(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên

(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

-

Nguyễn Đức Hải

NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ MẠNG 4G(LTE) BẰNG TỐI ƯU

VÙNG PHỦ TẠI VINAPHONE HƯNG YÊN

CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

i

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan luận văn thạc sỹ với đề tài “Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G(LTE) bằng tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên”là kết quả của

quá trình học tập và nghiên cứu của cá nhân

Các số liệu, tài liệu sử dụng trong luận văn hoàn toàn được thu thập ban đầu hoặc trích dẫn từ các nguồn tin cậy, bảo đảm tính chính xác, rõ ràng, việc xử lý,

phân tích và đánh giá các số liệu được thực hiện một cách trung thực, khách quan

NGƯỜI VIẾT CAM DOAN

Nguyễn Đức Hải

ii

LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành nhất tới Ts Nguyễn Chiến Trinh đã tận tình chỉ bảo và tạo mọi điều kiện để tôi có thể hoàn thành luận văn

một cách tốt nhất

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các Thầy Cô khoa Sau Đại học - Học viện Công nghệ Bưu chính viễn thông đã có những hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tham gia học tập tại trường, đặc biệt là trong giai đoạn đoạn làm luận văn tốt nghiệp

Trong quá trình thực hiện, do còn vài hạn chế về lý luận, kinh nghiệm, thời gian nghiên cứu nên luận văn không thể tránh khỏi những sai sót

Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các Thầy, Cô giáo và các bạn để luận văn được hoàn thiện hơn

Trân trọng cảm ơn

Tác giả

Nguyễn Đức Hải

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC HÌNH VẼ v

DANH MỤC BẢNG BIỂU vi

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G 11

Tổng quan về mạng 4G – LTE 11

1.1.1 Giới thiệu về công nghệ LTE, LTE Advanced 11

1.1.2 Mục tiêu thiết kế mạng di động 4G 15

1.1.3 Các thông số lớp vật lý của LTE Advanced 21

1.1.4 Tham số đo đánh giá tín hiệu thu RSRP, RSRQ, SINR 23

1.1.5 Tham số đo liên quan tốc độ dữ liệu LTE DL và UL 24

1.1.6 Khái niệm kênh mang BEARER 24

1.1.7 Các tham số QoS mức “Bearer” trong LTE 26

CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G 1

2.1 Quy hoạch mạng LTE 1

2.2 Quy trình vận hành, quản lý chất lượng mạng 3

2.3 Quy trình thực hiện tối ưu vùng phủ 33

2.3.1 Kế hoạch đo kiểm 35

2.3.2 Chuẩn bị cơ sở dữ liệu, thiết bị đo kiểm 35

2.3.3 Phân tích dữ liệu 36

2.3.4 Tiến hành tối ưu 36

2.3.5 Kiểm tra và đánh giá chất lượng mạng 37

2.4 Giải pháp năng cao chất lượng mạng 4G 38

2.5 Cách khắc phục chất lượng dịch vụ cho mạng 4G 47

Tổng kết chương 49

CHƯƠNG 3: TỐI ƯU VÙNG PHỦ SÓNG CHO MẠNG 4G VINAPHONE HƯNG YÊN 50

3.1 Sự cần thiết của tối ưu 50

iv

3.2 Hệ thống giám sát tại OMC Hưng Yên 51

3.3 Đo kiểm và phân tích kết quả 51

3.3.1 Giới thiệu phần mềm TEMS Investgation 55

3.3.2 Thiết bị đo kiểm và bài đo 57

3.3.3 Tiến hành đo kiểm thực tế 65

3.4 Phân tích kết quả và quy hoạch tối ưu lại vùng phủ 69

3.5 Đánh giá chất lượng sau tối ưu 76

3.6 Tổng kết chương 77

v

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Quá trình phát triển các công nghệ thông tin di động đến 4G 15

Hình 1.2: Kiến trúc mạng LTE (không Roaming) 24

Hình 1.3: Bearer trong LTE sử dụng GTP trên giao diện S5/S8 25

Hình 1.4: Bearer trong LTE sử dụng PMIP trên giao diện S5/S8 26

Hình 2.1: Khái quát về quá trình quy hoạch mạng LTE 1

Hình 2.2: Quy trình vận hành mạng 3

Hình 2.3: Quy trình thực hiện quản lý chất lượng mạng 30

Hình 2.4: Quy trình thực hiện tối ưu 34

vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: So sánh thông số đặc điểm của các hệ thống 13

Bảng 1.2: Mục tiêu thiết kế LTE 15

Bảng 1.3: Các yêu cầu về hiệu suất phổ và người dùng 18

Bảng 1.4: Các thông số lớp vật lý LTE 21

Bảng 1.5: Tốc độ đỉnh của LTE theo lớp 21

Bảng 1.6: Tiêu chuẩn các về các mức QCI 26

vii

DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Từ Viết Tắt Thuật ngữ Tiếng Anh Thuật ngữ Tiếng Việt

Ethernet Virtual Connection Gigabit Passive Optical Networks Hight Speed Internet

Internet Group Management Protocol Internet of Things

Internet Protocol Internet Protocol Television Local Area Network

Long Term Evolution Metropolitan Area Network-Ethernet MultiProtocol Label Switching Next Generation Network Operation Administration Maintenance Provider Edge

Wide Area Network

Đường dây thuê bao bất đối xứng Tập hợp

Mạng quang chủ động Chế độ truyền không đồng bộ Giao thức cấu hình máy chủ động Vận chuyển gói tin động

Kết nối ảo Ethernet Mạng quang thụ động Gigabit Internet tốc độ cao

Giao thức truyền thông Mạng lưới thiết bị kết nối Internet Giao thức Internet

Truyền hình giao thức Internet Mạng cục bộ

Tiến hóa dài hạn Mạng dữ liệu băng rộng Chuyển mạch nhãn đa giao thức Mạng thế hệ tiếp theo

Khai thác quản lý bảo dưỡng

Bộ định tuyến biên của nhà cung cấp Mạng diện rộng

số, thiết bị đầu cuối của khách hàng… Chính vì vậy mà công nghệ LTE (Long Term Evolution) vẫn còn hứa hẹn nhiều tiềm năng cho thị trường viễn thông Việt Nam Các nhà khai thác di động nói chung cũng như Viễn thông Hưng Yên nói riêng vẫn đang không ngừng xây dựng mạng 4G/LTE và các dịch vụ mới trên nền tảng băng thông rộng nhằm đa dạng hóa dịch vụ và tăng ưu thế cạnh tranh trên thị trường

Tỉnh Hưng Yên hiện có 4 nhà mạng đang cung cấp dịch vụ trên địa bàn gồm: Vinaphone, Viettel, MobiFone và Vietnamobile Với đầy đủ các loại dịch vụ: điện thoại cố định, ADSL, truyền số liệu, dịch vụ di động 2G, 3G ,4G Mặc dù là tỉnh với diện tích nhỏ, dân số trung bình nhưng phân bố không đều, có nhiều khu công nghiệp trên địa bàn nên nhu cầu sử dụng dịch vụ mạng viễn thông di động của người dân cũng như các doanh nghiệp là rất lớn, nhà mạng Vinaphone đã triển khai mạng 4G/LTE trên địa bàn toàn tỉnh, nhưng do tính chất cạnh tranh thị phần giữa các doanh nghiệp viễn thông trong địa bàn là rất cao, nên việc đánh giá chất lượng dịch vụ 4G để tìm ra giải pháp nâng cao chất lượng mạng thông tin di động cũng như nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng 4G một bài toán được các nhà mạng quan tâm

Là một nhân viên di động đang làm việc tại tổ Vô tuyến – Trung tâm Điều hành thông tin

- VNPT Hưng Yên và là người trực tiếp xử lý, tối ưu dịch vụ 4G Vinaphone Hưng Yên, em luôn quan tâm và nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ 4G Chính vì những

yếu tố trên mà em đã lựa chọn đề tài: “Nâng cao chất lượng dịch vụ mạng 4G(LTE) bằng

tối ưu vùng phủ tại Vinaphone Hưng Yên” nhằm mục đích tối ưu vùng phủ mạng 4G tại

Vinaphone Hưng Yên đạt hiệu quả cao nhất trên cơ sở hạ tầng sẵn có

2 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu:

LTE là một chuẩn cho công nghệ truyền thông dữ liệu không dây và là một sự tiến hóa của các chuẩn GSM/UMTS Mục tiêu của LTE là tăng dung lượng và dữ liệu của các mạng không dây bằng cách sử dụng các kỹ thuật điều chế và xử lý tín hiệu số (DSP) mới được phát triển vào đầu thế kỷ 21 này Một mục tiêu cao hơn là thiết kế lại và đơn giản hóa kiến trúc mạng thành một hệ thống dựa trên nền IP với độ trễ truyền dẫn tổng giảm đáng kể so với kiến trúc

9

mạng 3G Giao diện không dây không tương thích với các mạng 2G và 3G, do đó nó phải hoạt động trên một phổ vô tuyến riêng biệt

Đặc tính kỹ thuật LTE chỉ ra tốc độ Download đạt đỉnh 300 Mbit/s, tốc độ Upload đạt đỉnh

75 Mbit/s và QoS quy định cho phép trễ truyền dẫn tổng thể nhỏ hơn 5 ms trong mạng truy nhập vô tuyến LTE có khả năng quản lý các thiết bị di động nhanh và hỗ trợ các luồng dữ liệu quảng bá và đa điểm LTE hỗ trợ băng thông linh hoạt từ 1,2 MHz tới 20 MHz và hỗ trợ cả song công phân chia theo tần số (FDD) và ca song công phân chia theo thời gian (TDD)

Hiện nay, mạng thông tin di động 4G(LTE) đã được các Tập đoàn Viễn thông lớn trên thế giới triển khai tại nhiều khu vực tại Bắc Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc… Việt Nam cũng không nằm ngoài xu thế đó

Bộ thông tin và truyền thông cũng xây dựng các chỉ tiêu chất lượng dịch vụ được lựa chọn quản lý dựa trên đánh giá cảm nhận của khách hàng sử dụng dịch vụ các chỉ tiêu kỹ thuật đánh giá toàn trình quá trình sử dụng dịch vụ bao gồm: Đăng nhập, sử dụng dịch vụ, kết thúc

sử dụng dịch vụ Các tham số đánh giá các bước tiến hành tải tệp dữ liệu mẫu theo hướng xuống/hướng lên từ máy chủ phục vụ công tác đo kiểm Việc đo kiểm sẽ được thực hiện trong vùng cung cấp dịch vụ do doanh nghiệp công bố Quá trình đo kiểm gồm:

 Truy nhập dịch vụ, đăng nhập vào máy chủ;

 Tải tệp để đánh giá tốc độ tải;

 Đánh giá tiến trình phiên tải tệp dữ liệu bị rơi

Các chỉ tiêu kỹ thuật gồm có: Độ sẵn sàng mạng vô tuyến ≥ 95%, Tỉ lệ truy cập thành công dịch vụ ≥ 90%, Thời gian trễ truy nhập dịch vụ trung bình ≤ 10 giây, tỉ lệ truyền tải dữ liệu bị rơi ≤ 10 % và tốc độ tải dữ liệu trung bình Pd ≥ 0,8Vd và Pu ≥ 0,8Vu.

Ở nước ta, các nhà mạng Vinaphone, Viettel, MobiFone đã triển khai và cung cấp dịch vụ cho khách hàng, chất lượng dịch vụ 4G còn nhiều khu vực chưa tốt do các yếu tố như công suất tín hiệu thu (RSRP) kém, tốc độ download, upload thấp, tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu SINR cao, chéo cell, thiếu Neighbor, sai database, Overshoot…

Vì vậy một trong các yếu tố cần thiết để đảm bảo chất lượng mạng LTE là quy hoạch tần số

và tối ưu vùng phủ

3 Mục đích nghiên cứu:

10

Mục đích nghiên cứu ở luận văn này để đánh giá chất lượng hiện trạng mạng di động 4G tại Vinaphone Hưng Yên Trên cơ sở đó tối ưu vùng phủ sóng nhằm nâng cao chất lượng cho khách hàng sử dụng mạng di động 4G Vinaphone trên địa bàn tỉnh Hưng Yên

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Đối tượng nghiên cứu:

 Các giải pháp áp dụng cho mạng 4G(LTE) Vinaphone Hưng Yên

 Các công cụ đo kiểm và tối ưu vùng phủ cho mạng di động 4G(LTE)

Vinaphone Hưng Yên

5 Phương pháp nghiên cứu

Luận văn được thực hiện dựa trên các phương pháp nghiên cứu:

 Thu thập, phân tích các tài liệu và thông tin liên quan đến đề tài (mạng thông tin di động 4G)

 Nghiên cứu lý thuyết các bước trong quy hoạch mạng và các giải pháp khác

để nâng cao hiệu năng sử dụng

 Tìm hiểu thực trạng mạng viễn thông 4G(LTE) trên địa bàn tỉnh Hưng Yên

 Tìm giải pháp nâng cao chất lượng 4G(LTE) trên địa bàn tỉnh Hưng Yên

11

II NỘI DUNG

Nội dung luận văn dự kiến được trình bày trong 03 chương như sau:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHẤT LƯỢNG MẠNG 4G

Trong chương này em sẽ trình bày những vấn đề tổng quan về mạng 4G: và đưa ra các thông số vật lý, các chỉ số KPI, tham số chất lượng và quy hoạch tần số cho 4G

Nội dung dự kiến gồm có các phần cơ bản như sau:

 Tổng quan mạng LTE

 Chỉ số KPI trong mạng LTE

 Các tham số QoS trong mạng LTE

 Quy hoạch tần số 4G

 Tổng kết chương

I TỔNG QUAN VỀ MẠNG 4G – LTE

1.1.1 Giới thiệu về công nghệ LTE, LTE Advanced

Mạng di động 4G là thế hệ mạng tiếp theo của 3G [11], được IEEE đặt ra nhằm phân biệt với các chuẩn mạng trước đó (2G/3G) Những tiêu chuẩn cơ bản nhất của mạng 4G được Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU- International Telecommunication Union) chính thức thiết lập vào tháng 3 năm 2008, được gọi tên là IMT – Advanced (Interntional Mobile Telecomunications Advanced) với các đặc điểm cơ bản như:

(1) Là mạng dựa vào chuyển mạch gói All-IP;

(2) Tốc độ tải cao nhất đạt ~100Mbps tại các thiết bị, phương tiện, có tính di động cao (tàu lửa,

xe hơi, …) và 1Gbps tại các vật thể, phương tiện, thiết bị có tính di động thấp (người dùng đứng yên một chỗ, hoặc đi bộ chậm);

(3) Có thể tự động chia sẻ tài nguyên mạng để hỗ trợ nhiều người dùng cùng một lúc;

(4) Sử dụng các kênh có băng thông 5-20 MHz, tuỳ chọn đến 40 MHz; Hiệu quả băng thông Max=5 bit/s/Hz downlink, và 6,75 bit/s/Hz uplink;

(5) Truyền tải dữ liệu trên các mạng không đồng nhất phải diễn ra trơn tru, ổn định; (6) Có khả năng cung cấp dịch vụ chất lượng cao trong việc hỗ trợ đa phương tiện thế hệ tiếp theo

Hiện nay, có một số công nghệ không dây đang được xây dựng hoặc đang trong quá trình triển khai nhằm đáp ứng nhu cầu tương lai như LTE, HSPA + và WiMax Trong đó hai chuẩn mạng cho tốc độ truyền tải dữ liệu cao hiện nay (<1Gb/s): LTE và WiMax

12

Về công nghệ, LTE và Wimax có một số khác biệt nhưng cũng có nhiều điểm tương đồng Cả hai công nghệ đều dựa trên nền tảng IP Cả hai đều dùng kĩ thuật MIMO để cải thiện chất lượng truyền/nhận tín hiệu, đường xuống từ trạm thu phát đến thiết bị đầu cuối đầu được tăng tốc bằng kĩ thuật OFDM hỗ trợ truyền tải dữ liệu đa phương tiện và video Theo lý thuyết, chuẩn Wimax hiện tại (802.16e) cho tốc độ tải xuống tối đa là 70Mbps, còn LTE dự kiến có thể cho tốc độ đến 300Mbps Tuy nhiên, khi LTE được triển khai ra thị trường có thể Wimax cũng sẽ được nâng cấp lên chuẩn 802.16m (còn được gọi là Wimax 2.0) có tốc độ tương đương hoặc cao hơn

LTE (tiếng Anh: Long Term Evolution; tiếng Việt: Tiến hóa dài hạn) được xem là một trong những con đường quan trọng tiến tới công nghệ di động thế hệ thứ 4 (4G) 4G LTE là một chuẩn cho truyền thông không dây tốc độ dữ liệu cao dành cho điện thoại di động và các thiết bị đầu cuối dữ liệu [11] Nó dựa trên các công nghệ mạng GSM/EDGE và UTMS/HSPA, LTE nhờ sử dụng các kỹ thuật điều chế mới và một loạt các giải pháp công nghệ khác như lập lịch phụ thuộc kênh và thích nghi tốc độ dữ liệu, kỹ thuật đa anten để tăng dung lượng và tốc độ dữ liệu Các tiêu chuẩn của LTE được tổ chức 3GPP (Dự án đối tác thế

hệ thứ 3) ban hành và được quy định trong một loạt các chỉ tiêu kỹ thuật của Phiên bản 8 (Release 8), với những cải tiến nhỏ được mô tả trong Phiên bản 9 [10]

Các dịch vụ LTE đầu tiên được nhà cung cấp dịch vụ viễn thông Thụy Điển TeliaSonera cho ra mắt thị trường Stockholm (Thụy Điển) và Oslo (Na Uy) vào tháng 12-

2009 Sau đó ở Mỹ, Verizon trở thành nhà cung cấp dịch vụ mạng di động đầu tiên triển khai 4G Theo kết quả đo thử cuối năm ngoái, tốc độ tải xuống trung bình khi sử dụng mạng LTE – chạy trên tần số 2,6 GHz – của TeliaSonera là 33,4 Mb/giây

Mạng LTE của Verizon sử dụng băng tần hẹp hơn với 700 MHz Tốc độ tải xuống trung bình của Verizon thấp hơn ở mức từ 5-12 Mb/giây, còn tải lên là 2-

5 Mb/giây tùy theo khu vực phủ sóng Tuy vậy, cả hai mức được công bố ở trên đều cao hơn so với tốc độ thực của mạng 3G thường không quá 4 Mb/giây Việc một thế

hệ mạng tốc độ cao hơn ra đời để đáp ứng được nhu cầu bùng nổ về các dịch vụ truyền tải dữ liệu video chất lượng cao là điều hiển nhiên

Thực chất, LTE là thế hệ thứ tư của chuẩn UMTS do 3GPP phát triển [10,13] UMTS thế hệ thứ ba dựa trên WCDMA đã được triển khai trên toàn thế giới Để đảm bảo tính cạnh tranh cho hệ thống này, tháng 11 năm 2014, 3GPP đã bắt đầu dự án nhằm xác định bước phát triển về lâu dài cho công nghệ di động UMTS với tên gọi Long Term Evolution (LTE) 3GPP

13

đặt ra yêu cầu cao cho LTE, bao gồm giảm chi phí cho mỗi bit thông tin, cung cấp dịch vụ tốt hơn, sử dụng linh hoạt các băng tần mới, đơn giản hóa kiến trúc mạng với các giao tiếp mở và giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ ở thiết bị đầu cuối Đặc tả kỹ thuật cho LTE đang được hoàn tất và các sản phẩm LTE đã được các hãng tung ra thị trường LTE được nhận định sẽ tồn tại trong giai đoạn đầu của 4G, tiếp theo đó sẽ là IMT Advance Hiện nay, tại nhiều nước trên thế giới, khi phiên bản đầu tiên của chuẩn LTE đang hoàn thành thì tâm điểm của sự chú ý đang chuyển sang sự tiến hóa tiếp theo của công nghệ này, đó là LTE-Advanced Một trong những mục tiêu của quá trình tiến hóa này là để đạt tới và thậm chí vượt xa những yêu cầu của IMT-Advanced của Thông tin Vô Tuyến ITU-R (Radiocommunication, gọi tắt là ITU-R) [9] nhằm cải thiện một cách đáng kể về mặt hiệu năng so với các hệ thống hiện tại bao gồm cả hệ thống LTE phiên bản đầu tiên Các chuyên gia công nghệ cũng nhận định rằng LTE cần phải cải tiến

LTE-Advanced (LTE-A) sẽ là chuẩn thống trị trong tương lai gần Công nghệ này mới thật sự được coi là 4G do đáp ứng đầy đủ các tiêu chí kỹ thuật mà ITU đặt ra cho hệ thống mạng không dây thế hệ thứ 4 LTE-A được định nghĩa tại 3GPP release 10, là giải pháp 4G toàn cầu Nó giúp cải thiện hiệu quả trải phổ, tăng dung lượng và vùng phủ mạng, tăng khả năng hỗ trợ cho người dùng/thiết bị đầu cuối, cải thiện trải nghiệm người dùng mobile băng rộng

Sự phát triển của LTE Advance/IMT Advance và sự tiến triển từ các dịch vụ của 3G [1] được phát triển từ kĩ thuật UMTS/W-CDMA được trình bày cụ thể trong bảng 1.1 dưới đây

Bảng 1.1: So sánh thông số đặc điểm của các hệ thống

WCDMA (UMTS)

HSPA HSDPA/

HSUPA

LTE ADVANCED (IMT

30

• Khuếch đại anten trạm gốc (Gm) : phụ thuộc vào thiết bị và băng tần sử dụng

Nó có giá trị từ -5 đến 10 dBi

• Tổn hao phi đơ và bộ nối (Lfm) : tổn hao ở phía UE Có đơn vị là dB

• Tổn hao cơ thể (Lbody) : là tổn hao điển hình đối với quỹ đường truyền cho dịch vụ thoại vì di động được giữ gần với tai nghe Có giá trị từ 3 đến 5 dB đối với dịch vụ thoại Đơn vị là dB

• Tổn hao đường truyền cực đại cho phép (Lmax) : có đơn vị là dB và được tính toán theo công thức sau:

Lmax = EIRPb – Pmin + Gm – Lfm - Lbody

Hình 2.3: Quy trình thực hiện quản lý chất lượng mạng

Dung lượng lý thuyết của mạng bị giới hạn bởi số eNodeB đặt trong mạng Dung lượng của mạng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như mức can nhiễu, thực thi lập biểu, kỹ thuật mã hóa và điều chế được cung cấp Sau đây là các công thức dùng để tính số eNodeB được tính bởi khía cạnh dung lượng

Trong đó site capacity là bội số của thông lượng cell (cell throughput), nó tùy thuộc vào cấu hình của cell trên site

Tính toán cell throughput

Để tính toán cell throughput trước tiên ta xét tốc độ bit đỉnh (peak bit rate) Tương ứng với mỗi mức MCS (điều chế và mã hóa) cùng với có kết hợp MIMO hay không sẽ tạo ra các tốc độ bit đỉnh khác nhau

31

Đối với mỗi loại điều chế khác nhau sẽ mang số bit trên ký tự khác nhau QPSK mang 2 bit/ký tự, 16QAM mang 4bit/ký tự và 64QAM mang 6bit/ký tự 2x2 MIMO gấp đôi tốc độ bit đỉnh QPSK ½ (tốc độ mã hóa ½) mang 1bps/Hz, với 64QAM không sử dụng tốc độ mã hóa và với 2x2 MIMO sẽ mang 12bps/Hz Mỗi băng thông chỉ định sẽ có số sóng mang tương ứng cho mỗi băng thông: 72 sóng mang đối với 1.4 MHz, 180 đối với 3MHz, và đối với băng thông 5MHz, 15MHz, 20MHz tương ứng sẽ là 300, 600 và 1200 sóng mang con Tốc độ đỉnh lý thuyết cao nhất xấp xỉ 170 Mbps sử dụng 64QAM, 2x2 MIMO Nếu sử dụng 4x4 MIMO, tốc

độ đỉnh sẽ gấp đôi là 340 Mbps Số ký tự trên subframe thường là 14 ký tự tương ứng với mỗi slot là 7 ký tự

Bảng 2 1 : Tốc độ bit đỉnh tương ứng với từng tốc độ mã hóa và băng thông

anten sử dụng

Tốc độ bit đỉnh trên sóng mang con / băng thông

72/1.4 MHz

180/3.0 MHz

300/5.0 MHz

600/10 MHz

1200/20 MHz

QPSK1/2 Dòng đơn 0 9 2 2 3 6 7 2 14 4 16QAM1/2 Dòng đơn 1 7 4 3 7 2 14 4 28 8

Hình 2 4: Quan hệ giữa băng thông kênh truyền và băng thông cấu hình

Bảng 2 2 Giá trị của băng thông cấu hình tương ứng với băng thông kênh truyền[4]

Băng thông kênh truyền

(MHz)

Số RB chỉ định cho băng thông kênh truyền

Băng thông cấu hình

Overalldatarate được tính toán theo công thức sau:

Overalldatarate = Số user x Tốc độ bit đỉnh x Hế số OBF (3.51)[9] Trong đó : hệ số OBF (overbooking factor) là số user trung bình có thể chia sẻ trên một đơn vị kênh truyền Đơn vị kênh truyền sử dụng trong quy hoạch mạng là tốc

độ bit đỉnh, đã được trình bày ở trên Nếu giả sử 100% tải thì hệ số OBF sẽ là tỷ số giữa tốc độ đỉnh và tốc độ trung bình (PAPR) Tuy nhiên điều này không an toàn cho việc quy hoạch mạng với tải 100% và vì thế hệ số utilisation được sử dụng Hệ

số utilisation này, trong hầu hết tất cả các mạng đều nhỏ hơn 85% để bảo đảm chất lượng dịch vụ (QoS) Hệ số OBF được tính toán theo công thức sau:

OBF = PAPR × Hệ số utilisation (3.52) [9]

Sau khi tính toán được số eNodeB theo vùng phủ và số eNodeB theo dung lượng,

ta tối ưu số eNodeB lại bằng cách lấy số eNodeB lớn nhất trong hai trường hợp Số eNodeB này là số eNodeB cuối cùng được lắp đặt trong một vùng định sẵn

2.3 Quy trình thực hiện tối ưu vùng phủ

Tối ưu hóa mạng là một quá trình khép kín, được thực hiện liên tục Các thông số được đo đạc bằng các công cụ thu thập dữ liệu rồi so sánh với các chỉ tiêu mạng yêu cầu Sau đó tiến hành phân tích dữ liệu thu thập được để xác định nguyên nhân, đưa ra các khuyến nghị Từ đó tiến hành điều chỉnh, cập nhật các thông số

 Đánh giá, kết luận quá trình tối ưu

Hình 2.4: Quy trình thực hiện tối ưu