Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao chất lượng mạng di động 3g (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG NGUYỄN NGỌC NAM NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MẠNG DI ĐỘNG 3G Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thơng Mã số: 60.52.02.08 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ MỞ ĐẦU Thơng tin liên lạc nói chung thơng tin di động nói riêng ngành cơng nghiệp có tốc độ phát triển nhanh giới vài năm trở lại Cùng với nhu cầu ngày lớn dịch vụ khách hàng thoại, liệu dịch vụ giá trị gia tăng, cơng nghệ GSM, GPRS đáp ứng đủ cho nhu cầu Hướng tất yếu phát triển cơng nghệ di động có đủ khả để đáp ứng nhu cầu khách hàng Công nghệ di động 3G công nghệ Với ưu vượt trội tốc độ truyền tải liệu, công nghệ di động 3G hứa hẹn cung cấp dịch vụ nội dung phong phú đáp ứng nhu cầu đa dạng khách hàng Bộ Thông tin Truyền thông cấp giấy phép triển khai 3G từ tháng 4/2009 cho đơn vị là: Viettel, VinaPhone, MobiFone, Vietnamobile Giấy phép 3G cấp cho doanh nghiệp theo tiêu chuẩn IMT-2000 băng tần 1900-2200 MHz Đến hết tháng 6/2013, Việt Nam có 136 triệu thuê bao di động Với tốc độ tăng trưởng thuê bao nay, năm tới, ngành công nghiệp di động phát triển với tốc độ cao Trong trình triển khai trình vận hành mạng di động 3G UMTS, công tác nâng cao chất lượng mạng phục vụ khách hàng đặt lên hàng đầu nhà mạng di động Công tác cần phải thực thường xuyên liên tục để đáp ứng nhu cầu ngày tăng khách hàng Các giải pháp cần nghiên cứu triển khai áp dụng nhằm nâng cao chất lượng mạng cho tối ưu dung lượng, chât lượng sở hạ tầng mạng thực tế Trên sở với hướng dẫn thầy giáo TS Vũ Trường Thành, tìm hiểu, nghiên cứu hồn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu số giải pháp nâng cao chất lượng mạng di động 3G” Nội dung luận văn tổ chức thành chương chính, bao gồm: 26 KIẾN NGHỊ CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Qua việc phân tích áp dụng đánh giá kết giải pháp nâng cao chất lượng mạng vô tuyến 3G nhận thấy cải thiện đáng kể giải pháp này, hướng nghiên cứu kiến nghị sau: Mở rộng nghiên cứu giải pháp không nâng cao chất lượng mạng 3G phần vô tuyến mà giải pháp nâng cao chất lượng mạng phần lõi Triển khai áp dụng giải pháp giải pháp nghiên cứu cho toàn mạng Mobifone Nghiên cứu thêm quy trình tối ưu cho KPI liên quan đến truy cập liệu HSDPA, độ trễ 25 KẾT LUẬN Với mục tiêu nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng mạng 3G ứng dụng vào triển khai mạng MobiFone Luận văn hồn thành nội dung sau: Trình bày vấn đề tổng quan công nghệ mạng 3G, cấu trúc mạng, lớp giao thức, kỹ thuật sử dụng công nghê 3G, nghiên cứu sở lý thuyết giải pháp nâng cao chất lượng mạng Các giải pháp để xuất để nâng cao chất lượng mạng Từ việc phân tích tìm hiểu trên, luận văn tập trung vào áp dụng cho mạng 3G MobiFone nhằm nâng cao chất lượng mạng Dựa trạng phát triển thuê bao nhà mạng, nhà mạng áp dụng: • Quy hoạch vùng phủ: tính tốn số lượng trạm NodeB, cấu hình dung lượng cho trạm, lắp đặt bổ sung thiết bị Repeater, Femtocell, IBC Node B cho khu vực câm đô thị, nhà chung cư • Triển khai thường xuyên liên tục công tác tối ưu driving test để phát lỗi trường hợp khai báo cell chưa chuẩn để đưa phương án: hiệu chỉnh anten, thay thiết bị lỗi, khai báo cấu hình cho trạm NodeB nhằm tăng tỉ lệ chất lượng KPI phục vụ khách hàng Kết đánh giá việc nhà mạng MobiFone áp dụng giải pháp cải thiện đáng kể vùng phủ sóng 3G phục vụ khách hàng Cải thiện tỉ lệ rớt gọi, thiết lập gọi Chương Tổng quan cơng nghệ 3G: Tìm hiểu q trình phát triển mạng thơng tin di động từ 2G lên 4G, nghiên cứu cấu trúc mạng 3G, đặc điểm, giao thức kỹ thuật công nghệ thông tin di động 3G Chương Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng 3G số giải pháp nâng cao chất lượng mạng 3G: đưa tiêu chất lượng KPI mạng di động 3G, phân tích yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng 3G Từ đề xuất số giải pháp để nâng cao chất lượng tiêu chất lượng KPI Chương Triển khai giải pháp nâng cao chất lượng mạng di động 3G MobiFone: Phân tích trạng mạng lưới dự báo phát triển thuê bao mạng MobiFone, từ thực áp dụng giải pháp nâng cáo chất lượng mạng tập trung vào công tác quy hoạch vùng phủ, tối ưu tham số chất lượng KPI đánh giá kết đạt 3 24 Chương –TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ 3G Chương tập trung giới thiệu trình phát triển cơng nghệ mạng di động từ 2G lên 3G, phân tích khác cơng nghệ 3G WCDMA 2G-GSM Sau tìm hiểu cấu trúc mạng 3G kỹ thuật sử dụng cơng nghệ mạng di động 3G Từ có nhìn tổng quan cơng nghệ mạng 3G Sau hình vẽ thể phát triển mạng di động 2G lên 3G: Hình 3.6: Chất lượng KPI 3G Hà Nội trước thực tối ưu Sau tiến hành tối ưu, chất lượng mạng 3G Hà Nội cải thiện, cụ thể sau: Hình 1.1: Lộ trình phát triển từ 2G đến 3G WCDMA hứa hẹn tốc độ truyền dẫn lên đến 2,05Mbps cho người dùng tĩnh, 384Kbps cho người dùng di chuyển chậm 128Kbps cho người sử dụng ơtơ Cơng nghệ 3G dùng sóng mang 5MHz khơng phải sóng mang 200KHz CDMA nên 3G nhanh nhiều so với công nghệ 2G 2,5G.Người ta tiến hành nghiên cứu hệ thống vơ tuyến hệ tư có tốc độ cho người sử dụng lớn Mbit/s WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - truy cập đa phân mã băng rộng) công nghệ 3G hoạt động dựa CDMA có khả hỗ trợ dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao video, truy cập Hình 3.7: Chất lượng mạng 3G Hà Nội sau tối ưu Các KPI CDR Số cell Call drop (peak) > Group trước tối ưu 0.45 Group sau tối ưu 0.35 Cải thiện 22% Bảng 3.8: Đánh giá hiệu sau tối ưu CS-CDR 23 Internet, hội thảo WCDMA nằm dải tần 1920 MHz -1980 MHz, 2110 MHz - 2170 MHz Tiếp theo phần tìm hiểu cấu trúc mạng 3G WCDMA: Hình 3.5 Các bước tối ưu CSSR 3.3.3 Thực triển khai tối ưu KPI CDR Hà Nội 3.3.3.1 Chuẩn bị dự án Khu vực thực tối ưu: Hà Nội Thời gian tiến hành tối ưu: 30 ngày từ 1/3/2013 đến 30/3/2013 Tổng quan trạng mạng: 370 trạm 3G Chất lượng mạng trước tối ưu: Hình 1.4: Cấu trúc hệ thống WCDMA Chức nhiệm vụ phần từ mạng giao diện kết nối giới thiệu Sau có tìm hiểu khái qt cơng nghệ mạng 3G, chương tiếp tục phân tích kênh sử dụng 3G WCDMA( kênh logic, kênh vật lý, kênh truyền tài) kỹ thuật sử dụng::kỹ thuật trải phổ, kỹ thuật điều khiển công suất, kỹ thuật chuyển giao lựa chọn cell Minh họa hình vẽ: 22 Hình 1.5: Các kênh WCDMA WCDMA sử dụng loại điều khiển công suất - Điều khiển cơng suất vịng hở (OLPC) - Điều khiển cơng suất vịng lặp đóng (CLPC) Trong kỹ thuật chuyển giao WCDMA có chuyển giao tần số, chuyển giao tần số, chuyển giao hệ thống Thủ tục chuyển giao có loại chuyển giao cứng chuyển giao mềm& mềm Như chương tìm hiểu khái quát công nghệ 3G đặc điểm, câu trúc, kỹ thuật sử dụng để từ phát triển đưa giải pháp đề xuất nâng cao chất lượng mạng chương Hình 3.4: Các bước tối ưu CDR 3.3.2 Các bước tối ưu CSSR 21 Kết cải thiện đáng kể vùng phủ cho khu vực có mức thu tín hiệu 3G kém, cải thiên đáng kể tỉ lệ gọi tỉ lệ thiết lập gọi Ngoài giải pháp femtocell, nhà mạng MobiFone triển khai lắp đặt trạm NodeB tòa nhà chung cư có lưu lượng khách hàng sử dụng nhiều - Trạm IBC NODEB: Giống thiết kế trạm Node outdoor thông thường nhiên IBC Node Sử dụng nhiều anten đa hướng có cơng suất phát 2W lắp tầng nhà chung cư Chỉ phủ sóng tịa nhà khơng phủ sóng ngồi tịa nhà gây tượng nhiễu rớt gọi chuyển giao cell Từ năm 2011-2013 khu vực Hà Nội triển khai lắp đặt cho 175 tòa nhà chung cư cao tầng Và cải thiện tốt chất lượng truy cập 3G tòa nhà 3.3 Tối ưu vài tham số KPI dựa vào trình Drivingtest 3.3.1 Các bước tối ưu CDR Chương – CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG MẠNG 3G VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MẠNG 3G Chương trình bày tiêu chất lượng KPI để đánh giá chất lượng mạng, phân tích nguyên nhân gây ảnh hưởng đến chất lượng mạng 3G Đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng mạng 3G Từ sở để triển khai giải pháp chương 2.1 Khái quát tiêu chất lượng mạng 3G Sau bảng tổng hợp đánh giá tiêu chất lượng KPI mạng 3G: Bảng 2.2: Tổng hợp tiêu chất lượng KPI cho mạng 3G STT Đơn vị Mục tiêu Densurban: 95% số mẫu có RSCP >= 88dbm Urban: 95% số mẫu có RSCP >= -93dbm Suburban: 95% số mẫu có RSCP >= 98dbm Rual: 95% số mẫu có RSCP >= -105dbm Coverage- Vùng Phủ RSCP Dbm Ec/No Db Performance- Hiệu suất a Access- Truy nhập Ghi CSSR( Voice call) VCSSR( Video call) PDP Rate Activation 20 % >= 98% >=97.5% Success % >= 98% b Retainbility- Khả giữ gọi CDR (Voice call) % =98 10 IRHOSR % >=90 11 LUSR % >=99 kbit/s >300 Mbit/s >=80% giới hạn Min download HSPA Avg Throughput DL (đo tuyến) Mbit/s >=50% giới hạn DL tất cell HSPA Avg Throughput UL (đo điểm) Mbit/s >=80% giới hạn Min Upload d Data throughput- Thông lượng 12 R99 Avg Throughput DL&UL 13 HSPA Avg Throughput DL (đo điểm) công hộ dân, cột điện dọc khu phố Do công suất nhỏ nên 3G Repeater tiêu thụ nguồn thấp, sử dụng chung nguồn với hộ dân nơi lắp đặt trạm Repeater Điều có ý nghĩa lớn triển khai trạm Repeater Qua thực tế khảo sát, đo kiểm phản ánh từ phía khách hàng sử dụng Nhà mạng MobiFone cho triển khai lắp đặt trạm Repeater cho 400 điểm Kết cho thấy sau lắp đặt cải thiện đáng kế khu vực câm đô thị khu vực Hà Nội 3.2.4 Giải pháp phủ sóng nhà chung cư cao tầng ™ Mục tiêu: Phủ sỏng khu vực nhà cao tầng mà trạm lắp đặt mặt đất phủ sóng; nơi có mật độ thuê bao cao ™ Căn giải pháp Hiện nay, phần lớn nhà cao tầng khu vực nhà chung cư cao tầng, khu vực nhà cơng sở khơng phủ sóng nhà Ở tầng cao, chất lượng tín hiệu kém, mức thu thấp Kết khảo sát cho thấy tồn lớn mạng 2G/3G Việt Nam Đặt điểm thuê bao khu vực nhà cao tầng khu vực di chuyển hẹp (nằm diện tích mặt sàn ngơi nhà) Do đó, vấn đề chuyển giao khơng phải xem xét ™ Femtocell trạm IBC NodeB giải pháp hiệu - Femtocell trạm phát sóng nhỏ mạng thông tin di động tế bào dùng để nâng cao chất lượng dịch vụ cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng phạm vi gia đình văn phịng, cơng sở giống trạm phát sóng nhà so với macrocell hay microcell truyền thống femtocell kết nối với mạng nhà cung cấp dịch vụ thông qua mạng cố định băng rộng DSL hay cáp, thay thơng qua mạng riêng nhà cung cấp dịch vụ di động Từ năm 2011-2013 nhà mạng MobiFone triển khai lắp đặt 200 femtocell để phục vụ khách hàng điểm đen sóng 3G 19 Code cho HSDPA - 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Node Pha 2: Giai đoạn 2011-2014, giai đoạn lắp đặt thêm 1342 Node-B nâng cấp 350 Node-B pha Cấu hình Node-B lắp đặt pha bảng 3.6 Mbit/s e Latency- Độ trễ Cấu hình 1/1/1 sẵn sàng cho 3/3/3 Cấu hình 2/2/2 sẵn sàng 3/3/3 Cấu hình 3/3/3 Kênh CE 128 CE Uplink & 128 CE Downlink 256 CE Uplink & 256 CE Downlink 384 CE Uplink & 384 CE Downlink Số lượng Code cho HSDPA 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Cell 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Cell 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Cell Cấu hình Node-B HSPA Avg Throughput UL (đo tuyến) >=50% giới hạn Upload tất cell 3.2.2 Lắp đặt Repeater để phủ sóng khu vực câm thị ™ Mục đích: Giảm vùng có cường độ tín hiệu yếu, vùng câm địa hình ™ Căn giải pháp: Kết đo khảo sát cho thấy, khu vực đông dân cư Hà Nội Vẫn tồn khu vực bụ câm bị che khuất cơng trình xây dựng Tại địa điểm này, gần trạm phát sóng, nhiên chất lượng tín hiệu khơng lớn, không đảm bảo kết nối, truy nhập mạng dịch vụ Công nghệ sản xuất thiết bị điện từ đại, nhà cung cấp thiết bị cho mạng 3G đưa nhiều giải pháp để người sử dụng khắc phục tồn hệ thống cung cấp dịch vụ ™ Nội dung thực hiện: Cung cấp dịch vụ 3G sử dụng số Repeater khu vực khơng có sóng 3G khu vực khu phố nhỏ hẹp, khôn.g triển khai trạm NodeB Việc triển khai trạm lặp Repeater đơn giản thiết bị thiết kế có sẵn anten thu phát, thiết bị nhỏ gọn Có thể lắp đặt ban 14 AMR Access delay time S