Triển khai mạng di động 4g vinaphone tại hà nội (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Nguyễn Quý Khanh TRIỂN KHAI MẠNG DI ĐỘNG 4G VINAPHONE TẠI HÀ NỘI Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thơng Mã số: 8.52.02.08 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2018 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIÊN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Bùi Trung Hiếu 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: …… giờ…….ngày …… tháng…… năm …… Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng MỞ ĐẦU Trong tiến trình phát triển xã hội lồi người, đời thông tin di động bước ngoặt lớn thông tin di động nhanh chóng trở thành ngành cơng nghiệp viễn thơng phát triển, lĩnh vực tiên phong, điều kiện kiên hội để quốc gia, dân tộc thu hẹp khoảng cách phát triển, tránh nguy lạc hậu, tăng cường lực cạnh tranh Cho đến nay, thông tin di động trải qua nhiều hệ Thế hệ thứ hệ thông tin di động tương tự sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) Thông tin di động hệ thứ hai sử dụng kỹ thuật số với công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) theo mã (CDMA) Ngày nay, công nghệ thông tin di động 3G đưa vào thương mại hóa, nhu cầu chất lượng dịch vụ tốc độ liệu ngày tăng Do đó, phát triển sau 3G tổ chức đặc biệt 3GPP nghiên cứu triển khai Tiêu biểu cho công nghệ thông tin di động sau 3G phát triển dài hạn (LTE) 3GPP Chuẩn 3GPP LTE (Long Term Evolution) phát hành xác định chức giao diện vô tuyến cung cấp hiệu lớn mang lại tốc độ liệu cao cho người sử dụng với độ trễ thấp chủ yếu dựa MIMO, OFDMA (Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao) phát triển kiến trúc hệ thống (SAE) tối ưu Đồng thời, tương lai gần, ngày có nhiều người sử dụng yêu cầu truy nhập liệu băng rộng di động khắp nơi – ví dụ, để sử dụng e-mail, truy nhập Internet, ứng dụng đặc trưng, tải file thiết bị di động … 4G – hệ mạng vô tuyến di động 3G làm hài lòng khách hàng hết Nhu cầu vùng phủ vơ tuyến mục tiêu giai đầu mắt, dung lượng cao tồn vơ tuyến mục tiêu dài hạn Hiệu phổ cao đóng vai trị quan trọng việc hỗ trợ nhu cầu tốc độ lưu lượng liệu cao phổ sẵn sàng tài nguyên khan bị giới hạn vùng địa lý LTE (Long Term Evolution) hãng NTT DoCoMo Nhật Bản đề xuất vào năm 2004, nghiên cứu tiêu chuẩn thức bắt đầu vào năm 2005 Tháng năm 2007, liên minh Sáng kiến thử nghiệm LTE/SAE (LSTI) thành lập, liên minh hợp tác toàn cầu hãng cung cấp thiết bị hãng cung cấp dịch vụ viễn thông với mục tiêu kiểm nghiệm thúc đẩy tiêu chuẩn để đảm bảo triển khai cơng nghệ tồn cầu hợp tốt Tiêu chuẩn LTE hoàn thành vào tháng 12 năm 2008 dịch vụ LTE hãng TeliaSonera khai trương Oslo Stockholm vào ngày 14 tháng 12 năm 2009 Các nước triển khai 4G như: New Zealand, Singapore, Hàn Quốc, Đan Mạch, Nhật Bản, Mỹ, … Tại Việt Nam có nghiên cứu 4G/ LTE, như: đề tài “Nghiên cứu định hướng xây dựng tiêu chuẩn phục vụ thiết lập, triển khai mạng di động công nghệ LTE Việt Nam” (mã số 12-15-KHKTTC) Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện – Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng thực năm 2015; đề tài “Nghiên cứu thiết kế triển khai mạng thông tin di động 4G LTE phương án xây dựng hệ thống quy hoạch, quản lý mạng cung cấp dịch vụ 4G LTE Việt Nam” (mã số KC.01.17/11-15) Công ty Dịch vụ Viễn thông thực năm 2014 Các mạng di động Việt Nam gồm: Viettel, VinaPhone, MobiFone thực triển khai 4G Tháng 10/2016, Tập đoàn Bưu Viễn thơng Việt Nam (VNPT) Bộ Thông tin Truyền thông cấp Giấy phép cung cấp dịch vụ viễn thơng 4G Theo đó, Tập đồn VNPT phê duyệt dự án cung cấp trạm 4G để triển khai địa bàn thành phố Hà Nội Xuất phát từ nhu cầu công tác cá nhân, mong muốn nghiên cứu lý thuyết để tham gia triển khai Với lý nêu trên, đề tài chọn “Triển khai mạng di động 4G VinaPhone Hà Nội” Luận văn bao gồm nội dung sau: Chương I: Tổng quan mạng 4G/ LTE Chương II: Các kỹ thuật 4G/ LTE Advanced Chương III: Triển khai mạng di động 4G VinaPhone Hà Nội CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 4G/ LTE Giới thiệu công nghệ LTE, LTE Advanced LTE hệ thứ tư tương lai chuẩn UMTS 3GPP phát triển UMTS hệ thứ ba dựa WCDMA triển khai toàn giới Các mục tiêu công nghệ là: - Tăng tốc độ truyền liệu: điều kiện lý tưởng hệ thống hỗ trợ tốc độ liệu đường xuống đỉnh lên tới 326Mbit/s - Dải tần co giãn được: có khả mở rộng từ 1,4MHz; 3MHz; MHz; 10 MHz; 15MHz 20 MHz chiều lên xuống Điều dẫn đến linh hoạt sử dụng hiệu băng thông Mức công suất cao - Đảm bảo hiệu suất di chuyển: chức hỗ trợ từ 120 đến 350km/h chí 500km/h tùy thuộc vào băng tần Giảm độ trễ mặt phẳng người sử dụng: giảm thời gian để thiết bị chuyển từ trạng thái nghỉ sang nối kết với mạng bắt đầu truyền thông tin kênh truyền Thời gian phải nhỏ 100ms - Sẽ khơng cịn chuyển mạch kênh: tất dựa IP Chúng cho phép cung cấp dịch vụ linh hoạt đơn giản với mạng di động - Độ phủ sóng từ 5-100km: vịng bán kính 5-100km LTE cung cấp tối ưu lưu lượng người dùng - Kiến trúc mạng đơn giản so với mạng 3G thời Tuy nhiên mạng LTE tích hợp cách dễ dàng với mạng 3G 2G Điều quan trọng cho nhà cung cấp mạng triển khai LTE khơng cần thay đổi tồn sở hạ tầng mạng có - Giảm chi phí: độ phức tạp thấp, thiết bị đầu cuối tiêu thụ lượng - Cùng tồn với chuẩn hệ thống trước: LTE phải tồn phối hợp hoạt động với hệ thống 3GPP khác Người sử dụng LTE thực gọi từ thiết bị đầu cuối chí họ khơng nằm vùng phủ sóng LTE 1.1 Mục tiêu thiết kế mạng di động 4G Những yêu cầu cho LTE chia thành phần khác sau: - Tiềm hệ thống - Hiệu suất hệ thống - Các vấn đề liên quan đến việc triển khai - Kiến trúc di chuyển - Quản lý tài nguyên vô tuyến 1.2.1 Tiềm hệ thống Yêu cầu đặt việc đạt tốc độ liệu đỉnh cho đường xuống 100Mbit/s đường lên 50Mbit/s, hoạt động phân bố phổ 20MHz Yêu cầu độ trễ chia thành: yêu cầu độ trễ mặt phẳng điều khiển yêu cầu độ trễ mặt phẳng người dùng Yêu cầu độ trễ mặt phẳng người dùng thể qua thời gian để truyền gói IP từ thiết bị đầu cuối tới biên RAN ngược lại đo từ lớp IP 1.2.2 Hiệu suất hệ thống Các mục tiêu thiết kế công hệ thống LTE xác định lưu lượng người dùng, hiệu suất phổ, độ linh động, vùng phủ sóng MBMS nâng cao Những mục tiêu thiết kế tổng hợp bảng 1.1 Bảng 1.1 Các yêu cầu hiệu suất phổ người dùng Phương pháp đo hiệu suất Mục tiêu đường xuống so với Mục tiêu đường lên so với cơ Lưu lượng người dùng trung bình (trên lần – lần lần – lần MHz) Lưu lượng người dùng biên tế bào (trên lần – lần lần – lần 1MHz phân vị thứ 5) Hiệu suất phổ bit/s/Hz/ô lần – lần lần – lần Yêu cầu độ linh động chủ yếu tập trung vào tốc độ di chuyển thiết bị đầu cuối di động Tại tốc độ thấp, 0-15km/h hiệu suất đạt tối đa, cho phép giảm tốc độ cao Yêu cầu vùng phủ sóng chủ yếu tập trung vào phạm vi (bán kính), nghĩa khoảng cách tối đa từ tâm ô đến thiết bị đầu cuối di động ô Các yêu cầu liên quan đến việc triển khai bao gồm kịch triển khai, độ linh hoạt phổ, trải phổ, tồn làm việc với LTE với công nghệ truy cập vô tuyến khác 3GPP GSM WCDMA/HSPA Bảng 1.2 liệt kê yêu cầu gián đoạn, là, thời gian gián đoạn dài liên kết vô tuyến phải di chuyển công nghệ truy cập vô tuyến khác nhau, bao gồm dịch vụ thời gian thực phi thời gian thực 1.2 Bảng 1.2 Yêu cầu thời gian gián đoạn, LTE-GSM LTE-WCDMA Phi thời gian thực (ms) Thời gian thực LTE tới WCDMA 500 300 LTE tới GSM 500 300 Yêu cầu việc tồn làm việc với xác định việc chuyển đổi lưu lượng đa phương từ phương pháp quảng bá LTE thành phương pháp đơn hướng GSM WCDMA, khơng có số lượng cho trước 1.2.3 Kiến trúc mạng lưới khả mở rộng, nâng cấp Một vài nguyên tắc cho việc thiết kế kiến trúc LTE RAN đưa 3GPP: Một kiến trúc đơn LTE RAN chấp nhận Kiến trúc LTE RAN phải dựa gói, lưu lượng lớp thoại thời gian thực hỗ trợ Kiến trúc LTE RAN tối thiểu hóa diện “những hư hỏng cục bộ” mà khơng cần tăng chi phí cho đường truyền - Kiến trúc LTE RAN đơn giản hóa tối thiểu hóa số lượng giao tiếp giới thiệu - Tương tác lớp mạng vô tuyến lớp mạng truyền tải loại trừ cần quan tâm đến vấn đề cải thiện hiệu suất hệ thống - Kiến trúc LTE RAN hỗ trợ QoS từ đầu cuối đến đầu cuối TNL cung cấp QoS thích hợp yêu cầu RNL Các cấu QoS tính tốn đến dạng lưu lượng tồn khác để mang lại hiệu suất sử dụng băng thông cao: lưu lượng mặt phẳng điều khiển, lưu lượng mặt phẳng người dùng , lưu lượng O&M, v.v… - LTE RAN thiết kế để làm giảm thiểu thay đổi trễ cho thơng tin gói TCP/IP 1.2.4 Quản lý tài nguyên vô tuyến Những yêu cầu quản lý tài nguyên vô tuyến chia sau: hỗ trợ nâng cao cho QoS đầu cuối đến đầu cuối, hỗ trợ hiệu cho truyền dẫn lớp cao hỗ trợ cho việc chia sẻ tải quản lý sách thơng qua công nghệ truy cập vô tuyến khác 1.3 Các thông số lớp vật lý LTE Advanced Bảng 1.3 Các thông số lớp vật lý LTE Khoảng cách sóng mang 15 KHz Chiều dài CP Ngắn 4,7 µs dài 16,7 µs Điều chế QPSK, 16QAM, 64QAM Ghép kênh không gian lớp cho UL/UE Lên đến lớp cho DL/UE Sử dụng MU-MIMO cho UL DL Kỹ thuật truy cập UL DTFS-OFDM (SC-FDMA) DL OFDMA Băng thông 1,4MHz; 3MHz; 5MHz; 10MHz; 15MHz; 20MHz TTI tối thiểu ms - Bảng 1.4 Tốc độ đỉnh LTE theo lớp Lớp Tốc độ đỉnh Mbps DL 10 50 100 150 500 UL 25 50 50 75 Dung lượng cho chức lớp vật lý Băng thông RF 20MHz Điều chế DL QPSK, 16QAM, 64QAM QPSK,16QAM, 64QAM UL QPSK, 16QAM Dịch vụ LTE Advanced Qua việc kết nối đường truyền tốc độ cao, băng thông linh hoạt, hiệu suất phổ cao giảm thời gian trễ gói, LTE cung cấp nhiều dịch vụ đa dạng Bảng 1.5 So sánh dịch vụ 3G LTE Dịch vụ Môi trường 3G Môi trường 4G (LTE) Thoại Âm thời gian thực VoIP, video hội nghị chất lượng cao Tin nhắn SMS, MMS, email ưu tiên thấp Các tin nhắn photo, IM, email di động, tin P2F nhắn video 1.4 Lướt web Thơng tin cước phí Riêng tư Games Truy cập đến dịch vụ online, trực tuyến, trình duyệt WAP thơng qua GPRS mạng 3G Người dùng trả qua mạng cước tính chuẩn Chủ yếu dựa thông tin văn Chủ yếu âm chng, bao gồm hình chờ nhạc chờ Duyệt siêu nhanh, tải nội dung lên mạng xã hội Tạp trí trực tuyến, dịng âm chất lượng cao Âm thực (thu âm gốc từ người nghệ sĩ), trang web cá nhân Tải chơi trực tuyến Kinh nghiệm game trực tuyến vững qua mạng cố định mạng di động Video/TV Chạy tải video Các dịch vụ quảng bá TV, Tivi theo theo yêu cầu yêu cầu dòng video chất lượng cao Nhạc Tải đầy đủ track dịch vụ Lưu trữ tải nhạc chất lượng cao âm Nội dung tin nhắn Mcomerce (thương mại qua điện thoại) Mạng liệu di động Tin nhắn đồng cấp sử dụng ba thành phần tương tác với media khác Thực giao dịch toán qua mạng di động Phân phối tỷ lệ rộng video, clip, dịch vụ karaoke, video quảng cáo di động Điện thoại cầm tay thiết bị toán, với chi tiết toán qua mạng tốc độ cao phép giao dịch thực nhanh chóng Truy cập đến mạng nội Chuyển đổi file P2P, ứng dụng kinh sở liệu cách sử dụng doanh, ứng dụng chia sẻ, thông tin M2M, di ứng dụng CRM động intranet/extranet Tình hình triển khai 4G Việt Nam Ngay từ năm 2010, Bộ Thông tin truyền thông cấp giấy phép thử nghiệm LTE cho nhà khai thác bao gồm: VNPT, Viettel, FPT Telecom, CMC VTC Trong đó, VNPT đơn vị thử nghiệm LTE, hoàn thành lắp đặt trạm LTE vào 10/10/2010 cho phép truy cập Internet tốc độ 60 Mbps, sau mở rộng lắp đặt 15 trạm địa bàn Hà Nội Tiếp đó, Viettel thử nghiệm LTE Hà Nội Hồ Chí Minh với số lượng lắp đặt địa bàn 40 trạm phát sóng 1.6 Tổng kết Chương giới thiệu tổng quan hệ thống LTE bao gồm mục tiêu thiết kế, tiềm năm công nghệ, hiệu suất hệ thống, thông số lớp vật lý, dịch vụ LTE,… từ đưa so sánh với cơng nghệ WiMax trước Phần cuối chương đề cập đến triển vọng tình hình phát triển công nghệ LTE Việt Nam 1.5 CHƯƠNG CÁC KỸ THUẬT TRONG 4G/ LTE ADVANCED 2.1 Cấu trúc mạng 4G LTE thiết kế để hỗ trợ cho dịch vụ chuyển mạch gói, đối lập với chuyển mạch kênh truyền thống Nó hướng đến cung cấp kết nối IP UE PDN mà ngắt quãng ứng dụng người dùng suốt trình di chuyển Hình 2.1 cho thấy khác cấu trúc UMTS LTE Hình 2.1 So sánh cấu trúc UMTS LTE Mạng truy nhập vô tuyến RAN (Radio Access Network): mạng truy nhập vô tuyến LTE gọi E-UTRAN đặc điểm tất dịch vụ, bao gồm dịch vụ thời gian thực, hỗ trợ qua kênh gói chia sẻ Có nhiều loại chức khác mạng tế bào Dựa vào chúng, mạng chia thành hai phần: mạng truy nhập vô tuyến mạng lõi 2.1.1 Cấu trúc SAE LTE Hình 2.2 Kiến trúc mạng 4G LTE/SAE  Mạng lõi EPC: Chịu trách nhiệm điều khiển tổng thể UE thiết lập kênh mạng EPC gồm vài thực thể chức năng: - MME: chịu trách nhiệm xử lý chức mặt điều khiển, liên quan đến quản lý thuê bao quản lý phiên - S-GW: vị trí kết nối giao tiếp liệu gói với E-UTRAN Nó hoạt động node định tuyến đến kỹ thuật 3GPP khác - P-GW: điểm đầu cuối cho phiên hướng mạng liệu gói bên ngồi Nó Router đến mạng Internet - PCRF: điều khiển việc tạo bảng giá cấu hình hệ thống đa phương tiện IP IMS (the IP Multimedia Subsystem) cho người dùng - HSS: nơi lưu trữ liệu thuê bao cho tất liệu người dùng Nó sở liệu chủ tâm trung tâm nhà khai thác  Mạng truy nhập E-UTRAN E-UTRAN chịu trách nhiệm cho tất chức liên quan đến vô tuyến đây: - Nén tiêu đề: tiêu đề gói IP chiếm băng thông lớn VoIP, nén tiêu đề cho phép sử dụng hiệu suất giao diện vô tuyến - An ninh: tất số liệu phát giao diện vô tuyến phải mật mã hóa - Kết nối đến EPC: bao gồm báo hiệu đến MME đường truyền kênh mang đến S-GW 2.1.2 Cấu trúc LTE liên kết với mạng khác Kiến trúc hệ thống 4G LTE/SAE tương tác với mạng 2G 3G GPRS/UMTS cho hình 2.3 Trong kiến trúc S-GW hoạt động neo di động cho tương tác với công nghệ 3GPP GSM UMTS Kiến trúc đưa hai giao diện: S3 S4 Hình 2.3 Cấu trúc hệ thống 4G LTE/SAE tương tác với mạng 3GPP khác Hình 2.4 Cấu trúc hệ thống 4GLTE/SAE tương tác với mạng 3GPP khác Hình 2.5 Cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập 3GPP liên mạng với CDMA2000 10 Hình 2.6 Ngăn xếp giao thức mặt phẳng người sử dụng  Mặt phẳng điều khiển, CP Hình 2.7 Ngăn xếp giao thức mặt phẳng điều khiển 11 2.3 Chuyển giao Chuyển giao phương tiện cần thiết để thuê bao di chuyển mạng Khi thuê bao chuyển động từ vùng phủ sóng sang ô khác kết nối với ô phải thiết lập kết nối với ô cũ phải hủy bỏ 2.3.1 Mục đích chuyển giao Lý chuyển giao kết nối vô tuyến không thỏa mãn tiêu chuẩn định UE UTRAN thực cơng việc để cải thiện kết nối Khi thực kết nối chuyển mạch gói, chuyển giao thực UE mạng thực truyền gói khơng thành cơng Các điều kiện chuyển giao thường gặp là: điều kiện chất lượng tín hiệu, tính chất di chuyển thuê bao, phân bố lưu lượng, băng tần… 2.3.2 Trình tự chuyển giao Trình tự chuyển giao gồm pha: pha đo lường, pha định pha thực  Pha đo lường  Pha định  Pha thực 2.3.3 LTE Advanced đa sóng mang MIMO siêu cao Trung tâm LTE ý tưởng kỹ thuật đa anten, sử dụng để tăng vùng phủ sóng khả lớp vật lý Thêm vào nhiều anten với hệ thống vô tuyến cho phép khả cải thiện hiệu suất tín hiệu phát có đường dẫn vật lý khác Có ba loại kỹ thuật đa anten Đầu tiên giúp sử dụng trực tiếp phân tập đường dẫn xạ đường dẫn bị mát fading khác không Thứ hai việc sử dụng kỹ thuật hướng búp sóng(beamforming) cách điều khiển mối tương quan pha tín hiệu điện phát vào anten với lượng truyền lái theo tự nhiên Loại thứ ba sử dụng phân tách không gian ( khác biệt đường dẫn cách tách biệt anten ) thông qua việc sử dụng ghép kênh theo khơng gian tạo chùm tia, cịn gọi kỹ thuật đa đầu vào, đa đầu (MIMO ) 12 2.3.4 Mơ hình đường xuống LTE kịch đa Hình 2.8 Mơ hình đường xuống LTE kịch đa ô Kỹ thuật chuyển giao thuật toán chuyển giao hay định chuyển giao thực mơ hình đường xuống LTE kịch đa ô cho người dùng di chuyển eNodeB Hai thành phần có liên quan đến là: xử lý chuyển giao MME/Gateway a Thiết bị người dùng (UE) b eNodeB 2.4 Tổng kết Chương khái quát cấu trúc mạng 4G, đặc tính kỹ thuật giới thiệu khái niệm, mục đích trình tự chuyển giao mạng 4G Ngồi cịn khái qt hóa mơ hình đa (mơ hình sử dụng để xét chuyển giao) Mạng 4G có ưu điểm vượt trội so với 3G tốc độ, thời gian trễ nhỏ, hiệu suất sử dụng phổ cao với việc sử dụng băng thông linh hoạt, cấu trúc đơn giản nên giảm giá thành 13 CHƯƠNG TRIỂN KHAI MẠNG DI ĐỘNG 4G VINAPHONE TẠI HÀ NỘI 3.1 Khái quát tình hình trị, kinh tế xã hội Việt Nam Tổng sản phẩm nước (GDP) tháng năm 2017 ước tính tăng 6,41% so với kỳ năm trước, quý I tăng 5,15%, quý II tăng 6,28% ước tính quý III tăng 7,46% Mức tăng trưởng tháng năm cao mức tăng 5,99% kỳ năm 2016, khẳng định tính kịp thời hiệu giải pháp Chính phủ ban hành, đạo liệt cấp, ngành, địa phương thực hiện, tín hiệu tích cực để kinh tế hướng tới mục tiêu tăng trưởng 6,7% năm 2017 Trong khu vực nông, lâm nghiệp thủy sản, ngành thủy sản đạt mức tăng cao với 5,42% so với kỳ năm 2016 Trong khu vực công nghiệp xây dựng, ngành công nghiệp tăng 6,95%, thấp mức tăng 9,86% 7,40% kỳ năm 2015 năm 2016 Trong khu vực dịch vụ, mức tăng số ngành có tỷ trọng lớn sau: Bán bn bán lẻ tăng 8,16% so với kỳ năm trước, ngành có đóng góp cao vào mức tăng trưởng chung (0,75 điểm phần trăm); dịch vụ lưu trú ăn uống tăng 9,00%, đóng góp 0,35 điểm phần trăm; hoạt động tài chính, ngân hàng bảo hiểm tăng 7,89% (mức tăng cao năm gần đây), đóng góp 0,40 điểm phần trăm; hoạt động kinh doanh bất động sản tăng 3,99% (mức tăng cao từ năm 2012 trở lại đây), đóng góp 0,22 điểm phần trăm Về cấu kinh tế tháng năm nay, khu vực nông, lâm nghiệp thủy sản chiếm tỷ trọng 14,66%; khu vực công nghiệp xây dựng chiếm 32,50%; khu vực dịch vụ chiếm 42,67%; thuế sản phẩm trừ trợ cấp sản phẩm chiếm 10,17% (cơ cấu tương ứng kỳ năm 2016 là: 15,52%; 32,52%; 41,77%; 10,19%) Xét góc độ sử dụng GDP tháng, tiêu dùng cuối tăng 7,30% so với kỳ năm 2016 3.2 Khái quát mạng di động 2G/ 3G/ 4G VinaPhone Hà Nội Bảng 3.1 Hiện trạng hệ thống vô tuyến mạng Vinaphone Hà Nội Tên tỉnh/tp 2G 3G 4G Số trạm Hãng Số trạm Hãng Số trạm Hãng Hà Nội 2282 Huawei 2603 Huawei, NSN 2143 NSN Năm 2017, việc cạnh tranh để thu hút phát triển thuê bao di động nhà mạng tiếp tục diễn liệt, đua nóng mạng di động VinaPhone, MobiFone, Viettel Bộ Thông tin Truyền thông cấp giấy phép kinh doanh dịch vụ 4G Theo Báo cáo “Khảo sát mức độ hài lòng người dùng 3G Tp lớn năm 2015, có tới 92% người dùng 3G tham gia khảo sát cho tốc độ đường truyền yếu tố quan trọng dịch vụ 3G (khảo sát năm ngối cho thấy vùng phủ sóng yếu tố quan trọng ) Đặc biệt, có tới 26% người dùng khơng hài lịng 19% người dùng khơng hài lòng tốc độ đường truyền, 56% người dùng 3G mong muốn nhà mạng cải thiện tốc độ kết nối chất lượng mạng Vì vậy, với vị mạng thông tin di động lớn Việt Nam Để đáp ứng yêu cầu tăng tốc độ truy cập vô tuyến băng rộng khách hàng, VNPT triển khai Hệ thống thông tin di động hệ 4G-LTE rộng khắp 63/63 Tỉnh/Tp 3.3 Triển khai mạng di động 4G LTE VinaPhone Hà Nội Đồng với việc triển khai 4G, Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam phê duyệt định kế hoạch phát triển mạng di động Vinaphone Tại thành phồ Hà Nội năm 2018, Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam đầu tư lắp đặt thêm trạm vô tuyến 3G/4G LTE-A nhằm nâng cao lực mạng 4G LTE, nâng cao lực hệ thống vô tuyến mạng Vinaphone có khu vực Hà Nội, đáp ứng nhu cầu phát triển sản xuất kinh doanh Hãng Nokia cung cấp thiết bị 4G LTE để triển khai địa bàn Hà Nội 14 3.3.1 Quy hoạch băng tần triển khai refarming băng tần DCS1800 cho sử dụng chung GSM1800 LTE1800 Thực quy hoạch tần số Refarming GL1800 mạng vô tuyến GSM1800 Vinaphone cần đảm bảo số nguyên tắc: + Về phạm vi triển khai: Tối đa việc triển khai trạm L1800@15MHz + Về thiết kế vùng refarm & buffer: Thông thường vùng buffer rộng 6km 2-3 lớp trạm tùy theo điều kiện đảm bảo + Về kiểm soát nhiễu GL1800: Đảm bảo kiểm soát can nhiễu GSM1800 LTE1800; đảm bảo kiểm soát nhiễu nội GSM1800 tần số tái sử dụng sau hạ cấp để refarming + Về dung lượng GSM1800: Đảm bảo trì lưu lượng sau hạ cấu hình + Về GUL Inter-Working: Đảm bảo tương tác smooth GSM/UMTS/LTE + Căn việc rà soát cấu hình, HSSD mạng GSM đề xuất phương án quy hoạch tần số GSM1800@15MHz cho thành phố Hồ Chí Minh Hà Nội sau: Bảng 3.2 Quy hoạch tần số GSM1800@15Mhz cho TP Hồ Chí Minh, Hà Nội Freq Type BCCH_1800 (Outdoor) ARFCN DL Hopping Type 587-595 NO 10 BCCH SFH 1:1 12 TCH cấu hình tối đa 3/3/3 cho G1800Only 2/2/2 cho G900/1800 596 (dự phòng bảo vệ vs TCH) TCH_1800 597-606 & HSN – 63 (Outdoor) 512, 586 (khoảng bảo kệ 550KHz) MAIO {0,2,4 12} BCCH-IBS-1800 Note 607-611 NO Loading Factor = 16.7% 05 BCCH 607-611 & 513, 585 (khoảng bảo kệ 350KHz) TCH-IBS-1800 514, 584 (khoảng bảo kệ 150KHz) (cấu hình cao tinh chọn từ dải BCCH_1800 Outdoor) + Cho khu vực tỉnh quy hoạch sau: 07 TCH BBH or SFH Ad-hoc BBH (H// + E//) SFH Ad-Hoc (Moto) 15 Freq Type BCCH_1800 (Outdoor) TCH_1800 (Outdoor) BCCH-IBS-1800 TCH-IBS-1800 3.3.2 Bảng 3.3 Quy hoạch tần số GSM1800@15Mhz cho tỉnh Hopping ARFCN DL Note Type 587-596, NO 10 or 15 BCCH 607 – 611 (k.vực IBS) SFH 1:1 12 TCH cấu hình tối đa 597-606 HSN – 63 3/3/3 cho G1800Only 512, 586 (khoảng bảo kệ 550KHz) MAIO 2/2/2 cho G900/1800 {0,2,4 12} Loading Factor = 16.7% 607-611 05 BCCH, 07 - 09 TCH 607-611 & BBH or SFH BBH (H// + E//) SFH 513, 585 (khoảng bảo kệ 350KHz) Ad-hoc Ad-Hoc (Moto) 514, 584 (khoảng bảo kệ 150KHz) Quy hoạch, định cỡ mạng truyền tải, vô tuyến cho 4G PCRF eNodeB L2SW MME/SGW UPE PE Internet PE-AGG MAN-E VN2 PE PE UPE PGW eNodeB HSS Hình 3.1 Hạ tầng mạng truyền tải IP khuyến nghị cho mạng 4G Quy hoạch định cỡ mạng truyền tải, vô tuyến 4G thể hình 3.1, đó: - Các eNodeB tỉnh kế nối với thông qua mạng MAN-E sử dụng E-LAN - Các eNodeB giáp danh tỉnh kết nối E-LINE E-LAN - MME/SGW coi node E-LAN kết nối đến eNode - Các phần tử mạng Core LTE kết nối với thông qua nhiều VLAN VN2 Hiện trạng truyền tải mạng di động 3G VNPT Hiện tại, 99% số lượng NodeB mạng 3G VNPT thu gom qua giao diện GE/FE hệ thống L2 Switch, kết nối với mạng MANE VNPT tỉnh/thành Hệ thống Switch hỗ trợ hai chế độ 100Mbps (FE) 1Gbps (GE) tùy theo cấu hình trạm NodeB Mơ hình truyền tải thiết kế theo nội tỉnh liên tỉnh: 16 PE Vn2 PE Vn2 VN2 PE Vn2 GE 1Q PE Vn2 L2 Switch IP NodeB FE/GE vpn UPE vpn AGG X3 76x MGW SGSN IP NodeB vpn FE/GE vpn UPE RNC X3 76x MANE VNPT Tỉnh/TPAGG GE 1Q VNP IP CORE Hình 3.2 Mơ hình kết nối IuB RNC đặt Tỉnh/TP trung tâm vùng Mơ hình mạng thu gom di động 3G/4G nội tỉnh: Hạ tầng mạng truyền tải di động xây dựng theo yêu cầu: - Trạm 4G dùng chung với 3G - Các thiết bị thu gom thu gom chung cho trạm 3G, 4G - Cáp quang truy nhập, tạo ring sử dụng hạ tầng mạng cáp quang đầu tư nội tỉnh - Truyền tải nội tỉnh, liên tỉnh sử dụng hạ tầng mạng MANE & VN2 Trường hợp 1: Tại Tỉnh/TP có đặt Core EPC ví dụ Hà Nội, Hồ Chí Minh: Lưu lượng từ eNodeB thu gom MAN E sử dụng L3 VPN sau định tuyến trực tiếp sang router M-PE &Core EPC vùng, không cần qua mạng VN2 để giảm số hop tồn trình 17 P Gateway INTERNET MAN E VNPT HNI/HCM/DNG Core EPC vùng EPC S Gateway MME PE Mobile PE Mobile PE Agg Vrf Vrf PE Agg L3 VPN1 L3 VPN2 L3 VPN3 UPE Vrf 2xGE 1Q UPE vrf 2xGE 1Q GE Optical L2 Switch GE L2 Switch L3 VPN1 : Dành cho traffic Voice Data L3 VPN2 : dành cho lưu lượng báo hiệu điều khiển L3 VPN 3: dành cho lưu lượng quản lý NMS, OSS MAN E TP HNI/HCM Nơi đặt Core EPC Kết nối trực tiếp Core EPC ko qua VN2 kết nối giao diện X2 kết nối giao diện S1-U kết nối giao diện S1MME eNodeB eNodeB Hình 3.3 Mơ hình truyền tải 4G LTE tỉnh/ thành phố có đặt Core EPC 18 Trường hợp 2: Tại tỉnh/ thành phố không đặt Core EPC : Lưu lượng từ eNodeB thu gom MAN E Tỉnh/TP sử dụng L3 VPN sau định tuyến qua mạng PE/VN2 để Core EPC vùng, đặt Hà Nội, TP Hồ Chí Minh P Gateway INTERNET Core EPC HNI EPC PE Mobile VN2 VNPT PE VN2 PE Mobile Vrf PE VN2 Vrf L3 VPN1 L3 VPN2 L3 VPN3 PE Mobile MAN E VNPT T/TP MME S Gateway PE Agg Vrf Vrf PE Mobile Vrf Vrf PE Agg L3 VPN1 L3 VPN2 L3 VPN3 UPE Vrf vrf UPE 2xGE 1Q 2xGE 1Q GE Optical L2 Switch GE L2 Switch L3 VPN1 : Dành cho traffic Voice Data L3 VPN2 : dành cho lưu lượng báo hiệu điều khiển L3 VPN 3: dành cho lưu lượng quản lý NMS, OSS VN2/VNPT kết nối giao diện X2 kết nối giao diện S1-U kết nối giao diện S1MME eNodeB eNodeB Hình 3.4 Mơ hình truyền tải 4G LTE tỉnh/ thành phố không đặt Core EPC 19 3.3.3 Thiết kế cell chi tiết cho e-NodeB Mục tiêu: Thống phương án phân tải inter-working mạng 4G/LTE lớp mạng UMTS, GSM hữu mạng vô tuyến Vinaphone Tăng hiệu sử dụng thiết bị 4G/LTE thiết bị vô tuyến 2G/3G hữu đồng thời nâng cao trải nghiệm dịch vụ công nghệ 4G tốt cho người dùng Thuận lợi quản lý, thiết kế vận hành khai thác mạng lưới (quy tắc khai báo neighbor, thiết lập tham số, tính năng, ) Xây dựng phương án đo kiểm đánh giá thực thi sách phân tải inter-working Nguyên tắc thiết lập mức ưu tiên lớp mạng: Trên mạng vô tuyến Vinaphone hữu gồm có nhiều lớp mạng: Mạng 2G GSM gồm GSM900 DCS1800; Mạng 3G UMTS gồm: + 3G UMTS2100 ưu tiên dành cho dung lượng gồm 03 tần số: F1, F2, F3 + 3G UMTS900 ưu tiên dành cho vùng phủ gồm 01 tần số F4 + Ưu tiên phục vụ thuê bao công nghệ cao 4G đến 3G sau 2G (đầu cuối thuê bao hỗ trợ công nghệ tương ứng) + 4G LTE: LTE2600 – ưu tiên dành cho dung lượng có mức ưu tiên cao LTE1800 - dành cho vùng phủ LTE700 + Dự kiến mức ưu tiên lớp mạng sau: LTE2600  LTE1800  LTE700  UMTS2100  UMTS900  GSM900/1800 + Quy định chung giá trị tuyệt đối mức ưu tiên lớn ưu tiên cao Nguyên tắc phân lớp mạng chế độ Idle: Nguyên tắc thiết lập mức ưu tiên lớp mạng vô tuyến Vinaphone chế độ Idle sau: LTE2600  LTE1800  LTE700  UMTS2100  UMTS900  GSM900/1800 Bảng 3.4 Nguyên tắc phân lớp mạng chế độ Idle Các lớp mạng (Layer) Priority Dự phòng cho lớp mạng ưu tiên cao (IBS, Smallcell, ) LTE2600 LTE1800 Cho lớp mạng LTE khác (LTE700, LTE850, ) WCDMA2100 (F1, F2, F3) & WCDMA900 Dự phòng GSM 900-1800 Dự phòng cho mạng, khu vực ưu tiên thấp 20 Nguyên tắc phân lớp mạng chế độ Connected: Nguyên tắc thiết lập mức ưu tiên lớp mạng di động VNPT-Net chế độ Connected sau: LTE2600  LTE1800  LTE700  UMTS2100  UMTS900  GSM900/1800 Bảng 3.5 Nguyên tắc phân lớp mạng chế độ Connected Các lớp mạng (Layer) Priority Dự phòng cho lớp mạng ưu tiên cao (IBS, Smallcell, ) LTE2600 LTE1800 Cho lớp mạng LTE khác (LTE700, LTE850, ) WCDMA2100 (F1, F2, F3) & WCDMA900 Dự phòng GSM 900-1800 Dự phòng cho mạng, khu vực ưu tiên thấp Lắp đặt trạm e-NodeB tận dụng hạ tầng 2G/ 3G có sẵn Để việc triển khai lắp đặt trạm e-NodeB tận dụng hạ tầng 2G/3G sẵn có đạt hiệu tốt phải tiến hành thực bước sau: 3.3.4 Hình 3.5 Sơ đồ khối bước triển khai 3.3.5 3.3.6 Phát sóng trạm e-NodeB Sau hồn thành việc lắp đặt thiết bị, bước để phát sóng trạm triển khai sau: - Cài đặt phần mềm - thiết lập cấu hình (Commissiong) trạm dựa theo cấu hình trạm SRAN BTS sử dụng chức trạm SRAN BTS cấu hình trạm - Phát sóng trạm e-NodeB - Sửa lỗi trạm e-NodeB Đo kiểm vùng phủ sóng, đánh giá chất lượng mạng lưới sau phát sóng trạm e-NodeB Sau phát sóng trạm e-NodeB, tiến hành đo kiểm vùng phủ sóng để đánh giá chất lượng dịch vụ Các bước thực sau: - Đo kiểm vùng phủ sóng (DriveTest) - Thơng tin thu thập qua DriveTest - Vai trò DriveTest - Một số cơng cụ cần thiết: 21 Hình 3.6 Sơ đồ kết nối thiết bị đo kiểm 22 Bảng 3.6 Kết thông số kỹ thuật đo kiểm 4G LTE quận Hoàn Kiếm - Hà Nội: STT Coverage Unit VinaPhone % 85.3 RSRP >=-95dBm RSRP Average dBm -84.01 RSRQ >=-14dB % 87.63 RSRQ Average dB -9.9 SINR >=5 % 96.64 SINR Average dB 16.5 KPI DT CSFB CSSR % 99.65 CSFB Call Setup Time ms 4050 Time return to LTE from UMTS ms 0.41 Data connection setup time (average) ms 26 PS Access Successful Rate – PS ASR % 99.16 PS Drop Rate – PS DR % 3.3 Intra-LTE HOSR % 100 Inter-LTE HOSR % NA Application throughput DL (Single user – MIMO 2x2) (Average) Mbps 42 10 Application throughput DL (Single user – MIMO 2x2) (Max) Mbps 132 11 Application throughput UL (Single user – MIMO 2x2) (Average) Mbps 25 12 Application throughput UL (Single user – MIMO 2x2) (Max) Mbps 45 13 DL/UL Max theo lý thuyết Mbps 132/47 14 LTE Bandwidth MHz 15 15 Cell Count 787 16 TAC Count 13 23 3.4 Tổng kết Chương chủ yếu nghiên cứu việc triển khai thực tế mạng di động 4G LTE VinaPhone thành phố Hà Nội, từ khâu quy hoạch, định cỡ, lắp đặt, phát sóng đo kiểm chất lượng mạng 4G LTE Thực tế, tính đến thời điểm nay, gần 3.000 trạm e-NodeB phát sóng địa bàn thành phố Hà Nội 24 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Nội dung luận văn tập trung tìm hiểu, nghiên cứu cơng nghệ 4G LTE để thiết kế, triển khai mạng thông tin di động 4G LTE khu vực thành phố Hà Nội Hệ thống mạng thông tin di động 4G LTE nâng cao lực mạng lưới, tảng cung cấp dịch vụ đa phương tiện, dịch vụ băng rộng,…và bắt kịp xu hướng công nghệ giới Là hướng nghiên cứu mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho đời sống kinh tế xã hội, đặc biệt công tác triển khai 4G Với kết đạt được, việc xây dựng hệ thống mạng thông tin di động 4G LTE cho mạng VinaPhone hoàn tồn khả thi áp dụng tốt thời điểm Hướng phát triển luận văn: - Cân chỉnh, tối ưu hóa mạng thơng tin di động 4G LTE địa bàn thành phố Hà Nội nói riêng mạng di động 4G LTE VinaPhone nói chung - Nghiên cứu xây dựng, mở rộng mạng lưới phủ sóng di động 4G LTE tồn lãnh thổ Việt Nam - Nghiên cứu phát triển dịch vụ dựa vào tảng di động 4G LTE nhằm nâng cao khả cung cấp dịch vụ lực cạnh tranh cho mạng lưới - Các biện pháp đảm bảo an ninh cho hệ thống để nâng cao chất lượng dịch vụ - Nghiên cứu để triển khai mạng di động 5G cho mạng VinaPhone ... ? ?Triển khai mạng di động 4G VinaPhone Hà Nội? ?? Luận văn bao gồm nội dung sau: Chương I: Tổng quan mạng 4G/ LTE Chương II: Các kỹ thuật 4G/ LTE Advanced Chương III: Triển khai mạng di động 4G VinaPhone. .. băng rộng khách hàng, VNPT triển khai Hệ thống thông tin di động hệ 4G- LTE rộng khắp 63/63 Tỉnh/Tp 3.3 Triển khai mạng di động 4G LTE VinaPhone Hà Nội Đồng với việc triển khai 4G, Tập đồn Bưu... chỉnh, tối ưu hóa mạng thơng tin di động 4G LTE địa bàn thành phố Hà Nội nói riêng mạng di động 4G LTE VinaPhone nói chung - Nghiên cứu xây dựng, mở rộng mạng lưới phủ sóng di động 4G LTE tồn lãnh