Đề tài Tối ưu vùng phủ mạng thông tin di động 3G WCDMA Chương I giới thiệu tổng quan về mạng 3G WCDMA bao gồm các kiến trúc mạng với các phiên bản ngày càng hiện đại hơn, cấu trúc phân chia địa lý của vùng mạng di động Chương II đi vào tìm hiểu các kỹ thuật cơ bản trong mạng, giao diện vô tuyến và các kênh mà mạng 3G WCDMA sử dụng. Chương III sẽ trình bày hoạt động tối ưu vùng phủ sóng mạng 3G WCDMA thực tế, từ quy trình đo kiểm driving test, các chỉ tiêu KPIs của mạng đến những biện pháp từ thực tế để nâng cao chất lượng vùng phủ sóng.
1 Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn ký và ghi rõ họ tên Ngô Quang Long 2 AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BER Bit Error Rate Tỷ số lỗi bit BG Border Gatway Gateway kết nối ngoài BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc CN Core Network Mạng lõi CPCH Common Packet Channel Kênh gói chung CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung CS Circuit Switch Chuyển mạch kênh CSCF Call Status Control Function Chức năng điều khiển trạng thái cuộc gọi CS-MGW Circuit Switched Media Gateway Cổng phương tiện chuyển mạch kênh – xử lý dữ liệu thuê bao DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng DPCCH Dedicated Physycal Control Channel Kênh điều khiển vật lý riêng DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý riêng 3 DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh số liệu vật lý riêng DSCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống EIR Equipment Identity Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đường xuống GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GSM Global System For Mobile Communications Hệ thống thông tin di động toàn cầu HE Home Environment Môi trường nhà HHO Hard Handover Chuyên giao cứng HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú HSDPA High Speed Downlink Packet Access Truy nhập hói đường xuống tốc độ cao HS-DPCCH High-Speed Dedicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý riêng tốc độ cao HS-DSCH High-Speed Dedicated Shared Channel Kênh chia sẻ riêng tốc độ cao HS-PDSCH High-Speed Physical Dedicated Shared Channel Kênh chia sẻ riêng vật lý tốc độ cao HSS Home Subsscriber Server Server thuê bao nhà HSS Home Subscriber Server Máy chủ thuê bao thường trú HS-SCCH High-Speed Shared Control Channel Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phương tiện IP 4 IMSI International Mobile Subsscriber Identity số nhận dạng thuê bao di động quốc tế IP Internet Protocol Giao thức Internet LTE Long Term Evolution Phát triển dài hạn MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MGCF Media Gateway Control Function chức năng điều khiển cổng phương tiện MMS Multimedia Messaging Service Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện MRFC Multimedia Resource Function Controller bộ điều khiển chức năng tài nguyên đa phương tiện MRFP Multimedia Resource Function Processor bộ xử lý chức năng tài nguyên đa phương tiện MSC Mobile Services Switching Center Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động NodeB Nút B OVSF Orthogonal Variable Spreading Factor Hệ số trải phổ khả biến trực giao PCH Paging Channel Kênh tìm gọi PCPCH Physical Common Packet Channel Kênh vật lý gói chung PDCP Packet-Data Convergence Protocol Giao thức hội tụ số liệu gói PDP Packet Data Protocol Giao thức số liệu gói PDSCH Physical Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống vật lý PLMN Public Land Mobile Network mạng di động mặt đất công cộng PRACH Physical Random Access Channel Kênh vật lý truy nhập ngẫu nhiên PS Packet Switch Chuyển mạch gói 5 PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RA: Routing Area Vùng định tuyến RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RLC Radio Link Control Điều khiển liên kết vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến R-SGW Roaming Signalling Gateway Cổng báo hiệu chuyển mạng RTP Real Time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực SCH Synchronization channel Kênh đồng bộ SF Spreading Factor Hệ số trải phổ SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS phục vụ SHO Soft Handover Chuyển giao mềm SIM Subscriber Identity Module Mođun nhận dạng thuê bao SIP: Session Initiation Protocol giao thức khởi tạo phiên SMS Short Message Service Dịch vụ nhắn tin SN Serving Network mạng phục vụ SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm TDMA Time Division Mulptiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian T-SGW Transport Signalling Gateway Cổng báo hiệu truyền tải UE User Equipment Thiết bị người sử dụng 6 UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống thông tin di động toàn cấu UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network Mnạg truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS VLR Visitor Location Register bộ ghi định vị tạm trú WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Phân loại các dịch vụ ở 3GWDCMA UMTS 4 2.1 Mô tả phân chia 8191 mã ngẫu nhiên thành nhóm mã/mã sơ cấp/mã thứ cấp 26 2.2 Mô tả 64 nhóm mã sơ cấp 27 2.3 Quan hệ giữa tốc độ người dùng và hệ số trải phổ 28 3.1 Bảng thống kê kết quả RSCP 66 3.2 Bảng thống kê kết quả Ec/No 67 7 Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang 1.1 Kiến trúc tổng quát của một mạng di động kết hợp cả CS và PS 2 1.2 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R3 5 1.3 Các giao diện bên trong và bên ngoài của UTRAN 7 1.4 Vai trò logic của SRNC và DRNC 8 1.5 Kiến trúc mạng 3G WCDMA UMTS R4 14 1.6 Kiến trúc mạng 3GPP R5 và R6 15 1.7 Phân chia mạng thành các vùng phục vụ của MSC/VLR và SGSN 17 1.8 Phân chia vùng phục vụ của MSC/VLR và SGSN thành các vùng định vị 18 1.9 Phân chia LA và RA 19 1.10 Các kiểu mẫu ô 19 1.11 Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động lên 4G 20 2.1 Kết quả quá trình trải phổ 23 2.2 Độ lợi xử lý hay hệ số trải phổ 23 2.3 Các bước trải phổ tín hiệu 24 8 2.4 Vai trò của mã ngẫu nhiên và mã kênh trong WCDMA 25 2.5 Mã trải phổ dùng trong đường xuống 25 2.6 Mã trải phổ dùng trong đường lên 25 2.7 Cây mã OSVF của mã định kênh 28 2.8 Các cơ chế điều khiển công suất của WCDMA 30 2.9 Điều khiển công suất vòng hở 31 2.10 Điều khiển công suất vòng kín 32 2.11 Chuyển giao cứng 34 2.12 Chuyển giao mềm 35 2.13 Chuyển giao mềm hơn 35 2.14 Kiến trúc giao thức vô tuyến cho UTRAN FDD 36 2.15 Chức năng của các kênh vật lý 43 2.16 Chuyển đổi giữa các kênh trong 3G WCMDA 44 3.1 Quan hệ giữa Ec/No và RSCP 48 3.2 Quy trình tiến hành Driving Test 49 3.3 Giao diện TEMS Investigation với vị trí các Node B 51 3.4 Mô tả vùng phủ sóng của một trạm Node B 52 3.5 Ví dụ thiêt kế đặt trạm Node B với khu dân cư 54 3.6 Ví dụ đặt trạm Node B kết hợp dân cư và đường 55 3.7 Ví dụ đặt trạm Node B tại ngã ba 55 3.8 Ví dụ đặt trạm Node B tại khu dân cư đông 55 3.9 Góc cụp của anten 57 3.10 Ví dụ lỗi chéo cell 60 3.11 Mô tả lỗi thiếu Neighbor Cell 61 3.12 Mô tả lỗi Overshooting 62 3.13 Các bước thực hiện tối ưu quan hệ giữa các cell 63 3.14 Bản đồ phân bố RSCP trước khi tối ưu 64 3.15 Bản đồ phân bố Ec/No trước khi tối ưu 64 3.16 So sánh kết quả RSCP trước và sau tối ưu 65 3.17 So sánh kết quả Ec/No trước và sau tối ưu 66 9 10 Tại Việt Nam tính đến thời điểm hiện nay đang có 3 nhà mạng viễn thông lớn nhất triển khai và cung cấp các dịch vụ trên mạng thông tin di động 3G đó là Vinaphone, Mobifone, Viettel. Do số lượng thuê bao đã gần như bão hòa, không tăng bùng nổ như giai đoạn đầu khi triển khai, các nhà cung cấp dịch vụ bắt đầu cạnh tranh khốc liệt để giành thị phần, bao gồm đưa ra các dịch vụ mới, đưa ra giá cước hợp lý và một điều quan trọng nhất là luôn phải đảm bảo chất lượng kết nối cho khách hàng, bằng các biện pháp kỹ thuật nhằm tối ưu hệ thống mạng di động trong đó quan trọng là tối ưu vùng phủ sóng. Các hoạt động đo kiểm bằng phần mềm chuyên nghiệp được tiến hành liên tục, dựa vào kết quả đo, nhân viên tối ưu sẽ đưa ra quyết định điều chỉnh các tham số của mạng như cân chỉnh góc anten, tối ưu công suất phát, thu, tối ưu quan hệ giữa các ô lân cận với nhau nhằm đưa chất lượng vùng phủ sóng đạt tới tiêu chí đích đề ra. Vậy cụ thể hoạt động đó diễn ra như thế nào, đây chính là lý do tôi chọn đề tài “Tối ưu vùng phủ mạng thông tin di động 3G WCDMA”. Chương I giới thiệu tổng quan về mạng 3G WCDMA bao gồm các kiến trúc mạng với các phiên bản ngày càng hiện đại hơn, cấu trúc phân chia địa lý của vùng mạng di động. Chương II đi vào tìm hiểu các kỹ thuật cơ bản trong mạng, giao diện vô tuyến và các kênh mà mạng 3G WCDMA sử dụng. Chương III sẽ trình bày hoạt động tối ưu vùng phủ sóng mạng 3G WCDMA thực tế, từ quy trình đo kiểm driving test, các chỉ tiêu KPIs của mạng đến những biện pháp từ thực tế để nâng cao chất lượng vùng phủ sóng. Luận văn được thực hiện trong thời gian ngắn, có những hạn chế nhất định về nhận thức người viết cũng như hạn chế về tiếp cận số liệu thực tế nên không tránh khỏi sai sót. Để hoàn thiện luận văn hơn, rất mong được sự đóng góp nhiệt tình của người đọc. Xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS-TS. Nguyễn Minh Dân đã định hướng, giúp đỡ em hoàn thành luận văn này. [...]... QUAN MẠNG 3G WCDMA UMTS 1.1 Giới thiệu chương Người làm tối ưu vùng phủ mạng di động 3G WCDMA trước tiên cần được trang bị kiến thức nền cơ bản về kiến trúc tổng quát của một mạng thông tin di động, các thành phần, giao di n, giao thức trong mạng đó, với những dịch vụ đang khai thác… Chương này mô tả kiến trúc tổng quát của một mạng thông tin di động 3G, nêu ra các kiến trúc mạng 3G WCDMA với các... Cấu hình địa lý của hệ thống thông tin di động 3G Để theo dõi được vị trí của thuê bao thì mạng di động phải được tổ chức theo một cấu trúc địa lý nhất định 1.7.1 Phân chia theo vùng mạng Mỗi quốc gia có thể có nhiều có nhiều vùng mạng viễn thông, mỗi vùng mạng di động 3G được đại di n bằng tổng đài cổng GMSC hoặc GGSN, dó đó tất cả các cuộc gọi đến một mạng di động từ một mạng khác đều được định tuyến... Lộ trình phát triển thông tin di động lên thế hệ thứ tư 4G Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động lên 4G được cho trên hình 1.11 Hình 1.11 Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động lên 4G 30 Tại Việt Nam, mạng 3G được triển khai bắt đầu từ năm 2009 và ngay đến tháng 9/2010, bộ Thông Tin và Truyền Thông đã cấp giấy phép thử nghiệm công nghệ 4G cho 5 nhà mạng gồm VNPT, Viettel,... các vùng phục vụ của MSC/VLR và SGSN Để định tuyến một cuộc gọi đến một thuê bao di động, đường truyền qua mạng sẽ được nối đến MSC đang phục vụ thuê bao di động cần gọi Ở mỗi vùng phục vụ MSC/VLR thông tin về thuê bao được ghi lại tạm thời ở VLR Thông tin này bao gồm hai loại: • Thông tin về đăng ký và các dịch vụ của thuê bao • Thông tin về vị trí của thuê bao (thuê bao đang ở vùng định vị hoặc vùng. .. 3GWCDMA UMTS cung cấp ở bảng 1.1 13 Bảng 1.1 Phân loại các dịch vụ ở 3GWDCMA UMTS Kiểu Phân loại Dịch vụ chi tiết Dịch vụ di động Dịch vụ di động Di động đầu cuối /di động cá nhân /di động dịch vụ Dịch vụ thông tin định vị Dịch vụ âm thanh - Theo dõi di động/ theo dõi di động thông minh - Dịch vụ âm thanh chất lượng cao (16-64 kbps) - Dịch vụ truyền thanh AM (32-64 kbps) - Dịch vụ truyền thanh FM (64-384... dùng có thể sử dụng dịch vụ trên nền mạng 4G với tốc độ từ 100 Mbps tới 1Gbps 1.9 Kết luận chương Hệ thống thông tin di động 3G WCDMA đang triển khai tại Việt Nam hiện nay được tiêu chuẩn hóa bởi 3GPP dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật của GSM Hiện tại các nhà khai thác mạng vẫn đang triển khai đồng thời các dịch vụ trên nền tảng GSM và 3G WCDMA Kiến trúc mạng thông tin di động càng về sau càng phức tạp hơn,... phiên bản R3, R4, R5, R6, cấu hình địa lý của mạng 1.2 Kiến trúc chung của một hệ thống thông tin di động 3G Mạng thông tin di động 3G lúc đầu sẽ là mạng kết hợp giữa các vùng chuyển mạch gói (PS) và chuyển mạch kênh (CS) để truyền số liệu gói và tiếng Các trung tâm chuyển mạch gói sẽ là các chuyển mạch sử dụng công nghệ ATM Trên đường phát triển đến mạng toàn IP, chuyển mạch kênh sẽ dần được thay... Phân chia theo vùng định vị và vùng định tuyến Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị: LA (Location Area) (hình 1.8a) Mỗi vùng phục vụ của SGSN được chia thành các vùng định tuyến (RA: Routing Area) (1.8b) Vùng định vị (hay vùng định tuyến là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR (hay SGSN) mà ở đó một trạm di động có thể chuyển động tự do và không cần cập nhật thông tin về vị trí... phủ sóng Tuy nhiên các mẫu ô như trên hình 1.10 thường được sử dụng để thiết kế cho sơ đồ phủ sóng chuẩn 1.7.6 Tổng kết phân chia vùng địa lý trong hệ thống thông tin di động 3G Trong các kiến trúc mạng bao gồm cả miền chuyển mạch kênh và miền chuyển mạch gói, vùng phục mạng không chỉ được phân chia thành các vùng định vị (LA) mà còn được phân chia thành các vùng định tuyến (RA: Routing Area) Các vùng. .. truy nhập TDMA được gọi là GERAN (GSM EDGE Radio Access Network: mạng truy nhập vô tuyến dưa trên công nghệ EDGE của GSM) Tài liệu chỉ xét đề cập đến công nghệ duy nhất trong đó UMTS được gọi là 3G WCDMA UMTS 1.3 Các loại lưu lượng và dịch vụ được 3G WCDMA hỗ trợ Vì thông tin di động 3G cho phép truyền dẫn nhanh hơn, nên truy nhập Internet và lưu lượng thông tin số liệu khác sẽ phát triển nhanh, hỗ trợ . M.S4NOF+ P1.KQ1.+-+7- Dịch vụ di động Dịch vụ di động Di động đầu cuối /di động cá nhân /di động dịch vụ Dịch vụ thông tin định vị - Theo dõi di động/ theo dõi di động thông minh Dịch vụ âm thanh. làm tối ưu vùng phủ mạng di động 3G WCDMA trước tiên cần được trang bị kiến thức nền cơ bản về kiến trúc tổng quát của một mạng thông tin di động, các thành phần, giao di n, giao thức trong mạng. đây chính là lý do tôi chọn đề tài Tối ưu vùng phủ mạng thông tin di động 3G WCDMA . Chương I giới thiệu tổng quan về mạng 3G WCDMA bao gồm các kiến trúc mạng với các phiên bản ngày càng hiện