4.2. Triểnkhai thử nghiệm WiMAX
4.2.1. Sơ đồ mạng thử nghiệm
Tham khảo Phụ lục 1 4.2.2. Cấu hỡnh thử nghiệm
* Cấu hỡnh thiết bị NEXTNET (8 trạm)
+ Đoạn băng tần 1: 3343-3350 MHz (Tx) + Đoạn băng tần 2: 3393-3400 MHz (Rx) Cấu hỡnh thử nghiệm như sau: + Tần số 3.3GHz (băng tần f)
+ Độ rụng kờnh: 3.5MHz
+ Tốc độ hỗ trợ : 10Mbps/sector + Gúc mở Anten : 900/sector + Cụng nghệ TDD
+ Cụng suất phỏt của BS : 33dBi (20 Watts) + Độ tăng ớch của CPE
• RSU = 13.4 dBi • OSU = 13.4 dBi
+ Cỏc kờnh tần số sử dụng :
1. F1= 3344.75MHz 2. F2= 3348.25 MHz 3. F3=3394.75 MHz 4. F4=3398.25 MHz * Cấu hỡnh thiết bị Alvarion ( 2 trạm)
- Tx = 3343 Mhz - Rx = 3393 Mhz
- Số kờnh sử dụng : 2X3.5 Mhz - Cụng nghệ FDD
- Cụng suất phỏt của BS: 30dBm ( 10Watts) - Số sector : 1sector/1 trạm - Số kờnh tần số : 1 tần số/ 1 sector - Độ cao anten trạm gốc : 60m - Gúc ngẩng anten: -5o - Tốc độ hỗ trợ : 18Mbps/sector - Gúc mở Anten: 90o/ sector
* Cấu hỡnh thiết kế của 10 trạm BS (Bảng sau)
STT Tờn trạm
(Site) Số lượng BaseStation Cấu hỡnh trạm Base Station
1 HNI101 01
- Tần số: F2 = 3348.25 MHz
- Gúc phương vị (so với hướng Bắc): 3200
- Gúc ngẩng: -30
2 HNI340 02
BS1:
- Tần số: F2 = 3348.25 MHz
- Gúc phương vị (so với hướng Bắc): 1400
- Gúc ngẩng: -20
- Độ cao của Anten 30m BS2:
- Tần số: F3 = 3394.75 MHz
- Gúc phương vị (so với hướng Bắc): 2200
- Gúc ngẩng: -20
- Độ cao của Anten = 60m
3 HNI28 02
BS1:
- Tần số: F2 = 3348.25 MHz
- Gúc phương vị (so với hướng Bắc): 1600
- Gúc ngẩng: -50
- Độ cao của Anten: 60m
BS2: - Tần số: F3 = 3394.75 MHz - Gúc phương vị: 3200 - Gúc ngẩng: -40 - Độ cao Anten = 60m BS3: ( Alvarion) - Tần số : Tx = 3343MHz - Rx: 3393 Mhz - Gúc phương vị: 120o - Gúc ngẩng : -4o - Độ cao anten : 60m 4 HNI08 01 - Tần số: F1 = 3344.75 MHz
- Gúc phương vị (so với hướng Bắc): 3200
- Gúc ngẩng: -30
- Độ cao Anten =30m
5 HNI086 01
- Tần số: F1 = 3344.75 MHz
- Gúc phương vị (so với hướng Bắc): 900
- Gúc ngẩng: -40
- Độ cao Anten =30m
6 HNI306 01
- Tần số: F4 = 3398.25 MHz
- Gúc phương vị (so với hướng Bắc): 1400
- Gúc ngẩng: -20 - Độ cao Anten =30m 7 HNI085 01 Thiết bị Alvarion: - Tần số : Tx = 3343MHz, Rx = 3393MHz - Gúc phương vị : 360o - Độ cao anten : 30m 4.2.3. Dịch vụ dự kiến thử nghiệm
Về khả năng ứng dụng cỏc dịch vụ trờn nền WIMAX, hiện tại đó thử nghiệm được tất cả cỏc dịch vụ, cụ thể như sau:
+ Sơ đồ mụ hỡnh dịch vụ thử nghiệm: Theo Phụ lục 02
+ Cỏc loại hỡnh dịch vụ cú thể cung cấp thử nghiệm trờn nền WIMAX là:
. VoIP
. VideoConference . Multimedia Streaming
. Truy nhập Internet tốc độ cao . Mobility
4.2.4. Kết quả thử nghiệm
Với cấu hỡnh của trạm gốc như ở trờn và cấu hỡnh Profile Service cho cỏc CPE như sau :
- Name : Internet - Type : PPPoE
- UL/DL : MIR ( Maximum immigrate rate) = 12000kbps - QoS : BE ( Best Effort)
Cỏc kết quả thu được từ việc đo kiểm chi tiết theo Phụ lục 2.Trong đú : - Dung lượng kết nối với cỏc mạng khỏc : 100 Mbps
- Hiệu suất sử dụng phổ tần số : 1.714 bps/Hz - Tốc độ thấp nhất : o Uplink : 100.5 KBps o Downlink : 103.61 KBps - Tốc độ cao nhất : o Uplink : 1005 KBps o Downlink: 416.46 KBps
- Độ nhạy thu (RSSI): Tương ứng với cỏc mức điều chế như trong Phụ lục 2
o Uplink : -94 dBm đến -72 dBm o Downlink: -87 dBm đến -56 dBm
- Đối với tiờu chớ vật cản và nhà cao tầng: Với khoảng cỏch 2-3km so với trạm chất lượng dịch vụ đạt chất lượng tốt. Tốc độ download/upload cú thể đạt được là 3Mbps/1Mbps.
- Đối với cỏc tiờu chớ ảnh hưởng của thời tiết và can nhiễu của cỏc loại súng vụ tuyến khỏc: Dịch vụ vẫn được đảm bảo.
- Đối với tiờu chớ kiểm tra dung lượng trạm: Đó tập trung gần 30 users tại cựng một toà nhà, hoạt động liờn tục, ngay tại giờ cao điểm, chất lượng WiMAX vẫn bảo đảm tốc độ ổn định khụng bị nghẽn.
4.2.5. Đỏnh giỏ
Với hệ thống thiết bị WIMAX – Alvarion, thời gian thử nghiệm tại Viettel là 2 thỏng. Trong quỏ trỡnh thử nghiệm cựng với cỏc kết quả đo được cho thấy thiết bị hoạt động khỏ tốt.
Do địa bàn thử nghiệm là Hà Nội, nơi tập trung đụng dõn cư, tầm nhỡn thẳng bị che chắn nờn chưa kiểm tra được hết khả năng phỏt súng cũng như vựng phủ tối đa mà thiết bị cú thể cung cấp, tuy nhiờn trong điều kiện như vậy cú thể thấy khả năng làm việc của thiết bị là tốt (khoảng cỏch cú thể đạt 6,5 km với tốc độ UL: 950,31Kbps, DL: 397.55 Kbps). Dự bỏo, nếu triển khai thiết bị WIMAX ở những vựng nụng thụn, vựng sõu vựng xa, sẽ phỏt huy được hết tớnh năng hoạt động của thiết bị, khắc phục được những nhược điểm của hệ thống truy nhập Internet hữu tuyến hiện nay, cụ thể là hạn chế trong việc triển khai tuyến cỏp. 4.3. Cỏc cỏch thức đỏnh giỏ chất lượng và chỉ tiờu bỏo cỏo về cụng nghệ
4.3.1. Cỏch thức đỏnh giỏ chất lượng
- Đo tại giao diện mạng: Sử dụng cỏc bài đo ỏp dụng với dịch vụ Internet thụng thường như đo lưu lượng (MRTG), đo độ trễ,…
- Đo drive test: Sử dụng MS đo chất lượng tớn hiệu, tốc độ dữ liệu tại cỏc khu vực địa hỡnh khỏc nhau.
- Đo cỏc thụng số vụ tuyến: Độ nhạy, nhiễu đồng kờnh, nhiễu kờnh liền kề, cụng suất phỏt tại trạm gốc và trạm thuờ bao.
- Đo đặc tớnh hệ thống: khả năng tự điều chỉnh cụng suất phỏt hướng lờn, đo tốc độ đường lờn và đường xuống, QoS
- Theo dừi hiệu năng, chất lượng mạng khi số lượng thuờ bao tăng dần thụng qua phõn tớch log file.
4.3.2. Cỏc chỉ tiờu bỏo cỏo về cụng nghệ * Tham số về BS và MS
Cỏc thụng số Giỏ trị
Số lượng cell 3 sector 19
Tần số hoạt động 2500MHz
Song cụng TDD
Băng thụng kờnh 10MHz
Khoảng cỏch giữa cỏc BS 2.8km
Khoảng cỏch tối thiểu giữa BS và MS 36m
Mụ hỡnh anten 70o (-3dB) với 20 dB tỷ số front-
to-back
Độ cao BS 32m
Độ cao MS 1.5m
Độ lợi Anten BS 15dBi
Độ lợi Anten MS -1dBi
Cụng suất phỏt tối đa của BS 43dBm
Cụng suất phỏt tối đa của MS 23dBm
Số lượng cỏc anten Tx/Rx của BS Tx:2 hoặc 4, Rx: 2 hoặc 4 Số lượng cỏc anten Tx/Rx của MS Tx:1, Rx:2
Hệ số tạp õm BS 4dB
* Quỹ cụng suất
Cấu trỳc trạm gốc Giỏ trị thiết kế Đơn vị
Cụng suất phỏt Tx mỗi chấn tử anten 10.0 Watt
Số lượng cỏc chấn tử anten Tx 2.0
Tăng ớch tổ hợp tuần hoàn 3.0 dB
Tăng ớch anten Tx 15.0 dBi
Tăng ớch kớch cụng suất pilot -0.7 dB
EIRP( Cụng suất bức xạ đẳng hướng hiệu dụng) 57.3 dBm
Số lượng súng mang con đang sử dụng 840
Cụng suất mỗi súng mang con được sử dụng 28.1 dBm
Thiết bị di động ( Cầm tay trong nhà)
Tăng ớch anten thu Rx -1.0 dBi
Tăng ớch phõn tập anten Rx (2 anten) 3.0 dB
Hệ số tạp õm thu Rx 7.0 dB
Dự trữ Fadinh
Fadinh đa đường 5.56 dB
Fadinh nhanh 6.0 dB
Dữ trữ nhiễu 2.0 dB
Suy hao xuyờn õm 10.0 dB
Tổng dự trữ Fadinh 23.56 dB
Độ nhạy mỏy thu Rx di động
Tạp õm nhiệt -174 dBm/Hz
Khoảng cỏch súng mang con 10.94 kHz
Kiểu điều chế QPSK 1/8
SNR yờu cầu -3.31 dB
Phạm vi khoảng cỏch ụ giới hạn 0.82
Tốc độ dữ liệu lưu lượng DL Mbps
Độ nhạy Rx (cho mỗi súng mang con) -129.9 dBm
Độ nhạy Rx ( Tổng hợp) -100.7 dBm
Tăng ớch hệ thống 160.0 dB
Suy hao đường truyền tối đa cho phộp 136.4 dB
4.4. Kế hoạch thử nghiệm WiMAX di động
Dựa trờn những kinh nghiệm từ việc triển khai WiMAX cố định, Viettel cú chủ trương phỏt triển và mở rộng cỏc dịch vụ WiMAX truy cập di động trong phạm vi cả nước. Để thực hiện được chủ trương này, Viettel dự định sẽ triểnkhai thử nghiệm WiMAX di động tại tất cả cỏc tỉnh thành trong cả nước với quy mụ cụ thể như sau :
- Tại Hà nội và Thành phố Hồ Chớ Minh với : 100 trạm BS - Tại cỏc tỉnh thành khỏc : 10 trạm BS
- Phớa đầu cuối khỏch hàng, mạng thử nghiệm của Viettel là mụ hỡnh hỗn hợp : Thiết bị đầu cuối hỗ trợ đồng thời cho WiMAX truy cập cố định và truy cập di động.
- Thiết bị đầu cuối gồm CPE Indoor, outdoor và mobility, card PCMCIA, thiết bị di động cầm tay, CPE cho 1 người dựng và CPE cho nhiều người dựng,...
- Đối tượng sử dụng gồm cỏ nhõn, hộ gia đỡnh, đại lý cụng cộng và doanh nghiệp, cơ quan,...
4.4.1. Tần số và dung lượng
Hiện tại, cỏc nhà cung cấp dịch vụ đó được sự đồng ý của Bộ truyền thụng và thụng tin cho phộp cung cấp dịch vụ truy cập WiMAX di động trong dải tần 2.3GHz – 2.4GHz tại Hà Nội, Thỏi Nguyờn.
Độ rộng kờnh cú thể cung cấp cho thiết bị WiMAX di động là 5/8.75/10/20 Mhz. Bước đầu, sử dụng cỏc súng mang cú độ rộng 8,75Mhz hoặc 10Mhz tuỳ theo chủng loại thiết bị.
Một súng mang 20Mhz cú thể cho dung lượng tới 30Mbps ( Downlink và Uplink), do vậy với 1 sector cú thể đỏp ứng cho 200 thuờ bao ( dung lượng DL = 24Mbps). Vậy một site 3 sector cú thể cung cấp cho 600 thuờ bao.
4.4.2. Cấu trỳc thử nghiệm
Cỏc trạm phỏt súng sẽ được kết nối trực tiếp hoặc giỏn tiếp với tổng đài di động PSTN và mạng Internet của Viettel tại cỏc tỉnh thành.
Cấu hỡnh thiết bị thử nghiệm: - Cụng nghệ IEEE802.16e
- Dải tần cấp phộp 2.3Ghz – 2.4 Ghz - Băng tần xin cấp phộp 3x10Mhz
- Độ rộng kờnh 5/8.75/10/20 ( tuỳ loại thiết bị) - Mỗi trạm cấu hỡnh 3 sector
Sơ đồ mạng tham khảo phụ lục 3. 4.4.3. Tớnh chất thử nghiệm
✓ Hệ thống cú khả năng kết nối dễ dàng với mạng PSTN, Internet, và Mobile
✓ Tận dụng cơ sở hạ tầng sẵn cú của hệ thống Internet, Voice và Mobile
✓ Mở rộng quy mụ phủ súng trờn tất cả cỏc tỉnh thành
✓ Kiểm tra đầy đủ cỏc tớnh năng đỏp ứng của cụng nghệ WiMAX như : Mức độ can nhiễu, khả năng phủ súng ( khoảng cỏch, tốc độ), lưu lượng phục vụ,…
4.4.4. Cỏc dịch vụ dự kiến thử nghiệm
Mụ tả lớp ứng
dụng Tớnh thời gian thực Loại ứng dụng Băng thụng
Trũ chơi tương tỏc Cú Trũ chơi tương tỏc 50-85kbps
VoIP, hội nghị truyền hỡnh Cú VoIP 4 64kbps – Video Phone 32 384Kbps – Xem phim trực tuyến Cú Music/Speech 5-128 kbps Video Clip 20- 384kbps Movie Streaming >2Mbps Cụng nghệ thụng tin Khụng Tin nhắn <250 kbps Duyệt Web >500 kbps E mail > 500Kbps
Tải nội thụng tin Khụng Tải dữ liệu lớn, film > 1Mbps
Chia sẻ file ngang hàng
> 500Kbps
4.4.5. Cỏch thức đỏnh giỏ chất lượng
- Đo tại cỏc giao diện mạng: sử dụng cỏc bài đo ỏp dụng đối với dịch vụ Internet thụng thường như đo lưu lượng ( MRTG), đo độ trễ,….
- Đo Driving Test: Sử dụng MS đo cường độ tớn hiệu, chất lượng tớn hiệu thoại và dữ liệu, mức độ can nhiễu, kiểm tra neighbour, tốc đỗ dữ liệu tại cỏc khu vực địa hỡnh khỏc nhau.
- Theo dừi hiệu năng, chất lượng mạng khi số lượng thuờ bao tăng dần thụng qua phõn tớch log file.
- Đo cường độ tớn hiệu Rx Lev, chất lượng tớn hiệu Rx Qual - Tỷ lệ rớt, tỷ lệ chuyển giao khụng thành cụng
4.5. Cỏc vấn đề trong Mobile WiMAX
Trong thử nghiệm Mobile WiMAX thỡ vấn đề quan trọng là kiểm tra Handover: chớnh là việc kiểm tra tỷ lệ thành cụng Handover và Handover Disruption Time (Thời gian ngắt kết nối). Nhỡn chung, cỏc hóng đều sử dụng kỹ thuật Chuyển giao cứng – Hard Handover( ngắt kết nối trước khi thiết lập), do vậy thời gian giỏn đoạn thụng tin là cú xảy ra nhưng trễ phải nằm trong khoảng thời gian cho phộp ( thụng thường yờu cầu <100ms).
Vấn đề tớch hợp triển khai WiMAX với cỏc mạng của cỏc nhà khai thỏc dịch vụ tại Việt Nam tại thời điểm hiện tại là khỏ phức tạp, do nhiều yếu tố khỏc nhau nhưng phần lớn là sự tương thớch mạng WiMAX khi kết nối và mạng biờn hoặc mạng Core cú sẵn của cỏc nhà khai thỏc( vỡ phần lớn cỏc thiết bị quản lý dịch vụ biờn SBC : Session Border Control của cỏc Operator đều chưa sẵn sàng cho WiMAX). Hiện cỏc dịch vụ phức tạp đũi hỏi độ trễ nhỏ đều thực hiện dựa trờn mụ phỏng như VoIP, Video Streaming.
Vấn đề chớnh khi thử nghiệm WiMAX cần hải thực hiện đú là: • Độ bao phủ đõm xuyờn ( Vấn đề Radio)
• Khả năng cung cấp dịch vụ và tương thớch với mạng cú sẵn của cỏc nhà cung cấp dịch vụ (Vấn đề Networking)
4.5.1. Vấn đề Radio
Khi đo đạc cỏc chỉ số trong mạng WiMAX cần phải thực hiện cỏc cụng việc sau:
❖ Xỏc định cỏc tuyến đường thực hiện việc đo đạc độ bap phủ của mạng hay một trạm hay 1 Site WiMAX ( Khu dõn cư dày đặc như cỏc khu phố cổ Hà Nội, những nơi nhà cú mật độ dày đặc xõy dựng khụng quy hoạch gõy ra khú khăn cho súng đõm xuyờn. Cỏc khu nội đụ xõy dựng theo quy hoạch như Khu Mỹ Đỡnh, Ciputra Hà Nội,….). Để xỏc định được tuyến viba cho việc truyền súng thử nghiệm nhà cung cấp thiết bị và giải phỏp Alvarion, Huawei,….phải cung
cấp cho cỏc nhà cung cấp dịch vụ bản đồ quy hoạch tần số và độ bao phủ mụ phỏng trước khi thử nghiệm được diễn ra. Để làm được việc này, cỏc nhà cung cấp dịch vụ như Viettel phải cung cấp cho cỏc hóng cỏc thụng số : Chiều cao Anten, Kinh độ Vĩ độ, Khoảng cỏch từ Anten tới BTS, Khoảng cỏch từ BTS tới - Core(ASN), phương ỏn kết nối, ... Tất cả cỏc thụng số cần thiết cho việc tớnh toỏn suy hao đường truyền, từ cỏc thụng số đú thỡ cỏc kỹ sư giải phỏp của cỏc hóng đưa ra đỏp ỏn độ bao phủ gần chớnh xỏc nhờ vào : Phầm mềm, khả năng của cỏc BTS của từng hóng, độ suy hao được tớnh nhờ vào bản đồ số 2D hoặc 3D.
❖ Và vấn đề thử nghiệm phần lớn dựa trờn cỏc kết quả kiểm tra ngoài trời (Outdoor) để đưa ra khả năng bao phủ của từng trạm/Site hay cả hệ thống. Cỏc bài test Indoor sẽ được kiểm tra dựa trờn giải phỏp của từng hóng, khả năng tối ưu của BTS để đạt Indoor sõu cho 1 khu vực cụ thể và tuỳ vào địa hỡnh từng khu vực. ( Thực tế, suy hao của súng khi truyền qua tường nhà cỡ trờn 10dB, qua hai bức tường và vào sõu trong nhà cỡ 50dB,…)
❖ Sau khi đo được độ bao phủ của cả hệ thộng ( nếu việc thử nghiệm cú từ 2 WBS -Wireless Base Station trở lờn) , ta tiến hành kiểm tra đo độ bao phủ của 1 trạm WBS, khả năng phủ súng 1 trạm là bao xa. Ngoài ra, khi cú nhiều trạm được hoạt động cựng lỳc sẽ cú can nhiễu, giảm khả năng phủ súng của trạm. Do đú cần phải quy hoạch tần số để trỏnh can nhiễu giữa cỏc sector và giữa cỏc nhà cung cấp dịch vụ.
4.5.2. Vấn đề cung cấp dịch vụ
❖ Thử kết nối cỏc thiết bị đầu cuối truy nhập vào hệt thống, khả năng nhận thực, khả năng OMC ghi lại cỏc bản ghi về thời gian truy nhập. Cỏc vấn đề kiểm tra nhận thực, khai bỏo User/ Pass hoặc dựng SIM cũng cần được kiểm tra kỹ trong phần này.
❖ Thử Handover: Việc kiểm tra Handover từ trạm này tới trạm khỏc, thời gian ngắt kết nối cú trong điều kiện cho phộp khụng?
❖ Thử độ trễ: Kiểm tra thiết lập QoS cho từng thuờ bao. Phần lớn cỏc hóng