Một số tham số chính trong tối ưu mạng vô tuyến 3g và đánh giá triển khai tại vinaphone (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - TĂNG THẾ TRƯỜNG MỘT SỐ THAM SỐ CHÍNH TRONG TỐI ƯU MẠNG VÔ TUYẾN 3G VÀ ĐÁNH GIÁ TRIỂN KHAI TẠI VINAPHONE Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60.52.70 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM VIỆT HÀ HÀ NỘI – 2012 Luận văn hồn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS Phạm Việt Hà Phản biện 1: …………………………………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn Thông Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng MỞ ĐẦU Khi thị trường viễn thơng nói chung thị trường thơng tin di động nói riêng mức bão hịa vấn đề chất lượng dịch vụ đưa lên hàng đầu nhà khai thác mạng Mạng thông tin di động VinaPhone khơng nằm ngồi quy luật này, việc nâng cao chất lượng mạng, đặc biệt thành phố lớn mang tính sống cịn nhà mạng tình hình cạnh tranh khốc liệt Xu hướng thuê bao sử dụng dịch vụ liệu dần chiếm ưu so với dịch thoại thông thường, đặc biệt thành phố lớn Vì ngồi việc nâng cao chất lượng mạng 2G (GSM), việc nâng cao chất lượng mạng 3G (WCDMA) chìa khóa để VinaPhone chiếm lĩnh thị trường thời điểm giai đoạn tới Để đảm bảo chất lượng mạng vô tuyến 3G, người ta điều chỉnh nhiều tham số, chẳng hạn như: tham số điều chỉnh từ xa, tham số vị trí lắp đặt, tham số phạm vi cell phạm vi vùng phủ, nhiễu, tham số lưu lượng… Bên cạnh có 20 số KPI đánh giá chất lượng dịch vụ mạng vô tuyến 3G Do vậy, việc nghiên cứu số KPI chính, tham số điều chỉnh cách khắc phục tối ưu hóa mạng vơ tuyến 3G cần thiết Các tham số quy trình tối ưu cần đảm bảo phù hợp với đặc thù Việt Nam mạng Vinaphone Chính em lựa chọn đề tài “Một số tham số tối ưu mạng vô tuyến 3G đánh giá triển khai Vinaphone” Nội dung đề tài gồm có chương: - Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G công nghệ WCDMA - Chương 2: Tối ưu mạng truy nhập vô tuyến công nghệ WCDMA - Chương 3: Phân tích đánh giá tối ưu mạng truy nhập vô tuyến WCDMA VinaPhone quận Thanh Xuân – Hà nội CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G CÔNG NGHỆ WCDMA 1.1 Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G Liên minh viễn thông quốc tế ITU định yêu cầu cho dịch vụ thông tin di động toàn cầu 2000 (International Mobile Telecommunications 2000, IMT-2000), thường được biết đến với tên gọi 3G Các yêu cầu 3G là: Cải thiện dung lượng hệ thống, tương thích với hệ thống 2G, hỗ trợ đa phương tiện, dịch vụ liệu tốc độ cao đáp ứng tiêu chí: - Tốc độ đạt Mbps môi trường cố định in-building - Tốc độ đạt 384 kbps môi trường đô thị - Tốc độ đạt 144 kbps môi trường rộng lớn UMTS thiết kế cho hướng phát triển hệ thống thông tin di động 2G GSM để đạt tốc độ liệu cao dung lượng lớn Mặc dù UMTS sử dụng lại phần lớn mạng lõi GSM, sử dụng công nghệ truy nhập vô tuyến khác so với công nghệ GSM (được gọi công nghệ WCDMA) với độ rộng kênh lớn nhiều (5MHz so với 200kHz GSM) triển khai dải băng tần riêng Chuẩn UMTS cho phép dễ dàng chuyển giao hệ thống GSM GPRS giao diện vô tuyến UMTS hỗ trợ đa dịch vụ, với chất lượng dịch vụ tốt tốc độ liệu cao Tốc độ liệu PS đạt 14 Mbps, tốc độ CS tối đa 384 kbps 1.2 Cấu trúc mạng UMTS Nhìn phương diện mạng mạng UMTS cấu trúc Hình 1.2 Hình 1.2 - Cấu trúc mạng UMTS Trong hệ thống WCDMA, chức thiết bị mạng lõi không thay đổi so với hệ thống GSM/GPRS, giao diện vơ tuyến chuyển thành giao diện vơ tuyến mới, UTRAN Mạng truy nhập AN thiết bị người sử dụng UE hoàn toàn thay đổi 1.3.1 Thiết bị người sử dụng UE 1.3.2 Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN Hình 1.4 - Mạng truy nhập vơ tuyến UTRAN UTRAN phần mạng truy nhập vô tuyến hệ thống WCDMA Nó bao gồm nhiều phân hệ mạng vô tuyến RNS Mỗi RNS bao gồm Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC nhiều Node B Mục đích UTRAN cung cấp kết nối UE mạng lõi CN Các giao diện mạng UTRAN:  Giao diện Iu: giao diện CN UTRAN  Giao diện Iub: cung cấp kết nối báo hiệu số liệu RNC Node B  Giao diện Iur: cung cấp kết nối báo hiệu số liệu cho việc thực chuyển giao mềm liên RNC  Giao diện Uu: cung cấp kết nối báo hiệu số liệu vô tuyến Tổ chức mạng vô tuyến UMTS mô tả Hình 1.5 Hình 1.5 - Tổ chức mạng vơ tuyến UTRAN Cell vùng phủ sóng nhận dạng nhận dạng trạm gốc: PSC UTRAN, BSIC GERAN Mỗi Node B điều khiển tập hợp cell, thông thường Node B cấu hình cell Trong miền CS, tập hợp cell điều khiển số Node B gọi Vùng định vị LA Quản lý di động miền CS dựa sở LA Trong miền PS, quản lý di động dựa sở Vùng định tuyến RA Cell, LA, RA nhóm lại thành Vùng đăng ký UTRAN URA URA sử dụng để quản lý vị trí UE UTRAN hoạt động chế độ kết nối UTRA Mối liên hệ yêu cầu LA, RA URA là: RA phải tập LA (một RA khơng thể lớn LA) Một RA LA, số RA nằm gọn LA Một URA nhỏ LA RA, cho dù điều không bắt buộc Một cell nhận dạng tối đa URA 5 1.3.3 Mạng lõi CN Hình 1.6 - Mạng lõi CN UMTS cung cấp chuyển mạch kênh CS chuyển mạch gói PS MSC/VLR GMSC gọi miền CS, SGSN GGSN gọi miền PS Cả miền sử dụng chung HLR AuC Ở UMTS Release 5, có thay đổi sau:  Miền mạng lõi CS phân thành Mặt phẳng báo hiệu Mặt phẳng người sử dụng, MSC thay MSC Server (cho mặt phẳng báo hiệu) Media Gateway (MGW, cho mặt phẳng người sử dụng)  Đối với GERAN, việc sử dụng giao diện A/Gb để kết nối với CN, chế độ Iu sử dụng để kết nối BSC với CN thông qua giao diện Iu-CS Iu-PS giống UTRAN 1.3 Giao diện vô tuyến tổ chức kênh 1.3.1 Các kênh logic R99 1.3.2 Các kênh truyền tải R99 1.3.3 Các kênh vật lý R99 1.3.4 Các kênh có lớp vật lý R99 1.3.5 Các kênh HSDPA Hình 1.11 - Các kênh HSDPA 1.4 Kết luận chương Chương thông tin chung mạng 3G WCDMA: xuất xứ, cấu trúc tổ chức mạng vô tuyến, kênh vật lý giao diện vô tuyến hệ thống 3G WCDMA 7 CHƯƠNG 2: TỐI ƯU MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN CÔNG NGHỆ WCDMA 2.1 Giới thiệu chung tối ưu Thuật ngữ “tối ưu” luận văn hiểu việc thay đổi/điều chỉnh tham số mạng cách hợp lý để đạt tiêu chất lượng mạng mong muốn Tối ưu mạng WCDMA bao gồm nội dung: - Tối ưu mạng lõi: tối ưu phần mạng lõi - Tối ưu mạng vô tuyến: tối ưu phần mạng truy nhập vô tuyến Luận văn đề cập đến phần nội dung tối ưu mạng WCDMA, tối ưu mạng vô tuyến WCDMA 2.2 Mục tiêu tối ưu Mục tiêu tối ưu nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS mạng để phục vụ nhu cầu khách hàng 2.3 Quá trình thực tối ưu Tối ưu mạng vô tuyến WCDMA bao gồm nội dung: - Nội dung 1: Tối ưu vùng phủ sóng (Tối ưu RF) - Nội dung 2: Tối ưu tham số Tối ưu RF phần quan trọng nội dung tối ưu mạng vơ tuyến, đảm bảo mặt vùng phủ sóng trước tiến hành tối ưu tham số hệ thống Mục đích tối ưu RF mạng WCDMA là: - Tối ưu vùng phủ sóng - Kiểm sốt Pilot Pollution - Kiểm soát số SHO số liệu đo kiểm - Tối ưu RF bao gồm việc tối ưu danh sách cell lân cận Sau thực xong giai đoạn tối ưu RF chuyển sang giai đoạn tối ưu tham số hệ thống 8 2.4 Các số KPI sử dụng tối ưu 2.4.1 Các số chất lượng KPI 3G lấy hệ thống OMC 2.4.2 Các số KPI 3G đo kiểm trường 2.5 Các tham số điều chỉnh tối ưu Do điều kiện hạn chế lực xử lý tốc độ đáp ứng, người ta phải giảm thiểu số lượng tham số để hiệu chỉnh/thay đổi Các tham số lựa chọn để hiệu chỉnh dựa tiêu chí: - Tham số điều chỉnh/thay đổi trực tiếp từ hệ thống trạm - Các tham số lựa chọn có nhiều ảnh hưởng đến chất lượng mạng - Sau điều chỉnh/thay đổi tham số đánh giá thông qua kiểm chứng, đối chiếu với kết đo thực tế Căn theo nguyên tắc trên, tham số lựa chọn để điều chỉnh sau:  RSCPCPICH: giá trị lượng chip trung bình Ec kênh CPICH  Ec/IoCPICH: lượng chip trung bình kênh CPICH tổng mật độ phổ lượng tạp âm  Pilot Pollution: nhiễu kênh pilot 2.5.1 RSCPCPICH Giá trị đánh giá mức tín hiệu (vùng phủ sóng) Tiêu chuẩn chất lượng RSCP CPICH xác định theo yêu cầu tối ưu cụ thể Nói chung, người ta thường đánh giá RSCP kênh CPICH theo mức -95 dBm Bảng 2.5 Bảng 2.5 - Đánh giá RSCP kênh CPICH hệ thống UMTS Tham số đánh giá Mức yêu cầu CPICH_RSCP ≥ -95 dBm >= 95% Phương pháp đánh giá Kết kiểm tra scan điều kiện không tải outdoor Đánh giá mức thu thường chia theo mức chất lượng sau: - Tốt CPICH_RSCP ≥ –85 dBm; - Trung bình –95 dBm ≤ CPICH;RSCP < –85 dBm; - Kém CPICH_RSCP < –95 dBm 9 2.5.2 Ec/IoCPICH Chỉ số phản ánh chất lượng vùng phủ sóng Tiêu chuẩn chất lượng Ec/Io CPICH xác định theo yêu cầu tối ưu cụ thể Nói chung, người ta thường đánh giá Ec/Io kênh CPICH theo mức -12dB Bảng 2.6 Bảng 2.6 - Đánh giá Ec/Io kênh CPICH hệ thống UMTS Tham số đánh giá Mức yêu cầu CPICH_Ec/Io ≥ -12 dB  97% Phương pháp đánh giá Kết kiểm tra scan điều kiện không tải outdoor Đánh giá thường chia theo mức chất lượng sau: - Tốt CPICH_Ec/Io ≥ – 6dB; - Trung bình – 8dB ≤ CPICH_Ec/Io < – 6dB; - Chấp nhận – 12dB ≤ CPICH_Ec/Io < – 8dB; - Kém CPICH_Ec/Io < – 12dB 2.5.3 Nhiễu kênh pilot Một vị trí xác định bị nhiễu pilot vị trí thỏa mãn điều kiện sau: - Số lượng tín hiệu đáp ứng > - Tất tín hiệu đáp ứng có RSCPCPICH  -100dBm - Chênh lệch RSCPCPICH tín hiệu < 5dB Nhiễu kênh pilot gây vấn đề sau: - Giảm giá trị Ec/Io: Nhiều pilot mạnh gây nhiễu tới tín hiệu có ích nên Io tăng, Ec/Io giảm, BLER tăng chất lượng mạng giảm - Rớt gọi chuyển giao: Do có nhiều pilot mạnh khơng có pilot tồn nhiều pilot nên UE chuyển giao liên tục pilot gây rớt gọi - Giảm dung lượng hệ thống: Nhiễu khu vực có nhiễu pilot tăng nên dung lượng hệ thống bị giảm 10 2.6 Trình tự thực tối ưu 2.6.1 Tổng quan Tối ưu RF bao gồm: - Quá trình chuẩn bị - Quá trình phân chia cluster - Quá trình tối ưu cluster - Quá trình kiểm tra 2.6.2 Quá trình chuẩn bị Quá trình chuẩn bị thực việc sau: - Xác định giá trị cần đạt cho số KPI - Chuẩn bị công cụ nguồn lực thực 2.6.3 Quá trình phân chia cluster - Phân chia cluster cách hợp lý - Phân bố trạm cluster - Xác định tuyến đường tham chiếu 11 2.6.4 Quá trình tối ưu cluster Quá trình tối ưu cluster bao gồm cơng việc Hình 2.4 Hình 2.4 - Tiến trình thực tối ưu RF a) Thu thập số liệu b) Phân tích lỗi c) Thực điều chỉnh tham số 2.6.5 Quá trình kiểm tra Sau điều chỉnh, thực kiểm tra kết điều chỉnh Nếu sau điều chỉnh số KPI chưa đạt theo yêu cầu, cần phân tích tiếp tục điều chỉnh đến tất số KPI đạt yêu cầu 12 2.7 Điều chỉnh thành phần tham số tối ưu phần vô tuyến 2.7.1 Điều chỉnh tham số anten cấu hình phần cứng a) Điều chỉnh để xử lý vùng phủ sóng b) Xử lý cân đường lên đường xuống c) Điều chỉnh để xử lý vị trí khơng có Pilot chủ đạo 2.7.2 Điều chỉnh tham số hệ thống Trong trường hợp điều chỉnh thông số vật lý NodeB mà KPI chưa đảm bảo phân tích để đưa giải pháp điều chỉnh tham số hệ thống (ngưỡng handover, thời gian trigger,…), nhiên để thuận tiện trình vận hành hạn chế việc điều chỉnh tham số hệ thống có tính cục bộ, nhỏ lẻ mà nên nghiên cứu để đưa mức ngưỡng có tính chất tồn khu vực, tồn mạng 2.7.3 Đề xuất lắp mới, nâng cấp cấu hình phần tử Đối với trường hợp vùng phủ yếu thưa trạm nên gấp rút triển khai thêm trạm mới, hạn chế việc điều chỉnh trạm thường có ảnh hưởng xấu đến chất lượng vùng phủ 2.8 Kết luận chương Trong chương ta nêu lý chọn tham số thực tối ưu mạng VinaPhone, đồng thời nêu số trường hợp điển hình giải pháp khắc phục nhằm định hướng cho trình tối ưu mạng 13 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ TỐI ƯU MẠNG TRUY NHẬP VƠ TUYẾN WCDMA CỦA VINAPHONE TẠI QUẬN THANH XUÂN - HÀ NỘI 3.1 Phân tích khu vực cần tối ưu Quận Thanh Xuân quận VinaPhone đánh giá khu vực trọng điểm cần thực nâng cao chất lượng mạng Quận Thanh Xuân quận có tỷ lệ cơng trình xây dựng cao, mật độ xây dựng dày đặc phức tạp, ảnh hưởng lớn đến thay đổi phạm vi phủ sóng trạm Hơn thời gian từ đầu năm 2012 đến nay, có nhiều trạm khu vực phát sóng, cần phải thực gấp việc tối ưu mạng nhằm đảm bảo chất lượng phục vụ khách hàng Vì giới hạn thời gian nên luận văn trình bày minh họa việc thực tối ưu mạng cluster thuộc quận Thanh Xuân 3.2 Quá trình thực tối ưu Trước tiên cần xác định mục tiêu tối ưu, bao gồm: - Vùng cần tối ưu: Cluster MBSC_1154H_HNI (Quận Thanh Xuân), cluster bao gồm 57 trạm (171 cell) - Phân bố trạm đồ cung đường tham chiếu: Hình 3.1 – Phân bố trạm cung đường tham chiếu tối ưu 14 3.2.1 Kiểm tra trạm NodeB Thực kiểm tra trạm để đảm bảo thông số vật lý trạm lắp đặt thiết kế 3.2.2 Thực đo kiểm (Drive Test) 3.2.3 Phân tích, đánh giá điều chỉnh 3.3 Tổng kết tham số điều chỉnh 3.4 Tổng hợp kết tối ưu 3.4.1 Kết tối ưu mức thu RSCP Trước Trung bình -79.48 Lớn -46 Nhỏ -110.6 Sau Lệch chuẩn 10.512 Trung bình -75.65 Lớn -36.82 Nhỏ -109.31 Lệch chuẩn 10.352 15 3.4.2 Kết tối ưu Ec/N0 Trước Trung bình -5.64 Lớn -24.5 Sau Nhỏ -2.8 Lệch chuẩn 2.051 Trung bình -5.37 Lớn -2.05 Nhỏ -37.55 Lệch chuẩn 2.20 3.4.3 Kết tối ưu Pilot Pollution Trước Sau Tỷ lệ số mẫu pilot pollution scanner Tỷ lệ số mẫu pilot pollution scanner 742 / 16352  4.54% 1352 / 30572  4.42% 16 3.4.4 HSDPA Throughput Trung bình 2907.7 Trước Nhỏ Lớn nhất 12557.53 Sau Lệch chuẩn 2698.13 Nhỏ Trung bình Lớn 2958.43 12071.97 Lệch chuẩn 2344.60 3.4.5 UE Tx_Power Trước Trung bình -22.044 Lớn 22.5 Sau Nhỏ -50 Lệch chuẩn 12.87 Trung bình -21.26 Lớn 17.37 Nhỏ -52.31 Lệch chuẩn 10.42 17 3.4.6 DL BLER Trung bình 1.345 Trước Lớn Nhỏ nhất 100 Sau Lệch chuẩn 9.46 Trung bình 0.672 Lớn 100 Nhỏ Lệch chuẩn 4.44 3.4.7 MOS Trung bình 3.798 Trước Lớn Nhỏ nhất 4.23 1.09 Lệch chuẩn 0.368 Trung bình 3.84 Sau Nhỏ Lớn nhất 4.15 2.57 Lệch chuẩn 0.233 18 Bảng đánh giá so sánh số KPI 3.5 Bảng 3.3 – So sánh số KPI đo kiểm trước sau tối ưu TT Chỉ số KPI 3G Giá trị yêu cầu CPICH Ec/Io 97 % số mẫu CPICH Ec/No ≥ –12dB Giá trị trước Giá trị sau điều điều chỉnh tối ưu chỉnh tối ưu 98.90% 98.68% (16172/16352) (30169/30572) CPICH RSCP 98 % số mẫu CPICH RSCP ≥ –95dBm 97.94% 98.03% (16015/16352) (29971/30572) Pilot Pollution ratio ≤ 5% UE_TX_Power 98 % số mẫu UE_Tx_Power ≤ 10 dBm 4.54% 4.42% (742/16352) (1352/30572) 99.71% 99.99% (14257/14299) (18379/18381) 99.30% 100% (710/715) (910/910) 91.67% 96.17% (1210/1320) (1433/1490) 97.33% 98.75% (219/225) (315/319) 0.91% 0.32% (3/219) (2/315) 10 11 12 13 14 Soft Handover Success Rate CS_Quality (DL) CSV Access Successful Rate ≥ 95% số mẫu BLER ≤ 2.0 % CSV Drop Rate ≤ 1.5 % PDP Context Activation Success Rate HSDPA Access Successful Rate PSD Drop Rate ≥ 98 % ≥ 98 % ≥ 98% 97.22% (70/72) 98.78% (81/82) ≥ 98 % 98.97% (575/581) 1.43% (1/70) 0.73% (2/575) 99.51% (605/608) 0.00% (0/81) 0.33% (2/605) 2907.7 kbps 2958.43 kbps 3.798 3.84 ≤ 2.0 % HSDPA Drop ≤ 2.0 Rate HSDPA_ HSDPA_Ave_DL_Throughput Ave_Throughput (Loaded) ≥ 600kbps Voice MOS Mean ≥ 19 3.6 Kết luận chương Trong chương trình bày q trình thực tối ưu vơ tuyến cluster cụ thể, từ khâu chuẩn bị, thực drive test, đánh giá chất lượng mạng trước điều chỉnh, thực phân tích lỗi điều chỉnh tham số nhằm nâng cao chất lượng mạng, đo kiểm đánh giá chất lượng mạng sau điều chỉnh Qua kết tối ưu mạng cho thấy tham số lựa chọn phù hợp với điều kiện thực tế, đảm bảo tiêu chất lượng mạng phục vụ nhu cầu khách hàng điều kiện 20 KẾT LUẬN Việc chọn số tham số để điều chỉnh tối ưu phù hợp với điều kiện VinaPhone: - Cần triển khai nhanh việc tối ưu mạng - Công cụ thực tối ưu chưa đủ mạnh - Không đủ nhân lực để thực dự án lớn Thơng qua kênh khảo sát độ hài lịng khách hàng trải nghiệm thực tế đồng nghiệp VinaPhone VNPT Hà nội thấy sau thực tối ưu chất lượng mạng cải thiện nhiều, chứng tỏ việc đánh giá chất lượng mạng thông qua số số KPI sát với chất lượng thực tế  ... 20 số KPI đánh giá chất lượng dịch vụ mạng vô tuyến 3G Do vậy, việc nghiên cứu số KPI chính, tham số điều chỉnh cách khắc phục tối ưu hóa mạng vơ tuyến 3G cần thiết Các tham số quy trình tối ưu. .. mạng lõi - Tối ưu mạng vô tuyến: tối ưu phần mạng truy nhập vô tuyến Luận văn đề cập đến phần nội dung tối ưu mạng WCDMA, tối ưu mạng vơ tuyến WCDMA 2.2 Mục tiêu tối ưu Mục tiêu tối ưu nhằm đảm... tối ưu cần đảm bảo phù hợp với đặc thù Việt Nam mạng Vinaphone Chính em lựa chọn đề tài ? ?Một số tham số tối ưu mạng vô tuyến 3G đánh giá triển khai Vinaphone? ?? Nội dung đề tài gồm có chương: - Chương