Giải pháp tự phục hồi trong mạng evolved packet core LTE

Giải pháp tự phục hồi trong mạng Evolved Packet Core LTEGiải pháp tự phục hồi trong mạng Evolved Packet Core LTEGiải pháp tự phục hồi trong mạng Evolved Packet Core LTEGiải pháp tự phục hồi trong mạng Evolved Packet Core LTEGiải pháp tự phục hồi trong mạng Evolved Packet Core LTEGiải pháp tự phục hồi trong mạng Evolved Packet Core LTEGiải pháp tự phục hồi trong mạng Evolved Packet Core LTEGiải pháp tự phục hồi trong mạng Evolved Packet Core LTE

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG - NGUYỄN VIỆT ANH GIẢI PHÁP TỰ PHỤC HỒI TRONG MẠNG EVOLVED PACKET CORE LTE LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) HÀ NỘI - 2016 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG - NGUYỄN VIỆT ANH GIẢI PHÁP TỰ PHỤC HỒI TRONG MẠNG EVOLVED PACKET CORE LTE CHUYÊN NGÀNH MÃ SỐ : KỸ THUẬT VIỄN THÔNG : 60.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN ĐỨC NHÂN HÀ NỘI - 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Học viên Nguyễn Việt Anh ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii THUẬT NGỮVIẾT TẮT iv DANH MỤC HÌNH VẼ vi DANH MỤC BẢNG BIỂU viii LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LTE EVOLVED PACKET CORE (EPC) 1.1 Sơ lược công nghệ mạng LTE (Long Term Evolution) .2 1.1.1 Mạng truy cập E-UTRAN 1.1.2 Mạng Evolved Packet Core (EPC) .4 1.1.3 Giao diện LTE 1.1.4 Các giao thức sử dụng mạng LTE 1.1.4.1 Giao thức sử dụng mặt phẳng điều khiển mặt phẳng liệu 1.1.5 LTE EPS Bearer QoS 13 1.1.5.1 LTE EPS Bearer .13 1.1.5.2 QoS LTE 14 1.1.6 Thông tin ngữ cảnh UE (UE Context Information) 16 1.2 Mạng tự điều khiển SON 17 1.2.1 Chức SON LTE .18 1.2.2 Kiến trúc LTE SON .18 1.3 Kết luận 21 CHƢƠNG :GIẢI PHÁP TỰ PHỤC HỒI TẠI EPC .22 2.1 Giới thiệu chungvề hệ thống tự phục hồi 22 2.2 Kiến trúc hệ thống chịu lỗi 24 2.2.1 Cấu hình N:M Active-Backup 25 2.2.2 Cấu hình 1:1 Active-Active 27 2.3 Phát lỗi, thông báo cô lập lỗi 28 2.4 Phối hợp hệ thống lỗi 29 2.5 Cơ chế phục hồi thủ tục trì dịch vụ liên tục 31 2.6 Kết luận 34 CHƢƠNG 3: ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA GIẢI PHÁP PHỤC HỒI 35 3.1 Mô hình khảo sát đánh giá giải pháp tự phục hồi 35 iii 3.1.1 Xây dựng mô hình mô 35 3.1.2 Thời gian phục hồi dịch vụ .37 3.1.3 Tải tin báo hiệu 38 3.2 Khảo sát kết mô hệ thống sử dụng giải pháp tự phục hồi đánh giá giải pháp đề xuất .40 3.2.1 Cấu hình N:1 Active-Backup 40 3.2.1.1 Cấu hình 1:1 Active-Backup .40 3.2.1.2 Cấu hình 2:1 Active-Backup .43 3.2.2 Cấu hình 1:1 Active-Active 43 3.2.3 Tính toán thời gian phục hồi dịch vụ 44 3.2.4 Tính toán chi phí tin tín hiệu .46 3.3 Kết luận 48 KẾT LUẬN 49 HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 iv THUẬT NGỮVIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 2G 2nd Generation Hệ thống di động hệ thứ 3G 3rd Generation Hệ thống di động hệ thứ 3GPP Third Generation Partnership Project Dự án đối tác hệ thứ APN Access Point Name Tên điểm truy cập EPS Evolved Packet System Hệ thống gói cải tiến eNodeB enhanced NodeB NodeB nâng cao E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Mạng truy nhập vô tuyến mặt Access Network đất cải tiến EMM EPS Mobility Management Quản lý tính di động EPS ESM EPS Session Management Quản lý phiên EPS LTE Long Term Evolution Dự án tiến hóa dài hạn GPRS General Packet Radio Service Tổng hợp gói dịch vụ vô tuyến GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System for Mobile Hệ thống toàn cầu cho di động GTP GPRS Tunnelling Protocol GUTI Globally Unique Temporary Identifier GUMMEI Globally Unique MME Identifier HSS Home Subscriber Server Máy chủ thuê bao nhà HSPA High Speed Packet Acces Truy nhập mạng gói tốc độ cao NGMN Next Generation Mobile Networks Thế hệ mạng lưới di động MME Mobility Management Entity Thực thể quản lý di động MSC Mobile Switching Centre Trung tâm chuyển mạch di v Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt động NGMN Next Generation Mobile Networks Mạng di động hệ OAM Operation, Administration and Vận hành, quản lý bảo Management dưỡng PDN Packet Data Netwwork Mạng liệu gói PCRF Policy and Charging Rule Function Chức quản lý sách quy tắc tính cước RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RAT Radio Access Technology Công nghệ truy nhập vô tuyến RLF Radio Link Failure Liên kết truy nhập vô tuyến thất bại RNC Radio Network Controller Phân hệ điều khiển mạng vô tuyến S-GW Serving Gateway Cổng phục vụ SON Self-Organizing Networks Mạng tự tổ chức TE Terminal equipment Thiết bị đầu cuối UE User Equipment Thiết bị người dùng UMTS Universal Mobile Hệ thống viễn thông di động Telecommunications System toàn cầu Universal Terrestrial Radio Access Mạng truy nhập vô tuyến mặt Network đất UMTS Voice over IP Thoại IP UTRAN VoIP vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1Kiến trúc mạng LTE Hình 1.2 Kiến trúc LTE E-UTRAN Hình 1.3 Tầng giao thức mặt phẳng điều khiển .8 Hình 1.4 Tầng giao thức mặt phẳng liệu Hình 1.5 Kiến trúc giao thức eNodeB MME 10 Hình 1.6 Kiến trúc giao thức eNodeB .11 Hình 1.7 GTP-C giao diện S11 12 Hình 1.8 GTP-C giao diện S5/S8 .12 Hình 1.9 GTP-U giao diện S1-U 13 Hình 1.10 Kiến trúc LTE EPS bearer 14 Hình 1.11 LTE EPS bearer SDF tương ứng .16 Hình 1.12 Kiến trúc mạng SON tập trung .19 Hình 1.13 Kiến trúc mạng SON phân tán 20 Hình 1.14 Kiến trúc mạng SON hỗn hợp 20 Hình 2.1 Hệ thống tự phục hồi theo chế tập trung .23 Hình 2.2 Hệ thống tự phục hồi theo chế phân tán 24 Hình 2.3 Cấu hình N:M Active-Backup 25 Hình 2.4 Cấu hình 1: Active-Active .27 Hình 2.5 Cập nhật trạng thái nút chế phục hồi lỗi .31 Hình 2.6 Tương tác thực thể mạng trình lỗi .33 Hình 2.7 Luồng tin thủ tục tái tạo lại bearer 34 Hình 3.1 Mô hình mô 35 Hình 3.2 Luồng tin phiên khởi tạo từ UE 39 Hình 3.3 Lưu lượng đường lên trường hợp 40 Hình 3.4 Đường truyền GTP chuyển từ active EPC sang backup EPC trường hợp 41 Hình 3.5 Trễ đường lên trường hợp .42 Hình 3.6 Lưu lượng đường lên trường hợp 42 Hình 3.7 Trễ đường lên trường hợp .43 Hình 3.8 Trễ đường lên trường hợp .44 vii Hình 3.9 So sánh trễ phục hồi cấu hình 1:1 Active-Backup với số lượng người dùng khác 46 Hình 3.10 Số lượng tin trình phục hồi cho phiên lỗi 47 Hình 3.11 Số lượng tin báo hiệu có UE thời gian phục hồi 47 viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các thực thể mạng EPC Bảng 1.2 Các giao diện LTE .6 Bảng 1.3 Bảng QCI 15 Bảng 3.1 Cấu hình mạng mô .36 Bảng 3.2 Tính toán thời gian khôi phục dịch vụ .37 Bảng 3.3 Giá trị trung bình thành phần trễ , .45 37 3.1.2 Thời gian phục hồi dịch vụ Thời gian khôi phục dịch vụ cho UE định nghĩa khoảng thời gian thời điểm EPC hoạt động lỗi tới thời điểm UE đặt tình trạng treo kênh mang hoạt động trở lại Các ký hiệu sau sử dụng phân tích cho thành phần chậm trễ khác nhau:  : trễ phát lỗi nút giám sát  : trễ thông báo nút giám sát eNodeB  : thời gian cần thiết để gửi tin giải phóng kết nối tới UE với nguyên nhân giải phóng phù hợp  : thời gian cần thiết để kết nối lại thủ tục tái kết nối phía backup EPC  : trễ thủ tục khởi tạo lại bearer biểu thị thời gian phục hồi trung bình biểu diễn công thức 3.1 = + + + (3.1) + Một số kiện xảy thời gian (∆t) liên quan tới thành phần trễ nêu xác định sau:  t1: ∆t thời gian EPC lỗi xác định module kịch lỗi  t2: ∆t phát lỗi nút giám sát  t3: ∆t tin thông báo lỗi nhận eNodeB  t4: ∆t tin thông báo lỗi nhận UE với dẫn re-attachment  t5: ∆t tin network attachment accept nhận UE  t6: ∆t tin bearer activation complete nhận UE Bảng 3.2 Tính toán thời gian khôi phục dịch vụ Tham số Tính toán độ trễ t2 – t1 t3 – t2 38 t4 – t3 t5 - t4 t6 – t5 Cần lưu ý phát lỗi thủ tục thông báo lỗi thực phía OAM Hiệu suất hai thông số không phụ thuộc vào mạng LTE Hơn nữa, eNodeBs chấp nhận trễ thông báo ngẫu nhiên ( lúc gửi tin thông báo lỗi cho UE để ngăn chặn tiến trình tái kết nối từ mạng Phân bố đồng ngẫu nhiên với trung bình 10ms sử dụng với mục đích Kết quả, thông số thí nghiệm mô trễ thông số liên quan trực tiếp đến kiến trúc vô tuyến LTE mạng lõi giao thức 3.1.3 Tải tin báo hiệu Những tin báo hiệu chia thành hai loại:  Bản tin yêu cầu để phục hồi phiên lỗi  Bản tin tạo UE trình phục hồi Do đó, thủ tục báo hiệu E-UTRAN mạng EPC qua giao diện S1-MME, S11 S5/S8 trọng tâm phân tích Các tin điều khiển khác liên quan đến việc quản lý phục hồi lỗi chẳng hạn lặp lại UE context, giám sát MME/S-GW, thông báo lỗi cho eNodeB P-GW Một phiên khởi tạo từ UE nhằm thiết lập EPS bearer tới P-GW, thông qua S-GW eNodeB, UE khởi tạo thủ tục tái kết nối sau lỗi tạo nên thủ tục khởi tạo lại kênh mang EPC tỷ lệ xuất trung bình phiên ứng dụng có nguồn gốc từ UE Các ứng dụng gọi thoại, yêu cầu http vv…Tại hình 2.7 chương backup MME/SGW yêu cầu tổng tin (đầu vào ra) để cấu hình lại kênh mang phiên lỗi có nguồn gốc từ actives UE Để đơn giản, giả định tất tin có kích thước bình phiên hoạt động, biểu thị thời gian trung bình phiên, trung thời gian lỗi là: = * (3.2) 39 Do đó, tổng số thuê bao active thời điểm lỗi C tổng số tin tạo MME để thu hồi phiên lỗi là: =8* *C (3.3) Hình 3.2 Luồng tin phiên khởi tạo từ UE Đối với UE khởi tạo phiên thời gian phục hồi, MME/S-GW xử lý 10 tin hình 3.2 Trong thủ tục này,UE chế độIDLE thiết lập kết nối RRC tới eNodeB Sau UE khởi tạo yêu cầu dịch vụ, eNodeB chuyển tiếp yêu cầu đến MME với tin có định danh UE gói tin liệu NAS (PDU).Sau tiếp nhận phiên, MME tạo định danh cho UE sử dụng MME cung cấp thông tin kênh mang định danh kênh mang QoS tương ứng, địa IP, GTP tunnel ID S-GW eNodeB thông qua yêu cầu thiết lập khởi tạo bối cảnh Nếu trình thành công, MME khởi tạo thủ 40 tục thiết lập kênh mang eNodeB S-GW.Sau đó, truyền liệu UE SGW.MME giải phóng kênh mang cách gửi tin bearer release command tới eNodeB Khi UE đến eNodeB thời gian phục hồi, eNodeB chuyển yêu cầu tới nút MME/S-GW dự phòng UE việc lỗi MME/S-GW hoạt động Như đề cập chương 2, sử dụng thông tin GUTI UE, eNodeB chuyển tiếp attach request tới MME/S-GW dự phòng phục hồi theo giây biểu thị thời gian số lượng phiên tới khởi tạo từ UE Sự xuất UE giây kí hiệu Như vậy, tổng số tin tạo MME/SGW cho phiên mới: = 10 * * * (3.4) 3.2 Khảo sát kết mô hệ thống sử dụng giải pháp tự phục hồi đánh giá giải pháp đƣợc đề xuất Luận văn thực khảo sát kết mô theo [1], từ đánh giá cấu hình, giải pháp đề xuất 3.2.1 Cấu hình N:1 Active-Backup Trong trường hợp này, thực khảo sát kết mô theo [1] cấu hình 1:1 2:1 Active-Backup đề cập bảng 3.1 3.2.1.1 Cấu hình 1:1 Active-Backup Hình 3.3 Lưu lượng đường lên trường hợp 41 Hình 3.3 biểu diễn lưu lượng đường truyền đường lên cho cấu hình trường hợp Active-Backup trước sau lỗi Tại cấu hình này, active EPC xử lý cho 500 người dùng, backup EPC thực khởi tạo lại kênh mang cho người dùng sau lỗi xảy Sự suy giảm đường truyền xác định lỗi xảy mạng lõi sau phục hồi t = 149 giây Trong trường hợp này, backup EPC thực phục hồi tài nguyên tỷ lệ phục hồi phiên đạt 100%.Active EPC lỗi t = 147 giây giây để OAM phát lỗi dựa theo sách phát lỗi thảo luận chương Sau đó, OAM khởi tạo thủ tục phục hồi cách gửi tin thông báo tới eNodeB t = 149 giây Trễ xảy thủ tục thảo luận chi tiết phần sau đồ án Hình 3.4 Đường truyền GTP chuyển từ active EPC sang backup EPC củatrường hợp Hình 3.4 mô tả chuyển đổi liệu đường truyền GTP (GPRS Tunneling Protocol) qua giao diện S1-U từ active EPC (EPC_0) sang backup EPC (EPC_1) enodeB Đường hầm GTP xác định cho EPS bearer UE tương ứng.Đường truyền GTP tổng đường truyền GTP tunnel tất UE enodeB 10 42 Hình 3.5 Trễ đường lên trường hợp Hình 3.5 mô tả trễ đường lên đường truyền cho trường hợp 1.Trễ đường lên xác định đo khoảng thời gian luồng liệu tới tầng LTE UE truyền tầng cao eNodeB tương ứng Theo hình vẽ trễ đường lên tăng trình phục hồi xảy t = 2m30s Hình 3.6 Lưu lượng đường lên trường hợp Trong trường hợp có cấu trường hợp có 700Mbps tải cấu hình Gigabit backup đường backhaul.Tải kết nghẽn khoảng thời gian lỗi nguyên nhân gây trễ đáng kể suốt thời gian khôi phục dịch vụ.Hình 3.6 biểu diễn lưu lượng đường truyền đường lên cho cấu hình trường hợp trước sau lỗi Trong trường hợp này, tỷ lệ phục hồi phiên 43 người dùng đạt 98,8% Tất người dùng kết nối thành công tới mạng sau lỗi thủ tục khởi tạo lại kênh mang tương ứng không thành công tất người dùng thời gian mô tắc nghẽn tăng thời gian chờ tin mạng backhaul Gói tin liệu luôn định tuyến tới EPS bearer tương ứng, kênh mang lỗi active UE truyền liệu tới mạng Theo hình 3.6 dễ dàng nhận tất người dùng khôi phục dịch vụ sau lỗi mà thêm khoảng trễ tải đường truyền 3.2.1.2 Cấu hình 2:1 Active-Backup Hình 3.7Trễ đường lên trường hợp Trường hợp bảng 3.1 mô tả cấu hình trường hợp 2:1 Active-Backup với EPC xử lý 300 người dùng Backup EPC cấu hình để xử lý 600 người dùng.Trong trường hợp này, tỷ lệ phục hồi phiên người dùng đạt 99,5% Mặc dù thủ tục attach khởi tạo lại kênh mang mặc định thành công cho tất người dùng có dedicated bearer với độ ưu tiên thấp (bronze bearer) khởi tạo lại không thành công người dùng Hình 3.7 trễ đường lên trường hợp tham khảo tài liệu [1] 3.2.2 Cấu hình 1:1 Active-Active Trường hợp bảng 3.1 mô tả cấu hình trường hợp 1:1 Active-Active với EPC xử lý 200 người dùng Mỗi nút active làm việc nút 44 dự phòng Khi nút hoạt động lỗi, tất kênh mang người dùng khởi tạo lại xử lý nút hoạt động Hình 3.8 biểu diễn trễ đường lên cho trường hợp tham khảo [1] Hình 3.8 Trễ đường lên trường hợp 3.2.3 Tính toán thời gian phục hồi dịch vụ Giả sử trễ xử lý không đáng kể, phân tích thảo luận 3.1.2 cho thấy thời gian trôi qua phát lỗi ( thông báo ( nhiều giây cấu hình mô phần đáng kể tổng thời gian phục hồi Như thời gian phục hồi cải thiện đáng kể thời gian phát lỗi khoảng thời gian tin hello tới giảm mô Dù trễ thông báo thường nhỏ tăng tắc nghẽn đường truyền, đặc biệt mạng với số lượng lớn eNodeBs Hơn nữa, sửa đổi kịch lỗi định kịch mô tả chương 2sẽ thêm trễ việc thông báo lỗi thủ tục cách li thiết bị lỗi.Tuy nhiên, đề cập phần thông số hiệu năng,trễ và trọng tâm nghiên cứu Không bao gồm trễ , công thức 3.1 định nghĩa lại là: = + + (3.5) 45 Bảng 3.3 Giá trị trung bình thành phần trễ , Tỉ lệ khôi phục Trường hợp thành công #1 582 511 62 100% #2 2015 899 1106 98.5% #3 675 559 107 99.5% #4 853 676 168 100% Kết bảng 3.3 tham khảo [1] nhận thấy trễ khởi tạo kết nối khởi tạo lại kênh mang trường hợp nhiều thời gian so với trễ tương ứng trường hợp khác trường hợp có nhiều người dùng tham gia vào trình phục hồi đủ tài nguyên sẵn sàng (Case#1 Case#3) Trong trường hợp này, 200 người dùng EPC lỗi phục hồi qua EPC dự phòng Cần lưu ý có 500 kênh mang mặc định tạo sẵn khởi tạo lại backup EPC trường hợp tổng số lượng bearer khởi tạo lại backup EPC 597 trường hợp Nhìn chung, từ kết ta nhận thấy rằngtrễ phục hồi cấu hình 1:1 Active-Active cao N:1 cấu hình Active-Backup Nếu trễtái kết nối ( ) khác phụ thuộc vào điều kiện mạng vô tuyến, nhìn vào trễ tái tạo kênh mang trường hợp tới 168 ms cho 200 người dùng Nguyên nhân nút dự phòng hoạt động cấu hình tham gia vào việc xử lý kênh mang 200 người dùng riêng nút, nút phải tái tạo bổ sung thêm kênh mangcủa 200 người sử dụng nút lỗi từ gây số trễ 46 Hình 3.9 So sánh trễ phục hồi cấu hình 1:1 Active-Backup với số lượng người dùng khác Dựa kết tham khảo [1], mô tiếp tục tiến hành để kiểm tra trễ thành phần phục hồi thay đổi cấu hình 1:1 Active-Backup số lượng người dùng thay đổi Hình 3.8 trễ , , số lượng người dùng thay đổi Như đồ thị, tổng thời gian phục hồi tăng số lượng người dùng tăng 3.2.4 Tính toán chi phí tin tín hiệu Để tính toán chi phí tin báo hiệu mạng lõi, mạng giả sử active EPC xử lý 10000, 20000 30000 thuê bao người dùng sử dụng dịch vụ Dựa vào phân tích 3.1.3, trung bình tín hiệu liên quan tới thủ tục phục hồi với tỷ lệ phiên đến khác thể hình 3.9.Thời gian trung bình phiên giả định 15 phút tỷ lệ phiên đến theo phân bố theo phân phối Poisson Hình 3.10 cho thấy tải tín hiệu đến UE thời gian phục hồi tính toán theo công thức3.4 Trong trường hợp này, thời gian phục hồi trung bình giả định 500 ms tỷ lệ phiên đến sau phân phối Poisson 47 Hình 3.10 Số lượng tin trình phục hồi cho phiên lỗi Hình 3.11 Số lượng tin báo hiệu có UE thời gian phục hồi 48 3.3 Kết luận Chương trình bày kiểu kiến trúc khác luận văn đề xuất cho giải pháp tự phục hồi Với việc xây dựng mô hình mô với cấu hình khác nhau, kiến trúc đánh giá dựa vào tham số lưu lượng đường truyền, độ trễ phục hồi dịch vụ, tải tin báo hiệu Từ nhìn ưu nhược điểm loại kiến trúc Các kết phân tích hiệu hệ thống sử dụng giải pháp tự phục hồi sở quan trọng để tính toán triển khai hệ thống thực tế nhằm đáp ứng yêu cầu chất lượng đường truyền, khả đáp ứng nhu cầu dịch vụ liên tục lợi ích kinh tế 49 KẾT LUẬN Trong luận văn đề xuất kiến trúc hệ thống tự phục hồi, từ nhìn ưu nhược điểm kiến trúc.Việc thay đổi cấu hình mạng, số lượng người dùng, tải đường truyền… giúp đánh giá xác hiệu hệ thống Các kết phân tích cho thấy rằng, hệ thống sử dụng chế N:1 ActiveBackup có trễ hồi phục 582 giây cho trường hợp 675 giây cho trường hợp hệ thống sử dụng chế 1:1 Active-Active có trễ hồi phục 853 giây Như vậy, bỏ qua chi phí phần cứng, hệ thống sử dụng chế Active-Backup phục hồi nhanh so với hệ thống sử dụng chế Active-Active 50 HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI - Tìm hiểu thêm kiến trúc khác để áp dụng cho giải pháp phục hồi - Thực mô hình hóa giải pháp phục hồi hiệu cho mạng truy cập hỗ trợ EPC WIMAX, WLAN… 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Md Mustafizur Rahman (2012), “Performance Evaluation of LTE EPC SelfHealing Solutions”, the 4th IEEE International Workshopon Management of Emerging Networks and Services [2] TS 36.300 V8.12.0,Evolved Universal TerrestrialRadio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN),3rd Generation Partnership Project [3] TR 23.882 V8.0.0, 3GPP System ArchitectureEvolution: Report on Technical Options and Conclusions,3rd Generation Partnership Project [4] TR 25.913 V8.0.0, Technical Specification Group Radio Access Network, Requirements for Evolved UTRA (E-UTRA)and Evolved UTRAN (EUTRAN),3rd Generation Partnership Project [5] TS 32.500 V10.0.0, Telecommunication management, Self-organizing Networks (SON),3rd Generation Partnership Project [6] TS 23.401 V 10.4.0, General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access, 3rd Generation Partnership Project [7] http:// www.netmanias.com, truy cập ngày 10/08/2015 [...]... cho mạng LTE Evolved Packet Core (EPC) nhằm duy trì dịch vụ liên tục trong trường hợp các phần tử mạng lõi là MME và S-GW lỗi Những lỗi của các phần tử mạng lõi có tác động đáng kể đến một số lượng lớn các thuê bao so với những lỗi của các thành phần truy cập mạng Từ các vấn đề trên, em lựa chọn đề tài nghiên cứu Giải pháp tự phục hồi trong mạng Evolved Packet Core LTE Giải pháp được đề xuất nghiên... khái niệm trong quá trình chuẩn LTE SON và bắt đầu xuất hiện trong phiên bản 8 18 1.2.1 Chức năng chính của SON trong LTE Các khía cạnh chính của SON LTE là: tự cấu hình, tự tối ưu hóa và tự phục hồi Dưới đây mô tả về các tính năng này a) Tự cấu hình (Self-configuration) Cơ chế tự cấu hình cho phép một phần tử mạng tự động thiết lập để thực hiện các nhiệm vụ cần thiết trong mạng Từ góc độ mạng LTE, tính... tự phục hồi Để thiết kế hệ thống tự phục hồi, kiến trúc SON tập trung và phân tán sẽ được xem xét áp dụng Như đã đề cập trong chương 1, kiến trúc SON tập trung thực hiện các thủ tục, thuật toán tại các cấp quản lý, trong kiến trúc SON phân tán thì được thực hiện trong các cấp thấp hơn .Trong phương pháp tập trung, kiến trúc hệ thống tự phục hồi được thực hiện tại OAM trong khi hệ thống phân tán tự phục. .. phục hồi (Self-Healing) Mục đích của tự phục hồi là tự động phát hiện và khoanh vùng những lỗi, áp dụng cơ chế phục hồi thích hợp Các trường hợp sử dụng tự phục hồi chủ yếu là liên quan đến việc phát hiện mất tín hiệu di động và phục hồi nó, khôi phục từ phần mềm và phần cứng lỗi của các eNodeB 1.2.2 Kiến trúc LTE SON a) Kiến trúc mạng SON tập trung (Centralized SON) Trong kiến trúc SON tập trung, các... kịch bản lỗi khác nhau Đánh giá các kiến trúc thông qua các tham số về lưu lượng, trễ khôi phục dịch vụ Kết cấu luận văn được chia làm 3 chương: Chương 1: Tổng quan về LTE Evolved Packet Core (EPC) Chương 2: Giải pháp tự phục hồi tại EPC Chương 3: Đánh giá hiệu năng của giải pháp phục hồi Mặc dù đã hết sức cố gắng trong quá trình nghiên cứu, nhưng chắc chắn sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy,... (LTE) được xem là một công nghệ không dây di động tương lai có ưu thế về hiệu năng và trải nghiệm người dùng.Với tiến bộ công nghệ của mạng không dây, sự phụ thuộc và tác động kinh doanh của các dịch vụ mạng di động đã tăng lên nhanh chóng Do đó, vấn đề quan trọng được đặt ra là phải giải quyết được các vấn đề liên quan đến cơ sở hạ tầng mạng và lỗi dịch vụ Giải pháp tự phục hồi được cho mạng LTE Evolved. .. phẳng là làm giảm số lượng các cấp và các nút trong mạng, do đó làm giảm thời gian xử lý cuộc gọi, độ trễ và chi phí 3GPP cũng định nghĩa một kiến trúc mạng lõi phẳng, được gọi là Evolved Packet Core (EPC) Hình 1.1 là kiến trúc mạng LTE 3 Hình 1.1Kiến trúc mạng LTE (Nguồn:http:// www.netmanias.com – Internet) 1.1.1 Mạng truy cập E-UTRAN Mạng truy cập vô tuyến LTE là eNodeB, một trạm phát vô tuyến điều... và bảng EPS bearer context Thông tin ngữ cảnh UE là một phần rất quan trọng trong cơ chế tự phục hồi 1.2 Mạng tự điều khiển SON Trong mạng không dây GSM/UMTS hiện tại, các phần tử mạng và hầu hết các thông số tương ứng được cấu hình thủ công Trong LTE, số lượng các thực thể truy cập mạng (eNodeB và Home eNodeB) và các thông số mạng càng ngày càng trở nên lớn và phức tạp do kiến trúc phẳng của nó Hơn... định hệ thống lỗi Cơ chế phục hồi eNodeB P-GW Hình 2.2 Hệ thống tự phục hồi theo cơ chế phân tán 2.2 Kiến trúc hệ thống chịu lỗi Trong các giải pháp tự phục hồi, sự kết hợp của nút hoạt động và nút dự phòng phải được sử dụng để duy trì dịch vụ trong trường hợp lỗi thành phần cốt lõi Dựa trên các quan điểm ở chương trước, các kiến trúc tự phục hồi sau đây được xem xét để đạt được các yêu cầu dự phòng: ... dụng trong trường hợp này, OAM quản lý phục hồi chịu trách nhiệm về phát hiện lỗi, theo dõi và phục hồi lỗi như mô tả trong hình 2.3 Hình 2.3 Cấu hình N:M Active-Backup (Nguồn:Internet) Các nút dự phòng có liên quan, giải pháp này tạo thêm chi phí cho việc thiết kế tự phục hồi. Tuy nhiên, nó cũng cung cấp hỗ trợ hiệu quả về năng lực và tài nguyên trong trường hợp của một hoặc nhiều MME/S-GW lỗi.Trong