Nghiên cứu tối ưu hóa mạng lưới Mobifone Trung tâm V

LỜI CAM ĐOAN Kính gửi : Hội đồng bảo vệ, khoa Điện Tử-Viễn Thông, hệ Sau đại học, trường Đại Học Hàng Hải Tôi tên : Nguyễn Phong Phú Lớp : CHHH-2013 Tên đề tài tốt nghiệp: "Nghiên cứu tối ưu hóa mạng lưới Mobifone Trung tâm V" Tôi xin cam đoan luận văn không giống hoàn toàn với luận vă công trình có trước Hải Phòng, ngày 01 tháng 09 năm 2015 Người thực Nguyễn Phong Phú i LỜI CẢM ƠN Sau năm học tập nghiên cứu em hoàn thành khóa học luận văn tốt nghiệp Tập luận văn kết học tập Viện Sau đại học – Đại học Hàng Hải – Ngành Điện Tử Viễn Thông thay lời cảm ơn chân thành em đến tất thầy cô giáo, người tận tâm, nhiệt tình giảng dạy tất môn học để em có kiến thức thực tốt đề tài Qua em gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Lê Quốc Vượng, người Thầy tận tình hướng dẫn em suốt thời gian qua Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người tạo điều kiện thuận lợi cho em việc học tập động viên giúp đở em cố gắng làm tốt đề tài tốt nghiệp Sau cùng, lời cảm ơn đến tất bạn bè, anh chị giúp đỡ em suốt trình học tập trường Hải Phòng, ngày 01 tháng 09 năm 2015 Sinh viên Nguyễn Phong Phú ii THUẬT NGỮ VIẾT TẮT *** A ACCH Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập ARFCH Absolute Radio Frequency Kênh tần số tuyệt đối Channel AUC AVDR Authentication Center Trung tâm nhận thực Average Drop Call Rate Tỉ lệ rớt gọi trung bình B BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bít Bm Full Rate TCH TCH toàn tốc BS Base Station Trạm gốc BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BSIC Base Station Identity Code Mã nhận dạng trạm gốc BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc C C/A Carrier to Adjacent Tỉ số sóng mang/nhiễu kênh lân cận CCBR SDCCH Blocking Rate Tỉ lệ nghẽn mạch SDCCH CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung CCDR SDCCH Drop Rate Tỉ lệ rớt mạch SDCCH CCH Control Channel Kênh điều khiển CCS7 Common Channel Signalling No7 Báo hiệu kênh chung số CCITT International Telegraph and Uỷ ban tư vấn quốc tế điện thoại Telephone Consultative Committee điện báo CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã Cell Cellular Ô (tế bào) iii CI Cell Identity Nhận dạng ô ( xác định vùng LA ) C/I Carrier to Interference Tỉ số sóng mang/nhiễu đồng kênh C/R Carrier to Reflection Tỉ số sóng mang/sóng phản xạ CSPDN Circuit Switch Public Mạng số liệu công cộng chuyển mạch Data Network gói Call Successful Rate Tỉ lệ gọi thành công CSSR D DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng E EIR Equipment Identification Bộ ghi nhận dạng thiết bị Register ETSI European Telecommunications Viện tiêu chuẩn viễn thông Standard Institute Châu Âu F FDMA Frequency Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo tần số Access FACCH Fast Associated Kênh điều khiển liên kết nhanh Control Channel FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số G GMSC Gateway MSC Tổng đài di động cổng GoS Grade of Service Cấp độ phục vụ GSM Global System for Mobile Thông tin di động toàn cầu Communication H HLR Home Location Register Bộ đăng ký định vị thường trú HON Handover Number Số chuyển giao I IHOSR Incoming HO Successful Rate Tỉ lệ thành công Handover đến IMSI International Mobile Số nhận dạng thuê bao di động iv ISDN Subscriber Identity quốc tế Integrated Service Digital Network Mạng số đa dịch vụ L LA Location Area Vùng định vị LAC Location Area Code Mã vùng định vị LAI Location Area Identifier Số nhận dạng vùng định vị LAPD Link Access Procedures Các thủ tục truy cập đường on D channel truyền kênh D Link Access Procedures Các thủ tục truy cập đường on Dm channel truyền kênh Dm Haft Rate TCH TCH bán tốc LAPDm Lm M MCC Mobile Country Code Mã quốc gia mạng di động MNC Mobile Network Code Mã mạng thông tin di động MS Mobile station Trạm di động MSC Mobile Service Tổng đài di động Switching Center MSIN Mobile station Identification Số nhận dạng trạm di động Number MSISDN Mobile station ISDN Number Số ISDN trạm di động MSRN MS Roaming Number Số vãng lai thuê bao di động N NMC Network Management Center Trung tâm quản lý mạng NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu O OHOSR Outgoing HO Successful Rate Tỉ lệ thành công Handover OSI Open System Interconnection Liên kết hệ thống mở OSS Operation and Support Phân hệ khai thác hỗ trợ Subsystem OMS Operation & Maintenace Subsystem Phân hệ khai thác bảo dưỡng P PAGCH Paging and Access Grant Kênh chấp nhận truy cập v Channel nhắn tin PCH Paging Channel Kênh tìm gọi PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PSPDN Packet Switch Public Mạng số liệu công cộng Data Network chuyển mạch gói Public Switched Telephone Mạng chuyển mạch điện thoại công Network cộng PSTN R RACH Random Access Channel Kênh truy cập ngẫu nhiên Rx Receiver Máy thu S SACCH Slow Associated Kênh điều khiển liên kết chậm Control Channel SDCCH Stand Alone Dedicated Kênh điều khiển dành riêng Control Channel đứng (độc lập) SIM Subscriber Identity Modul Mô đun nhận dạng thuê bao SN Subscriber Number Số thuê bao T TACH Traffic and Associated Channel Kênh lưu lượng liên kết TCBR TCH Blocking Rate Tỉ lệ nghẽn mạch TCH TCDR TCH Drop Rate Tỉ lệ rớt mạch TCH TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TRAU Transcoder/Rate Adapter Unit Bộ thích ứng tốc độ chuyển mã TRX Tranceiver Bộ thu – phát vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN…………………………………………………………………… i LỜI CẢM ƠN……………………………………………… …………… …ii MỤC LỤC……………………………………………………………… …….….iii DANH MỤC VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU………………………………… …… iv THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii MỤC LỤC vii MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG I CẤU HÌNH MẠNG LƯỚI TRUNG TÂM V I.HỆ THỐNG 2G .4 1.Quy hoạch thiết bị hệ thống 2.Quy hoạch tài nguyên vô tuyến hệ thống 2G II.HỆ THỐNG 3G 1.Quy hoạch thiết bị hệ thống 3G 2.Quy hoạch tài nguyên vô tuyến hệ thống 3G: 10 CHƯƠNG II CÁC GIẢI PHÁP TỐI ƯU HÓA 12 I.QUY HOẠCH VÙNG PHỦ 12 1.Tổng quan vùng đặc trưng 12 2.Một số giải pháp nâng cao vùng phủ 12 II.QUY HOẠCH TẦN SỐ 19 III.QUY HOẠCH THAM SỐ 20 IV.CHUYỂN GIAO (HANDOVER) : 24 V.ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT : .26 VI.TỐI ƯU THAM SỐ 27 VII.TỐI ƯU TÀI NGUYÊN 28 1.Mạng 2G 28 2.Mạng 3G 30 VIII.CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ KHÁC 40 1.Sử dụng Multi Carrier .40 2.Chiến thuật Radom Camping: 41 3.Tối ưu Switch điều khiển tải 42 KẾT LUẬN 91 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .92 vii viii MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, thông tin di động phát triển cách mạnh mẽ hầu hết tất các quốc gia toàn giới Khách hàng sử dụng dịch vụ thông tin di động không người giàu có, nhiều tiền mà ngày mọi tầng lớp có nhu cầu sử dụng dịch vụ thông tin di động Với tính chất linh hoạt tiện dụng, người sử dụng dịch vụ liên hệ với bạn bè, người thân, đối tác làm ăn “mọi lúc – nơi“, dịch vụ thông tin di động ngày thu hút nhiều khách hàng Thị trường Viễn thông Việt Nam phát triển cách bùng nổ vài năm gần Sự có mặt nhà khai thác di động khiến cho cạnh tranh ngày gay gắt, giá cước ngày rẻ, chương trình khuyến mãi, giảm giá nở rộ Kết lượng thuê bao phát triển cách nhanh chóng, tổng số thuê bao di động toàn quốc khoảng 140 triệu 1,5 lần dân số Việt Nam, số thuê bao Mobifone khoảng 40 triệu Sự phát triển bùng nổ số lượng thuê bao làm cho nhà cung cấp tập trung đầu tư mở rộng nâng cấp sở hạ tầng mạng mình, đặc biệt nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động lớn MobiFone, Vinaphone Vietel Trong mạng MobiFone có khoảng 10300 trạm thu phát sóng MobiFone triển khai thành công mạng 3G thành phố lớn với 2600 node B toàn mạng lưới, riêng Trung tâm Thông tin di động khu vực V có 1729 trạm BTS, 322 node B nằm địa bàn 14 tỉnh đông bắc với số lượng gần triệu thuê bao Với số lượng trạm phát sóng ngày lớn trải khắp 14 tỉnh thành với hệ thống 2G 3G hoạt động song song, cộng thêm đặc thù phân bố không mật độ thuê bao vùng, điều dẫn tới việc có vùng tài nguyên vô tuyến nhàn rỗi không khai thác, có vùng dung lượng mạng vô tuyến không đủ đáp ứng nhu cầu Ngoài vấn đề can nhiễu, lỗi mạng làm cho chất lượng mạng Vì vậy, công tác tính toán tối ưu để nâng cao chất lượng mạng vấn đề quan trọng Chất lượng mạng vấn đề cốt lõi để MobiFone thu hút thêm khách hàng giữ chân khách hàng truyền thống Trên sở kiến thức viễn thông kinh nghiệm thực tế tác vận hành khai thác, tối ưu hóa mạng lưới Trung tâm Thông tin di động khu vực Nhóm NCKH Trung tâm nghiên cứu làm đề tài “Nghiên cứu tối ưu hóa mạng lưới Mobifone Trung tâm V” với mục đích tổng hợp kiến thức kinh nghiệm tài liệu tham khảo để tạo thành quy trình tối ưu hóa áp dụng vào thực tế Trung tâm Thông tin di động KV5 nhằm nâng cao hiệu công tác tối ưu làm tài liệu để đào tạo cho nhân viên nhanh chóng tiếp thu thực công việc Hải Phòng , Ngày tháng năm 2015 - Sau active tính HSPA+ Downlink 21 Mbps/ Uplink 5.76 Mbps có số Node B gặp tượng nghẽn nhiên việc khắc phục cách mở rộng tăng tài nguyên cho Node B b Quá trình triển khai Trung tâm V: Căn theo kết thử nghiệm active tính HSPA+ 21 Mbps Downlink/ 5.76 Mpbs Uplink địa bàn Bắc Ninh, Trung tâm V thực active toàn tính cho hệ thống 3G toàn địa bàn trung tâm Kế hoạch triển khai cụ thể sau: RNC Name RBNBN1H RHPHA1H RHPHA2H RQNUB1H MBHDHD1H MBHDHD2H MBHPHA1H MBHPHA2H MBHPHA3H MBHPHA4H Nobe B NobeB number number total 259 265 95 226 112 150 77 88 84 108 has license 135 199 92 141 112 150 77 88 84 108 Percentage 52.12% 75.09% 96.84% 62.39% 100.00% 100.00% 100.00% 100.00% 100.00% 100.00% Plan to activate 11/8/2014 12/8/2014 13/8/2014 14/8/2014 Trong toàn trình thực hiện, bước khai báo hệ thống tuân thủ chặt chẽ theo truy trình Vendor Huawei trình triển khai không gây ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ, không ảnh hưởng tới khách hàng c Kết thực - Chất lượng mạng lưới Sau triển khai active tính HSPA+ 21Mbps 64 QAM chất lượng mạng lưới hoàn toàn ổn định: Voice CSSR: tỷ lệ success rate giữ ổn định có thay đổi không đáng kể RNC 78 Data CSSR: Sau triển khai active tính HSPA+ 21 Mbps 64 QAM, tỷ lệ thiết lập thành công dịch vụ data tốt trước: CDR: Tỷ lệ rơi gọi thoại rơi gói dịch vụ data giữ ổn định so với trước thời điểm active tính năng: 79 Sau Lưu lượng data kích hoạtQAM64 All RNC, hầu hết lưu lượng DataDownload&uploadtrên toàn RNC tăng trưởng cao so với thời điểm trước kích hoạt tính năng: - Tốc độ download trung bình Tốc độ Download Data băng tần F1, F2 có tăng trưởng khác hệ thống 3G Trung tâm V ưu tiên dịch vụ data băng tần F2 Đối với băng tần F1: 80 Đối với băng tần F2: tốc độ Download trung bình tăng trưởng đáng kể RNC - Thuê bao sử dụng công nghệ HSPA+ 21 Mbps 64 QAM Sau thực triển khai active tính HSPA+ 21 Mbps, số lượng thuê bao sử dụng điều chế 64QAM dịch vụ HSPA+ số lượng lớn trước, điều thể qua thống kê counter trêm M2000: 81 Như với việc triển khai toàn HSPA+ kích hoạt đầy đủ tính 64 QAM góp phần cải thiện chất lượng dịch vụ data HSPA, cải thiện tốc độ download upload góp phần tăng trưởng lưu lượng data trung tâm V thời gian vừa qua Triển khai chiến thuật Random Camping a Thực trạng tại: Hiện mạng lưới Trung tâm V sử dụng hầu hết băng tần F1, F2 có sử dụng tần số F3 số khu vực có lưu lượng cao, mật độ sử dụng nhiều Hải Phòng, Quảng Ninh Chiến thuật đưa với tần số F1, F2, F3 áp dụng tới sử dụng chiến thuật Prefer Camping: chia mức dịch vụ ưu tiên cho tần số khác Cụ thể với tần số F1 ưu tiên cho dịch vụ thoại, tần số F2, F3 ưu tiên dịch vụ data nhằm đảm bảo tốc độ data: Tuy nhiên việc sử dụng chiến thuật Prefer Camping đến không phù hợp với mạng lưới lưu lượng sử dụng data khách hàng ngày cao, đòi hỏi nhiều tài nguyên cho dịch vụ Do việc sử dụng chiến thuật prefer camping đến thời điểm không hiệu quả: 82 - Busy hour data (12h,22h) khác với thoại (10h,17h)  Carrier nghẽn data vào cao điểm Carrier dư tài nguyên - Không tận dụng tài nguyên nodeB (Power, Code, CE) theo hướng phục vụ cho dịch vụ data Giải pháp: Chuyển sang chiến thuật Random Camping nhằm khai thác triệt để tài nguyên có phục vụ khách hàng Chiến thuật Random Camping sử dụng nhằm san tải tài nguyên cho tất băng tần F1, F2, F3 đồng nhau, chi tiết cụ thể sau: - Tất carrier phục vụ CS/R99/HSDPA/HSUPA - UE idle mode camp ngẫu nhiên carrier - UE connected mode hệ thống phân bổ carrier tính loadsharing Đánh giá so sánh chiến thuật Random Camping Prefer Camping: 83 Chiến lược cũ (Prefer Camping) - Không chia sẻ tải carrier - max 15 HSDPA codes/sector - Chỉ tận dụng max 3x15 codes HS resource card xử lý baseband phí tài nguyên baseband - Tất attempt access dịch vụ nằm carrier (UE bị forced Chiến lược (random camping) - Chia sẻ tải carrier cho thoại HSDPA - offload thoại feature Directed retry - max 30 codes HSDPA/sector - Tận dụng max 6x15 codes HS resource card xử lý baseband - Tất attempt access dịch vụ chia cho carrier (UE random camping camping C1), carrier nghẽn vào carrier - Kết nối HSDPA F1 lân cận HO vào F1 có R99 phải F1 F1) - Kết nối HSDPA F1 lân cận thực HS cell change vào F1, giữ nguyên downswitch thành R99  gây chậm phiên truy cập HS đảm bảo tốc độ tốc độ download b Quá trình triển khai Random Camping Trung tâmV Trung tâm V thực thử nghiệm RNC 505 trước để đánh giá chất lượng sau áp dụng chiến thuật mới, sau Trung tâm áp dụng cho toàn hệ thống mạng lưới 3G theo kế hoạch cụ thể sau: 84 Số RNC RNC lượng ID Node Kế hạch Khu vực triển khai B MBHPHA1H 505 77 MBHPHA2H 506 88 MBHPHA3H 507 84 MBHPHA4H MBHDHD1H MBHDHD2H 508 509 510 108 112 150 RBNBN1H 504 259 RHPHA1H RHPHA2H RQNUB1H Trong toàn 501 502 503 trình 10/09/2014 Thủy Nguyên, Hồng Bàng Hải Phòng 15/09/2014 Hải Phòng, Hải Dương Bắc Ninh tỉnh vùng núi phía Bắc 18/09/2014 265 Thái Bình, Nam Định 95 Hưng Yên 226 Quảng Ninh thực hiện, bước khai báo hệ thống tuân thủ chặt chẽ theo truy trình Vendor Huawei trình triển khai không gây ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ, không ảnh hưởng tới khách hàng c Kết thực - Chất lượng mạng lưới Tỷ lệ CDR: Sau thực chuyển sang chiến thuật Random Camping, tỷ lệ CDR ổn định so với trước 85 Tỷ lệ thiết lập gọi: Sau Chuyển đổi sang random camping RNC505, tỷ lệ Success rate RNC505 ổn định so với trước - Mức độ sử dụng tài nguyên Sau chuyển sang chiến thuật Random Camping, mức độ chia sẻ tài nguyên tần số F1, F2, F3 đồng trước Chi tiết cụ thể mức dịch vụ sau: Dịch vụ thoại:Như ta thấy trước thay đổi mô hình sang random camping lưu lượng voice chủ yếu chiếm F1, sau thay đổi lưu lượng voice có dịch chuyển đáng kể sang F2 tổng lưu lượng RNC505 ổn định trước Dịch vụ HSDPA (Iu):Như ta thấy trước thay đổi mô hình sang random camping lưu lượng data chủ yếu chiếm F2, sau thay đổi lưu lượng data có cân băng F1 F2, thêm vào tổng lưu lượng data 86 có gia tăng so với trước(Số liệu thống kê RNC 505) Số lượng thuê bao sử dụng HSDPA: Trước thay đổi tỷ lệ HSDPA UE F2 12.4 lần HSDPA UE F1 Kết sau triển khai Random Cam ping RNC 505 cho số lượng HSDPA UE có cân băng F1 F2, tổng số lượng HSDPA UE toàn RNC505 không thay đổi so với trước Tài nguyên CE:Trước thay đổi tỷ lệ UL CE Usage F2 4.7 lần UL CE Usage F1 Sau thực chuyển chiến thuật sang Random Camping số lượng sử dụng tài nguyên CE có cân băng F1 F2, tổng số lượng UL CE Usage toàn RNC505 không thay đổi so với trước: 87 Tài nguyên công suất:Trước thay đổi tỷ lệ Power Utilization F2 1.2 lần Power Utilization F1 Sauk hi thực chuyển chiến thuật sang Random Camping tỷ lệ sử dụng công suất giữacác tần số trở lên cân trước - Kết Driving Test dịch vụ Sau chuyển chiến thuật sang Random Camping, tổ Tối ưu phòng Kỹ thuật – Khai thác tiến hành đo kiểm diên rộng khu vực triển khai chiến thuật kết Driving Test cho thấy chất lượng đạt tốt trước Chi tiết cụ thể sau: Inde x KPI % Typ Formula of e samples EcIo>= -10 dB % of samples RSCP >= -95 dBm % of sample BLER