L ỜI NÓI ĐẦ U
2.3.2.Điều khiển công suất vòng lặp đóng (CLPC)
Được thực hiện khi MS đã kết nối với hệ thống. Nó thực hiện điều khiển công
suất phát trên cả đường lên và đường xuống. CLPC dựa trên ba bước cơ bản đó là
thực hiện việc truyền dẫn, đo lường ở phía thu và có phản hồi được cung cấp cho phía
phát để xem có nên tăng hay giảm công suất hay không. Điều khiển công suất vòng kín gồm có hai phần:
- Điều khiển công suất nhanh vòng trong tốc độ 1500 Hz - Điều khiển công suất chậm vòng ngoài tốc độ 10-100Hz
Điều khiển công suất vòng ngoài (Chậm): Được thiết lập trên RNC và UE,
thực hiện đánh giá dài hạn chất lượng đường truyền trên cơ sở FER hoặc BER để quyết định tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SIR) đích cho điều khiển công suất vòng trong, để duy trì được QoS dịch vụ. Thực hiện điều khiển công suất vòng ngoài, mỗi khung số liệu của người sử dụng được gắn chỉ thị chất lượng khung là CRC. Việc kiểm tra chỉ thị chất lượng này sẽ thông báo cho RNC về việc giảm chất lượng và RNC sẽ ra lệnh cho NodeB tăng SIR đích.
Điều khiển công suất vòng trong (Nhanh)
Ước lượng SIR phải được tính sau mỗi khe thời gian, từ khi hoa tiêu của DPCCH
xuất hiện trong mỗi khe thời gian. Vòng lặp trong được cho SIR đích và nó thực hiện so sánh SIR ước lượng với SIR đích. Nếu SIR ước lượng nhỏ hơn SIR đích, vòng lặp trong sẽ báo hiệu cho máy phát tăng công suất xuống và ngược lại. Việc này diễn ra rất nhanh 1500 lần/s, để bù trừ cho các điều kiện fadinh thay đổi nhanh. PC đường lên để vượt qua ảnh hưởng của hiệu ứng near-far, tiết kiệm công suất UE. PC đường xuống để tiết kiệm công suất NodeB và giảm nhiễu cho các NodeB khác.
Chu Xuân Thuận - ĐTVT 33
Hình 2.6. Thủ tục điều khiển công suất vòng trong và vòng ngoài 2.4. Chuyển giao và lựa chọn lại Cell trong WCDMA
2.4.1. Chuyển giao
là quá trình bổ sung hoặc loại bỏ đi các liên kết với các cell mà UE đang liên lạc
trên một kênh dành riêng. UE hỗ trợ quá trình này bằng việc thực hiện các đo lường cường độ tín hiệu của các cell lân cận và báo cáo tới UTRAN, và cuối cùng thì UTRAN sẽ quyết định khi nào thực hiện chuyển giao.
Lựa chọn lại Cell: là quá trình lựa chọn một cell mới khi UE đang nằm
trong chế độ rỗi (Idle). UE lựa chọn một cell mới một cách độc lập mà không yêu cầu sự can thiệp từ UTRAN. Tuy nhiên UTRAN cung cấp các tham số trong các bản tin thông tin hệ thống mà nó ảnh hưởng tới quyết định lựa chọn lại Cell của UE.
2.4.2. Các loại chuyển giao và lựa chọn lại Cell
Chuyển giao cùng tần số: xảy ra giữa các cell có cùng tần số vô tuyến. UE có
thể đo lường cường độ tín hiệu của các cell khác mà không gây gián đoạn kết nối với cell hiện tại. Chuyển giao có thể là mềm hoặc mềm hơn.
Chu Xuân Thuận - ĐTVT 34
Chuyển giao giữa các tần số: xảy ra giữa các cell trên các tần số vô tuyến khác
nhau. Để đo lường cường độ tín hiệu của một cell lân cận giữa các tần số, UE phải điều chỉnh khỏi tần số của cell đang phục vụ và điều chỉnh tới tần số của cell lân cận.
Chuyển giao giữa các hệ thống (IS-HO): giữa các tế bào thuộc hai công nghệ
truy cập vô tuyến (RAT) hay hai chế độ truy cập vô tuyến (RAM) khác nhau.
Trường hợp thường xuyên xảy ra nhất là chuyển giao giữa các hệ thống WCDMA và GSM.
2.4.3. Các thủ tục chuyển giao
Hình 2.7. Các loại chuyển giao trong W-CDMA
Chuyển giao cứng (Hard handOver-HO) là các thủ tục trong đó tất cả các đường truyền vô tuyến cũ của một UE được giải phóng trước khi thiết lập các đường truyền vô tuyến mới.
Chu Xuân Thuận - ĐTVT 35
Chuyển giao mềm (Soft HandOver-SHO) và chuyển giao mềm hơn (Softer (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Handover): là các thủ tục trong đó UE luôn duy trì ít nhất một đường vô tuyến nối
đến UTRAN. Trong chuyển giao mềm UE đồng thời được nối đến một hay nhiều cell thuộc các NodeB khác nhau của cùng một RNC (chuyển giao mềm nội RNC) hay thuộc các RNC khác nhau (chuyển giao mềm giữa các RNC). Trong chuyển giao mềm hơn UE được kết nối đến ít nhất là hai cell của cùng một NodeB. Soft HO và Softer HO chỉ có thể xẩy ra trên cùng một tần số sóng mang và trong cùng một hệ thống.
Phụ thuộc vào sự tham gia trong chuyển giao mềm, các cell trong một hệ thống WCDMA được chia thành các tập sau đây:
Trong chế độ kết nối, UE liên tục đo các ô phục vụ và các ô lân cận (do RNC chỉ dẫn) trên tần số sóng mang hiện thời. UE so sánh các kết quả đo với ngưỡng HO do RNC cung cấp và gửi báo cáo kết quả đo đến RNC. Vì thế SHO là kiểu chuyển giao được đánh giá bởi đầu cuối di động (MEHO).
2.5. Tổng kết chương
Điều khiển công suất và chuyển giao trong hệ thống thông tin di động UMTS là những khâu quan trọng của hệ thống. Điều khiển công suất hạn chế được ảnh hưởng của hiệu ứng gần xa đến chất lượng dịch vụ thoại, dung lượng của hệ thống và khả năng chống lại fading vốn là đặc trưng của môi trường di động. Trong khi điều khiển chuyển giao đảm bảo tính liên tục của dịch vụ để phát huy thế mạnh di động của hệ thống 3G. Tìm hiểu được kĩ điều khiển công suất và chuyển giao trong mạng WCDMA là rất cần thiết, qua đó làm tiền đề để tối ưu vô tuyến và từ đó đưa ra các giải pháp để tối ưu các thông số của mạng sau này.
Chu Xuân Thuận - ĐTVT 36
CHƯƠNG 3. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU VÀ KPI MẠNG 3G UMTS
3.1. Giới thiệu chương
Chương 2 đã đề cập đến các kỹ thuật quan trọng được sử dụng trong hệ thống
3G-UMTS. Đây là những tiền đề hết sức cần thiết, giúp cho người làm tối ưu hiểu sâu về hệ thống, từ đó có thể đưa ra được các giải pháp để tối ưu khi mạng 3G gặp sự cố. Có rất nhiều tiêu chí để đánh giá hiệu năng của mạng, trong đó nổi lên là chỉ số KPI – Key Performance Indicator. Mục đích chủ yếu của việc sử dụng KPI là để đo lường chất lượng của dịch vụ theo một cách phù hợp và duy nhất. Qua việc kiểm soát sự thay đổi của các KPI ta có thể phát hiện các vấn đề của mạng nhanh nhất có thể. Chương này sẽ đề cập đến các phương pháp tối ưu mạng 3G nói chung và mạng
vô tuyến nói riêng. Ngoài ra, các chỉ số KPI chủ yếu cũng được giới thiệu một cách
chi tiết.
3.2. Khái quát chung về KPI mạng 3G UMTS
3.2.1. Định nghĩa, đặc điểm và mục đích của việc sử dụng KPI
Định nghĩa và các đặc điểm của KPI
KPI là các chỉ thị có thể định lượng được trong một điều kiện, thủ tục và thiết bị
đo lường cho trước, hơn nữa còn là các chỉ thị then chốt để hướng dẫn cho việc xác định các mục tiêu tối ưu mạng sau này. Các KPI được các nhà vận hành sử dụng để theo dõi trạng thái và chất lượng dịch vụ của mạng một cách toàn diện có đáp ứng tốt các yêu cầu đã thoả thuận với khách hàng hay không.
KPI phải có định nghĩa và biểu thức rõ ràng và trọn vẹn trong đó phải bao gồm cả thủ tục và điểm đo lường. Không thể so sánh các KPI chỉ dựa trên tên hay biểu
Chu Xuân Thuận - ĐTVT 37 thức của chúng. Khi các KPI được so sánh rất cần thiết phải biết định nghĩa chính xác, đặc biệt là chỉ tiêu lọc được sử dụng để lựa chọn đầu vào, các mức thoả thuận và các liên hệ về tham số.
Việc định nghĩa và việc xác định cách thức đo lường KPI thường ít thay đổi và thường là các quan tâm có tính dài hạn.
Cho đến thời điểm hiện tại, các KPI vẫn chưa được chuẩn hoá giữa các nhà cung cấp thiết bị. Các nhà vận hành mạng và các nhà cung cấp thiết bị (vendor) sẽ phải thoả thuận và kết hợp một số các đo lường chủ yếu và sử dụng chúng để tính toán các KPI. Vì vậy, định nghĩa và biểu thức để tính toán cùng một KPI cụ thể có thể khác nhau giữa các vendor khác nhau.
Các KPI cần được phân tích một cách chi tiết cho mỗi dịch vụ (như: thoại, thoại
video, video hoặc gói), cho mỗi phần tử mạng (như: cell, NodeB, RNC, SGSN,
MSC), cho mỗi loại thuê bao (dựa trên IMSI) để điều hành qua các kết quả dữ liệu thu nhận được và hạn chế phạm vi của các vấn đề giúp dễ dàng tách biệt, và tìm ra các nguyên nhân cơ bản gây ra các sự cố của mạng.
Mục đích của việc sử dụng KPI
Mục đích chủ yếu của việc sử dụng KPI là để đo lường chất lượng của dịch vụ theo một cách phù hợp và duy nhất. Qua việc kiểm soát sự thay đổi của các KPI ta có thể phát hiện các vấn đề của mạng nhanh nhất có thể.
Việc kiểm tra các KPI cho một mạng là một chức năng của công việc quản lý chất lượng mạng hàng ngày. Việc kiểm tra này sẽ cho nhà vận hành các thông tin liên quan đến việc mạng đang thực hiện chức năng của nó như thế nào:
Mạng có đáp ứng đầy đủ các yêu cầu chất lượng không?
Chất lượng mạng có thay đổi không? Tăng lên hay giảm đi? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khu vực gặp sự cố ở đâu?
Đã gặp phải những loại vấn đề gì?
3.2.2. Phân loại các KPI
Chu Xuân Thuận - ĐTVT 38 Theo ITU-T E800, các KPI chất lượng dịch vụ được chia thành 4 nhóm là:
Nhóm các KPI lưu lượng
Nhóm các KPI khả năng truy cập dịch vụ
Nhóm các KPI về khả năng duy trì dịch vụ
Nhóm các KPI tính di động
Nhóm KPI lưu lượng: chỉ ra lưu lượng của mạng, sự thay đổi của lưu lượng
lượng theo thời gian, và sự phân bố theo khu vực. Các KPI lưu lượng được sử dụng để kiểm soát tải của các cell điểm nóng và mạng. Các KPI đó là các tham chiếu cho việc phát triển dung lượng mạng.
Nhóm KPI khả năng truy cập dịch vụ: là khả năng của một dịch vụ có thể đạt được trong phạm vi các dung sai đặc trưng và các điều kiện cho trước khác nhau khi được yêu cầu bởi người dùng. Ví dụ như khả năng liên lạc với mạng. Nói cách khác, các nhà vận hành phải theo dõi tỉ lệ thành công thiết lập cuộc gọi, tỉ lệ thành công tìm gọi và xác suất nghẽn vv..
Nhóm KPI khả năng duy trì dịch vụ: là khả năng của một dịch vụ một khi đã đạt được có thể tiếp tục được cung cấp dưới các điều kiện cho trước trong khoảng thời gian được yêu cầu. Ví dụ các nhà vận hành phải theo dõi tỉ lệ rớt cuộc gọi (CDR). Nhóm KPI tính di động dịch vụ: chỉ ra khả năng cung cấp các dịch vụ một cách liên tục. Ví dụ nhà vận hành phải theo dõi tỉ lệ thành công chuyển giao mềm, tỉ lệ thành công chuyển giao liên tần số.
Phân loại theo đối tượng đo lường
Theo cách phân loại này, các KPI được chia thành 2 nhóm là:
nhóm KPI mức RNC
nhóm KPI mức Cell.
Nhóm KPI mức RNC sử dụng để giám sát trạng thái vận hành và chất lượng toàn diện của mạng.
Nhóm KPI mức cell được sử dụng để giám sát trạng thái vận hành và chất lượng của mỗi cell trong mạng.
Chu Xuân Thuận - ĐTVT 39
Phân loại theo phương thức thu thập dữ liệu để xác định KPI
Theo cách phân loại này KPI được chia thành 2 nhóm là: Các KPI được xác định bằng quá trình drive test và CQT
Các KPI lấy từ hệ thống OSS-RC
3.2.3. Các nguồn dữ liệu phục vụ tính toán các KPI
Dữ liệu drive test: Dữ liệu này được thu thập từ đo lường tại hiện trường, việc đo lường được thực hiện bằng kết nối với máy di động.
Dữ liệu thống kê chất lượng mạng: Dữ liệu thống kê chất lượng chỉ ra chất lượng vô tuyến trên mức mạng và mức cell. Nó bao gồm dữ liệu truy cập, dữ liệu rớt cuộc gọi, dữ liệu chuyển giao, dữ liệu lưu lượng, dữ liệu nghẽn vv..
Dữ liệu bám cuộc gọi: Dữ liệu này được thu thập từ phía thiết bị mạng. Nó bao gồm các bản tin báo hiệu người dùng, bản tin báo hiệu cell, dữ liệu kiểm soát chất lượng thời gian thực, dữ liệu LAC.
Dữ liệu cấu hình: là tập lệnh cấu hình thu được từ MSC và thường được sử dụng phân tích và xác định các vấn đề của mạng.
3.2.4. Một số KPI được sử dụng trong tối ưu mạng 3G UMTS
Bảng 3.1 thống kê một số KPI và giá trị đo lường được tại RNC có ID là 3001. Đây là các KPI được lấy từ hệ thống OSS-RC (Hình 3.1)
Bảng 3.1 Một số KPI mạng 3G UMTS (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhóm Tên KPI đơn vị và giá trị chỉ tiêu (tham chiếu) KPI của
RNC:ID3001
Lưu Lượng
Lưu lượng DL dịch vụ AMR12.2kb/s (Erlang) 870,54 (17h ~ 18h) Lưu lượng DL dịch vụ video call (Erlang) 4,42 (17h ~18h) Lưu lượng chuyển mạch kênh (CS) (Erlang) 1193,30 (17h
~18h) Thông lượng UL chuyển mạch gói (PS) (kb/s) 10665.5 (16h
~17h) Thông lượng DL chuyển mạch gói (PS) (kb/s) 17677.1 (17h
Chu Xuân Thuận - ĐTVT 40 Khả
năng truy cập
Tỉ lệ thành công thiết lập kết nối RRC dịch vụ
(>98%) 99,43%
Ti lệ thành công thiết lập kết nối RRC (khác) (>95%)
95.77%
Tỉ lệ thành công gán RAB AMR (>98%) 99.82%
Tỉ lệ thành công gán RAB video call (>98%) 99.69%
Tỉ lệ thành công gán RAB PS (>97%) 99.57%
Tính Di Động
Tỉ lệ thành công chuyển giao mềm (>99%) 99.95%
Tỉ lệ thành công chuyển giao cứng liên tần số
(>95%) 98.65%
Tỉ lệ thành công chuyển giao I-RAT CS (từ
UTRAN tới GSM) (>96%) 98.76%
Tỉ lệ thành công chuyển giao I-RAT CS( từ GSM
tới UTRAN ) (>92%) 90.67%
Duy trì Dịch vụ
Tỉ lệ rớt cuộc gọi AMR CS (<1.5%) 0.46%
Tỉ lệ rớt cuộc gọi video phone (<3%) 1.34%
Tỉ lệ rớt dịch vụ PS (<5%) 1.07%
Hình 3.1. Chỉ số KPI lấy từ hệ thống OSS-RC
3.3. Các vấn đề cơ bản của công tác tối ưu mạng vô tuyến di động 3.3.1. Khái niệm và mục tiêu của công tác tối ưu vô tuyến (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tối ưu mạng vô tuyến là hoạt động nhằm cải thiện chất lượng mạng và tối đa lợi
Chu Xuân Thuận - ĐTVT 41 điều chỉnh tham số, và các phương tiện kỹ thuật cần thiết. Từ quan điểm của nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, chúng ta hi vọng cấu hình hệ thống một cách hợp lý, sử dụng tối đa các tài nguyên mạng, nâng cao lợi ích kinh tế mạng, và giảm các chi phí vận hành qua việc tối ưu mạng. Từ quan điểm của người dùng, chúng ta hi vọng đạt được các dịch vụ viễn thông vừa ý liên quan đến tính ổn định mạng, chất lượng tiếng nói vv.. Nhiệm vụ trung tâm của tối ưu và kế hoạch mạng là cần cân bằng giữa
vùng phủ, dung lượng, và chất lượng dựa trên sự đầu tư hợp lý với điều kiện tài
nguyên tần số hạn chế, để đạt được tỉ lệ tiền lãi đầu tư cao nhất.
3.3.2. Thủ tục tối ưu mạng vô tuyến
Các thủ tục tối ưu mạng vô tuyến là quy trình cần được áp dụng trong các giai
đoạn tối ưu mạng vô tuyến.
Các thủ tục tối ưu vô tuyến gồm 6 bước như sau (hình 3.1):
1. Công tác chuẩn bị
Có nhiệm vụ khẳng định các tham số kỹ thuật thực tế và các tham số mạng, nghiên cứu môi trường vô tuyến khu vực và các điểm nóng lưu lượng và tìm hiểu yêu cầu khách hàng.
2. Thu thập dữ liệu
Có nhiệm vụ thu thập dữ liệu thống kê lưu lượng OMCR, dữ liệu cảnh báo, dữ liệu drive test và phản ánh khách quan của MS.
3. Phân tích dữ liệu:
Có nhiệm vụ phân tích chất lượng mạng, tham số mạng và thống kê chất lượng OSS-RC bằng việc sử dụng công cụ tối ưu mạng.