lường và đánh giá chất lượng video trong dịch vụ video telephony Trong số các thuật toán này, VQuad - Mô hình khách quan để đánh giá chất lượng video, nổi bật như một công cụ quan trọng.
Tôi đề xuất sử dụng phương pháp đo kiểm VQuad nêu trên
4.2.6 Phương pháp đo kiểm Tốc độ tải dữ liệu trung bình
Hiện nay, nhiều quốc gia áp dụng phương pháp mô phỏng để đo tải file dữ liệu từ máy chủ chuẩn Cụ thể, Phần Lan quy định dung lượng file dữ liệu là 50MB, trong khi Singapore và Bồ Đào Nha không cung cấp thông tin chi tiết về dung lượng file này.
Tôi đề xuất sử dụng phương pháp mô phỏng để đo chỉ tiêu này, bằng cách tải file dữ liệu có dung lượng từ 10MB đến 50MB từ máy chủ của doanh nghiệp.
Bài đo cụ thể
Đây là bài đo kiểm chất lượng mạng 3G của mạng EVN tại Hà Nội
Chúng ta đo kiểm chất lượng về:
- Tỷ lệ cuộc gọi thiếp lập thành công
- Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi
- Tỷ lệ cuộc gọi thoại thấy hình thiết lập thành công
- Tỷ lệ cuộc gọi thoại thấy hình bị rơi
Phương pháp đo kiểm: tiến hành đo driving test, cố định ngoài trời, cố định trong nhà
- Dùng phần mềm driving test bằng hệ thống Nemo outdor và bản đồ số
Hình 4- 10: Sơ đồ kết nối hệ thống Nemo
Kết quả đo kiểm các thông số mạng 3G của EVNTelecom tại thành phố Hà Nội đã được thực hiện tại 5 quận, với việc đo kiểm nhiều thông số tại một địa điểm và một thông số tại nhiều địa điểm khác nhau.
4.3.1 Tỷ lệ cuộc gọi thiếp lập thành công và không thành công
Kết quả đo kiểm tại 5 quận, huyện của thành phố Hà Nội được trình bày trong luận văn này Phần chính sẽ tập trung vào phương pháp đo, nhận xét và phân tích kết quả, đánh giá và đưa ra khuyến nghị cho hai quận Ba Đình và Đống Đa, trong khi thông tin về các quận khác sẽ được đề cập ở phần phụ lục.
Ta thấy, qua phần mềm đo kiểm NEMO tại:
Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công đạt 100% trong tất cả các điều kiện đo driving test, bao gồm cả môi trường cố định ngoài trời và trong nhà.
Tại khu vực Hồ Trúc Bạch và trên tuyến đường Hùng Vương, Châu Long, khu vực Phúc Xá, mức thu sóng di động dao động từ -90 dBm đến -115 dBm, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng thiết lập thành công cuộc gọi.
Trên đường Trúc Bạch, tín hiệu từ các node B HN 1207, HN 1001, HN 1008 và HN 1023 được thu nhận đồng thời, dẫn đến tình trạng nhiễu giữa các cell, làm giảm dung lượng trong cell và ảnh hưởng đến khả năng thiết lập cuộc gọi.
Hình 4- 11:RSCP tại khu vực Hồ Trúc Bạch và phố Châu Long
Hình 4- 12: RSCP tại tuyến đường Hùng Vương
- Tại khu vực xung quanh đường Nguyễn Tri Phương do mật độ trạm thưa, mức thu tại một số điểm trong khu vực này thấp hơn -100 dBm;
Hình 4- 13: Mức RCSP tại tuyến đường Nguyễn Tri Phương
Thông số EcNo (tương đương tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu) tại khu vực Hồ Trúc Bạch không đạt mức cao, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến dung lượng trong các cell.
Hình 4- 14: EcNo tại khu vực hồ Trúc Bạch
Các khu vực nêu trên đều có mật độ dân cư cao và dung lượng lớn, vì vậy nhóm đo kiểm đề xuất EVN lắp đặt thêm các node B và tăng số kênh để cải thiện chất lượng dịch vụ.
- Có tỷ lệ cuộc gọi thiết lập thành công thấp nhất (98,64%) trong số các quận thực hiện đo kiểm;
- Các cuộc gọi không được thiết lập thành công trên địa bàn quận Đống Đa có vị trí gần các node B: HNI1263, HNI 1037 và HNI 1248;
Hình 4- 15: Vị trí các cuộc gọi thiết lập không thành công tại quận Đống Đa
Tại những vị trí cuộc gọi không thành công, mức RSCP thường thấp (dưới -100 dBm) do tín hiệu bị suy hao bởi lá cây và bị che chắn bởi các tòa nhà cao tầng, đặc biệt là tại khu vực đường Láng.
- Một số vị trí, mặc dù nằm trong phạm vi phủ của các node B nhưng mức thu rất thấp, cần kiểm tra khả năng bị che chắn
Hình 4- 16: Vị trí thuộc vùng phủ của các node B nhưng có mức thu thấp
Các quận khác chúng ta xem phần phục lục
Ta có kết quả đo kiểm thống kê như bảng sau:
Loại hình thực hiện đo kiểm
Tổng số cuộc gọi (cuộc)
Số cuộc gọi được thiết lập thành công (cuộc)
Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công (%)
Cố định trong nhà 66 66 100 Đống Đa
Loại hình thực hiện đo kiểm
Tổng số cuộc gọi (cuộc)
Số cuộc gọi được thiết lập thành công (cuộc)
Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công (%)
Bảng 4- 2: Kết quả đo kiểm Tỷ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công
- Quận Đống Đa có tỷ lệ cuộc gọi thiết lập thành công thấp nhất trong 05 quận tiến hành đo kiểm;
Phần lớn các cuộc gọi thiết lập không thành công xảy ra trong điều kiện đo Driving test, chủ yếu do mức thu không ổn định trong quá trình thực hiện đo.
Theo phân tích của phần mềm Nemo Analyze, nguyên nhân chính dẫn đến các cuộc gọi thiết lập không thành công bao gồm lỗi kết nối RRC, thời gian tìm kiếm cuộc gọi vượt quá giới hạn cho phép và lỗi trong việc thiết lập sóng mang vô tuyến.
Hình 4- 17: Phân bố nguyên nhân các cuộc gọi thiết lập không thành công
- Các cuộc gọi thiết lập không thành công do nguyên nhân Undefined có thể do:
Kết nối RRC không thành công khi mạng không chấp nhận yêu cầu kết nối từ đầu cuối, hoặc khi yêu cầu thiết lập kết nối bị từ chối hoặc bị khóa bởi mạng.
+ Sóng mạng tín hiệu vô tuyến tải các bản tin cho phép thiết lập kết nối RRC nhưng lại bị rơi;
+ MSC từ chối thủ tục cập nhật vị trí của các đầu cuối do lỗi mạng
- Tăng công suất phát xạ thích hợp bằng cách tăng công suất đầu ra các node
Giảm suy hao tại các node B là phương pháp hiệu quả để mở rộng vùng phủ sóng Tuy nhiên, cần phải tính toán cẩn thận giới hạn tăng công suất, vì mặc dù việc tăng công suất có thể mở rộng vùng phủ, nhưng điều này cũng có thể dẫn đến giảm dung lượng mạng.
- Điều chỉnh góc tilt, tăng độ cao ăng ten;
- Sử dụng các bộ lặp để tăng vùng phủ của các cell hiện tại;
- Lắp đặt thêm các node B mới để tăng vùng phủ sóng;
- Tăng số kênh tại khu vực quận Hoàn Kiếm và Ba Đình;
Call was released before connection Radio bearer setup failed
4.3.2 Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi
Tương tự như trên ta có kết quả đo tại:
- Vị trí cuộc gọi bị rơi nằm trên phố Sơn Tây, nằm trong vùng phủ của sector
1 thuộc node B HNI1005 và và sector 2 của node B HNI1246;
- Mức thu tại khu vực này nằm trong khoảng -90 dBm đến -100 dBm;
- Khu vực này có nhiều tế bào lân cận của các node B: HNI1005, HNI1009, HNI1122, HNI1246, HNI1273 Điều này dễ nảy sinh nhiễu giữa các cell;
Theo tiêu chuẩn 3GPP 34.403, phần lớn các cuộc gọi bị rơi xuất phát từ lỗi ở giao diện vô tuyến, chẳng hạn như vùng phủ sóng kém hoặc chuyển giao không thành công Phần mềm Nemo Analyze cũng chỉ ra rằng các cuộc gọi bị rơi thường liên quan đến nguyên nhân cause 27 “Destination out of order”, tức là thiết bị đo rơi vào khu vực sóng yếu hoặc không có sóng, dẫn đến việc mạng không thể thực hiện cuộc gọi, hoặc vùng phủ sóng tại khu vực đó không đủ mạnh.
- Kiểm tra che chắn xung quanh node B HNI1005;
Phường Ngọc Hà là một khu vực dân cư đông đúc, tuy nhiên mật độ trạm tại đây còn thấp Do đó, tác giả đề xuất cần bổ sung lắp đặt thêm trạm để đáp ứng nhu cầu của người dân trong khu vực.
Hình 4- 18: Vị trí cuộc gọi bị rơi tại quận Ba Đình
- Quận Đống Đa có tỷ lệ cuộc gọi bị rơi cao nhất (4,22%);
Hình 4- 19: Vị trí các cuộc gọi bị rơi tại quận Đống Đa
- Vị trí các cuộc gọi bị rơi nằm tại nhiều vị trí khác nhau trong địa bàn quận;
- Mức thu tại các vị trí cuộc gọi bị rơi chỉ vào khoảng từ -80dBm đến -110 dBm;
- Phần nềm Nemo Analyze chỉ ra các cuộc gọi bị rơi có nguyên nhân cause
27 “Destination out of order”, nghĩa là vùng phủ sóng tại các vị trí cuộc gọi bị rơi có chất lượng không được tốt;
- Kiểm tra lại giao diện vô tuyến, downtilt của tất các trạm lân cận khu vực có cuộc gọi bị rơi;
- Kiểm tra che chắn của các node B HNI 1126 và HNI 1137 vì khu vực xung quanh hai node B này mức thu rất thấp ( nhỏ hơn -100 dBm);
Các quận khác xem tại phần phụ lục
Ta có bảng thống kê như sau:
Loại hình thực hiện đo kiểm
Tổng số cuộc gọi (cuộc)
Số cuộc gọi bị rơi (cuộc)
Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi (%)
Cố định trong nhà 66 0 0 Đống Đa
Bảng 4- 3: Kết quả đo kiểm Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi Nhận xét chung:
Trong 5 quận được đo kiểm, chỉ có quận Hoàn Kiếm có tỷ lệ cuộc gọi bị rơi dưới 1%, cho thấy chất lượng mạng tốt Các quận còn lại đều có tỷ lệ cuộc gọi bị rơi trên 1%, với quận Đống Đa ghi nhận tỷ lệ cao nhất là 4,22%.
- Hầu hết các cuộc gọi bị rơi đều nằm trong khu vực có mức thu rất thấp (