Nghiên cứu công nghệ CDMA 20001x EVDO và khảo sát các dịch vụ trên nền CDMA 20001x EVDO

Bộ giáo dục đào tạo Lê huy Trường đại học bách khoa hà nội - Luận văn thạc sĩ khoa học Nghiên cứu công nghệ cdma20001x Evdo Và Khảo sát dịch vụ cdma20001x evdo 2004-2006 Ngành: kỹ thuật điện tử iện tử viễn thông Đ Lê huy Hà nội 2006 Hà Nội 2006 Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội - Luận văn thạc sĩ khoa học Nghiên cứu công nghệ cdma20001x Evdo Và Khảo sát dịch vụ cdma20001x evdo Ngành : kỹ thuật điện tử Mà số : Lê huy Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS phương xuân nhàn Hà néi 2006 Viết tắt AAA AC AN AT BER BHCA BSC BSS BTS CCS7 CCU CDM CDMA CE CHAP DCS DFI DHCP DNS DRC DS DUP E1 E3 ECPC EDGE EIR ESCAM EV-DO DANH MụC CáC Từ VIếT TắT Tiếng Anh Authentication, Authorisation and Accounting Authentication Center Access Network Access Terminal Bit Error Rate Busy Hour Calling Attempt Base Station Controller Base Station Subsystem Base Transceiver Station Common Channel Signalling No.7 CDMA Channel Unit CDMA Digital Module Code Division Multiple Access Channel Element PPP Challenge Handshake Authentication Protocol Digital Cellular Switch Digital Facilities Interface Dynamic Host Configuration Protocol Domain Name Server Dynamic Rate Control Direct Spreading Data User Part Digital Data Circuit Operating at 2,048 Mbps Digital Data Circuit Operating at 34,368 Mbps Executive Cellular Processor Complex Enhanced Data rates for GSM Evolution Equipment Identity Register Extended Supplemental Channel Assignment Message EVolution Data Only Lê Huy - Luận văn cao học Đại Học Bách Khoa Hà Hội 2006 EV-DV EVM EVRC FA FDMA FEC FH FRPH GoS GPRS GPS GSM HA HDLC HLR HTML HTTP IMEI IMSI IP IPsec IS ISDN ISO ISP ISP ISUP ITU ITU-T IUP IWF EVolution Data and Voice 1xEV-DO Modem Enhanced Variable Rate Codec Foreign Agent Frequency Division Multiple Access Forward Error Correction Frequency Hopping Frame Relay Protocol Handler Grade of Service General Packet Radio Service Global Position System Global System for Mobile communication Home Agent High level Data Link Control protocol Home Location Register HyperText Markup Language HyperText Transfer Protocol International Mobile Equipment Identity International Mobile Subscriber Identity Internet Protocol IP security Interim Standard Integrated Services Digital Network International Standardization Organization Internet Service Provider Internet Service Provider ISDN User Part International Telecommunications Union International Telecommunication Union - Telecom sector Isdn User Part Inter Working Function Lê Huy - Luận văn cao học Đại Học Bách Khoa Hà Hội 2006 LNA LUP MAC MAP MDN MIP MMS MN-ID MPM MS MSC MSC MSM MTBF MTP MTTR NAI NAS NMS NSS O&M OM OMC PCF PCU PDN PDSN PHV PPCU PPLCs PPP Low Noise Ampfiler Location Update Protocol Medium Access Control Mobile Application Part Mobile Directory Number Mobile IP Multimedia Message Service Mobile Node Identifier MSC/VLR Processing Module Mobile Station Mobile Switching Centre Mobile services Switching Center Message Switching Module Mean Time Between Failure Message Transfer Part Mean Time To Repair Network Access Identifier Network Access Server Network Management Subsystem Network SubSystem Operation and Maintenance Oscillator Module Operation and Maintenance Center Packet Control Function Power Converter Unit Packet Data Network Packet Data Service Node Protocol Handler for Voice Packet Pipe Capacity Unit Packet Pipe Loading Coefficient Point to Point Protocol Lª Huy - Luận văn cao học Đại Học Bách Khoa Hµ Héi 2006 QoS RAB RAN RATI RLP RNC RPC RPC RRI SCH SIP SLP SNM SSP TCH TDMA TFU TH TSI UATI UMTS VOD WCDMA Quality of Service Reverse Activity Bit Radio Access Network Random AT Identifier Radio Link Protocol Radio Network Controller Reverse Power Control Radio Power Control Reverse Rate Indicator Synchronous CHannel Simple IP Signaling Link Protocol Switching Network Module Service Switching Point Traffic CHannel Time Division Multiple Access Timing and Frequency Unit Time Hopping TimeSlot Interchanger Unicast AT Identifier Universal Mobile Telecommunications System Video On Demand Wideband CDMA Lê Huy - Luận văn cao học Đại Học Bách Khoa Hà Hội 2006 LờI NóI ĐầU Thông tin di động ngày đà trở thành nhu cầu thiết yếu người, đem lại nhiều thuận lợi hoạt động xà hội người Nhu cầu thông tin ngày tăng số lượng, chất lượng loại hình dịch vụ, điều đà thúc đẩy nhà khai thác viễn thông giới không ngừng nâng cấp chất lượng dịch vụ để đưa dịch vụ viễn thông có chất lượng tốt ngày đa dạng Sự đời công nghệ số GSM đà tạo bước ngoặt lớn, đem tới cho người lợi ích phủ nhận thời gian, chi phí, tính tiện dụng vv Trên giới công nghệ GSM chiếm khoảng 70%, khoảng 30% lại chia sẻ công nghệ khác Tuy nhiên nhu cầu thông tin người ngày tăng, ngày đòi hỏi cao tốc độ, chất lượng, tính đa dạng loại hình dịch vụ vv GSM đà bộc lộ khó khăn định, khó để đáp ứng đòi hỏi công nghệ CDMA lựa chọn hàng đầu cho nhà khai thác viễn thông Hiện thị trường viễn thông Việt Nam đà có đại diện công nghệ CDMA, nhà khai thác Sfone, EVN telecom Hanoi Telecom Cả ba nhà khai thác khai thác mạng di động với công nghệ CDMA 2000 1x EV-DO có khả hỗ trợ liệu tốc độ cao lên tới 2,4Mbps Các nhà khai thác di động không dừng lại công nghệ mà có lộ trình để phát triển đến công nghệ cao tiến tới 3G Để tiến tới công nghệ 3G, nhà khai thác phải dựa vào công nghệ khai thác để xác định lộ trình thích hợp, tiết kiệm chi phí hiệu Từ thấy việc lựa chọn công nghệ triển khai mạng mang ý nghĩa quan trọng không cho khai thác mà cho nâng cấp tương lai Công ty Bưu Chính Viễn Thông Sài Gòn đà hợp tác với tập đoàn Lê Huy - Luận văn cao học Đại Học Bách Khoa Hà Hội 2006 10 viễn thông lớn Hàn Quốc SK telecom để triển khai mạng CDMA 2000 x với thương hiệu Sfone Sfone định lựa chọn công nghệ CDMA 2000 x nhằm tận dụng ưu điểm mạnh công nghƯ nµy lµ dƠ dµng tiÕn tíi 3G vµ qut tâm đối trọng công nghệ GSM thị trường viễn thông Viêt Nam đầy tiềm Chính lựa chọn nghiên cứu đề tài Nghiên cứu công nghệ CDMA2000 x EV-DO khảo sát dịch vụ triển khai công nghệ CDMA2000 1x EV-DO Mục đích đề tài nhằm nghiên cứu vấn đề công nghệ CDMA 2000 x, trình triển khai mạng CDMA 2000 x EV-DO Sfone đồng thời khảo sát số dịch vụ mang tính cạnh tranh dựa công nghệ CDMA 2000 1x EV_DO Nội dung đề tài gồm: Chương : Nghiên cứu kỹ thuật trải phổ Chương : Nghiên cứu công nghệ CDMA2000 1x EV-DO Chương : Khảo sát dịch vụ triển khai công nghệ CDMA 20001X EV-DO Chương : Khảo sát trình nâng cấp mạng từ CDMA 2000 1x lên CDMA 2000 1x EV-DO Sfone Lê Huy - Luận văn cao học Đại Học Bách Khoa Hà Hội 2006 11 CHƯƠNG 1: giới thiệu kỹ THUật trảI phổ 1.1 Khái quát vỊ kü tht tr¶i phỉ tÝn hiƯu Nh­ chóng ta đà biết kỹ thuật điều chế giải điều chế việc nhằm mục đích truyền tín hiệu xa với khoảng cách lớn phải thoả mÃn yêu cầu có khả chống nhiễu lớn tốt thông tin bảo mật suốt trình truyền từ phía phát sang phía thu Một kỹ thuật điều chế giải điều chế số thoả mÃn hầu hết điều kiện có hiệu cao kỹ thuật trải phổ tín hiệu Lý thuyết trải phổ đà xây dựng áp dụng hệ thống thông tin quân Mỹ suốt thời gian xảy chiến thứ II thời gian sau Kỹ thuật trải phổ sử dụng mục đích đà nêu bảo mật thông tin chống lại ảnh hưởng nhiễu cố ý, mặt khác có đặc điểm lớn hoạt động tốt môi trường đa đường nhiễu mạnh Những năm gần hệ thống trải phổ đà đưa thương mại hoá để khai thác số nước giới như: Mỹ, Hồng Kông, Hàn Quốc v.v đến công nghệ đà trở thành công nghệ thống trị Bắc Mỹ Điển hình phiên CDMA gọi IS-95A QUALCOMM đưa Hiệp hội công nghệ viễn thông (TIA) phê chuẩn Một hệ thống thông tin trải phổ định nghĩa sau: Hệ thống thông tin trải phổ hệ thống thông tin dùng để truyền tín hiệu nhờ trải phổ tín hiệu số liệu thông tin việc sử dụng mà trải phổ có độ rộng phổ lớn gấp nhiều lần so với độ rộng phổ tín hiệu số liệu thông tin Quá trình trải phổ tín hiệu người ta điều chế (nhân) tín hiệu thông tin tốc độ R (bit/s) với mà trải phổ cã tèc ®é Rp (chip/s) ®ã Rp >> R trường hợp mà trải phổ độc lập so với tín hiệu số liệu thông tin Xung phát đầu hẹp phổ tín hiệu lớn Tuy nhiên cần ý để phân biệt bít thông tin liệu với bít mà trải phổ người ta Lê Huy - Luận văn cao học Đại Học Bách Khoa Hà Hội 2006 12 gọi bit thông tin mà trải phổ chip Vì Rp >> R nên mà trải phổ bít liệu trải nhiều chip mà Một hệ thống định nghĩa trải phổ thoả mÃn đầy đủ yêu cầu sau: 1- Tín hiệu sau trải phổ chiếm độ rộng băng tần truyền dẫn tín hiệu (hay nói xác phân lượng phổ) lớn gấp nhiều lần so với độ rộng băng tối thiểu cần thiết để truyền liệu thông tin mong muốn 2- Việc trải phổ số liệu thông tin thực tín hiệu trải phổ thường gọi tín hiệu mà trải phổ, tín hiệu độc lập với tín hiệu số liệu thông tin 3- Tại đầu thu, việc nén phổ để khôi phục lại liệu ban đầu thực tương quan tín hiệu trải phổ thu với đồng tín hiệu trải phổ đà sử dụng phía phát Thông thường người ta chia hoạt động khối thu phát làm bước Tại đầu phát, bước thứ trải phổ tín hiệu, bước tín hiệu liệu băng hẹp qua phép tính trải phổ làm cho phổ tín hiệu trải băng tần rộng Bước thứ hai thực điều chế liệu để truyền Tại đầu thu, bước thứ thực nén phổ, tín hiệu băng rộng biến đổi để trở dạng tín hiệu băng hẹp ban đầu Bước thứ hai thực giải điều chế tín hiệu băng hẹp phương pháp giải điều chế thông thường Nguyên lý tổng quát hệ thống thông tin trải phổ có tảng công nghệ đa truy nhËp ph©n chia theo m· CDMA (Code Division Multiple Access) theo mô hình sau: Lê Huy - Luận văn cao học Đại Học Bách Khoa Hà Hội 2006 111 có chút khác biệt Trong cấu hình mạng sfone hầu hết thiết bị điều khiển thiết bị chứa sở liệu : HLR, SCP, AUC, PDSN, AAA, DHR, WAP, WIG, WAP PORTAL ®Ịu lắp đặt Zone Thêm vào phân vùng rõ rệt thiết bị mạng hai nhà cung cấp LG_Nortel Samsung Ưu điểm cấu hình mạng kiểu tập trung quản lý điều phối lưu lượng mạng trung tâm nhất, dễ dàng cân tải hệ thống quản lý điều khiển mạng Mặt khác cấu hình phân vùng thiết bị mạng hai nhà cung cấp thiết bị giúp thúc đẩy việc tăng cường nâng cao chất lượng độ ổn định thiết bị mạng hai nhà cung cấp Tuy nhiên bên cạnh có nhược điểm việc mạng Sfone phụ thuộc vào nhà cung cấp đường truyền, việc không tự chủ đường truyền gây khó khăn định trình vận hành mạng Khi chất lượng đường truyền kết nối vùng bị lỗi dẫn tới dịch vụ mạng bị ảnh hưởng nghiêm trọng, điều hiển nhiên liệu thuê bao tập trung nơi 3.3 Quá trình nâng cấp từ 20001x lên 20001x EV-DO 3.3.1 Lựa chọn giải pháp Như đà đề cập đến phần trước, để nâng cấp từ CDMA 20001x lên CDMA 20001x EV-DO có hai giải pháp, giải pháp tích hợp giải pháp tách biệt Sfone lựa chọn giải pháp tích hợp đặc tính riêng mạng Ưu điểm Sfone lựa chọn giải pháp vấn đề đường truyền Giải pháp tích hợp cho phép truyền đồng thời liệu 1x EV-DO đường truyền từ BTS BSC Trong giai đoạn đầu cung cấp dịch vụ EV-DO số lượng thuê bao chưa nhiều nên việc tận dụng đường truyền hợp lý tiết kiệm chi phí vận hành mạng, tiến độ Lê Huy - Luận văn cao học Đại Học Bách Khoa Hà Hội 2006 112 đưa dịch vụ không phục thuộc vào tiến độ cung cấp đường truyền nhà cung cấp đường truyền 3.3.1 Nâng cấp phân hệ bss Như đà đề cập phần trên, viƯc n©ng cÊp hƯ thèng tõ CDMA 2000 x lên CDMA 2000 x EV-DO đơn giản thuận tiện việc nâng cấp phần mềm cấu hình thêm số card phần cứng cho EV-DO *Nâng cấp phần mềm Hệ thống CDMA 20001X EV-DO bao gồm block phần mềm xử lý chung (common block) block phần mềm riêng biệt cho 1X, phần mềm riêng biệt cho EV-DO phần mềm phục vụ cho 1X EV-DO Trong block phần mềm common sử dụng để điều khiển chung cho hệ thống, block 1X thiên điều khiển liệu 1X, tương tự block cho EV-DO tập trung cho việc điều khiển liệu EV-DO Các block phần mềm dùng cho 1X EV-DO thường dùng để điều khiển liệu 1X EV-DO Phần phụ lục mô tả hệ thống block phần mềm cho hệ thống BSS CDMA2000 x EV-DO cđa LG_Nortel *N©ng cÊp phần cứng Do thừa hưởng ưu điểm hệ thống CDMA 2000 x nên việc nâng cấp phần cứng thành EV-DO trở nên dễ dàng, thiết bị phần cứng đà thiết kế dạng module điều khiển phần mềm linh hoạt Đối víi hƯ thèng CDMA 2000 x EV-DO cđa Sfone việc nâng cấp phần cứng tập trung trạm thu phát BTS Bằng việc cắm thêm card kªnh phơc vơ riªng cho EV-DO Lª Huy - Ln văn cao học Đại Học Bách Khoa Hà Hội 2006 113 Card kênh cho 1X EV-DO riêng biệt, sóng mang cho 1X EV-DO riêng biệt Mạng Sfone sử dụng kênh 222 cho 1X kênh 181 cho EVDO 3.4 Đánh giá chất lượng mạng đề xuất Trước thời điểm mở rộng nâng cấp mạng, mạng lưới Sfone đánh giá ổn định chất lượng cao, nhiên vùng phủ sóng hạn chế Trong thời gian mở rộng, trình mở rộng nhanh cộng với việc di chuyển thiết bị để xây dựng mạng phân vùng chất lượng thoại có bị suy giảm đôi chút Sự suy giảm đặc biệt thể chất lượng tín hiệu thoại, nhiên chất lượng mạng đảm bảo giới han cho phép Bộ Bưu Chính Viễn Thông Đề xuất : - Cần thiết phải thực cách tốt việc quy hoạch vùng phủ sóng, tránh tượng thuê bao handoff nhiều gây lÃng phí tài nguyên hệ thống giảm chất lượng dịch vụ - Cân thiết bị quản lý sở liệu thiết bị điều khiển Zone - Mở thêm dịch vụ chất lượng cao, tận dụng ưu công nghệ CDMA 2000 x EV-DO Dưới đánh giá kết Bộ bưu viễn thông qua việc đo kiểm chất lượng mạng Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh Kết đo kiểm tiêu chất lượng tiêu đăng ký chất lượng MC STT TÊN CHỈ TIÊU ĐĂNG CHỈ TIÊU KẾT QUẢ ĐO KẾT QUẢ ĐO KÝ KIỂM thành KIỂM thành (Theo đơn đăng ký phố ngày 19/03/2004 (Từ Lª Huy - Luận văn cao học Đại Học Bách Khoa Hµ Héi 2006 Hà Nội phố ngày Minh Hồ Chí 114 Cơng ty cổ phần dịch 15/12/2004 vụ Bưu đến (Từ viễn ngày 23/12/2004) 17/7/2006 thơng Sài Gịn) ngày đến ngày 28/7/2006) Độ khả dụng mạng >= 99% 99,96% 99,99% Tỷ lệ gọi thiết lập thành >= 92% 99,08% 99,43% công Tỷ lệ gọi bi rơi = 90% 100% 96,5% Độ xác ghi cước: - Tỷ lệ gọi bị ghi cước sai: