2.3.1. Giải pháp xây dựng
trigger quy định cho từng KPI đó.
- Bước 2: Nghiên cứu tài liệu 3GPP của các cause khách quan (nếu có) để loại bỏ khỏi công thức.
- Bước 3: Nghiên cứu, đồng nhất công thức tính KPI của các nhà cung cấp khác nhau trên cơ sở quy định điểm trigger của 3GPP.
Căn cứ giải pháp xây dựng trên, luận văn đề xuất các chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng LTE MobiFone tại các trạng thái sử dụng dịch vụ bao gồm Accessibility, Mobility, Avalability, Integrity, Retainbility, cụ thể như sau:
- Bộ chỉ tiêu áp dụng cho mạng EUTRAN: 9 KPI.
- Bộ chỉ tiêu áp dụng cho mạng EPC: 8 KPI.
2.3.2. Mạng EUTRAN
2.3.4.1. Tỷ lệ thiết lập kết nối RRC thành công
a) Tên KPI: RRC_SSR%. b) Nhóm: Accessibility.
c) Ý nghĩa KPI: Đánh giá tỷ lệ thiết lập kết nối RRC ở phần vô tuyến. d) Quy định 3GPP cho thủ tục RRC: 3GPP TS 36.331 V14.2.2 (2017-04)
Hình 2. 2: Điểm trigger tính toán thiết lập kết nối RRC
- Công thức chung: 100% * RRC.AttConnEstab / RRC.SuccConnEstab
+ RRC.AttConnEstab: Khi EnodeB nhận được bản tin
RRCConnectionRequest từ phía UE
+ RRC.SuccConnEstab: Khi EnodeB nhận được bản tin
RRCConnectionSetupComplete từ phía UE.
2.3.4.2. Tỷ lệ khởi tạo E-RAB thành công
a) Tên KPI: INIT_ERAB_SR %. b) Nhóm: Accessibility.
c) Ý nghĩa KPI: Đánh giá tỷ lệ khởi tạo kết nối ERAB thành công.
d) Quy định 3GPP cho thủ tục ERAB: 3GPP TS 36.331 V14.2.2 (2017-05)
Hình 2. 3: Điểm trigger tính toán khởi tạo E-RAB - Công thức chung: 100 QCI r. InitSuccNb ERAB.Estab EstabSucc S1SIG.Conn Cause tabSucc. RRC.ConnEs 1= =cause QCI BEstabSR InitialEPS A
- Ý nghĩa counter:
+ RRC.ConnEstabAtt: Khi EnodeB nhận được bản tin
RRCConnectionRequest từ phía UE.
+ RRC.ConnEstabSucc: Khi EnodeB nhận được bản tin
RRCConnectionSetupComplete từ phía UE.
+ S1SIG.ConnEstabAtt: Khi EnodeB gửi bản tin Initial UE Message đến MME.
+ S1SIG.ConnEstabSucc: Khi EnodeB nhận được bản tin phản hồi qua giao diện S1.
+ ERAB.EstabInitAttNbr.QCI: Khi EnodeB nhận được bản tin Initial Context Setup Request từ phía MME.
+ ERAB.EstabInitSuccNbr.QCI: Khi EnodeB gửi bản tin Initial Context Setup Response thành công tới phía MME.
2.3.4.3. Tỷ lệ rớt E-RAB
a) Tên KPI: ERAB_DR% b) Nhóm: Retainability.
c) Ý nghĩa: Đánh giá tỷ lệ số lượng kết nối ERAB bị rớt bất thường.
d) Quy định 3GPP cho thủ tục ERAB: Error! Use the Home tab to apply ZA to
the text that you want to appear here. - Công thức chung:
100%* Number of E-RABs active release abnormal/Total E-RABS release
- Ý nghĩa counter:
+ Number of E-RABs active release abnormal: Số lượng ERAB (đang có lưu lượng trong buffer) bị giải phóng bất thưởng.
+ Total E-RABS release : Số lượng ERAB được giải phóng.
a) Tên KPI: DKD4G% . b) Nhóm: Availability.
c) Ý nghĩa KPI : Đánh giá tính khả dụng của mạng vô tuyến.
b) Quy định 3GPP cho thủ tục ERAB: Error! Use the Home tab to apply ZA to
the text that you want to appear here. - Công thức chung:
100%* (mesurement_period -
RRU.CellunavailableTime.cause/measurement_period)
- Ý nghĩa Counter:
+ mesurement_period: Thời gian đánh giá.
+ RRU.CellunavailableTime.cause: Khoảng thời gian Cell không khả dụng có thể do tác động con người hoặc lỗi trạm.
2.3.4.5. Tỷ lệ chuyển giao Inter-eNodeB qua giao diện X2 thành công
a) Tên KPI: X2_HO SR% . Nhóm: Mobility. Ý nghĩa KPI : Đánh giá tỷ lệ chuyển giao thành công qua giao diện X2.
b) Quy định 3GPP cho thủ tục Handover: TS 123 401 V8.3.0 (2008-10) Quá trình chuyển giao bao gồm hai giai đoạn:
- Giai đoạn Preparation.
Hình 2. 4: Điểm trigger tính toán chuyển giao Inter-eNodeB qua giao diện X2 - Công thức chung:
100%*(Successful Outgoing Inter-eNB Handover Execution via X2)/ (Attempted Ougoing Inter-eNB Handover Preparations via X2)
- Ý nghĩa counter:
+ Successful Outgoing Inter-eNB Handover Execution via X2 : Số lượng Handover qua giao diện X2 thành công (thủ tục execution): Khi EnodeB nguồn gửi dữ liệu Data UE qua EnodeB đích.
+ Attempted Ougoing Inter-eNB Handover Preparations via X2: Số lượng bản tin Handover Request được gửi đi từ EnodeB nguồn.
2.3.4.6. Tỷ lệ chuyển giao Inter-eNodeB qua giao diện S1 thành công
a) Tên KPI: S1_HO SR% . b) Nhóm: Mobility.
d) Quy định 3GPP cho thủ tục Handover: TS 123 401 V8.3.0 (2008-10) Quá trình chuyển giao bao gồm hai giai đoạn:
- Giai đoạn Preparation.
- Giai đoạn Execution
Hình 2. 5: Điểm trigger tính toán chuyển giao Inter-eNodeB qua giao diện S1 - Công thức chung:
100%*(Successful Inter-eNB Handover Execution via S1)/(Attempted Inter-eNB Handover Preparations via S1)
- Ý nghĩa counter:
+ Successful Inter-eNB Handover Execution via S1: Khi EnodeB đích nhận được bản tin Handover Request.
+ Attempted Inter-eNB Handover Preparations via S1: Khi EnodeB đích gửi bản tin Handover Notify thông báo quá trình chuyển giao thành công.
2.3.4.7. Tỷ lệ chuyển giao cùng tần thành công
a) Tên KPI: INTRAFEQ_HO_SR%
b) Nhóm: Mobility. Ý nghĩa KPI: Đánh giá tỷ lệ chuyển giao giữa 2 Cell cùng tần số.
c) Quy định 3GPP cho thủ tục Handover: TS 132 425 V9.2.0 (2010-04) Quá trình chuyển giao bao gồm hai giai đoạn:
- Giai đoạn Preparation.
- Giai đoạn Execution
- Công thức chung:
100%*(Successful Intra Frequency Handover Execution)/ (Attempted Intra Frequency Handover Preparations)
2.3.4.8. Tỷ lệ chuyển giao 4G-3G thành công
a) Tên KPI: INTERRAT_HO_SR%. b) Nhóm: Mobility.
c) Ý nghĩa KPI: Đánh giá tỷ lệ thành công quá trình chuyển giao từ 4G về 3G. d) Quy định 3GPP cho thủ tục Handover: TS 36.413 V13.2.0 (2016-03)
Quá trình chuyển giao bao gồm hai giai đoạn:
Hình 2. 6: Điểm trigger tính toán chuyển giao 4G-3G – pha chuẩn bị - Giai đoạn Execution
- Công thức chung:
100%*Successful Inter RAT Handover to UMTS Execution/ Attempted Inter RAT Handover to UMTS Handover Preparations
- Ý nghĩa counter:
+ Successful Inter RAT Handover to UMTS Execution: Tăng khi EnodeB nhận được bản tin UE CONTEXT RELEASE COMMAND thông báo quá trình chuyển giao thành công.
+ Attempted Inter RAT Handover to UMTS Handover Preparations: Tăng khi EnodeB gửi bản tin Handover Required lên MME.
2.3.4.9. Tỷ lệ CS fall-back thành công
a) Tên KPI: CSFB_SR% b) Nhóm: Mobility.
c) Ý nghĩa đánh giá tỷ lệ chuyển về 3G phục vụ thoại thành công ở phần vô tuyến. d) Quy định 3GPP cho thủ tục CSFB: TS 23.272 V8.1.0 (2008-09)
- Công thức chung: 100% * CSFB_SUCC / CSFB_ATT
- Ý nghĩa counter:
+ CSFB_SUCC: Tăng khi EnodeB gửi bản tin S1 UE Context Release Request.
+ CSFB_ATT: Tăng khi EnodeB nhận được bản tin S1AP chỉ ra cờ CSFB.
2.3.3. Mạng EPC
2.3.3.1. Tỷ lệ EPS Attach thành công
a) Tên KPI: EPS Attach_SR% b) Nhóm: Accessibility.
c) Ý nghĩa: Đánh giả tỷ lệ cập nhật mạng 4G thành công. d) Quy định 3GPP cho thủ tục Attach: 3GPP 123.401
Hình 2. 9: Điểm trigger tính toán EPS Attach - Các lỗi khách quan quy định bởi 3GPP:
TT Cause lỗi Ý nghĩa
1 #7 EPS services not allowed
2 #8 EPS services and non-EPS services not allowed 3 #11 PLMN not allowed
4 #12 Tracking area not allowed
5 #13 Roaming not allowed in this tracking area 6 #14 EPS services not allowed in this PLMN 7 #15 No suitable cells in tracking area
8 #27 missing or unknown APN 9 #28 unknown PDN type
10 #32 service option not supported
11 #33 requested service option not subscribed
- Công thức chung:
100% Successful EPS attach procedures / (Attempted EPS attach procedures– CAUSE_KHACH_QUAN)
- Ý nghĩa các counter (quy định bởi TS 32.426 V8.1.0)
+ Successful EPS attach procedures: Tăng khi MME gửi bản tin Attach Accept tới UE.
+ Attempted EPS attach procedures: Tăng khi MME nhận được bản tin Attach Request từ phía UE.
2.3.3.2. Tỷ lệ yêu cầu dịch vụ thành công
a) Tên KPI: ServiceRequest_SR% b) Nhóm: Accessibility.
Theo 3GPP thủ tục Service Request chia làm 2 trường hợp như sau:
Hình 2. 10: Điểm trigger tính toán Service Request
- Công thức chung : 100% * Total Successful EPS Service Request / Total Attempted EPS Service Request
- Ý nghĩa counter: Được quy định tại TS 132 426 V14.1.0 (2017-10)
+ Total Successful EPS Service Request: Counter tăng khi MME nhận được bản tin Service Request từ UE
+ Total Attempted EPS Service Request: Counter tăng khi MME gửi bản tin INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE thông báo thủ tục Service Request thành công.
2.3.3.3. Tỷ lệ Paging thành công
a) Tên KPI: Paging_SR%. b) Nhóm: Accessibility.
c) Ý nghĩa KPI: Đánh giá tỷ lệ tìm gọi thuê bao 4G thành công.
- Công thức chung: 100% * Successful EPS paging / Attempted EPS paging
- Ý nghĩa counter:
+ Successful EPS paging: Counter tăng khi nhận được bản tin Paging Response từ phía UE.
+ Attempted EPS paging: Conter tăng khi MME gửi bản tin Paging Request (Paging lần đầu) tìm gọi thuê bao.
2.3.3.4. Tỷ lệ chuyển giao nội bộ MME thành công
a, Tên KPI: IntraMME_HO_SR b) Nhóm: Mobility.
c) Ý nghĩa KPI: Đánh giá tỷ lệ chuyển giao 4G-4G giữa 2 Cell trong cùng MME. d) Quy định 3GPP cho thủ tục Intra MME HO: TS 123.401
Quá trình chuyển giao trong cùng MME được chia làm 2 trường hợp:
- Chuyển giao qua giao diện S1
2.3.3.5. Tỷ lệ chuyển giao liên MME thành công
a) Tên KPI: InterMME_HO_SR% b) Nhóm: Mobility.
c) Ý nghĩa KPI: Đánh giá tỷ lệ chuyển giao 4G – 4G giữa 2 Cell thuộc 2 MME khác nhau.
d) Quy định 3GPP cho thủ tục Intra MME HO: TS 123.401 Quá trình chuyển giao được tiến hành qua giao diện S1:
2.3.3.6. Tỷ lệ chuyển giao 4G-3G thành công
a) Tên KPI: InterRAT_HO_SR%. b) Nhóm: Mobility.
c) Ý nghĩa KPI: Đánh giá tỷ lệ chuyển giao 4G – 3G thành công. d) Quy định 3GPP cho thủ tục Intra MME HO: TS 123.401
Quy định của 3GPP cho quá trình chuyển giao từ 4G – 3G : Bao gồm hai giai đoạn Preparation phase và Execution phase.
Hình 2. 15: Điểm trigger tính toán chuyển giao 4G-3G – pha thực thi
- Công thức chung: 100% * Successful outgoing inter RAT handover / Attempted outgoing inter RAT handover
- Ý nghĩa counter:
+ Successful outgoing inter RAT handover: Counter tăng khi MME nhận được bản tin Forward Relocation Complete Notification từ phía SGSN thông báo quá trình chuyển giao thành công.
Forward Relocation Request đến SGSN.
2.3.3.7. Tỷ lệ CS fall back thành công
a) Tên KPI: CSFB_SR% b) Nhóm: Mobility.
c) Ý nghĩa KPI: Đánh giá tỷ trọng Fallback về 3G thành công cho dịch vụ thoại. d) Quy định 3GPP cho thủ tục CSFB: TS 23.272 V8.1.0 (2008-09)
- CSFB cho trường hợp UE gọi đi (MO):
Hình 2. 16: Điểm trigger tính toán CSFB - MO
+ CSFB Attempt: Khi MME nhận được bản tin Service Request chỉ ra CSFB
+ CSFB Success: Khi MME nhận được bản tin S1 UE Context Release complete trong thủ tục S1 Release.
Hình 2. 17: Điểm trigger tính toán CSFB - MT
+ CSFB Attempt: Khi MME nhận được bản tin CS Paging từ phía MSC + CSFB Success: Khi MME nhận được bản tin S1 UE Context Release
complete trong thủ tục S1 Release.
2.3.3.8. Tỷ lệ cập nhật TA thành công
a) Tên KPI: TAU_SR%. b) Nhóm: Mobility.
c) Ý nghĩa: Đánh giá tỷ lệ cập nhật TA thành công của thuê bao 4G. d) Quy định 3GPP cho thủ tục TAU: TS 123.401
Hình 2. 18: Điểm trigger tính toán TAU
- Công thức chung: 100% * Successful tracking area update / (Attempted tracking area update – cause khách quan)
+ Successful tracking area update: Khi MME gửi bản tin TRACKING AREA UPDATE ACCEPT đến UE
+ cause khách quan:
TT Cause lỗi Ý nghĩa
1 #7 EPS services not allowed
2 #8 EPS services and non-EPS services not allowed 3 #11 PLMN not allowed
4 #12 Tracking area not allowed
5 #13 Roaming not allowed in this tracking area 6 #14 EPS services not allowed in this PLMN 7 #15 No suitable cells in tracking area
2.3.4. Chỉ tiêu KPI
Dựa trên khuyến nghị của các nhà cung cấp thiết bị với kinh nghiệm triển khai lắp đặt tại nhiều nhà mạng trên thế giới, cũng như căn cứ kết quả trung bình mà các KPI đạt được trong thời gian thử nghiệm (tháng 03 – tháng 08/2018), luận văn đề xuất mức ngưỡng cho các chỉ tiêu chất lượng như bảng dưới đây:
2.3.4.1. Mạng EUTRAN:
Bảng 2. 1: Mức ngưỡng đề xuất cho các KPI EUTRAN
STT KPI Tên diễn giải Chỉ tiêu
1 RRC_SSR % Tỷ lệ thiết lập kết nối RRC thành công ≥ 99% 2 INIT_ERAB_SR % Tỷ lệ khởi tạo E-RAB thành công ≥ 99%
3 ERAB_DR % Tỷ lệ rớt E-RAB ≤ 0.55%
4 DKD4G % Độ khả dụng 4G ≥ 98%
5 X2_HO SR % Tỷ lệ chuyển giao Inter-eNodeB qua
giao diện X2 thành công ≥ 98%
6 S1_HO_SR % Tỷ lệ chuyển giao Inter-eNodeB qua
7 INTRAFEQ_HO_SR % Tỷ lệ chuyển giao cùng tần thành công ≥ 98% 8 INTERRAT_HO_SR % Tỷ lệ chuyển giao 4G-3G thành công ≥ 90% 9 CSFB_SR % Tỷ lệ CS fall-back thành công ≥ 98%
2.3.4.2. Mạng EPC:
Bảng 2. 2: Mức ngưỡng đề xuất cho các KPI EPC
STT KPI Tên diễn giải Chỉ tiêu
1 Attach_SR% Tỷ lệ EPS Attach thành công ≥ 95% 2 ServiceRequest_SR% Tỷ lệ yêu cầu dịch vụ thành công ≥ 99%
3 Paging_SR% Tỷ lệ Paging thành công ≥ 96%
4 IntraMME_HO_SR% Tỷ lệ chuyển giao nội bộ MME thành
công ≥ 98%
5 InterMME_HO_SR% Tỷ lệ chuyển giao liên MME thành
công ≥ 93%
6 InterRAT_HO_SR% Tỷ lệ chuyển giao 4G-3G thành công ≥ 90% 7 CSFB_SR% Tỷ lệ CS fall back thành công ≥ 97%
8 TAU_SR% Tỷ lệ cập nhật TA thành công ≥ 95%
2.4. Kết luận chương
Chương 2 đã đưa ra các tiêu chuẩn thế giới về KPI mạng 4G, cụ thể là tiêu chuẩn 3GPP. Căn cứ chuẩn này, cùng với kết quả nghiên cứu và triển khai thử nghiệm, chương 2 đã xây dựng công thức tính và mức ngưỡng cho bộ chỉ tiêu KPI cho mạng 4G với 18 KPI cho cả mạng RAN và Core. Những tiền đề đã tìm hiểu ở chương này sẽ phục vụ tốt cho việc xây dựng phương pháp tính toán chỉ tiêu chất lượng mạng 4G được trình bày ở chương tiếp theo.
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G
3.1. Các nguồn dữ liệu phục vụ tính toán KPI mạng 4G
Nguồn dữ liệu phục vụ tính toán KPI cho mạng 4G được lấy từ các file thống kê chất lượng (statistics) của các thiết bị OMC trên mạng lưới. Hiện tại với mạng Mobifone:
- Nhà cung cấp thiết bị mạng lõi EPC: Ericsson, Nokia
- Nhà cung cấp thiết bị mạng vô tuyến EUTRAN: Ericsson, Nokia, Huawei, ZTE, Samsung.
Dựa trên từng nhà cung cấp ta có các chủng loại thiết bị OMC và các loại file thống kê chất lượng theo các định dạng khác nhau. Cụ thể như sau:
Bảng 3. 1: Định dạng nguồn dữ liệu phục vụ tính toán KPI
STT Mạng Nhà cung cấp Thiết bị OMC
Định dạng File thống kê chất
lượng
1 EPC Ericson OSS XML
2 EPC Nokia Netact XML hoặc XML.GZ
3 EUTRAN Ericson OSS XML
4 EUTRAN Nokia Netact XML
5 EUTRAN Huawei M2000/U2000 CSV
6 EUTRAN ZTE U31 CSV
7 EUTRAN Samsung LSM TAR
Như vậy với mỗi nhà cung cấp thiết bị khác nhau sẽ cung cấp các chủng loại file thống kê chất lượng khác nhau, để có thể tính toán KPI 4G cho tất cả các nhà cung cấp thì cần phải tiến hành chuyển đổi các dữ liệu thô về một định dạng thống nhất trước khi tiến hành xử lý tính toán.
3.2. Phương pháp thu thập, tổng hợp số liệu
Mô hình thiết kế hệ thống được áp dụng như trên hình 3.1.
Hình 3. 1: Mô hình hệ thống giám sát KPI
Chức năng các khối trong mô hình triển khai như sau:
- Khối RAW DATA: Các EMS của phần RAN, CORE 4G chứa các file log, file cấu hình các hệ thống.
- Khối Mediation : thực hiện chức năng ETL thu thập dữ liệu file thô trên các thiết bị mạng, thực hiện giải nén, chuyển đổi định dạng file chuẩn và tải dữ liệu