Nghiên cứu công nghệ mạng tự tổ chức son và ứng dụng đảm bảo chất lượng dịch vụ trong mạng thông tin di động 4g (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THƠNG - CHU NGỌC ANH NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ MẠNG TỰ TỔ CHỨC – SON VÀ ỨNG DỤNG ĐẢM BẢO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G CHUYÊN NGÀNH : HỆ THỐNG THƠNG TIN MÃ SỐ: 8.48.01.04 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ HÀ NỘI - 2018 Luận văn hồn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS VŨ VĂN THỎA 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 Mạng thơng tin di động 4G công nghệ mạng bật Việt Nam Kể từ Bộ Thông tin truyền thông cấp phép cung cấp dịch vụ viễn thông di động mặt đất tiêu chuẩn LTE-Advanced (4G) cho nhà mạng hàng đầu Việt Nam vào cuối năm 2016, tốc độ phát triển 4G Việt Nam phát triển nhanh Đây quy luật tất yếu mà Thế giới 4G triển khai từ sớm mang nhiều ưu điểm đầy hứa hẹn Song song với việc triển khai 4G Việt Nam, nhà mạng cần phải đảm bảo hài lòng khách hàng cách đảm bảo chất lượng dịch vụ 4G mà cung cấp Việc đảm bảo chất lượng dịch vụ yếu tố định để nâng cao uy tín khả thu hút khách hàng nhà mạng Tuy nhiên, việc đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng thông tin di động 4G vấn đề rộng phức tạp, cần tìm hiểu nghiên cứu chuyên sâu Luận văn có đề tài “Nghiên cứu công nghệ mạng tự tổ chức (SON) ứng dụng đảm bảo chất lƣợng dịch vụ mạng thông tin di động 4G” tập trung nghiên cứu giải pháp cho vấn đề cấp thiết nói Luận văn sâu vào tìm hiểu chế hoạt động giải pháp hiệu cho vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng 4G Mạng tự tổ chức – SON Chương 1:Tổng quan đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng thông tin di động 4G Nghiên cứu tổng quan công nghệ 4G vấn đề liên quan đến chất lượng dịch vụ 4G Việt Nam Chương 2: Nghiên cứu mạng tự tổ chức (SON) Nội dung chương nghiên cứu công nghệ mạng tự tổ chức (SON) vấn đề liên quan đến ứng dụng SON Chương 3: Đảm bảo chất lượng dịch vụ cho mạng thông tin di động 4G sử dụng mạng tự tổ chức (SON) Nội dung chương nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạng tự tổ chức (SON) việc đảm bảo chất lượng dịch vụ cho mạng thông tin di động 4G 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẢM BẢO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G Trong chương luận văn nghiên cứu tổng quan công nghệ 4G khảo sát vấn đề liên quan đến đảm bảo chất lượng dịch vụ cho hệ thống thông tin di động 4G 1.1 Tổng quan mạng thông tin di động 4G LTE 1.1.1 Giới thiệu chung Hiện tại, 4G định nghĩa hệ thứ tư công nghệ mạng di động băng thông rộng, nối tiếp 3G Một hệ thống 4G phải cung cấp khả ITU xác định IMT Advanced Các ứng dụng tiềm bao gồm truy cập web di động, điện thoại IP, dịch vụ trò chơi, truyền hình di động độ nét cao, hội nghị truyền hình truyền hình 3D Tuy nhiên, cơng nghệ mạng triển khai Việt Nam công nghệ mạng đưa nghiên cứu chương luận văn 4G LTE LTE viết tắt Long-Term Evolution viết 4G LTE phát hành LTE không tuân thủ đầy đủ yêu cầu IMT-Advanced kể LTE có khả tốc độ bit lý thuyết lên đến 100 Mbit / s đường xuống 50 Mbit / s đường lên sử dụng kênh 20 MHz - nhiều nhiều đầu vào nhiều đầu (MIMO), tức dãy ăng-ten , sử dụng Nói cách khác, quan quản lý nhận tốc độ tối thiểu cho mạng 4G xa tầm với, họ cho phép mạng truyền thơng có tốc độ cao 3G quảng cáo mạng 4G hay xác 4G LTE 1.1.2 Kiến trúc mạng 4G LTE  Thiết bị người dùng UE UE thiết bị dành cho người dùng truy cập vào mạng IP gồm thành phần: thiết bị di động, UICC biết thẻ SIM có khả lưu trữ thông tin người dùng video game, IMEI IMSI, UE kết nối tới eNB thông qua giao diện LTE Uu  Trạm sở (eNB) Một eNB cung cấp cho người dùng giao diện vô tuyến thực quản lý tài nguyên vô tuyến cấp phát tài nguyên động, eNB cung cấp, quản lý tài nguyên vô tuyến, quản lý kết nối di động quản lý bearer vô tuyến  Thực thể quản lý di động (MME) Thực thể quản lý di động (MME) phần tử điều khiển EPC  Cổng phục vụ, S-GW Trong cấu hình kiến trúc sở, chức mức cao S-GW quản lý tunnel UP chuyển mạch S-GW phận hạ tầng mạng dược quản lý tập trung nơi khai thác  Cổng mạng số liệu gói, P-GW Cổng mạng số liệu gói (P-GW viết tắt PDN-GW) router biên EPS mạng số liệu bên ngồi Nó mỏ neo di động mức cao hệ thống thường hoạt động điểm nhập mạng IP UE Nó thực chức mở cổng lưu lượng lọc theo yêu cầu dịch vụ Tương tự S-GW, P-GW khai thác vị trí trung tâm nhà khai thác  Chức sách tính cước tài nguyên (PCRF) Chức sách tính cước tài nguyên phần tử mạng chịu trách nhiệm cho việc điều khiển sách tính cước (PCC: Plolicy and Charging Control)  Server thuê bao nhà, HSS Server thuê bao nhà (HSS) lưu giữ số liệu thuê bao cho tất số liệu cố định người sử dụng Nó ghi lại vị trí người sử dụng mức nút điều khiển mạng nơi mà người sử dụng làm khách, chẳng hạn MME 1.1.3 Các giao thức sử dụng mạng 4G LTE LTE – Uu với Protocol EUTRA (control plane user plane) giao diện cho control plane user plane UE eNB Kết nối signaling qua LTE-Uu kết nối RRC thể Signaling Radio Bearers kết nối user plane kênh logic thể Data Radio Bearers X2 với Protocol X2 AP (cho control plane) GTP-U (cho user plane) giao diện cho control user plane hai eNB 4 S1-U với Protocol GTP-U, giao diện cho user plane eNB SGW Nó cung cấp GTP tunnel với bearer S1-MME với Protocol S1-AP, giao diện cho control plane eNB MME S11 với Protocol GTP-C, giao diện cho control plane MME SGW S5 với Protocol GTP-C (cho control plane) GTPC-U (cho user plane), giao diện định nghĩa giứa SGW PGW cho control plane user plane Giao diện S5 cung cấp GTP tunnel bearer cho user plane quản lý GTP tunnel (tạo, sửa xóa) cho người dùng với control plane S6a với Protocol Diameter, giao diện cho control plane HSS MME Nó cho phép chuyển thông tin người dùng thông tin xác thực Gx với Protocol Diameter, giao diện cho control plane PCRF PGW Nó cho phép truyền sách quản lý luật tính cước từ PCRF tới PGW để hỗ trợ sách QoS quản lý tính cước Sgi với Protocol IP, giao diện cho control user plane PGW PDN 1.2 Các yêu cầu đảm bảo chất lƣợng dịch vụ mạng thông tin di động 4G 1.2.1 Các yêu cầu chung Như trình bày trên, hệ thống 4G phải cung cấp khả ITU xác định IMT Advanced [9] Các yêu cầu cụ thể IMT-Advanced bao gồm: - Dựa mạng chuyển mạch gói (IP) Giao thức Internet - Khả tương thích với chuẩn khơng dây có - Tốc độ liệu 100 Mbit / s khách hàng di chuyển vật lý tốc độ cao gần trạm, Gbit / s khách hàng trạm vị trí tương đối cố định - Tự động chia sẻ sử dụng tài nguyên mạng để hỗ trợ nhiều người dùng đồng thời cell - Băng thông kênh mở rộng 5-20 MHz, tùy chọn lên đến 40 MHz - Hiệu suất phổ liên kết đỉnh 15 bit / s / Hz đường xuống 6.75 bit / s / Hz đường lên (nghĩa có Gbit / s đường xuống băng thông nhỏ 67 MHz) - Hiệu suất phổ hệ thống lên tới bit / s / Hz / cell đường xuống 2,25 bit / s / Hz / cell để sử dụng nhà - Kết nối liền mạch chuyển vùng toàn cầu nhiều mạng với chuyển giao hiệu - Khả cung cấp dịch vụ chất lượng cao cho hỗ trợ đa phương tiện 1.2.2 Yêu cầu chất lượng dịch vụ 4G Việt Nam Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng dịch vụ truy cập internet mạng viễn thông di động mặt đất IMT-2000 (QCVN 81:2014/BTTTT), quy định kỹ thuật bao gồm:[2] - Các tiêu chất lượng kỹ thuật  Độ sẵn sàng mạng vô tuyến ≥ 95%  Tỷ lệ truy nhập thành công dịch vụ ≥ 90%  Thời gian trễ truy nhập dịch vụ trung bình ≤ 10 giây  Tỷ lệ truyền tải liệu bị rơi ≤ 10%  Tốc độ tải liệu trung bình: Pd ≥ Vdavg Pu ≥ Vuavg Tỷ lệ (%) số mẫu có tốc độ tải xuống lớn tốc độ tải liệu hướng xuống tối thiểu vùng: ≥ 95% - Các tiêu chất lượng phục vụ  Tỷ lệ khiếu nại khách hàng chất lượng dịch vụ ≤ 0,25 khiếu nại/100 khách hàng/3 tháng  Doanh nghiệp cung cấp dịch vụ phải có văn hồi âm cho 100% khách hàng khiếu nại thời hạn ngày làm việc kể từ thời điểm tiếp nhận khiếu nại 6  Thời gian cung cấp dịch vụ trợ giúp khách hàng nhân công qua điện thoại 24 ngày Tỷ lệ gọi tới dịch vụ trợ giúp khách hàng chiếm mạch thành công, gửi yêu cầu kết nối đến điện thoại viên nhận tín hiệu trả lời điện thoại viên vòng 60 giây ≥ 80% 1.3 Một số phƣơng pháp đảm bảo chất lƣợng dịch vụ mạng thông tin di động 4G Trên giới có số nhà cung cấp dịch vụ di động đưa số giải pháp cho vấn đề chất lượng dịch vụ QoS Một vài giải pháp QoS điển hình đưa đây:  Policing Shaping Cisco Cisco IOS QoS cung cấp hai loại chế quản lý lưu lượng: tính giới hạn tốc độ tốc độ truy cập cam kết (CAR) cho sách lưu lượng điều hòa lưu lượng chung (GTS) Điều hòa lưu lượng trễ khung (FRTS) cho việc định hình lưu lượng Chúng ta triển khai tính tồn mạng để đảm bảo gói tin, hay nguồn liệu, tuân thủ hợp đồng quy định để xác định QoS đáp lại gói tin Cả hai chế lập sách định hình sử dụng mơ tả lưu lượng cho gói định phân loại gói tin đảm bảo tuân thủ dịch vụ  Tối ưu hóa lợi ích mạng LTE cách sử dụng giải pháp True Carrier Ethernet Backhaul Các nhà khai thác mạng điện thoại di động (MNOs) phát triển sở hạ tầng khơng dây cho chuẩn tiến hóa dài hạn (LTE), cung cấp độ trễ thấp băng thông cao để cung cấp nội dung phong phú với thiết bị di động thơng minh Phần nói lên thách thức phức tạp thiết kế LTE với khuyến nghị sử dụng giải pháp dựa Carrier Ethernet cho truyền dẫn từ trạm di động để giảm tổng chi phí sở hữu (TCO) Các nhà cung cấp backhaul sử dụng phương pháp để mở rộng giá thành mạng lưới hiệu họ 1.4 Kết luận chƣơng Trong chương luận văn nghiên cứu tổng quan công nghệ 4G vấn đề liên quan đến chất lượng dịch vụ cho hệ thống thông tin di động 4G Tiếp theo, luận văn khảo sát trình bày yêu cầu đảm bảo chất lượng dịch vụ 4G – mối quan tâm hàng đầu nhà mạng cung cấp dịch vụ 4G giới Việt nam Để đảm bảo chất lượng dịch vụ 4G, số phương pháp giới thiệu chương Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng cho dịch vụ 4G tối ưu sử dụng công nghệ mạng mà số mạng tự tổ chức (SON) Trong chương 2, luận văn khảo sát khía cạnh cơng nghệ ứng dụng mạng tự tổ chức (SON) 8 CHƢƠNG II: NGHIÊN CỨU MẠNG TỰ TỔ CHỨC (SON) Trong chương luận văn nghiên cứu khía cạnh cơng nghệ mạng tự tổ chức (SON) Trên sở đó, luận văn khảo sát tổng quan ứng dụng mạng tự tổ chức (SON) 2.1 Tổng quan mạng tự tổ chức SON Như hệ mạng di động trước đây, hệ thống LTE cần phải quản lý LTE bước phát triển từ UMTS, việc quản lý phải phát triển từ UMTS.Một hướng để đơn giản hóa việc quản lý cách tự động cấu hình tự động tối ưu hóa Tuy nhiên, phức tạp hệ thống LTE đặt yêu cầu hoạt động vận hành mạng Mạng lưới tự tổ chức (SON) xem khu vực đầy hứa hẹn cho nhà điều hành để tiết kiệm chi phí hoạt động SON nhằm mục đích để cấu hình tối ưu hóa mạng lưới tự động, đó, tương tác người giảm khả mạng tăng lên 2.2 Nghiên cứu công nghệ SON 2.2.1 Kiến trúc SON Một hệ thống tự cấu hình tạo OAM để chịu trách nhiệm việc tự cấu hình eNB Đối với chức tự tối ưu hóa, chúng đặt OAM eNB hai Vì vậy, theo vị trí thuật tốn tối ưu hóa, SON chia thành ba loại: Centralised SON, Distributed SON Hybrid SON.[4]  Centralised SON Trong Centralized SON, thuật tốn tối ưu hóa thực hệ thống OAM Trong giải pháp vậy, chức SON tồn số vị trí nhỏ, mức cao kiến trúc Trong Centralized SON, tất chức SON đặt hệ thống OAM, dễ để triển khai chúng Nhưng nhà cung cấp khác có hệ thống OAM riêng họ, nên có độ hỗ trợ thấp cho trường hợp tối ưu hóa nhà cung cấp khác 9 Để thực tập trung SON, giao diện Itf-N cần phải mở rộng  Distributed SON Trong Distributed SON, thuật tốn tối ưu hóa thực eNB Trong giải pháp vậy, chức SON tồn nhiều vị trí mức tương đối thấp kiến trúc Trong Distributed SON, tất chức SON đặt eNB, có nhiều cơng việc cần triển khai Và khó để hỗ trợ chương trình tối ưu hóa phức tạp, địi hỏi phối hợp nhiều eNB Nhưng Distributed SON dễ dàng để hỗ trợ trường hợp, mà liên quan đến hai eNB yêu cầu phản ứng tối ưu hóa nhanh chóng Đối với Distributed SON, giao diện X2 cần phải mở rộng  Hybrid SON Trong Hybrid SON, phần thuật toán tối ưu hóa thực hệ thống OAM, thuật toán khác thực eNB Trong Hybrid SON, chương trình tối ưu hóa đơn giản nhanh chóng thực eNB chương trình tối ưu hóa phức tạp thực OAM Vì vậy, linh hoạt để hỗ trợ loại trường hợp tối ưu hóa khác Hybrid SON hỗ trợ tối ưu hóa nhà cung cấp khác thông qua giao diện X2 Nhưng mặt khác, tốn nhiều nỗ lực triển khai hoạt động mở rộng giao diện 2.2.2 Các tính SON Các chức SON bao gồm: tự cấu hình, tự tối ưu hóa tự phục hồi 2.3 Nghiên cứu ứng dụng SON Trong mục này, luận văn nghiên cứu ứng dụng SON cho mạng LTE Vấn đề thử nghiệm ứng dụng cụ thể SON cho mạng 4G tiến hành chương Cho đến nay, có nhiều ứng dụng SON phê duyệt báo cáo 3GPP (hầu hết nằm tài liệu [3], [4]) Các ứng dụng SON xác định 10 giải pháp tiếp tục cập nhật Dưới luận văn nghiên cứu số ứng dụng SON phân loại theo chức hay giai đoạn triển khai vận hành SON 2.3.1 Tự cấu hình mạng Khi triển khai cơng nghệ mạng mới, ngồi chi phí thiết bị băng tần, nhà cung cấp dịch vụ phải đối mặt với thách thức gấp bội từ chi phí cho việc quy hoạch, tích hợp, đưa mạng lưới vào hoạt động Mặc dù có hỗ trợ nhiều cơng cụ công nghệ thông tin tự động như: Quy hoạch cell tự động (ACP) Quy hoạch tần số tự động (AFP) việc cấu hình tích hợp thiết bị phải thực thủ công Khi thực lên trạm thu phát sóng - ENodeB, yêu cầu lớn thời gian, chi phí, nguồn lực kỹ sư giỏi việc cài đặt trạm: Thiết lập kết nối, thêm trạm vào hệ thống tập trung (BSC RN), thiết lập kết nối với mạng lõi di động, cấu hình tham số vơ tuyến: Điều chỉnh suy hao anten thu phát, cáp đồng trục truyền sóng, cơng suất thu phát, liên kết với trạm lân cận Khi làm thủ công dễ phát sinh lỗi, kiểm sốt Chức tự cấu hình mạng SON áp dụng q trình triển khai cơng nghệ mạng giảm thiểu can thiệp nhân công trực tiếp vào trình cài đặt việc cung cấp chức “Plug Play” ENodeB Các ứng dụng SON giai đoạn là: • Tự thiết lập EnodeB • Quan hệ láng giềng tự động (Automatic Neighbor Relation - ANR) • Cấu hình tự động PCI (Physical Cell ID) 2.3.1.1 Tự thiết lập EnodeB mạng Tự cấu hình thực sau ENodeB triển khai lắp đầy đủ thiết bị, cấp nguồn đấu lên kết nối vận chuyển Khi nguồn cấp, ENode khởi động thực trình kiểm tra tự động bao gồm việc lấy thơng tin về: Loại hình vận chuyển, thơng tin khuếch đại treo anten (TMA), loại anten, độ dài cáp truyền dẫn sóng, tự động điều chỉnh đường thu 11 2.3.1.2 Quan hệ láng giềng tự động  Tự động kết nối lân cận Đối với LTE, việc kết nối cell lân cận nhiều tốt Việc cấu hình cell lân cận phương thức truyền thống gặp nhiều khó khăn LTE Chức ANR nhằm mục đích thiết lập tự động mối quan hệ cho cell lân cận - đặc tính quan trọng SON áp dụng cho mạng 4G-LTE-hỗ trợ việc kết nối thiết bị từ nhà cung cấp khác mạng - chức SON chuẩn hóa 3GPP Mục đích: Tăng tỷ lệ thành cơng q trình chuyển giao, hạn chế tối đa rớt kết nối Cho phép tự động tìm kiếm thiết lập quan hệ với trạm lân cận người dùng di chuyển từ ENodeB phục vụ sang ENodeB khác việc thiết lập tự động giao diện X2 ENodeB Có chức khác mạng LTE áp dụng ANR: - Các thiết bị người dùng mạng LTE không yêu cầu danh sách trạm lân cận báo cáo cell chưa xác định đủ nhanh phục vụ trình chuyển giao Tốc độ báo cáo cell chưa xác định cho phép thủ tục ANR nhận việc đo kiểm trình chuyển giao trạm chưa xác định, ENodeB phục vụ chưa biết việc đo kiểm chưa - ENodeB yêu cầu thiết bị người dùng thực nhận dạng đầy đủ cell Việc cho phép ENodeB định có nhận diện rõ ràng cell lân cận  Khám phá kết nối lân cận Thiết bị người dùng nhận yêu cầu báo cáo kết đo kiểm trực tiếp đến NodeB cung cấp dịch vụ sau kết nối RRC thiết lập thực trình đo kiểm suốt chế độ kết nối RRC Thiết bị người dùng báo cáo tất nhận dạng vật lý cell (PCI) bao gồm đầy đủ tiêu chuẩn đo kiểm ENodeB thiết lập kết nối RRC 2.3.1.3 Cấu hình tự động PCI (Physical Cell ID) Mục tiêu tính tự động định cấu hình ID cell vật lý cell [6] 12 ID cell vật lý (Ph_ID) tham số cấu hình thiết yếu cho cell Nó nằm SCH (Synchronization Channel - Kênh Đồng bộ) cho UE để đồng với cell downlink Có 504 Ph_ID khác E-UTRAN, việc tái sử dụng Ph_IDs cell khác tránh khỏi Khi eNB thiết lập, cần phải chọn Ph_IDs cho tất cell mà hỗ trợ Ph_ID cell cần đáp ứng hai tiêu chí để khơng gây nhầm lẫn, • Ph_ID cell không nên giống cell láng giềng • Ph_IDs cell láng giềng không giống  Phương pháp khả thi: Giải pháp cấu hình tự động Physical Cell ID chưa cố định tiêu chuẩn 2.3.2 Tối ưu hóa mạng Các ứng dụng SON giai đoạn tối ưu hóa mạng luận văn khảo sát bao gồm: • Tối ưu dung lượng vùng phủ • Tiết kiệm lượng • Tối ưu hóa cân tải di động • Tối ưu RACH Q trình tự tối ưu hóa định nghĩa q trình mà UE ENodeB thực đo lường tác động sử dụng để tự động điều chỉnh mạng lưới Quá trình hoạt động trạng thái vận hành, bắt đầu giao diện tần số vô tuyến - RF kích hoạt Q trình tự tối ưu hóa thu thập thơng tin đo lường từ UE eNB, sau với giúp đỡ cơng cụ tối ưu hóa bên ngồi, tự động điều chỉnh liệu cấu hình để tối ưu hóa mạng 13 Cần lưu ý trường hợp sử dụng Quan hệ láng giềng tự động diễn giai đoạn tự cấu hình mạng tự tối ưu hóa, xét tới chương sau luận văn 2.3.2.1 Tối ưu hóa vùng phủ dung lượng Một nhiệm vụ hoạt động điển hình để tối ưu hóa mạng lưới theo mức an tồn lực hệ thống Theo cách truyền thống để tìm vấn đề cách drive test sử dụng cơng cụ lập kế hoạch để tìm giải pháp Trường hợp sử dụng nhằm mục đích phát vấn đề an tồn khả tự động thông qua phép đo ENodeB báo cáo UE Nó giảm thiểu can thiệp người, làm giảm chậm trễ phản hổi thông tin 2.3.2.2 Tiết kiệm lượng Một chi phí quan trọng điển hình cho nhà vận hành mạng chi phí lượng Cắt giảm chi phí lượng thực khả cung cấp mạng phù hợp với nhu cầu truyền tải cần thiết thời điểm gần tốt 2.3.2.3 Tối ưu hóa cân tải di động Quá trình tự tối ưu nội mạng LTE tham số di động công nghệ truy cập vô tuyến với tải cell cell kề cận cải thiện cơng suất hệ thống so với cell không thực tối ưu hóa, từ giảm thiểu can thiệp nhân lực công tác quản trị tối ưu mạng lưới Cân tải không ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ QoS người dùng Đối tượng hướng tới: Các tham số trình chuyển giao hay trình chọn lại cell để nêu bật trình cân tải giảm thiểu trình chuyển giao phải diễn để đảm bảo cân tải 2.3.2.4 Tối ưu kênh truy cập ngẫu nhiên Trong LTE, RACH kênh không đồng hướng lên dùng khởi tạo truy nhập đồng hướng lên Do thủ tục khởi tạo ngẫu nhiên gây ảnh hưởng trễ trình tạo thoại, trễ chuyển giao, trễ khôi phục liệu, tỷ lệ thiết lập thoại thành công tỷ lệ chuyển giao thành cơng Bên cạnh tài ngun vật lý cho q trình tối ưu 14 hóa kênh truy nhập ngẫu nhiên cung cấp với mục đích đặc biệt, cấu hình q trình tối ưu hóa kênh truy nhập ngẫu nhiên ảnh hưởng đến lực toàn mạng 2.3.3 Tự phục hồi mạng xử lý cố Chức tự sửa lỗi mạng tự tổ chức SON chia thành hai chức chính: Phát cell bị cố (Cell Outage Detection - COD) thực điều chỉnh vùng phủ sóng cell lân cận bù vào vùng phủ cell bị cố (Cell Outage Compensation - COC) Tất thực cách tự động tức thời để giảm thiểu tác động tới chất lượng dịch vụ người dùng chờ hệ thống xử lý triệt để lỗi khơi phục cell hoạt động bình thường trở lại Trong nhiều trường hợp, người dùng không cảm nhận hệ thống mạng bị cố Thông thường, phận hệ thống mạng xảy lỗi, có cảnh báo hệ thống vận hành bảo dưỡng (OAM) Từ cảnh báo này, hệ thống người quản trị hệ thống tiến hành bước cần thiết để xử lý cố, khôi phục hệ thống Tuy nhiên, theo cách thơng thường gần hệ thống OAM có cảnh báo chất lượng dịch vụ người dùng bị ảnh hưởng 2.4 Kết luận chƣơng Trong chương luận văn nghiên cứu tổng quan, cấu hình kỹ thuật mạng mạng tự tổ chức (SON) Đồng thời, luận văn khảo sát ứng dụng chủ yếu SON xem xét triển khai nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ cho hệ thống thông tin di động 4G Trên sở đó, chương luận văn đề xuất thực thử nghiệm vài ứng dụng SON cho mạng 4G 15 CHƢƠNG III: ĐẢM BẢO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ CHO MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G SỬ DỤNG MẠNG TỰ TỔ CHỨC (SON) Trong chương luận văn tiến hành khảo sát chất lượng dịch vụ mạng thông tin di động 4G thực tế Việt Nam Từ đó, luận văn đề xuất giải pháp ứng dụng SON nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ 4G Luận văn thực thử nghiệm số ứng dụng cụ thể SON 4G 3.1 Khảo sát chất lƣợng dịch vụ mạng thông tin di động 4G thực tế Việt Nam 3.1.1 Tình hình triển khai thử nghiệm mạng thông tin di động 4G Việt Nam Từ tháng 10 năm 2015, Bộ Thông tin & Truyền thông cấp phép cung cấp dịch vụ viễn thông 4G cho Tập đồn Viễn thơng Qn đội (Viettel) Tập đồn Bưu Viễn thơng (VNPT), cuối MobiFone Sau đó, ngày 12/12/2015, Viettel thức trở thành mạng di động thử nghiệm dịch vụ di động 4G tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu Cùng thời điểm đó, VNPT – VinaPhone thức cung cấp dịch vụ 4G huyện đảo Phú Quốc Tuy chậm chân hơn, vào khoảng tháng năm 2016, MobiFone bắt đầu cung cấp thử nghiệm dịch vụ 4G thành phố lớn Hà Nội, TP HCM Đà Nẵng Ngày 18/10/2016, mạng di động GTEL Mobile nhận giấy phép cung cấp thiết lập mạng viễn thông công cộng giấy phép cung cấp dịch vụ viễn thông 4G, nhiên chưa có động thái triển khai 4G từ nhà mạng 3.1.2 Một số kết chất lượng 4G nhà mạng Việt Nam Cục Viễn thông, Bộ Thông tin Truyền thông đăng tải kết đo kiểm tiêu chất lượng kỹ thuật dịch vụ 4G Viettel MobiFone trang web Cục Đã có tiêu đưa đo kiểm gồm: Độ sẵn sàng mạng vô tuyến; Tỷ lệ truy nhập thành công dịch vụ; Thời gian trễ truy nhập dịch vụ trung bình; Tỷ lệ truyền tải liệu bị rơi Tốc độ tải liệu (gồm: tốc độ tải lên/tải xuống tỷ lệ % số mẫu có tốc độ tải xuống lớn tốc độ tải liệu hướng xuống tối thiểu vùng lõi) 16 Theo đó, kết đo kiểm Viettel thực từ 8/6 - 16/6 địa bàn Hà Nội cho thấy, độ sẵn sàng mạng vô tuyến Tỷ lệ truy nhập thành công dịch vụ nhà mạng 100% Thời gian trễ truy nhập dịch vụ trung bình 1,83 giây Tỷ lệ truyền tải liệu bị rơi 0,65% Tốc độ tải xuống trung bình 34,9 Mbit/s tải lên 16,88 Mbit/s Trong đó, chất lượng kỹ thuật dịch vụ 4G MobiFone Cục Viễn thông tiến hành đo kiểm từ 19/7 - 26/7 địa bàn Hà Nội cho thấy Độ sẵn sàng mạng vô tuyến 99,98% Tỷ lệ truy nhập thành công dịch vụ 100% Thời gian trễ truy nhập dịch vụ trung bình 1,69 giây Tỷ lệ truyền tải liệu bị rơi 0,74% Tốc độ tải xuống trung bình nhà mạng 36,91Mbit/s tải lên 19,28 Mbit/s 3.2 Thực thử nghiệm ứng dụng SON cho mạng 4G 3.2.1 Đặt vấn đề Triển khai mạng 4G LTE thực tế gặp phải khơng thách thức như: - Số lượng cấu trúc mạng trở nên lớn phức tạp - Sự phát triển nhanh chóng mạng không dây dẫn đến hoạt động song song 2G, 3G, 4G sở hạ tầng - Số lượng phát triển nhanh chóng trạm (đặc biệt eNodeB) cần phải cấu hình quản lý với tương tác người SON với mục đích cấu hình tối ưu hóa mạng cách tự động giúp giải vấn đề Trên sở đó, việc ứng dụng cơng nghệ SON góp phần đảm bảo chất lượng dịch vụ hệ thông tin di động 4G Bài toán đặt áp dụng SON vào 4G giúp giải vấn đề hoạt động SON 4G để đảm bảo chất lượng dịch vụ 3.2.2 Thử nghiệm tự động kết nối lân cận ANR SON 3.2.2.1 Đặt toán - Mục tiêu: Chức ANR nhằm mục đích thiết lập tự động mối quan hệ cho cell lân cận - đặc tính quan trọng SON áp dụng cho mạng 4G LTE – hỗ trợ việc 17 kết nối thiết bị từ nhà cung cấp khác mạng - chức SON chuẩn hóa 3GPP - Kết mong muốn: Tăng tỷ lệ thành cơng q trình chuyển giao, hạn chế tối đa rớt kết nối Cho phép tự động tìm kiếm thiết lập quan hệ với trạm lân cận người dùng di chuyển từ ENodeB phục vụ sang ENodeB khác việc thiết lập tự động giao diện X2 ENodeB ANR tính quan trọng SON Vì tính SON chuẩn hóa 3GPP nên thực tế, nhà cung cấp thiết bị phần cứng, phần mềm 4G LTE có tính ANR SON hoạt động tương tự ổn định Dưới đây, luận văn tham khảo thử nghiệm chức ANR Samsung 3.2.2.2 Các chức ANR SON Quan hệ láng giềng tự động (ANR) tự động cấu hình quản lý bảng quan hệ láng giềng LTE (NRT), tính nhằm tối ưu NRT môi trường truyền thông liên tục thay đổi q trình vận hành hệ thống Tính di động UE thuộc cell LTE đảm bảo NRT tối ưu hóa 3.2.2.3 Kiến trúc ANR thử nghiệm Để thực trường hợp ANR SON, cần có kiến trúc phù hợp LTE Chức ANR Samsung hoạt động eNB EMS 3.2.2.4 Nghiên cứu chức tìm thêm cell lân cận dựa kiện ANR cụ thể ANR hỗ trợ chức thêm NR, gọi ANR lập lịch (Scheduled ANR), tìm thêm cell lân cận khoảng thời gian lên lịch Người vận hành kiểm sốt lịch trình ANR lập lịch cách điều chỉnh giá trị DAY / HOUR / MINUTE / DURATION cho hoạt động ANR Intra-LTE (Lệnh: CHG-ANR-SCHED) Các cell LTE định UE thực chức số UE attach sử dụng cell sau chuyển giao theo tỷ lệ tìm kiếm UE thiết lập cell (ANR UE SEARCH_RATE_TOTAL) Sau đó, cell LTE định UE lựa chọn đo tần số số tần số LTE intra-frequency (ANR_UE SEARCH RATE INTRA_FREQ), LTE inter-frequency (ANR UE SEARCH RATE INTER FREQ), Inter- 18 RAT carriers (Các tham số cấu hình lệnh CHG-SONFN-CELL.) Ví dụ, mạng LTE có hai song mang mạng UTRAN có vài sóng mang, giả sử tỷ lệ tìm kiếm UE cấu hình ANR_UE SEARCH RATE TOTAL = 5%, ANR UE SEARCH RATE INTRA FREQ = 40% ANR UE SEARCH RATE INTER FREQ = 40% ANR UE SEARCH RATE UTRAN = 20% Thì, 2% UE cho LTE intrafrequency, 2% UE cho LTE inter-frequency 1% UE cho mạng di động UTRAN thực đo cho chức 3.2.2.5 Nhận xét Kiến trúc ANR tham khảo Samsung hồn thiện Chức tìm thêm cell lân cận dựa kiện ANR hoạt động tốt môi trường thử nghiệm Trên thực tế, với chức này, người vận hành mạng thiết lập cho thiết lập cố định để thực ANR lập lịch Đến quy định, chức thực hiện, bảng quan hệ láng giềng tối ưu hóa Thiết bị khách hàng (điện thoại, máy tính bảng…) thực chuyển giao nhanh chóng 3.3 Kết luận chƣơng Trong chương luận văn khảo sát tình hình triển khai chất lượng dịch vụ 4G thực tế nhà cung cấp dịch vụ 4G Việt Nam Trên sở đó, luận văn thực thử nghiệm chức ANR cho 4G dựa giải pháp Samsung 19 KẾT LUẬN Kết đạt đƣợc Luận văn với đề tài “Nghiên cứu công nghệ mạng tự tổ chức (SON) ứng dụng đảm bảo chất lƣợng dịch vụ mạng thông tin di động 4G” đạt số kết sau: - Luận văn khảo sát tổng quan hệ thống thơng tin di động 4G khía cạnh kỹ thuật liên quan - Luận văn nghiên cứu tổng quan yêu cầu đảm bảo chất lượng dịch vụ 4G giới Việt Nam Từ đó, luận văn đề cập đến số giải pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ 4G - Luận văn nghiên cứu công nghệ mạng tự tổ chức SON, vấn đề kỹ thuật ứng dụng SON - Luận văn khảo sát tình hình triển khai dịch vụ 4G thực tế chất lượng dịch vụ 4G nhà mạng Việt Nam - Luận văn thực thử nghiệm chức ANR sở giải pháp Samsung Các kết thử nghiệm cho thấy hiệu triển khai ứng dụng SON cho mạng 4G Hạn chế Học viên có nhiều cố gắng để thực luận văn cách hoàn chỉnh Tuy nhiên, luận văn số điểm hạn chế Do thời gian hạn chế điều kiện kỹ thuật, phạm vi luận văn, tác giả thực thử nghiệm trường hợp sử dụng Quan hệ láng giềng tự động Mạng tự tổ chức – SON 4G SamSung Hƣớng phát triển Học viên tiếp tục nghiên cứu vấn đề: - Nghiên cứu sâu trường hợp sử dụng Mạng tự tổ chức – SON; - Nghiên cứu giải pháp khác nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ 4G triển khai thực tế Việt Nam  ... đến ứng dụng SON Chương 3: Đảm bảo chất lượng dịch vụ cho mạng thông tin di động 4G sử dụng mạng tự tổ chức (SON) Nội dung chương nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạng tự tổ chức (SON) việc đảm bảo. .. sâu vào tìm hiểu chế hoạt động giải pháp hiệu cho vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng 4G Mạng tự tổ chức – SON Chương 1:Tổng quan đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng thông tin di động 4G Nghiên cứu. .. bảo chất lượng dịch vụ cho mạng thông tin di động 4G 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẢM BẢO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G Trong chương luận văn nghiên cứu tổng quan công nghệ 4G