3.4.1. Nguyên lý anten
Anten là thiết bị chuyển tín hiệu điện từ dây dẫn thành tín hiệu thành tín hiệu vô tuyến và truyền nó đi trong không khí cũng như thu tín hiệu vô tuyến và chuyển nó thành tín hiệu điện.
Khi dây dẫn có chứa dòng điện xoay chiều nó có thể phát xạ ra sóng điện từ với khả năng phát xạ liên quan đến chiều dài và hình dạng của dây dẫn.
Khi chiều dài của dây dẫn tăng đến độ dài của bước sóng dòng điện trong
dây dẫn sẽ tăng đột ngột và phát xạ mạnh nhất. Nói chung các dây dẫn thẳng ở dưới đây có thể nhìn rõ dạng phát xạ được gọi là lưỡng cực (dipole).
Hình 3.5 Trường phát xạ của Anten
Một dipole với 2 thanh có chiều dài bằng nhau được gọi là dipole đối xứng hay dipole 1/2 bước sóng. Một dipole đối xứng 1/2 bước sóng có thể được sử dụng độc lập. Nhiều dipole đối xứng 1/2 bước sóng có thể tạo thành dãy anten.
Hình 3.6 Dipole 1/2 bước sóng
Phân chia theo môi trường phát sóng gồm có
9 Anten outdoor: thường là anten có hướng được dùng cho môi trường ngoài
trời.
Hình 3.7 Anten outdoor
9 Anten indoor: Dùng trong các tòa nhà hay còn gọi là inbuilding
Anten gắn trên trần nhà Anten gắn trên tường
Hình 3.8 Anten indoor
3.4.2. Các đại lượng đặc trưng của Anten 3.4.2.1. Độ tăng ích của anten
Độ tăng ích của anten được tạo bởi một dãy các dipole cơ bản :
9 Với một dipole đối xứng ta có công suất thu được là 1 mW.
Chương 3 Các yếu tốảnh hưởng tới chất lượng phủ sóng
9 Với một dãy 4 anten đối xứng công suất thu được là 4mW.
Độ tăng ích anten được tính như sau: GAIN =10log 4( mW /1mW)=6dBi
Như thế độ tăng tích của anten liên quan đến dipole 1/2 bước sóng và sự phát xạ đẳng hướng.
Sự phát xạ đẳng hướng là công suất phát xạ của anten như nhau theo mọi
hướng. Độ tăng ích của anten theo một hướng nào đó là giá trị của trường phát ra theo hướng đó trên cường độ phát xạ đẳng hướng.
Dải tần số làm việc của anten: không quan tâm đến là anten phát hay thu thì anten sẽ luôn làm việc với dải tần cố định. Thực tế sử dụng là lựa chọn băng tần của anten để có thể bắt được tần số yêu cầu.
3.4.2.2. Góc ngẩng của anten
Góc ngẩng của anten được ứng dụng để phủ lên một vùng mong muốn và
tránh sự chồng chất không mong muốn.
Có 2 mô hình là góc độ điều chỉnh bằng điện và góc ngẩng điều chỉnh bằng cơ.
Mục đích của kỹ thuật điều khiển góc ngẩng là làm ngiêng búp sóng chính và làm giảm mức độ phát xạ đến các cell lân cận. Trong trường hợp này mức tần số ở cạnh của cell được giảm xuống, mức nhiễu sẽ thấp hơn rất nhiều so với mức tần số.
Hình 3.9 Các loại anten
3.4.2.3. Trở kháng vào của anten
Tỷ lệ của điện thế tín hiệu, cường độ tín hiệu của anten và các điểm kết nối feeder được gọi là trở kháng của anten.
Trở kháng vào có các thành phần điện trở và điện kháng. Đối với một số
anten ta có thể điều chỉnh được trở kháng của anten. Trong dải tần số hoạt động phần thực của trở kháng là rất nhỏ , phần ảo xấp xỉ bằng 50Ω, vì thế trở kháng của
anten là Zin= Rin=50Ω. Yêu cầu phải đảm bảo trở kháng của anten và feeder phải
ánh xạ tốt với nhau.
3.4.2.4. Tỷ số sóng đứng
Công suất sóng tới được truyền đến đầu vào của anten và không phát xạ
được hoàn toàn. Phần sóng phản xạ lại sẽ tạo ra hệ số sóng đứng.
Giá trị của hệ số sóng đứng trong khoảng từ 1 đến vô cùng. Hệ số sóng đứng bằng 1 chỉ ra sự phát xạ hoàn toàn, hệ số sóng đứng bằng vô cùng chỉ ra sự phản xạ hoàn toàn.
Chương 3 Các yếu tốảnh hưởng tới chất lượng phủ sóng
Hình 3.10 Hệ số sóng đứng
3.4.3. Mô hình lựa chọn anten
3.4.3.1. Các thông số liên quan đến mô hình lựa chọn anten
Trong việc lựa chọn anten thì số lượng anten là phức tạp nhất. Các thông số như vùng phát xạ, độ tăng ích, góc ngẩng được lựa chọn tùy theo địa hình , vật thể, độ cao BTS, bán kính vùng phủ. Các thông số khác được lựa chọn đơn giản tùy theo hệ thống thiết kế.
BTS lựa chọn anten phân cực tuyến tính. Trong thực tế anten phân cực đơn lựa chọn phân cực tuyến tính theo chiều đứng, trong khi đó anten phân cực kép lựa chọn phân cực ±450
Trong thành phố thị trấn số lượng BTS là lớn, bán kính vùng phủ của mỗi BTS là nhỏ. Đề xuất chọn anten phân cực kép.
Trong khu vực ngoại ô và nông thôn số lượng BTS là nhỏ, bán kính vùng phủ
là lớn. Độ phân tập không gian được lựa chọn để tăng hiệu ứng thu của BTS. Đề
xuất lựa chọn anten phân cực đơn.
3.4.3.2. Một số mô hình tiêu biểu
Trong thành phố thị trấn đông dân: lựa chọn anten có độ mở ngang là 650, độ mở đứng là 70 đến 100, với độ tăng ích anten trong khoảng từ 15 đến 18 dBi. Việc lựa chọn phải dựa trên các trường hợp cụ thể. Đối với trạm omni nên trên anten có độ tăng ích nhỏ và là anten điều khiển điện.
Trong khu vực ngoại ô và nông thôn lựa chọn anten có hướng với độ mở
ngang là 900, độ mở đứng từ 50 đến 70, độ tăng ích của anten trong khoảng từ 15 đến 18 dBi. Anten omni với độ mở đứng từ 50đến 70, độ tăng ích từ 9 đến 12 dBi.
Ở môi trường mặt nước như mặt hồ, mặt biển, sa mạc:
9 Anten có hướng: Nếu vùng phủ là lớn và rộng. Anen có độ mở ngang
từ 900 hoặc 1050, độ mở đứng từ 50 đến 70, độ tăng ích trong khoảng
từ 14 đến 18 dBi. Nếu vùng phủ là dài nhưng hẹp độ rộng búp sóng
của anten chỉ ở khoảng 650.
9 Anten Omni: Độ mở đứng từ 50đến 70, độ tăng ích từ 9 đến 12 dBi. Như thế tuy vào địa hình cũng như mật độ thuê bao thì việc lựa chọn anten cho phù hợp là rất quan trọng.
Chương 4 Tối ưu hóa mạng truy cập vô tuyến của công ty Vinaphone tại tỉnh Nam Định
Phần III
TỐI ƯU HÓA MẠNG TRUY CẬP VÔ
TUYẾN CỦA CÔNG TY
VINAPHONE TẠI TỈNH NAM ĐỊNH
Chương 4
Tối ưu hóa mạng truy cập vô tuyến của Công ty VinaPhone tại tỉnh Nam Định.
4.1. Giới thiệu mục đích, lý do và lợi ích tối ưu mạng vô tuyến
Mục đích:
Mục đích chủ yếu của việc tối ưu hoá mạng là để duy trì và cải thiện toàn bộ chất lượng và dung lượng hiện thời của mạng di động. Mục đích của việc tối ưu là để đạt được một hay các mục đích như sau:
9 Để nhận diện chính xác các suy giảm hiệu suất mạng. Các suy giảm này được nhận diện qua việc giám sát liện tục các KPIs của mạng đã được định nghĩa hay qua các phản ánh của khách hàng.
9 Khi bắt đầu thiết kế mạng, chất lượng của dịch vụ (QoS) phải được đề
nghị đến khách hàng. Tối ưu để chắc chắn hiệu suất mạng được duy
trì với chất lượng dịch vụ không thay đổi.
Lý do:
Các lý do của việc thực hiện quá trình tối ưu mạng:
9 Sau khi hoàn thành triển khai mạng, phát hiện lỗi khi giám sát KPIs
do việc hoạch định ban đầu không tốt bởi tín hiệu đường truyền vô
tuyến thật sự không như công cụ thiết kế dự đoán, do cơ sở dữ liệu đầu vào để thiết kế không chính xác và phân bố tải lưu lượng thật sự thì khác so với các dự đoán dựa trên các thống kê khi thiết kế.
9 Do việc bổ sung các tính năng, dịch vụ mới (ví dụ: dịch vụ tin nhắn
SMS/GPRS/EDGE) trong nổ lực để giới thiệu dịch vụ mới với ảnh
hưởng nhỏ nhất đến chất lượng dịch vụ hiện tại và nhỏ nhất chi phí
đầu tư bổ sung.
9 Tối ưu để hiệu chỉnh các vấn đề được nhận diện làm giảm hiệu suất
mạng sau khi kiểm tra (Audit) mạng.
9 Thực hiện hiệu chỉnh, tối ưu khi giám sát nhận diện đặc tính chất
lượng mạng KPIs suy giảm.
9 Cải thiện hiệu suất mạng để đạt được các yêu cầu kinh doanh.
9 Do lưu lượng ngày càng tăng, cấu trúc mạng thay đổi nhanh chóng và
ngày càng phức tạp.
9 Tinh chỉnh, thay đổi các tham số hoạt động mạng như tăng giảm vùng
phục vụ cell bằng các thay đổi tham số chuyễn giao, thay đổi góc ngẩng anten, tăng, giảm công suất phát,...
Các lợi ích của tối ưu hoá:
9 Duy trì, cải thiện chất lượng dịch vụ hiện tại.
9 Giảm tỉ lệ rời bỏ mạng của các khách hàng hiện tại.
9 Thu hút khách hàng mới qua việc cung cấp các dịch vụ hay chất lượng
dịch vụ tốt hơn bằng việc nâng cao đặc tính mạng.
9 Đạt được tối đa lợi nhuận do các dịch vụ tạo ra bởi việc sử dụng tối đa hiệu suất của các phần tử chức năng mạng.
Chương 4 Tối ưu hóa mạng truy cập vô tuyến của công ty Vinaphone tại tỉnh Nam Định
4.2. Quy trình tối ưu hóa mạng vô tuyến của Công ty VinaPhone
Hình 4.1 Quy trình tối ưu hóa mạng vô tuyến của Công ty VinaPhone
Tối ưu mạng GSM là một quy trình khép kín không có điểm kết thúc. Tạm thời có thể chia thành các bước chính: Giám sát -> Phân tích dữ liệu-> Nhận diện lỗi/ Thực thi các thay đổi -> Kiểm tra -> Giám sát
Giám sát
Có thể theo dõi sự hoạt động của mạng bằng những cách khác nhau, ví dụ sử dụng các tham số mạng, các cảnh báo, các log file đo kiểm Driving Test, các phản ánh từ khách hàng. Phổ biến nhất là xem xét các thống kê thông số của mạng mỗi ngày, các cảnh báo (từ OMC), và RNO hỗ trợ việc giám sát thường xuyên các cells kém chất lượng hay các cells có lưu lượng cao qua các chỉ số KPIs (Key Performance Indicators – Các chỉ số biểu diễn chính ).
Phân tích dữ liệu
Dĩ nhiên việc phân tích một cách chính xác và rõ ràng sẽ giúp cho việc khắc phục sự cố được nhanh chóng hơn. Quá trình phân tích nên bắt đầu càng sớm càng tốt ngay khi sự cố xuất hiện trong mạng. Ngoài tất cả các công cụ (Tools) hổ trợ
hiện có, quá trình phân tích cũng nên sử dụng các bộ đếm counters và các chỉ số
KPIs.
Phương pháp chính là xác định thời điểm bắt đầu xuất hiện sự cố và tìm cách giải quyết triệt để.
Nhận diện lỗi, thực thi các thay đổi
Sau khi phân tích, cần phải đưa ra những hành động cụ thể để khắc phục sự cố: thay đổi tần số, tinh chỉnh tilt, azimuth, neighbours, các tham số mạng, reset cards hoạt động kém hiệu quả, kiểm tra anten, feeder, nguồn, công suất phát, thay cards hỏng, …
Kiểm tra
Khâu này rất quan trọng để kiểm tra lại tính đúng đắn của các hành động
khắc phục trên ( Vì những tác động đó không phải lúc nào cũng hoàn toàn đúng, có thể khắc phục được sự cố, có thể không ảnh hưởng, có thể đi lệch hướng làm tình hình tồi tệ hơn). Nên sử dụng các công cụ (tools) như OMC, RNO, thiết bị đo kiểm
TEMS hay các phản ánh từ khách hàng cho việc kiểm tra này.
Nếu sự cố được xử lý thành công, sẽ tiếp tục quay lại quá trình giám sát ban đầu, cho đến khi lại phát hiện sự cố mới. Lưu ý quá trình kiểm tra cần được thực hiện cẩn thận ( đầu tiên ở mức TRX/cell, đến cluster, sau đó là toàn mạng ). Chính vì vậy tối ưu mạng GSM là một quy trình khép kín không có điểm kết thúc.
Trong quá trình thực hiện có thể linh động kết hợp các giai đoạn với nhau. Có thể chia làm 2 quá trình chính:
9 Quá trình giám sát và phân tích được xem như quá trình quản lý đặc
tính chất lượng mạng.
9 Quá trình nhận diện vấn đề, thực thi những tác động tối ưu và kiểm tra kết quả được xem như quá trình tối ưu hoá mạng..
Chương 4 Tối ưu hóa mạng truy cập vô tuyến của công ty Vinaphone tại tỉnh Nam Định
Cụ thể như sau :
A. Quá trình giám sát và phân tích (quá trình quản lý đặc tính chất lượng mạng)
Hai giai đoạn giám sát và phân tích được kết hợp thành một quá trình và thực hiện đồng thời. Vấn đề chính cần giải quyết là các lỗi vô tuyến.
Quá trình này bao gồm 4 bước chính:
9 Đánh giá các sự cố mà các nhân viên kỹ thuật BTS/BSC đưa ra và các chỉ số KPIs liên quan.
9 Kiểm tra giá trị các tham số chính của mạng.
9 Thực hiện đo kiểm Driving Test trước khi tối ưu
9 Kiểm tra phần cứng thiết bị (card TRX, ANC, BTS, thiết bị truyền
dẫn, BSC..) và các cảnh báo từ OMC_R Cụ thể các bước như sau :
a) Xem qua các sự cố mà các nhân viên kỹ thuật BTS/BSC đưa ra và cácchỉ số KPIs liên quan
Bước đầu tiên trong quá trình quản lý chất lượng mạng là phải định nghĩa các chỉ số chất lượng dịch vụ (QoS : Quality of Service ) như tỉ lệ rớt cuộc gọi, tỉ lệ cuộc gọi thành công,.... Các chỉ số này sẽ hỗ trợ phát hiện các cell có chất lượng dịch vụ (thể hiện qua thống kê KPIs) kém hơn các yêu cầu chất lượng dịch vụ đặt ra. Nhờ đó có thể giải quyết các sự cố ảnh hưởng đến cell. Bước này bao gồm 4 bước nhỏ.
a1) Phân tích các chỉ số QoS
Cần xem và phân tích kỹ các chỉ số KPIs chính như: Tỉ lệ thiết lập cuộc gọi thành công (CSSR), Tỉ lệ rớt cuộc gọi (DCR), Tỉ lệ chuyển giao ra thành công (HOSR), tỉ lệ chuyển giao vào thành công (HISR), Tỉ lệ nghẽn kênh lưu lượng TCH (TCH congestion Rate), Tỉ lệ nghẽn kênh báo hiệu SDCCH (SDCCH congestion Rate), Tỉ lệ rớt kênh SDCCH,…
Các chỉ số này cần được phân tích kết hợp với các counters liên quan. Ví dụ: Các cuộc gọi bị rớt có thể do phần vô tuyến, do chuyển giao hay do phần cứng thiết bị BSS,.. Từ đó có thể chỉ ra nguyên nhân chính làm rớt cuộc gọi và đưa ra phân tích sâu hơn.
a2) Phân tích sự thăng giáng lưu lượng
Trong quá trình phân tích cần lưu ý đến lưu lượng mạng hay Cluster theo từng giờ trong ngày.
Nên lưu ý các Sites hay các vùng nào trong cluster có lưu lượng cao và để ý phản ứng của khách hàng đối với dịch vụ mạng di động mà họ đang dùng.
Nên thực hiện những thay đổi tham số mạng vào khoảng thời gian mà có số thuê bao ít nhất và lưu lượng thấp nhất.
a3) Phân tích các cell có chất lượng kém nhất
Sử dụng công cụ RNO phân tích các dữ liệu cells tồi này ở nhiều mức (TRX, Cell ,Cluster, BSC, LAC, …), các tham số (theo ngày), các QoS (theo giờ), cùng với các phương tiện hỗ trợ khác như: bản đồ, đồ thị, các báo cáo, ..
Một số hành động cụ thể như sau :
9 Kiểm tra vùng phủ từ các log file đo kiểm Driving Test
bằng công cụ Map Infor hay Tems Invest.
9 Kiểm tra khả năng chồng lấp vùng phủ (overlap) của các
cell gần nhau.
9 Kiểm tra nhiễu: nhiễu đối với toàn bộ cell, hay nhiễu đối
với tần số BCCH của cell.
a4) Ghi nhận và giải quyết các phản ánh từ khách hàng về chất lượngmạng của một khu vực cụ thể nàođó
Việc tham khảo những phản ánh chất lượng mạng từ khách hàng kết hợp với các sự cố mạng sẽ giúp cho việc tối ưu được diễn ra nhanh hơn và chính xác hơn.
b) Kiểm tra giá trị các tham số chính của mạng:
Bước thứ hai trong quá trình quản lý đặc tính chất lượng mạng là kiểm tra lại toàn bộ các thông số để đánh giá hoạt động của mạng. Việc này được thực hiện với các công cụ của Alcatel (RNO) và Mapinfo. Phần này được chia thành bốn bước nhỏ:
b1) Kiểm tra lại các thông số BSS và Cell
Mỗi BSC và Cell được định nghĩa bằng danh sách các thông số,