Tối ưu hóa mạng di động GSM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THẾ LẬP TỐI ƯU HÓA MẠNG DI ĐỘNG GSM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Hà Nội, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THẾ LẬP TỐI ƯU HÓA MẠNG DI ĐỘNG GSM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM VĂN BÌNH Hà Nội, 2011 MỤC LỤC Trang DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT I T 21T DANH MỤC BẢNG VI T 21T DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA VII T T LỜI NÓI ĐẦU VIII T 21T Phần I TỔNG QUAN VỀ MẠNG GSM T T Chương HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM T T 1.1 Tổng quan mạng GSM T T T 21T 1.2 Lịch sử phát triển mạng GSM T T T 21T 1.3 Mơ hình hệ thống thơng tin di động GSM T T T T 1.4 Các thành phần chức hệ thống T T T T 1.1.1 Trạm di động (MS - Mobile Station) T 21T 21T T 1.1.2 Phân hệ trạm gốc (BSS - Base Station Subsystem) T 21T 21T T 1.1.2.1 Khối BTS (Base Tranceiver Station) 21T 21T 21T T 1.1.2.2 Khối TRAU (Transcode/Rate Adapter Unit) 21T 21T 21T T 1.1.2.3 Khối BSC (Base Station Controller) 21T 21T 21T T 1.1.3 Phân hệ chuyển mạch (SS - Switching Subsystem) T 21T 21T T 1.1.3.1 Trung tâm chuyển mạch di động MSC 21T 21T 21T T 1.1.3.2 Bộ ghi định vị thường trú (HLR - Home Location Register) 10 21T 21T 21T T 1.1.3.3 Bộ ghi định vị tạm trú (VLR - Visitor Location Register) .10 21T 21T 21T T 1.1.3.4 Thanh ghi nhận dạng thiết bị (EIR - Equipment Identity Register) 11 21T 21T 21T T 1.1.3.5 Khối trung tâm nhận thực AuC (Aunthentication Center) .11 21T 21T 21T T 1.1.4 Phân hệ khai thác bảo dưỡng (OSS) 11 T 21T 21T T 1.1.4.1 Khai thác bảo dưỡng mạng 12 21T 21T 21T T 1.1.4.2 Quản lý thuê bao 12 21T 21T 21T 21T 1.1.4.3 Quản lý thiết bị di động 13 21T 21T 21T T Phần II CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI CHẤT LƯỢNG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG T GSM 14 T Chương CÁC CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG 14 T T 2.1 Giới thiệu chung số chất lượng hệ thống .14 T T T T 2.1.1 Tỷ lệ thiết lập gọi thành công (CSSR) 15 T 21T 21T T 2.1.1.1 Tỷ lệ SDCCH thành công (SDCCH Successful Rate (SSR)) 16 21T 21T 21T T 2.1.1.2 Tỷ lệ phân định TCH bình thường thành cơng (TCH Normal Assignment Successful Rate 21T 21T 21T (TASR))17 21T 2.1.2 Tỷ lệ rớt gọi (DCR) .17 T 21T 21T 21T 2.1.3 Tỷ lệ chuyển giao thành công (HOSR) 19 T 21T 21T T 2.1.4 Tỷ lệ nghẽn kênh logic 20 T 21T 21T T 2.1.5 Chất lượng thoại Qvoice 21 T 21T 21T 21T 2.2 Nguyên nhân gây giảm số KPI biện pháp khả dụng nâng cao số KPI 24 T T T T 2.2.1 Tối ưu hoá khả truy nhập .24 T 21T 21T T 2.2.1.1 Nghẽn kênh SDCCH .24 21T 21T 21T 21T 2.2.1.2 Nghẽn kênh TCH 25 21T 21T 21T 21T 2.2.2 Tối ưu hố khả trì hệ thống chất lượng hệ thống 26 T 21T 21T T 2.2.2.1 Suy giảm chất lượng tăng đột ngột số lượng rơi kênh TCH 26 21T 21T 21T T 2.2.2.2 Rớt kênh TCH chất lượng tín hiệu đường xuống 27 21T 21T 21T T 2.2.2.3 Rớt kênh TCH chất lượng tín hiệu đường lên 27 21T 21T 21T T 2.2.2.4 Ngắt kênh TCH cơng suất tín hiệu hai đường lên xuống xuất suy hao 21T 21T 21T T 28 2.2.2.5 Ngắt kênh TCH cơng suất tín hiệu đường lên 28 21T 21T 21T T 2.2.3 Tối ưu hoá chất lượng chuyển giao 29 T 21T 21T T 2.2.3.1 Chuyển giao suy giảm chất lượng tín hiệu 29 21T 21T 21T T 2.2.3.2 Thiết lập chuyển giao không thành công .30 21T 21T 21T T Chương CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI CHẤT LƯỢNG PHỦ SÓNG 31 T T 3.1 Tổn hao đường truyền sóng vơ tuyến 31 T T T T 3.1.1 Tính tốn lý thuyết .31 T 21T 21T 21T 3.1.2 Các mô hình lan truyền sóng thơng tin di động 34 T 21T 21T T 3.2 Vấn đề Fading .37 T T T 21T 3.3 Ảnh hưởng nhiễu .37 T T T 21T 3.3.1 Định nghĩa dấu hiệu nhiễu 37 T 21T 21T T 3.3.2 Các loại nhiễu 38 T 21T 21T 21T 3.3.3 Các nguyên nhân tiêu biểu nhiễu 38 T 21T 21T T 3.3.3.1 Nhiễu hệ thống GSM 38 21T 21T 21T T 3.3.3.2 Nhiễu từ hệ thống GSM 41 21T 21T 21T T 3.3.4 Xác định nguồn gốc nhiễu .41 T 21T 21T T 3.3.4.1 Các nguyên nhân nhiễu đường lên 42 21T 21T 21T T 3.3.4.2 Các nguyên nhân nhiễu đường xuống 43 21T 21T 21T T 3.3.5 Một số biện pháp khắc phục nhiễu kênh chung .44 T 21T 21T T 3.4 Nguyên lý Anten mơ hình lựa chọn 46 T T T T 3.4.1 Nguyên lý anten 46 T 21T 21T 21T 3.4.2 Các đại lượng đặc trưng Anten 47 T 21T 21T T 3.4.2.1 Độ tăng ích anten 47 21T 21T 21T T 3.4.2.2 Góc ngẩng anten .48 21T 21T 21T 21T 3.4.2.3 Trở kháng vào anten 49 21T 21T 21T T 3.4.2.4 Tỷ số sóng đứng .49 21T 21T 21T 21T 3.4.3 Mơ hình lựa chọn anten 50 T 21T 21T 21T 3.4.3.1 Các thông số liên quan đến mơ hình lựa chọn anten 50 21T 21T 21T T 3.4.3.2 Một số mơ hình tiêu biểu 50 21T 21T 21T T Phần III TỐI ƯU HĨA MẠNG TRUY CẬP VƠ TUYẾN CỦA CƠNG TY VINAPHONE TẠI T TỈNH BÌNH DƯƠNG 52 21T Chương TỐI ƯU HÓA MẠNG TRUY CẬP VÔ TUYẾN CỦA CÔNG TY VINAPHONE TẠI T TỈNH BÌNH DƯƠNG 52 21T 4.1 Giới thiệu mục đích, lý lợi ích tối ưu mạng vô tuyến 52 T T T T 4.2 Quy trình tối ưu hóa mạng vô tuyến Công ty VinaPhone 54 T T T T 4.3 Các nội dung cơng việc tối ưu hóa 61 T T T T 4.3.1 Các nội dung chuẩn bị trước tối ưu hóa .61 T 21T 21T T 4.3.2 Các nội dung cơng việc tối ưu hóa 62 T 21T 21T T 4.3.3 Kết thực tối ưu hóa 64 T 21T 21T T 4.4 Hiện trạng mạng vơ tuyến tỉnh Bình Dương trước thực tối ưu 66 T T T T 4.4.1 Chất lượng mạng vô tuyến tỉnh Bình Dương trước tối ưu .66 T 21T 21T T 4.4.2 So sánh kết Qvoice VinaPhone với MobiFone, Viettel trước tối ưu hóa 68 T 21T 21T T 4.4.3 Mục tiêu tối ưu hóa mạng 68 T 21T 21T T 4.4.4 Tồn tại, kiến nghị q trình chuẩn bị trước tối ưu hóa 69 T 21T 21T T 4.5 Nội dung tối ưu hóa 69 T T T 21T 4.5.1 Tối ưu hóa phần cứng trạm BTS 69 T 21T 21T T 4.5.2 Tối ưu hóa vùng phủ 71 T 21T 21T 21T 4.5.3 Reparenting 79 T 21T 21T 21T 4.5.4 Tối ưu hóa tham số hệ thống/cấu trúc .79 T 21T 21T T 4.5.5 Tối ưu hóa tần số 83 T 21T 21T 21T 4.6 Kết - So sánh trước sau tối ưu hóa 85 T T T T 4.6.1 Chất lượng mạng sau tối ưu mức Network/BSC/cell 85 T 21T 21T T 4.6.2 So sánh kết Qvoice VinaPhone tỉnh Bình Dương trước sau tối ưu .88 T 21T 21T T 4.6.3 So sánh kết Qvoice VinaPhone với MobiFone, Viettel sau tối ưu 89 T 21T 21T T 4.7 Tồn khuyến nghị sau kết thúc tối ưu hóa .89 T T T T KẾT LUẬN 92 T 21T TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 T 21T Tối ưu hóa mạng di động GSM DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT *** A ACCH Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động tiên tiến AMR Adaptive Multi Rate Tốc độ đa thích ứng ARFCH Absolute Radio Frequency Kênh tần số tuyệt đối Channel AUC Trung tâm nhận thực Authentication Center B BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit 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 CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung CCH Control Channel Kênh điều khiển CCITT International Telegraph and Uỷ ban tư vấn quốc tế điện thoại Telephone Consultative Committee điện báo Cell Ơ (tế bào) Cellular I Tối ưu hóa mạng di động GSM CI Cell Identity Nhận dạng ô (xác định vùng LA ) C/I Carrier to Interference Tỉ số sóng mang/nhiễu đồng kênh CRO Cell Reselection Offset Độ lệch chọn lại cell CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh CSSR Call Setup Success Rate Tỷ lệ thiết lập gọi thành công D DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng DCR Drop Call Rate Tỷ lệ rớt gọi DL Downlink Đường xuống DR Dual Rate Tốc độ kép E EIR Bộ ghi nhận dạng thiết bị Equipment Identification Register ETSI European Telecommunications Viện tiêu chuẩn viễn thông Standard Institute Châu Âu F FDMA Đa truy nhập phân chia theo tần số Frequency Division Multiple Access FACCH Kênh điều khiển liên kết nhanh Fast Associated Control Channel FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số G GMSC Gateway MSC Tổng đài di động cổng GoS Grade of Service Cấp độ phục vụ II Tối ưu hóa mạng di động GSM GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vơ tuyến gói chung GSM Global System for Mobile Thơng tin di động tồn cầu Communication H HISR Handover In Success Rate Tỷ lệ chuyển giao vào thành công HLR Home Location Register Bộ đăng ký định vị thường trú HOSR Handover Out Success rate Tỷ lệ chuyển giao thành công HR Half Rate Bán tốc HSN Hopping Sequence Number Số thứ tự nhảy HOSR HIISC Handover Success Rate Tỷ lệ chuyển giao thành công Horizon Macro II Site controller unit Khối điều khiển BTS I IMSI ISDN International Mobile Số nhận dạng thuê bao di động Subscriber Identity quốc tế Integrated Service Digital Mạng số đa dịch vụ Network IWF Chức tương tác Inter working function K KPI Chỉ số đánh giá chất lượng Key Performance Indicator 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 M MCC Mã quốc gia mạng di động Mobile Country Code III Tối ưu hóa mạng di động GSM MHT Maintenance Time Holding Thời gian trì trung bình MNC Mobile Network Code Mã mạng thông tin di động MOS Mean Opinion Score Điểm đánh giá chất lượng MS Mobile station Trạm di động MSC Mobile Service Switching Center Tổng đài di động N NMS Network Management System Hệ thống quản lý mạng NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu O OMC-R Operation and Maintenance Trung tâm vận hành bảo dưỡng Center – Radio vô tuyến OMS Operation & Maintenace Subsystem Phân hệ khai thác bảo dưỡng OSS Operation and Support Subsystem Phân hệ khai thác hỗ trợ P PCH Paging Channel Kênh tìm gọi PESQ Perceptual Evaluation Đánh giá cảm nhận chất lượng thoại of Speech Quality PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất cơng cộng PS Packet Switched Chuyển mạch gói PSPDN Packet Switch Public Mạng số liệu công cộng Data Network chuyển mạch gói Perceptual Speech Đo đạc chất lượng thoại cảm nhận PSQM Quality Measurement PSTN Public Switched Telephone Mạng chuyển mạch điện thoại công Network cộng IV Tối ưu hóa mạng di động GSM R RACH Random Access Channel Kênh truy cập ngẫu nhiên RNO Radio Network Optimizer Tối ưu mạng vô tuyến Rx Receiver Máy thu RxLev Receiver Level Mức thu RxQual Receiver Quality Chất lượng thu S SACCH Slow Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết chậm SDCCH Stand Alone Dedicated Kênh điều khiển dành riêng Control Channel đứng (độc lập) SIM Subscriber Identity Modul Mô đun nhận dạng thuê bao SMS Short Message Service Dịch vụ tin ngắn SSR SDCCH Successful Rate Tỷ lệ SDCCH thành công T TACS Total Access Communications Hệ thống thơng tin truy nhập tồn System TASR TCH Normal Assignment Tỷ lệ phân định TCH bình thường Successfull Rate thành công TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TEMS Terminal equipment mobile station Thiết bị đo kiểm giao diện vô tuyến TRAU Transcoder/Rate Adapter Unit Bộ thích ứng tốc độ chuyển mã TRX Transceiver Khối thu phát vô tuyến V VSWR Voltage Standing Wave Ratio V Hệ số song đứng ... sau tối ưu 87 U T T U Bảng 4.27: So sánh Qvoice Vinaphone trước sau tối ưu hóa 88 U T T U Bảng 4.28: So sánh Qvoice nhà mạng sau tối ưu hóa 89 U T T U VI Tối ưu hóa mạng di động GSM. .. MCC Mã quốc gia mạng di động Mobile Country Code III Tối ưu hóa mạng di động GSM MHT Maintenance Time Holding Thời gian trì trung bình MNC Mobile Network Code Mã mạng thông tin di động MOS Mean... so sánh Qvoice Vinaphone trước sau tối ưu hóa 88 U T T U Hình 4.14: Kết so sánh Qvoice nhà mạng sau tối ưu hóa 89 U T T U VII Tối ưu hóa mạng di động GSM LỜI NÓI ĐẦU *** Trong sống hàng