Nghiên ứu triển khai cấu trúc mạng lõi, mạng truy nhập mạng thông tin di động 3g dựa trên cấu trúc mạng lõi 2g2,5g

Trên thế giới có một số tổ chức lớn như 3GPP, ETSI, ITU, TISPAN, … , đã nghiên cứu nâng cấp, phát triển cấu trúc mạng di động theo hướng NGN gọi tắt là NGN – mobile và đưa ra các tiêu ch

TRẦN TUẤN ANH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI CẤU TRÚC MẠNG LÕI, MẠNG TRUY NHẬP MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G DỰA TRÊN CẤU TRÚC MẠNG LÕI 2G/2,5G TRẦN TUẤN ANH 2007 - 2009 Hà Nội 2009 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205137871000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI CẤU TRÚC MẠNG LÕI, MẠNG TRUY NHẬP MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G DỰA TRÊN CẤU TRÚC MẠNG LÕI 2G/2,5G NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: TRẦN TUẤN ANH Người hướng dẫn khoa học: TS VŨ VĂN YÊM Hà Nội 11/2009 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu triển khai cấu trúc mạng lõi, mạng truy nhập mạng thông tin di động 3G dựa mạng lõi 2G/2,5G” cơng trình nghiên cứu riêng tôi, không chép từ tài liệu Tôi xin chân thành cảm ơn TS Vũ Văn Yêm tận tình hướng dẫn tơi hồn thành tốt luận văn LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, thị trường viễn thông Việt Nam phát triển mạnh mẽ với doanh nghiệp Bộ thông tin Truyền thông cấp Giấy phép thiết lập mạng cung cấp dịch vụ viễn thông di động mặt đất hệ thứ hai (2G) bao gồm: Tập đồn Bưu Viễn thông Việt Nam (VNPT); Tổng Cty Viễn thông Quân đội (Viettel); Cty Thông tin di động (VMS); Cty cổ phần dịch vụ Bưu Viễn thơng Sài gịn (SPT); Cty Cổ phần Viễn thông Hà Nội (HaNoi Telecom); Cty Thông tin Viễn thông Điện lực (EVN Telecom); Cty Cổ phần Viễn thơng di động Tồn Cầu (Gtel Mobile) Áp lực cạnh tranh nhà khai thác dịch vụ viễn thông đặc biệt dịch vụ thông tin di động ngày tăng Hạ tầng mạng thông tin di động 2G, 2,5G khai thác tối đa cho dịch vụ truyền thống Tuy nhiên, để có hạ tầng mạng thích hợp cung cấp dịch vụ IP/Internet, dịch vụ truyền thông đa phương tiện multimedia, dịch vụ gia tăng mới, dịch vụ hội tụ Di động-Cố định…, dịch vụ truyền tiếng nói dạng gói VoIP đồng thời cho phép hạ giá thành cung cấp dịch vụ nhà khai thác cần phải có bước chuyển đổi, nâng cấp hạ tầng mạng Trên giới có số tổ chức lớn 3GPP, ETSI, ITU, TISPAN, … , nghiên cứu nâng cấp, phát triển cấu trúc mạng di động theo hướng NGN (gọi tắt NGN – mobile) đưa tiêu chuẩn hệ thống thông tin động hệ thứ (3G) Hệ thống thông tin di động 3G nước giới triển khai rộng rãi, cung cấp đa dạng loại dịch vụ băng rộng đáp ứng nhu cầu người dùng xu hướng pháp triển nghành viễn thông Để thị trường viễn thông Việt Nam phát triển đáp ứng nhu cầu thời đại, Bộ Thông tin Truyền thông phát động thi tuyển lấy giấy phép 3G ngày 18/2/2009 nhận hồ sơ thi tuyển doanh nghiệp viễn thông hàng đầu Việt Nam VNPT, VMS, Viettel, Gtel Mobile, SPT hồ sơ liên danh thi tuyển 3G HaNoi Telecom EVN Telecom Ngày 2/4/2009, Bộ Thơng tin Truyền thơng (TT&TT) thức công bố tên nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trúng tuyển 3G gồm: Viettel, VinaPhone, MobiFone cuối liên danh EVN Telecom Hanoi Telecom Để có hướng chuyển đổi, nâng cấp hạ tầng mạng phù hợp, nhà khai thác cần tìm hiểu kinh nghiệm triển khai nước giới, q trình chuẩn hóa tiêu chuẩn phát triển 3G, nghiên cứu lựa chọn cơng nghệ thích hợp Do đó, Tơi chọn đề tài “Nghiên cứu triển khai cấu trúc mạng lõi, mạng truy nhập mạng thông thin di động 3G dựa mạng lõi 2G/2,5G” để nghiên cứu làm luận văn tốt nghiệp Luận văn chia thành chương: • Chương 1: Giới thiệu chung tổ chức viễn thông lớn giới, q trình phát triển mạng thơng tin di động • Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết quy hoạch tối ưu mạng lõi chuyển mạch kênh • Chương 3: Nghiên cứu lý thuyết quy hoạch tối ưu mạng lõi chuyển mạch gói • Chương 4: Triển khai mạng thơng tin di động 3G mạng Vinaphone • Chương 5: Các tiêu đánh giá chất lượng mạng truy nhập vô tuyến 3G Mặc dù cố gắng q trình nghiên cứu hồn thiện luận văn, xong cịn nhiều sai sót Kính mong nhận thơng cảm ý kiến đóng góp q Thầy cô bạn đọc Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy cô Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đặc biệt TS Vũ Văn Yêm tận tình giúp đỡ Tơi hồn thành tốt chương trình học tập Luận văn tốt nghiệp Người Viết TRẦN TUẤN ANH MỤC LỤC Chương Giới thiệu chung 1.1 Q trình chuẩn hóa tiêu chuẩn 3G 1.1.1 Tổ chức 3GPP 1.1.2 Tổ chức 3GPP2 1.1.3 Mối quan hệ 3GPP, 3GPP2 ITU 1.2 Tình hình triển khai 3G nước giới 1.3 Sơ lược cấu trúc hệ thống GSM/GPRS 1.4 Tiến trình nâng cấp hệ thống 2G lên 3G 11 1.4.1 Tiến trình nâng cấp chung từ 2G lên 3G 11 1.4.2 Cấu trúc mạng 3G theo phiên chuẩn hóa tổ chức 3GPP 12 1.5 Kết Luận 19 Chương Quy hoạch tối ưu mạng lõi chuyển mạch kênh 20 2.1 Thủ tục thiết kế mạng 20 2.1.1 Đánh giá mạng 21 2.1.2 Định cỡ mạng 26 2.2 Quy hoạch mạng chi tiết 31 2.3 Mạng lõi chuyển mạch kênh theo 3GPP R4 37 2.3.1 Cấu trúc mạng lõi 37 2.3.2 Định cỡ mạng lõi chuyển mạch kênh 38 2.3.3 Quy hoạch mặt phẳng người dùng 39 2.3.4 Quy hoạch mặt phẳng điều khiển 51 2.4 Quy hoạch chi tiết mạng lõi chuyển mạch kênh 60 2.4.1 Quy hoạch chi tiết Control Plane 60 2.4.2 Định tuyến mặt phằng điều khiển 68 2.4.3 Quy hoạch chi tiết mặt phẳng người dùng 70 2.5 Tối ưu mạng lõi chuyển mạch kênh 81 2.5.1 Các tham số đánh giá chất lượng mạng (KPI) 81 2.5.2 Các phép đo mạng 82 2.5.3 Kiểm kê mạng lõi chuyển mạch kênh 84 2.5.4 Phân tích kết kiểm kê 86 2.5.5 Kết tối ưu mạng 91 2.6 Kết Luận 92 Chương Quy hoạch tối ưu mạng lõi chuyển mạch gói 93 3.1 Giới thiệu mạng lõi chuyển mạch gói PS 93 3.1.1 Các khái niệm mạng gói di động (MPC) 94 3.1.2 Định tuyến gói (PDP context) 96 3.1.3 Giao diện kết nối GPRS với mạng GSM 99 3.2 Định địa IP 100 3.2.1 Các kiểu mạng 100 3.2.2 Ký hiệu dấu chấm thập phân (DDN) 101 3.2.3 Phân chia địa mạng (Subnetting) 102 3.3 Các giao thức định tuyến IP (IP Routing Protocols) 103 3.4 Định cỡ 106 3.4.1 Mào đầu ngăn xếp giao thức GPRS 106 3.5 Định cỡ quy hoạch IP backbone 113 3.5.1 Đánh giá mạng 114 3.5.2 Định cỡ IP backbone 115 3.5.3 Tính tốn băng thơng 116 3.6 Quy hoạch cấu trúc mạng lõi chuyển mạch di động 117 3.6.1 VLAN 118 3.6.2 Giao diện Iu-PS 119 3.6.3 Quy hoạch giao diện Gn 119 3.6.4 Quy hoạch giao diện Gi 121 3.6.5 Quy hoạch giao diện Gp 122 3.7 Tối ưu mạng lõi chuyển mạch gói 123 3.7.1 Phương pháp tối ưu mạng lõi gói 123 3.7.2 Các khía cạnh việc tối ưu mạng lõi gói 124 3.7.3 Các số KPI 127 3.7.4 Giám sát KPI 129 3.8 Kết Luận 130 Chương Triển khai mạng lõi, mạng truy nhập vô tuyến 3G mạng Vinaphone 132 4.1 Cấu trúc mạng 133 4.2 Phương án triển khai mạng 3G 138 4.3 Các dịch vụ dự kiến triển khai 139 4.4 Thực tế triển khai mạng 3G Vinaphone 140 Chương Chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng phân hệ vô tuyến 3G 142 5.1 Các tham số vùng phủ sóng 142 5.2 Các tham số miền chuyển mạch kênh (CS) 144 5.2.1 Tỷ lệ lỗi thiết lập gọi thoại CS 146 5.2.2 Tỷ lệ rơi gọi thoại miền chuyển mạch kênh CS 147 5.2.3 Tỷ lệ lỗi khối đường lên (UL BLER) cho gọi thoại miền CS 148 5.2.4 Tỷ lệ lỗi khối đường xuống (DL BLER) cho gọi thoại miền CS 149 5.2.5 Tỷ lệ lỗi chuyển giao 3G-2G gọi thoại miền CS 150 5.2.6 Tỷ lệ lỗi thiết lập gọi liệu miền CS 151 5.2.7 Tỷ lệ rơi gọi liệu miền CS 152 5.2.8 Tỷ lệ lỗi khối đường lên (UL BLER) cho gọi liệu miền CS 153 5.2.9 Tỷ lệ lỗi khối đường xuống (DL BLER) cho gọi liệu miền CS 154 5.3 Các tham số miền PS (chuyển mạch gói) 154 5.3.1 Lỗi thiết lập gọi liệu miền PS 155 5.3.2 Tỷ lệ rơi gọi liệu miền PS 156 5.3.3 Tỷ lệ lỗi chuyển giao 3G/2G miền PS 157 5.3.4 Thời gian gián đoạn chuyển giao 3G/2G miền PS 158 5.3.5 Tỷ lệ lỗi thiết lập HSDPA 159 5.3.6 Tỷ lệ gọi rơi HSDPA 160 5.3.7 Thông lượng PSD 161 5.3.8 Thông lượng HSDPA 162 5.3.9 Thông lượng HSUPA 163 5.4 Kết luận 163 DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Chú giải 3GPP Tổ chức nghiên cứu mạng hệ thứ (theo tiêu chuẩn WCDMA) 3GPP2 Tổ chức thứ nghiên cứu mạng hệ thứ (theo tiêu chuẩn cdma2000) AAL2 Lớp thích nghi ATM loại AAL5 Lớp thích nghi ATM loại AMR Mã thoại đa tốc độ thích nghi AMR Bộ mã hóa/giải mã thoại đa tốc độ thích nghi APM Kỹ thuật truyền tải ứng dụng ATM Chế độ truyền tải bất đồng AuC Trung tâm nhận thực thuê bao BER Tỷ lệ lỗi bit BICC Điều khiển gọi độc lập với Bearer BIWF Chức interworking bearer BLER Tỷ lệ lỗi khối BNC-ID Bộ nhận dạng kết nối mạng bearer BS Trạm gốc BSC Khối điều khiển trạm gốc BSS Phân hệ trạm gốc BTS Trạm thu phát gốc CAMEL Phần ứng dụng tùy biến phần logic cải tiến mạng di động CAP Phần ứng dụng CAMEL CCSU Khối báo hiệu kênh chung CGR Nhóm mạch CMN Nút dàn xếp gọi CN Mạng lõi CPS Phân lớp phần chung CS Miền chuyển mạch kênh DNS DTX Máy chủ tên miền Truyền gọi không liên tục EDGE Cải tiến tốc độ liệu mạng GSM EGP Giao thức cổng mở rộng