Tối ưu mạng truy nhập thông tin di động 3g (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - ĐINH THU HIỀN TỐI ƯU MẠNG THÔNG TIN TRUY NHẬP 3G CHUYÊN NGÀNH : MÃ SỐ Kỹ thuật điện tử : 60.48.15 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI -2012 Luận văn hồn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ HỮU LẬP Phản biện 1: ……………… …….……………………………… Phản biện 2: …………………………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: -ThưviệncủaHọcviệnCơngnghệBưuchínhViễnthơng LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, lĩnh vực thơng tin di động nước có bước phát triển vượt bậc sở hạ tầng lẫn chất lượng phục vụ Với hình thành nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông tạo cạnh tranh để thu hút thị phần thuê bao nhà cung cấp dịch vụ Các nhà cung cấp dịch vụ liên tục đưa sách khuyến mại, giảm giá thu hút nhiều khách hàng sử dụng dịch vụ Cùng với đó, mức sống chung tồn xã hội ngày nâng cao khiến cho số lượng thuê bao sử dụng dịch vụ di động tăng đột biến năm gần nhu cầu dịch vụ cao cấp điện thoại lướt web tốc độ cao, truyền data dung lượng lớn, video call bắt đầu xuất Đứng trước thách thức mà công nghệ cũ chưa thể đáp ứng được, cơng nghệ địi hỏi phải đưa vào ứng dụng Chính thế, từ năm 2009, nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động nước ta triển khai công nghệ di động hệ thứ ba, gọi tắt 3G Đến thời điểm tại,việc lắp đặt thiết bị 3G gần hoàn tất đưa vào sử dụng phục vụ người tiêu dùng Mặc dù triển khai bùng nổ công nghệ smartphone nhu cầu sử dụng dịch vụ nói trên, bên cạnh việc nhà cung cấp dịch vụ chạy đua việc triển khai việc quan trọng phải cung cấp cho khách hàng dịch vụ có chất lượng tốt ổn định Các nhà cung cấp mạng đạt điều từ việc thực thiết kế ban đầu tốt nhằm đạt hiệu kinh tế mà có chất lượng mạng đạt yêu cầu Tuy nhiên, sau mạng triển khai để giúp chất lượng mạng ngày tốt phát triển mạng cho hợp lý cần phải thực tối ưu mạng lưới Có thể nói, tối ưu mạng công việc cần thiết, phải thực trình tồn mạng di động, mang ý nghĩa thực tế cao CHƯƠNG I TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G UMTS/WCDMA Giới thiệu Chương tập trung trình bày tổng quan hệ thống thông tin di động hệ thứ ba phận quan trọng hệ thống UMTS mà cụ thể cơng nghệ truy cập vô tuyến WCDMA (chế độ FDD) hệ thống UMTS thơng qua tìm hiểu sơ cấu trúc mạng kênh vô tuyến hệ thống  Dịch vụ chuyển mạch kênh: dựa vào tảng hệ thống GSM gồm dịch vụ thoại, tin nhắn, tin nhắn đa phương tiện, fax…  Dịch vụ chuyển mạch gói: có tốc độ truyền tải liệu cao hơn, chế xử lý khác so với hệ thống cũ, liệu đóng gói truyền hệ thống mạng máy tính Các dịch vụ cung cấp bao gồm truy cập internet, xem video trực tuyến, xem truyền hình, tải liệu tốc độ cao… Về cấu trúc hệ thống UMTS bao gồm phần tử mạng logic giao diện Hệ thống thông tin di động 3G UMTS/WCDMA WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) hệ thống đa truy cập theo mã sử dụng băng thông rộng Công nghệ hoạt động dựa CDMA có khả hỗ trợ dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao video, truy cập Internet, hội thảo hình WCDMA nằm dải tần 1920 MHz -1980 MHz, 2110 MHz 2170 MHz  Hệ thống WCDMA bao gồm hai dịch vụ: Hình 1.4 Kiến trúc mạng 2G GSM &3G WCDMA WCDMA sử dụng loại mã mã trải phổ (Spreading code ) hay gọi mã kênh, loại mã thứ mã xáo trộn (Scrambling code) Hai loại mã CHƯƠNG II CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G sử dụng để phân biệt kênh, thuê bao cell Giao diện vô tuyến WCDMA/FDD xây Giới thiệu dựng ba kiểu kênh: kênh logic, kênh truyền tải truyền tải Nhiều kênh truyền tải ghép chúng vào Chương trình bày quản lý tài nguyên vô tuyến hai vấn đề quan trọng cần quan tâm thực tối ưu mạng truy nhập di động 3G điều khiển cơng suất chuyển giao kênh vật lý Kênh vật lý xây dựng công nghệ đa 2.1 kênh vật lý Kênh logic hình thành sở đóng gói thông tin từ lớp cao trước xếp vào kênh truy nhập CDMA kết hợp với FDMA/FDD Mỗi kênh vật lý đặc trưng cặp tần số mã trải phổ Ngoài kênh vật lý đường lên cịn đặc trưng góc pha Quản lý tài nguyên vô tuyến Việc quản lý tài ngun vơ tuyến (RRM) mạng di động 3G có nhiệm vụ cải thiện việc sử dụng nguồn tài nguyên vơ tuyến Các mục đích cơng việc quản lý tài ngun vơ tuyến RRM tóm tắt sau :  Đảm bảo QoS cho dịch vụ khác Kết luận  Duy trì vùng phủ sóng hoạch định Chương trình bày tổng quan cấu trúc mạng  Tối ưu dung lượng hệ thống hệ thống thông tin di động thứ mà cụ thể hệ thống UMTS WCDMA, qua thấy lịch sử 2.2 phát triển hệ thống thông tin di động, hiểu hệ tuyến RRM thống WCDMA giao diện vô tuyến hệ thống Quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến chia thành chức năng: UTMS/WCDMA Các chức quản lý tài nguyên vô Quản lý di động chức quan trọng mạng  Điều khiển công suất 2.3  Điều khiển chuyển giao GSM UMTS, cho phép mobile phone hoạt động  Điều khiển thu nạp Mục đích quản lý di động giám sát vị trí thuê  Điều khiển tải bao, cho phép gọi, SMS dịch vụ khác mobile Điều khiển công suất phone Quản lý di động bao gồm nội dung Mục tiêu việc điều khiển công suất sử dụng sau: mức công suất khác đường lên đường  Thủ tục cập nhật vị trí xuống Các mục tiêu điều khiển cơng suất tóm  Nhận dạng thuê bao di động tạm thời tắt sau:  Chuyển vùng  Location Area  Khắc phục hiệu ứng gần-xa đường lên , làm tiêu tốn nguồn thiết bị di động  Tối ưu dung lượng hệ thống việc điều khiển nhiễu  Làm tăng tối đa tuổi thọ pin đầu cuối di động Khái quát chuyển giao hệ thống thông tin di động Các mạng di động cho phép người sử dụng Có kiểu điều khiển cơng suất hệ thống WCDMA : 2.4 2.5 truy nhập dịch vụ di chuyển nên có thuật ngữ “tự do” cho thiết bị đầu cuối Tuy nhiên tính “tự do”  Điều khiển cơng suất vịng mở gây không xác định hệ thống di  Điều khiển cơng suất vịng kín động Sự di động đầu cuối gây biến đổi  Điều khiển cơng suất vịng bên động chất lượng liên kết mức nhiễu, đầu cuối Quản lý di động chuyển giao đơi cịn u cầu thay đổi trạm gốc phục vụ Quá trình gọi chuyển giao Chuyển giao phần cần thiết cho việc xử lý Thủ tục chuyển giao chia thành phần : Đo di động đầu cuối Nó đảm bảo tính liên tục đạc, định, thực thi chuyển giao dịch vụ vô tuyến người sử dụng di động di chuyển qua 2.6 ranh giới ô tế bào Chuyển giao tần số chuyển giao cứng Chuyển giao tần số Có kiểu chuyển giao mạng di động chuyển giao mềm Chuyển giao mềm có WCDMA: chuyển giao bên hệ thống (Intra-system công nghệ CDMA So với chuyển giao cứng thô=ự ng HO); Chuyển giao hệ thống (Inter-system HO); thường, chuyển giao mềm có số ưu điểm Tuy nhiên, chuyển giao bên hệ thống lại chia ra: chuyển có số hạn chế phức tạp việc tiêu giao cứng chuyển giao mềm mềm thụ tài nguyên tăng lên Việc quy hoạch chuyển giao mềm Các mục đích chuyển giao tóm tắt sau: ban đầu phần của việc hoạch định tối ưu mạng vô tuyến  Đảm bảo tính liên tục dịch vụ vô tuyến 2.7 GSM người sử dụng di động di chuyển qua ranh giới Các chuẩn WCDMA GSM hỗ trợ chuyển giao tế bào  Giữ cho QoS đảm bảo mức yêu cầu  Làm giảm nhỏ mức nhiễu toàn hệ thống cách giữ cho máy di động kết nối với BS tốt  Roaming mạng khác  Cân tải Chuyển giao hệ thống WCDMA hai hướng WCDMA GSM Sự chuyển giao sử dụng cho mục đích phủ sóng cân tải 2.8 Chuyển giao tần số WCDMA Chuyển giao cell tần số khác hệ thống UMTS xảy trường hợp sau: site sử dụng nhiều tần số để tăng dung lượng, cell tham gia sử dụng nhiều sóng mang trường hợp hệ thống sử dụng phương thức phân lớp cell, cell CHƯƠNG micro, macro sử dụng tần số khác Kết luận TỐI ƯU MẠNG TRUY NHẬP THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G Quản lý tài nguyên vơ tuyến tốn quan trọng thiết kế hệ thống thông tin di động, đặc biệt Giới thiệu hệ thống tế bào sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA Chương trình bày chức quản lý tài nguyên vô tuyến hệ thống WCDMA điểm khác biệt thuật toán quản lý tài nguyên vô tuyến so với hệ thống khác Trong đó, điều khiển cơng suất điều khiển chuyển giao có điểm khác biệt quan trọng so với hệ thống thơng tin di động trước Phần đầu chương đề cập đến mục đích, lý lợi ích việc tối ưu mạng di động nói chung mạng 3G nói riêng Phần trình bày quy trình tối ưu chung, số đánh giá thường dùng tối ưu 3G, phương pháp số công cụ tối ưu Cuối đưa số minh họa việc ứng dụng tối ưu vùng phủ vào thực tế 3.2 Quy trình tối ưu hóa mạng 3G Tối ưu hóa mạng để trì cải thiện tồn chất lượng dung lượng thời mạng di động, việc thực tối ưu mạng thường tuân theo quy trình chung biểu diễn hình bên 3.3 Các số đánh giá chất lượng mạng 3G Các số KPI 3G tuân theo ngun lí SMART, có nghĩa phải đảm bảo yếu tố: Specific (Cụ thể), Mesurable (Có thể đo lường), Attainable (Có thể đạt được), Relevant (Phù hợp), Time-bound ( Giới hạn thời gian) 3.4 Các phương pháp tối ưu Để thực tối ưu mạng nói di động nói chung mạng 3G nói riêng chủ yếu dựa hai phương pháp sau: - Thực driving test để thu thập thông tin dạng logfile, sau sử dụng cơng cụ phần mềm tối ưu để phân tích liệu, nhận định đưa phương pháp điều chỉnh - Dựa số liệu hoạt động mạng thu hệ thống OMC, tiến hành phân tích điều chỉnh Với hai phương pháp tiến hành Hình 3.1 Quy trình tối ưu hóa mạng thơng tin di động điều chỉnh mặt tham số vật lý tham số logic Ngồi ra, thực tối ưu dựa phản hồi Chỉ số RSCP , EcNo cải thiện sau điều chỉnh góc khách hàng, nhiên khác vấn đề phân tích ban azimuth HUHU44A (tại Huế) từ -> 340 độ đầu, việc thực tối ưu đưa hai phương pháp 3.5 Giới thiệu số cơng cụ tối ưu Có hai cơng cụ trình bày phần là: 3.6 - TEMS investigation - Actix Ứng dụng thực tối ưu vùng phủ mạng truy nhập di động 3G Khi thực tối ưu vùng phủ cần tập trung cải thiện thơng số RSCP Ec/Io Một vùng phủ tốt nói chung RSCP Ec/No dịch vụ voice call video call phải có giá trị mục tiêu đạt sau: RSCP ≥ -105dBm 95% mẫu đo Ec/No ≥ -12dB 95% mẫu đo 3.6.2 Một số minh họa cho việc tối ưu vùng phủ Vấn đề 1: vùng phủ mức thấp, góc azimuth phủ sóng khơng hiệu Hình 3.8 Vùng phủ trước sau điều chỉnh Vấn đề 2: Mức RSCP bị giảm xuống, bị che chắn cơng trình xây dựng, trường hợp khách sạn Sài Gòn Giải pháp: hạ góc nghiêng xuống HUHU42B, tăng cơng suất phát CPICH HUHU02A Kết quả: Cải thiện rõ rệt số Ec/No RSCP Hình 3.9 Tín hiệu bị che lấp cơng trình xây dựng sau khắc phục Tối ưu vùng phủ theo Cluster Sau thực Driving test trước tối ưu, đội tối ưu hóa phân tích đưa giải pháp điều chỉnh Bảng 3.3: Bảng 3.3: Các đề xuất điều chỉnh cho Cluster Items 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Date Site CELL 1-Apr-10 HC1311 HC13113 1-Apr-10 HC1313 HC13131 1-Apr-10 HC1313 HC13132 1-Apr-10 HC1313 HC13133 1-Apr-10 HC1091 HC10913 1-Apr-10 HC1261 HC12611 1-Apr-10 HC1261 HC12612 1-Apr-10 HC1261 HC12613 1-Apr-10 HC1381 HC13811 1-Apr-10 HC1381 HC13812 1-Apr-10 HC1381 HC13813 1-Apr-10 HC1312 HC13121 1-Apr-10 HC1312 HC13122 1-Apr-10 HC1312 HC13123 1-Apr-10 HC1138 HC11381 1-Apr-10 HC1138 HC11382 1-Apr-10 HC1138 HC11383 1-Apr-10 HC1265 HC12651 1-Apr-10 HC1265 HC12652 1-Apr-10 HC1265 HC12653 1-Apr-10 HC1136 HC11361 1-Apr-10 HC1136 HC11362 1-Apr-10 HC1136 HC11363 1-Apr-10 HC1357 HC13571 1-Apr-10 HC1357 HC13572 1-Apr-10 HC1357 HC13573 RNC Cluster HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 HCRNC01 Classification Remark Audit Change dir 270 >240 Overshooting eTilt: >2, Site Audit Overshooting eTilt: >4 Overshooting eTilt: >4 Audit Change dir of Sector1 60 >100 Overshooting eTilt 0/0/0->5/5/6, mTilt 8/88->4/4/4 Overshooting eTilt 0/0/0->5/5/6, mTilt 8/88->4/4/4 Overshooting eTilt 0/0/0->5/5/6, mTilt 8/88->4/4/4 Overshooting eTilt 0/0/6->5/5/5, mTilt 6/6/6->2/2/2, Dir 320->0 Overshooting eTilt 0/0/6->5/5/5, mTilt 6/6/6->2/2/2, Dir 80->120 Overshooting eTilt 0/0/6->5/5/5, mTilt 6/6/6->2/2/2, Dir 190->240 Audit eTilt 2/2/2->5/5/4 Audit eTilt 2/2/2->5/5/4 Audit eTilt 2/2/2->5/5/4, Dir 240->210 Overshooting down etilt +1 Overshooting down etilt +1 Overshooting down etilt +1 Overshooting eTilt 4/4/4->7/7/7, dir 340->0 Overshooting eTilt 4/4/4->7/7/7, dir 100->120 Overshooting eTilt 4/4/4->7/7/7 Overshooting Dir 0->20 Overshooting eTilt 7->9 Overshooting eTilt 6->7 Overshooting down e-Tilt +1 Overshooting down e-Tilt +3, Dir 100->130 Overshooting down e-Tilt +3 Kết sau thực điều chỉnh, vùng phủ cluster cải thiện rõ rệt, việc cải thiện thể bên dưới: RSCP improve after tuning Hình 3.11 : Vùng phủ trước sau điều chỉnh 3.7 Khuyến nghị Một số khuyến nghị đưa luận văn: - Các nhà khai thác dịch vụ cần phải tiến hành kiểm tra giám sát thực tối ưu mạng liên tục suốt q trình hoạt động mạng - Cần phải có kế hoạch phát triển mạng phương diện tối ưu vùng phủ với giải pháp khắc tối ưu với tương lai cho phục cải thiện chất lượng mạng khơng bị lãng phí mà theo kịp với gia tăng số lượng thuê bao nhu cầu, đòi hỏi khách hàng - Cần phải xây dựng đội ngũ tối ưu mạnh với kế hoạch tối ưu đặt cho phù hợp với phát triển mạng Bên cạnh cần phải trang bị đầy đủ cơng cụ để hỗ trợ cách tốt cho việc tối ưu - Xu hướng phát triển nhà mạng hướng tới cung cấp mạng di động LTE, cần phải có kế hoach chuẩn bị công nghệ kỹ thuật tối ưu để đáp ứng kịp bùng nổ dịch vụ Kết luận Với kinh nghiệm thực tế, em trình bày chương số vấn đề quan trọng thực tối ưu mạng di động 3G, bên cạnh số trường hợp cụ thể KẾT LUẬN Luận văn tốt nghiệp trình bày nét mạng thông tin di động 3G, với số công tác tối ưu hóa thực thực tế mạng Vì luận văn đề cập đến việc tối ưu vùng phủ cho mạng 3G nên luận văn cần hoàn thiện nhiều với phương diện tối ưu khác tối ưu dung lượng, tối ưu cho số chất lượng mạng…Ngoài ra, thời gian có hạn nên luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót, cần ý kiến đóng góp, bổ sung, kinh nghiệm thực tế để luận văn hoàn thiện  ... luận TỐI ƯU MẠNG TRUY NHẬP THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G Quản lý tài ngun vơ tuyến tốn quan trọng thiết kế hệ thống thông tin di động, đặc biệt Giới thiệu hệ thống tế bào sử dụng công nghệ đa truy nhập. .. cần phải thực tối ưu mạng lưới Có thể nói, tối ưu mạng cơng việc cần thiết, ln phải thực q trình tồn mạng di động, mang ý nghĩa thực tế cao CHƯƠNG I TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G UMTS/WCDMA... thống thông tin di động trước Phần đầu chương đề cập đến mục đích, lý lợi ích việc tối ưu mạng di động nói chung mạng 3G nói riêng Phần trình bày quy trình tối ưu chung, số đánh giá thường dùng tối