2.1.1 Định nghĩa KPI
KPI – Key Performance Indicator là các chỉ số thể hiện chất lƣợng mạng, là tiêu chí đánh giá chất lƣợng mạng tốt hay xấu. Việc phân tích, đánh giá các chỉ số KPI để đƣa ra quyết định hành động để nâng cao chất lƣợng mạng. Việc sử dụng KPI giúp các nhà vận hành có thể theo dõi trạng thái và chất lƣợng dịch vụ mạng một các toàn diện để đảm bảo các thỏa thuận với khác hàng.
KPI phải đƣợc định nghĩa rõ ràng và đo kiểm dễ dàng. Khi so sánh các KPI rất cần thiết phải đƣợc định nghĩa chính xác đặc biệt là các chỉ tiêu lọc để lựa chọn đầu vào, các mức thỏa thuận và các liên hệ về tham số.
Các định nghĩa và các phƣơng án đo kiểm thƣờng không thay đổi và đƣợc xây dựng cho mục tiêu dài hạn.
51
Hiện tại các KPI chƣa đƣợc chuẩn hóa giữa các vendor. Vì vậy, định nghĩa và biểu thức tính toán một KPI cụ thể có thể khác nhau giữa cac vendor khác nhau.
Các KPI cần phải đƣợc phân tích một cách chi tiết cho các dịch vụ, cho mỗi phần tử mạng, cho mỗi loại thuê bao. Việc này giúp đánh giá chất lƣợng mạng một cách toàn diện trong công tác nâng cao chất lƣợng mạng.
KPIs Target đƣợc định nghĩa là thƣớc đo chất lƣợng đƣợc sử dụng để thể hiện chất lƣợng mạng mà nhà điều hành mong muốn. Việc tối ƣu mạng nhằm mục đích chính là đạt đƣợc mục tiêu KPI. Các KPI target cần phải đƣợc cập nhật liên tục để phù hợp với các công nghệ mới, dịch vụ mới, đảm bảo làm hài lòng khách hàng về dịch vụ mà nhà mạng cung cấp, …
2.1.2 Mục đích sử dụng KPI
Mục đích chính của việc sử dụng KPI là đo lƣờng chất lƣợng dịch vụ mạng một cách đồng bộ. Qua kiểm soát sự thay dổi của các KPI ta có thể chỉ ra các vấn đề của mạng một cách nhanh nhất.
Việc kiểm tra các KPI cho một mạng là chức năng công việc quản lý chất lƣợng mạng hàng ngày. Việc kiểm tra này sẽ cho các nhà vận hành các thông tin liên quan đến việc mạng thực hiện các chức năng của nó nhƣ thế nào.
Mạng có đáp ứng đầy đủ các yêu cầu chất lƣợng không?
Chất lƣợng mạng có thay đổi không? Tốt lên hay tồi đi?
Khu vực nào có vấn đề?
Những loại vấn đề nào mạng đã gặp phải?
2.1.3 Khi nào thì sử dụng KPI
Sử dụng khi quy hoạch mạng: để xây dựng chỉ tiêu tần số vô tuyến. Khi triển khai mạng và tối ƣu ban đầu:
Tập trung vào tối ƣu mục tiêu tần số vô tuyến.
KPI dịch vụ có thể đƣợc thu thập để đánh giá tác động của sự cải
thiện tần số vô tuyến trên chất lƣợng dịch vụ.
KPI dịch vụ cần phải đƣợc xem sét sau khi mục tiêu tối ƣu tần số vô
52
Sử dụng các mục tiêu cao hơn và tải mô phỏng trong mạng.
Hệ thống KPI không thể đƣợc thu thập vì số lƣợng ngƣời sử dụng ban
đầu chƣa đủ để đánh giá chi tiết lƣu lƣợng truy cập.
Sử dụng khi tối ƣu mạng và thƣơng mại hóa: tập trung vào tối ƣu KPI dịch vụ.
2.1.4 Phân loại các lớp KPI
2.1.4.1 Phân loại theo nhóm chất lượng dịch vụ.
Theo ITU-T E800, các KPI dịch vụ đƣợc chia thành 4 nhóm sau [8]:
Nhóm KPI về lƣu lƣợng (Traffic).
Nhóm KPI về khả năng truy cập dịch vụ (Accessibility).
Nhóm KPI về khả năng duy trì dịch vụ (Retainability).
Nhóm KPI về tính di động (Mobility).
Nhóm KPI về lưu lượng: chỉ ra chất lƣợng của mạng, sự thay đổi của lƣu lƣợng mạng theo thời gian và sự phân bố theo khu vực. Các KPI lƣu lƣợng đƣợc sử dụng để kiểm soát tài nguyên, tải của các cell các khu vực điểm nóng và của toàn mạng. Các KPI này là tham chiếu để phân tích và đánh giá phục vụ cho phát triển lƣu lƣợng mạng.
Nhóm KPI về khả năng truy cập dịch vụ: là khả năng sẵn sàng cung cấp dịch vụ mà khách hàng yêu cầu. Hiểu đơn giả đó là các nhà mạng phải theo dõi tỷ lệ thành công thiết lập các dịch vụ mà khách hàng yêu cầu.
Nhóm KPI khả năng duy trì dịch vụ: là khả năng giữ cho một dịch vụ đƣợc thông suốt dƣới các điều kiện khác nhau trong một khoảng thời gian đƣợc yêu cầu. ví dụ các nhà vận hành phải theo dõi tỷ lệ rớt cuộc gọi (CDR).
Nhóm KPI tính di động: chỉ ra khả năng cung cấp các dịch vụ một cách liên tục không phụ thuộc vào trạng thái của thuê bao. Ví dụ nhà điều hành mạng phải theo dõi tỷ lệ chuyển giao thành công.
53
Hình 2. 1 Phân loại các lớp KPI
2.1.4.2 Phân loại theo đối tượng đo lường
Theo loại này, các KPI đƣợc chia thành 2 nhóm: KPI mức nhóm cell và KPI mức cell [8].
Nhóm KPI mức nhóm cell: đƣợc sử dụng để giám sát trạng thái vận hành và chất lƣợng trên một khu vực, hoặc toàn mạng.
Nhóm KPI mức cell: đƣợc sử dụng để giám sát trạng thái vận hàng và chất lƣợng mạng của mỗi cell trong mạng.
2.1.5 Các nguồn để lấy dữ liệu phục vụ tính toán KPI
Các nguồn đƣợc sử dụng để theo dõi chất lƣợng mạng nhƣ sau:
Thông tin từ các bộ đếm (counter) thống kê trên các phần tử mạng.
Các bản ghi lƣu lƣợng chi tiết (ví dụ: UETR, CTR, GPEH)
Dữ liệu từ Driving Test.
Dữ liệu phản ánh của khách hàng.
2.2 CÁC CÔNG CỤ SỬ DỤNG ĐỂ TỐI ƢU MẠNG 3G
Trong phạm vi luận văn này, 02 nguồn dữ liệu chính đƣợc sử dụng trong quá
trình tối ƣu nâng cao chất lƣợng mạng là các bộ đếm (counter) thống kê trên các
54
thống kê trên các phần tử mạng, thực hiện tiền phân tích chỉ ra vấn đề, sau đó thực hiện đo kiểm Driving Test thực tế để kiểm tra lại vấn đề phát hiện, kết hợp sử
dụng công cụ Actix phân tích sâu đƣa ra nguyên nhân và cuối cùng đề xuất giải
pháp nhằm nâng cao chất lƣợng mạng/chất lƣợng dịch vụ.
2.2.1 Dữ liệu từ các bộ đếm (counter) thống kê trên các phần tử mạng
Phần lớn các thông tin về quản lý chất lƣợng mạng có sẵn ở mạng lõi (CN), và mạng truy nhập vô tuyến UTRAN. Có những thông tin không có sẵn từ mạng, các thông tin này có thể thƣờng xuyên đƣợc đánh giá bởi các thông tin khác đƣợc thu thập từ các phần tử mạng.
Hình 2. 2 Vị trí đặt các counter
Các counter đƣợc lắp đặt ở các phần tử mạng nhƣ Radio Network Controller (RNC), Radio Base Station (RBS) và Radio Access Network Aggregator (RANAG) đƣợc mô tả nhƣ hình trên. Các dữ liệu thống kê bởi các phần tử mạng đƣợc lƣu trữ ở cơ sở dữ liệu của OSS (Operation Support System) một công cụ cần thiết hỗ trợ vận hành, phân tích dữ liệu và báo cáo dữ liệu [8].
55
2.2.2 Driving test bằng TEMS Investigation
Việc thu thập dữ liệu là rất cần thiết. Do các cơ sở dữ liệu này đƣợc thu thập từ các kết nối đang hoạt động vì vậy nếu nhƣ số thuê bao hiện có hoặc dung lƣợng mạng rất thấp thì các mẫu này lại quá nhỏ để sử dụng cho việc phân tích thống kê và để có thể đánh giá một cách chính xác hơn các vấn đề thì cần phải tiến hành đo đạc thực địa đó chính là quá trình Driving Test.
Driving test là một bƣớc không thể thiếu đƣợc trong quá trình tối ƣu, thiết bị sử dụng là: Bản đồ, Laptop có cài đặt phần mềm TEMS Investigation 10.0.5, bộ công cụ TEMS (Bao gồm máy TEMS 10.0.5, GPS, Dongle), đây là một công cụ mạnh do ASCOM cung cấp, với thiết bị đo này chúng ta có thể xác định đƣợc vùng phủ của một hay nhiều cell, chất lƣợng cuộc gọi của cell phục vụ và có thể phát hiện ra đƣợc những thiếu sót trong khi khai báo neighbor cũng nhƣ tần số [9].
Sử dụng bài đo Idle để đo vùng phủ và phát hiện lỗi, thực hiện kết nối MS ở chế độ Idle, đo theo route đi qua tất cả các cell thuộc Cluster để phát hiện các vấn đề lỗi về vùng phủ, lỗi lắp đặt (nhƣ sai feeder,…) và lỗi khai báo tham số. Sau đó lƣu lại toàn bộ các vấn đề lỗi đã phát hiện để tiến hành xử lý, và tiến hành so sánh với kết quả sau tối ƣu.
Hình 2. 3 Mô tả Driving Test bằng ô tô
Đây là phƣơng án chung nhất để phân tích chất lƣợng mạng trong một khu vực nhất định thông qua các phân tích vùng phủ, dung lƣợng, trạng thái mạng, khả năng duy trì dịch vụ. Không những thế Driving test còn giải thích các vấn đề, cung
56
cấp khác khuyến nghị cho kỹ sƣ đƣa ra hành động xử lý khắc phục các vấn đề mà mạng gặp phải. Tuy nhiên, Driving Test là phƣơng án tốn nhân lực, thiết bị và có giá thành cao.
Công cụ phục vụ Driving Test bằng TEMS Investigation gồm [9]:
a) Công cụ, dụng cụ
- Laptop cài đặt sẵn TEMS Investigation 10.0.5.
- Máy TEMS Pocket cài đặt TEMS software
- TEMS Pocket - - - b) Dữ liệu - .
- Cellfile (mang thông t
- -
57
2.2.3 Phần mềm phân tích Actix
Actix là phần mềm phân tích hàng đầu thế giới đƣợc viết bởi tổ chức Actix chuyên nghiệp có kinh nghiệm 20 năm trong lĩnh vực tối ƣu mạng không dây. Actix giúp các nhà cung cấp mạng trên thế giới tối ƣu đƣợc dịch vụ gần gũi hơn với cảm nhận ngƣời dùng, giảm thiểu chi phí điều hành mạng. Hàng năm các nhà điều hành mạng di động trên thế giới phải đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của khách hàng, họ muốn có đƣợc hiệu quả tốt nhất của phần tử lớn nhất mạng đó là RAN (Radio Access Network). Trên toàn thế giới, Actix là phần mềm đƣa ra giải pháp thông minh, tự động giúp các nhà mạng tối ƣu hoạt động của mạng lƣới và hệ thống quản lý tình trạng mạng [10]:
Đƣợc sử dụng bởi khoảng 12000 kỹ sƣ từ 238 operators lớn bao gồm
Verizon, O2, AT&T, Telstra và T-Mobile.
Sử dụng nền tảng thời gian thực, có cơ chế tự động chuẩn đoán, đƣa ra các
thuật toán giảm thiểu chi phí vận hành.
Là một trong những phần mềm hàng đầu cho các operator tự tối ƣu mạng
2G, 3G và 4G.
2.2.3.1 Giới thiệu phần mềm
Actix là một tập hợp các module để thực hiện các chức năng khác nhau khi tối ƣu mạng. Nó hỗ trợ hầu hết các công nghệ truy nhập mạng vô tuyến nhƣ: GSM, UMTS, LTE, CDMA, … tuy nhiên đƣợc hoạt động trên cùng một nền tảng phần mềm, các module đƣợc link với nhau thông qua cùng một giao diện công cụ. Khi thực hiện tác vụ trong module này vẫn có thể chạy đƣợc các cửa sổ trong module khác [10].
58
Hình 2. 5 Các module của phần mềm Actix
2.2.3.2 Các Module
a) Analyser classic
Sử dụng phân tích các logfile đầy đủ của tất cả các công nghệ. Module này đƣợc sử dụng nhiều khi kỹ sƣ đã có kinh nghiệm tối ƣu tốt. Môi trƣờng tùy biến cho rất nhiều thông số và các loại cửa sổ.
Hình 2. 6 Actix Classic
Flatform chung Các module riêng biệt
59
Trong module này cung cấp rất nhiều thông số bao gồm các thông số về để ngƣời dùng tùy chọn khi phân tích. Một kỹ sƣ có kinh nghiệm sẽ tự mình mở các cửa sổ cần thiết để tối ƣu hệ thống [10].
b) Trouble shooter
Phân tích và nghiên cứu các dữ liệu Driving test cho các công nghệ truy nhập UMTS, GSM, EDGE, CDMA, … thích hợp với lƣợng dữ liệu lớn và phân tích lỗi khi Driving test [10].
Hình 2. 7 Actix Trouble Shooter c) Spotlight
Đƣa ra một chu trình làm việc tự động để phân tích, nghiên cứu, tìm lỗi và báo cáo cho các công nghệ HSDPA, UMTS, GSM, EDGE và thích hợp với lƣợng dữ liệu lớn. Ngƣời sử dụng sẽ bắt đầu từ việc tạo mới một project sau đó sẽ tiến hành từng bƣớc để phân tích và báo cáo dữ liệu [10].
60
Hình 2. 8 Actix Spotlight d) Unify End to End Troubleshooting
Cung cấp một chức năng tự động liên kết dữ liệu từ nhiều giao diện khác nhau bao gồm Iub, Iu, Uu để xuất dữ liệu đầy đủ cho nghiên cứu sâu hơn tìm ra root cause. Hiện chức năng này chỉ áp dụng cho mạng UMTS [10].
e) Veritune
Module cung cấp khả năng mô phỏng tín hiệu của các loại anten khác nhau. Trợ giúp kỹ sƣ trong việc thiết kế vùng phủ sóng [10].
f) Vezion Troubleshooting and Baselining và CDMA 1X Network-based Troubleshooter
Đây là các module dùng tối ƣu trong mạng CDMA đƣợc xây dựng từ kinh nghiệm tối ƣu của operator Vezion tại Hoa Kỳ.
2.2.3.3 Các tiện ích của phần mềm Actix
- Khả năng hỗ trợ phân tích logfile theo luồng. Thích hợp với các trƣờng hợp tối ƣu cluster khi pre-lauch mạng, tích kiệm thời gian, tiền bạc.
- Hỗ trợ gần nhƣ đầy đủ các công nghệ truy nhập vô tuyến từ 2G->3G->4G gồm có: GSM, EGPRS, UMTS, HSDPA, CDMA, …[10].
61
- Khả năng hỗ trợ nhiều loại logfile của các thiết bị đo kiểm của các hãng khác nhau bao gồm: Ascom TEMS, Anite NEMO, R&S, Qualcomm, Huawei, … [10].
- Có khả năng tích hợp logfile call trace của các hệ thống OMC để đƣa ra giải pháp tối ƣu, phân tích lỗi đầy đủ End to End.
- Tích hợp khả năng xuất, thống kê logfile đa định dạng nhanh chóng. Các định dạng có thể hỗ trợ nhƣ: Mapinfor, CSV, Excel, … Có thể điều chỉnh các phƣơng pháp thống kê dữ liệu nhanh, chính xác.
- Tích hợp khả năng kết hợp nhiều logfile trong quá trình đo kiểm giúp cho việc thống nhất phân tích chính xác, đầy đủ. Trong trƣờng hợp các log file đo kiểm là kết hợp nhiều thiết bị có thể phân tách rõ ràng từng thiết bị, thích hợp trong trƣờng hợp đo kiểm Bechmarking các operator.
- Tích hợp các module phân tích các vấn đề cơ bản của mạng vô tuyến, bao gồm hỗ trợ phân tích sâu các vấn đề nhƣ: Call Drop, Call setup, Missing neighbor, Pillot Pollution, Too many servers, …
- Hỗ trợ đọc các bản tin của logfile trên các giao diện Uu, Iub, Iu.
- Hỗ trợ phân tích các KPI cho dịch vụ data trên các giao thức HTTP và FTP.
2.3 TỔNG QUAN TỐI ƢU MẠNG 3G 2.3.1 Mục đích, lý do, lợi ích của việc tối ƣu 2.3.1 Mục đích, lý do, lợi ích của việc tối ƣu
2.3.1.1 Mục đích
Mục đích quan trọng của việc tối ƣu là cải thiện chất lƣợng hiện thời của một mạng di động. Để làm đƣợc điều này cần phải kết hợp các yếu tố sau:
- Xác định chính xác những lỗi, dù là lỗi nhỏ trong quá trình hoạt động. Những lỗi này đƣợc xác định thông qua việc giám sát liên tục các tham số chất lƣợng quan trọng của mạng KPI, thông qua quá trình giám sát chất lƣợng mạng qua dữ liệu từ counter phần tử mạng trên hệ thống OSS và đo kiểm Driving test để mang lại chất lƣợng mạng tốt nhất, sự hài lòng của khách hàng.
- Cần đảm bảo cho mạng hoạt động hiệu quả nhất trong khi thỏa mãn sự ràng buộc của chất lƣợng dịch vụ.
62
2.3.1.2 Lý do tối ưu
Sau khi hoàn thành việc triển khai mạng, thông qua quá trình giám sát chất lƣợng mạng qua dữ liệu từ counter phần tử mạng trên hệ thống OSS và đo kiểm Driving test sẽ giúp ta phát hiện ra các vấn đề của mạng do các giả thiết về thiết kế, định cỡ ban đầu chƣa chính xác. Hiện nay, ngày càng có nhiều nhà cung cấp mạng di động ra đời, nên sự cạnh tranh và thu hút khách hàng rất gay gắt. Chất lƣợng dịch vụ (QoS: Quality Of Service) là chỉ tiêu mà khách hàng quan tâm khi đăng ký mạng. Do đó việc cải thiện chất lƣợng mạng, đƣa ra nhiều dịch vụ mới để thu hút khách hàng là rất quan trọng. Để làm điều này thì tối ƣu là một công việc không thể thiếu đối với mỗi mạng di động. Quá trình tối ƣu phải đƣợc thực hiện một cách