Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Tối ưu mạng truy nhập vô tuyến 4G VNPT

Bố cục của Luận văn gồm có 3 chương: Chương 1 - Tổng quan mạng di động 4G tại VNPT; Chương 2 - Quy trình tối ưu mạng truy nhập vô tuyến 4G; Chương 3 - Thực hiện tối ưu hoá mạng truy nhập 4G cho nhà mạng VNPT. Mời các bạn cùng tham khảo!

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - NGUYỄN THANH HIẾU TỐI ƯU MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 4G VNPT CHUN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THƠNG MÃ SỐ: 8.52.02.08 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2020 Luận văn hồn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN ĐỨC NHÂN Phản biện 1: ………………………………………………………… Phản biện 2: ………………….…………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng Vào lúc: ngày tháng năm 2020 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng 1 MỞ ĐẦU Hiện 4G triển khai rộng rãi toàn lãnh thổ Việt Nam, Nhu cầu băng thông rộng, tốc độ cao ngày tăng mạng 4G LTE đáp ứng yêu cầu công nghệ di động bang rộng Tối ưu vùng phủ cơng việc thường xun định kỳ q trình khai thác, vận hành mạng di động Một vùng phủ yếu cho kết chất lượng dịch vụ Dựa kết đo kiểm phát vùng phủ có tín hiệu yếu, tốc độ bit thấp Đánh giá chất lượng vùng phủ dựa tham số đo kiểm mạng gọi KPI đo kiểm Đề tài “TỐI ƯU MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 4G VNPT” vào trình bày bước tối ưu hóa hệ thống, xây dựng quy trình tối ưu hố mạng truy nhập vô tuyến 4G Bài luận văn cung cấp cách vận hành, thay đổi tham số mạng 4G nhà sản xuất thiết bị 4G Huawei, Nokia, Ericsson Bố cục luận văn gồm có chương sau: Chương 1: Tổng quan mạng di động 4G VNPT Chương 2: Quy trình tối ưu mạng truy nhập vô tuyến 4G Chương 3: Thực tối ưu hoá mạng truy nhập 4G cho nhà mạng VNPT Để hồn thành luận văn này, tơi xin bày tỏ cảm kích đặc biệt tới thầy khoa Quốc tế Đào tạo sau Đại học Học viện Cơng nghệ Bưu viễn Thơng người cung cấp cho kiến thức chuyên sâu, tài liệu quý báu lĩnh vực viễn thơng nói riêng cơng nghệ thơng tin truyền thơng nói chung Tơi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn trực tiếp luận văn TS Nguyễn Đức Nhân, người truyền dạy cho kiến thức chuyên ngành viễn thông từ năm ngồi ghế đại học, người dành nhiều thời gian tâm huyết giúp tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Học viện Bưu – Viễn Thông, thầy cô khoa Quốc tế sau Đại học, cảm ơn cô chủ nhiệm Lê Cẩm Thuần giúp đỡ tạo điều kiện cho suốt trình học tập 2 CHƯƠNG I TỔNG QUANG MẠNG DI ĐỘNG 4G TẠI VNPT 1.1 Tổng quan mạng 4G LTE Tiến hóa dài hạn (LTE-Long Term Evolution) hệ công nghệ di động dựa hệ thống viễn thông di động phổ cập / truy cập gói tốc độ cao (UMTS / HSPA) Chuẩn LTE nhắm mục tiêu tốc độ liệu cao hơn, hiệu sử dụng phổ cao hơn, độ trễ thấp hơn, băng thông kênh linh hoạt chi phí hệ thống so với người tiền nhiệm LTE coi mở hệ thứ tư (4G) thơng tin di động Nó gọi đa phương tiện di động, lúc, nơi, với hỗ trợ di động tồn cầu, Giải pháp khơng dây tích hợp Dịch vụ cá nhân tùy chỉnh LTE dựa giao thức internet (IP), cung cấp thông lượng cao hơn, băng thông rộng bàn giao tốt đảm bảo dịch vụ liền mạch khu vực bảo hiểm với hỗ trợ đa phương tiện 1.2 Kiến trúc mạng 4G LTE/LTE Advanced Kiến trúc mạng LTE thiết kế với mục tiêu hỗ trợ hoàn toàn chuyển mạch gói với tính di động linh hoạt, chất lượng dịch vụ cao độ trễ tối thiểu Với thiết kế phẳng hơn, đơn giản hơn, với nút cụ thể eNodeB thực thể quản lý di động MME (Mobility Management Entity) Phần điều khiển mạng vô tuyến RNC loại bỏ thay vào chức thực eNodeB Hình 1.1 mơ tả kiến trúc thành phần mạng LTE Kiến trúc mạng chia thành phần bao gồm: mạng truy nhập vô tuyến E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network), mạng truyền tải lưu lượng MAN-E,mạng lõi EPC (Evolved Packet Core), vùng dịch vụ (Services Domain) Internet Switch S3300 1xGE (OM) 1xGE (Service) S3300 X2 IPCLK 1xGE Mạng dịch vụ 1xGE (OM) 1xGE (Service) Switch eNo deB GE MAN-E VNPT NET IP Core Network DWD M eNodeB Switch HSS PCRF Router_1 MME Router_2 EPC Switch U2000 Server Hình 1 Kiến trúc mạng thông tin di động 4G-LTE VNPT Sm art Ph on e GE BTS/ NodeB P-GW SGW Smart Phone Switch IPCLK Cell Phon e 1.2.1 Mạng truy nhập vô tuyến E-UTRAN 3GPP phát triển giao diện vô tuyến để đáp ứng nhu cầu E - UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access) đời phiên nâng cấp giao diện vô tuyến cho mạng di động  User Equipment (UE) UE thiết bị đầu cuối mà người sử dụng dùng để kết nối Thông thường UE thiết bị cầm tay điện thoại thông minh card liệu sử dụng 2G 3G UE thường có module để nhận dạng thuê bao gọi USIM (Universal Subscriber Identity Module), module riêng biệt với phần lại UE thường gọi thiết bị đầu cuối TE (Terminal Equipment) USIM thường sử dụng để nhận dạng xác thực thuê bao dùng khóa bảo mật cho việc bảo vệ truyền tải giao diện vơ tuyến Chức UE tảng cho ứng dụng kết nối, giúp cho tín hiệu kết nối với mạng thiết lập, trì ngắt người sử dụng yêu cầu Điều bao gồm chức quản lý tính di động chuyển giao, thong báo vị trí thiết bị việc đươc UE thực theo dẫn mạng Chức quan trọng có lẽ UE cung cấp giao diện người sử dụng - ứng dụng tới cho người sử dụng  ENodeB E - UTRAN đơn giản hiểu mạng ENodeB kết nối với nhau, ENodeB phân bố khắp vùng phủ sóng mjang.ENodeB trạm gốc phát triển từ NodeB UTRAN UMTS nút mạng mạng truy nhập vô tuyến E - UTRAN ENodeB vừa thực chức NodeB bình thường vừa thực chức điều khiển RNC (Radio Network Controller), việc đơn giản hóa kiến trúc cho phép giảm thời gian trễ hoạt động giao diện vô tuyến.ENodeB hoạt động cầu nối lớp UE mạng lõi EPC, ENodeB điểm kết thúc tất giao thức vơ tuyến phía UE chuyển tiếp liệu kết nối vô tuyến kết nối IP tương ứng phía EPC Trong vai trị EnodeB thực việc nén/giải nén tiêu đề IP, mã hóa/giải mã liệu mặt phẳng người sử dụng 1.2.2 Mạng MAN-E Mạng MAN Ethernet thực chức thu gom lưu lượng đáp ứng nhu cầu truyền tải lưu lượng cho thiết bị mạng truy nhập Mạng MAN-E có khả cung cấp kết nối truy nhập Ethernet (FE/GE) tới khách hang, bên cạnh đó, Mạng E- MAN tổ chức thành mạng lõi mạng truy nhập sử dụng cho đơn vị có tuyến cáp quang chưa triển khai chưa đầy đủ Trong trường hợp đơn vị triển khai lắp đặt sẵn tuyến cáp quang xây dựng cấu hình E-MAN sử dụng cấu hình mục tiêu Cấu hình có ưu điểm có ln đảm bảo độ an toàn mạng cao trường hợp xẩy cố hỏng node đứt cáp quang tuyến 1.2.3 Kiến trúc mạng lõi LTE (EPC - Evolved Packet Core) Một thay đổi lớn kiến trúc mạng LTE khu vực mạng lõi sử dụng phương thức chuyển mạch chuyển mạch gói Kiến trúc mạng lõi EPC hướng tới kiến trúc đơn giản, kiến trúc all – IP với việc phân chia lưu lượng theo mặt phẳng điều khiển mặt phẳng người sử dụng, hỗ trợ tốc độ cao trễ nhỏ lại giảm chi phí 1.3 Kết luận Chương I luận văn mô tả tổng quan mạng 4G LTE kiến trúc mạng truy nhập vô tuyến E-UTRAN, mạng truyền tải MAN-E, kiến trúc mạng lõi EPC thành phần hệ thống mạng 4G 5 CHƯƠNG II QUY TRÌNH TỐI ƯU MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN 4G Để đảm bảo chất lượng dịch vụ nhà mạng tới khách hàng tốt VNPT luôn phát triển mạng lưới số lượng, bên cạnh việc tối ưu hóa mạng lưới thực cách liên tục cấp thiết 2.1 Phần mềm giám sát trạm di động 4G VNPT Hiện có nhà sản xuất thiết bị viễn thông lớn cung cấp sản phẩm cho tập đồn VNPT Huawei, Nokia Ericsson Mỗi hãng lại có phần mềm quản lý trạm riêng biệt, chương tìm hiểu giao diện phần mềm giám sát hãng  Chức phần mềm giám sát: - Cấu hình trạm - Quản lý phần mềm trạm - Giám sát trạng thái phần cứng, phần mềm + Thông tin trạng thái phiên phần mềm thời + Xem thông tin thiết bị + Thủ tục kiểm tra cục xác minh chức phần cứng - Xem trạng thái lỗi/trạng thái cảnh báo trạm - Tạo ảnh chụp, xem truyền tập tin - Bắt đầu thử nghiệm ngoại tuyến tạo báo cáo thử nghiệm - Nhiều phiên WebUI đồng thời xảy  Phần mềm SBTS element manager Nokia  Phần mềm CME operation Huawei  Phần mềm CRT security Ericsson 2.2 Đặc điểm antenna trạm gốc vấn đề nhiễu mạng truy nhập vô tuyến LTE sử dụng kỹ thuật OFDMA cho truy cập đường xuống SC-FDMA cho truy cập đường lên Kết hợp đồng thời với MIMO, kỹ thuật lập biểu, thích ứng đường truyền yêu cầu tự động phát lại lai ghép 2.2.1 Kỹ thuật đa truy nhập mạng 4G-LTE  Kỹ thuật truy cập phân chia theo tần số trực giao OFDM Center Frequency Transmitter Bit Frequency Data Source Modulator RF Transmission Bandwidth Hình Truyền đơn sóng mang Transmitter User Bit Data Source Modulator RF Center Frequency Frequency Transmission Bandwidth Bit Data Source Transmitter User Modulator RF Hình 2.8 Nguyên Lý FDMA Khoảng cách sóng mang Center Frequency Modulator Data Source S/P Modulator IFFT Frequency RF Transmission Bandwidth Modulator Hình Nguyên lý đa sóng mang Kỹ thuật điều chế OFDM, bản, trường hợp đặc biệt phương pháp điều chế FDM, chia luồng liệu thành nhiều đường truyền băng hẹp vùng tần số sử dụng, sóng mang (hay sóng mang phụ, sub-carrier) trực giao với Do vậy, phổ tín hiệu sóng mang phụ phép chồng lấn lên mà phía đầu thu khơi phục lại tín hiệu ban đầu Sự chồng lấn phổ tín hiệu làm cho hệ thống OFDM có hiệu suất sử dụng phổ lớn nhiều so với kĩ thuật điều chế thông thường 7  Kỹ thuật SC-FDMA Các tín hiệu SC-FDMA có tín hiệu PAPR tốt OFDMA Đây lý để chọn SC-FDMA cho LTE PAPR giúp mang lại hiệu cao việc thiết kế khuếch đại cơng suất UE, việc xử lý tín hiệu SCFDMA có số điểm Số - tương tự / Tần số vô tuyến Chèn tiền tố tuần hoàn / Định dạng xung Chuyển đổi song song - nối tiếp IDFT N-điểm DFT Mđiểm Sắp xếp sóng mang Chuyển đổi nối tiếp – song song tương đồng với OFDMA, đó, tham số hướng DL UL cân SC-FDMA: Tần số vô tuyến / Số - tương tự Khử tiền tố tuần hoàn Chuyển đổi nối tiếp - song song IDFT Mđiểm DFT N-điểm Tác h són g Kênh Giải xếp sóng mang / Cân Chuyển đổi song song - nối tiếp * M