Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao chất lượng mạng thông tin di động 3g tại việt nam giai đoạn 2010 2015

Tuy nhiên, mặc dù số lượng khách hàng còn rất hạn chế, dịch vụ được sử dụng chủ yếu là truy cập Internet nhưng trong giai đoạn vừa qua đã xuất hiện nhiều ý kiến từ phía người sử dụng phả

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

-

ĐỖ ĐÌNH RÔ

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G

TẠI VIỆT NAM GIAI ĐOẠN 2010 - 2015

CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

MÃ SỐ : 60.52.70

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2011

MỞ ĐẦU

Đến tháng 10/2010, trên cả nước đã có 04 doanh nghiệp triển khai cung cấp dịch vụ viễn thông thế hệ thứ 3 (3G), bao gồm: Vinaphone, Mobifone, Viettel, EVNTelecom, trong đó EVNTelecom là doanh nghiệp đang triển khai dịch vụ Trên thực tế, các doanh nghiệp lớn như Vinaphone, Mobifone, Viettel

đã triển khai HSPA trên hệ thống viễn thông của mình Theo báo cáo của Bộ Thông tin và Truyền thông, các doanh nghiệp đã lắp đặt tổng số khoảng 47.800 trạm gốc (Node B) trên địa bàn 63 tỉnh/thành phố trực thuộc Trung ương, tổng

số có khoảng 11 triệu thuê bao đăng ký chính thức sử dụng dịch vụ 3G Ngoài

ra, còn có sự xen lẫn sử dụng các dịch vụ 3G của các thuê bao 2G Cả về khía cạnh công nghệ và kinh doanh đều không có sự phân biệt rõ ràng giữa người sử dụng 2G hay 3G Tuy nhiên, mặc dù số lượng khách hàng còn rất hạn chế, dịch

vụ được sử dụng chủ yếu là truy cập Internet nhưng trong giai đoạn vừa qua đã xuất hiện nhiều ý kiến từ phía người sử dụng phản ánh về chất lượng mạng 3G

và cả 2G kể từ khi triển cung cấp dịch vụ

Trong khoảng thời gian cuối năm 2009, khi dịch vụ 3G bắt đầu được triển khai, phần lớn các ý kiến phản ánh về việc thiết bị đầu cuối của người

sử dụng dịch vụ lúc chuyển sang mạng 3G, lúc chuyển sang mạng 2G nhưng ngay cả các dịch vụ truyền thống như thoại, nhắn tin cũng bị giảm sút chất lượng Trong khoảng thời gian gần đây, sau khi sử dụng thử nghiệm dịch vụ mạng 3G, nhiều người sử dụng dịch vụ phản ánh về tốc độ truy nhập Internet, chất lượng hình ảnh dịch vụ truyền hình di động Nhiều nhận định trên các diễn đàn tin học cho rằng, chất lượng của mạng 3G ở Việt Nam rất thấp, thậm chí tốc độ đường truyền dẫn của mạng 3G chưa đạt tốc độ tiêu chuẩn thấp nhất theo khuyến nghị của ITU–T và theo lý thuyết công nghệ

Điều đó đã đặt ra một vấn đề lớn cho doanh nghiệp thông tin di động, nhà quản lý trong việc triển khai hạ tầng mạng và cung cấp dịch vụ Kể từ khi chính thức được cấp giấy phép triển khai mạng, dịch vụ 3G, cơ quan quản lý chuyên ngành về chất lượng dịch vụ viễn thông, các doanh nghiệp

đã triển khai nhiều giải pháp kỹ thuật, nghiệp vụ để nâng cao chất lượng mạng và dịch vụ Về cơ bản, dịch vụ đang từng bước đi vào ổn định, đáp ứng yêu cầu của người sử dụng Tuy nhiên, việc nghiên cứu, đề xuất những giải pháp để nâng cao hơn nữa chất lượng dịch vụ, đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ không chỉ hôm nay mà còn có thể dự báo sự phát triển của dịch vụ trong tương lai để có những giải pháp mang tính hệ thống, hoàn thiện ngay

từ hôm nay là điều rất cần thiết Đây là nguyên nhân chính để tác giả lựa chọn luận văn này

Luận văn nhằm khảo sát, nghiên cứu hiện trạng triển khai xây dựng mạng 3G, việc cung cấp dịch vụ của các doanh nghiệp thông tin di động ở Việt Nam Nghiên cứu và khảo sát chất lượng mạng, dịch vụ mà doanh nghiệp đang cung cấp ra thị trường, các chỉ tiêu chất lượng dịch vụ mà doanh nghiệp đăng ký, công bố Trên cơ sở đó nhận xét, tìm ra các nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ mạng 3G Đồng thời, dự báo về sự phát triển dịch vụ trong thời gian tới và đề xuất một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Luận văn nhằm nghiên cứu mạng 3G của các doanh nghiệp thông tin di động Việt Nam đã triển khai trong thời gian qua, bao gồm 03 doanh nghiệp chủ yếu gồm: Vinaphone, Mobifone, Viettel Thời gian xem xét số liệu trong khoảng thời gian 01 năm kể từ khi doanh nghiệp triển khai mạng, dịch vụ

Thời gian nghiên cứu, ứng dụng: Giai đoạn từ 2011 – 2015

Phương pháp nghiên cứu: Luận văn được nghiên cứu bằng các phương pháp tổng hợp, phân tích, đánh giá hiện trạng cấu hình mạng 3G mà các doanh nghiệp triển khai; các kết quả đo kiểm mạng 3G mà các cơ quan quản lý, các doanh nghiệp đã đo kiểm trong thời gian qua; xu hướng phát triển dịch vụ trong thời gian tới Trên cơ sở đó xây dựng hướng phát triển tiếp theo của luận văn

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

THẾ HỆ THỨ BA

Chương 1 tập trung giới thiệu tổng quan về quá trình phát triển từ thông tin di động thế hệ thứ hai lên thông tin di động thế hệ thứ ba Khái quát về hệ thống thông tin di động thứ ba, bao gồm kiến trúc tổng quan, công nghệ và yêu cầu, tiêu chí đối với hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba

1.1 Khái quát về mạng thông tin di động thế hệ thứ ba - 3G

1.1.1 Quá trình phát triển các thế hệ thông tin di động

Thống kê quá trình hình thành, phát triển các hệ thống thông tin di động từ hệ thống 1G đến hệ thống 3G Các tổ chức nghiên cứu, phát triển tiêu chuẩn để xây dựng các hệ thống thông tin di động

1.1.2 Các tiêu chí chung để xây dựng IMT – 2000

Mục tóm tắt kết quả nghiên cứu về các tiêu chí chung của Hệ thống Thông tin Di động Toàn cầu cho năm 2000, bao gồm các tiêu chí như: Băng tần số sử dụng; yêu cầu kỹ thuật về tốc độ đường truyền, chất lượng, sự phù hợp với kiến trúc của các mạng thông tin di động trên thế giới; các dịch vụ mà hệ thống có thể hỗ trợ

1.1.3 Mô hình kiến trúc của hệ thống thông tin di động thế hệ ba

1.1.3.1 Kiến trúc chung mạng thông tin di động 3G

Giới thiệu về kiến trúc chung mạng thông tin di động 3G

Hình 1.2 Kiến trúc tổng quát của một mạng di động kết hợp cả CS và PS

1.1.3.2 Kiến trúc tham khảo mạng W-CDMA

Giới thiệu 03 kiến trúc tham khảo mạng thông tin di động W-CDMA,

Hình 1.3 Kiến trúc tham chiếu cơ bản của 3GPP R99 (Tham khảo nguồn http://www.3gpp.org)

Hình 1.4 Kiến trúc mạng W-CDMA phát hành 4

(nguồn: Bài giảng “Giới thiệu công nghệ 3G WCDMA UMTS” cho cán bộ,

nhân viên Tổng Công ty Viễn thông Quân đội – TS Nguyễn Phạm Anh Dũng)

Hình 1.5 Kiến trúc mạng đa phương tiện IP của GPP

(Tham kh o ngu n http://www.3gpp.org)

1.1.4 Các loại thiết bị đầu cuối cho 3G

1.1.5 Xu hướng phát triển thế hệ thông tin di động sau 3G

Hình 1.6 Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động lên 4G

(nguồn: Bài giảng “Giới thiệu công nghệ 3G WCDMA UMTS” cho cán bộ,

nhân viên Tổng Công ty Viễn thông Quân đội – TS Nguyễn Phạm Anh Dũng,

có bổ sung)

1.2 Khái quát về thông tin di động thế hệ thứ ba ở Việt Nam

1.2.1 Việc triển khai hạ tầng mạng thông tin di động 3G

1.2.1.1 Hạ tầng thông tin di động Việt Nam trước khi triển khai 3G

Khái quát về hạ tầng thông tin di động Việt Nam trước khi triển khai 3G tại Việt Nam, bao gồm thông tin nhà cung cấp dịch vụ, về các mạng di động, công nghệ đang khai thác, các dịch vụ đang được cung cấp

1.2.1.2 Công nghệ 3G Việt Nam lựa chọn

Chuẩn 3G mà Việt Nam lựa chọn là WCDMA ở băng tần 2100 MHz Công nghệ này hoạt động dựa trên CDMA và có khả năng hỗ trợ các dịch vụ

đa phương tiện tốc độ cao như video, truy cập Internet, hội thảo có hình Dải tần làm việc 1920 MHz -1980 MHz, 2110 MHz - 2170 MHz

1.2.1.3 Việc triển khai hạ tầng mạng

04/08 doanh nghiệp được triển khai cung cấp dịch vụ thông tin di động 3G bao gồm: Vinaphone, VMS-Mobifone, Viettel và Liên danh EVNTelecom và HanoiTelecom Về cơ bản, bốn doanh nghiệp nói trên đều

sử dụng lại 100% hạ tầng kỹ thuật mạng thông tin di động thế hệ thứ hai để triển khai hạ tầng kỹ thuật mạng thứ ba

1.2.2 Phương án phát triển dịch vụ

Hiện nay, năm dịch vụ 3G được sử dụng nhiều nhất là:

1) Mobile TV: Truyền hình trực tuyến trên điện thoại di động

2) Video on demand: Xem phim theo yêu cầu

3) Video call: Đàm thoại có hình ảnh

4) Tele-medicine: Giám sát hoặc cung cấp thông tin y tế đến các thuê bao

5) Location - based services: Cung cấp thông tin về thời tiết, tình hình giao thông, thông tin về các thuê bao hoạt động trong cùng phạm vi

1.3 Kết quả triển khai thực tế mạng và dịch vụ thông tin thế hệ thứ ba

ở Việt Nam

- Viettel: Triển khai được khoảng 18.300 trạm NodeB;

- Vinaphone: Triển khai được khoảng 10.000 trạm NodeB;

- VMS-Mobifone: Triển khai được khoảng 11.000 trạm NodeB;

- Liên danh EVNTelecom-HanoiTelecom triển khai được khoảng

6.500 trạm NodeB

Bảng 1.1 Tổng số thuê bao 3G doanh nghiệp viễn thông phát triển (tính

Bảng 1.2 Băng tần triển khai 3G mà các doanh nghiệp viễn thông

Việt Nam được cấp phép

Tên doanh

nghiệp

Tần số đường xuống (Mhz)

Chương 2 THỰC TRẠNG CHẤT LƯỢNG MẠNG, DỊCH VỤ THÔNG TIN DI

ĐỘNG THỨ BA Ở VIỆT NAM

Chương 2 giới thiệu về tiêu chuẩn chất lượng của hệ thống thông tin thế hệ

thứ ba được các tổ chức nghiên cứu khuyến nghị Các yếu tố ảnh hưởng đến

chất lượng mạng, dịch vụ Đồng thời, chương tổng hợp, đánh giá về chất

lượng mạng, dịch vụ 3G của các doanh nghiệp triển khai trong thời gian

qua Trên cơ sở đó đưa ra các nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng

mạng, dịch vụ 3G

2.1 Cơ sở và tiêu chuẩn đánh giá chất lượng dịch vụ 3G

Bảng 2.6 Bảng tổng hợp mục tiêu đề xuất cho các chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng 3G đo Driving test

1 Coverage – Vùng phủ

1 RSCP dBm

Densurban: 95% số mẫu có RSCP ≥ -88dBm Urban: 95% số mẫu có RSCP ≥ -93dBm Suburban: 95% số mẫu có RSCP ≥ -98dBm Rural: 95% số mẫu có RSCP ≥ -105dBm

2 Ec/No dB 95% số mẫu có Ec/No ≥ -12dB

2 Performance – Hiệu suất

2.2 Cơ sở thực tiễn chất lượng mạng, dịch vụ 3G

2.2.1 Phản ánh của người sử dụng dịch vụ, của các nhà khoa học, của

cơ quan quản lý, doanh nghiệp viễn thông

Cụ thể các ý kiến sau: Phạm vi phủ sóng hẹp;khó truy nhập mạng 3G hoặc khi truy nhập được thì thường bị rơi đường truyền; tốc độ đường truyền

thấp, hình ảnh bị giật, vỡ; sự ổn định truy nhập giữa mạng 2G và 3G tại

cùng một thời điểm Ở một số địa phương, thuê bao ở mạng này có thể truy

nhập vào mạng khác nhưng không thể sử dụng được dịch vụ; thiết bị mà các

doanh nghiệp triển khai 3G cung cấp cho người sử dụng không đảm bảo chất

lượng

2.2.2 Kết quả đo kiểm thực tế mạng thông tin thế hệ thứ ba (Driving

test)

2.2.2.1 Kết quả đo 3G của doanh nghiệp thứ nhất

(chi tiết xem tại Luận văn đầy đủ) 2.2.2.2 Kết quả đo 3G của doanh nghiệp thứ hai

(chi tiết xem tại Luận văn đầy đủ) 2.2.2.3 Kết quả đo 3G của doanh nghiệp thứ ba

(chi tiết xem tại Luận văn đầy đủ)

2.3 Nhận xét, đánh giá về thực trạng chất lượng mạng, dịch vụ

Bảng tổng hợp mục tiêu đề xuất cho các chỉ tiêu đánh giá chất lượng

mạng 3G đo Driving test thì cả 03 mạng 3G đều có một số tiêu chí chưa đạt

được mục tiêu Điều này thể hiện ở bảng dưới đây:

Bảng 2.10 Bảng tổng hợp kết quả đo Driving test 03 mạng 3G của

doanh nghiệp viễn thông Việt Nam đối chiếu với tiêu chuẩn đề xuất

Tiêu chí Mục tiêu Doanh nghiệp 1 Doanh nghiệp 2 Doanh nghiệp 3

Suburban: 95%

Coverage Rate(Total RSCP>=-85dBm đạt 25.31%

Coverage Rate(Total RSCP>=-

Coverage Rate(Total RSCP>=-85dBm đạt 22.56%

Coverage Rate(Total RSCP>=-

Coverage Rate(Total RSCP>=-

24.64%

Coverage Rate(Total RSCP>=-

số mẫu có

-98dBm

90dBm đạt 31.65%

90dBm đạt 29.88%

Throughput DL

(đo tuyến)

≥ 50% giới hạn Min DL của tất

cả các cell HSPA Avg

Throughput UL

(đo điểm)

≥ 80% giới hạn Min UL HSPA Avg ≥ 50% giới hạn

94.35% mẫu thử chiều xuống có tốc

độ <=40 kbps

và 87.66%

mẫu thử chiều lên có tốc độ

<=40 kbps

93.87% mẫu thử chiều xuống có tốc

độ <=40 kbps

và 87.59%

mẫu thử chiều lên có tốc độ

<=40 kbps

86.65% mẫu thử chiều xuống có tốc độ <=40 kbps và 85.35% mẫu thử chiều lên có tốc độ

<=40 kbps

1) RSCP: Đánh giá cường độ tín hiệu;

2) Ec/No: Đánh giá chất lượng tín hiệu, là tỷ lệ cường độ tín hiệu trên nền nhiễu trắng;

3) CSSR: Đánh giá tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thoại thành công;

4) PDP Activation Success Rate: Đánh giá tỷ lệ truy nhập dịch vụ thành công;

5) CSSR: Đánh giá tỷ lệ cuộc gọi thoại thành công

6) VCSSR: Đánh giá tỷ lệ thiết lập cuộc gọi hình ảnh thành công; 7) VCDR: Đánh giá tỷ lệ cuộc gọi hình ảnh bị rơi;

8) IRHOSR: Đánh giá tỷ lệ chuyển giao cuộc gọi thành công giữa mạng WCDMA và mạng GSM của thuê bao trong chế độ thoại AMR;

9) LUSR: Đánh giá tỷ lệ cập nhật vị trí thành công;

10) Throughput DL&UL: Đánh giá thông lượng đường xuống và đường lên;

11) VC Access Delay Time: Đánh giá thời gian trễ thiết lập cuộc gọi hình ảnh;

12) R99 Ping Delay Time: Đánh giá thời gian trễ khi thiết lập phép đo PING các dịch vụ thoại, thoại hình ảnh, dịch vụ sử dụng công nghệ chuyển mạch gói (PS);

13) HSPA Ping Delay Time: Đánh giá thời gian trễ khi thiết lập phép

đo PING các dịch vụ số liệu

2.4 Nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng mạng và dịch vụ 3G ở Việt Nam

2.4.1 Nguyên nhân khách quan

Hình 2.2 Sơ đồ các khu vực là vùng câm trên địa bàn Hà Nội

(Nguồn: Hanoi WCDMA Report April 2011-Beijing Rising

Technology) Ghi chú: Màu đỏ là khu vực hoàn toàn không có sóng 3G, màu vàng

là khu vực có mức thu thấp

2.4.1.2 Suy hao vô tuyến do thời tiết

Kết quả đo khảo sát cho thấy, suy hao do thời tiết ở Việt Nam đối với

băng tần 2GHz ở Việt Nam là khá lớn Do thời tiết Việt Nam nằm ở khu vực

cận nhiệt đới gió mùa Điều đó cho thấy lượng mưa, mây mù ở Việt Nam

khá lớn, nhất là vào mùa đông ở miền bắc và mùa mưa ở Việt Nam Đặc biệt

là khu vực miền bắc có đồi núi cao, mây mù và mưa kéo dài Điều này ảnh

hưởng rất lớn chất lượng dịch vụ, đặc biệt là quá trình truy nhập vô tuyến,

phạm vi phủ sóng Kết quả kiểm tra tần số trên thiết bị phân tích phổ tín hiệu

vô tuyến HP8563E cho thấy, trong cơn mưa, tần số trung tâm bị lệch khá lớn

(khoảng 30% tín hiệu trong một băng) Nếu đo bằng phương pháp 99% năng lượng phổ thì trong mưa, năng lượng phổ giảm từ 30-32% suy hao do mưa Điều đó minh chứng rất rõ rệt về suy hao do mưa đối với băng tần 2 GHz

2.4.2 Nguyên nhân chủ quan

2.4.2.1 Thiết kế và triển khai kiến trúc mạng 3G

Hình 2.3 Sơ đồ kiến trúc triển khai mạng 3G kết hợp mạng 2G của các doanh nghiệp Việt Nam giai đoạn hiện nay

2.4.2.2 Vùng phủ sóng hạn chế

2.4.2.3 Nhiễu kênh lân cận

2.4.2.4 Chuyển giao liên hệ thống

2.4.2.5 Áp lực đầu tư

2.4.2.6 Nguyên nhân từ thiết bị của người sử dụng

2.5 Kết luận chương

Chương 3 MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MẠNG, DỊCH VỤ

THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ BA

Chương này tập trung dự báo về sự phát triển dịch vụ, nhu cầu sử dụng trong tương lai Trên cơ sở đó kiến nghị một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ mạng thông tin di động thế hệ thứ 3 ở Việt Nam trong giai đoạn từ 2011 đến 2015

3.1 Dự báo về sự phát triển dịch vụ, nhu cầu sử dụng dịch vụ

Trên cơ sở các công bố về kết quả nghiên cứu, điều tra của một số doanh nghiệp tư vấn phát triển thị trường viễn thông ở khu vực nói chung và Việt Nam nói riêng, mục dự báo các dịch vụ và nhu cầu sử dụng dịch vụ của khách hàng trong thời gian tới

3.2 Một số giải pháp nâng cao chất lượng mạng, dịch vụ 3G

3.2.1 Tổ chức lại mạng 3G

3.2.1.1 Mục tiêu của giải pháp

3.2.1.2 Căn cứ của giải pháp

3.2.1.3 Nội dung của giải pháp

Doanh nghiệp cần tiến hành khảo sát, đánh giá lại toàn bộ mạng 3G hiện có, trên cơ sở đó đánh giá lại việc triển khai mạng 3G trong thời gian qua Cụ thể cần thực hiện các việc sau:

Thứ nhất: Khảo sát lại nhu cầu sử dụng dịch vụ 3G của người sử dụng

dịch vụ

Thứ hai: Đánh giá lại năng lực phục vụ của mạng

Thứ ba: Dự báo về sự tăng trưởng thuê bao

Thứ tư: Đầu tư về hạ tầng, năng lực mạng phù hợp