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, trƣờng Đại Học Hàng Hải Tôi tên : Nguyễn Phong Phú Lớp : CHHH-2013 Tên đề tài tốt nghiệp: "Nghiên cứu tối ƣu hóa mạng lƣới Mobifone Trung tâm V" Tôi xin cam đoan luận văn không giống hoàn toàn với luận vă công trình có trƣớc Hải Phòng, ngày 01 tháng 09 năm 2015 Ngƣời 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, ngƣời 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 Vƣợng, ngƣời Thầy tận tình hƣớng dẫn em suốt thời gian qua Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, ngƣời 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 trƣờng 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 Kênh tần số tuyệt đối Absolute Radio Frequency 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 Uỷ ban tƣ vấn quốc tế International Telegraph and 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 Kênh điều khiển dành riêng Dedicated Control Channel 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 Kênh điều khiển liên kết nhanh Fast Associated Control Channel FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số G GMSC Tổng đài di động cổng Gateway MSC 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 thƣờng 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 đƣờng on D channel truyền kênh D Link Access Procedures Các thủ tục truy cập đƣờng 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 Số nhận dạng trạm di động Mobile station Identification 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 dƣỡng 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 Kênh điều khiển liên kết chậm Slow Associated Control Channel 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 SDCCH T TACH Traffic and Associated Channel Kênh lƣu lƣợng liên kết TCBR TCH Blocking Rate Tỉ lệ nghẽn mạch TCH TCDR TCH Drop Rate Tỉ lệ rớt mạch TCH TCH Traffic Channel Kênh lƣu lƣợng 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 MỞ ĐẦU CHƢƠNG I CẤU HÌNH MẠNG LƢỚI TRUNG TÂM V I HỆ THỐNG 2G Quy hoạch thiết bị hệ thống Quy hoạch tài nguyên vô tuyến hệ thống 2G II HỆ THỐNG 3G Quy hoạch thiết bị hệ thống 3G Quy hoạch tài nguyên vô tuyến hệ thống 3G: 11 CHƢƠNG II CÁC GIẢI PHÁP TỐI ƢU HÓA 12 I QUY HOẠCH VÙNG PHỦ 12 Tổng quan vùng đặc trƣng 12 Một số giải pháp nâng cao vùng phủ 12 II QUY HOẠCH TẦN SỐ 19 III QUY HOẠCH THAM SỐ 21 IV CHUYỂN GIAO (HANDOVER) : 24 V ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT : 26 VI TỐI ƢU THAM SỐ 27 VII TỐI ƢU TÀI NGUYÊN 28 Mạng 2G 28 Mạng 3G 30 VIII.CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ KHÁC 40 Sử dụng Multi Carrier 40 Chiến thuật Radom Camping: 41 Tối ƣu Switch điều khiển tải 42 CHƢƠNG III TRIỂN KHAI THỰC TẾ 44 I QUY TRÌNH CHUNG 44 Quy trình phân tích, đánh giá 44 vii Quy trình đo kiểm chất lƣợng mạng 54 II KẾT QUẢ TRIỂN KHAI THỰC TẾ 65 Khuyến nghị trạm cho khu vực vùng phủ : 65 Một số hoạt động hiệu chỉnh mạng lƣới : 66 Triển khai quản lý chất lƣợng tài nguyên Iub 72 Triển khai tối ƣu tài nguyên CE: 73 Triển khai mở rộng tần số F3: 76 Triển khai active 64 QAM HSPA+ 21Mbps Downlink/5.76 Mbps Uplink 78 Triển khai chiến thuật Random Camping 84 KẾT LUẬN 94 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 viii MỞ ĐẦU Trong nhƣng 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 ngƣời 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, ngƣời sử dụng dịch vụ liên hệ với bạn bè, ngƣời thân, đối tác làm ăn “mọi lúc – nơi“, dịch vụ thông tin di động ngày thu hút nhiều khách hàng Thị trƣờng 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 cƣớc ngày rẻ, chƣơng trình khuyến mãi, giảm giá nở rộ Kết lƣợng 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 lƣợng thuê bao làm cho nhà cung cấp tập trung đầu tƣ 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 lƣới, 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 lƣợng gần triệu thuê bao Với số lƣợng 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 đƣợc khai thác, có vùng dung lƣợng mạng vô tuyến không đủ đáp ứng nhu cầu Ngoài vấn đề can nhiễu, lỗi mạng làm cho chất lƣợng mạng Vì vậy, công tác tính toán tối ƣu để nâng cao chất lƣợng mạng vấn đề quan trọng Chất lƣợng 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 ƣu hóa mạng lƣới Trung tâm Thông tin di động khu vực Nhóm NCKH Trung tâm nghiên cứu làm đề tài “Nghiên cứu tối ƣu hóa mạng lƣới Mobifone Trung tâm V” với mục đích tổng hợp kiến thức kinh nghiệm nhƣ tài liệu tham khảo để tạo thành quy trình tối ƣu hóa áp dụng vào thực tế Trung tâm Thông tin di động KV5 nhằm nâng cao hiệu công tác tối ƣu nhƣ làm tài liệu để đào tạo cho nhân viên nhanh chóng tiếp thu thực đƣợc công việc Hải Phòng , Ngày tháng năm 2015 Data CSSR: Sau triển khai active tính HSPA+ 21 Mbps 64 QAM, tỷ lệ thiết lập thành công dịch vụ data tốt trƣớc: CDR: Tỷ lệ rơi gọi thoại rơi gói dịch vụ data giữ ổn định so với trƣớc thời điểm active tính năng: 81 Sau Lƣu lƣợng data kích hoạtQAM 64 All RNC, hầu hết lƣu lƣơ ̣ng DataDownload&uploadtrên toàn RNC tăng trƣởng cao so với thời điểm trƣớc kích hoạt tính năng: - Tốc độ download trung bình Tốc độ Download Data băng tần F1, F2 có tăng trƣởng khác hệ thống 3G Trung tâm V ƣu tiên dịch vụ data băng tần F2 Đối với băng tần F1: 82 Đối với băng tần F2: tốc độ Download trung bình tăng trƣởng đáng kể RNC - Thuê bao sử dụng công nghệ HSPA+ 21 Mbps 64 QAM Sau thực triển khai active tính HSPA+ 21 Mbps, số lƣợng thuê bao đƣợc sử dụng điều chế 64QAM dịch vụ HSPA+ số lƣợng lớn trƣớc, điều đƣợc thể qua thống kê counter trêm M2000: 83 Nhƣ với việc triển khai toàn HSPA+ kích hoạt đầy đủ tính 64 QAM góp phần cải thiện chất lƣợng dịch vụ data HSPA, cải thiện tốc độ download nhƣ upload góp phần tăng trƣởng lƣu lƣợng data trung tâm V thời gian vừa qua Triển khai chiến thuật Random Camping a Thực trạng tại: Hiện mạng lƣới Trung tâm V sử dụng hầu hết băng tần F1, F2 có sử dụng tần số F3 số khu vực có lƣu lƣợng cao, mật độ sử dụng nhiều nhƣ Hải Phòng, Quảng Ninh Chiến thuật đƣa với tần số F1, F2, F3 đƣợc áp dụng tới sử dụng chiến thuật Prefer Camping: chia mức dịch vụ đƣợc ƣu tiên cho tần số khác Cụ thể với tần số F1 ƣu tiên cho dịch vụ thoại, tần số F2, F3 ƣu 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 lƣới lƣu lƣợng 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: 84 - Busy hour data (12h,22h) khác với thoại (10h,17h)  Carrier nghẽn data vào cao điểm Carrier dƣ tài nguyên - Không tận dụng đƣợc tài nguyên nodeB (Power, Code, CE) theo hƣớng 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 đƣợc sử dụng nhằm san tải tài nguyên cho tất băng tần F1, F2, F3 đồng nhau, chi tiết cụ thể nhƣ sau: - Tất carrier phục vụ CS/R99/HSDPA/HSUPA - UE idle mode camp ngẫu nhiên carrier - UE connected mode đƣợc hệ thống phân bổ carrier tính loadsharing 85 Đánh giá so sánh chiến thuật Random Camping Prefer Camping: Chiến lƣợc cũ (Prefer Camping) Chiến lƣợc (random camping) - Chia sẻ tải carrier cho thoại - Không chia sẻ tải carrier HSDPA - offload thoại feature Directed retry - max 15 HSDPA codes/sector - Chỉ tận dụng đƣợc max 3x15 codes HS resource card xử lý - max 30 codes HSDPA/sector - Tận dụng đƣợc max 6x15 codes HS resource card xử lý baseband baseband phí tài nguyên baseband - Tất attempt access dịch vụ nằm carrier (UE bị forced - Tất attempt access dịch vụ chia cho carrier (UE random camping camping C1), carrier nghẽn F1 F1) vào đƣợc carrier - Kết nối HSDPA F1 lân cận - Kết nối HSDPA F1 lân cận thực HO vào F1 có R99 phải HS cell change vào F1, giữ downswitch thành R99  gây chậm nguyên phiên truy cập HS đảm bảo tốc độ download tốc độ b Quá trình triển khai Random Camping Trung tâmV Trung tâm V thực thử nghiệm RNC 505 trƣớc để đánh giá chất lƣợng sau áp dụng chiến thuật mới, sau Trung tâm áp dụng cho toàn hệ thống mạng lƣới 3G theo kế hoạch cụ thể nhƣ sau: 86 Số RNC RNC lƣợng ID Node Kế hạch Khu vực triển khai B 10/09/2014 Thủy Nguyên, Hồng Bàng - MBHPHA1H 505 77 MBHPHA2H 506 88 MBHPHA3H 507 84 MBHPHA4H 508 108 MBHDHD1H 509 112 MBHDHD2H 510 150 RBNBN1H 504 259 RHPHA1H 501 265 RHPHA2H 502 95 Hƣng Yên RQNUB1H 503 226 Quảng Ninh Hải Phòng 15/09/2014 Hải Phòng, Hải Dƣơng Bắc Ninh tỉnh vùng núi phía Bắc 18/09/2014 Thái Bình, Nam Định Trong toàn trình thực hiện, bƣớc khai báo hệ thống tuân thủ chặt chẽ theo truy trình Vendor Huawei trình triển khai không gây ảnh hƣởng tới chất lƣợng dịch vụ, không ảnh hƣởng tới khách hàng c Kết thực - Chất lƣợng mạng lƣới Tỷ lệ CDR: Sau thực chuyển sang chiến thuật Random Camping, tỷ lệ CDR ổn định so với trƣớc 87 Tỷ lệ thiết lập gọi: Sau Chuyển đổi sang random camping RNC505, tỷ lệ Success rate RNC505 ổn định so với trƣớc - 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 trƣớc Chi tiết cụ thể mức dịch vụ nhƣ sau: Dịch vụ thoại:Nhƣ ta thấy trƣớc thay đổi mô hình sang random camping lƣu lƣợng voice chủ yếu chiếm F1, nhƣng sau thay đổi lƣu lƣợng voice có dịch chuyển đáng kể sang F2 tổng lƣu lƣợng RNC505 ổn định nhƣ trƣớc 88 Dịch vụ HSDPA (Iu):Nhƣ ta thấy trƣớc thay đổi mô hình sang random camping lƣu lƣợng data chủ yếu chiếm F2, sau thay đổi lƣu lƣợng data có cân băng F1 F2, thêm vào tổng lƣu lƣợng data có gia tăng so với trƣớc(Số liệu thống kê RNC 505) Số lƣợng thuê bao sử dụng HSDPA: Trƣớc thay đổi tỷ lệ HSDPA UE F2 12.4 lần HSDPA UE F1 Kết sau triển khai Random Cam ping RNC 505 cho số lƣợng HSDPA UE có cân băng F1 F2, tổng số lƣợng HSDPA UE toàn RNC505 không thay đổi so với trƣớc 89 Tài nguyên CE:Trƣớc thay đổi tỷ lệ UL CE Usage F2 4.7 lần UL CE Usage F1 Sau thực chuyển chiến thuật sang Random Camping số lƣợng sử dụng tài nguyên CE có cân băng F1 F2, tổng số lƣợng UL CE Usage toàn RNC505 không thay đổi so với trƣớc: Tài nguyên công suất:Trƣớc 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 trƣớc - Kết Driving Test dịch vụ Sau chuyển chiến thuật sang Random Camping, tổ Tối ƣu phòng Kỹ thuật – Khai thác tiến hành đo kiểm diên rộng khu vực triển khai chiến thuật kết Driving Test cho thấy chất lƣợng đạt đƣợc tốt trƣớc Chi tiết cụ thể nhƣ sau: 90 Inde x KPI % of e samples EcIo>= -10 dB % of samples RSCP >= -95 dBm % of sample BLER