Cơ bản về mạng di động GSM Tài liệu đào tạo của Viettel

Cơ bản về mạng di động GSM Tài liệu đào tạo của Viettel 1. Nắm rõ được các khái niệm cơ bản về mạng di động GSM. 2. Nắm rõ được các thông số vô tuyến cơ bản. 3. Nắm rõ được các thông số cơ bản thể hiện chất lượng sóng vô tuyến. 4. Nắm rõ được các KPI cơ bản thể hiện chất lượng mạng vô tuyến. 5. Nắm rõ được các định hướng cơ bản về thiết kế mạng vô tuyến của Viettel. 6. Nắm rõ được các định hướng cơ bản về thiết kế viba. 7. Nắm rõ được công tác tối ưu mạng vô tuyến của Viettel tại tỉnh. 8. Nắm rõ được tầm quan trọng của công tác thiết kế tối ưu nâng cao chất lượng mạng ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ.

TÀI LIỆU ĐÀO TẠO CƠ BẢN CHO NHÂN VIÊN TKTU TỈNH

STT Trang Nội dung sửa đổi Ngày có hiệu lực

Họ tên

Chữ ký

Mục lục

I.Mục tiêu 4

II.Các khái niệm cơ bản về mạng di động GSM 4

a Băng tần số dành cho mạng GSM 4

b Phương thức điều chế và truy nhập 4

c Cấu trúc địa lý mạng GSM 5

d Cấu trúc mạng GSM và các thành phần của hệ thống BSS 5

III.Các thông số vô tuyến cơ bản 7

IV.Các thông số cơ bản thể hiện chất lượng sóng vô tuyến 8

1 Mức thu cường độ tín hiệu (Rxlev): 8

2 Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (C/I) 8

3 Mức chất lượng tín hiệu (RxQual) 8

V.Các định hướng cơ bản về thiết kế mạng vô tuyến của Viettel 9

1 Mục đích thiết kế 9

2 Cách thiết kế 9

a Chọn vị trí trạm 9

b Thiết kế độ cao antenna GSM 9

c Thiết kế hướng anten (azimuth) 9

d Thiết kế góc ngẩng (tilt) 9

e Thiết kế loại anten 10

VI.Các KPI cơ bản thể hiện chất lượng mạng vô tuyến 10

1 Các chỉ số KPI cơ bản 10

2 Các chỉ tiêu của mạng Viettel (tham chiếu theo chỉ tiêu CLM các quý của PKT TCT) 11

VII.Các định hướng cơ bản về thiết kế viba 11

1 Định hướng thiết kế 11

2 Các cặp tần số do Cục Tần số Vô tuyến điện ấn định cấp phép cho Viettel 11

VIII.Công tác tối ưu mạng vô tuyến của Viettel 12

1 Khái niệm công tác tối ưu vô tuyến 12

2 Các công việc tối ưu tại tỉnh 12

IX.Tầm quan trọng của công tác thiết kế tối ưu nâng cao chất lượng mạng 13

I Mục tiêu

1 Nắm rõ được các khái niệm cơ bản về mạng di động GSM

2 Nắm rõ được các thông số vô tuyến cơ bản

3 Nắm rõ được các thông số cơ bản thể hiện chất lượng sóng vô tuyến

4 Nắm rõ được các KPI cơ bản thể hiện chất lượng mạng vô tuyến

5 Nắm rõ được các định hướng cơ bản về thiết kế mạng vô tuyến của Viettel

6 Nắm rõ được các định hướng cơ bản về thiết kế viba

7 Nắm rõ được công tác tối ưu mạng vô tuyến của Viettel tại tỉnh

8 Nắm rõ được tầm quan trọng của công tác thiết kế tối ưu nâng cao chất lượng mạng ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ

II Các khái niệm cơ bản về mạng di động GSM.

1.Khái niệm

- Hệ thống GSM là hệ thống thông tin di động sử dụng phương thức đa truy nhập phân chia theo thời gian và tần số (TDMA/FDMA)

- Dải băng tần dành cho mạng GSM:

2.Cấu trúc mạng GSM

a Băng tần số dành cho mạng GSM

 GSM900 cơ bản

• Đường lên: 890 - 915 MHz

• Đường xuống: 935 - 960 MHz

• Có 124 cặp kênh vô tuyến (No: 1-124), độ rộng mỗi kênh là 200 KHz

 GSM1800 cơ bản

• Đường lên: 1710 - 1785 MHz

• Đường xuống: 1805 - 1880 MHz

• Có 374 cặp kênh vô tuyến (No: 512-885), độ rộng mỗi kênh là 200 KHz.

Lưu ý: Ngoài ra còn có một số dải tần mở rộng khác dành cho GSM.

 Dải tần dành cho mạng Viettel

• Dải tần GSM900: 4383

 Dải tần BCCH: 43 60

 Dải tần TCH: 62 83

• Dải tần GSM1800: 712 809

 Dải tần BCCH: 712 744

 Dải tần TCH: 768 809

 Còn lại dành cho Inbuiding

b Phương thức điều chế và truy nhập

 Điều chế: điều chế GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying).

 Truy nhập: TDMA với 8 khe thời gian trên một sóng mang vô tuyến thu phát trên 1 TRX

Cấu trúc khung TDMA gồm 8 TS

c Cấu trúc địa lý mạng GSM

d Cấu trúc mạng GSM và các thành phần của hệ thống BSS

Trong đó phân mạng vô tuyến gồm:

 Trạm di động MS

MS (Mobile Station) là thiết bị di động để người sử dụng kết nối với mạng, bao gồm 2 thành phần chính:

• SIM (Subscriber Indentity module): đơn vị nhận diện thuê bao

• ME (mobile equitment): thiết bị di động

MS thực hiện các chức năng:

• Thiết bị đầu cuối (TE) thực hiện các chức năng không liên quan đến mạng di động : FAX, máy tính

• Kết cuối trạm di động (MT) thực hiện các chức năng liên quan đến truyền dẫn ở giao diện vô tuyến

• Bộ thích ứng đầu cuối (TAF) làm việc như một cửa nối thông thiết bị đầu cuối với kết cuối di động (Modem)

 Trạm thu phát gốc, BTS (Base Station Transceiver Station)

Một BTS (Base Station Transceiver Station) bao gồm:

• Các thiết bị phát thu (TRX)

• Thiết bị điều khiển và xử lý tín hiệu

• Anten, feeder, cables …

Mục đích của BTS:

• Cung cấp giao diện truy nhập vô tuyến tới MS

• Quản lý phạm vị truy nhập vô tuyến của 1 khu vực

 Bộ điều khiển trạm gốc, BSC

BSC (Base Station Controller) có nhiệm vụ quản lý tất cả tài nguyên vô tuyến và các thủ tục trên giao diện vô tuyến

• Ấn định kênh vô tuyến cho cuộc gọi.

• Duy trì một cuộc gọi: giám sát chất lượng, điều khiển công suất phát của

MS, BTS; khởi phát chuyển giao (HO) sang cell khác nếu cần thiết…

III Các thông số vô tuyến cơ bản

1 Búp sóng GSM

- Búp sóng chính là vùng không gian tập trung khoảng 95% năng lượng sóng điện từ bức xạ ra khỏi antenna

- Độ rộng búp sóng chính theo phương thẳng đứng (vertical beam): là góc giữa 2 đường (quy về đường thằng) nửa công suất trên và dưới, trên mặt cắt đứng của búp sóng chính

- Động rông búp sóng chính theo phương ngang (horizon beam): là góc giữa 2 đường (quy về đường thằng) nửa công suất trên mặt cắt ngang của búp sóng chính

2 Góc tilt

- Góc tilt là góc tạo bởi đường tâm của búp sóng chính với mặt phẳng nằm ngang

- Góc tilt bao gồm:

• Góc tilt điện (electrical tilt): là góc tạo bởi đường tâm của búp sóng chính với mặt phẳng nằm ngang khi antenna dựng vuông góc với mặt đất Góc tilt điện được tạo ra do cấu trúc của búp sóng chính được xây dựng từ cấu trúc của các trấn tử antenna

• Góc tilt cơ (physical tilt): là góc tạo bởi mặt phẳng lưng antenna với mặt phẳng đứng

• Góc tilt tổng (để tính toán bán kính phủ của sector) là tổng của góc tilt điện và tilt cơ

3 Góc azimuth

- Góc azimuth là góc tạo bởi đường tâm của búp sóng chính với phương bắc của trái đất theo chiều kim đồng hồ, có giá trị từ 0o đến < 360o

4 Độ cao antenna

- Độ cao antenna là khoảng cách theo phương thẳng đứng từ đáy antenna GSM đến mặt đất

5 Thông số đại diện cho 1 cell

- Mã số nhận dạng cell: là 1 số có 5 chữ số thập phân (được mã hóa bằng 16 bit), ví dụ 43401

- Tần số BCCH, ví dụ 46, và BSIC, ví dụ 07

6 Đơn vị tính lưu lượng Erlang (Erl)

Erl = (mật độ sử dụng kênh trung bình * thời gian chiếm giữ kênh trung bình) / 3600

- Ý nghĩa của đơn vị tính Erl là trong khoảng thời gian là 1 giây thì 1 kênh bị chiếm giữ trung bình bao nhiêu lâu (đơn vị tính là giây) Hay nói cách khác, nếu

1 kênh (1 cuộc gọi) bị chiếm giữ liênh tục trong 1 giờ thì sinh ra 1 Erl

- Là mức cường độ tín hiệu thu được tại MS (đường xuống) hoặc BTS (đường lên)

- Đơn vị: dBm hoặc W (watt)

- RxLev càng lớn thể hiện mức thu càng tốt và ngược lại

- Khoảng giá trị: rxlev [từ -110 đến -47 dBm], tương ứng với RXLEV [ từ 0 đến 63] Với mức thu rxlev < -110 thì giá trị được quy đổi RXLEV = 0, với những mức thu rxlev > -47 thì giá trị được quy đổi RXLEV = 63

- Viettel định nghĩa rxlev outdoor < -80 dBm ( RXLEV =30) là sóng yếu

2 Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (C/I)

- Là tỷ số giữa công suất sóng mang (RF) và công suất nhiễu trên một kênh tần số vô tuyến

- Đơn vị: dB

- Tỷ số C/I tỷ lệ thuận với chất lượng môi trường vô tuyến có chất lượng tốt, C/I càng lớn thì môi trường vô tuyến càng tốt và ngược lại

- Mạng GSM chấp nhận C/I ≥ 9 dB (tiêu chuẩn Viettel là 12 dB) thì cho chất lượng tốt trên đường vô tuyến Tỷ lệ C/I thấp thường dẫn đến tỷ lệ lỗi bit tăng cao (BER), gây ra chất lượng sóng vô tuyến tồi

3 Mức chất lượng tín hiệu (RxQual)

- RxQual phản ánh chất lượng của sóng vô tuyến, thể hiện bằng tỷ lệ lỗi bit

- Bảng tỷ lệ tương ứng:

RxQual Tỷ lệ lỗi bit

(BER)

0 1 2 3 4 5 6 7

BER < 0,2 0.2 ≤ BER < 0.4 0.4 ≤ BER < 0.8 0.8 ≤ BER < 1.6 1.6 ≤ BER < 3.2 3.2 ≤ BER < 6.4 6.4 ≤ BER < 12.8 BER ≥ 12.8

- RxQual càng lớn thì phản ánh chất lượng sóng vô tuyến càng tồi và ngược lại

- Với tỷ lệ RxQual ≤ 4 được coi là chấp nhận được; với RxQual > 4 thì chất lượng cuộc thoại bị ảnh hưởng xấu

V Các định hướng cơ bản về thiết kế mạng vô tuyến của Viettel

1 Mục đích thiết kế

- Mục đích vùng phủ địa lý (20km2/trạm đối với đồng bằng), phủ đường giao thông

- Mục đích lưu lượng (5000 dân/trạm hoặc 200 hộ dân/trạm)

2 Cách thiết kế

a Chọn vị trí trạm

- Với khu vực có cấu trúc mắt lưới trong thành phố, đô thị: theo mắt lưới

- Với các đô thị chưa có cấu trúc mắt lưới: khoảng cách giữa các trạm tối thiểu 500m

- Với khu vực nông thôn đồng bằng: khoảng cách giữa 2 trạm khoảng 4 km

- Với khu vực dân cư miền núi: tùy thuộc vào địa hình chọn vị trí trạm sao cho hiệu quả phủ sóng cao nhất

- Với đường giao thông đồng bằng: khoảng cách giữa 2 trạm tối thiểu 6 km

- Với đường giao thông miền núi: chọn vị trí đặt trạm trên các điểm cao gần đường sao cho vùng phủ rộng và hiệu quả phủ sóng cao nhất

b Thiết kế độ cao antenna GSM

- Với khu TP/TX (trừ HNI, HCM): 25m30m (tương ứng với độ cao cột từ 28m 33m)

- Với khu vực đồng bằng: 33m 39m (tương ứng với độ cao cột từ 36m  42m)

- Với khu vực miền núi:

• Lớp1 (phủ dân và phủ đường): 45 m 51m (tương ứng với độ cao cột từ 48m  54m)

• Lớp2 (chỉ phủ đường): tùy thuộc điều kiện thực tế và độ cao vị trí đặt trạm

c Thiết kế hướng anten (azimuth)

- Với khu vực có cấu trúc mắt lưới: cố định theo mắt lưới

- Với khu vực chưa có mắt lưới: Ưu tiên thiết kế để phủ dân và phủ đường, trong đó

• Ưu tiên 1: Phủ dân

• Ưu tiên 2: phủ đường

Ngoài ra có thể điều chỉnh theo tình hình thực tế

d Thiết kế góc ngẩng (tilt)

- Với khu thành phố, thị xã: ≥ 5o

- Với khu vực nông thôn đồng bằng: ≥ 4o

- Với đường giao thông đồng bằng: ≥ 3.5o

- Miền núi: tùy tình hình thực tế

• Lớp1 (phủ dân và đường): ≥ 3.5o (ưu tiên 4o); tuy nhiên, nếu trạm đặt dưới thấp phủ lên đường cao hơn thì giá trị tilt có thể đặt là ≤ 3.5o

e Thiết kế loại anten

- Độ lơi (Gain) anten: 18dBi

- Tilt điện:

• Với khu TP/TX : ưu tiên anten tilt điện là 6o

• Với khu vực khác: sử dụng anten tilt điện là 0o

- Đối với các vị trí đặc biệt có thể theo tình hình thực tế thiết kế các loại antenna đặc biệt

Các yêu cầu thiết kế nhằm đảm bảo vùng phủ: Tham chiếu trong bản định nghĩa cơ bản về

vô tuyến của PKT TCT

VI Các KPI cơ bản thể hiện chất lượng mạng vô tuyến.

1 Các chỉ số KPI cơ bản

- CDR (Call Drop Rate) - Tỷ lệ rớt cuộc gọi:

o Rớt cuộc gọi là khi kênh lưu lượng thoại (TCH) bị giải phóng không theo mong muốn của người dùng hay của mạng, hay còn gọi là giải phóng bất thường

o Tỷ lệ rớt cuộc gọi = [Tổng số cuộc gọi bị rớt /(tổng số cuộc gọi đã được thiết lập + tổng số cuộc HO vào thành công - tổng số cuộc HO ra thành công)]* 100%

- CSSR (Call Setup Success Rate) - Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công:

o Cuộc gọi được thiết lập thành công khi 1 kênh lưu lượng thoại (TCH) được

ấn định thành công cho MS

o Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công = (Tổng số cuộc gọi được thiết lập thành công /tổng số lần thiết lập cuộc gọi)*100%

- SDR (SDCCH Drop Rate) - Tỷ lệ rớt kênh báo hiệu dành riêng:

o Rớt kênh báo hiệu dành riêng (SDCCH) bị giải phóng không theo mong muốn của người dùng hay của mạng, hay còn gọi là giải phóng bất thường

o Tỷ lệ rớt kênh báo hiệu dành riêng = (Tổng số rớt kênh báo hiệu dành riêng / Tổng số kênh báo hiệu rành riêng đã thiết lập thành công)*100%

- RASR (Random Access Succ Rate) - Tỷ lệ truy nhập ngẫu nhiên thành công:

o Tỷ lệ truy nhập ngẫu nhiên thành công = (Tổng số lần truy nhập ngẫu nhiên thành công/Tổng sổ lần truy nhập ngẫu nhiên) *100%

- TCH Congestion - Tỷ lệ nghẽn kênh thoại:

o Tỷ lệ nghẽn kênh thoại = Tổng số lần cấp phát kênh TCH không được do hết kênh / tổng số lần yêu cầu cấp phát kênh TCH )*100%

- SD Congestion - Tỷ lệ nghẽn kênh báo hiệu dành riêng:

o Tỷ lệ nghẽn kênh báo hiệu rành riêng = (Tổng số lần cấp phát kênh báo hiệu không được do hết kênh/ tổng số lần yêu càu cấp phát kênh báo hiệu)*100%

- TU (Trafic Utilisation) - Hiệu suất sử dụng tài nguyên:

o Hiệu suất sử dụng tài nguyên = (Lưu lượng thực tế sinh ra / dung lượng mà

hệ thống có thể đáp ứng) *100%

o Hiệu suất sử dụng được tính tại giờ cao điểm đánh giá hiệu qủa sử dụng tài nguyên:

TU = (traffic peak/traffic offer)*100%

Với Traffic peak là lưu lượng giờ cao điểm, traffic offer là khả năng dung lượng có thể phục vụ

- CSR (Call Succ Rate) - Tỷ lệ cuộc gọi thành công:

o Tỷ lệ cuộc gọi thành công = ( 1-CDR)* CSSR

- HISR (Incoming HO Succ Rate) - Tỷ lệ chuyển giao vào thành công:

o Tỷ lệ Hand Over vào thành công = (Tổng số cuộc Handover vào cell thành công / Tổng số cuộc Handover vào cell)*100%

- HOSR (Outgoing HO Succ Rate) - Tỷ lệ chuyển giao ra thành công:

o Tỷ lệ Hand Over ra thành công = (Tổng số cuộc Handover ra khỏi cell thành công / Tổng số cuộc Handover ra khỏi cell)*100%

2. Các chỉ tiêu của mạng Viettel (tham chiếu theo chỉ tiêu CLM các quý của PKT TCT).

VII Các định hướng cơ bản về thiết kế viba.

1. Định hướng thiết kế

STT Khoảng cách tuyến Loại viba Loại anten Ghi chú

1 ≤ 4km 15GHz 0.3m Với thiết bị của

Ericsson không thiết kế quá 3km

2 4 km ≤ x ≤ 7km 15GHz 0.6m

3 7 km ≤ x ≤ 12km 7GHz 0.6m

4 > 12 km 7GHz 1.2m tối đa đến 30km

2 Các cặp tần số do Cục Tần số Vô tuyến điện ấn định cấp phép cho Viettel

Dải tần số thiết bị Băng thông Cặp tần số chính Cặp tần số phụ

Dải tần số

(7110 - 7425 MHz)

7MHz (4xE1)

7240 7401 7243.5 7404.5

7247 7408 7250.5 7411.5

7254 7415 7257.5 7418.5

7261 7422 7264.5 7425.5 14MHz (8xE1) 7240 7401 7247 7408

7254 7415 7261 7422 28MHz (16xE1) 7240 7401 7254 7415 Dải tần số

(7425 - 7725 MHz) 7MHz (4xE1) 75407547 77017708 7543.5 7704.57550.5 7711.5

7554 7715 7557.5 7718.5

14MHz (8xE1)

7554 7715 7561 7722 28MHz (16xE1) 7540 7701 7554 7715

Dải tần số

(14500 - 15350 MHz)

7MHz (4xE1)

14889.5 15309.5 14893 15313 14896.5

15316

5 14900 15320 14903.5 15323.5 14907 15327 14910.5

15330

5 14914 15334 14917.5

15337

5 14921 15341 14MHz (8xE1)

14893 15313 14900 15320

14907 15327 14914 15334

14921 15341 14928 15348 28MHz (16xE1) 14907 15327 14921 15341

VIII Công tác tối ưu mạng vô tuyến của Viettel.

1. Khái niệm công tác tối ưu vô tuyến

- Công tác tối ưu là dựa trên cơ sở các chỉ số phản ánh về chất lượng mạng vô tuyến để xác định và khắc phục các lỗi (như vùng phủ kém, hỏng thiết bị, antenna chưa hợp lý, phân chia tải chưa hợp lý, tham số chưa hợp lý…) nhằm nâng cao chất lượng mạng

2. Các công việc tối ưu tại tỉnh

- Dựa trên các KPI giám sát chất lượng mạng và phát hiện ra các lỗi đang tồn tại trên mạng

- Phát hiện và xử lý các phần tử thiết bị lỗi, sai feeder tại trạm BTS

- Thực hiện điều chỉnh vùng phủ của các sector phù hợp với tiêu chí phủ sóng như phủ dân cư, phủ đường…

- Thực hiện điều chỉnh vùng phủ nhằm phân chia lưu lượng hợp lý giữa các cell lân cận nhau

- Thực hiện nâng cấp tài nguyên vô tuyến tăng dung lượng đáp ứng nhu cầu phát triển lưu lượng

- Thực hiện hỗ trợ giải đáp các phản ánh từ khách hàng và phát hiện, xử lý lỗi từ phản ánh của khách hàng

- Thực hiện công tác phát triển, khảo sát thiết kế trạm mới nhằm mở rộng và tối

ưu vùng phủ sóng cũng như đáp ứng nhu cầu phát triển lưu lượng

- Đo kiểm đưa trạm BTS mới vào hoạt động

IX Tầm quan trọng của công tác thiết kế tối ưu nâng cao chất lượng mạng.

- Công tác TKTU tồi làm cho chất lượng mạng suy giảm ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng dịch vụ cung cấp cho khách hàng, dẫn đến mất lòng tin của khách hàng, số lượng khách hàng sử dụng dịch vụ ít, mạng không phát triển

- Công tác TKTU tồi làm cho lưu lượng mạng thấp dẫn đến doanh thu thấp

- Công tác TKTU tồi làm cho hiệu suất sử dụng tài nguyên thấp dẫn đến hiệu quả đầu tư thấp

- Nếu làm tốt công tác TKTU thì 1 trạm BTS hiệu quả bằng 2, 3 trạm BTS làm không tốt

Tài liệu tham chiếu:

1 Định nghĩa chuẩn về vô tuyến của PKT TCT.

2 Quy trình Khảo sát Thiết kế trạm BTS

3 Quy trình đưa trạm BTS mới vào hoạt động

4 Quy trình Tối ưu cho NV TKTU Tỉnh

5 Quy trình xử lý lỗi tại trạm BTS

6 Quy trình phân cấp CR

7 Tài liệu hướng dẫn sử dụng TEMS Investigation (Tiếng Anh)

8 Tà liệu hướng dẫn sử dụng MapInfo (Tiếng Anh)