Nghiên cứu bộ chỉ tiêu KPI mạng 4g và ứng dụng trong đánh giá chất lượng mạng 4g tại mobifone

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG QUÁCH THANH TÂM QUÁCH THANH TÂM ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGHIÊN CỨU BỘ CHỈ TIÊU KPI MẠNG 4G VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G TẠI MOBIFONE LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) 2018 – 2019 HÀ NỘI - NĂM 2018 HÀ NỘI – NĂM 2018 i HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - QUÁCH THANH TÂM NGHIÊN CỨU BỘ CHỈ TIÊU KPI MẠNG 4G VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G TẠI MOBIFONE Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn Thông Mã số: 8.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN TIẾN BAN HÀ NỘI – NĂM 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT v DANH SÁCH BẢNG BIỂU vi DANH SÁCH HÌNH VẼ vii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN MẠNG 4G LTE 1.1 Tổng quan hệ thống mạng 4G LTE 1.1.1 Tổng quan 1.1.2 Kiến trúc hệ thống 1.1.3 So sánh mạng 4G-LTE với hệ khác 1.2 Tình hình triển khai, cung cấp dịch vụ 4G - LTE giới VN 1.2.1 Tình hình triển khai VNPT 10 1.2.2 Tình hình triển khai Viettel 11 1.2.3 Tình hình triển khai MobiFone 11 1.3 Kết luận chương 13 CHƯƠNG 2: TIÊU CHUẨN THẾ GIỚI VỀ CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G (3GPP) 14 2.1 Tiêu chuẩn 3GPP KPI mạng EUTRAN 14 2.1.1 KPI nhóm Accessibility (Truy cập) 14 2.1.2 KPI nhóm Mobility (Di động) 15 2.1.3 KPI nhóm Avalability (Khả dụng) 15 2.1.4 KPI nhóm Integrity (Toàn vẹn) 15 iii 2.1.5 KPI nhóm Retainbility (Duy trì) 2.2 Tiêu chuẩn 3GPP KPI mạng EPC 2.2.1 KPI nhóm Accessibility (Truy cập) 2.2.2 KPI nhóm Mobility (Di động) 2.3 Bộ tiêu KPI mạng 4G đề xuất 2.3.1 Giải pháp xây dựng 2.3.2 Mạng EUTRAN 2.3.3 Mạng EPC 2.3.4 Chỉ tiêu KPI 2.4 Kết luận chương CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G 3.1 Các nguồn liệu phục vụ tính tốn 3.2 Phương pháp thu thập, tổng hợp số li 3.2.1 Thiết lập kết nối tới OMC 3.2.2 Xây dựng hệ thống ETL 3.2.3 Xây dựng hệ thống Data Warehouse 3.2.4 Xây dựng hệ thống xử lý liệu (OLAP) 3.2.5 Xây dựng hệ thống Báo cáo, Giao diện 3.3 Kết luận chương CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN KPI ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G MOBIFONE 4.1 4.1.1 Hiện trạng tình hình kiểm sốt chấ Các kịch đá iv 4.1.2 Các báo cáo đánh giá chất lượng dịch vụ 4.2.Số liệu KPI thực tế Mobifone 4.2.1.Mạng EUTRAN 4.2.2.Mạng EPC 4.3.Đánh giá chất lượng mạng 4G Mobifone 4.4.Kết luận chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO v DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ tiếng 3GPP Third Generation G Partnership Projec 4G Fourth Generation AF Application Functio APN Access Point Name BBERF Bearer Binding and Reporting Function CDMA Code Division Mul CGF Charging Gateway CN Core Network EPC Evolved Packet Cor EUTRAN Envolved Universal Radio Access Netw FDD Frequency Division FDMA Frequency Division Access GGSN Gateway GPRS Sup GPRS General Packet Rad GSM Global System for M Telecommunication HLR Home Location Reg HSDPA High-Speed Data P HSPA High-Speed Packet HSS Home Subscriber S IMSI International Mobil Identier ITU International Teleco Union vi DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1: Bảng tổng hợp hệ thống thông tin di động Bảng 1: Mức ngưỡng đề xuất cho KPI EUTRAN 43 Bảng 2: Mức ngưỡng đề xuất cho KPI EPC 44 Bảng 1: Định dạng nguồn liệu phục vụ tính tốn KPI 45 Bảng 1: Số liệu thực tế Mobifone KPI EUTRAN tháng 09/2018 .58 Bảng 2: Số liệu thực tế Mobifone KPI EPC tháng 09/2018 59 vii DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1: Kiến trúc hệ thống LTE Hình 2: E-UTRAN với giao diện X2 eNodeB Hình 3: Kết nối eNodeB nút khác Hình 4: EPC giao diện liên quan Hình 5: Kết nối MME nút khác Hình 6: Kết nối S-GW nút khác Hình 7: Kết nối P-GW nút khác Hình 8: Kết nối PCRF nút khác Hình 9: Thống kê số mạng 4G LTE thương mại giai đoạn Q4/2009-Q4/2016 .10 Hình 10: Lưu lượng LTE năm 2017 Mobifone 12 Hình 11: Số thuê bao LTE năm 2017 Mobifone 12 Hình 12: Số trạm LTE năm 2017 Mobifone 13 Hình 1: Tính tốn E-RAB retainability……………………………………………16 Hình 2: Điểm trigger tính tốn thiết lập kết nối RRC 22 Hình 3: Điểm trigger tính tốn khởi tạo E-RAB 23 Hình 4: Điểm trigger tính tốn chuyển giao Inter-eNodeB qua giao diện X2 .26 Hình 5: Điểm trigger tính tốn chuyển giao Inter-eNodeB qua giao diện S1 .27 Hình 6: Điểm trigger tính tốn chuyển giao 4G-3G – pha chuẩn bị .29 Hình 7: Điểm trigger tính tốn chuyển giao 4G-3G – pha thực thi 29 Hình 8: Điểm trigger tính tốn CSFB 30 Hình 9: Điểm trigger tính tốn EPS Attach 32 Hình 10: Điểm trigger tính tốn Service Request 34 Hình 11: Điểm trigger tính tốn IntraMME HO qua X2 35 53 + Phục vụ giám sát, đánh giá chất lượng đến mức thiết bị mạng + Thuận tiện cho việc khoanh vùng lỗi phục vụ công tác xử lý khơi phục có suy giảm chất lượng 4.1.1.2 Chất lượng mạng 4G theo vùng, miền: - - Phạm vi đánh giá: Đánh giá theo vùng, miền địa lý, bao gồm: + Toàn mạng + Miền + Tỉnh/Thành phố + Quận/Huyện + Cell Ý nghĩa: + Phục vụ giám sát, đánh giá chất lượng theo khu vực địa lý, chi tiết đến mức cell + Thuận tiện cho việc khoanh vùng lỗi phục vụ công tác xử lý khơi phục có suy giảm chất lượng + Hỗ trợ cho công tác phát triển mạng thông qua việc đánh giá chất lượng, lưu lượng, thông lượng khu vực 4.1.1.3 Chất lượng mạng 4G theo Công ty kinh doanh, Đài Viễn thông: - Phạm vi đánh giá: Đánh giá theo Công ty kinh doanh, theo Đài Viễn thông phạm vi nước, bao gồm: - + Công ty kinh doanh: CTKD1 – CTKD9 + 16 Đài Viễn thông Ý nghĩa: + Phục vụ giám sát, đánh giá chất lượng theo Công ty kinh doanh, Đài Viễn thông + Hỗ trợ công tác kinh doanh địa bàn trực thuộc Công ty 54 + Hỗ trợ công tác giám sát, đánh giá chất lượng, điều hành xử lý suy giảm chất lượng theo địa bàn đơn vị trực thuộc Trung tâm mạng lưới 4.1.1.4 Chất lượng mạng 4G theo nhà cung cấp: - - Phạm vi đánh giá: Đánh giá theo nhà cung cấp thiết bị, bao gồm: + Ericsson (EPC, EUTRAN) + Nokia (EPC, EUTRAN) + Samsung (EUTRAN) + Huawei (EUTRAN) + ZTE (EUTRAN) Ý nghĩa: + Phục vụ giám sát, đánh giá chất lượng theo nhà cung cấp thiết bị (Vendor) + Hỗ trợ cho công tác phát triển mạng thông qua việc đánh giá, so sánh chất lượng theo nhà cung cấp thiết bị 4.1.2 Các báo cáo đánh giá chất lượng dịch vụ Các báo cáo KPI phục vụ giám sát, điều hành chất lượng mạng 4G luận văn thực hoá từ kịch Các KPI đánh giá theo mức thời gian: giờ, ngày, tuần, tháng, quý, năm Chi tiết báo cáo hệ thống giám sát, báo cáo chất lượng tập trung tổ chức sau: 4.1.2.1 Báo cáo mức EPC (Core): + PSCORE > SGSN-MME: 55 Hình 1: Hình chụp báo cáo General với KPI phần EPC theo MME + PSCORE > GGSN-SPGW: 56 Hình 2: Hình chụp báo cáo General với KPI phần EPC theo SPGW 57 4.1.2.2 Báo cáo mức EUTRAN (RAN): + RAN4G > TTML/Vendor/CTKD/Province/…: Hình 3: Hình chụp báo cáo theo CTKD 4.2 Số liệu KPI thực tế Mobifone 4.2.1 Mạng EUTRAN 58 Bảng 1: Số liệu thực tế Mobifone KPI EUTRAN tháng 09/2018 STT KPI RRC_SSR % INIT_ERAB_SR % ERAB_DR % DKD4G % X2_HO SR % S1_HO_SR % 59 INTRAFEQ_HO_SR % INTERRAT_HO_SR % CSFB_SR % 4.2.2 Mạng EPC Bảng 2: Số liệu thực tế Mobifone KPI EPC tháng 09/2018 STT KPI Attach_SR% ServiceRequest_SR% Paging_SR% IntraMME_HO_SR% 60 InterMME_HO_SR% InterRAT_HO_SR% CSFB_SR% TAU_SR% 4.3 Đánh giá chất lượng mạng 4G Mobifone Căn số liệu KPI thực tế Mobifone tháng 09/2018 thấy: - Tồn mạng đảm bảo 17/17 KPI RAN Core đạt vượt tiêu đề - Xét theo miền: + RAN: đảm bảo 9/9 KPI RAN ba miền đạt vượt tiêu đề + Core: a) Miền Trung: đảm bảo 9/9 KPI core đạt vượt tiêu đề b) Miền Bắc: 7/9 KPI core đạt tiêu, 2/9 KPI khơng đạt KPI Attach_SR% Hình 4: Biều đồ ngày KPI Attach_SR% Qua kiểm tra báo cáo công cụ giám sát chất lượng mạng lưới, nhận thấy lỗi chủ yếu System Failure thuê bao bị lỗi IMSI nhà mạng nước ngồi Từ thấy: ➢ Nguyên nhân: không đạt nguyên nhân khách quan, không gây ảnh hưởng đến dịch vụ cung cấp cho khách hàng Mobifone Lỗi chủ yếu từ thuê bao mạng nước ngồi chưa có thoả thuận roaming data thực attach vào mạng gây lỗi Nguyên nhân nhà mạng đối tác nước tự động steer out khỏi mạng MobiFone ➢ Giải pháp, khuyến nghị: cần nghiên cứu phương án tách riêng mã lỗi tác động thuê bao roaming inbound này, loại bỏ mã lỗi khỏi công thức tính KPI attach để đảm bảo đánh giá xác chất lượng hệ thống Mobifone Bên cạnh đó, cần làm việc với nhà mạng quốc tế làm rõ lý đối tác Steer Out để có sách kinh doanh phù hợp ➢ Ngoài ra, KPI suy giảm thêm ảnh hưởng việc chuyển đổi mã mạng 11 số sang 10 số từ đêm 15/09/2018 KPI IntraMME_HO_SR% 100 99.5 99 98.5 98 97.5 97 96.5 96 95.5 Miền Bắc ➢ Nguyên nhân: Qua kiểm tra báo cáo công cụ giám sát chất lượng mạng lưới, nhận thấy KPI từ ngày 10/09/2018 với cause code Unknow Target ID Lỗi xuất ảnh hưởng eNodeB phát sóng bị kết nối đến MME ➢ Giải pháp, khuyến nghị: cần kiểm tra lỗi truyền dẫn xử lý trạm bị kết nối để đảm bảo dịch vụ cung cấp cho khách hàng c) Miền Nam: 8/9 KPI core đạt tiêu, 1/9 KPI khơng đạt KPI Paging_SR% Hình 6: Biều đồ ngày KPI Paging_SR% ➢ Nguyên nhân: Qua kiểm tra báo cáo công cụ giám sát chất lượng mạng lưới, nhận thấy lỗi Chủ yếu nghẽn kênh PDCH số lượng SMS MT lớn Vào thời điểm 14h->16h hàng ngày, số lượng SMS dịch vụ thông báo gửi đến thuê bao tăng đột biến (tăng gấp 5-6 lần so với giờ trước đó) Qua kiểm tra, định kỳ vào giờ 14h->16h hàng ngày, lượng lớn tin nhắn SMS EMSE (tin nhắn dịch vụ từ Công ty kinh doanh gửi đến khách hàng) Các ngày KPI Paging đạt tương ứng với số lượng tin nhắn EMSE giảm mạnh Tình trạng kênh vơ tuyến PDCH đáp ứng lượng lớn tin nhắn thời điểm tức thời ➢ Giải pháp, khuyến nghị: cần mở rộng kênh PDCH tính dung lượng tối đa dành cho paging cho khu vực Xác định tỷ trọng paging cho thoại SMS để cân đối kế hoạch sử dụng tài nguyên mạng Đồng thời, có kế hoạch phân phối tin nhắn kinh doanh truyền thông vào khung thời gian hợp lý theo lực mạng tránh gây nghẽn cục bộ, làm ảnh hưởng chất lượng dịch vụ thời gian thực thoại hiệu truyền thông qua kênh SMS 4.4 Kết luận chương Chương trình bày tình hình kiểm sốt chất lượng mạng Mobifone, đưa kịch báo cáo phục vụ đánh giá chất lượng mạng 64 Dựa vào Phương pháp thu thập, tổng hợp số liệu tính tốn KPI mạng 4G chương 3, chương cuối luận văn đưa số liệu KPI thực tế tính đến thời điểm gần nhất, từ đánh giá chất lượng mạng 4G Mobifone Tuy nhiên nguyên nhân gây suy giảm KPI chủ yếu nguyên nhân khách quan, việc đánh giá chất lượng mạng chưa chặt chẽ Để đảm bảo dịch vụ cung cấp cho khách hàng với chất lượng tốt nhất, cần phải nghiên cứu tiêu hướng tới cảm nhận khách hàng KQI, CEI để đánh giá chất lượng mạng cách khách quan 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn xây dựng tiêu, cơng thức tính KPI cho mạng 4G Mobifone Đồng thời áp dụng công cụ giám sát, báo cáo chất lượng mạng 4G, phục vụ điều hành xử lý kịp thời có suy giảm Bên cạnh đó, việc đánh giá chất lượng dịch vụ 4G góp phần phục vụ cho cơng tác phát triển mạng công tác kinh doanh Hướng phát triển luận văn hướng tới Nghiên cứu KQI dịch vụ 4G giải pháp đánh giá chất lượng tồn trình tới mức người dùng, hướng đến trải nghiệm khách hàng (CEI) Đẩy mạnh công tác điều hành chất lượng dịch vụ/mạng 4G thông qua việc nâng cấp, hồn thiện cơng cụ báo cáo tiệm cận thời gian thực: + Báo cáo nhanh chất lượng 4G, tiệm cận thời gian thực + Gửi thông tin cảnh báo chất lượng đến cá nhân (sms, email) có suy giảm KPI/KQI + Phát triển tính Notify có suy giảm ngưỡng MTCL 66 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] 3GPP TS 32.425 V13.5.0 (2016) Performance measurements Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) network; [2] 3GPP TS 32.426 V8.1.0 (2010) Performance measurements Evolved Packet Core (EPC) network; [3] 3GPP TS 32.455 V11.0.0 (2012) Key Performance Indicators (KPI) for the Evolved Packet Core (EPC): Definitions; [4] 3GPP TS 32.450 V9.1.0 (2010) Key Performance Indicators (KPI) for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN): Definitions; [5] 3GPP TS 36.314 V13.0.0 (2014) Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Layer – Measurements; [6] 3GPP TS 36.331 V14.2.2 (2017) Evolved Universal Terrestrial Radio Access (EUTRAN); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification; [7] IXIA (2011) Quality of Service (QoS) and Policy Management in Mobile Data Networks; [8] Harri Holma, Antti Toskala (2009) LTE for UMTS – OFDMA and SCOFDMA Based Radio Access Wiley; [9] Huawei Document (2015) UPCC Product Documentation Product Version: V300R006C10, Date: 2015-07-06; [10] http://m.huawei.com [11] https://www.sandvine [12] http://www.alepo.com [13] http://opnet.com [14] http://www.theiet.org [15] http://www.vntelecom.org ... chất lượng mạng 4G (3GPP) + Chương 3: Phương pháp tính tốn tiêu chất lượng mạng 4G + Chương 4: Ứng dụng phương pháp tính tốn KPI để đánh giá chất lượng mạng 4G Mobifone Trong q trình nghiên cứu. .. văn nghiên cứu ? ?Nghiên cứu tiêu KPI mạng 4G ứng dụng đánh giá chất lượng mạng 4G Mobifone? ?? Nội dung luận văn trình bày 04 chương: + Chương 1: Tổng quan mạng 4G LTE + Chương 2: Tiêu chuẩn giới tiêu. .. TÂM NGHIÊN CỨU BỘ CHỈ TIÊU KPI MẠNG 4G VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G TẠI MOBIFONE Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn Thông Mã số: 8.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng