Nghiên cứu các giải pháp kiểm soát và nâng cao chất lượng dịch vụ mạng viễn thông điện lực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - VŨ HẢI TỨ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ MẠNG VIỄN THÔNG ĐIỆN LỰC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: XỬ LÝ TÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS NGUYỄN THÚC HẢI HÀ NỘI - 2010 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ii DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC HÌNH VẼ vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG CDMA2000 1.1 Cấu trúc mạng CDMA2000 1.1.1 Lộ trình phát triển tới 3G công nghệ di động 1.1.2 Cấu trúc hệ thống CDMA2000 1.1.2.1 Trạm thu phát gốc (BTS) .5 1.1.2.2 Bộ điều khiển trạm gốc (BSC) 1.1.2.3 Nút dịch vụ số liệu gói (PDSN) 1.1.2.4 Nhận thực, trao quyền toán (AAA) .7 1.1.2.5 Máy chủ thường trú (HA) 1.1.2.6 Trung tâm chuyển mạch di động (MSC) .7 1.1.2.7 Thanh ghi định vị thường trú (HLR) 1.2 Cấu trúc kênh CDMA2000 .8 1.2.1 Các lớp 1.2.2 Các lớp (lớp liên kết) 1.2.2.1 Phân lớp LAC 1.2.2.2 Phân lớp MAC 13 1.2.3 Lớp vật lý 16 1.2.3.1 Kênh hoa tiêu đường xuống (F-PICH) 18 1.2.3.2 Kênh đồng đường xuống (F-SYNC) 19 1.2.3.3 Kênh tìm gọi đường xuống (F-PCH) 19 1.2.3.4 Kênh điều khiển chung đường xuống (F-CCCH) 19 1.2.3.5 Kênh hoa tiêu phụ đường xuống (F-APICH) 20 1.2.3.6 Kênh quảng bá đường xuống (F-BCH) 20 1.2.3.7 Kênh tìm gọi nhanh (QPCH) .20 1.2.3.8 Kênh hoa tiêu phụ riêng đường xuống (F-DAPICH) 20 1.2.3.9 Kênh điều khiển công suất chung đường xuống (F-CPCCH) 20 1.2.3.10 Kênh hoa tiêu phân tập phát đường xuống (F-TDPICH) 20 1.2.3.11 Kênh ấn định chung đường xuống (F-CACH) 20 1.2.3.12 Kênh hoa tiêu phân tập phát phụ đường xuống (F-ATDPICH) .21 1.2.3.13 Kênh đường xuống (F-FCH) 21 1.2.3.14 Kênh bổ xung đường xuống (F-SCH) 21 1.2.3.15 Kênh điều khiển riêng đường xuống (F-DCCH) .21 1.3 Cấu trúc mạng liệu gói CDMA2000 21 1.3.1 Giao thức IP đơn giản .22 1.3.2 Giao thức IP di động 24 1.3.3 Quản lý tính di động .26 1.3.3.1 Chuyển giao PDSN 28 1.3.3.2 Chuyển giao PDSN 29 CHƯƠNG CÁC VẤN ĐỀ VỀ QoS TRONG MẠNG CDMA2000 32 2.1 Tổng quan QoS mạng CDMA2000 32 2.1.1 Tổng quan QoS 32 2.1.2 QoS mạng CDMA2000 35 2.1.2.1 Thực QoS mạng truy cập vô tuyến 36 2.1.2.2 Thực QoS mạng lõi gói 38 2.1.2.3 Thực QoS mạng 40 2.2 Quản lý QoS mạng CDMA 41 2.2.1 Phương pháp cân tỷ số Eb/I hệ thống CDMA 41 2.2.1.1 Đối với đường xuống 41 2.2.1.2 Đối với đường lên 47 2.2.1.3 Phương pháp phù hợp tỷ số Eb/I 52 2.2.2 Phương pháp điều khiển công suất tối ưu QoS biến thiên 61 2.2.2.1 Cấu trúc kênh .61 2.2.2.2 Cấu trúc khung 62 2.2.2.3 Điều khiển công suất 63 2.2.2.4 Điều khiển công suất tối ưu QoS biến thiên 64 CHƯƠNG QUẢN LÝ QoS TRÊN MẠNG EVNTELECOM VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO QoS 71 3.1 Tổng quan mạng EVNTelecom 71 3.2 Đánh giá chất lượng dịch vụ mạng truy cập vô tuyến EVNTelecom 77 3.2.1 Các tham số đánh giá 77 3.2.1.1 Tỷ số thiết lập gọi 77 3.2.1.2 Tỷ số gọi bị rớt 78 3.2.1.3 Tỷ số lỗi khung (FER) .81 3.2.1.4 Tỷ số nghẽn kênh lưu lượng 82 3.2.2 Các tham số ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ 86 3.2.2.1 RSSI 86 3.2.2.2 VSWR 86 3.2.2.3 Handoff (chuyển giao) .86 3.2.3 Phân tích chất lượng dựa tham số .94 3.2.3.1 KPI .94 3.2.3.2 FER 94 3.2.3.3 Tỷ số thiết lập gọi thành công 95 3.2.3.4 Tỷ lệ rớt gọi .98 3.2.3.5 Nghẽn kênh lưu lượng .101 3.2.3.6 Tỷ số chuyển giao thành công 102 3.3 Các giải pháp nâng cao QoS mạng truy cập vô tuyến EVNTel 106 3.3.1 Giảm nhiễu .106 3.3.2 Xác định cell liền kề thích hợp 107 3.3.3 Tăng dung lượng hệ thống .107 3.3.4 Giải pháp thực handoff 107 3.3.5 Đặt thêm lặp 108 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 111 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan viết luận văn tự nghiên cứu tìm hiểu tổng hợp từ tài liệu tham khảo kết hợp với thực tế hướng dẫn thầy giáo GS.TS Nguyễn Thúc Hải góp ý từ bạn bè đồng nghiệp, không chép Tác giả luận văn: Vũ Hải Tứ i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh 3G Third Generation 3GPP (2) Third Generation Partnership Project EV-DO CDMA2000 1x Evolution Data Only AAA Authentication, Authorization, and Accounting ABR Available Bit Rate AF Assured Forward AN Access Network ANSI American National Standards Institute ARQ Automatic Repeat Query ATM Asynchronous Transfer Mode BCCH Broadcast Control Channel BEF Best Effort Forward BSC Base Station Controller BTS Base Trasciever Station CDMA Code Division Multiple Access CLIP Connectionless Interworking Protocol CRC Cyclic Redundancy Check DCH Dedicated Channel DSCP Differentiated Service Code Point DTCH Dedicated Traffic Channel EDGE Enhanced Data rate for GSM Evolution EF Expedited Forward FACH Forward Access Channel FCH Fundamental Channel FCS Frame Check Sequence FER Frame Error Ratio ii Tiếng Việt Hệ thống thông tin di động hệ Dự án hợp tác thông tin di động hệ Hệ thống CDMA2000 1x nâng cấp phần số liệu Nhận thực, trao quyền toán Tốc độ bit sẵn dùng Lớp đường xuống đảm bảo Mạng truy cập Viện tiêu chuẩn Mỹ Truy vấn tự động Chế độ truyền dẫn dị Kênh điều khiển quảng bá Lớp đường xuống tối ưu Bộ điều khiển trạm gốc Trạm thu phát gốc Đa truy nhập phân chia theo mã Giao thức liên mạng phi kết nối Mã kiểm tra dư thừa Kênh dành riêng Điểm mã dịch vụ khác biệt Kênh lưu lượng dành riêng Tốc độ bit tăng cường sử dụng cho nhánh tiến hoá GSM Lớp đường xuống hiệu Kênh truy cập đường xuống Kênh sở Chuỗi bit kiểm tra khung Tỷ lệ lỗi khung GSM Globle System for Mobile Communication HA Home Agent HAAA Home AAA HLR Home Location Register IMSI International Mobile Station Identity IKE Internet Key Exchange IS-2000 Interim Standard -2000 IS-856 Interim Standard -856 IS-95 Interim Standard 95 ISDN Integrated Services Digital Network ISUP ISDN User Part LAC Location Area Code LAC Link Access Control MAC Medium Access Control MDN Mobile Directory Number MIP Mobile IP MGW Media Gateway MPLS Multiprotocol Label Switching MSC Mobile Switching Center PCF Packet Control Function PCH Paging Channel PDC Personal Digital Cellular PDSN Packet Data Serving Node PDU Protocol Data Unit PDU Packet Data Unit PL Physical Layer PLICF Physical Layer Independent Convergence Function PLDCF Physical Layer Dependent Convergence Function PN Pseudo Noise PPP Point-to-Point Protocol RADIUS Remote Authentication Dial-In User Server/Service iii Hệ thống thơng tin di động tồn cầu Trạm (máy) chủ thường trú AAA thường trú Thanh ghi định vị thường trú Chỉ thị thuê bao di động quốc tế Giao thức trao đổi khoá Internet Tiêu chuẩn chuyển tiếp 2000 Tiêu chuẩn chuyển tiếp 856 Tiêu chuẩn chuyển tiếp 95 Mạng số liệu đa dịch vụ Phần người sử dụng ISDN Mã định vị Lớp điều khiển truy nhập kết nối Điều khiển truy nhập trung gian Số điện thoại di động IP di động Cổng phương tiện Chuyển mạch nhãn đa giao thức Trung tâm chuyển mạch di động Chức điều khiển gói Kênh tìm gọi Mạng tế bào số dành riêng Nút dịch vụ liệu gói Đơn vị thủ tục số liệu Đơn vị số liệu gói Lớp vật lý Chức hội tụ độc lập lớp vật lý Chức hội tụ phụ thuộc lớp vật lý Nhiễu giả ngẫu nhiên Thủ tục điểm tới điểm Một phương thức bảo mật dùng cho thiết bị truy nhập từ xa RAN RLP RRC RSSI Radio Access Network Radio Link Protocol Radio Resource Control Received Signal Strength Indication SAR Segmentation And Re-assembly Sublayer SCH Supplemental Channel SMSC Short Message Service Center SIR Signal to Interference Ratio STP Signaling Transfer Point TCH Traffic Channel TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol TIA/EIA Electrical Industries Association/Telecommunications Industry Association TPC Transmitter Power Control UDP User Datagram Protocol UMTS Universal Mobile Telecommunications System UPCH User Packet Traffic Channel VBR Variable Bit Rate VLR Visitor Location Register VSWR Voltage Standing Wave Ratio WCDMA Wideband Code Division Multiple Access iv Mạng truy nhập vô tuyến Giao thức liên kết vô tuyến Điều khiển tài ngun vơ tuyến Chỉ thị cường độ tín hiệu nhận Lớp phân mảnh ghép Kênh bổ xung Trung tâm dịch vụ tin nhắn ngắn Tỷ số tín hiệu nhiễu Điểm truyền báo hiệu Kênh lưu lượng Giao thức điều khiển phát/giao thức Internet Hội công nghệ viễn thông/ Hội công nghệ điện tử Điều khiển công suất phát Giao thức gói liệu người sử dụng Hệ thống viễn thơng di động tồn cầu Kênh lưu lượng gói người dùng Tốc độ bit thay đổi Thanh ghi định vị tạm trú Tỷ số sóng đứng điện áp Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Thuật toán ngắt/ lặp lại .46 Bảng 2.2 Thuật toán phù hợp tỷ số đường xuống 57 Bảng 2.3 Thuật toán phù hợp tỷ số đường lên 61 Bảng 2.4 Giá trị tham số để ước lượng dung lượng 69 Bảng 3.1 Các giá trị KPI BSC .94 Bảng 3.2 Giá trị FER đo gọi 95 Bảng 3.3 Tỷ số thiết lập gọi thành công nguyên nhân lỗi 95 Bảng 3.4 Tỷ lệ rớt gọi nguyên nhân .98 Bảng 3.5 Tỷ lệ nghẽn kênh lưu lượng 101 Bảng 3.6 Tỷ số chuyển giao thành công BSC 102 Bảng 3.7 Tỷ số chuyển giao thành công BSC 105 Bảng 3.8 Tỷ lệ rớt gọi sau sửa lại cấu hình BTS 111 v Chương Quản lý QoS mạng EVNTelecom đề xuất giải pháp nâng cao QoS MS đợi sau thời gian dài gọi bị rớt trước trình chuyển giao thành cơng Trong trường hợp này, Ec/Io theo dõi MS giảm công suất đầu thu MS tăng Điều có nghĩa, nhiễu bị gây pilot mạnh chuyển giao tất yếu Thêm vào MS chọn lại pilot sau rớt gọi d) Giới hạn công suất kênh lưu lượng Công suất kênh lưu lượng thường điều khiển thiết lập Eb/Nt đường lên đường xuống Nếu thiết lập công suất truyền cực đại kênh lưu lượng không hợp lý rớt gọi xảy cơng suất khơng đủ lớn để trì kết nối, cho dù Ec/Io lớn - Lỗi đường xuống: trường hợp này, nhìn từ MS thấy tỷ số Ec/Io pilot công suất đầu thu (Rx) MS mức ngưỡng Nếu độ lợi phát MS không thay đổi 5s MS sau khởi tạo lại, điều MS ngắt đầu phát lỗi nhận khung kênh lưu lượng đường xuống Thêm vào đó, Ec/Io pilot phục vụ lớn, MS lựa chọn lại pilot sau rớt Điều cho thấy rớt gọi gần bị gây công suất thấp kênh lưu lượng đường xuống - Lỗi đường lên: công suất kênh lưu lượng đường lên điều khiển thiết lập Eb/No Nếu công suất kênh đường lên không đủ lớn để tới BTS, BTS kết thúc gọi phát số khung bị xoá e) Nhiễu đường xuống Nếu thấy từ MS tỉ số Ec/Io pilot giảm công suất thu (Rx) MS tăng, điều có tồn nhiễu đường xuống Nhiễu làm giảm Ec/Io pilot Nếu đường xuống giải điều chế, MS ngắt phát Nếu nhiễu đường xuống kéo dài 5s định thời MS, MS khởi tạo lại định thời khởi động lại Các nguyên nhân nhiễu bao gồm: 100 Chương Quản lý QoS mạng EVNTelecom đề xuất giải pháp nâng cao QoS - Nhiễu CDMA dẫn đến lỗi chuyển giao Nếu MS lựa chọn pilot sau khởi tao lại, rớt gọi góp phần vào lỗi chuyển giao Trong trường hợp này, rớt gọi gần với bị gây nhiễu đường xuống - Có trương hợp đặt biệt khác Khi BTS bị block đột ngột unblock (bởi người vận hành), nhiễu đường xuống lớn xảy cho BTS xung quanh, rớt gọi xảy cho BTS - Nhiễu bên Nếu MS trạng thái tìm kiếm thời gian dài (lớn 10s), rớt gọi bị gây FER cao tồn nguồn nhiễu f) Quá tải đường xuống Nếu BTS tải công suất truyền 20W công suất truyền cực đại, thiết bị tự bảo vệ BTS tự động giảm công suất kênh đến mức Ec/Io pilot thấp công suất truyền kênh lưu lượng rớt xuống Trong trường hợp này, đường xuống giải điều chế Đặc biệt, điều gần giống với rớt gọi bờ vùng bao phủ Trong đó, tỷ số thiết lập gọi thành công giảm 3.2.3.5 Nghẽn kênh lưu lượng TCH TCH BtsName Congestion congestion Walsh Shortage Low Low forward reverse power power Channel Other shortage Causes Times Ratio[%] HPG044 100,00 0 0 HPG044 322 100,00 0 0 322 QNH008 0,00 0 0 HPG004 0,00 0 0 HPG081 0,00 0 0 LSN031 0,00 0 0 Bảng 3.5 Tỷ lệ nghẽn kênh lưu lượng Như phân tích trên, ta đề cập đến số nguyên nhân giải pháp sau: - Dung lượng hệ thống không đủ: So sánh lưu lượng cell bị nghẽn giở cao điểm với dung lượng cho phép Khi dung lượng hệ thống khơng đủ, mở rộng dung lượng cần thiết 101 Chương Quản lý QoS mạng EVNTelecom đề xuất giải pháp nâng cao QoS - Nhiễu: Nếu dung lượng hệ thống đủ, lỗi thường xảy sau yêu cầu phát ra, nhiễu nguyên nhân gây lỗi Nhiễu phân tích theo việc đo cơng suất sóng mang - Cơng suất kênh lưu lượng không đủ: Kênh chung chiếm nhiều công suất đường xuống đến mức công suất đường xuống không đủ phép đo lưu lượng Trong trường hợp việc giảm cơng suất kênh chung giải phóng nghẽn, với điều kiện cần cân vùng phủ dung lượng - Việc thiết lập tham số chuyển vùng không phù hợp: Nếu ngưỡng chuyển vùng cell bị nghẽn thấp cell xa q cao, MS chuyển giao khơng thành công tới cell xa Trong trường hợp này, cần điều chỉnh ngưỡng tham số chuyển vùng cách hợp lý 3.2.3.6 Tỷ số chuyển giao thành công a) Trong BSC Intra-BS BtsName Failure Soft HO Times Success Ratio[%] Requested Radio Abis resources unavailable resources unavailable Radio interface abnormal MS Other rejected causes QNH051 298 16,29 298 0 0 QNH011 62,50 0 0 LSN030 74,19 0 0 HPG013 14 90,91 0 14 0 QNH015 14 91,52 14 0 0 QNH019 25 95,13 0 25 0 QNH040 95,31 0 0 HPG061 61 96,11 51 10 0 QNH031 96,30 0 0 QNH011 96,52 0 0 Bảng 3.6 Tỷ số chuyển giao thành cơng BSC Các ngun nhân chuyển giao mềm lỗi: - Thiết lập ngưỡng tham số chuyển giao không Tỷ số rớt gọi cao thường chuyển giao không thành công Các tham số T_ADD, T_DROP, tham số quan trọng cho hệ thống CDMA để thêm 102 Chương Quản lý QoS mạng EVNTelecom đề xuất giải pháp nâng cao QoS xoá hướng kết nối qua chuyển giao Nếu chúng thiết lập không hợp lý, tỷ số rớt gọi tăng dung lượng hệ thống bị ảnh hưởng Nếu giá trị T_DROP thiết lập nhỏ, MS xố hướng chuyển giao mềm thêm tín hiệu cường độ cao Điều khơng có nhiễu mà cịn gây rớt gọi Nếu giá trị thiết lập lớn, hướng chuyển giao mềm thêm thường xuyên Điều không gây chuyển giao thường xuyên mà làm tăng tải hệ thống Vì dung lượng hệ thống bị ảnh hưởng rớt gọi dễ dàng xảy - Không cấu hình cell liền kề MS cập nhật pilot cell liền kề qua bảng cấu hình cell liền kề Nếu pilot cập nhật vượt tập cực đại pilot liền kề, pilot chuyển từ tập liền kề tới tập tồn Các pilot tập tồn thêm vào tập hoạt động, mặt tốc độ mà MS tìm kiếm pilot tập tồn thấp, mặt pilot thông báo PN tương ứng sử dụng lại hệ thống, hệ thống xác định BTS tương ứng với PN Vì chuyển giao bị lỗi Nếu cell liền kề khơng cấu hình, xác định thơng qua driving test, từ tin chuyển giao thu trace OMC - Thiết lập cửa số tìm kiếm không phù hợp Pilot phát MS đạt thời gian mong muốn, MS nên tìm kiếm pilot cửa số trễ phù hợp chuỗi thời gian thực pilot tìm thấy Có ba cửa tham số cửa sổ sử dụng MS tìm kiếm pilot: SRCH_WIN_A (tìm kiếm pilot tập hoạt động tập ứng cử), SRCH_WIN_N (tìm kiếm pilot tập liền kề), SRCH_WIN_R (tìm kiếm pilot tập tồn tại) Cửa sổ tìm kiếm thiết lập dựa vào chip PN Nguyên lý thiết lập cửa sổ sau: • Tạo dàn xếp kích thước cửa sổ tìm kiếm tốc độ Nếu kích thước lớn, MS cần nhiều thời gian tổng số pilot tìm thấy thời gian cố định giảm 103 Chương Quản lý QoS mạng EVNTelecom đề xuất giải pháp nâng cao QoS • MS khơng thể tìm kiếm pilot ngồi cửa sổ tìm kiếm dù pilot đủ mạnh Vì pilot nguồn nhiễu mạnh • Nếu pilot khơng danh sách tập ứng cử, vài thiết bị khơng cho phép pilot vào tập hoạt động Tham số SRCH_WIN_R khuyến nghị thiết lập sau tối ưu để ngăn chặn MS tìm kiếm pilot mà không sử dụng để chuyển giao Các MS tìm kiếm pilot với cửa sổ tìm kiếm Nếu SRCH_WIN_A nhỏ, MS làm tín hiệu đa đường Nếu SRCH_WIN_N SRCH_WIN_R nhỏ, MS làm tín hiệu cell liền kề, tỷ số chuyển giao thành công giảm - Mất cân đường lên đường xuống Cell B Cell A Hình 3.16 Mất cân đường lên đường xuống trường hợp Như hình, đường lên xuống cân cell B Trong cell A, chúng không cân vùng phủ đường xuống lớn đường lên Khi MS di chuyển từ cell B tới cell A vào vùng gạch ngang, tín hiệu cell B yếu dần tín hiệu pilot cell A mạnh dần Khi cường độ pilot cell A vượt ngưỡng chuyển giao, MS phép chuyển giao từ cell B tới cell A Tuy nhiên công suất không đủ mạnh để hỗ trợ đường lên, nhận độ lợi vĩ mô đa đường Kết chuyển giao lỗi Thêm vào đó, MS vùng gạch ngang mang nhiễu lớn từ cell B, làm rớt gọi MS Cell B Cell A 104 Chương Quản lý QoS mạng EVNTelecom đề xuất giải pháp nâng cao QoS Hình 3.17 Mất cân đường lên đường xuống trường hợp Trong hình trên, đường lên đường xuống cân cell B Trong cell A, chúng không cân vùng phủ đường xuống nhỏ đường lên Khi MS di chuyển từ cell B tới cell A vào vùng gạch ngang, MS nhận tín hiệu pilot cell A mà tỷ số Ec/Io đạt tới ngưỡng chuyển giao Tuy nhiên, vùng phủ đường xuống cell A không đủ lớn, Ec/Io tín hiệu pilot cell A khơng thể đạt ngưỡng chuyển giao Vì MS khơng thơng báo tin phép đo pilot chuyển giao không xảy Mặt khác, MS vùng gạch ngang mang nhiễu đường lên xuống từ cell B độ lợi vĩ mô đa đường không sẵn sàng Kết dung lượng cell B giảm rớt gọi xảy - Ơ nhiễm pilot - Nghẽn - Vùng phủ nhỏ b) Giữa BSC Inter-BS BtsName Failure Times Outgoing Hard HO Success Ratio[%] Radio resources unavailable [Times] Requested Returned terrestrial to resources original unavailable channel [Times] [Times] MS Not detected by MS Other destination rejected causes pilot [Times] HPG054 36 64 0 0 36 HPG024 14 70,2128 0 13 QNH035 14 78,7879 0 11 QNH003 90,7216 0 HPG054 80,9524 0 HPG052 86,6667 0 QNH035 78,125 0 HPG035 75 0 HPG056 81,25 0 0 HPG021 28,5714 0 0 HPG082 90,9091 0 0 Bảng 3.7 Tỷ số chuyển giao thành cơng BSC Các ngun nhân lỗi chuyển giao cứng: 105 Chương Quản lý QoS mạng EVNTelecom đề xuất giải pháp nâng cao QoS - Cấu hình cell liền kề khơng phù hợp Trong kế hoạch cho chuyển giao cứng liền kề, cell liền kề cấu hình tối đa Trong trường hợp chuyển giao ping-pong (qua lại) xảy bờ cell Thêm vào đó, hệ thống phải giám sát thay đổi tín hiệu pilot MS cell giáp ranh, tải hệ thống tăng Driving test thực để có thông tin BTS liền kề Trong cách BTS liền kề không cần thiết không quan trọng loại bỏ để giảm chuyển giao ping-pong rớt gọi, tăng tỷ số chuyển giao thành công - Thiết lập ngưỡng tham số liên quan không phù hợp Trong chuyển giao cứng tần số, tín hiệu vùng chuyển giao thay đổi bất thường biến nhanh chóng tín hiệu nhiễu hai cell Nếu ngưỡng chuyển giao cứng thấp, chuyển giao trở nên dễ dàng, điều gây chuyển giao ping-pong Khi chuyển giao cứng xảy ra, bị lỗi thay đổi tín hiệu giảm cường độ tín hiệu pilot đích Trong trường hợp này, ngưỡng chuyển giao cứng tăng lên để giảm số lần yêu cầu chuyển giao cứng tăng tỷ số chuyển giao thành công Tuy nhiên ngưỡng khơng thể q cao Nói cách khác, điều chậm để bắt đầu chuyển giao cứng Nếu cơng suất pilot cell đích lớn cell nguồn, vùng chuyển giao nghiêng cell nguồn Nếu MS xa cell đích, khó để MS bắt cell đích Trường hợp cải thiện điều chỉnh công suất hai cell Nếu chuyển giao cứng lỗi MS gửi thông tin tìm kiếm tần số ứng cử tới sóng mang nguồn sau trở lại kênh nguồn, ngun nhân lỗi “lỗi tìm kiếm kênh đích” Có hai phương pháp để giải vấn đề tăng công suất truyền kênh lưu lượng khởi tạo cell đích tăng cửa số tìm kiếm MS 3.3 Các giải pháp nâng cao QoS mạng truy cập vô tuyến EVNTel 3.3.1 Giảm nhiễu Có hai loại nhiễu: nhiễu từ bên nhiễu từ bên - Nhiễu từ bên ngoài: Nguồn nhiễu tần số với cơng suất đủ lớn gây xung đột tín hiệu khử lẫn nhau, làm gián đoạn thông tin MS BTS Do 106 Chương Quản lý QoS mạng EVNTelecom đề xuất giải pháp nâng cao QoS việc phát khử nguồn gây nhiễu công việc quan trọng để nâng cao chất lượng dịch vụ Để phát nhiễu ta thực đo tham số RSSI, tham số Main Diversity Anten có giá trị nhỏ -95 dBm ta cần phải xem xét tới khả có nguồn nhiễu từ bên ngồi thực driving test để xác định nguồn gây nhiễu Khi xác định nguồn gây nhiễu, EVNTel phối hợp với Cục tần số để xác định đơn vị, tổ chức, cá nhân phát nguồn gây nhiễu có biện pháp xử lý - Nhiễu từ bên trong: Nguyên nhân lỗi card khuyếch đại công suất, lỗi anten, lỗi đầu kết nối từ anten tới card khuyếch đại công suất Để phát lỗi này, thường dựa vào đo tham số RSSI VSWR Khi tham số Main Diversity RSSI lệch 10 dB m VSWR có giá trị >2 ta xét đến khả bị lỗi 3.3.2 Xác định cell liền kề thích hợp Để xác định cell liền kề thích hợp cần thực q trình driving test Từ kết trình này, ta tìm cell liền kề thích hợp thực cấu hình MSC để MS có khả chuyển giao BTS, BSC di chuyển qua vùng giáp ranh 3.3.3 Tăng dung lượng hệ thống Khi thuê bao vùng tăng lên, giữ nguyên cấu ban đầu thiết kế, điều khiển công suất, phạm vi vùng phủ bị thu hẹp Do cần tăng dung lượng hệ thống cách bổ xung thêm sóng mang kênh tần số khác Khi ta bổ xung thêm card CCPM cấu hình thêm 01 luồng E1 từ BTS tới BSC cho sóng mang bổ xung Ngồi để thực trình chuyển giao nhằm tăng tỷ lệ chuyển giao thành công giảm tỷ lệ rớt gọi lỗi chuyển giao, ta phải tăng dung lượng hệ thống Nếu thuê bao tăng khả phục vụ BTS sau tăng tối đa số sóng mang cần bổ xung thêm BTS khu vực 3.3.4 Giải pháp thực handoff Ngoài giải pháp cân đường lên xuống, xác định cell liền kề thích hợp, thiết lập tham số chuyển giao phù hợp, xét đến giải pháp sau: 107 Chương Quản lý QoS mạng EVNTelecom đề xuất giải pháp nâng cao QoS Hình 3.18 Giải pháp handoff hai BTS Thông thường việc chuyển giao hai BTS thực kênh tần số nhiên phân tích điều dễ gây ô nhiễm pilot ảnh hưởng đến chuyển giao thành công MS vùng giáp ranh Một giải pháp đưa sử dụng kênh tần số khác thuộc BTS 1, MS di chuyển tới vùng giáp ranh hai BTS, thực cấu hình để MS chuyển giao từ carrier sang carrier thuộc BTS 1, MS di chuyển qua khỏi vùng giáp ranh tới gần BTS MS thực chuyển giao từ carrier thuộc BTS sang carrier thuộc BTS Để thực điều carrier thuộc BTS phải có tín hiệu pilot lớn nhiên thuộc kênh tần số khác nên không ảnh hưởng tới carrier BTS Vấn đề lại giải pháp cần kết hợp cấu hình driving test đề điều chỉnh tham số chuyển vùng hợp lý, tránh tình trạng chưa tới vùng giáp ranh xảy tình trạng chuyển giao hai carrier BTS làm tăng nguy chuyển giao lỗi hình sau Hình 3.19 Chuyển giao sớm hai sóng mang 3.3.5 Đặt thêm lặp Nếu ô nhiễm pilot không giải thông qua phương pháp điều chỉnh công suất điều chỉnh feeder anten xét đến việc đặt thêm lặp Mục đích 108 Chương Quản lý QoS mạng EVNTelecom đề xuất giải pháp nâng cao QoS việc đặt lặp để đưa tín hiệu cường độ cao tới vùng bị ô nhiễm pilot, để giảm cường độ tín hiệu liên quan khác, làm giảm giá trị Ec/Io tín hiệu sector khác điểm Tuy nhiên hiệu mang lại lặp chất lượng mạng nên đưa xem xét vài trường hợp Ngoài việc đặt thêm cell nhỏ phương pháp quan trọng để giải ô nhiễm pilot Cell nhỏ áp dụng chủ yếu điểm nóng lưu lượng để tăng dung lượng hệ thống lúc giải vấn đề ô nhiễm pilot Việc đặt thêm anten phân cực sử dụng để giải vấn đề vùng phủ nhà cao tầng 109 Chương Kết bàn luận CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Căn vào tham số đo KPI, FER, tỷ số thiết lập gọi thành công, tỷ số rớt gọi, nghẽn kênh lưu lượng, tỷ số chuyển giao thành, tập trung vào giá trị đo bất thường vượt ngưỡng giá trị cho phép mà nhà cung cấp dịch vụ quy định Từ giá trị bất thường đó, xác định nguyên nhân tìm phương án khắc phục Từ kết đo tỷ số rớt gọi, xác định BTS số hiệu HPG003 có giá trị bất thường BTS HPG003 có tỷ số rớt gọi ngày 09-10 6,3% Sau đo cơng suất hai sóng mang thấy có giá trị sau: carrier (tần số 160) có cơng suất 37,5 dBm, carrier (tần số 210) có cơng suất 41,1 dBm Tuy nhiên carrier sử dụng cho handoff hay san tải cho carrier 1, cơng suất carrier thấp nhiều so với carrier 2, xảy rớt gọi Sau xem lại cấu hình BTS đổi cơng suất carrier thành 41,2 dBm, carrier thành 37,5 dBm (carrier không cấu hình kênh paging access) Sau tối ưu lại kết đo tỷ số rớt gọi BTS HPG003 sau: Start CS Call Drops CS Call Drops CS Call (Too many (No reverse CS Call Drops CS Call Drops Drop Erasure frame (Abis interface (A2 interface Ratio[%] frames)[Times] received)[Times] abnormal)[Times] abnormal)[Times] 2010-10-11 08:00:00 1,886 0 2010-10-11 09:00:00 1,666 0 2010-10-11 11:00:00 1,315 0 2010-10-11 15:00:00 3,125 0 2010-10-11 17:00:00 2,105 0 2010-10-11 19:00:00 2,631 0 2010-10-11 20:00:00 1,562 0 Bảng 3.8 Tỷ lệ rớt gọi sau sửa lại cấu hình BTS Từ kết đo lại BTS HPG003 thấy tỷ số rớt gọi mức cho phép (< 5%) Trên kết mà xử lý MSC từ trình đo đạc tham số, kiểm tra xác định nguyên nhân phương pháp xử lý nhằm mục đích nâng cao chất lượng dịch vụ mạng truy cập vơ tuyến Một số trường hợp khác địi hỏi 111 Chương Kết bàn luận phải có phối hợp với phận kỹ thuật khác để xác định nguyên nhân tìm giải pháp khắc phục 112 Kết luận kiến nghị KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn nêu cách khái quát hệ thống CDMA2000 gồm thành phần mạng, kênh logic, kênh vật lý, cấu trúc mạng gói làm sở nghiên cứu phương pháp thực quản lý chất lượng dịch vụ hệ thống Do vấn đề chất lượng dịch vụ vấn đề lớn, địi hỏi thực tồn hệ thống từ mạng lõi kênh, mạng lõi gói, đến mạng truy cập vơ tuyến, vậy, luận văn tập trung vào phân tích, đánh giá tham số hệ thống mạng truy cập vô tuyến công ty Viễn thông Điện lực đưa giải pháp để nâng cao chất lượng dịch vụ mạng Một số giải pháp áp dụng thực tế cho mạng lắp đặt thêm trạm lặp mỏ than Quảng Ninh, mở rộng dung lượng hệ thống thơng qua việc bổ xung thêm sóng mang khu vực có số lượng thuê bao lớn, phương pháp chuyển giao hai vùng giáp ranh thuộc hai đài MSC HTY MSC HNI, số chưa áp dụng phải cân nhắc tới yếu tố hiệu Việc đưa tham số đánh giá với mức độ tốt, chấp nhận chất lượng dịch vụ giúp nhà cung cấp dịch vụ cân nhắc hai vấn đề chi phí chất lượng: mục đích nâng cao chất lượng dịch vụ với chi phí nhỏ Tuỳ nhà cung cấp dịch vụ mà đưa mức độ chất lượng dịch vụ khác Tôi xin trân trọng cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy giáo GS.TS Nguyễn Thúc Hải góp ý bạn bè đồng nghiệp giúp tơi hồn thành luận văn 114 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO A Sampath, P Holtzman, P S Kumar (1995), “Power control and resource management for a multimedia CDMA wiless system”, IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, pp 21-25 Ajay R Mishra (2007), Advanced cellular network planning and optimisation, John Wiley & Sons, England Công ty Viễn thông Điện lực (2006), Tài liệu hướng dẫn vận hành hệ thống CDMA2000 Huawei G.Gómez, R.Sánchez (2006), End-to-End Quality of Service over Cellular Networks, John Wiley & Sons, England Henry Owen (1999), “Dynamic resource scheduling for variable QoS traffic in W-CDMA”, IEEE Communications, pp 703-707 Huawei Co., Ltd (2004), Counter Call Flow, v1.1 Huawei Co., Ltd (2003), Guide to CDMA 1X Traffic Statistic Analysis Huawei Co., Ltd (2004), RG CDMA Network Planning and Network Optimization Cases Analysis Huawei Co., Ltd (2004), M800 CDMA MSC Handoff Guide 10 Huawei Co., Ltd (2005), CDMA2000 Red Treasured Book for Onsite Optimization of CIS 11 Rao Yallapragada (2002), “QoS implementation in CDMA2000”, IEEE Communications, pp 45-50 12 Robert Lloyd-Evans (2002), QoS in integrated 3G networks, Artech House, London 13 Telecommunications Industry Association (2002), TIA/EIA/IS-2001-B Interoperability Specifications (IOS)for cdma2000 Access Network Interfaces 14 Telecommunications Industry Association (2001), BTS-BSC Inter-Operability (Abis Interface) 15 Telecommunications Industry Association (2006), TIA 835 -C CDMA2000 Wireless IP Network Standard 116 Tài liệu tham khảo 16 Tim Murphy, Ericsson Co., Ltd (2001), The CDMA2000 packet core network 17 Vincent Belaiche (2001), Method for balancing the ratio Eb/I in a service multiplexing CDMA system and telecommunication systems using same 117 ... CDMA2000 nên chọn đề tài ? ?nghiên cứu giải pháp kiểm soát nâng cao chất lượng dịch vụ mạng Viễn thơng Điện Lực? ?? Mục đích hướng nghiên cứu đưa tiêu chuẩn chất lượng dịch vụ giải pháp để đạt vượt tiêu... số phương pháp quản lý chất lượng dịch vụ mạng CDMA2000, chương đưa tham số tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng dịch vụ mạng truy cập vô tuyến số giải pháp để nâng cao chất lượng dịch vụ mạng này,... ứng yêu cầu cần thiết chất lượng dịch vụ yếu tố sống nhà cung cấp dịch vụ Do nhu cầu ngày cao chất lượng dịch vụ viễn thông người sử dụng công tác công ty Viễn thông Điện Lực, phận trung tâm chuyển