Nghiên cứu mạng tự tổ chức dựa vào thuật toán điều khiển fuzzy q learning

Tuy nhiên, trong các hệ thống mạng di động thực tế, rất nhiều chức năng khác nhau của SON sẽ hoạt động đồng thời để tối ưu hóa toàn bộ hiệu suất mạng.. Những xung đột này có thể xảy ra n

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN ĐẶNG PHƯỚC LÂM

NGHIÊN CỨU MẠNG TỰ TỔ CHỨC DỰA VÀO THUẬT TOÁN

ĐIỀU KHIỂN FUZZY Q-LEARNING

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

Hà Nội - 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN ĐẶNG PHƯỚC LÂM

NGHIÊN CỨU MẠNG TỰ TỔ CHỨC DỰA VÀO THUẬT TOÁN

ĐIỀU KHIỂN FUZZY Q-LEARNING

Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử

Mã số: 60.52.02.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Trịnh Anh Vũ

Hà Nội - 2015

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập lớp Cao học Điện tử Viễn thông, Khóa 3, thuộc trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội liên kết đào tạo với Đại học Khoa học - Đại học Huế tôi đã hoàn thành bản luận văn này

Trước hết cho tôi xin gửi lới cảm ơn chân thành tới PGS.TS.Trịnh Anh Vũ, người thầy đã luôn tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian tôi làm luận văn

Và xin được cảm ơn các thầy, cô trong Khoa Điện tử Viễn thông - trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội và Khoa Điện tử Viễn thông - trường Đại học Khoa học, Đại học Huế đã tạo điều kiện giúp đỡ, chỉ bảo và cho tôi những lời khuyên vô cùng quý báu

Học viên

Nguyễn Đặng Phước Lâm

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các kết quả trình bày trong luận văn là do tôi nghiên cứu dưới

sự hướng dẫn của PGS.TS.Trịnh Anh Vũ Các số liệu kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2015

Người viết

Nguyễn Đặng Phước Lâm

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

LỜI CAM ĐOAN 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC BẢNG 8

DANH MỤC HÌNH VẼ 9

MỞ ĐẦU 10

1 Đặt vấn đề: 10

2 Mục đích nghiên cứu: 11

3 Bố cục đề tài 11

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG LTE 13

1.1 Giới thiệu về công nghệ LTE 13

1.2 Yêu cầu thúc đẩy 14

1.3 Các giai đoạn phát triển của LTE 14

1.4 Mục tiêu của LTE 14

1.5 Các đặc tính cơ bản của LTE 14

1.6 Các thông số lớp vật lý của LTE 15

1.7 Dịch vụ của LTE 16

CHƯƠNG 2 CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA LTE-SON 17

2.1 Cấu trúc mạng LTE-SON 17

2.2 Đặc điểm của LTE-SON 17

2.3 Quản lý điều phối SON 18

CHƯƠNG 3 GIẢI PHÁP XỬ LÝ XUNG ĐỘT CỦA CÁC CHỨC NĂNG SON 20

3.1 Phân loại các thông số của các chức năng SON 20

3.1.1 Thông số giám sát 21

3.1.2 Các thông số kích hoạt 28

3.2 Điều phối xung đột 29

3.3 Các nhóm tham số 30

3.4 Sự thiết lập có trọng số 31

3.5 Tổng quan hệ thống 32

CHƯƠNG 4 PHỐI HỢP QUÁ TRÌNH TỐI ƯU HÓA CHUYỂN GIAO, CÂN BẰNG TẢI VÀ ĐIỀU KHIỂN NHẬP CELL 35

4.1 Mô tả quá trình HPO, LB, AC 35

4.1.1 Quá trình chuyển giao 35

4.1.2 Tối ưu hóa chuyển giao 37

4.1.3 Cân bằng tải 38

4.1.4 Điều khiển nhập cell 38

4.2 Mối quan hệ lẫn nhau giữa tối ưu hóa chuyển giao, cân bằng tải và điều khiển nhập cell 39

4.3 Các thông số giám sát và thông số hoạt động của HPO, LB và AC 41

4.3.1 Các thông số giám sát 41

4.3.2 Các thông số hoạt động 44

4.4 Thuật toán điều khiển Fuzzy Q-Learning để điều chỉnh các tham số Hys và TTT45 4.4.1 Reinforcement Learning 46

4.4.2 Q-Learning 46

4.4.3 Fuzzy Q-Learning 47

4.4.4 Áp dụng thuật toán điều khiển Fuzzy Q-Learning trong quá trình nghiên cứu 48

4.4.4.1 Biến trạng thái và biến hoạt động 48

4.4.4.2 Các hàm thành phần 48

4.4.4.3 Hàm trả về 51

4.4.4.4 Hệ thống Fuzzy Inference (FIS) 52

4.4.4.5 Cấu trúc hệ thống Fuzzy Inference 54

4.4.4.6 Thuật toán FQLC 55

4.5 Kết hợp thuật toán FQLC và Diff_Load 57

4.5.1 Thuật toán Diff_Load 57

4.5.2 Kết hợp thuật toán FQLC và Diff_Load 57

CHƯƠNG 5 MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 59

5.1 Tổng quan về chương trình mô phỏng LTE-Sim 59

5.2 Thông số mô phỏng 59

5.3 Kịch bản mô phỏng 61

5.4 Kết quả mô phỏng 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

3GPP 3rd Generation Partnership Project

FDD Frequency Division Duplex Ghép kênh phân chia theo tần số

FQLC Fuzzy Q-learning Control Điều khiển học máy thông minh

KPI Key performance Indicator Chỉ số hiệu suất

LTE Long Term Evolution Công nghệ mạng di động thế hệ

thứ 4

NCLO Neighbor Cell List Optimization Tối ưu hóa danh sách các Cell

lân cận

RSRI Reference Signal Received Indicator Chỉ số tín hiệu nhận được

RSRP Reference Signal Received Power Công suất tín hiệu nhận được RSRQ Reference Signal Received Quality Chất lượng tín hiệu nhận được SAE Service Architecture Evolution Phát triển cấu trúc dịch vụ SINR Signal to Interference plus Noise Ratio Tỉ số tín hiệu trên nhiễu

gian

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Các thông số lớp vật lý LTE 15

Bảng 1.2: Tốc độ đạt đỉnh của LTE theo lớp 16

Bảng 3.1: Các thông số giám sát và thông số kích hoạt của các chức năng SON 20

Bảng 3.2: Phân tích các thông số giám sát 23

Bảng 3.3: Phân loại tham số quan sát theo các nguồn 26

Bảng 3.4: Phân loại các thông số giám sát dựa trên chu kỳ thời gian 27

Bảng 3.5: Các thông số cấu hình 27

Bảng 3.6: Tổng quan về các thông số kích hoạt cho các chức năng SON khác nhau 28

Bảng 4.1: Các thông số của HOP, LB và AC 41

Bảng 5.1: Các thông số mô phỏng 58

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1: Quá trình phối hợp của các chức năng SON 19

Hình 3.1: Phân loại xung đột 29

Hình 3.2: Các nhóm tham số 30

Hình 3.3: Một ví dụ của các nhóm tham số chức năng 31

Hình 3.4: Sự thiết lập trọng số 32

Hình 3.5: Tổng quan hệ thống 34

Hình 4.1: Sự nối tiếp tin nhắn chuyển giao LTE 36

Hình 4.2: Tối ưu hóa các thông số chuyển chuyển giao và các sơ đồ cân bằng tải 39

Hình 4.3: Sơ đồ phối hợp cho các thuật toán: HOP, LB và AC 41

Hình 4.4: Hàm thành phần RLF và HPP 49

Hình 4.5: Hàm thành phần HOF 49

Hình 4.6: Cấu trúc hệ thống Fuzzy Infernce 53

Hình 5.1: So sánh hệ số HOF giữa hai kịch bản 60

Hình 5.2: So sánh hệ số RLF giữa hai kịch bản 61

Hình 5.3: So sánh hệ số HPP giữa hai kịch bản 61

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề:

LTE (Long Term Evolution) là công nghệ được coi như công nghệ di động thế

hệ thứ 4 (4G) LTE là một chuẩn cho truyền thông không dây tốc độ dữ liệu cao dành cho điện thoại di động và các thiết bị đầu cuối dữ liệu Nó dựa trên các công nghệ mạng GSM/EDGE và UMTS/HSPA LTE nhờ sử dụng các kỹ thuật điều chế mới và một loạt các giải pháp công nghệ khác như lập lịch phụ thuộc kênh và thích nghi tốc

độ dữ liệu, kỹ thuật đa anten để tăng dung lượng và tốc độ dữ liệu

Sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ mạng đòi hỏi các nhà khai thác cần quản lý mạng của họ thông minh hơn, nhằm cắt giảm chi phí hoạt động và nâng cao doanh thu từ đầu tư Trên thực tế, việc chuyển đổi từ mạng 2G sang 3G và 4G không phải là quá trình đơn giản Nó liên quan phần nhiều tới vấn đề tương thích công nghệ, khả năng mở rộng cũng như giá thành đầu tư xây dựng mạng lưới Ngoài ra, sự chuyển đổi này còn tiềm ẩn nhiều bất ổn như cách thức triển khai công nghệ, ảnh hưởng của công nghệ mới tới các nhà khai thác dịch vụ, cũng như sự chín muồi của công nghệ mới Bởi vậy, trước khi triển khai các công nghệ mới và cung cấp dịch vụ thương mại, việc tự tối ưu hóa mạng là cần thiết Công nghệ mạng tự tổ chức và khả năng tự động hóa các quy trình vận hành của nó là một lựa chọn tối ưu cho các nhà mạng Mạng tự tổ chức cho phép tự động hóa các nhiệm vụ quy hoạch, cấu hình và tối

ưu mạng một cách nhanh chóng, giúp tiết kiệm thời gian hơn so với các tiếp cận trước Kết quả là giúp cắt giảm chi phí và đảm bảo khắc phục sự cố nhanh hơn

Các nghiên cứu mới nhất về LTE SON (Mạng tự tổ chức) đã tập trung chủ yếu vào việc phát triển các chức năng riêng lẻ Tuy nhiên, trong các hệ thống mạng di động thực tế, rất nhiều chức năng khác nhau của SON sẽ hoạt động đồng thời để tối ưu hóa toàn bộ hiệu suất mạng Với số lượng ngày càng tăng của các chức năng SON, những xung đột và phụ thuộc giữa các chức năng này sẽ tăng lên Những xung đột này có thể xảy ra nếu, ví dụ, hai chức năng SON cá nhân khác nhau (như: tế bào Quản lý & Tiết kiệm Năng lượng) nhằm mục tiêu khác nhau khi cố gắng để tối ưu hóa các thông số tương tự (như: công suất truyền tải dữ liệu) tại một NE (phần tử mạng), hoặc nếu việc sửa đổi các thông số kích hoạt bởi một chức năng SON có tác động tiêu cực đến hoạt động của các chức năng SON khác Những xung đột này có thể làm cho toàn bộ hệ thống hoạt động trái ngược với mục tiêu tối ưu, giảm hiệu suất của hệ thống và sự hài

lòng của người dùng Do đó việc phòng ngừa và giải quyết xung đột giữa các chức

năng SON là rất quan trọng

Với số lượng ngày càng tăng của các chức năng SON, dữ liệu không gian đầu vào và dữ liệu không gian đầu ra sẽ lớn và đa chiều, điều đó làm khó khăn cho việc lập bản đồ từ các thông số đầu vào và đầu ra cho mục tiêu tối ưu hóa Hơn nữa, thông tin

về các đầu vào có thể không đầy đủ và không được cập nhật (vì sự chậm trễ), điều đó

có thể gây ra tác động tiêu cực đến việc ra quyết định Vì vậy, việc xác định một thuật toán tìm kiếm trực tuyến hoàn toàn tự động rất quan trọng để giải quyết vấn đề

Hiện nay, các khái niệm và giải pháp tích hợp SON trong lĩnh vực mạng di động không dây không được mô tả nhiều trong các tài liệu tham khảo Các hệ thống 3GPP đã chỉ mới bắt đầu làm việc trên tiêu chuẩn này

Từ những vấn đề trên, tôi chọn đề tài ”Nghiên cứu mạng tự tổ chức dựa vào thuật toán điều khiển Fuzzy Q-Learning”

tự đặt cấu hình, tự bảo dưỡng, tự tối ưu hóa và tự bảo vệ Kết quả là, hệ thống có thể

có khả năng tự động thích ứng với sự thay đổi liên tục của môi trường

Dựa trên mô hình IBM tự quản lý mạng (ANM), cấu trúc cho hệ thống điều phối LTE-SON gồm hai khối chính: khối giám sát và khối chạy bộ nhớ kết nối điều phối Cấu trúc này đã được áp dụng cho ba chức năng của SON: tối ưu hóa chuyển giao (HPO), cân bằng tải (LB) và điều khiển nhập cell (AC) được tích hợp Thuật toán Fuzzy Q-Learing Control (FQLC) và thuật toán Diff_Load được đề xuất cho hoạt động tương ứng Thuật toán FQLC trách nhiệm điều chỉnh yêu cầu trễ và thời gian để kích hoạt, trong khi thuật toán Diff_Load sẽ điều chỉnh các tham số chuyển giao bù đắp dựa vào việc đo lường tải trọng khác nhau giữa các tế bào khác nhau

Để kiểm tra và đánh giá các thuật toán, tôi sử dụng công cụ mô phỏng LTE-Sim được phát triển bởi Politechnico di Bari Các kết quả đã được phân tích và thảo luận để đánh giá các thuật toán làm việc với các chức năng điều phối SON một cách cụ thể nhất

3.Bố cục đề tài:

Ngoài các phần Mở đầu, Kết luận, Tài liệu tham khảo và Mục lục, kết cấu luận văn gồm các chương sau:

Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin di động LTE

Nội dung trình bày tổng quan hệ thống thông tin di động LTE

Chương 2: Các đặc điểm của LTE-SON

Trình bày về các đặc điểm của LTE-SON và các vấn đề gặp phải khi phối hợp các chức năng SON với nhau Phân loại, phân tích các thông số giám sát và các thông

số hoạt động của các chức năng SON khác nhau

Chương 3: Giải pháp xử lý xung đột của các chức năng SON

Nội dung chương trình bày các tham số của các chức năng SON, đồng thời phân loại chúng Thêm vào đó, khả năng xử lý xung đột của các chức năng SON cũng được trình bày

Chương 4: Phối hợp quá trình tối ưu hóa chuyển giao, cân bằng tải và điều khiển nhập cell

Nghiên cứu sự phối hợp của quá trình tối ưu hóa chuyển giao, cân bằng tải và điều khiển nhập cell Các thuật toán FQLC và Diff_load cũng được trình bày trong

chương này

Chương 5: Mô phỏng và đánh giá kết quả

Chương này trình bày về chương trình mô phỏng LTE-Sim, xây dựng kịch bản

mô phỏng, đánh giá các kết quả mô phỏng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG LTE 1.1.Giới thiệu về công nghệ LTE:

Ngày nay, hầu hết các hệ điều hành có xu hướng chuyển tất cả các dịch vụ kết

nối chuyển mạch tới một gói chuyển mạch cơ sở hạ tầng IP (Internet Protocol) Điều

này được thực hiện trong các nhà khai thác mạng điện thoại cố định trong khi cung cấp

cả điện thoại và truy cập Internet Nhưng trong các mạng không dây, do sự hạn chế băng thông được cung cấp bởi mạng 3G và 3.5G, tất cả các dịch vụ vẫn còn dựa trên

kết nối chuyển mạch mạch Bên cạnh đó, VoIP (truyền giọng nói trên phương thức IP)

triển khai trên điện thoại tăng đáng kể, số lượng dữ liệu đã được chuyển qua giao diện không gian, tức là môt số các cuộc gọi thoại có thể được xử lý đồng thời Hơn nữa, việc chuyển đổi từ giọng nói qua điện thoại đến IP mang lại rất nhiều lợi ích như mạng

rẻ hơn và tích hợp với các ứng dụng trên nền IP khác

Trong khi đó, hạn chế về băng thông truyền của mạng 3G và 3,5G hiện nay đã đặt ra rất nhiều khó khăn trong việc đạt được mục tiêu này Do đó nó đã được quyết định vào năm 2005 bởi tiêu chuẩn 3GPP để bắt đầu làm việc trên một mạng không dây

thế hệ tiếp theo, đó là chỉ dựa trên kết nối chuyển mạch gói Nghiên cứu này được thực

hiện trong hai chương trình nghiên cứu Các chương trình LTE tập trung vào thiết kế

của mạng vô tuyến mới và cấu trúc giao diện không gian Sau đó, bắt đầu làm việc trên thiết kế của một cơ sở hạ tầng mạnh lõi mới với chương trình SAE (Service

Architecture Evolution) Sau đó chúng được kết hợp thành một chương trình làm việc duy nhất tên là EPS (Evolved Packet System) Từ thời điểm đó, thuật ngữ "LTE" đã phát triển

Hệ thống 3GPP LTE, là bước tiếp theo cần hướng tới của hệ thống mạng không dây 3G dựa trên công nghệ di động GSM/UMTS, và là một trong những công nghệ tiềm năng nhất cho truyền thông 4G Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) đã định nghĩa truyền thông di động thế hệ thứ 4 là IMT Advanced và chia thành hai hệ thống dùng cho di động tốc độ cao và di động tốc độ thấp 3GPP LTE là hệ thống dùng cho

di động tốc độ cao Ngoài ra, đây còn là công nghệ hệ thống tích hợp đầu tiên trên thế giới ứng dụng cả chuẩn 3GPP LTE và các chuẩn dịch vụ ứng dụng khác, do đó người

sử dụng có thể dễ dàng thực hiện cuộc gọi hoặc truyền dữ liệu giữa các mạng LTE và các mạng GSM/GPRS hoặc UMTS dựa trên WCDMA Kiến trúc mạng mới được thiết

kế với mục tiêu cung cấp lưu lượng chuyển mạch gói với dịch vụ chất lượng, độ trễ tối

thiểu Hệ thống sử dụng băng thông linh hoạt nhờ vào mô hình đa truy cập OFDMA và SC-FDMA Thêm vào đó, FDD (Frequency Division Duplexing) và TDD (Time Division Duplexing), bán song công FDD cho phép các UE có giá thành thấp Không giống như FDD, bán song công FDD không yêu cầu phát và thu tại cùng thời điểm Điều này làm giảm giá thành cho bộ song công trong UE Truy cập tuyến lên dựa vào

đa truy cập phân chia theo tần số đơn sóng mang (Single Carrier Frequency Division multiple AccessSC-FDMA) cho phép tăng vùng phủ tuyến lên làm tỷ số công suất

đỉnh trên công suất trung bình thấp (Peak-to-Average Power Ratio PAPR) so với OFDMA Thêm vào đó, để cải thiện tốc độ dữ liệu đỉnh

1.2.Yêu cầu thúc đẩy:

Nói tóm lại những yêu cầu thúc đẩy sự ra đời của hệ thống LTE là:

- Cải thiện các nhược điểm của 3G và đáp ứng nhu cầu của người sử dụng

- Người dùng đòi hỏi tốc độ dữ liệu và chất lượng dịch vụ cao hơn

- Tối ưu hệ thống chuyển mạch gói

- Tiếp tục nhu cầu của người dùng về giảm giá thành (CAPEX và OPEX)

- Giảm độ phức tạp

- Tránh sự phân đoạn không cần thiết cho hoạt động của một cặp hoặc không phải một cặp dải thông

1.3 Các giai đoạn phát triển của LTE:

- Bắt đầu năm 2004, dự án LTE tập trung vào phát triển thêm UTRAN và tối ưu cấu trúc truy cập vô tuyến của 3GPP

- Mục tiêu hướng đến là dung lượng dữ liệu truyền tải trung bình của một người dùng trên 1 MHz so với mạng HSDPA Rel 6: Tải xuống: gấp 3 đến 4 lần (100Mbps) Tải lên: gấp 2 đến 3 lần (50Mbps)

- Năm 2007, LTE của kỹ thuật truy cập vô tuyến thế hệ thứ 3 –“EUTRA”-phát triển từ những bước khả thi để đưa ra các đặc tính kỹ thuật được chấp nhận Cuối năm

2008 các kỹ thuật này được sử dụng trong thương mại

- Các kỹ thuật OFDMA được sử dụng cho đường xuống và SC-FDMA được sử dụng cho đường lên

1.4 Mục tiêu của LTE:

- Tốc độ dữ liệu cao

- Độ trễ thấp

- Công nghệ truy cập sóng vô tuyến gói dữ liệu tối ưu

1.5 Các đặc tính cơ bản của LTE:

- Hoạt động ở băng tần: 700 MHz-2,6 GHz

- Tốc độ:

+ DL: 100Mbps( ở BW 20MHz) + UL: 50 Mbps với 2 aten thu một anten phát

- Độ trễ: nhỏ hơn 5ms

- Độ rộng BW linh hoạt :1,4 MHz; 3 MHz; 5 MHz; 10 MHz; 15 MHz; 20 MHz

Hỗ trợ cả 2 trường hợp độ dài băng lên và băng xuống bằng nhau hoặc không

- Tính di động: Tốc độ di chuyển tối ưu là 0-15 km/h nhưng vẫn hoạt động tốt với tốc độ di chuyển từ 15-120 km/h, có thể lên đến 500 km/h tùy băng tần

- Phổ tần số:

+ Hoạt động ở chế độ FDD hoặc TDD

+ Độ phủ sóng từ 5-100 km

+ Dung lượng 200 user/cell ở băng tần 5Mhz

- Chất lượng dịch vụ :

+ Hỗ trợ tính năng đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS

+ VoIP đảm bảo chất lượng âm thanh tốt, trễ tối thiểu thông qua mạng UMTS

- Liên kết mạng:

+ Khả năng liên kết với các hệ thống UTRAN/GERAN hiện có và các

hệ thống không thuộc 3GPP cũng sẽ được đảm bảo

+ Thời gian trễ trong việc truyền tải giữa E-UTRAN và UTRAN/GERAN sẽ nhỏ hơn 300ms cho các dịch vụ thời gian thực và 500ms cho các dịch vụ còn lại

+ Chi phí: chi phí triển khai và vận hành giảm

Băng thông linh hoạt trong vùng từ 1.4 MHz đến 20 MHz, điều này có nghĩa là

nó có thể hoạt động trong các dải băng tần của 3GPP Trong thực tế, hiệu suất thực sự của LTE tùy thuộc vào băng thông chỉ định cho các dịch vụ và không có sự lựa chọn cho phổ tần của chính nó Triển khai tại các tần số cao, LTE là chiến lược hấp dẫn tập trung vào dung lượng mạng, trong khi tại các tần số thấp nó có thể cung cấp vùng bao phủ khắp nơi Mạng LTE có thể hoạt động trong bất cứ dải tần được sử dụng nào của 3GPP Nó bao gồm băng tần lõi của IMT-2000 (1.9-2 GHz) và dải mở rộng (2.5 GHz), cũng như tại 850-900 MHz, 1800 MHz, phổ AWS (1.7-2.1 GHz)… Băng tần chỉ định dưới 5MHz được định nghĩa bởi ITU thì phù hợp với dịch vụ IMT trong khi các băng tần lớn hơn 5MHz thì sử dụng cho các dịch vụ có tốc độ cực cao Tính linh hoạt về băng tần của LTE có thể cho phép các nhà sản xuất phát triển LTE trong những băng tần đã tồn tại của họ

1.6 Các thông số lớp vật lý của LTE:

Bảng 1.1: Các thông số lớp vật lý LTE

Kỹ thuật truy cập

Uplink Đa truy cập phân chia theo tần số trực

giao đơn sóng mang (SC-FDMA)

Downlink Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao

(OFDMA)

20MHz

Dài 16.7 µs

Ghép kênh không gian

1 lớp cho UL/UE Lên đến 4 lớp cho DL/UE

1.7 Dịch vụ của LTE:

Qua việc kết nối của đường truyền tốc độ rất cao, băng thông linh hoạt, hiệu suất sử dụng phổ cao và giảm thời gian trễ gói, LTE hứa hẹn sẽ cung cấp nhiều dịch vụ

đa dạng hơn Đối với khách hàng, sẽ có thêm nhiều ứng dụng về dòng dữ liệu lớn, tải

về và chia sẻ video, nhạc và nội dung đa phương tiện Tất cả các dịch vụ sẽ cần lưu lượng lớn hơn để đáp ứng đủ chất lượng dịch vụ, đặc biệt là với mong đợi của người dùng về đường truyền TV độ rõ nét cao Đối với khách hàng là doanh nghiệp, truyền các tập tin lớn với tốc độ cao, chất lượng video hội nghị tốt…LTE sẽ mang đặc tính của “Web 2.0” ngày nay vào không gian di động lần đầu tiên Dọc theo sự bảo đảm về thương mại, nó sẽ băng qua những ứng dụng thời gian thực như game đa người chơi

và chia sẻ tập tin

Tóm lại: Hệ thống LTE là hệ thống đa dịch vụ, đa người dùng phức tạp trong đó hai yêu cầu quan trọng bao trùm là làm sao đáp ứng tốt nhất các yêu cầu dịch vụ đa dạng của người dùng đồng thời phải đảm bảo yêu cầu sử dụng cơ sở hạ tầng có hiệu quả đối với nhà cung cấp dịch vụ Điều này phải lựa chọn điểm cân bằng tối ưu giữa nhiều yêu cầu trái ngược nhau đối với 1 hệ thống tự điều chỉnh được trình bày chi tiết hơn trong các chương sau

CHƯƠNG 2 CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA LTE-SON 2.1 Cấu trúc mạng LTE-SON:

SON là một hệ thống có khả năng hỗ trợ các chức năng tự vận động (self-x), ví

dụ như tự cấu hình, tự tối ưu, tự phát hiện và sửa lỗi… từ đó giảm thiểu tác động cần thiết của con người trong quá trình triển khai, vận hành hệ thống

SON hiện được phân chia thành 2 kiểu cấu trúc chính:

Cấu trúc phân tán: Với kiểu kiến trúc này, các chức năng của SON được phân

tán về các phần tử tại biên của mạng, thông thường là tại các trạm thu phát sóng LTE (eNB) Do vậy, các chức năng chủ yếu được thực hiện trong phạm vi eNB và thường được cung cấp bởi chính các nhà sản xuất thiết bị eNB này

Cấu trúc tập trung: Với kiểu kiến trúc này, chức năng được tập trung tại các

phần tử sâu hơn trong mạng lưới hoặc tại hệ thống hỗ trợ vận hành mạng (OSS), cho phép bao quát nhiều phần tử mạng hơn và có thể điều hướng tải trên mạng trong một phạm vi địa lý rộng Do thực tế một nhà mạng thường mua thiết bị eNB từ nhiều nhà cung cấp khác nhau nêu SON hoạt động theo kiểu kiến trúc này thường được cung cấp bởi một bên thứ ba

SON có 3 chức năng chính: Tự cấu hình, Tự tối ưu, Tự sửa lỗi Bên cạnh việc giảm thiểu được sự can thiệp của con người trong quá trình triển khai, vận hành mạng, các chức năng tự cấu hình, tự tối ưu của SON còn giúp nhà mạng rút ngắn thời gian triển khai, nhanh chóng cung cấp dịch vụ tới người dùng (theo đánh giá của Ericsson, SON giúp giảm tới 40% thời gian triển khai mạng lưới, giảm 90% thời gian vận hành, bảo dưỡng hàng ngày) Ngoài ra, SON còn giúp nâng cao chất lượng trải nghiệm dịch

vụ của người dùng nhờ chức năng tự phát hiện và sửa lỗi khiến thời gian tạm ngừng dịch vụ giảm đáng kể

2.2 Đặc điểm của LTE-SON:

Tự tổ chức là một cơ chế tiên tiến cho phép tự động hóa các hoạt động trongmạng nhằm mục đích:

• Giảm chi phí tổ chức và điều hành mạng

• Bảo vệ mạng lưới hoạt động bằng cách giảm các lỗi do sự can thiệp của con người trong quá trình xử lý

• Tăng tốc quá trình hoạt động

Mạng tự tổ chức (SON) có thể cải thiện đáng kể hiệu suất mạng và chất lượng dịch vụ cho user SON là một thành phần quan trọng của LTE và đang được chuẩn hóa bới 3GPP

Mục tiêu quan trọng của tiêu chuẩn 3GPP là khả năng hỗ trợ các tính năng SON trong môi trường mạng của nhiều nhà cung cấp Vì vậy, một phần quan trọng trong việc chuẩn hóa SON đã được dành cho việc xác định các giao diện thích hợp để cho phép trao đổi thông tin thông thường, có thể được sử dụng bởi mỗi thuật toán SON Các thông số kỹ thuật SON được xây dựng trên cấu trúc quản trị mạng 3GPP có sẵn Các giao diện quản lý đang được xác định một cách tổng quát thay vào đó là sự đổi mới về việc triển khai nhà cung cấp khác nhau

Phiên bản mới nhất của SON cung cấp nhiều thông số kỹ thuật cho mạng và hoạt động đồng thời với các mạng di động hiện có Nó bao gồm các tính năng:

• Tự động kiểm kê

• Tự động truyền tải

• Tự động tương quan

• Tự động chuyển nhượng vật lý Cell ID (PCI)

• Tối ưu hóa chuyển giao

• Tối ưu hóa RACH

• Tối ưu hóa cân bằng tải

• Lập tọa độ đa chiều của Inter-cell

• Báo cáo tình hình và khả năng tối ưu hóa (CCO)

• Nâng cao tính năng tối ưu hóa sức chịu đựng

• Nâng cao tính động của cân bằng tải (MLB)

• Nâng cao thiết lập kết nối Inter-cell

• Phát hiện sự gián đoạn và sự bồi thường

• Chức năng tự bảo dưỡng

• Giảm thiểu các thử nghiệm ổ đĩa

• Tiết kiệm năng lượng

Các tiêu chuẩn SON đang được xây dựng và SON sẽ tiếp tục mở rộng trong thời gian tới để tổng quát tất cả các khía cạnh quan trọng liên quan đến quản lý mạng lưới, bảo dưỡng và tối ưu hóa trong nhiều lớp, các mạng không đồng nhất

2.3 Quản lý điều phối SON:

Các công việc dựa trên sự chuẩn hoá các chức năng SON được hoàn thành ở 3GPP trong năm 2011 Khi có thêm nhiều chức năng SON được chuẩn hóa, sự phối hợp giữa nó ngày càng trở nên quan trọng hơn 3GPP đã bắt đầu làm việc trên các tiêu chuẩn quản lý điều phối SON từ năm 2012 Sự phối hợp này cần thiết để ngăn ngừa và

giải quyết các hành vi mạng ngoài dự đoán và không mong muốn (ví dụ như các cuộc

xung đột trong quá trình kích hoạt các thông số) bằng các chức năng SON khác nhau

Bên cạnh đó, sự phối hợp cũng sẽ đưa vào tài khoản các mối quan hệ giữa các chức

năng SON để chúng hoạt động tốt và không ảnh hưởng tiêu cực đến nhau Quản lý

điều phối SON sẽ đảm bảo rằng các chức năng SON cá nhân làm việc đồng thời hướng

tới cùng một mục tiêu và cho phép các nhà quản lý kiểm soát hệ thống SON một cách

tổng thể Sự phối hợp giữa quản lý cell bị sự cố và quản lý tiết kiệm năng lượng là một

ví dụ điển hình

Hiện nay, các khái niệm và giải pháp cho điều phối viên SON trong lĩnh vực

mạng di động không dây không được mô tả và cung cấp nhiều nhưng đó là một lĩnh

vực rất thú vị mà nhiều nghiên cứu đang thực hiện Tổng quan về các xung đột trong

quá trình phối hợp giữa các chức năng SON khác nhau đã được quy định trong dự án

SOCRATES [6] Nó được thể hiện trong hình 2.1

Hình 2.1: Quá trình phối hợp của các chức năng SON Như chúng ta đã thấy từ hình vẽ trên, càng nhiều chức năng SON được tích hợp

thì hệ thống quản lý phối hợp sẽ phức tạp hơn Trong các trường hợp nghiên cứu của

luận văn này, chỉ có ba trường hợp sử dụng được tích hợp Đó là tối ưu hóa chuyển

giao, cân bằng tải và điều khiển nhập cell Hình trên cho thấy các chức năng này có

một sự phụ thuộc mạnh mẽ, chúng được điều chỉnh bởi các thông số tương tự nhau và

phân tích cùng một tập hợp các thông số đầu vào theo dõi

CHƯƠNG 3 GIẢI PHÁP XỬ LÝ XUNG ĐỘT

CỦA CÁC CHỨC NĂNG SON 3.1 Phân loại các thông số của các chức năng SON:

Phần này tóm tắt các phép đo được yêu cầu bởi các chức năng khác nhau của SON và các thông số kích hoạt cần phải được thay đổi để tối ưu hóa hiệu suất mạng Các nội dung của các bảng dưới đây được bắt nguồn từ chức năng SON quy định tại thông số kỹ thuật 3GPP Tổng quan về các yêu cầu đo lường bởi các chức năng khác nhau của SON được tạo ra cùng với những mục tiêu và các thông số kích hoạt Bảng 3.1 đưa ra một cái nhìn tổng quan về các trường hợp sử dụng, cùng với các thông số giám sát và các thông số kích hoạt của nó Ở đây, ta chỉ chú trọng 3 trường hợp đó là tối ưu hóa chuyển giao, cân bằng tải và điều khiển nhập cell Các thông số giám sát có thể là số liệu thống kê, phép đo, hoặc KPIs và lấy từ UEs, eNB, HeNB hay OMC Trong suốt luận văn này, các thuật ngữ khác nhau được sử dụng một cách chọn lọc: hành động / kích hoạt / các thông số kích hoạt Nói chung, nó đề cập đến các thông số được thay đổi trong quá trình ra quyết định để tối ưu hóa hiệu suất mạng

Bảng 3.1: Các thông số giám sát và thông số kích hoạt của các chức năng SON

xuất tín hiệu nhận được giảm

-Độ trễ

-Danh sách các tế bào lân cận

-Thời gian kích hoạt

Thông tin lịch sử của các UE

Phân tích thông tin các tế bào đã chuyển giao và thời gian để xác định được hiện tượng Ping-Pong trong quá trình chuyển giao

Tỉ lệ lỗi chuyển giao (HO faillure ratio)

Nếu giá trị của các tham số này vượt quá mức ngưỡng thì thuật toán tối ưu bắt đầu tác động

Cuộc gọi bị rớt (Call dropping)

Tỉ lệ Ping pong (Ping pong ratio)

nguyên vật lý SeNB và thông tin về TeNB -Độ lệch

chuyển giao -Thời gian kích hoạt -Độ trễ chuyển giao -Mức tải đích -Mức tải chấp nhận lớn nhất

của quá trình điều hành cân bằng tải dựa trên hiệu suất của mạng

RSSI (cường độ tín hiệu nhận được)

DL RS TX công suất

Công suất giao thoa nhận được

Tỉ lệ cuộc gọi bị lỗi

Tỉ lệ chuyển giao Ping pong

Tỉ lệ chuyển giao thành công

Tối ưu hóa

điêu khiển

Các cuộc gọi chuyển giao nhận được

Được sử dụng để xác định sự suy giảm hiệu năng của các cuộc gọi chuyển giao

Ngưỡng chuyển giao (Xác định dung lượng chuyển giao của tế bảo cho các cuộc gọi chuyển giao)

Các cuộc gọi mới nhận được

Được sử dụng để xác định sự suy giảm hiệu năng của các cuộc gọi mới

Tỉ lệ tổn hao lưu lượng của cuộc gọi thời gian thực

Được sử dụng để xác định sự suy giảm hiệu năng của các cuộc gọi thời gian thực

Tỉ lệ cuộc gọi thông qua

Được sử dụng để xác định sự suy giảm hiệu năng của các cuộc gọi thời gian thực

PCI, eNB phục vụ sẽ yêu cầu GCI tìm trong thông tin MME về tế bào đó

 Tên của các thông số và đơn vị của nó

 Các trường hợp sử dụng SON: một danh sách các trường hợp sử dụng mà cần những thông số này như một dữ liệu đầu vào

- HO tối ưu hóa (Tối ưu hóa chuyển giao)

- LB (Cân bằng tải)

- HeNB tối ưu hóa (Tự tối ưu hóa các HeNB)

- AGP (Tự động thế các thông số ban đầu cho eNB )

- COD (Phát hiện khối mất điện)

- COP (bồi thường khối mất điện)

- COM ( Quản lý khối mất điện)

- AC (điều khiển nhập cell)

- NCLO (Tối ưu hóa danh sách cell lân cận)

- Tối đa hóa công suất và mức độ ảnh hưởng

- ES ( Tiết kiệm năng lượng)

 Loại phép đo: tất cả các loại dữ liệu được liệt kê có thể phục vụ như là đầu vào cho các chức năng SON Thông số giám sát được định nghĩa là dữ liệu lấy trực tiếp từ NE hoặc UE hay được thiết lập từ các dữ liệu thô NE hoặc UE Điều đáng lưu ý là một phép đo bao gồm tất cả các loại dữ liệu có thể phục vụ như là

dữ liệu đầu vào cho một chức năng SON và không giới hạn trong giá trị đo từ

NE hay UE

- Bộ đếm: một bộ đếm đại diện cho một giá trị duy nhất được duy trì hoặc quan sát bởi NE, ví dụ như các bộ đếm bị lỗi, từng bước đếm số bị lỗi trong một khoảng thời gian (số thất bại chuyển giao, số lượng kết nối vô tuyến lỗi, )

- KPI (chỉ số hoạt động hiệu suất): một KPI sử dụng giá trị truy cập như là đầu vào và tính toán từ chúng một giá trị theo một thuật toán được xác định

- Phép đo trực tiếp: một giá trị được thực hiện bởi NE hoặc UE, khi có biến

cố xảy ra hoặc theo định kỳ và đại diện cho một trạng thái nhất định của NE hoặc kết nối (ví dụ như tải, điện DL, )

- Thống kê: giá trị thống kê là một giá trị thiết lậpbởi phép đo trực tiếp hoặc loại khác (truy cập, báo động, ) vượt khoảng thời gian Chúng có thể được tính theo NE, UE hoặc hệ thống OAM

 Lớp: Lớp OSI nơi phép đo được thực hiện

 Phép đo nguồn: các phần tử mạng, nơi phép đo được thực hiện Một số thực thể mạng, nơi phép đo có được từ NE, UE, hệ thống OAM

 Chu kỳ: khoảng thời gian trong đó các phép đo được thực hiện: mili giây, giây, phút, giờ

 Mục đích: mô tả về mục đích sử dụng của phép đo Nó mô tả các tế bào của các tham số

Các nội dung của bảng 3.2 đã được tạo ra để cung cấp cho một cái nhìn tổng quan về các yêu cầu đo lường giám sát cho các chức năng khác nhau của SON Điều này cho phép các phép đo theo yêu cầu của nhiều chức năng SON nhằm được xác định cũng như sự khác biệt về các yêu cầu cho các chức năng khác nhau của SON Trong trường hợp các thông số tương tự được yêu cầu bởi một số chức năng SON với thiết lập khác nhau (lớp, thời gian,…) các tham số chỉ được liệt kê một lần nhưng với các đặc điểm khác nhau Để xác định các chức năng SON, đòi hỏi một tham số ở đầu vào,

từ viết tắt được sử dụng (HO, AGP, COM,…) Những thông số tương tự được nhóm lại với nhau

Bảng 3.2: Phân tích các thông số giám sát

Parameters Usecases Type Layer Source Period Purposes

RSRP[dB]

HO optimisation

Direct measurement

1 UE ms

UE monitors RSRP from neighbouring cells in order to determine a HO target when RSRP from SeNB is degrading Load

Balancing 1 UE ms SINR and load estimisation

HeNB optimisation 1

power[dB] Load balancing

Direct measurement 1 eNB ms

For measuring SINR and load

estimation

Received

inteference

power[db]

Load balancing Direct

measurement 1 eNB ms SINR and loadbalancing estimation ULinter-cell

interference

[dB]

COM Direct

measurement 1 eNB Mins

To determine the setting of UL target

received power User bitrate

[bit/s] COM Processed data 2/3 UE Mins To determine the user quality in own cell

HO failure

ratio[%]

HO optimisation KPI 3 eNB ms

If the value of this KPI is over a predefined threshold the SON algorithm

starts to take actions

KPI

3 eNB ms

If the value of this KPI is over a predefined threshold the SON algorithm

starts to take actions

Load balancing 3 eNB Seconds Observe the impact of LB algorithm on

network performance

Need to assess whether the parameter changes give a desired effect Rejected HO

fresh calls[%] 3 eNb Mins

HO

attempts[%] AGP Statistic/KPI eNB mins

Used to set the suitable parameter in itiation configuration

Call blocking

ratio[%] AGP KPI 1-3 OAM mins

It could becaused by Admission Control/Radio link failure…OAM need

to analyse the whole system performance

Ping-pong

HO ratio[%]

HO optimisation KPI 3 eNB ms

If the value of this KPI is over a predefined threshold the SON algorithm

starts to take actions

Load balancing KPI 3 eNB Seconds Observe the impact of LB on network

performance

Load, PRB

usage[%] Load balancing Statistic 2 eNB Seconds

Used to measure theusage of time and frequency resources, inform the affected eNB about the available resources

attarget eNB ULPRB

usage[%] AGP KPI 2 eNB mins

Cell load[%] HeNB

optimisation KPI 1

eNB/H eNB mins

Decide whether to handover to a particular cell Informs about the ratio of used PRBs with regard to the available

of PRBs in the whole cell

Traffic loss

ratio of real

time calls[%]

Admission Control KPI 2 eNB Minute

It is used to detect the degraded performance for realtime calls

Direct measurement UE

Not changed

Used for the initial configuration of

eNBs

Number of

active UEs Load balancing Statistic 2 eNB seconds

Is used to measure number of active Ues per QCI for OAM performance observability It is intended to be part of

a calculation to determine the bitrate Ues achieve when they are active

Packet

delays[s]

Celloutage detection Statistic 2 UE ms

The objective of this measurement is to measure Packet Delay for OAM performance observability Packet loss Congestion Statistic 2 eNB Mins Is used to measure packets that are

efficiency

[bit/s/Hz]

Coverageand capacity optimisation

Statistic eNB mins This is key parameter for system

performance

Coverage[%] Coverage

optimisation Statisctic eNB Mins

It defines the performance target need to

be met depending on the cellrange Is identified by SINR/Datarate/RSRP UL/DL

interference

[db]

Inter-cell interference optimisation

eNB Mins

The antenna configuration (azimuth, tilt, beam-forming) could be adjusted to improve network sperformance

Ta thấy rằng hầu hết các tham số được lấy từ các NEs khác nhau (ví dụ như eNB / HeNB, UE, vv) Từ đó, các thuật toán hoạt động dựa trên các thông số giám sát

cần phải có ít nhất hai khối khác nhau để đo lường từ UE và từ eNB Bảng 3.3 được bắt nguồn từ bảng 3.2, trong đó phân loại các tham số dựa trên các nguồn mà chúng được lấy ra

Một khía cạnh quan trọng khác của việc giám sát tham số là khoảng thời gian

mà một tham số được thực hiện Các khoảng thời gian được chia thành ba đơn vị khác nhau: mili giây, giây, phút Nhận thức được quy mô thời gian, các thuật toán điều phối SON sẽ có thể phản ứng đủ nhanh khi một số bất thường được phát hiện trong quá trình giám sát Đối với các tham số khác nhau, tùy thuộc vào quy mô thời gian của mình, các KPIs nên được thu thập đủ dài để cung cấp một giá trị đáng tin cậy và chính xác của các giai đoạn của hệ thống Báo động/ cảnh báo khác nhau sẽ được xác định theo thời gian thực hiện Trong luận án này chia quá trình phân tích lỗi thành hai loại khác nhau:

• Quá trình phản ứng nhanh: đề cập đến các lỗi phát hiện nhanh chóng dựa trên giám sát các tham số trong một khoảng thời gian ngắn như mili giây / giây Vì vậy, hệ thống gần như phát hiện việc mất điện và thay đổi ngay lập tức để giải quyết vấn đề

• Quá trình chậm: đề cập đến các tình huống mà nó cần thời gian (phút/giờ/ngày) để quan sát sự thay đổi của các tham số giám sát cho đến các KPIs vượt quá ngưỡng quy định, bất thường được phát hiện Chủ yếu là hệ thống cần nhiều thời gian để phân tích tình hình trước khi hành động để sửa đổi các tham số kích hoạt Đôi khi, nó có thể mất hàng giờ hoặc thậm chí cả ngày để đưa ra quyết định phù hợp

Bảng 3.3: Phân loại tham số quan sát theo các nguồn

SINR Received inteference power Cellload User bitrate UL inter-cell interference UL/DL interference PCI(Physical Cell Identifier) HO failure ratio

GBI(Global Cell Identifier) Ho success ratio

Packet delays Call dropping ratio User throughput Rejected HO calls UL/DL interference UL/DL interference

Rejected fresh calls

HO attempts Pingpong HO ratio Load, PRB usages Traffic loss ratio of realtime calls Number of active UEs Packet loss ratio Cell throughput/cell edge throughput Spectrum efficiency Coverage Antenna configuration

Bảng 3.4 được tạo ra từ bảng 3.2, trong đó phân loại các thông số quan sát theo chu kỳ thời gian

Bảng 3.4: Phân loại các thông số giám sát dựa trên chu kỳ thời gian

SINR HO success ratio HO success ratio DLRS TX Power Load,PRB usage UL inter-cell interference Received interference power Number of active UEs User bitrate

Ho failure ratio UL/DL interference HO attempts Call dropping ratio Call dropping ratio Call dropping ratio Ping-Pong HO ratio Ping-Pong HO ratio Rejected HO calls Packet delays Rejected fresh calls

Call blocking ratio

UL PRB usage Cell load Traffic loss ratio of realtime calls Packet loss ratio User throughput Cell edge throughput Spectrum efficiency Coverage Antenna configuration Các thông số được liệt kê trong bảng 3.2 được thực hiện liên tục Nó có nghĩa là giá trị của chúng có thể được thay đổi trong quá trình vận hành hệ thống Tuy nhiên, trong giai đoạn cấu hình (bao gồm cả quản lý phần mềm tự động, tự kiểm tra, quản lý

tự động), rất nhiều thông số cũng được cài đặt trong các NE Hầu hết có giá trị mặc định từ các nhà cung cấp tại thời điểm khởi đầu (được thiết lập cố định) và sẽ không được thay đổi trong trạng thái hoạt động

Bảng 3.5: Các thông số cấu hình

Các tham số không thể thay đổi Các tham số có thể thay đổi

Antenna configuration(height) Antenna configuration (tilt,beamforming)

Cell location Transmit power (DL/UL power)

Cell identities(PCI,GCI)

Max configured capacity

Transport parameters(bandwidth, VLAN

partition, IP address, Serving Gateway address)

Software packet download

Interface connection (X2,S1)

Vì vậy, các thông số cấu hình trạm cơ bản được chia thành hai nhóm: thay đổi được và không thể thay đổi Bảng 3.5 được tạo ra để tách các thông số cấu hình trạm

gốc riêng biệt thành các thông số thay đổi được và không thể thay đổi Chỉ có các thông số thay đổi có thể được điều chỉnh trong giai đoạn vận hành, trừ khi hệ thống cần phải được cấu hình lại, có thể được thiết lập các giá trị khác nhau

Bảng 3.6: Tổng quan về các thông số kích hoạt cho các chức năng SON khác nhau

Trasmitpower

ICIC

-Minimise interference -Maximise/optimise coverage -Balance load -Saving energy

Self optimisation of Load balancing Energy savings TDD UL/DL MIMO Cell outage

Antenna paramters

Tilts, beam forming…

Load balancing

-Balance load -Reduce energy consumption -Maximise/optimise coverage Energy saving

HO optimisation Load balacing Celloutage Cell reselection

HO optimisation Celloutage detection -To identify the cell which is in outage

Target load level Load balancing -Define the target load level at eNB that should be achieved

and not exceed after LB procedure

Max accepted load Load balancing -Indicates the max load a cell can handle without going in to a

congestive state

ThresholdHO Admission control

-Determine the fraction of the cell capacity reserved for handover calls When it is exceed the threshold, only HO Calls will be admitted, freshcalls will be denied

3.2 Điều phối xung đột:

Một vấn đề cần được giải quyết khi tích hợp các chức năng SON khác nhau là phát hiện và sửa chữa các cuộc xung đột bất ngờ và không mong muốn gây ra bởi các chức năng SON Có hai loại xung đột: xung đột tham số hoạt động và xung đột tham

số theo dõi

- Một xung đột tham số hoạt động xảy ra nếu có nhiều hơn hai chức năng SON

cố gắng điều chỉnh tham số hoạt động ngược nhau Các cuộc xung đột thông số hoạt động có thể được chia thành mâu thuẫn chiều và độ lớn Khi chức năng SON A muốn tăng một tham số cụ thể trong khi chức năng B muốn giảm nó Nó được gọi là xung đột chiều Một xung đột độ lớn xảy ra khi một người muốn một sự gia tăng lớn trong khi người thứ hai chỉ muốn tăng từ từ các thông số

- Một xung đột các tham số giám sát xuất hiện khi một tham số giám sát được

sử dụng bởi chức năng A bị ảnh hưởng bởi các chức năng SON khác nhằm tối ưu hóa các mục tiêu khác Xung đột này làm cho các dữ liệu đầu vào cho chức năng A có thể

là không chính xác

Xung đột thông số hoạt động Xung đột thông số giám sát

Hình 3.1: Phân loại xung đột Cần lưu ý rằng các cuộc xung đột giữa các chức năng SON phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau, ví dụ: các thông số hoạt động, các thông số giám sát được lựa chọn như: dữ liệu đầu vào, thời gian điều hành, mục tiêu của từng chức năng, Do đó các

xung đột có thể tránh được ngay ở trạng thái bắt đầu của thiết kế bằng cách chọn chức năng không cùng các thông số với nhau

3.3 Các nhóm tham số:

Phần này phân loại các tham số khác nhau thành các nhóm, nơi các phần tử trong mỗi nhóm đóng góp vào sự hài lòng của các mục tiêu tương tự hoặc tối ưu hóa của các đối tượng nhất định, ví dụ như độ bao phủ tối đa, tiết kiệm năng lượng, vv Điều này cho phép xác định các trường hợp sử dụng có thể được phát triển song song

và không cần phải được phối hợp lại với nhau Một nhóm tham số là một tập hợp các thông số hoạt động góp phần vào sự hài lòng của mục tiêu hoặc để tối ưu hóa một phép đo Một mục tiêu, ví dụ sự giảm thiểu sự can thiệp liên tế bào hoặc để cải thiện hiệu suất chuyển giao Ở đây, các thông số hoạt động có thể được thiết lập bởi nhiều chức năng SON khác nhau và một tham số có thể ảnh hưởng đến nhiều mục đích song song

Nếu một tham số ảnh hưởng tới nhiều mục tiêu, sau đó các mục tiêu và các thông số của họ cần được tập hợp trong cùng một nhóm Các nhóm tham số chức năng

có tính chất quan trọng là không có liên quan đến các thông số của các nhóm khác Ví

dụ trong hình 3.2, thuật toán A có thể điều chỉnh một hoặc nhiều tham số trong một nhóm mà không cần phải phối hợp hoạt động của mình với một thuật toán C vì thuật toán C được điều chỉnh các thông số của một nhóm khác Do đó, thuật toán A và C có thể được phát triển và thực hiện cùng một lúc mà không cần bất kỳ sự phối hợp nào Tuy nhiên, thuật toán A & B đã bị ảnh hưởng bởi các thông số nằm trong cùng một nhóm, do đó có một sự liên quan giữa chúng Một tham số trong nhóm này có thể ảnh hưởng đến cả hai mục tiêu A & B song song Toàn bộ ý tưởng có thể được minh họa trong hình 3.2

Hình 3.2: Các nhóm tham số Dựa vào khái niệm này, sau khi nghiên cứu các trường hợp sử dụng SON, một

ví dụ về các nhóm tham số chức năng đã được hình thành và trình bày trong hình 3.3 Các mục tiêu được xem xét là quan trọng nhất cho các trường hợp sử dụng, và các thông số hoạt động có khả năng đóng góp nhiều nhất vào mục tiêu cũng được xem xét