Tối ưu hóa mạng di động gsm 

1421T21T Trang 6 Tối ưu hóa mạng di động GSM DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT *** A ACCH Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập AMPS

HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM21T 1

21T 21T

1.1 Tổng quan về mạng GSM 1 21T 21T 21T

1.1.2 21T Phân hệ trạm gốc (BSS - Base Station Subsystem) 21T 5

3.1.2 21T Các mô hình chính lan truyền sóng trong thông tin di động 21T 34

Tối ưu hóa mạng di động GSM

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

***

A ACCH Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết

AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập

AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động tiên tiến AMR Adaptive Multi Rate Tốc độ đa thích ứng

ARFCH Absolute Radio Frequency Kênh tần số tuyệt đối

Channel AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực

B BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá

BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá

BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit

BS Base Station Trạm gốc

BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc

BSIC Base Station Identity Code Mã nhận dạng trạm gốc

BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc

BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc

C C/A C arrier to Adjacent Tỉ số sóng mang/nhiễu kênh lân cận CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung

CCH Control Channel Kênh điều khiển

CCITT International Telegraph and Uỷ ban tư vấn quốc tế về điện thoại và

Telephone Consultative Committee điện báo Cell Cellular Ô (tế bào)

Tối ưu hóa mạng di động GSM

CI Cell Identity Nhận dạng ô (xác định vùng LA ) C/I Carrier to Interference Tỉ số sóng mang/nhiễu đồng kênh CRO Cell Reselection Offset Độ lệch chọn lại cell

CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh

CSSR Call Setup Success Rate Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công

D DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng

DCR Drop Call Rate Tỷ lệ rớt cuộc gọi

E EIR Equipment Identification Bộ ghi nhận dạng thiết bị

Register ETSI European Telecommunications Viện tiêu chuẩn viễn thông

Standard Institute Châu Âu

F FDMA Frequency Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo tần số

Access FACCH Fast Associated Kênh điều khiển liên kết nhanh

Control Channel FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số

G GMSC Gateway MSC Tổng đài di động cổng

GoS Grade of Service Cấp độ phục vụ

Tối ưu hóa mạng di động GSM

GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung

GSM Global System for Mobile Thông tin di động toàn cầu

Communication

H HISR Handover In Success Rate Tỷ lệ chuyển giao vào thành công HLR Home Location Register Bộ đăng ký định vị thường trú

HOSR Handover Out Success rate Tỷ lệ chuyển giao ra thành công

HSN Hopping Sequence Number Số thứ tự nhảy

HOSR Handover S uccess Rate Tỷ lệ chuyển giao thành công

HIISC Horizon Macro II Site controller unit Khối điều khiển BTS

I IMSI International Mobile Số nhận dạng thuê bao di động

Subscriber Identity quốc tế ISDN Integrated Service Digital Mạng số đa dịch vụ

Network IWF Inter working function Chức năng tương tác

K KPI Key Performance Indicator Chỉ số đánh giá chất lượng

L

LA Location Area Vùng định vị

LAC Location Area Code Mã vùng định vị

LAI Location Area Identifier Số nhận dạng vùng định vị

M MCC Mobile Country Code Mã quốc gia của mạng di động

Tối ưu hóa mạng di động GSM

MHT Maintenance Time Holding Thời gian duy trì trung bình

MNC Mobile Network Code Mã mạng thông tin di động

MOS Mean Opinion Score Điểm đánh giá chất lượng

MS Mobile station Trạm di động

MSC Mobile Service Switching Center Tổng đài di động

N NMS Network Management System Hệ thống quản lý mạng

NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu

O OMC-R Operation and Maintenance Trung tâm vận hành và bảo dưỡng Center – Radio vô tuyến

OMS Operation & Maintenace Subsystem Phân hệ khai thác và bảo dưỡng OSS Operation and Support Subsystem Phân hệ khai thác và hỗ trợ

P PCH Paging Channel Kênh tìm gọi

PESQ Perceptual Evaluation Đánh giá cảm nhận chất lượng thoại

of Speech Quality

PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng

PS Packet Switched Chuyển mạch gói

PSPDN Packet Switch Public Mạng số liệu công cộng

Data Network chuyển mạch gói PSQM Perceptual Speech Đo đạc chất lượng thoại cảm nhận Quality Measurement

PSTN Public Switched Telephone Mạng chuyển mạch điện thoại công

Tối ưu hóa mạng di động GSM

R RACH Random Access Channel Kênh truy cập ngẫu nhiên

RNO Radio Network Optimizer Tối ưu mạng vô tuyến

RxLev Receiver Level Mức thu

RxQual Receiver Quality Chất lượng thu

S SACCH Slow Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết chậm

SDCCH Stand Alone Dedicated Kênh điều khiển dành riêng

Control Channel đứng một mình (độc lập) SIM Subscriber Identity Modul Mô đun nhận dạng thuê bao

SMS Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn

SSR SDCCH Successful Rate Tỷ lệ SDCCH thành công

T TACS Total Access Communications Hệ thống thông tin truy nhập toàn bộ System

TASR TCH Normal Assignment Tỷ lệ phân định TCH bình thường Successfull Rate thành công

TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng

TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TEMS Terminal equipment mobile station Thiết bị đo kiểm giao diện vô tuyến TRAU Transcoder/Rate Adapter Unit Bộ thích ứng tốc độ và chuyển mã

TRX Transceiver Khối thu phát vô tuyến

V VSWR Voltage Standing Wave Ratio Hệ số song đứng

Tối ưu hóa mạng di động GSM

Tối ưu hóa mạng di động GSM

DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA

Tối ưu hóa mạng di động GSM

LỜI NÓI ĐẦU

***

Trong cuộc sống hàng ngày thông tin liên lạc đóng một vai trò rất quan trọng không thể thiếu được Nó quyết định nhiều mặt hoạt động của xã hội, giúp con người nắm bắt nhanh chóng tin tức văn hoá, kinh tế, khoa học kỹ thuật vốn rất đa dạng và phong phú

Bằng những bước phát triển thần kỳ, các thành tựu công nghệ Điện Tử – Tin Học Viễn Thông đã và đang làm thay đổi cuộc sống con người từng giờ từng – phút, nó tạo ra một trào lưu "Điện Tử Tin Học Viễn Thông " trong mọi lĩnh vực – –

ở thế kỷ 21

Lĩnh vực thông tin di động cũng không nằm ngoài trào lưu đó Cùng với nhiều công nghệ khác nhau, thông tin di động đang không ngừng phát triển, đáp ứng nhu cầu thông tin ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng, tạo nhiều thuận lợi trong miền thời gian cũng như không gian Chắc chắn trong tương lai thông tin

di động sẽ được hoàn thiện nhiều hơn nữa để thoả mãn nhu cầu thông tin tự nhiên của con người

Trong những năm gần đây, lĩnh vực thông tin di động trong nước đã có những bước phát triển vượt bậc cả về cơ sở hạ tầng lẫn chất lượng phục vụ Với sự hình thành nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông mới đã tạo ra sự cạnh tranh để thu hút thị phần thuê bao giữa các nhà mạng Các nhà cung cấp dịch vụ liên tục đưa

ra các chính sách khuyến mãi, giảm giá để thu hút khách hàng sử dụng dịch vụ Cùng với đó, mức sống chung của toàn xã hội ngày càng được nâng cao đã khiến cho số lượng các thuê bao sử dụng dịch vụ di động tăng đột biến trong các năm gần đây

Hiện nay, Việt Nam có tất cả 7 nhà cung cấp dịch vụ di động và đang sử

thông tin di động toàn cầu) với chuẩn TDMA (Time Division Multiple Access - đa truy cập phân chia theo thời gian) và công nghệ CDMA (Code Division Multiple

Tối ưu hóa mạng di động GSM

Access - đa truy cập phân chia theo mã) Cụ thể, các nhà cung cấp dịch vụ di động

sử dụng hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM là Vinaphone, Mobifone, Viettel, Vietnamobile, Beeline và các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng công nghệ

Chính vì sự cạnh tranh khốc liệt đó, vấn đề thu hút khách hàng mới đã khó, nhưng vấn đề giữa khách hàng đang sử dụng dịch vụ còn khó khăn gấp bội lần Để làm được việc này, các mạng phải tự nhận thấy rằng chỉ có nâng cao chất lượng dịch vụ, chất lượng phục vụ mới có thể tồn tại và phát triển bền vững được Tối ưu mạng di động GSM để nâng cao chất lượng dịch vụ của mạng, thỏa mãn nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng Do đó tối ưu hóa mạng di động GSM là việc làm rất cần thiết và mang một ý nghĩa thực tế cao

Trên cơ sở những kiến thức đã tích luỹ được trong những năm học tập

3 năm làm việc tại Trung tâm Điều hành Thông tin của Công ty VinaPhone, cùng

hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tối ưu hóa mạng di động GSM”

dẫn và giúp đỡ em hoàn thành luận văn này

Em cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của toàn thể anh em kỹ

nhiều trong quá trình hoàn thành luận văn

Học viên thực hiện

Nguyễn Thế Lập

Chương 1 Hệ thống thông tin di động GSM

Phần I TỔNG QUAN VỀ MẠNG GSM

thể roaming với nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau ở có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới

GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động (ĐTDĐ) trên thế giới Khả năng phú sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM làm cho nó trở nên phổ biến trên thế giới, cho phép người sử dụng có thể sử dụng ĐTDĐ của họ ở nhiều vùng trên thế giới GSM khác với các chuẩn tiền thân của nó về cả tín hiệu và tốc độ, chất lượng cuộc gọi Nó được xem như là một hệ thống ĐTDĐ thế hệ thứ hai (second generation, 2G) GSM là một chuẩn mở, hiện tại nó được phát triển bởi 3rd Generation Partnership Project (3GPP)

Đứng về phía quan điểm khách hàng, lợi thế chính của GSM là chất lượng cuộc gọi tốt hơn, giá thành thấp và dịch vụ tin nhắn Thuận lợi đối với nhà điều hành mạng là khả năng triển khai thiết bị từ nhiều người cung ứng GSM cho phép nhà điều hành mạng có thể kết hợp chuyển vùng với nhau do vậy mà người sử dụng

có thể sử dụng điện thoại của họ ở khắp nơi trên thế giới

Chương 1 Hệ thống thông tin di động GSM

1.2 Lịch sử phát triển mạng GSM

Năm 1982, nhóm đặc trách về di động (Groupe Speciale Mobile : GSM)

of European Posts and Telecommunications) với nhiệm vụ phát triển một chuẩn thống nhất cho hệ thống thông tin di động để có thể sử dụng trên toàn Châu Âu

Năm 1989, Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu ETSI (European Telecommunications Standards Institute) quy định chuẩn GSM là một tiêu chuẩn chung cho mạng thông tin di động toàn Châu Âu

Năm 1991, cuộc gọi đầu tiên sử dụng công nghệ GSM được thực hiện bởi mạng Radiolinja ở Phần Lan (mạng di động GSM đầu tiên trên thế giới)

Năm 1992, thỏa thuận chuyển vùng quốc tế đầu tiên được ký kết giữa Phần Lan và viễn thông Vodafone của Anh Tin nhắn SMS đầu tiên cũng được gửi đi trong năm này

Năm 1996, số thành viên GSM MoU đã lên tới 200 nhà điều hành từ gần 100 quốc gia 167 mạng hoạt động trên 94 quốc gia với số thuê bao đạt 50 triệu

Năm 2000, GPRS được ứng dụng Năm 2001, mạng 3GSM (UMTS) được đi vào hoạt động, số thuê bao GSM đã vượt quá 500 triệu Năm 2003, mạng EDGE đi vào hoạt động

Năm 200 số thuê bao di động GSM đã lên tới con số gần 3 tỉ.8,

Chương 1 Hệ thống thông tin di động GSM

1.3 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM

Các ký hiệu:

OSS : Phân hệ khai thác và hỗ trợ BTS : Trạm vô tuyến gốc

AUC : Trung tâm nhận thực MS : Trạm di động

HLR : Bộ ghi định vị thường trú ISDN : Mạng số liên kết đa dịch vụ

MSC : Tổng đài di động PSTN (Public Switched Telephone Network): BSS : Phân hệ trạm gốc Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng

BSC : Bộ điều khiển trạm gốc PSPDN : Mạng chuyển mạch gói công cộng OMC : Trung tâm khai thác và bảo dưỡng CSPDN (Circuit Switched Public Data Network):

SS : Phân hệ chuyển mạch Mạng số liệu chuyển mạch kênh công cộng VLR : Bộ ghi định vị tạm trú PLMN : Mạng di động mặt đất công cộng EIR : Thanh ghi nhận dạng thiết bị

Chương 1 Hệ thống thông tin di động GSM

1.4 Các thành phần chức năng trong hệ thống

Mạng thông tin di động công cộng mặt đất PLMN (Public Land Mobile Network) theo chuẩn GSM được chia thành 4 phân hệ chính sau:

 Trạm di động MS (Mobile Station)

 Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem)

 Phân hệ chuyển mạch SS (Switching Subsystem)

 Phân hệ khai thác và hỗ trợ (Operation and Support Subsystem)

1.1.1. Trạm di động (MS Mobile Station) -

Trạm di động là thiết bị duy nhất mà người sử dụng có thể thường xuyên nhìn thấy của hệ thống Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện vô tuyến, MS còn phải cung cấp các giao diện với người sử dụng (như micrô, loa, màn hiển thị, bàn phím để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với môt số các thiết bị khác (như giao diện với máy tính cá nhân, Fax…) Trạm di động (MS) bao gồm thiết bị trạm di động ME (Mobile Equipment) và một khối nhỏ gọi là mođun nhận dạng thuê bao (SIM-Subscriber Identity Module) ME là phần cứng để thuê bao truy cập mạng ME có số nhận dạng là IMEI (International Mobile Equipment Identity) được gán bởi nhà sản xuất Mỗi điện thoại di động được phân biệt bởi một số nhận dạng điện thoại di động IMEI (International Mobile Equipment Identity) Nhờ kiểm tra IMEI mà ME bị mất căp sẽ không được phục vụ SIM là một card điện tử thông minh cắm vào ME, dùng để nhận dạng thuê bao và tin tức về loại dịch vụ mà thuê bao đăng ký SIM cung cấp khả năng di động cá nhân, vì thế người sử dụng có thể lắp SIM vào bất cứ máy điện thoại di động GSM nào truy nhập vào dịch vụ đã đăng ký SIM lưu giữ các thông tin nhận thực thuê bao và mật mã/giải mật mã hoá Các thông tin lưu giữ trong SIM:

 Các số nhận dạng IMSI, TMSI

 Khoá nhận thực Ki

 Khoá mật mã Kc

 Số nhận dạng vùng định vị LAI (Location Area ID)

 MSISDN: Mobile Station ISDN =>Số điện thoại của thuê bao di động

 Danh sách các tần số lân cận

Chương 1 Hệ thống thông tin di động GSM

IMEI và IMSI hoàn toàn độc lập với nhau để đảm bảo tính di động cá nhân Card SIM có thể chống việc sử dụng trái phép bằng mật khẩu hoặc số nhận dạng cá nhân (PIN: Personal Identity Number)

Trạm di động ở GSM thực hiện hai chức năng:

− Thiết bị vật lý để giao tiếp giữa thuê bao di động với mạng qua đường vô tuyến

− Đăng ký thuê bao, ở chức năng thứ hai này mỗi thuê bao phải có một thẻ gọi là SIM card Trừ một số trường hợp đặc biệt như gọi cấp cứu… thuê bao chỉ có thể truy nhập vào hệ thống khi cắm thẻ này vào máy

1.1.2. Phân hệ trạm gốc (BSS Base Station Subsystem) -

BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động MS bằng thiết bị BTS thông qua giao diện vô tuyến Mặt khác BSS thực hiện giao diện với các tổng đài ở phân

hệ chuyển mạch SS Tóm lại, BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài và nhờ vậy đấu nối những người sử dụng các trạm di động với những người sử dụng viễn thông khác BSS cũng phải được điều khiển, do đó nó được đấu nối với phân hệ vận hành và bảo dưỡng OSS Phân hệ trạm gốc BSS bao gồm:

 TRAU (Transcoding and Rate Adapter Unit): Bộ chuyển đổi mã và phối hợp tốc độ

 BSC (Base Station Controler): Bộ điều khiển trạm gốc

 BTS (Base Transceiver Station): Trạm thu phát gốc

Một BTS bao gồm các thiết bị thu /phát tín hiệu sóng vô tuyến, anten và bộ phận mã hóa và giải mã giao tiếp với BSC BTS là thiết bị trung gian giữa mạng GSM và thiết bị thuê bao MS, trao đổi thông tin với MS qua giao diện vô tuyến Mỗi BTS tạo ra một hay một số khu vực vùng phủ sóng nhất định gọi là tế bào (cell)

Hiện tại, Vinaphone sử dụng thiết bị Motorola cho tỉnh Bình Dương Vì vậy

ta sẽ tìm hiểu các khối chức năng của BTS Motorola

Hình 1.2 thể hiện kiến trúc các khối chức năng của BTS Motorola BTS Motorola có các khối chức năng chính bao gồm, :

Chương 1 Hệ thống thông tin di động GSM

Chương 1 Hệ thống thông tin di động GSM

Hình 1.3 thể hiện sơ đồ kết nối giữa SURF2 và CTU2

o Điều khiển công suất truyền

 SURF2: thực hiện khuyếch đại tạp âm thấp, lọc thông dải, định tuyến tín hiệu từ anten thu đến CTU2 thông qua ma trận chuyển mạch Một SURF2 có thể định tuyến 3 anten thu đến 6 CTU2 khác nhau trong cùng một path chính

 HIISC:

rộng dung lượng cho BTS

o Có thể lập trình sự thay đổi của các khe thời gian

Chương 1 Hệ thống thông tin di động GSM

o 6 giao diện với đường tích hợp E1/T1( nếu nâng cấp sẽ hỗ trợ 8 đường)

o Có thể lập trình khối đồng bộ, khối định thời để hỗ trợ đa giao diện vô tuyến, GPS

Ngoài ra còn có các Card dùng cho giao tiếp luồng và cảnh báo ngoài

Khối thích ứng và chuyển đổi mã thực hiện chuyển đổi mã thông tin từ các kênh vô tuyến (16 Kb/s) theo tiêu chuẩn GSM thành các kênh thoại chuẩn (64 Kb/s) trước khi chuyển đến tổng đài TRAU là thiết bị mà ở đó quá trình mã hoá và giải

mã tiếng đặc thù riêng cho GSM được tiến hành, tại đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số liệu TRAU là một bộ phận của BTS, nhưng cũng

có thể được đặt cách xa BTS và thậm chí còn đặt trong BSC và MSC

BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa Các lệnh này chủ yếu là lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến và chuyển giao Một phía BSC được nối với BTS, còn phía kia nối với MSC của phân

hệ chuyển mạch SS Giao diện giữa BSC và MSC là giao diện A, còn giao diện giữa BTS và BSC là giao diện A.bis

3 Điều khiển nối thông các cuộc gọi: BSC chịu trách nhiệm thiết lập và giải phóng các đấu nối tới máy di động MS Trong quá trình gọi, sự đấu nối được BSC giám sát Cường độ tín hiệu, chất lượng cuộc đấu nối được ở máy di động và TRX gửi đến BSC Dựa vào đó mà BSC sẽ quyết định công suất phát tốt nhất của MS và

Chương 1 Hệ thống thông tin di động GSM

TRX để giảm nhiễu và tăng chất lượng cuộc đấu nối BSC cũng điều khiển quá trình chuyển giao nhờ các kết quả đo kể trên để quyết định chuyển giao MS sang cell khác, nhằm đạt được chất lượng cuộc gọi tốt hơn Trong trường hợp chuyển giao sang cell của một BSC khác thì nó phải nhờ sự trợ giúp của MSC Bên cạnh

đó, BSC cũng có thể điều khiển chuyển giao giữa các kênh trong một cell hoặc từ cell này sang kênh của cell khác trong trường hợp cell này bị nghẽn nhiều

4 Quản lý mạng truyền dẫn: BSC có chức năng quản lý cấu hình các đường truyền dẫn tới MSC và BTS để đảm bảo chất lượng thông tin Trong trường hợp có

sự cố một tuyến nào đó, nó sẽ tự động điều khiển tới một tuyến dự phòng

1.1.3. Phân hệ chuyển mạch (SS Switching Subsystem) -

Phân hệ chuyển mạch bao gồm các khối chức năng sau:

 Trung tâm chuyển mạch nghiệp vụ di động MSC

 Thanh ghi định vị thường trú HLR

 Thanh ghi định vị tạm trú VLR

 Trung tâm nhận thực AuC

 Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR

Phân hệ chuyển mạch (SS) bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của mạng GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động của thuê bao Chức năng chính của SS là quản lý thông tin giữa những người

sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác

Tổng đài di động MSC (Mobile services Switching Center) thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điều khiển trạm gốc BSC MSC thực hiện các chức năng chuyển mạch chính, nhiệm vụ chính của MSC là tạo kết nối và xử lý cuộc gọi đến những thuê bao của GSM, một mặt MSC giao tiếp với phân hệ BSS và mặt khác giao tiếp với mạng ngoài qua tổng đài cổng GMSC (Gateway MSC)

Chức năng chính của tổng đài MSC:

 Xử lý cuộc gọi (Call Processing)

 Điều khiển chuyển giao (Handover Control)

Chương 1 Hệ thống thông tin di động GSM

 Quản lý di động (Mobility Management)

 Xử lý tính cước (billing)

 Tương tác mạng IWF(Interworking Function): qua GMSC

Để kết nối MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm truyền dẫn của mạng GSM với các mạng này Các thích ứng này gọi là chức năng tương tác IWF (Inter Networking Function) IWF bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyền dẫn IWF có thể thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng, ở trường hợp hai giao tiếp giữa MSC và IWF được để mở

HLR là cơ sở dữ liệu tham chiếu lưu giữ lâu dài các thông tin về thuê bao, các thông tin liên quan tới việc cung cấp các dịch vụ viễn thông HLR không phụ thuộc vào vị trí hiện thời của thuê bao và chứa các thông tin về vị trí hiện thời của thuê bao

1.1.3.3. Bộ ghi định vị tạm trú (VLR - Visitor Location Register)

VLR là một cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang ở vùng phục vụ của MSC Mỗi MSC có một VLR, thường thiết kế VLR ngay trong MSC Ngay cả khi MS lưu động vào một vùng MSC mới VLR liên kết với MSC sẽ yêu cầu số liệu về MS từ HLR Đồng thời HLR sẽ được thông báo rằng MS đang ở vùng MSC nào Nếu sau đó MS muốn thực hiện một cuộc gọi, VLR sẽ có tất cả các thông tin cần thiết để thiết lập một cuộc gọi mà không cần hỏi HLR, có thể coi VLR như một HLR phân bố VLR chứa thông tin chính xác hơn về vị trí MS ở vùng MSC Nhưng khi thuê bao tắt máy hay rời khỏi vùng phục vụ của MSC thì các số liệu liên quan tới nó cũng hết giá trị

Chương 1 Hệ thống thông tin di động GSM

Hay nói cách khác, VLR là cơ sở dữ liệu trung gian lưu trữ tạm thời thông tin về thuê bao trong vùng phục vụ MSC/VLR được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu HLR

VLR bao gồm:

 Các số nhận dạng: IMSI, MSISDN, TMSI

 Số hiệu nhận dạng vùng định vị đang phục vụ MS

 Danh sách các dịch vụ mà MS được và bị hạn chế sử dụng

 Trạng thái của MS ( bận: busy; rỗi: idle)

1.1.3.4. Thanh ghi nhận dạng thiết bị (EIR Equipment Identity Register)-

EIR có chức năng kiểm tra tính hợp lệ của ME thông qua số liệu nhận dạng

di động quốc tế (IMEI International Mobile Equipment Identity) và chứa các số liệu

-về phần cứng của thiết bị Một ME sẽ có số IMEI thuộc một trong ba danh sách sau:

1 Nếu ME thuộc danh sách trắng (White List) thì nó được quyền truy nhập

và sử dụng các dịch vụ đã đăng ký

2 Nếu ME thuộc danh sách xám (Gray List), tức là có nghi vấn và cần kiểm tra Danh sách xám bao gồm những ME có lỗi (lỗi phần mềm hay lỗi sản xuất thiết bị) nhưng không nghiêm trọng tới mức loại trừ khỏi hệ thống

3 Nếu ME thuộc danh sách đen (Black List), tức là bị cấm không cho truy nhập vào hệ thống, những ME đã thông báo mất máy

AuC được nối đến HLR, chức năng của AuC là cung cấp cho HLR các tần số nhận thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật Đường vô tuyến cũng được AuC cung cấp mã bảo mật để chống nghe trộm, mã này được thay đổi riêng biệt cho từng thuê bao Cơ sở dữ liệu của AuC còn ghi nhiều thông tin cần thiết khác khi thuê bao đăng ký nhập mạng và được sử dụng để kiểm tra khi thuê bao yêu cầu cung cấp dịch vụ, tránh việc truy nhập mạng một cách trái phép

OSS (Operation and Support System) thực hiện 3 chức năng chính:

Chương 1 Hệ thống thông tin di động GSM

2) Quản lý thuê bao và tính cước

 Bảo dưỡng:

Có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố và hỏng hóc, nó có một

số quan hệ với khai thác Các thiết bị ở hệ thống viễn thông hiện đại có khả năng tự phát hiện một số các sự cố hay dự báo sự cố thông qua kiểm tra Bảo dưỡng bao gồm các hoạt động tại hiện trường nhằm thay thế các thiết bị có sự cố, cũng như việc sử dụng các phần mềm điều khiển từ xa

Hệ thống khai thác và bảo dưỡng có thể được xây dựng trên nguyên lý của TMN (Telecommunication Management Network - Mạng quản lý viễn thông) Lúc này, một mặt hệ thống khai thác và bảo dưỡng được nối đến các phần tử của mạng viễn thông (MSC, HLR, VLR, BSC, và các phần tử mạng khác trừ BTS) Mặt khác

hệ thống khai thác và bảo dưỡng được nối tới máy tính chủ đóng vai trò giao tiếp

Bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao Nhiệm vụ đầu tiên là nhập

và xoá thuê bao khỏi mạng Đăng ký thuê bao cũng có thể rất phức tạp, bao gồm nhiều dịch vụ và các tính năng bổ sung Nhà khai thác có thể thâm nhập được các thông số nói trên Một nhiệm vụ quan trọng khác của khai thác là tính cước các

Chương 1 Hệ thống thông tin di động GSM

cuộc gọi rồi gửi đến thuê bao Khi đó HLR, SIM Card đóng vai trò như một bộ phận quản lý thuê bao

-1.1.4.3 Quản lý thiết bị di động

Quản lý thiết bị di động được bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR thực hiện EIR lưu trữ toàn bộ dữ liệu liên quan đến trạm di động MS EIR được nối đến MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra tính hợp lệ của thiết bị Trong hệ thống GSM thì EIR được coi là thuộc phân hệ chuyển mạch NSS

Chương 2 Các chỉ số chất lượng hệ thống

Phần II CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI CHẤT LƯỢNG MẠNG THÔNG

TIN DI ĐỘNG GSM

Chương 2 CÁC CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG

2.1 Giới thiệu chung về các chỉ số chất lượng hệ thống

Khác với mạng PSTN (Public Switched Telephone Network) truyền thống, mạng PLMN có cấu trúc cell, có các cơ chế điều khiển như chuyển giao, cập nhật thông tin vị trí Trong các mạng PLMN ngoài các dịch vụ cơ bản như thoại, Fax và các dịch vụ gia tăng như chuyển cuộc gọi, chờ cuộc gọi, hạn chế cuộc gọi mạng PLMN còn cung cấp thêm các loại hình dịch vụ đặc thù như dịch vụ chuyển vùng, dịch vụ Prepaid trên cơ sở triển khai thêm các phần tử của mạng thông minh (IN) Chính vì vậy đánh giá chất lượng dịch vụ và chất lượng mạng của mạng PLMN sẽ

có một số chỉ tiêu và phương pháp đánh giá riêng

Phân hệ vô tuyến có đặc trưng riêng và là phần quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng của toàn mạng Tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ của Bộ Bưu chính viễn thông có đưa ra yêu cầu về chất lượng phủ sóng, liên quan chặt chẽ tới chỉ tiêu chất lượng của phân hệ vô tuyến Những chỉ tiêu chất lượng như chỉ số chất lượng đường lên, đường xuống, tỷ số C/I là những chỉ tiêu chính quyết định đến chất lượng của phân hệ vô tuyến Việc đo đạc đánh giá những chỉ tiêu này sẽ trợ giúp đắc lực cho công tác quy hoạch mạng, nâng cao chất lượng mạng lưới cũng như tìm biện pháp khắc phục suy giảm chất lượng mạng phân hệ vô tuyến

Chương 2 Các chỉ số chất lượng hệ thống

Chất lượng của các mạng vô tuyến tế bào có thể được đo bằng việc sử dụng nhiều loại chỉ số chất lượng (KPI) khác nhau Hơn nữa, nhiều KPI có thể được thu thập hoặc trong quá trình đo Drive test hoặc từ số liệu thống kê hệ thống quản lý mạng (NMS) Vì các số liệu thống kê NMS đưa ra chất lượng của toàn bộ mạng nên chúng đặc trưng hơn so với các kết quả của quá trình Drive test Chỉ số KPI dựa vào quá trình Drive test chỉ đóng vai trò trong việc giám sát hoạt động của mạng, khi các KPI tương tự không có được từ số liệu thống kê NMS Thêm vào đấy, các số liệu thống kê có thể cho biết các giờ cao điểm hoặc hiệu suất trung bình từng ngày

Theo truyền thống, các nhà khai thác mạng tế bào đã đo và xác định mức chuẩn cho hiệu suất hoạt động của mạng của họ, thường sử dụng tỉ số BER và tỉ lệ rớt cuộc gọi (DCR) để đánh giá chất lượng tín hiệu và cũng tương ứng với tỉ lệ mất kết nối Ngoài ra tỉ lệ thiết lập cuộc gọi thành công (CSSR) và tỉ lệ chuyển giao thành công (HOSR) được sử dụng để đánh giá chất lượng của kênh báo hiệu liên quan tới các cuộc gọi và chuyển giao

2.1.1. Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công (CSSR)

Thực tế, không phải tất cả các khách hàng thực hiện cuộc gọi không thành công lần đầu tiên đều do chất lượng mạng không tốt, ví dụ như các kênh tín hiệu kém, nghẽn

Để xác định chất lượng mạng theo khía cạnh mức độ thực hiện cuộc gọi trong mạng, tham số tỷ lệ cuộc gọi thiết lập thành công được sử dụng

Tỷ lệ cuộc gọi thiết lập thành công cho thấy khả năng khách hàng thiết lập thành công cuộc gọi (sau lần gọi đầu tiên) Giá trị CSSR cao hơn, mức độ hài lòng của khách hàng sẽ tốt hơn Từ định nghĩa ở trên, tham số tỷ lệ cuộc gọi thiết lập

CSSR = (Tổng các cuộc gọi được nối thông)/(tổng cuộc gọi thực hiện)

được hiểu theo khía cạnh kỹ thuật là các cuộc gọi được kết nối thành công đến số bị gọi sau khi khách hàng ấn nút “call” trên máy di động Tuy nhiên trên phương diện

vô tuyến, một cuộc gọi của khách hàng được xem như kết nối thành công nếu TCH

Chương 2 Các chỉ số chất lượng hệ thống

Trong GSM, quá trình khởi tạo cuộc gọi được chia thành 3 dai đoạn:

 Giai đoạn RACH/PAGING

 Giai đoạn SDCCH

 Giai đoạn gán kênh TCH

Trong hầu hết các hệ thống GSM (phía cung cấp dịch vụ), rất khó để có được các số liệu chính xác tại giai đoạn RACH/PAGING tại giao diện vô tuyến, do đó trong tài liệu này giai đoạn RACH/PAGING tạm thời không được sử dụng trong quá trình đánh giá CSSR

Khi bỏ qua giai đoạn RACH/PAGING, CSSR có thể được tính như sau:

CSSR = (tỷ lệ SDCCH thành công)*(tỷ lệ gán kênh bình th ường TCH

thành công)

 Chặn SDCCH: không có kênh SDCCH rỗi sau thủ tục SDCCH

 Lỗi chiếm (SDCCH Seizure Failure): MS không thể chiếm được

kênh SDCCH đã được phân định do lỗi hệ thống hoặc lỗi trong quá trình giải mã báo hiệu, vv

 Rơi SDCCH (SDCCH Drop): Kết nối bị ngắt trong giai đoạn truyền

SDCCH do lỗi hệ thống, tín hiệu RF yếu, vv

Do đó chúng ta có thể đưa ra công thức xác định tỷ lệ thành công SDCCH

Tuy nhiên do cơ chế thực hiện lại SDCCH trong hầu hết các hệ thống GSM,

số lần SDCCH thực hiện cho mỗi cuộc gọi có thể là nhiều hơn 1 trong khi số lần chiếm SDCCH luôn luôn là 1 cho mỗi cuộc gọi, do đo nếu tính SSR theo công thức

ở trên dẫn đến giá trị này sẽ xấu hơn giá trị thực tế Để tránh tình trạng này, SSR được tính theo công thức sau:

Chương 2 Các chỉ số chất lượng hệ thống

Ghi chú: từ giao diện đo BSS, thông thường việc thống kê đối với SDCCH gồm có SDCCH cho các cuộc gọi và SDCCH dùng cho các mục đích khác như dịch

vụ bản tin ngắn, cập nhật vị trí vv, do đó có những ý kiến cho là kết quả được tính

từ công thức này là chưa chính xác Tuy nhiên, SDCCH cho cuộc gọi, SDCCH cho SMS vv có cùng nguyên tắc phân bổ và chúng cùng được thực hiện trên cùng một thiết bị, do đó tỷ lệ thành công đối với mỗi loại SDCCH là giống nhau

2.1.1.2 Tỷ lệ phân định TCH bình thường thành công (TCH Normal

Assignment Successful Rate (TASR))

thể nghe được chuông, giọng nói vv

Giai đoạn phân định TCH bình thường không thành công do các nguyên nhân sau:

 TCH bận: Không có TCH rỗi để cấp phát sau thủ tục yêu cầu kênh

TCH từ MS do nghẽn

 Lỗi chiếm TCH: MS không thể chiếm được kênh TCH đã được phân

định do lỗi hệ thống hoặc lỗi giải mã tín hiệu,vvv

Từ những nhận định ở trên, chúng ta có thể đưa ra công thức để tính tỷ lệ phân định TCH thành công (TASR) nh sau: ư

Trong đó :

 Số lần chiếm TCH bình thường được hiểu là quá trình chiếm TCH khi khởi tạo cuộc gọi và không kèm theo số lần chiếm TCH khi chuyển giao

 Số lần thực hiện TCH bình thường được hiểu là số lần MS yêu cầu TCH khi thiết lập cuộc gọi (loại trừ chuyển giao)

2.1.2. Tỷ lệ rớt cuộc gọi (DCR)

DCR dùng để đo phần trăm số cuộc kết nối bị hỏng và nó luôn luôn là một chỉ số KPI quan trọng vì nó thường được xét tới khi các cuộc gọi bị ngắt gây cho chất lượng của dịch vụ (QoS) do cảm nhận của người dùng giảm xuống

Chương 2 Các chỉ số chất lượng hệ thống

Trong hệ thống GSM, một bộ phận của một phần của chu trình khởi động chính của một cuộc gọi bị rớt dựa vào một bộ đếm (thời gian timeout trên đường truyền vô tuyến) để đếm tăng hoặc giảm phụ thuộc vào việc nhận thành công các khung SACCH Chức năng này được thiết kế để ngắt cuộc gọi khi mà đường truyền

bị giảm xuống dưới một mức ngưỡng nhất định Vì thế mặc dù DCR có liên quan tới chất lượng tiếng nói do người sử dụng đầu cuối cảm nhận nhưng nó vẫn là một chỉ số chất lượng của kênh báo hiệu SACCH hay dùng

Trong một cuộc gọi, kết nối có thể bị ngắt đột ngột mà không có sự điều khiển của của thành phần cuộc gọi, trong trường hợp này cuộc gọi được xem như bị rớt

Có rất nhiều lý do dẫn đến nguyên nhân rơi cuộc gọi: chất lượng tín hiệu kém (nhiễu, cường độ tín hiệu nhiễu), lỗi hệ thống (lỗi phần cứng, lỗi truyền dẫn, vv ) Nói chung cuộc gọi rơi cho thấy mạng bị lỗi hoặc chất lượng mạng kém

Để đánh giá chất lượng mạng theo tiêu chí các cuộc gọi rớt, tham số tỷ lệ rớt cuộc gọi (Dropped Call Rate) được sử dụng Giá trị DCR càng thấp chất lượng mạng càng tốt

Có nhiều cách khác nhau để tính DCR Có thể tính bằng số cuộc gọi bị rớt/1Erlang, số cuộc gọi bị rớt /số cuộc gọi gốc và số cuộc gọi bị rớt /số cuộc gọi được chuyển giao tại mỗi cell, bao gồm cả đầu vào chuyển giao Trong tài liệu này, chúng ta sẽ sử dụng các cuộc gọi bị rớt / số các cuộc gọi gốc vì nó là cách phổ biến nhất mà các nhà khai thác mạng dùng để tính DCR

Từ giao diện thống kê RF, DCR có thể được xác định như sau: DCR = (TCH rớt)/(TCH phân định bình thường)

Trên thực tế, đôi khi DCR không phản ánh đúng chất lượng mạng, do có nhiều cell luôn luôn có chỉ số DCR cao và nhiều Cell luôn có chỉ số DCR thấp do

đó chỉ số phần trăm các cell có DCR cao cũng phải được báo cáo Trong hầu hết các cell, đặc biệt nhất là các cell có nhiều chuyển giao vào (các cell 1800), công thức tính DCR ở trên sẽ không phản ánh được chất lượng cell độc lập do thực tế tổng số kết nối TCH được xử lý bởi cell luôn nhiều hơn số cuộc gọi khởi tạo trong cell đó,

do đó tỷ lệ rớt kênh TCH và tỷ lệ rớt kênh SDCCH phải được sử dụng

Tỷ lệ rớt kênh TCH được tính theo công thức sau:

Chương 2 Các chỉ số chất lượng hệ thống

Tỷ lệ rớt kênh TCH (%) = TCH Call Drop / Success TCH Seizures

Trong đó :

 Các cuộc gọi rớt TCH = Kết nối vô tuyến bị lỗi tại TCH (lỗi kết nối)

+ các kết nối vô tuyến lỗi tại TCH (chỉ báo lỗi) + lỗi chiếm TCH do lỗi các kết nối mặt đất + TCH Lỗi chiếm do giao diện vô tuyễn + các lỗi TCH(các lý do khác)

 Số lần chiếm kênh TCH = số lần chiếm TCH (bao gồm cả chuyển

giao) – số lỗi chiếm TCH (bao gồm cả chuyển giao)

Tỷ lệ rớt kênh SDCCH được tính theo công thức sau:

Tỷ lệ rơi kênh SDCCH (%) = SDCCH Call Drop / Success SDCCH Seizures Trong đó :

 Các cuộc gọi rơi SDCCH = Kết nối vô tuyến bị lỗi SDCCH (lỗi kết

nối) + các kết nối vô tuyến lỗi SDCCH (chỉ báo lỗi) + lỗi chiếm SDCCH do lỗi các kết nối mặt đất + Lỗi chiếm SDCCH do giao diện

A + các lỗi SDCCH do các nguyên nhân khác

 Số lần chiếm kênh SDCCH = số lần chiếm SDCCH (bao gồm cả

Trong quá trình kết nối TCH, khi di chuyển từ BTS này sang BTS khác, thủ tục chuyển giao được thực hiện

Tuy nhiên do nhiều lý do khác nhau, thủ tục chuyển giao từ cell đang phục

vụ sang cell đích có thể không thành công, trong trường hợp này hoặc MS sẽ quay lại kênh cũ trên cell đang phục vụ hoặc cuộc gọi bị rơi Trong hầu hết các trường hợp, nếu thủ tục thực hiện chuyển giao đầu tiên không thành công, thủ tục chuyển giao khác sẽ được kích hoạt ngay sau đó Khi MS di chuyển đến cell đích, nếu thủ tục chuyển giao không thành công, kết nối phải được duy trì trên kênh của cell đang phục vụ, khi tín hiệu từ cell đang phục vụ trở nên kém, dẫn đến chất lượng kết nối kém trên kênh thông tin hiện hành, chỉ có một cách duy nhất để nâng cao chất lượng

là chuyển giao đến cell có tín hiệu tốt hơn nhưng thủ tục này như đã nói là không thành công

Chương 2 Các chỉ số chất lượng hệ thống

Việc gián đoạn kết nối trong quá trình chuyển giao từ kênh cũ sang kênh mới, nhiều cuộc chuyển giao không thành công dẫn đến chất lượng thông tin kém

quá trình chuyển giao Phải giảm thiểu các lỗi chuyển giao để cải thiện tỉ số DCR

Tỷ lệ chuyển giao thành công (HOSR) được xác định như sau:

HOSR = (Tổng số lần chuyển giao thành công)/(Số lần thử chuyển giao) 2.1.4. Tỷ lệ nghẽn trên các kênh logic

Chất lượng của mạng di động là vấn đề quan trọng nhất liên quan tới hoạt động của mạng Mục đích chính của nhà khai thác mạng là làm sao thoả mãn được khách hàng/thuê bao về chất lượng của dịch vụ mà họ cung cấp Để đạt được hiệu suất tốt nhất, họ cần phải luôn luôn điều chỉnh và tối ưu hệ thống của họ Hệ thống quản lý mạng (NMS) với một cơ sở dữ liệu trực tuyến sẽ đáp ứng tập hợp của mọi việc xảy ra trên mạng, trong dạng dữ liệu chưa xử lý Với hiệu suất lớn hơn, nhà khai thác mạng lắp đặt hệ thống có thể hoạt động nhiều hơn so với thu thập và bộ lưu trữ và hệ thống cũng dễ dàng sử dụng và đòi hỏi mọi dữ liệu được cung cấp bởi NMS Một trong những nhiệm vụ quan trọng là đánh giá thống kê dữ liệu, tập trung vào tình trạng tắc nghẽn Với mục đích đó, các dữ liệu trước đó đã được tách ra từ kho dữ liệu và đã được đánh giá

Để có thể đo được chất lượng mạng, các mẫu của một ngày bình thường có thể được xét đến, trong khi đó với hiệu suất trong tình trạng tắc nghẽn cũng được phân tích Ngoài các tham số như tỉ lệ cuộc gọi thiết lập thành công, tỉ lệ chuyển vùng thành công, tỉ lệ tắc nghẽn kênh SDCCH và tỉ lệ tắc nghẽn kênh TCH cũng được đánh giá

Lưu lượng được lựa chọn để xem xét về sự gia tăng các yêu cầu đối với dịch

vụ và kênh truyền với số thuê bao hiện thời, sau đó những dự đoán về tắc nghẽn sẽ xảy ra Tỉ lệ cuộc gọi được thiết lập thành công và tỉ lệ chuyển vùng thành công được lựa chọn để đánh giá thực tế về tình trạng tắc nghẽn trong hai quá trình quan trọng nhất trong thời gian có cuộc gọi thử, đánh giá chất lượng của dịch vụ cung cấp tới các thuê bao Và cuối cùng, tỉ lệ tắc nghẽn kênh SDCCH và TCH được lựa chọn

-khiển dành riêng độc lập) hay còn được gọi là “kênh báo hiệu” Tất nhiên còn có nhiều kênh khác, nhưng hai kênh trên và đặc biệt là kênh SDCCH là một tài nguyên quan trọng nhất nơi mà hệ thống sẽ trả lời lại để đáp ứng yêu cầu của người sử dụng Một cuộc gọi mới không thể thiết lập nếu các kênh SDCCH không còn dư và cũng tương tự với trường hợp mọi kênh TCH bị tắc nghẽn

Tỷ lệ nghẽn kênh TCH được tính theo công thức sau:

Tỷ lệ nghẽn TCH (gồm cả chuyển giao) (%) = Lỗi chiếm TCH (gồm cả chuyển giao) / Số lần chiếm TCH (cả chuyển giao

Trong đó:

 Các lỗi chiếm TCH (gồm cả chuyển giao) = lỗi chiểm TCH cho cuộc

gọi + lỗi chiếm TCH cho cuộc gọi thiết lập lại + lỗi chiếm TCH cho chuyển giao intra_BSC hướng vào + lỗi chiếm TCH cho chuyển giao inter_BSC hướng vào + lỗi chiếm TCH cho thử lại hướng

 Số lần chiếm TCH đã thực hiện (bao gồm cả chuyển giao) = chiếm

TCH cho cuộc gọi + chiếm TCH cho cuộc gọi thiết lập lai + chiếm TCH cho chuyển giao intra_BSC hướng vào + chiếm TCH cho chuyển giao inter_BSC hướng vào + chiếm TCH cho thử lại hướng

Tỷ lệ nghẽn kênh SDCCH được tính theo công thức sau:

Tỷ lệ nghẽn SDCCH (gồm cả chuyển giao) (%) = Lỗi chiếm SDCCH (gồm cả chuyển giao) / Số lần chiếm SDCCH (cả chuyển giao).

2.1.5. Chất lượng thoại Qvoice

Việc đánh giá chất lượng thoại có vai trò rất quan trọng đối với các nhà khai thác mạng thông tin di động và cố định Vì thoại là dịch vụ thông tin cơ bản cho nên việc đảm bảo cung cấp dịch vụ này với chất lượng ổn định là một yếu tố cạnh tranh của các nhà khai thác mạng

Chương 2 Các chỉ số chất lượng hệ thống

Phương pháp đánh giá chất lượng thoại đã được nhiều tổ chức tiêu chuẩn như ITU T, ETSI, 3GPP thực hiện chuẩn hóa ột số phương pháp đánh giá chất - Mlượng thoại cơ bản: phương pháp đánh giá theo thang điểm MOS (Mean Opinion

-hình giác quan PSQM (Perceptual Speech Quality Measurement) theo khuyến nghị ITU-T P.861, PESQ (Perceptual Evaluation of Speech Quality) theo khuyến nghị

Các tham số truyền dẫn cơ bản liên quan đến chất lượng thoại trong hệ thống GSM bao gồm:

 Tham số đánh giá cường độ âm lượng/tổn hao tổng thể (OLR-Overall Loudness Rating): OLR của hệ thống phải không được vượt quá giới hạn được định nghĩa trong khuyến nghị G.111 của ITU-T Tuy nhiên, tham số ảnh hưởng chính là đặc tính của MS gồm cả bộ chuyển đổi tương tự số (ADC) và số tương tự (DAC) Do vậy, thông thường, - người ta đánh giá OLR của giao diện vô tuyến

 Trễ: thời gian truyền dẫn tín hiệu giữa hai đầu cuối gây ra những khó khăn trong việc hội thoại Trễ bao gồm: trễ chuyển mã thoại, trễ mã hóa kênh, trễ mạng và trễ xử lý tín hiệu thoại để loại bỏ tiếng vọng và giảm nhiễu ở chế độ Handsfree

 Tiếng vọng (echo)

 Cắt ngưỡng (clipping): là hiện tượng mất phần đầu hoặc phần cuối của cụm tín hiệu thoại

 Các tính chất liên quan đến độ nhạy tần số

 Xuyên âm (sidetone loss).

 Nhiễu nền

34T

Việc đánh giá chất lượng thoại trong mạng GSM cũng như các hệ thống thông tin khác (cố định và vô tuyến) có thể được thực hiện bằng cách đánh giá các tham số truyền dẫn có ảnh hưởng đến chất lượng thoại và xác định tác động của các tham số này đối với chất lượng tổng thể Tuy nhiên, việc đánh giá từng tham số rất phức tạp và tốn kém Hiện nay, việc đánh giá chất lượng thoại được dựa trên một

Chương 2 Các chỉ số chất lượng hệ thống

tham số chất lượng tổng thể là MOS Việc đánh giá chất lượng thoại được thực hiệ n bằng phương pháp đánh giá chủ quan hoặc đo đạc khách quan Đối với phương thức đánh giá chủ quan, giá trị MOS có thể nhận được thông qua khảo sát ý kiếnngười sử dụng về chất lượng tín hiệu thoại Phương thức này liên quan trực tiếp đến quan điểm của người đánh giá nhưng chi phí cao và đòi hỏi nhiều thời gian Phương

thang điểm MOS Phương thức này có thể được chủ động tiến hành tại mọi thời điểm bất kỳ và có thể lặp lại nhiều lần trong các khoảng thời gian khác nhau, không đòi hỏi chi phí tiến hành đánh giá như ỏ phương thức chủ quan Độ tin cậy của kết quả đánh giá chủ quan phụ thuộc vào nhiều yếu tố và khó kiểm soát như số lượng người đánh giá, điều kiện môi trường đánh giá và mang tính ổn định không cao Đồng thời đánh giá chủ quan đòi hỏi nhiều thời gian cũng như chi phí tiến hành đánh giá Tuy nhiên, phương pháp này lại cho kết quả đánh giá gần với cảm nhận thực tế của con người Do đó việc kết hợp đánh giá giữa các phương pháp chủ quan

và các mô hình đánh giá khách quan cần được nghiên cứu áp dụng để đánh giá chất lượng thoại

Trong PESQ, hai tham số lỗi được tính toán trong mô hình kinh nghiệm; chúng được kết hợp lại để ước lượng điểm MOS

Một mô hình máy tính của chủ thể bao gồm mô hình giác quan và mô hình kinh nghiệm được sử dụng để so sánh tín hiệu đầu ra với tín hiệu gốc sử dụng các thông tin sắp xếp lấy được từ các tín hiệu định thời trong môđun sắp xếp định thời

Phương pháp PESQ là có thể sử dụng không chỉ để đánh giá các bộ mã hóa thoại mà còn để đánh giá chất lượng thoại đầu cuối đến đầu cuối Các hệ thống thông tin trên thực tế có thể bị ảnh hưởng của nhiều khâu lọc, trễ khả biến và các tổn hao do lỗi kênh truyền dẫn và việc sử dụng các bộ codec tốc độ thấp PESQ đã được kiểm tra trong điều kiện kết hợp nhiều yếu tố như: lọc, trễ khả biến, tổn hao

mã hóa và lỗi kênh truyền dẫn

2.2 Nguyên nhân gây giảm chỉ số KPI và các biện pháp khả dụng

nâng cao chỉ số KPI

Việc suy giảm chỉ số KPI có nhiều nguyên nhân và nhiều biện pháp cải thiện ở mức độ khác nhau Vì vùng phủ sóng, hệ số sử dụng phổ tần và tải lưu lượng ở các vùng khác nhau thì khác nhau, thuộc mạng khác nhau thì khác nhau, nên các nhà khai thác mạng phải quyết định tối ưu hoá các giá trị của thông số theo từng vùng của từng mạng

2.2.1.1.1 Nguyên nhân

Độ sẵn sàng của kênh SDCCH, số lượng lớn các vị trí được cập nhật, lưu lượng dịch vụ nhắn tin (SMS) ở mức cao, quá nhiều yêu cầu thiết lập cuộc gọi

Chương 2 Các chỉ số chất lượng hệ thống

2.2.1.1.2 Hướng khắc phục

Kiểm tra số liệu thống kê trước đó về độ sẵn sàng của kênh SDCCH Trong một vài hệ thống, các khe thời gian có thể chuyển sang chế độ chờ Các dữ liệu quá khứ có thể chỉ ra nếu các khe thời gian hiện có liên tục rỗi Nếu hiện tượng này xuất hiện trong một khoảng thời gian dài và đặc biệt là trong giờ cao điểm (BH), thì một BTS (trạm gốc) khởi động lại và kiểm tra lại tính hợp lệ nếu được yêu cầu

Kiểm tra việc cập nhật vị trí mới với số lượng lớn, việc thiết lập cuộc gọi và lưu lượng nhắn tin (SMS) Việc tăng độ trễ quá trình chọn lại cell (CRH) sẽ làm trễ quá trình chọn lại GPRS Cần phải sáng suốt trong việc mở rộng tài nguyên nếu cần thiết Việc này có thể được thực hiện vào lúc sử dụng một kênh TCH được thay đổi thành 8 kênh SDCCH Thực hiện việc này nhằm mục đích là không có kênh SDCCH nào bị tắc nghẽn trong toàn bộ thời gian

Kiểm tra thời gian duy trì trung bình (MHT) trong cell và so sánh nó với thời gian đó ở đường biên của cell trong cùng một vùng MHT lớn hớn có thể do mất hoặc xác định không đúng cell lân cận Kiểm tra kế hoạch quy hoạch vô tuyến đối với việc chậm thiết lập các cell lân cận

Sử dụng kỹ thuật quản lý lưu lượng (loại bỏ phụ tải) là kỹ thuật ép lưu lượng bắt đầu ở gần đường biên của cell tới các vùng xung quanh của cell (force traffic originating near the cell border to the surrounding cells) Việc này có thể đạt được bằng cách tối ưu hoá việc sử dụng các đặc tính về hiệu suất dung lượng như thử lại

Chú ý: Việc phân bố lưu lượng được nói đến ở trên sẽ cải thiện được hiệu suất của GPRS Chúng sẽ giảm được tỉ số ghép TBF và số lượng của việc từ chối thiết lập ngay trong chuyển mạch gói (PS) và sẽ tăng thông lượng trong GPRS

2.2.2.1 Suy giảm chất lượng do tăng đột ngột về số lượng rơi kênh TCH

2.2.2.1.1 Nguyên nhân

Sự cố về phần mềm, sự cố trong chuyển giao

2.2.2.1.2 Hướng giải quyết

Kiểm tra các số liệu thống kê trước đó về độ sẵn sàng của kênh TCH Kiểm tra nếu có bất kỳ tín hiệu báo động nào ở cell hoặc ở máy thu hoặc ở bất kỳ một khe thời gian TCH nào

Kiểm tra hiệu suất chuyển giao trước đó của cell này Nếu các cell lân cận bên ngoài (thuộc vào một BSC khác hoặc trung tâm chuyển mạch di động MSC khác) chỉ ra chuyển giao không thành công, nhưng chỉ là các cuộc thử nghiệm, thì việc thiếu hoặc xác định không đúng cell lân cận của BSC hoặc MSC có thể là nguyên nhân

Kiểm tra xem có bất kỳ cell lân cận nào đã bị huỷ bỏ hoặc bất kỳ cái nào không sẵn sàng tham gia vào đường truyền vô tuyến (are not on the air) Nếu có bất

kỳ một cell lân cận nào không tham gia truyền thì cell đang phục vụ có thể phải chịu xảy ra tắc nghẽn ở kênh TCH và cho thấy thời gian duy trì trung bình MHT tăng lên Việc từ chối thiết lập chuyển mạch gói ngay lập tức sẽ tăng lên, cả việc ghép TBF cũng tăng và giảm thông lượng GPRS