tổng quan 3g umts

MỤC LỤC S S V V T T H H : : P P h h ạ ạ m m N N g g ọ ọ c c L L ợ ợ i i L L ớ ớ p p : : Đ Đ 0 0 8 8 V V T T A A 1 1 T T r r a a n n g g 1 1 M M   C C L L   C C MC LC 1  1: TNG QUAN MNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN T 3 1.1 Tổng quan mạng 3G - UMTS 3 1.1.1 Lịch sữ phát triển của thông tin di động 3 1.1.2 Sự tiến hóa đi lên 3G 4 1.1.3 Cấp phát phổ tần trong 3G 4 1.1.5 Cấu trúc mạng 3G WCDMA 6 1.1.5.1. Thiết bị người sử dụng (UE) 7 1.1.5.1.1. Các đầu cuối (TE) 7 1.1.5.1.2. UMTS IC SIM (UICC) 8 1.1.5.1.3 UMTS SIM 8 1.1.5.2 Mạng truy nhập vô tuyến UMTS 8 1.1.5.2.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) 9 1.1.5.2.2. Node B 9 1.1.5.3 Mạng lõi 10 1.1.5.3.1 Nút hỗ trợ GPRS phục vụ (SGSN) 10 1.1.5.3.2. Nút hỗ trợ cổng GPRS ( GGSN) 10 1.1.5.3.3. Cổng biên giới BG 10 1.1.5.3.4 Bộ ghi định vị tạm trú 11 1.1.5.3.5. Mobile switching center MSC 11 1.1.5.3.6. GMSC 11 1.1.5.3.7. Môi trường nhà 11 1.1.5.4 Các giao diện 12 1.2 Giới thiệu bài toán tối ưu và các KPI trong mạng 3G 13 1.2.1 Mục đích của tối ưu 13 1.2.2 Lý do của công việc tối ưu hóa 13 1.2.3 Lợi ích của công việc tới ưu hóa 14 1.3. Khái quát chung về các KPI mạng 3G - UMTS 14 1.3.1. Định nghĩa, đặc điểm và mục đích của việc sử dụng KPI 14 1.3.2. Phân loại các KPI 15 1.3.3. Các bộ đếm 16 1.3.4. Quy trình tối ưu mạng 17 1.3.5. Thủ tục tối ưu mạng 3G UMTS 18 1.3.5.1. Công tác chuẩn bị 18 1.3.5.2 Tập hợp dữ liệu 18 1.3.5.3. Định hướng và phân tích dữ liệu 19 1.3.5.4. Thi hành các thiết kế tối ưu 20 1.3.5.5. Công nhận thiết kế tối ưu 21 1.3.5.6. Biên soạn báo cáo tối ưu 21 C VÀ K THUT CHÍNH TRONG 3G 22 2.1 Các giao thức trong 3G – UMTS 22 2.1.1 Các lớp giao thức 22 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU S S V V T T H H : : P P h h ạ ạ m m N N g g ọ ọ c c L L ợ ợ i i L L ớ ớ p p : : Đ Đ 0 0 8 8 V V T T A A 1 1 T T r r a a n n g g 2 2 2.1.1.1 Lớp điều khiển tài nguyên vô tuyến (RRC) 22 2.1.1.2 Điều khiển liên kết vô tuyến (RLC) 23 2.1.1.3 Điều khiển truy nhập môi trường (MAC) 24 2.1.2. Các kênh WCDMA 24 2.1.2.1 Các kênh logic, LoCH: 25 2.1.2.2. Các kênh truyền tải, TrCH 25 2.1.2.3 Các kênh vật lý: 26 2.2 Các kỹ thuật chính sử dụng trong 3G - UMTS 29 2.2.1 Trải phổ 29 2.2.1.1 Các loại mã trong kỹ thuật trải phổ 30 2.2.2 Điều khiển công suất WCDMA 31 2.2.2.1 Điều khiển công suất vòng hở (OLPC) 32 2.2.2.2 Điều khiển công suất vòng lặp đóng (CLPC) 33 2.2.2.2.1. Điều khiển công suất vòng trong (Nhanh): 33 2.2.2.2.2. Điều khiển công suất vòng ngoài (Chậm): 34 2.2.3 Chuyển giao trong WCDMA 34 2.2.3.1 Chuyển giao mềm (SHO) 36 2.2.3.2 Chuyển giao cứng (HHO) 37 2.2.3.3 Chuyển giao giữa các hệ thống (IHO) 38 NG 3G UMTS 39 3.1 Nội dung của chương 39 3.2. Tối ưu tỷ lệ rớt cuộc gọi (CDR) 39 3.2.2. Giới thiệu KPI tỷ lệ rớt cuộc gọi (CDR) 39 3.2.4. Phân tích những nguyên nhân gây nên CDR cao và biện pháp khắc phục 42 3.2.4.1 Rớt cuộc gọi do có vần đề về lỗi thiết bị 42 3.2.4.2. Rớt cuộc gọi do vấn đề chuyển giao 44 3.2.4.3. Rớt cuộc gọi liên quan đến vấn đề vùng phủ 47 3.2.4.4. Rớt cuộc gọi do nghẽn 48 3.2.4.5. Rớt cuộc gọi do xung đột mã xáo trộn (SC) 48 3.2.4.6. Rớt cuộc gọi do vấn đề ô nhiễm hoa tiêu (Pilot pollution) 49 3.2.4.7. Rớt cuộc gọi do vấn đề về nhiễu 50 3.2.4.8. Rớt cuộc gọi do bán kính phục vụ của cell quá lớn 51 3.2.4.9. Rớt cuộc gọi do các tham số của hệ thống 2G 52 3.3. Tối ưu tỷ lệ thành công thiết lập cuộc gọi (CSSR) 53 3.3.1. Giới thiệu KPI tỷ lệ thành công thiết lập cuộc gọi (CSSR) 53 3.3.3. Tối ưu CSSR 56 3.3.3.1. Về vấn đề lỗi phần cứng 56 3.3.3.2. Về vấn đề nhiễu đường lên 59 3.3.3.3. Các vấn đề thường gặp 59 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU S S V V T T H H : : P P h h ạ ạ m m N N g g ọ ọ c c L L ợ ợ i i L L ớ ớ p p : : Đ Đ 0 0 8 8 V V T T A A 1 1 T T r r a a n n g g 3 3 C C H H Ƣ Ƣ Ơ Ơ N N G G 1 1 : : T T   N N G G Q Q U U A A N N M M   N N G G 3 3 G G U U M M T T S S V V À À B B À À I I T T O O Á Á N N T T   I I Ƣ Ƣ U U 1 1 . . 1 1 T T   n n g g q q u u a a n n m m   n n g g 3 3 G G - - U U M M T T S S 1 1 . . 1 1 . . 1 1 L L   c c h h s s   p p h h á á t t t t r r i i   n n c c   a a t t h h ô ô n n g g t t i i n n d d i i đ đ   n n g g Thế hệ đầu tiên là mạng thông tin di động tế bào tương tự xuất hiện từ giữa năm 1970 cho đến giữa năm 1980. Đột phá quan trong nhất trong thời gian này là khái niệm mạng tế bào được đề xuất bởi phòng nghiên cứu Bell từ những năm 1970. Hệ thống mạng tế bào được thực hiện bằng cách tái sử dụng tần số do đó làm tăng dung lượng hệ thống. Thí dụ về hệ thống thông tin di động thế hệ đầu có thể kể đến hệ thống điện thoại di động tiên tiến (AMPS) và phiên bản phát triển về sau TACS của Mỹ, NMT của Bắc Âu (Hình 1.1). Tại Mỹ, mạng điện thoại di động AMPS được phân bố trong một băng thông 40 MHz trong dải tần từ 800 đến 900 MHz. Hệ thống này được sử dụng tại Bắc và Nam Mỹ. TACS hoạt động tại tần số 900 MHz với băng tần dành cho mỗi đường là 25 MHz và băng thông mỗi kênh là 25 kHz được sử dụng phần lớn ở Anh, Nhật Bản và một số quốc gia Châu Á. Đặc điểm chính của các hệ thống thông tin di động thế hệ đầu tiên là sử dụng công nghệ tái sử dụng tần số, thực hiện điều chế tương tự cho các tín hiệu thoại và cung cấp một kênh thuê bao tương tự cho một người dùng kể cả khi người đó không đàm thoại. Những nhược điểm của thế hệ đầu bao gồm: sử dụng không hiệu quả phổ tần số, giới hạn về dịch vụ, cung cấp dịch vụ dữ liệu tốc độ thấp, tính bảo mật thấp và rất dễ bị tấn công, chi phí đầu tư thiết bị cao. Như vậy, để khắc phục những điểm yếu về công nghệ của hệ thống tương tự, công nghệ thông tin di động số đã xuất hiện vào giữa những năm 1980. Các hệ thống Hình 1.1 Các dịch vụ và công nghệ khác nhau trong 3G CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU S S V V T T H H : : P P h h ạ ạ m m N N g g ọ ọ c c L L ợ ợ i i L L ớ ớ p p : : Đ Đ 0 0 8 8 V V T T A A 1 1 T T r r a a n n g g 4 4 thông tin di động thế hệ thứ hai có thể kể đến là GSM và IS-95. Tại Châu Âu, hệ thống toàn cầu cho thông tin di động (GSM) được triển khai, sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA). GSM hỗ trợ tốc độ dữ liệu 64 kbps và có thể kết nối với ISDN. GSM sử dụng dải tần 900 MHz trong khi hệ thống DCS1800 sử dụng dải tần 1800 MHz. Hệ thống GSM sử dụng phương thức song công phân chia theo tần số (FDD) và TDMA. Mỗi kênh có độ rộng 200 kHz, mỗi một sóng mang gồm 8 khe thời gian nên trong hệ thống GSM có tất cả 125 sóng mang hay 1000 khe thời gian. Hệ thống điện thoại di dộng tiên tiến số (DAMPS), còn được gọi là IS-54, sử dụng băng tần 800 MHz là tiêu chuẩn tế bào số đầu tiên tại Bắc Mỹ, sử dụng công nghệ TDMA. Tiêu chuẩn tế bào số còn lại ở Bắc Mỹ là IS-95, sử dụng tại băng tần 800 MHz hoặc 1900 MHz, sử dụng công nghệ CDMA và trở thành sự lựa chọn hàng đầu giữa các công nghệ của các mạng hệ thống di động cá nhân (PCS) tại Mỹ. Do các hệ thống thông tin di động thứ hai tập trung vào truyền dẫn các dịch vụ thoại và dịch vụ dữ liệu tốc độ thấp, nên hệ thống thông tin di động thế hệ 2,5 đã xuất hiện vào năm 1996 nhằm cung cấp các dịch vụ truyền dẫn tôc độ trung bình cần thiết. Có thể kể đến GPRS và IS-95B. Hệ thống CDMA có dung lượng rất lớn, nếu so sánh với hệ thống tương tự có thể gấp 10 lần, thậm chí 20 lần. Nhưng công nghệ CDMA băng hẹp đi vào hoạt động tại thời điểm muộn hơn so với GSM. Ứng dụng của CDMA lúc đó thua xa GSM. Các ứng dựng CDMA được thực hiện thương mại quy mô lớn tại Bắc Mỹ, Hàn Quốc và Trung Quốc. Các dịch vụ chính vẫn tập trung vào thoại và dịch vụ dữ liệu thấp. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 có thể cung cấp nhiều loại dịch vụ đa phương tiện chất lượng cao, chuyển vùng toàn cầu và xem như vùng phủ sóng không có ranh giới, tương thích hầu hết với các mạng điện thoại cố định, thực hiện liên lạc tại bất kỳ thời điểm và thời gian nào với thiết bị đầu cuối di động. 1 1 . . 1 1 . . 2 2 S S   t t i i   n n h h ó ó a a đ đ i i l l ê ê n n 3 3 G G Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 được xây dựng với mục đích cung cấp một mạng di động toàn cầu với dịch vụ phong phú bao gồm thoại, nhắn tin, Internet và dữ liệu băng rộng. Tại Châu Âu, hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 được tiêu chuẩn hóa bởi Uỷ ban tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI) phù hợp với tiêu chuẩn IMT - 2000 của ITU. Hệ thống có tên là UMTS (Hệ thống di động viễn thông toàn cầu). UMTS được xem là hệ thống kế thừa hệ thống 2G GSM nhằm đáp ứng các yêu cầu phát triển của các dịch vụ di động và ứng dụng Internet với tốc độ truyền dẫn lên tới 2 Mbps và cung cấp một tiêu chuẩn chuyển vùng toàn cầu. UMTS được phát triển bởi dự án đối tác thế hệ thứ ba (3GPP) là dự án phát triển chung của nhiều cơ quan tiêu chuẩn hóa (SDO) như: ETSI (Châu Âu), ARIB/TCC (Nhật Bản), ANSI (Mỹ), TTA (Hàn Quốc) và CWTS (Trung Quốc). 1 1 . . 1 1 . . 3 3 C C   p p p p h h á á t t p p h h   t t   n n t t r r o o n n g g 3 3 G G CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU S S V V T T H H : : P P h h ạ ạ m m N N g g ọ ọ c c L L ợ ợ i i L L ớ ớ p p : : Đ Đ 0 0 8 8 V V T T A A 1 1 T T r r a a n n g g 5 5 Hội nghị vô tuyến thế giới năm 1992 đã đưa ra các phổ tần số dùng cho hệ thống UMTS (Hình 1.2). Hình 1.2 Cấp phát phổ tần trong 3G Tại Việt Nam, công nghệ 3G UMTS sử dụng băng tần số theo chuẩn IMT – 2000 trong băng tần số 1900 – 2200 MHz. Băng tần đường lên 1920 – 1980 MHz và băng tần đường xuống 2110 – 2170 MHz. Mỗi một tần số sóng mang có băng thông 5 MHz và khoảng cách song công 190 MHz. Số kênh tần số vô tuyến tuyệt đối (URAFCN) = Tần số trung tâm × 5 và tần số trung tâm = URAFCN × 200 kHz (200 kHz là mành kênh). URAFCN đường lên từ 9612 – 9888 và đường xuống 10562 – 10838 (Hình 1.3). Hình 1.3 Băng tần của WCDMA CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU S S V V T T H H : : P P h h ạ ạ m m N N g g ọ ọ c c L L ợ ợ i i L L ớ ớ p p : : Đ Đ 0 0 8 8 V V T T A A 1 1 T T r r a a n n g g 6 6 1.1.4 Các loi dch v trong 3G Hình 1.4 Các loại dịch vụ trong 3G Nói về dịch vụ của UMTS, Hình 1.4 đã cho chúng ta thấy tất cả. Với sự ra đời của WCDMA, hệ thống UMTS cho phép triển khai tất cả các loại dịch vụ trên môi trường vô tuyến. UMTS chia các dịch vụ được hỗ trợ thành 4 lớp như sau: - Lớp cao nhất là lớp đàm thoại (Conversational class): đặc điểm của lớp này yêu cầu dịch vụ phải đảm bảo được độ sai lệch về thời gian của thông tin giữa bên gửi và bên nhận (variation), đồng thời yêu cầu về độ trễ rất khắt khe. Các dịch vụ của nhóm này như thoại (voice), hôi nghị hình ảnh, video game - Lớp thứ hai là lớp luồng (Streaming class): với lớp này không yêu cầu khắt khe về độ trễ nhưng bắt buộc phải đảm bảo được độ sai lệch về thời gian của thông tin là như nhau (variation). Các dịch vụ của lớp này như streaming multimedia, video on demand - Lớp thứ ba là lớp tương tác (Interactive class): các dịch vụ lớp này yêu cầu phải đảm bảo được tính tương tác của ứng dụng và toàn vẹn dữ liệu. Có thể kể đến các dịch vụ như duyệt web, trò chơi online - Lớp cuối cùng là lớp nền (background): đặc điểm của lớp này yêu cầu tính toàn vẹn dữ liệu nhưng không yêu cầu về mặt thời gian. Các ứng dụng như tải file, đọc emails 1 1 . . 1 1 . . 5 5 C C   u u t t r r ú ú c c m m   n n g g 3 3 G G W W C C D D M M A A Một mạng UMTS bao gồm ba phần: thiết bị di động ( UE: User Equipment), mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS ( UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Network), mạng lõi (CN: Core network). CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU S S V V T T H H : : P P h h ạ ạ m m N N g g ọ ọ c c L L ợ ợ i i L L ớ ớ p p : : Đ Đ 0 0 8 8 V V T T A A 1 1 T T r r a a n n g g 7 7  UE bao gồm ba thiết bị: thiết bị đầu cuối (TE), thiết bị di động (ME) và module nhận dạng thuê bao UMTS ( USIM: UMTS Subscriber Identity Module).  UTRAN gồm các hệ thống mạng vô tuyến ( RNS: Radio Network System) và mỗi RNS bao gồm các RNC ( Radio Network Controller: bộ điều khiển mạng vô tuyến) và các node B nối với nó.  Mạng lõi CN bao gồm miền chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói và HE ( Home Environment: môi trường nhà). HE bao gồm các cơ sở dữ liệu: AuC ( Authentication Center: Trung tâm nhận thực), HLR ( Home Location Register: Bộ ghi định vị thường trú) và EIR ( Equipment Identity Register: Bộ ghi nhận dạng thiết bị) Hình 1.5: Kiến trúc mạng 3G 1 1 . . 1 1 . . 5 5 . . 1 1 . . T T h h i i   t t b b   n n g g ƣ ƣ   i i s s   d d   n n g g ( ( U U E E ) ) UE (User Equipment: thiết bị người sử dụng) là đầu cuối mạng UMTS của người sử dụng. Có thể nói đây là phần hệ thống có nhiều thiết bị nhất và sự phát triển của nó sẽ ảnh hưởng lớn lên các ứng dụng và các dịch vụ khả dụng. Giá thành giảm nhanh chóng sẽ tạo điều kiện cho người sử dụng mua thiết bị của UMTS. Điều này đạt được nhờ tiêu chuẩn hóa giao diện vô tuyến và cài đặt mọi trí tuệ tại các card thông minh. 1 1 . . 1 1 . . 5 5 . . 1 1 . . 1 1 . . C C á á c c đ đ   u u c c u u   i i ( ( T T E E ) ) Vì máy đầu cuối bây giờ không chỉ đơn thuần dành cho điện thoại mà còn cung cấp các dịch vụ số liệu mới, nên tên của nó được chuyển thành đầu cuối. Các nhà sản xuất chính đã đưa ra rất nhiều đầu cuối dựa trên các khái niệm mới, nhưng trong thực tế chỉ một số ít là được đưa vào sản xuất. Mặc dù các đầu cuối dự kiến khác nhau về kích thước và thiết kế, tất cả chúng đều có màn hình lớn và ít phím hơn so với 2G. Lý do chính là để tăng cường sử dụng đầu cuối cho nhiều dịch vụ số liệu hơn và vì thế đầu cuối trở thành tổ hợp của máy thoại di động, modem và máy tính bàn tay. Đầu cuối hỗ trợ hai giao diện. Giao diện Uu định nghĩa liên kết vô tuyến (giao diện WCDMA). Nó đảm nhiệm toàn bộ kết nối vật lý với mạng UMTS. Giao diện thứ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU S S V V T T H H : : P P h h ạ ạ m m N N g g ọ ọ c c L L ợ ợ i i L L ớ ớ p p : : Đ Đ 0 0 8 8 V V T T A A 1 1 T T r r a a n n g g 8 8 hai là giao diện Cu giữa UMTS IC card (UICC) và đầu cuối. Giao diện này tuân theo tiêu chuẩn cho các card thông minh. Mặc dù các nhà sản xuất đầu cuối có rất nhiều ý tưởng về thiết bị, họ phải tuân theo một tập tối thiểu các định nghĩa tiêu chuẩn để các người sử dụng bằng các đầu cuối khác nhau có thể truy nhập đến một số các chức năng cơ sở theo cùng một cách. Các tiêu chuẩn này gồm:  Bàn phím (các phím vật lý hay các phím ảo trên màn hình)  Đăng ký mật khẩu mới  Thay đổi mã PIN  Giải chặn PIN/PIN2 (PUK)  Trình bầy IMEI  Điều khiển cuộc gọi Các phần còn lại của giao diện sẽ dành riêng cho nhà thiết kế và người sử dụng sẽ chọn cho mình đầu cuối dựa trên hai tiêu chuẩn (nếu xu thế 2G còn kéo dài) là thiết kế và giao diện. Giao diện là kết hợp của kích cỡ và thông tin do màn hình cung cấp (màn hình nút chạm), các phím và menu. 1 1 . . 1 1 . . 5 5 . . 1 1 . . 2 2 . . U U M M T T S S I I C C S S I I M M ( ( U U I I C C C C ) ) UMTS IC card là một card thông minh. Điều mà ta quan tâm đến nó là dung lượng nhớ và tốc độ bộ xử lý do nó cung cấp. Ứng dụng USIM chạy trên UICC. 1 1 . . 1 1 . . 5 5 . . 1 1 . . 3 3 U U M M T T S S S S I I M M Trong hệ thống GSM, SIM card lưu giữ thông tin cá nhân (đăng ký thuê bao) cài cứng trên card. Điều này đã thay đổi trong UMTS, Modul nhận dạng thuê bao UMTS được cài như một ứng dụng trên UICC. Điều này cho phép lưu nhiều ứng dụng hơn và nhiều chữ ký (khóa) điện tử hơn cùng với USIM cho các mục đích khác (các mã truy nhập giao dịch ngân hàng an ninh). Ngoài ra có thể có nhiều USIM trên cùng một UICC để hỗ trợ truy nhập đến nhiều mạng. USIM chứa các hàm và số liệu cần để nhận dạng và nhận thực thuê bao trong mạng UMTS. Nó có thể lưu cả bản sao hồ sơ của thuê bao. Người sử dụng phải tự mình nhận thực đối với USIM bằng cách nhập mã PIN. Điểu này đảm bảo rằng chỉ người sử dụng đích thực mới được truy nhập mạng UMTS. Mạng sẽ chỉ cung cấp các dịch vụ cho người nào sử dụng đầu cuối dựa trên nhận dạng USIM được đăng ký. 1 1 . . 1 1 . . 5 5 . . 2 2 M M   n n g g t t r r u u y y n n h h   p p v v ô ô t t u u y y   n n U U M M T T S S UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network: Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS) là liên kết giữa người sử dụng và CN. Nó gồm các phần tử đảm bảo các cuộc truyền thông UMTS trên vô tuyến và điều khiển chúng. UTRAN được định nghĩa giữa hai giao diện. Giao diện Iu giữa UTRAN và CN, gồm hai phần: IuPS cho miền chuyển mạch gói và IuCS cho miền chuyển mạch kênh; CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU S S V V T T H H : : P P h h ạ ạ m m N N g g ọ ọ c c L L ợ ợ i i L L ớ ớ p p : : Đ Đ 0 0 8 8 V V T T A A 1 1 T T r r a a n n g g 9 9 giao diện Uu giữa UTRAN và thiết bị người sử dụng. Giữa hai giao diện này là hai nút, RNC và nút B. 1 1 . . 1 1 . . 5 5 . . 2 2 . . 1 1 B B   đ đ i i   u u k k h h i i   n n m m   n n g g v v ô ô t t u u y y   n n ( ( R R N N C C ) ) RNC (Radio Network Controller) chịu trách nhiệm cho một hay nhiều trạm gốc và điều khiển các tài nguyên của chúng. Đây cũng chính là điểm truy nhập dịch vụ mà UTRAN cung cấp cho CN. Nó được nối đến CN bằng hai kết nối, một cho miền chuyển mạch gói (đến GPRS) và một đến miền chuyển mạch kênh (MSC). Một nhiệm vụ quan trọng nữa của RNC là bảo vệ sự bí mật và toàn vẹn. Sau thủ tục nhận thực và thỏa thuận khóa, các khoá bảo mật và toàn vẹn được đặt vào RNC. Sau đó các khóa này được sử dụng bởi các hàm an ninh f8 và f9. RNC có nhiều chức năng logic tùy thuộc vào việc nó phục vụ nút nào. Người sử dụng được kết nối vào một RNC phục vụ (SRNC: Serving RNC). Khi người sử dụng chuyển vùng đến một RNC khác nhưng vẫn kết nối với RNC cũ, một RNC trôi (DRNC: Drift RNC) sẽ cung cấp tài nguyên vô tuyến cho người sử dụng, nhưng RNC phục vụ vẫn quản lý kết nối của người sử dụng đến CN. Vai trò logic của SRNC và DRNC được mô tả trên hình 1.9. Khi UE trong chuyển giao mềm giữa các RNC, tồn tại nhiều kết nối qua Iub và có ít nhất một kết nối qua Iur. Chỉ một trong số các RNC này (SRNC) là đảm bảo giao diện Iu kết nối với mạng lõi còn các RNC khác (DRNC) chỉ làm nhiệm vụ định tuyến thông tin giữa các Iub và Iur. Chức năng cuối cùng của RNC là RNC điều khiển (CRNC: Control RNC). Mỗi nút B có một RNC điều khiển chịu trách nhiệm cho các tài nguyên vô tuyến của nó. Hình 1.6. Vai trò logic của SRNC và DRNC 1 1 . . 1 1 . . 5 5 . . 2 2 . . 2 2 . . N N o o d d e e B B Trong UMTS trạm gốc được gọi là nút B và nhiệm vụ của nó là thực hiện kết nối vô tuyến vật lý giữa đầu cuối với nó. Nó nhận tín hiệu trên giao diện Iub từ RNC và chuyển nó vào tín hiệu vô tuyến trên giao diện Uu. Nó cũng thực hiện một số thao tác quản lý tài nguyên vô tuyến cơ sở như "điều khiển công suất vòng trong". Tính năng này để phòng ngừa vấn đề gần xa; nghĩa là nếu tất cả các đầu cuối đều phát cùng một công suất, thì các đầu cuối gần nút B nhất sẽ che lấp tín hiệu từ các đầu cuối ở xa. Nút B kiểm tra công suất thu từ các đầu cuối khác nhau và thông báo cho chúng giảm công suất hoặc tăng công suất sao cho nút B luôn thu được công suất như nhau từ tất cả các đầu cuối. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU S S V V T T H H : : P P h h ạ ạ m m N N g g ọ ọ c c L L ợ ợ i i L L ớ ớ p p : : Đ Đ 0 0 8 8 V V T T A A 1 1 T T r r a a n n g g 1 1 0 0 1 1 . . 1 1 . . 5 5 . . 3 3 M M   n n g g l l õ õ i i Mạng lõi (CN) được chia thành ba phần, miền PS, miền CS và HE. Miền PS đảm bảo các dịch vụ số liệu cho người sử dụng bằng các kết nối đến Internet và các mạng số liệu khác và miền CS đảm bảo các dịch vụ điện thoại đến các mạng khác bằng các kết nối TDM. Các nút B trong CN được kết nối với nhau bằng đường trục của nhà khai thác, thường sử dụng các công nghệ mạng tốc độ cao như ATM và IP. Mạng đường trục trong miền CS sử dụng TDM còn trong miền PS sử dụng IP. 1 1 . . 1 1 . . 5 5 . . 3 3 . . 1 1 N N ú ú t t h h   t t r r   G G P P R R S S p p h h   c c v v   ( ( S S G G S S N N ) ) SGSN (SGSN: Serving GPRS Support Node: nút hỗ trợ GPRS phục vụ) là nút chính của miền chuyển mạch gói. Nó nối đến UTRAN thông qua giao diện IuPS và đến GGSN thông quan giao diện Gn. SGSN chịu trách nhiệm cho tất cả kết nối PS của tất cả các thuê bao. Nó lưu hai kiểu dữ liệu thuê bao: thông tin đăng ký thuê bao và thông tin vị trí thuê bao.  S lim:  IMSI (International Mobile Subsscriber Identity: số nhận dạng thuê bao di động quốc tế)  Các nhận dạng tạm thời gói (P-TMSI: Packet- Temporary Mobile Subscriber Identity: số nhận dạng thuê bao di động tạm thời gói)  Các địa chỉ PDP (Packet Data Protocol: Giao thức số liệu gói)  S liu v trí l  Vùng định tuyến thuê bao (RA: Routing Area)  Số VLR  Các địa chỉ GGSN của từng GGSN có kết nối tích cực 1 1 . . 1 1 . . 5 5 . . 3 3 . . 2 2 . . N N ú ú t t h h   t t r r   c c   n n g g G G P P R R S S ( ( G G G G S S N N ) ) GGSN (Gateway GPRS Support Node: Nút hỗ trợ cổng GPRS) là một SGSN kết nối với các mạng số liệu khác. Tất cả các cuộc truyền thông số liệu từ thuê bao đến các mạng ngoài đều qua GGSN. Cũng như SGSN, nó lưu cả hai kiểu số liệu: thông tin thuê bao và thông tin vị trí.  S li  IMSI  Các địa chỉ PDP  S liu v   Địa chỉ SGSN hiện thuê bao đang nối đến GGSN nối đến Internet thông qua giao diện Gi và đến BG thông qua Gp. 1 1 . . 1 1 . . 5 5 . . 3 3 . . 3 3 . . C C   n n g g b b i i ê ê n n g g i i   i i B B G G BG (Border Gatway: Cổng biên giới) là một cổng giữa miền PS của PLMN với các mạng khác. Chức năng của nút này giống như tường lửa của Internet: để đảm bảo mạng an ninh chống lại các tấn công bên ngoài. [...]... 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU Tối ưu mạng 3G- UMTS được chia thành 5 giai đoạn như sau: Thiết kế và kế hoạch mạng Gỡ rối, kiểm tra thử và cấu trúc mạng Tối ưu kỹ thuật:  Thẩm tra vị trí đơn  Tối ưu cụm vị trí  Tối ưu toàn mạng Tối ưu mạng:  Tối ưu tại giai đoạn chạy thử  Tối ưu duy trì và vận hành Cung cấp mạng và dịch vụ duy trì và vận hành Hình 1.6 Quy trình tối ưu mạng 3G UMTS. .. thể phát hiện các vấn đề của mạng nhanh nhất có thể SVTH: Phạm Ngọc Lợi Lớp: Đ08VTA1 Trang 14 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU Việc kiểm tra các KPI cho một mạng là một chức năng của công việc quản lý chất lượng mạng hàng ngày Việc kiểm tra này sẽ cho nhà vận hành các thông tin liên quan đến việc mạng đang thực hiện chức năng của nó như thế nào:  Mạng có đáp ứng đầy đủ các yêu cầu... ví dụ dữ liệu thống kê được đo vào ngày 1/3/2011 trong dự án tối ưu chất lượng dịch vụ 3G tại khu vực Nghệ An Thực hiện đo tại RNC có tên là RCPD05 Trong đó: RAB Congestion: Đếm số lần RAB bị tắc nghẽn RAB Est Att: Số lần khởi tạo kết nối RAB SVTH: Phạm Ngọc Lợi Lớp: Đ08VTA1 Trang 16 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU RAB Est Success: Số lần khởi tạo kết nối RAB thành công SHO Attempt:... là giao diện vô tuyến của WCDMA trong UMTS Đây là giao diện mà qua đó UE truy nhập vào phần cố định của mạng Giao diện này nằm giữa nút B và đầu cuối  Giao diện Iu: Giao diện Iu kết nối UTRAN và CN Nó gồm hai phần, IuPS cho miền chuyển mạch gói, IuCS cho miền chuyển mạch kênh CN có thể kết SVTH: Phạm Ngọc Lợi Lớp: Đ08VTA1 Trang 12 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU nối đến nhiều UTRAN... lên mạng 3G Đồng thời cũng nêu ra được lý do và mục đích chọn nghiên cứu đề tài Kết thúc chương ta đã có một cái nhìn tổng quát về khái niệm, mục đích và cách phân loại các KPI Chương 2 sẽ tìm hiểu về giao thức và các kỹ thuật chính được sử dụng trong 3G SVTH: Phạm Ngọc Lợi Lớp: Đ08VTA1 Trang 21 CHƯƠNG 2: CÁC GIAO THỨC VÀ KỸ THUẬT CHÍNH TRONG 3G CHƢƠNG 2: CÁC GIAO THỨC VÀ KỸ THUẬT CHÍNH TRONG 3G 2.1... không giải mã được Trong hệ thống UMTS khi xem xét đến vấn đề năng lượng Một giải thuật tương tự được áp dụng trong UMTS, nhằm đảm bảo tất cả các tín hiệu tới được đầu thu có SVTH: Phạm Ngọc Lợi Lớp: Đ08VTA1 Trang 31 CHƯƠNG 2: CÁC GIAO THỨC VÀ KỸ THUẬT CHÍNH TRONG 3G mức tín hiệu gần bằng nhau Để làm được điều này, trong hệ thống UMTS, tỷ số tín hiệu trên nhiễu được quan tâm một cách đặt biệt Đây cũng...CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU 1.1.5.3.4 Bộ ghi định vị tạm trú VLR (Visitor Location Register: bộ ghi định vị tạm trú) là bản sao của HLR cho mạng phục vụ (SN: Serving Network) Dữ liệu thuê bao cần... tối ưu khi giám sát và nhận diện đặc tính về chất lượng mạng các KPI suy giảm  Cải thiện hiệu suất mạng để đạt được các yêu cầu kinh doanh SVTH: Phạm Ngọc Lợi Lớp: Đ08VTA1 Trang 13 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU  Do lưu lượng ngày càng tăng, cấu trúc mạng thay đổi nhanh chóng và ngày càng phức tạp 1.2.3 Lợi ích của công việc tới ƣu hóa  Duy trì, cải thiện chất lượng dịch vụ hiện... định hướng các vấn đề  Nội dung làm việc  Thu thập dữ liệu CQT, Driving test  Thu thập dữ liệu OMC  Thu thập các than phiền của người dùng SVTH: Phạm Ngọc Lợi Lớp: Đ08VTA1 Trang 18 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU  Thu thập dữ liệu cảnh báo  Thu thập dữ liệu bám báo hiệu  Nội dung cụ thể  Thu thập dữ liệu Driving test: sử dụng các máy quét và UE để ghi dữ liệu của cả đường lên... phân tích Drive test và CQT  Các phân tích thống kê chất lượng OMC  Các phân tích các than phiền người dùng  Các phân tích dữ liệu cảnh báo SVTH: Phạm Ngọc Lợi Lớp: Đ08VTA1 Trang 19 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU  Các phân tích báo hiệu  C c phƣơng ph p phân tích dữ liệu thƣờng đƣợc sử dụng:  Các phân tích đa chiều - phân tích dữ liệu từ nhiều khả năng khác nhau Ví dụ: như vấn . TNG QUAN MNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN T 3 1.1 Tổng quan mạng 3G - UMTS 3 1.1.1 Lịch sữ phát triển của thông tin di động 3 1.1.2 Sự tiến hóa đi lên 3G 4 1.1.3 Cấp phát phổ tần trong 3G 4. C VÀ K THUT CHÍNH TRONG 3G 22 2.1 Các giao thức trong 3G – UMTS 22 2.1.1 Các lớp giao thức 22 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU S S V V T T H H : : . những năm 1980. Các hệ thống Hình 1.1 Các dịch vụ và công nghệ khác nhau trong 3G CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G UMTS VÀ BÀI TOÁN TỐI ƯU S S V V T T H H : : P P h h ạ ạ m m N N g g ọ ọ c c