Tối ưu mạng vô tuyến cho mạng di động thế hệ thứ 3 mạng 3g

NGUYỄN VĂN BÍNH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - CHUYÊN NGÀNH kỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG NGUYỄN VĂN BÍNH TỐI ƯU MẠNG VÔ TUYẾN CHO MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ 3- MẠNG 3G LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIẾN THƠNG KHỐ 2010 - 2012 HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VĂN BÍNH TỐI ƯU MẠNG VÔ TUYẾN CHO MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ - MẠNG 3G LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS PHẠM HẢI ĐĂNG HÀ NỘI - 2012 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan luận văn “Tối ưu mạng vô tuyến cho mạng di động hệ thứ – mạng 3G” cơng trình nghiên cứu riêng tôi, không chép từ tài liệu Tôi xin chân thành cảm ơn TS Phạm Hải Đăng tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận văn MỤC LỤC MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH xii DANH MỤC BẢNG xiv LỜI NÓI ĐẦU TÓM TẮT ABSTRACT CHƯƠNG PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu chung .4 1.2 Đặt vấn đề 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Mục tiêu đạt CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THƠNG TIN DI ĐỘNG7 2.1 Cấu hình sơ đồ đấu nối mạng thông tin di động 2.1.1 Cấu trúc mạng GSM 2.1.2 Cấu trúc mạng UMTS 10 2.1.2.1 Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN 12 ii 2.1.2.2 Tổng quan cấu trúc mạng lõi 15 2.2 Tổ chức kênh hệ thống UMTS .20 CHƯƠNG LÝ THUYẾT TỐI ƯU HĨA MẠNG TRUY NHẬP VƠ TUYẾN CƠNG NGHỆ WCDMA 22 3.1 Thế tối ưu? 22 3.2 Phân loại trình tối ưu 22 3.2.1 Giai đoạn tối ưu kỹ thuật 22 3.2.2 Giai đoạn tối ưu trình vân hành 23 3.3 Các tham số sử dụng tối ưu 23 3.3.1 Nguyên tắc lựa chọn tham số tối ưu 23 3.3.2 Tham số tối ưu 24 3.3.2.1 Vị trí cấu hình Node B 24 3.3.2.2 Các thông số anten 25 3.3.2.3 Công suất kênh CPICH 28 3.4 Mục tiêu tối ưu 29 3.5 Các tham số KPI .29 3.6 Các bước thực tối ưu 35 3.6.1 Xác nhận kiểm tra tham số BTS/Node B 35 3.6.2 Xác nhận tham số chất lượng mạng BTS/NodeB 37 3.6.3 Lập báo cáo trạng chất lượng mạng trước tối ưu 38 3.7 Trình tự thực tối ưu hệ thống 3G 39 3.7.1 Tổng quan trình 39 iii 3.7.2 Quá trình chuẩn bị 40 3.7.3 Quá trình điều chỉnh Cluster 42 3.7.4 Quá trình tối ưu Cluster 46 3.7.5 Quá trình kiểm tra mạng 50 3.8 Xử lí, điều chỉnh tối ưu tham số phần vô tuyến để nâng cao chất lượng mạng, chất lượng dịch vụ 3G 52 3.8.1 Điều chỉnh tham số cấu hình anten cấu hình phần cứng 52 3.8.2 Điều chỉnh tham số hệ thống 54 3.8.2.1 Phân tích vùng phủ 54 3.8.2.2 Phân tích vấn đề nhiễu pilot 62 3.8.2.3 Phân tích vấn đề chuyển giao 67 3.8.3 Đề xuất lắp mới/nâng cấp phần tử hệ thống 71 3.9 Một số dụng cụ hỗ trợ tối ưu 3G 71 3.9.1 TEMS 72 3.9.2 Nemo 72 CHƯƠNG TỐI ƯU MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG THỰC TẾ 74 4.1 Khu vực thực tối ưu 74 4.2 Chú giải màu 75 4.3 Thời gian phương án thực tối ưu .76 4.3.1 Kiểm tra đơn site 76 4.3.2 Driving test 76 4.3.3 Phân tích tối ưu 77 iv 4.3.3.1 Đánh giá tham số vật lý 77 4.3.3.2 Đánh giá tối ưu mức thu (RSCP) 77 4.3.3.3 Đánh giá tối ưu vùng nhiễu (Ec/Io) 80 4.3.3.4 Đánh giá tối ưu nhiễu pilot (Pilot Polution) 83 4.4 Tổng hợp thông số thay đổi, điều chỉnh 86 4.5 Tổng hợp kết tối ưu Cluster 31 87 4.5.1 Trường hợp - RSCP 87 4.5.2 Trường hợp - RSCP 88 4.5.3 Trường hợp - RSCP 89 4.5.4 Trường hợp - RSCP 90 4.5.5 Trường hợp - RSCP 91 4.5.6 Trường hợp – Pilot Pollution 92 4.5.7 Trường hợp – Pilot Pollution 93 4.5.8 Trường hợp – Pilot Pollution 94 4.6 So sánh số KPI trước sau tối ưu 95 KẾT LUẬN 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO .99 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt 2G Second Generation Hệ thống thông tin di động hệ 3G Third Generation Hệ thống thông tin di động hệ 3GPP 3rd Generation Partnership Project Dự án đối tác hệ thứ A Acquisition AICH AuC Indicator Channel Kênh số thiết lập Authentication Centre Trung tâm nhận thực B Body Cơ thể BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BLER BLock Error Rate Tỉ lệ lỗi khối BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit BS Base Station Trạm gốc B Broadcast/Multicast BMC BTS Điều khiển quảng bá, đa truy nhập Control Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc CC Call Control Điều khiển gọi CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung C CDMA Code Division Multiple Access vi Đa truy nhập phân chia theo mã CN Core network Mạng lõi CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh C/I Carrier to Interference Tỷ số công suất sóng mang ratio nhiễu CRC Cyclic Redundancy Check Mã kiểm tra độ dư vòng CPCH Common Packet Channel Kênh liệu gói dùng chung CTCH Common Traffic Channel Kênh truyền tải dùng chung D DCCH DCH Dedicated Control Channel Dedicated Channel Dedicated DPCCH Kênh dành riêng Physical Control Channel Dedicated Physical Data DPDCH DL DSSS DTCH Kênh điều khiển dành riêng Channel Downlink Kênh điều khiển vật lý dành riêng Kênh vật lý dành riêng Đường lên Direct Sequence Spread Spectrum Dedicated Traffic Channel Trải phổ chuỗi trực tiếp Kênh truyền tải dành riêng E EIRP Effective Isotropically Công suất phát xạ đẳng hướng hiệu Radiated Power dụng F Fading Suy giảm FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập chuyển tiếp FBI Feedback Information Thông tin phản hồi F vii FEC FDD Forward Error Correction Frequency Division Duplex Mã hiệu chỉnh phòng lỗi Phân chia theo tần số G G Gain Hệ số tăng ích GMSC Gateway MSC Cổng MSC GMM GPRS MM Quản lý di động GPRS Gateway GPRS Support GGSN GSM Node Global System for Mobile Communication Cổng hỗ trợ GPRS Hệ thống thông tin di động toàn cầu H HLR Home Location Register High-speed HSDPA HO Thanh ghi định vị thường trú Downlink Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao Hand over Chuyển giao I Interfere Nhiễu IP Internet Protocol Giao thức mạng internet I International IMT Mobile Telecommunications International ITU Telecommunication Union Viễn thông di động quốc tế Hiệp hội viễn thông quốc tế K KPI Key Performance Indicator Chỉ số hoạt động L viii Hình 4-11 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alertc– After Opt Hình biểu diễn vị trí xảy pilot pollution mạng 3G VNP Cluster 31 – TPHCM trước sau tối ưu Trước tối ưu Sau tối ưu Hình 4-12 Các vị trí có Pilot Pollution trước sau tối ưu Các điều chỉnh sau tối ưu tổng hợp bảng bên 85 4.4 Tổng hợp thông số thay đổi, điều chỉnh Bảng 4-4 Tổng hợp trường hợp điều chỉnh tối ưu Current Suggestion Idx Site Name Site ID CI PSC Azim uth Hei ght ETilt MTilt Azim uth Heig ht ETilt MTilt Category Dong-Xoai_HCM Ba-Queo_HCM Ba-Queo_HCM Ng-Q-Bich-12EQTB_HCM Ng-Q-Bich-12EQTB_HCM Hoang-HoaTham_HCM Dong-Xoai_HCM Tr-C-Dinh-138-26QTB_HCM Ng-T-To-12QTP_HCM Tr-C-Dinh-138-26QTB_HCM Tran-M-Ninh-65QTB_HCM Vo-T-Trang-1AQTB_HCM Pham-P-Thu-30QTB_HCM HC1051 HC1050 HC1050 10511 10501 10502 154 147 148 0 115 24 24 24 0 10 10 115 24 24 24 5 0 RSCP RSCP RSCP HC1706 17061 144 22 340 22 RSCP HC1706 17063 146 240 22 240 22 RSCP HC1045 10453 143 230 23 250 23 RSCP HC1051 10512 155 120 24 120 24 2 RSCP HC1343 13433 179 240 25 220 25 Pilot Pollution HC1770 17701 377 26 0 26 Pilot Pollution HC1343 13431 177 25 10 25 Pilot Pollution HC1338 13383 183 240 22 10 260 22 Pilot Pollution HC1389 13893 186 240 22 240 22 Pilot Pollution HC1344 13442 192 100 27 100 27 Pilot Pollution 10 11 12 13 86 4.5 Tổng hợp kết tối ưu Cluster 31 Dưới tổng hợp kết trước sau có kết thay đổi tham số theo Bảng 4-3 4.5.1 Trường hợp - RSCP Hình 4-13 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 01 – Before Opt Hình 4-14 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 01 – After Opt 87 4.5.2 Trường hợp - RSCP Hình 4-15 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 02 – Before Opt Hình 4-16 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 02 – After Opt 88 4.5.3 Trường hợp - RSCP Hình 4-17 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 03 – Before Opt Hình 4-18 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 03 – After Opt 89 4.5.4 Trường hợp - RSCP Hình 4-19 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 04 – Before Opt Hình 4-20 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 04 – After Opt 90 4.5.5 Trường hợp - RSCP Hình 4-21 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 05 – Before Opt Hình 4-22 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 05 – After Opt 91 4.5.6 Trường hợp – Pilot Pollution Hình 4-23 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alert – Trường hợp 06 – Before Opt Hình 4-24 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alert – Trường hợp 06 – After Opt 92 4.5.7 Trường hợp – Pilot Pollution Hình 4-255 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alert – Trường hợp 07 – Before Opt Hình 4-26 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alert – Trường hợp 07 – After Opt 93 4.5.8 Trường hợp – Pilot Pollution Hình 4-27 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alert – Trường hợp – Before Opt Hình 4-28 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alert – Trường hợp – After Opt 94 4.6 So sánh số KPI trước sau tối ưu Bảng 4-5 Bảng thống kê KPI trước sau tối ưu – C31 Trước tối ưu Sau tối ưu Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần 10/10 - 17/10 - 24/10 - 31/10 - 28/11 - 05/12– 16/10 23/10 30/10 06/11 04/12 11/12 99.79967 99.7798 99.77781 99.7761 99.87265 99.88817 DCR 0.181567 0.199752 0.213632 0.20839 0.098058 0.094501 Soft HO 99.98929 99.98439 99.98906 99.98569 99.9914 99.98958 99.19718 99.44694 99.39286 98.91245 99.76799 99.6628 688.7956 717.9339 719.1135 725.4536 783.9274 811.9185 Ngày CSSR Speech SR CS IRAT HO SR CSV1 Traffic CS Hình 4-29 Đồ thị so sánh thông số Traffic CS 95 Hình 4-30 Đồ thị so sánh thơng số Call Setup Success Rate Speech Hình 4-31 Đồ thị so sánh thơng số Drop Call Rate 96 Hình 4-32 Đồ thị so sánh thơng số Inter RAT Handover Success Rate Hình 4-33 Đồ thị so sánh thông số Soft Handover Success Rate Kết tối ưu Cluster 31 đạt yêu cầu đề làm tiền đề cho tối ưu toàn mạng đạt kết tốt sau Quá trình tối ưu thực tế gặp nhiều khó khăn biến đổi nhanh điều kiện địa hình gây ảnh hưởng lên kênh truyền Khơng có cách thức chuẩn, để áp dụng cho tất trường hợp Tùy trường hợp mà người kỹ sư tối ưu phải đưa đánh giá điều chỉnh cho hợp lý 97 KẾT LUẬN Với đồ án em vào tìm hiểu cấu trúc hệ thống mạng WCDMA để từ nắm hiểu quy trình tối ưu sóng vơ tuyến Phân tích, đánh giá yếu tố gây ảnh hưởng đến trình tối ưu yếu tố gây suy hao cho kênh truyền Phân tích liệu thu từ q trình driving test từ đánh giá, phân tích đưa điều chỉnh thơng số antenna, giao diện Uu hợp lý qua làm cho hệ thống mạng hoạt động ổn định tránh tượng không mong muốn hệ thống rớt gọi, thông lượng dịch vụ số liệu hạn thấp … qua góp phần cải thiện chất lượng hệ thống mạng đem lại giá trị uy tín cho nhà mạng Tối ưu sóng vơ tuyến trình diễn thực tế, điều kiện che chắn, địa hình, khí hậu… thay đổi liên tục, để hệ thống hoạt động ln trạng thái ổn định việc tối ưu mạng cần tiến hành thường xuyên định kì, với mức độ yêu cầu tăng đần hệ thống mạng WCDMA Việt Nam bước đầu vào hoạt động Việc tối ưu giai đoạn đầu tập trung vùng trời, tương lai số lượng thuêu bao tăng, chất lượng mạng đòi hỏi tốt Đồng thời với việc mọc lên tòa nhà cao tầng với độ cao mà vùng ngồi trời khơng thể phục vụ ta cần tiến hành giải pháp Inbuilding Qua trình nghiên cứu, luận văn đề hướng xử lý tối ưu cách Đồng thời, luận văn phân tích số trường hợp tối ưu điển hình, hay gặp chuyển giao, nhiễu pilot, khai báo thiếu cell…, đưa bước thực tối ưu mạng vơ tuyến 3G Do đó, luận văn tài liệu tham khảo hữu ích Hướng phát triển luận văn hoàn chỉnh tham số KPI cho mạng vô tuyến 3G, cập nhật phương pháp đo đánh giá tiêu tương ứng 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] “Nghiên cứu đề xuất tiêu đo đánh giá chất lượng mạng – dịch vụ hệ thống 3G,” Nhiệm vụ cấp Tập đoàn, Mã số 008-2009-TĐ-VT [2] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng (2004), “Thông tin di động 3G”, Nhà xuất Bưu Điện Tiếng Anh [3] Alcatel, UMTS Radio Network Planning Guidelines, 2002 [4] 3GPP TS 25.214, Physical Layer Procedures (FDD) [5] 3GPP TS 25.211, Physical Channel and Mapping of Transport Channels onto Physical Channels [6] John Wiley & Sons, LTD Radio Network Planning and Optimisation for UMTS second Edition , 2006 [7] T-Mobile, Pre-Launch RF Optimization Guidelines, 2008 - 99 - ... lượng mạng mong muốn Có loại tối ưu hệ thống WCDMA: − Tối ưu sóng vơ tuyến − Tối ưu sóng vơ tuyến q trình tối ưu thực giao di? ??n vô tuyến Uu − Tối ưu mạng lõi Tối ưu mạng lõi trình tối ưu thực... vân hành 23 3 .3 Các tham số sử dụng tối ưu 23 3 .3. 1 Nguyên tắc lựa chọn tham số tối ưu 23 3 .3. 2 Tham số tối ưu 24 3. 3.2.1 Vị trí cấu hình Node B 24 3. 3.2.2 Các thông... qui hoạch mạng, tối ưu hóa mạng vơ tuyến cơng tác thường xuyên cần thực để đáp ứng yêu cầu nói Xuất phát từ thực tiễn, em chọn đề tài ? ?Tối ưu mạng vô tuyến cho mạng di động hệ thứ – mạng 3G? ?? làm