Thiết kế bộ tiêu chí đánh giá hiệu suất sử dụng tài nguyên mạng 3g, áp dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ MINH DƢƠNG THIẾT KẾ BỘ TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN MẠNG 3G ÁP DỤNG ĐÁNH GIÁ CHO MẠNG MOBIFONE Chuyên ngành : Kỹ thuật truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT … NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Phạm Thành Công Hà Nội – Năm 2013 -1- MỤC LỤC MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ CHƢƠNG CẤU TRÚC MẠNG 3G 10 1.1 Cấu trúc công nghệ mạng 3G-WCDMA 10 1.1.1 Lộ trình phát triển công nghệ thông tin di động 10 1.1.2 Giới thiệu cấu trúc mạng WCDMA 17 1.1.2.1 Mô hình khái niệm 17 1.1.2.2 Mô hình cấu trúc 18 1.1.2.3 Cấu trúc quản lý tài nguyên 22 1.1.2.4 Cấu trúc dịch vụ UMTS 23 1.1.3 Cấu trúc mạng truy cập vô tuyến UTRAN 24 1.1.3.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) 25 1.1.3.2 Node B (Trạm gốc) 26 1.1.3.3 Các chức điều khiển UTRAN 26 1.1.4 Cấu trúc mạng lõi theo tiêu chuẩn 3GPP R99 26 1.1.5 Cấu trúc phân lớp WCDMA 28 1.1.6 Các giao diện mạng 3G 30 1.1.6.1 Giao diện UTRAN – CN (Iu) 31 1.1.6.2 Giao diện RNC – RNC (Iur) 31 1.1.6.3 Giao diện RNC – Node B (Iub) 32 1.1.7 Các loại kênh UTRAN 32 1.1.7.1 Các kênh lôgic 32 1.1.7.2 Các kênh vật lý 33 1.1.7.3 Các kênh truyền tải 34 1.2 Cấu trúc mạng 3G triển khai mạng Mobifone 37 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ KPI 39 2.1 Tình hình thực tế, đánh giá nhu cầu thị trường việc cần thiết phải xây dựng tiêu đánh giá KPI 39 2.1.1 Sơ lược tình hình nước quốc tế 39 2.1.2 Nhu cầu thực tế khả áp dụng 39 2.2 Giới thiệu chung tiêu đánh giá phần vô tuyến cho 3G 40 -2- 2.2.1 Tỉ lệ thiết lập gọi thành công CSSR 41 2.2.2 Tỉ lệ rớt gọi CDR 43 2.2.2.1 CS Call Drop Rate 43 2.2.2.2 PS Call Drop Rate 44 2.2.3 Tỉ lệ chuyển giao thành công HOSR 44 2.2.3.1 Soft handover Success Rate 47 2.2.3.2 Inter RAT handover Success Rate (2G/3G) 47 2.2.3.3 Hard handover Success Rate 48 2.3 Áp dụng công thức tính KPI theo hãng cung cấp thiết bị 49 2.3.1 Ericsson Formula cho RAN P7.1 49 2.3.2 Huawei Formula cho RAN V200R11 50 2.3.3 Nokia Formula cho RAN RU10 51 CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ CÁC KPI CHO MẠNG MOBIFONE 55 3.1 Áp dụng KPI mạng Mobifone 55 3.1.1 Đề xuất tiêu KPI mạng Mobifone 55 3.1.2 Tỉ lệ thiết lập gọi thành công CSSR 57 3.1.3 Tỉ lệ rớt gọi CDR 58 3.1.4 Tỉ lệ chuyển giao thành công 61 CHƢƠNG 4.1 4.2 CÔNG CỤ TÍNH TOÁN KPI 64 Mục đích 64 Cách thức thực kết mô 64 KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 -3- CÁC TỪ VIẾT TẮT Tiếng Anh Tiếng Việt 3rd Generation Thế hệ thứ ba Adaptive Multirate Đa tốc độ thích nghi BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc 3G A AMR B C CCPCH Common Control Physical Kênh vật lý điều khiển thông Channel thường CDR Call Data Record Bản ghi số liệu gọi CN Core Network Mạng lõi Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo F FDD tần số G GGSN Gateway GPRS Support Node Nút mạng hỗ trợ GPRS cổng GPRS General Packet Radio Services Dịch vụ vô tuyến gói chung GPS Global Position System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động toàn cầu Communications -4- H HHO Hard Handover Chuyển giao cứng HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú HO Handover Chuyển giao HSDPA High-speed Downlink Packet- Truy nhập liệu gói đường data Access xuống tốc độ cao IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phương tiện IP IN Intelligent Network Mạng thông minh IP Internet Protocol Giao thức Internet NMS Network Management System Hệ thống quản lý mạng NMT Nordic I N Mobile Telephone Hệ thống điện thoại di động Bắc system Âu NNI Network Node Interface Giao diện nút mạng NSS Network SubSystem Phân hệ mạng RA Routing Area Vùng định tuyến RAB Radio Access Bearer Phương thức truyền tải truy nhập R vô tuyến Random Access Burst Cụm truy cập ngẫu nhiên RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RANAP RAN Application Part Phần ứng dụng RAN RB Radio Bearer Phương thức truyền tải vô tuyến -5- RBS Trạm gốc vô tuyến (thiết bị Radio Base Station Ericsson) RLA Radio signal Level Averaged Mức tin hiệu vô tuyến trung bình RLC Radio Link Control Điều khiển kết nối vô tuyến SGSN Serving GPRS Support Node Nút mạng hỗ trợ dịch vụ GPRS SMS Short Message Service Dịch vụ tin nhắn SMS-C Short Message Service Center Trung tâm dịch vụ tin nhắn S U UDI Unrestricted Digital Information Thông tin số không bị hạn chế UE User Equipment Thiết bị đầu cuối UI User Interface Giao diện người sử dụng Giao diện vô tuyến Um UMM UMTS Mobility Management UMTS Universal Quản lý mềm dẻo UMTS Mobile Hệ thống Viễn thông Di dộng Telecommunications System Toàn cầu URAN UMTS Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến UMTS UTRAN UMTS Terresrial Radio Access Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất Network UMTS Visitor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú V VLR W WCDMA Wideband Code Division Đa truy nhập băng rộng phân Multiple Access chia theo mã -6- DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Công thức tính Ericsson 50 Bảng 2.2 Công thức tính Huawei 51 Bảng 2.3 Công thức tính Nokia Siemens 54 Bảng 3.1 Chỉ tiêu chất lượng nhà cung cấp thiết bị 55 Bảng 3.2 Chỉ tiêu chất lượng Mobifone 56 -7- DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Lộ trình phát triển công nghệ thông tin di động lên 4G 10 Hình 1.2 Lịch trình nghiên cứu phát triển 3GPP 10 Hình 1.3 Lộ trình tăng tốc độ truyền số liệu phát hành 3GPP 11 Hình 1.4 3G UMTS-R3 13 Hình 1.5 3G UMTS-R4 15 Hình 1.6 3G UMTS-R5 16 Hình.1.7 Mô hình khái niệm mạng WCDMA 17 Hình 1.8 Mô hình cấu trúc hệ thống UMTS 19 Hình 1.9 Sơ đồ khối tổng quát mạng 3G 20 Hình 1.10 Cấu trúc quản lý tài nguyên 22 Hình 1.11 Cấu trúc dịch vụ 23 Hình 1.12 Cấu trúc UTRAN 25 Hình 1.13 Cấu trúc mạng lõi theo tiêu chuẩn 3GPP R99 27 Hình 1.14 Cấu trúc phân lớp mạng WCDMA 28 Hình 1.15 Cấu trúc giao thức giao diện vô tuyến 30 Hình 1.16 Mô hình giao thức tổng quát cho giao diện mặt đất UTRAN 31 Hình 1.17 Các loại kênh UTRAN 32 Hình 1.18 Các kênh vật lý đường lên 34 Hình 1.19 Các kênh vật lý đường xuống 34 Hình 1.20 Kênh truyền tải đường lên đường xuống 36 Hình 1.21 Cấu trúc mạng 3G triển khai mạng Mobifone 38 Hình 2.1 Mô hình báo hiệu CSSR 42 Hình 2.2 Mô hình báo hiệu CDR 43 Hình 2.3 Chuyển giao mềm/ mềm 46 Hình 3.1 Tỉ lệ thiết lập gọi thành công CSSR 57 Hình 3.2 Tỉ lệ rớt gọi CDR CS 58 Hình 3.3 Tỉ lệ rớt gọi CDR PS R99 59 Hình 3.4 Tỉ lệ rớt gọi CDR PS HSDPA 60 Hình 3.5 Tỉ lệ chuyển giao thành công ISHO CS 3Gto2G 61 Hình 3.6 Tỉ lệ chuyển giao ISHO PS 3Gto2G 62 Hình 3.7 Tỉ lệ chuyển giao mềm SHO 63 Hình 4.1 Giao diện quản lý sở liệu 65 Hình 4.2 Giao diện quản lý KPI 66 Hình 4.3 Giao diện trích quản lý báo cáo 66 Hình 4.4 Giao diện báo cáo KPI 67 -8- LỜI NÓI ĐẦU Hiện nhà mạng Việt Nam triển khai phủ sóng 3G nhằm đáp ứng nhu cầu thông tin liên lạc, cung cấp dịch vụ liệu tốc độ cao dịch vụ giao dịch trực tuyến, dịch vụ truyền thông đa phương tiện Để đánh giá việc sử dụng tài nguyên vô tuyến cho 3G đánh giá chất lượng cho dịch vụ 3G, cần đưa tiêu đánh giá (KPIs – Key Performance Indicators) để giám sát, đánh giá việc hoạt động, vận hành, khai thác 3G Đề tài “Thiết kế tiêu chí đánh giá hiệu suất sử dụng tài nguyên mạng 3G, áp dụng đánh giá cho mạng Mobifone ” nhằm đưa tiêu đánh giá hợp lý để áp dụng nhà mạng (lấy điển hình Mobifone), phục vụ công tác đánh giá, quản lý, vận hành khai thác mạng lưới; đồng thời kênh tham khảo cho người sử dụng lựa chọn Với mục đích đó, đề tài nghiên cứu chia thành chương: Chương 1: Cấu trúc mạng 3G Chương 2: Nghiên cứu tiêu đánh giá KPI Chương 3: Đánh giá KPI cho mạng Mobifone Chương 4: Công cụ tính toán KPI Sau luận văn hoàn thành, hi vọng nghiên cứu luận văn đóng góp phần vào phát triển lĩnh vực điện tử viễn thông nước nhà Tôi xin trân trọng cảm ơn! -9- CHƢƠNG CẤU TRÚC MẠNG 3G 1.1 Cấu trúc công nghệ mạng 3G-WCDMA 1.1.1 Lộ trình phát triển công nghệ thông tin di động Lộ trình phát triển công nghệ thông tin di động lên 4G cho hình 1.1 lộ trình nghiên cứu phát triển 3GPP cho hình 1.2 Khả di động 1985 1995 Cao 2000 2005 3G+ 3G 2015 LTE UMB HSPA 1xEVDO GSM cdmaOne Trung bình 2010 Triển khai LTE Thời gian IMTAdvanced 4G E3G 2G 1G WCDMA cmda20001x AMPS TACS WIMAX/ IEEE 802.16e WIFI/ IEEE802.11 Thấp Tốc độ số liệu