2.2.1.1 Mô hình hạn chế nhiễu
Công suất băng rộng tổng cộng (nhiễu tổng cộng) ựược tắnh bởi công thức:
Trong ựó:
Ớ : Nhiễu tổng cộng.
Ớ : Nhiễu do các người dùng ở cùng ô.
Ớ : Nhiễu do các người dùng ở ô lân cận.
Ớ PN: Tạp âm nền của máy thu.
66
Tạp âm nền (PN):
Bao gồm 2 thành phần tạp âm nhiệt và hệ số tạp âm, ựược tắnh bởi công thức:
Nhiễu do người dùng ở cùng ô (Iown):
Nhiễu tổng cộng mà mỗi UE phải vượt qua là : ITOT - Pj
Ở ựó Pj là công suất mà UE của người dùng thứ j ựó nhận ựược.
để tắn hiệu thu ựược có thể giải mã thì tỷ số Eb/No cần phải lớn hơn hoặc bằng tỷ số Eb/No yêu cầu tại ựầu thu của BS.
Eb/No ựược tắnh theo công thức sau:
Trong ựó:
Ớ W: Tốc ựộ chip (3.84 Mcps).
Ớ : Tham số chỉ mức ựộ hoạt ựộng của người dùng dịch vụ j.
Ớ Rj: Tốc ựộ bit của dịch vụ j. Từ ựó ta có thể tắnh ựược Pj:
Do ựó ta tắnh ựược Iown:
Suy ra tham nhiễu của ô lân cận ựến ô ựang xét:
đối với cấu hình cell 3 sector thì i thường có giá trị 0.65.
2.2.1.2 Tham số tải hướng lên
67
Ta ựịnh nghĩa tham số tải hướng lên:
Tham số tải hướng lên dùng ựể xác ựịnh số kênh cần thiết của hệ thống
3.2.2 Phân tắch dung lượng hướng xuống.3.2.2.1 Tham số tải hướng xuống 3.2.2.1 Tham số tải hướng xuống
Tương tự như hướng xuống, ta cũng ựịnh nghĩa tham số tải theo hướng xuống:
Trong ựó: là tham số trực giao trung bình của ô và là tỷ số trung bình của nhiễu từ ô lân cận ựến ô ựang xét.
So sánh vơi công thức tắnh toán trên hướng lên, ta thấy tham số mới quan trọng nhất chắnh là tham số trực giao trung bình trên hướng xuống . WCDMA sử dụng các mã trực giao trên hướng xuống ựể phân biệt các người dùng khác nhau. Tuy nhiên, nếu trên kênh vô tuyến tồn tại ựộ trễ lớn thì MS sẽ nhìn một phần tắn hiệu từ BS như là nhiễu ựa truy nhập. Trường hợp lý tưởng khi mọi người dùng ựều trực giao hoàn toàn khi tham số trực giao bằng 1. Tuy nhiên, trong thực tế thì tham số trực giao nằm trong khoảng từ 0.4 ựến 0.9 ựối với các kênh ựa ựường.
Cũng như tham số tải hướng lên, tham số tải hướng xuống dùng ựể xác ựịnh số kênh cần thiết của hệ thống.
3.2.2.2 Công suất phát tổng cộng của Node B
Khi tắnh toán dung lượng hướng xuống, việc xác ựịnh tổng công suất phát yêu cầu của BS là rất quan trọng. Nó ựược xác ựịnh dựa vào công suất phát trung bình cho từng người dùng, chứ không phải công suất phát tối ựa cho vùng biên ô như trong tắnh toán quỹ ựường truyền. Nguyên nhân là do công nghệ WCDMA cho phép người dùng ở vùng biên ô ựược yêu cầu công suất cao hơn, trong khi những người dùng ở gần trạm BS cần mức công suất thấp hơn tại cùng một thời ựiểm. Sự khác nhau giữa tổn hao ựường truyền tối ựa và tổn hao ựường truyền trung bình thường vào khoảng 6 dB ựối với các ô lớn.
68
Công suất phát tối thiểu cho mỗi người dùng ựược quyết ựịnh bởi mức suy hao trung bình giữa bộ phát BS và bộ thu MS, ký hiệu là , và ựộ nhạy máy thu trong ựiều kiện không có nhiễu ựa truy nhập (trên nhiều ô hoặc cùng một ô). Ngoài ra, ảnh hưởng của việc tăng tạp âm nền khi có thêm nhiễu ựược cộng thêm vào công suất tối thiểu ta sẽ có ựược công suất phát yêu cầu cho một người dùng tại một vị trắ trung bình trong ô. Khi ựó, công suất phát tổng cộng của BS có thể ựược tắnh theo công thức sau:
Trong ựó NMS là mật ựộ phổ công suất nhiễu trên hướng thu của MS ựược tắnh theo công thức:
(T=290K)
Công suất phát của BS sẽ ảnh hưởng ựến số lượng người dùng cho phép cho mỗi ô. Dung lượng hướng xuống bị giới hạn bởi công suất phát của BS, sự giới hạn này có thể ựược minh họa như trên hình 3-6.
69
3.2.3 định cỡ dung lượng mạng 3.2.3.1 Thuật toán Campbell 3.2.3.1 Thuật toán Campbell
Thuật toán Campell dùng ựể tắnh toán tài nguyên yêu cầu (số ô cần thiết) của hệ thống. Thuật toán bao gồm các bước sau ựây:
Bước 1: Tắnh toán tham số dung lượng của hệ thống dựa vào lưu lượng dự kiến ựã biết trước.
Tham số dung lượng hệ thống ựược tắnh bằng công thức:
Trong ựó erl là lưu lượng dự kiến của từng loại dịch vụ, α là mật ựộ tương ựương của từng dịch vụ ựược tắnh bởi công thức:
Với R là tốc ựộ của dịch vụ, υ là tham số hoạt ựộng của từng dịch vụ. Bước 2: Tắnh lưu lượng chuẩn hóa của hệ thống.
Lưu lượng chuẩn hóa của hệ thống ựược ựịnh nghĩa bởi công thức :
Bước 3: Tắnh toán số kênh chuẩn hóa trên một ô.
Dựa vào công thức tắnh tham số tải ta xác ựịnh ựược số kênh thoại tương ựương N. Từ ựó xác ựịnh ựược số kênh chuẩn hóa trên một ô theo công thức:
70
CHƯƠNG 3
QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN TỐI ƯU MẠNG 3G TẠI THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG
Quá trình tối ưu mạng 3G-WCDMA tại Hải Phòng ựược thực hiện từ 18/04/2011 ựến 20/06/2011, mục tiêu nhằm nâng cao chất lượng mạng 3G khu vực Hải Phòng. đây là lần ựầu tiên Vinaphone thực hiện quy trình tối ưu một cách ựầy ựủ mạng 3G-WCDMA kể từ khi 3G ựược triển khai trên mạng Vinaphone.
Tất cả các mục tiêu của quá trình tối ưu Hải Phòng ựã ựạt ựược như:
Ớ Lấy thông số RF của trạm (70 NodeB)
Ớ Tối ưu vùng phủ sóng.
Ớ Kiểm tra và xử lý lỗi phần cứng (30 NodeB)
Ớ Xem xét ựiều chỉnh Neighbor và scrambling code.
Ớ Kiểm tra các thông số không ựồng nhất.
Ớ Các thông số OMC và KPI Driving test ựược cải thiện và vượt các mục tiêu ban ựầu.
Ớ Chất lượng cuộc gọi tốt (MOS = 4.01) Các phát hiện chắnh trong quá trình tối ưu:
Ớ Nhiều trạm trong khu vực Hải Phòng ựang chạy mà không ựược ựồng bộ.
Ớ Nhiều cảnh báo liên quan ựến chất lượng truyền dẫn kém.
Ớ Nhiều vị trắ bị lỗi Pilot Pollution và không có trạm phục vụ vượt trội.
Ớ Vùng phủ sóng kém. Một số khuyến nghị:
Ớ Bổ xung thêm trạm
Ớ Xử lý các lỗi mất ựồng bộ của các NodeB
Ớ Thay thế truyền dẫn từ E1 sang FE ựể tăng chất lượng truyền dẫn.
3.1Quy trình tối ưu:
Trước khi thực hiện tối ưu, công việc ựầu tiên cần phải làm là ựánh giá, xem xét cấu hình mạng UTRAN. Các hoạt ựộng thực hiện trong quá trình tối ưu bao gồm xử lý các lỗi phần cứng, ựiều chỉnh các thông số anten (tối ưu hóa vùng phủ), liệt kê các Neighbor và quy hoạch, tối ưu Scrambling code, ựiều chỉnh các thông số vô
71
tuyến. Kết quả cuối cùng sau quá trình tối ưu sẽ ựược so sánh với các thông số trước tối ưu.
Quá trình tối ưu UTRAN bao gồm nhiều giai ựoạn theo thời gian và ựược minh họa bằng Hình 3.1 dưới ựây.
72
3.2Xác ựịnh các mục tiêu trước tối ưu 3.2.1 Xác ựịnh các Cluster: 3.2.1 Xác ựịnh các Cluster:
Tối ưu hóa UTRAN thường ựược tiến hành ở cấp ựộ Cluster. Cluster là một khu vực ựịa lý mà trong ựó tập hợp vị trắ của một số trạm nhất ựịnh. Do việc thay ựổi thông số hay thêm các trạm mới trong khu vực rộng với rất nhiều trạm có thể sẽ gây ra tác ựộng lớn, nên việc tối ưu hóa này là lý tưởng khi thực hiện một lần tất cả các thay ựổi trên các trạm thuộc Cluster. Do ựó việc phân ra các Cluster ựể dễ dàng thực hiện tối ưu trên từng khu vực nhất ựịnh với số lượng trạm giới hạn.
Hình 3. 2 Xác ựịnh các Cluster
Trong quá trình tối ưu này, khu vực thành phố Hải Phòng ựược chia ra thành 6 cluster, mỗi cluster bao gồm khoảng 20 NodeB.
73
3.2.2 Quy hoạch mạng và các chiến lược:
Ở mạng Vinaphone, việc ựầu tư 3G và phát triển mạng 3G phụ thuộc vào vị trắ các trạm 2G sẵn có. Việc dùng chung các trạm WCDMA/HSPA 2100MHz với các trạm GSM900Mhz/DSC1800Mhz không chỉ làm cắt giảm chi phắ ựầu tư cho các nhà trạm ựể ựầu tư cho các vùng phủ sóng mới mà còn làm giảm chi phắ hoạt ựộng về dài hạn của việc thuê truyền dẫn, nguồn ựiện, nhà trạm và quản lý, vận hành.
Do ựó, việc phát triển mạng UMTS trên nền tảng sẵn có của mạng GSM cần ựược tắnh toán, xem xét ựảm bảo tất cả các lợi ắch của một mạng kết hợp ựồng nhất 2G và 3G. Các khắa cạnh trên liên quan ựến việc phát triển mạng UMTS, vùng phủ, chia sẻ vị trắ, nhiễu, inter-RAT handover, quản lý di ựộng, và chia sẻ tải lưu lượng phải ựược xem xét một cách cẩn thận.
Việc quy hoạch mạng UMTS bao gồm các giai ựoạn chắnh: đầu tiên, việc xem xét lại vùng phủ và dung lượng mạng GSM hiện có ựể xác ựịnh khu vực có vùng phủ mạnh hay các các khu vực có lưu lượng cao. Tiếp theo, các vị trắ trạm có thể lắp ựặt UMTS ựược khảo sát và kiểm tra ựối với tất cả các vấn ựề kỹ thuật và vị trắ thực tế. RF phù hợp ựược lựa chọn, kết hợp với các thông số kỹ thuật của NodeB Motorola làm ựầu vào cho các công cụ quy hoạch ựể mô phỏng vùng phủ sóng của 3G. Cuối cùng, các thông số anten (ựộ cao, góc ngẩng, góc phương vị), các Primary Scrambling Code, danh sách các Neighbor (intra-frequency, inter-frequency, inter- RAT) của các site ựược tạo ra và kết hợp với nhau tạo thành mạng 3G hoàn chỉnh.
Các NodeB tại Hải Phòng ựược ựiều khiển bởi RNC_1009M_HPG với LAC 10091. Vinaphone ựược cấp phép sử dụng với 3 dải tần số băng thông 5MHz như dưới ựây.
74
Với mỗi dải tần, có 512 PSC, bao gồm 64 nhóm mã và 8 mã mỗi nhóm. Nhóm mã [0..63], mã [0..5] dành cho các macro cell. Nhóm mã [0..63], mã [6..7] ựược dành riêng cho các inbuilding cell.
3.2.3 Cấu hình mạng
Vùng phủ của 3G tại Hải Phòng ựược phục vụ bởi 131 NodeB cấu hình 1/1/1 và các NodeB trên ựược kết nối với RNC_1009M_HPG với 2 cabinet và 4 cage.
RNC NodeB Cell
RNC_1009M_HPG 131 393
Bảng 3. 2 Cấu hình RNC
Có 3 loại truyền dẫn sử dụng trên giao diện Iub giữa NodeB và RNC tại Hải Phòng: 4E1 , E1 + FE hoặc FE và nó cung cấp băng thông 8 Mbps ựến 16 Mbps.
Ớ NodeB sử dụng truyền dẫn E1 kết nối với RNC thông qua hệ thống truyền dẫn của Viễn thông Hải Phòng, kết nối với hệ thống MUX của Vinaphone và cuối cùng kết nối vào card POUa của RNC.
Ớ NodeB sử dụng truyền dẫn FE kết nối với RNC thông qua hệ thống MANE của Viễn thông Hải Phòng và cuối cùng kết nối vào RNC qua card GOUa hoặc card FG2a của RNC.
Sau ựây là hình tổng hợp các loại truyền dẫn giao diện Iub giữa NodeB và RNC
75
Ở giai ựoạn triển khai ựầu tiên, truyền dẫn giao diện Iu-CS/PS ựược sử dụng truyền dẫn STM-1 qua Router Huawei. Router sẽ thực hiện chức năng truyền dẫn và chuyển ựổi GE/STM-1. Tuy nhiên, hiện tại Vinaphone ựã chuyển ựổi truyền dẫn tất cả giao diện Iu-CS/PS từ STM-1 thành GE qua truyền dẫn VN2 cung cấp bởi VTN, dưới ựây là cấu trúc mạng mới nhất (ựang hoạt ựộng) của RNC Hải Phòng.
Hình 3. 4 Sơ ựồ kết nối mạng Hải Phòng.
3.2.4 đánh giá hiệu suất mạng
Dưới ựây là các thông số KPI của mạng Vinaphone trong 1 tuần liên tục lấy từ hệ thống OMC 3G của Vinaphone trước khi thực hiện tối ưu mạng. Kết quả lấy từ ngày 19/04/2011 ựến 23/04/2011.
76
Bảng 3. 3. Các thông số KPI của mạng trước khi thực hiện tối ưu.
Tối ưu hóa mạng lưới nhằm mục ựắch cải thiện các thông số thống kê KPI của mạng 3G Hải Phòng.
3.2.5 Phân tắch dung lượng mạng
Phần này sẽ phân tắch và xác ựịnh dung lượng hiện tại của mạng, dựa vào phân tắch này thì Vinaphone sẽ quyết ựịnh xem mạng có cần nâng cấp hay không.
Nói chung, lưu lượng CS của mạng trong khoảng 500 ựến 600 Erlang một giờ. Với lưu lượng ựó thì chỉ chiếm khoảng nhỏ hơn 70% dung lượng thiết kế của RNC. Lưu lượng PS cũng ựang ở mức dưới mức thiết kế của cấu hình RNC, nhưng dung lượng này sẽ còn tiếp tục tăng trong tương lai, do ựó cần quan tâm nhiều hơn ựến yếu tố truyền dẫn trong thời gian tới.
Hình 3. 5 Lưu lượng PS ở mức RNC
3.2.6 Các tiêu chắ của quá trình tối ưu
Việc thực hiện tối ưu sẽ dựa vào cả thông số KPI từ OMC và từ hoạt ựộng driving test. Các thông số lấy từ OMC sẽ cho biết hiệu suất của tổng thể mạng trung bình mỗi ngày, trong khi ựó thì các hoạt ựộng Driving test sẽ cho biết chất lượng của vùng phủ, chất lượng cuộc gọi có tốt hay không.
77
Các thông số KPI của OMC chỉ dựa trên mức RNC và tắnh toán theo các tham số CSSR, DRC, SHO, Inter RAT HO, PS/CS TRAFFIC và CONGESTION
Driving test sẽ cho biết các thông số về vùng phủ như RSCP, Ec/Io, Dung lượng trung bình DL/UL và Call Setup Time.
Các thông số KPI mạng cần ựạt ựược
Các thông số KPI cần ựạt ựược lấy trung bình trong 5 ngày liên tục và ựược so sánh với thông số KPI trước tối ưu, và phải thấy ựược sự cải thiện trước và sau tối ưu. Dưới ựây là các thông số KPI của mạng cần ựạt ựược.
Bảng 3. 4 Các thông số KPI của mạng cần ựạt ựược
Các thông số KPI Drive Test cần ựạt ựược
Dưới ựây là các thông số KPI ựược lấy từ quá trình Driving Test cần ựạt ựược
78
Bảng 3. 5 Các thông số KPI Driving test cần ựạt ựược
Các công việc thực hiện trong quá trình tối ưu
3.3.1Thu thập dữ liệu
Ớ Thu thập dữ liệu từ OMC:
Hệ thống Horizon OMC có khả năng quản lý hoạt ựộng và cấu hình của tất cả các phần tử mạng. Giám sát thời gian thực hiện, cảnh báo, báo cáo hiệu suất, và báo hiệu các chức năng tập trung truy tìm cho phép tối ưu hóa nhóm ựể theo dõi và phân tắch hiệu suất mạng.
Việc lấy các thông số KPI, thu thập các cảnh báo xuất hiện trên hệ thống có thể giúp cho việc xử lý, nâng cao chất lượng mạng trong quá trình tối ưu ựược nhanh chóng và chắnh xác
Ớ Thu thập dữ liệu từ Drive-test :
Drive-test ựược thực hiện cho các cell trong các Cluser tối ưu hóa ựược xác ựịnh từ trước. Các ựo TEMS, Nemo sử dụng ựể quét CPICH và một vài các dịch vụ khác như là AMR speech, CS Video, PS-R99 và HSDPA ựược drive-test dọc các tuyến ựường. Bên cạnh ựó, Qvoice ựược sử dụng ựể ựo MOS. Các Logfile trong quá trình Driving Test ựược ghi lại ựể phân tắch và ựưa ra các khuyến nghị xử lý trên thực tế.
79
Ớ Kiểm tra phần cứng mạng:
Các hoạt ựộng kiểm tra tình trạng phần cứng của trạm bao gồm việc ựến thực tế tại trạm kiểm tra trạng thái hoạt ựộng của phần cứng, cài ựặt các kết nối (Truyền dẫn, Jumper/Feeder và Antenna...). Ghi lại các thông số Antenna như kinh ựộ, vĩ ựộ, ựộ cao, góc ngẩng, góc phương vị... ựể xử lý.
Các dữ liệu thu thập ựược sử dụng ựể ựánh giá và xác nhận về tình trạng và hiệu suất của mạng UTRAN trước khi thực hiện tối ưu hóa. Tiếp ựó, những dữ liệu này ựược sử dụng như là ựầu vào cho các bước tiếp theo trong quá trình phân tắch dữ liệu.
3.3.2Phân tắch dữ liệu và khuyến nghị ựiều chỉnh
3.3.2.1 Phân tắch dữ liệu OMC-R
Hiệu suất mạng UTRAN ựược ựánh giá dựa trên số liệu thống kê thu thập ựược trên hệ thống OMC. Các kết quả của quá trình này có thể là danh sách các cell có chất lượng KPI kém, danh sách các phần cứng của các trạm cần ựược xem xét và