Mobifone
a) Thiết bị đo bao gồm: GPS ANT, Laptop, UE (Sony Z5), TEMS. b) Kết quả đo RSRP (Chế độ Idle Mode)
Các bảng 2.4 và 2.5 và hình 2.9 phản ánh kết quả đo RSCP cho thấy vùng phủ LTE thử nghiệm chƣa tốt cần bổ sung thêm nhiều trạm LTE .
Range Legend
RSRP
Count Density(%) Accumulation (%)
[-80,Max] 4612 26.17% 100% [-90,-80) 4544 25.79% 73.82% [-95,-90) 2230 12.66% 48.03% [-100,-95) 2027 11.5% 35.37% [-105,-100) 1835 10.41% 23.87% [Min,-105) 2372 13.46% 13.46% Bảng 2.4. Bảng màu thể hiện RSCP RSRP
Average Minimum Maximum
-89.78 -130.1 -54.1 Bảng 2.5. Kết quả đo RSCP
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 57 2014B - KTVT
Hình 2.9. RSRP (Idle)
- Nhận xét: Vùng phủ phản ánh bởi UE Idle có số mẫu lớn hơn -95 dBm chiếm 64.63%.
c) Kết quả SINR (Idle)
Range Legend
Result
Count Density(%) Accumulation (%)
[20,Max) 5603 31.79% 100% [10,20) 6891 39.09% 68.22% [5,10) 2571 14.59% 29.13% [0,5) 1756 9.96% 14.54% [-3,0) 523 2.97% 4.58% [Min,-3) 283 1.61% 1.61%
Bảng 2.6. Bảng màu thể hiện SINR
SINR
Average Minimum Maximum
14.74 -12.3 30 Bảng 2.7. Kết quả SINR
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 58 2014B - KTVT
Hình 2.10. SINR (Idle)
- Nhận xét: từ các bảng 2.6, 2.7 và hình 2.10 cho thấy SINR tại UE Idle, số mẫu lớn hơn 0dB chiếm 95.42%
d) Download throughput Range (Kpbs) Leg end Download throughput Coun t Density( %) Accumulation (%) [42000,Max] 3998 22.98% 100% [30000,42000) 3551 20.41% 77.01% [20000,30000) 4131 23.74% 56.60% [10000,20000) 3553 20.42% 32.86% [5000,10000) 708 4.07% 12.44% [Min,5000) 1457 8.37% 8.37%
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 59 2014B - KTVT
Download throughput
Average Minimum Maximum
29.865 0 109.456 Bảng 2.9. Kết quả Download throughput
Hình 2.11. DL throughput.
- Nhận xét: từ các bảng 2.8, 2.9 và hình 2.11 cho thấyThroughput trung bình là 29.865 Mbps (Round 2) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
e) Các chỉ tiêu DrivingTest KPI
STT KPI Formula Target Ratio Ghi
chú 1 Outdoor Coverage % RSRP % >=-95dBm 64.63% Idle mode 2 Outdoor Coverge % SINR % sample >10dB 95.42% Idle mode 3 CSFB_Voice Call Setup Success Rate (MO CSFB Call Setup Success/(MO CSFB Call Setup >=98% 99.70% CSFB
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 60 2014B - KTVT
Success + MO CSFB Call Setup Failure)) * 100
4 CSFB_Voice Call
Setup Time % Calls < 6s 89.37% CSFB 5 Time Return to 4G Average Time Return to 4G 4.16s CSFB 6 TA Update Success Rate
LTE Tracking area Update complete/( LTE Tracking area Update complete + LTE Tracking area Update reject + LTE Tracking area Update failed)*100 83.30% CSFB 7 PS Accessibility Network Connect / Network Attempt * 100 100% PS DL 8 Intra Handover Success Rate ((LTE intra- frequency Handover OK/( LTE intra- frequency Handover OK + LTE intra- frequency Handover Failed))* 100
100% PS DL
9 PS Drop Call Rate
((Network Connect - Network
Disconnect)/Network Connect)) * 100
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 61 2014B - KTVT 10 Mean LTE DL Throughput (Mbps) 29.865 Mbps PS DL 11 Mean LTE UL Throughput (Mbps) 11.882 Mbps PS UL 12 SMS delivery Success Rate 99% SMS
Bảng 2.10. Bảng KPI Drivingtest LTE
Từ bảng 2.10 thấy rằng số lƣợng trạm thử nghiệm còn thƣa nên tỷ lệ mức thu RSRP>=-95 dBm còn thấp (64%) nhƣng tỷ số SINR vẫn đặt cao>=95% chứng tỏ việc quy hoạch tần số không bị can nhiễu bởi các mạng khác.
2.5. Kết luận chƣơng
Nhƣ vậy, chƣơng 2 đã trình bày về những nội dung sau:
Tổng quan về mạng 2G, 3G hiện tại của Mobifone.
Các giải pháp triển khai LTE trên mạng Mobifone.
Kết quả triển khai thử nghiệm thực tế công nghệ LTE trên mạng Mobifone. Các nội dung trên giúp ngƣời đọc hiểu rõ đƣợc về mô hình mạng hiện tại của Mobifone bao gồm 3 trung tâm: Trung tâm mạng lƣới miền Bắc, trung tâm mạng lƣới miền Trung và Trung tâm mạng lƣới miền Nam. Dựa trên cơ sở mạng hiện có bổ sung thêm các thiết bị , phần tử mạng và các giải pháp triển khai để nâng cấp thành hệ thống mạng LTE, LTE-A. Đồng thời chƣơng 2 đã đƣa ra đƣợc kết quả triển khai thử nghiệm thực tế công nghệ LTE, LTE-A đáp ứng với các đặc điểm về công nghệ LTE, LTE-A đã nêu ở chƣơng 1.
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 62 2014B - KTVT
CHƢƠNG 3. XÂY DỰNG THUẬT TOÁN CHUYỂN GIAO TỐI ƢU VÀ MÔ PHỎNG BẰNG PHỀM MỀM NS3.
3.1. Mở đầu chƣơng
Nội dung chƣơng 3 trình bày thuật toán chuyển giao A3, xây dựng thuật toán tối ƣu chuyển giao và mô phỏng quá trình chuyển giao trên giao diện X2 bằng phần mềm NS3.
3.2. Quá t nh chu ển giao t ên giao diện X2 theo thuật toán A3:
Hình 3. 1. Thuật toán A3 Thuật toán A3 đƣợc mô tả ở hình 3.1 nhƣ sau:
Khi mức thu của cell neighbor lớn hơn mức thu của Serving cell với 1 giá trị Handover Margin (HOM) thì UE sẽ kích hoạt thời gian TTT, trong khoảng thời gian TTT mà mức thu cell Neighbour luôn lớn hơn Serving cell mức HOM thì sau đó nó sẽ kích hoạt thủ tục chuyển giao.
3.3. X dựng thuật toán chu ển giao tối ƣu t ên giao diện X2:
Để xây dựng thuật toán mới trƣớc hết ta xác định góc giữa 2 đƣờng thẳng là 2 đƣờng tiếp tuyến điểm đầu và điểm cuối của 2 cung tròn tƣơng ứng với đồ thị biến thiên của cell nguồn và cell đích.
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 63 2014B - KTVT (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Xét tại thời điểm t1 có ∆RSCP=HOM 2,và góc là K1. Xét tại thời điểm t2 có ∆RSCP=HOM, và góc là K2.
Nhận thấy rằng các góc K1, K2 gần nhƣ không đổi nếu độ biến thiên của ∆RSCP là đồng đều.
Làm tròn(K2/K1)=i chính là hệ số lùi của tham số TTTx-i với x-i>=0.
Với TTTx là giá trị của time to trigger đặt ban đầu, x và i là chỉ số của Time to trigger (TTT) từ 0 đến 15 tƣơng ứng với 16 giá trị sau: 0, 0.04, 0.064, 0.08, 0.1, 0.128, 0.16, 0.256, 0.32, 0.48, 0.512, 0.64, 1.024, 1.280, 2.560 and 5.120 đơn vị giây.
Độ biến thiên ∆RSCP giữa cell nguồn và cell đích tăng nhanh sẽ làm cho hệ số lùi i tăng do đó TTTx-i sẽ giảm do đó sự chuyển giao trên giao diện X2 sẽ diễn ra nhanh hơn.
Việc thực thi chuyển giao có thể không thành công khi UE vào thang máy hay đang ở trạng thái chuyển động nhanh, qua small cell. Nếu thời gian quyết định HO l u sẽ xảy ra lỗi chuyển giao. Để đảm bảo chuyển giao thành công em xin đƣa ra thuật toán tối ƣu chuyển giao dựa trên việc đánh giá sự chuyển động của UE và thay đổi tham số TTT, HOM nhƣ sau:
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 64 2014B - KTVT B t đ u ạng i Chuy n đ ng UE nh thường Nhanh Trung nh M c thu m nhanh ó Không ’=TTTx Neighbour small cell ’=TTTx-i (V i x-i<0 x-i=0) ó Không ’=TTTx Th c thi vi c chuy n giao K t c ’=TTTx-i (V i x-i<0 x-i=0)
Hình 3. 2. Sơ đồ thuật toán chuyển giao mới
Serving cell Neighbour cell TTT HOM Quy đ nh chuy n giao T (s) M c thu (dBm) O HOM/2 k1 k2
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 65 2014B - KTVT
Hình 3.2 và hình 3.3 diễn tả thuật toán mới chuyển giao trên giao diện X2 dựa trên chuyển động của UE và độ biến thiên mức thu giữa các cell.
Để xem xét, đánh giá sự chuyển động của UE khi đang ở trang thái Idle ta có thể dựa vào tiêu chuẩn 3GPP TS 36.304 V8.2.0 (2008-05) mục 5.4.2: các tham số TCRMAX (Số lần cell Reselection), NCR_H,NCR_M & TCRmaxHyst sẽ cho biết trạng thái chuyển động của UE đƣợc gửi bởi Serving EnodeB qua thông tin quảng bá. Có 3 trạng thái chuyển động của UE: bình thƣờng, trung bình, cao.
- Nếu số lần Cell Reselection trong khoảng thời gian TCRMAX nhỏ hơn NCR_M thì trạng thái của UE là chuyển động bình thƣờng.
- Nếu số lần Cell Reselection trong khoảng thời gian TCRMAX vƣợt quá NCR_M thì trạng thái của UE là chuyển động trung bình.
- Nếu số lần Cell Reselection trong khoảng thời gian TCRMAX vƣợt quá NCR_H thì trạng thái của UE là chuyển động nhanh.
Ví dụ: Trong 1 phút nếu UE có >= 6 lần Reselection nó sẽ vào trạng thái chuyển động cao. Nếu số lần Reselection <=6 và >=3 thì UE sẽ vào trạng thái chuyển động trung bình.
Nếu số lần reselection<3 thì UE sẽ vào trạng thái chuyển động bình thƣờng. Các tham số xác định chuyển động của UE có trên bản tin SIB3.
Quá trình HO LTE gồm 3 bƣớc: đo lƣờng, xử lý, thực thi.
Đo lƣờng và xử lý đƣợc thực hiện bởi UE. Mỗi mẫu RSCP đo đƣợc khoảng 40 ms, đo 5 mẫu RSCP liên tiếp, tƣơng ứng 200ms, mỗi chu kỳ đo lƣờng HO, HO xảy ra khi gặp các trƣờng hợp sau:
Event A1: Cell phục vụ trở lên tốt hơn ngƣỡng. Event A2: Cell phục vụ trở lên kém hơn ngƣỡng. Event A3: Cell Neighbor trở lên tốt hơn cell phục vụ. Event A4: Cell Neighbor trở lên tốt hơn ngƣỡng.
Event A5: Cell phục vụ trở lên tồi hơn ngƣỡng 1 và cell neighbor trở lên tốt hơn ngƣỡng 2.
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 66 2014B - KTVT
Event B2: Cell phục vụ trở lên kém hơn ngƣỡng 1 và cell inter RAT neighbor trở lên tốt hơn ngƣỡng 2.
Nếu giá trị Ho margin và TTT bé thì dễ xảy ra hiện tƣợng PingPong Handover, nếu giá trị của 2 tham số này lớn thì HO sẽ xảy ra l u hơn dẫn đến HO Fault và gây ra drop call. Ảnh hƣởng của fađing ở đ y bao gồm cả ảnh hƣởng của fading nhanh và fading chậm.
3.4. Mô phỏng thuật toán chuyển giao tối ƣu bằng phần mềm NS3.
Các thông số đầu vào của quá trình mô phỏng:
- Hệ thống mô phỏng gồm 2 eNodeB, 1 UE, 1 MME; - Công suất phát của EnodeB là TX=43 dBm;
- Khoảng cách 2 eNodeB là 500 m; - Nhiễu nền là 5 dBm;
- Mô hình truyền sóng: HybridBuildingsPropagationLossModel. - Tần số LTE băng 1800 Mhz.
- HO Margin=5 dBm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Mô phỏng với các trƣờng hợp UE có vậ tốc là 300 km/h và 50 km/h
3.5. Kết quả mô phỏng đạt đƣợc:
Với UE= 300 km/h và TTT=5120 ms thì không xảy ra chuyển giao từ eNodeB1 tới eNodeB2, ta có quá trình biên dịch mã code nhƣ hình 3.4 sau:
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 67 2014B - KTVT
Với UE= 300 km/h và TTT=2560 ms thì chuyển giao từ enodeB1 tới eNodeB2 tại thời điểm mô phỏng t2=12.16s, ta có quá trình biên dịch mã code và mô phỏng nhƣ hình 3.5 sau:
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 68 2014B - KTVT
Hình 3. 6. Quá trình mô phỏng với TTT=2560 ms
Hình 3.5 và hình 3.6 mô tả quá trình chuyển giao đúng với quá trình chuyển giao trên giao diện X2.
Tƣơng tự , kết quả mô phỏng tại các vận tốc UE đạt 300 km/h và 50 Km/h với 15 giá trị thực tế của TTT nhƣ sau (X là không tồn tại chuyển giao):
Vận tốc UE
TTT( ms)
Thời điểm chuyển giao(s) Số lần chuyển giao 300 Km/h 5120 X 0 300 Km/h 2560 12.16 1 300 Km/h 1280 10.88 1 300 Km/h 1024 10.62 1 300 Km/h 640 10.24 1 300 Km/h 512 10.11 1 300 Km/h 480 10.08 1
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 69 2014B - KTVT 300 Km/h 320 9.32 1 300 Km/h 256 9.256 1 300 Km/h 160 9.16 1 300 Km/h 128 9.128 1 300 Km/h 100 9.1 1 300 Km/h 80 9.08 1 300 Km/h 64 9.064 1 300 Km/h 40 9.04 1 300 Km/h 0 9 1 50 Km/h 5120 X 0 50 Km/h 2560 X 0 50 Km/h 1280 X 0 50 Km/h 1024 X 0 50 Km/h 640 X 0 50 Km/h 512 X 0 50 Km/h 480 X 0 50 Km/h 320 58.52 1 50 Km/h 256 58.46 1 50 Km/h 160 41.36;70.36;74.96 3 50 Km/h 128 41.33;70.33;74.93 3 50 Km/h 100 41.3;70.3;74.9 3 50 Km/h 80 41.28;70.28;74.88 3 50 Km/h 64 41.264;70.264;74.864 3 50 Km/h 40 41.24;70.24;74.84 3 50 Km/h 0 41.2;70.2;74.8 3
Bảng 3.1. Bảng kết quả Handover khi UE ở các vận tốc và TTT khác nhau
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 70 2014B - KTVT
Hình 3.7. Đồ thị thời điểm chuyển giao ứng với UE có vận tốc 300 km/h
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 71 2014B - KTVT
Hình 3.9. Đồ thị thời điểm chuyển giao ứng với UE có vận tốc 50 km/h
Hình 3.10. Đồ thị số lần chuyển giao ứng với UE có vận tốc 50 km/h
3.6. Phân tích kết quả mô phỏng:
Từ các hình 3.7, 3.8, 3.9, 3.10 ta có nhận xét nhƣ sau:
- Khi giảm thời gian TTT sẽ làm thời gian chuyển giao sớm hơn làm giảm tỷ lệ drop các dịch vụ VoLTE hay các dịch vụ chuyển mạch gói.
- Tuy nhiên nếu giảm TTT quá nhiều làm tăng số lần chuyển giao chuyển giao giữa các EnodeB gây nghẽn báo hiệu và giảm tỷ lệ chuyển giao thành công.
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 72 2014B - KTVT
- Kết quả mô phỏng hoàn toàn đúng với quá trình chuyển giao trên giao diện X2 của mạng 4G mobifone hiện tại.
3.7. Kết luận chƣơng.
Nhƣ vậy, chƣơng 3 đã trình bày về những nội dung sau:
Quá trình chuyển giao trên giao diện X2 theo thuật toán A3
X y dựng thuật toán chuyển giao tối ƣu trên giao diện X2
Mô phỏng thuật toán chuyển giao tối ƣu bằng phần mềm NS3 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phân tích kết quả mô phỏng đạt đƣợc.
Nội dung chƣơng mô tả đƣợc thuật toán chuyển giao thực tế trên giao diện X2, từ đó đƣa ra thuật toán chuyển giao tối ƣu mô phỏng bằng phần mềm NS3. Kết quả mô phỏng có ý nghĩa thực tiễn trong công tác tối ƣu mạng lƣới.
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 73 2014B - KTVT
KẾT LUẬN
Hiện tại trên thế giới hiện có 521 mạng 4G LTE đã thƣơng mại hóa với số lƣợng thuê bao 4G trên toàn cầu là 1,453 tỷ thuê bao. Số liệu cho thấy việc triển khai 4G LTE trên thế giới đã đạt độ chín muồi. Đ y là thời điểm thích hợp để Việt Nam triển khai 4G.
Nội dung luận văn đã nghiên cứu, tìm hiểu sâu về công nghệ 4G LTE và LTE - Advance, các giải pháp và kết quả triển khai thử nghiệm thực tế công nghệ LTE trên mạng Mobifone. Luận văn đã đƣa ra mô phỏng thuật toán chuyển giao trên giao diện X2 bằng phần mềm NS3 giúp ngƣời đọc, các kỹ sƣ viễn thông nắm vững công nghệ LTE để từ đó thực hiện tối ƣu hóa mạng 4G, nâng cao chất lƣợng và dịch vụ ngƣời dùng.
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 74 2014B - KTVT
KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT
Do thời gian có hạn nên quá trình mô phỏng chuyển giao trên giao diện X2 còn đơn giản, hƣớng phát triển của luận văn cần thêm các nội dung sau:
- Phân tích các thông số về mô hình truyền sóng, phổ tín hiệu và các ảnh hƣởng của fađing, nhiễu nền,… trong quá trình chuyển giao X2.
- Kết hợp mô phỏng chuyển giao trên giao diện X2 và giao diện S1, đƣa ra các giải pháp làm giảm số lƣợng báo hiệu, tăng băng thông từ đó tăng hiệu năng mạng 4G áp dụng cho mạng Mobifone nói riêng và mạng 4G nói chung.
- Nghiên cứu công nghệ 5G để từ đó ph n tích đƣa ra các giải pháp bổ sung thiết bị dựa trên nền tảng 4G sẵn có, tạo bƣớc đệm cho sự phát triển của mạng di động Việt Nam trong thời gian tới.
Phạm Văn Bích - CB140233 Page 75 2014B - KTVT
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Công ty Thông tin di động, 2011, đề tài nghiên cứu các thủ tục và giao diện sử
dụng trên mạng LTE, Hà Nội.
2. Global service (2015), LTE L15 Protocols and Procedures, Ericson AB, SE-164
80 Stockholm.
3. Global service (2015), LTE L15 Air Interface, Ericson AB, SE-164 80