be troi song cho con cho

Trên cơ sở đó cùng với sự hướng dẫn của cô giáo Đinh Thị Thanh Nga, em đã tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thành bài tập lớn với đề tài “Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao chất lượng mạng

LỜI MỞ ĐẦU

Thông tin liên lạc nói chung và thông tin di động nói riêng hiện nay là mộttrong những ngành công nghiệp có tốc độ phát triển nhanh nhất trên thế giớitrong vài năm trở lại đây Cùng với nhu cầu ngày càng lớn về các dịch vụ củakhách hàng như thoại, dữ liệu và dịch vụ giá trị gia tăng, thì công nghệ GSM,GPRS không thể đáp ứng đủ cho các nhu cầu đó Hướng tất yếu là phát triển cáccông nghệ di động mới có đủ khả năng để đáp ứng các nhu cầu của khách hàng.Công nghệ di động 3G là một trong những công nghệ mới như thế Với các ưuthế vượt trội về tốc độ truyền tải dữ liệu, công nghệ di động 3G hứa hẹn cungcấp các dịch vụ nội dung phong phú đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng

Bộ Thông tin và Truyền thông đã cấp giấy phép triển khai 3G từ tháng4/2009 cho 4 đơn vị là: Viettel, VinaPhone, MobiFone, và Vietnamobile Giấyphép 3G cấp cho 4 doanh nghiệp trên theo tiêu chuẩn IMT-2000 trong băng tần1900-2200 MHz Đến nay, Việt Nam đã có 136 triệu thuê bao di động Với tốc

độ tăng trưởng thuê bao như hiện nay, thì trong những năm tới, ngành côngnghiệp di động sẽ vẫn phát triển với tốc độ cao

Trong quá trình triển khai cho đến quá trình vận hành mạng di động 3GUMTS, công tác nâng cao chất lượng mạng phục vụ khách hàng luôn được đặtlên hàng đầu đối với các nhà mạng di động Công tác này cần phải thực hiệnthường xuyên liên tục để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng Cácgiải pháp cần được nghiên cứu và triển khai áp dụng nhằm nâng cao chất lượngmạng sao cho tối ưu được về dung lượng, chât lượng và cơ sở hạ tầng mạng thựctế

Trên cơ sở đó cùng với sự hướng dẫn của cô giáo Đinh Thị Thanh Nga,

em đã tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thành bài tập lớn với đề tài “Nghiên cứu

một số giải pháp nâng cao chất lượng mạng di động 3G”.

Nội dung của luận văn được tổ chức thành 3 chương chính, bao gồm:

Chương 1 Tổng quan công nghệ 3G: Tìm hiểu về quá trình phát triển của

mạng thông tin di động đi từ 2G lên 4G, nghiên cứu cấu trúc mạng 3G, các đặcđiểm, các giao thức kỹ thuật của công nghệ thông tin di động 3G.

Chương 2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng 3G và một số giải pháp nâng cao chất lượng mạng 3G: đưa ra các bộ chỉ tiêu chất lượng

KPI đối với mạng di động 3G, phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượngmạng 3G Từ đó đề xuất một số giải pháp để nâng cao chất lượng bộ chỉ tiêuchất lượng KPI

Chương 3 Triển khai giải pháp nâng cao chất lượng mạng di động 3G MobiFone: Phân tích hiện trạng mạng lưới và dự báo phát triển thuê bao mạng

MobiFone, từ đó thực hiện áp dụng giải pháp nâng cáo chất lượng mạng tậptrung vào công tác quy hoạch vùng phủ, tối ưu tham số chất lượng KPI và đánhgiá kết quả đạt được

Chương 1 –TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ 3G 1.1.Tổng quan

Chương này tập trung giới thiệu quá trình phát triển công nghệ mạng diđộng từ 2G lên 3G, phân tích sự khác nhau giữa 2 công nghệ 3G WCDMA và2G-GSM Sau đó tìm hiểu cấu trúc mạng 3G cũng những các kỹ thuật chính sửdụng trong công nghệ mạng di động 3G Từ đó có được cái nhìn tổng quan vềcông nghệ mạng 3G

Sau đây là hình vẽ thể hiện sự phát triển của mạng di động 2G lên 3G:

Hình 1.1: Lộ trình phát triển từ 2G đến 3G

WCDMA hứa hẹn tốc độ truyền dẫn lên đến 2,05Mbps cho người dùngtĩnh, 384Kbps cho người dùng di chuyển chậm và 128Kbps cho người sử dụngtrên ôtô Công nghệ 3G dùng sóng mang 5MHz chứ không phải là sóng mang200KHz như của CDMA nên 3G nhanh hơn rất nhiều so với công nghệ 2G và2,5G.Người ta cũng đã tiến hành nghiên cứu các hệ thống vô tuyến thế hệ tư cótốc độ cho người sử dụng lớn hơn 2 Mbit/s

WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - truy cập đa phân mãbăng rộng) là công nghệ 3G hoạt động dựa trên CDMA và có khả năng hỗ trợcác dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao như video, truy cập Internet, hội thảo

WCDMA nằm trong dải tần 1920 MHz -1980 MHz, 2110 MHz – 2170

1.2.Tìm hiểu cấu trúc mạng 3G WCDMA:

Hình 1.3: Các kênh WCDMA

WCDMA sử dụng 2 loại điều khiển công suất là:

- Điều khiển công suất vòng hở (OLPC)

- Điều khiển công suất vòng lặp đóng (CLPC)

Trong kỹ thuật chuyển giao của WCDMA có chuyển giao cùng tần số,chuyển giao giữa các tần số, chuyển giao giữa các hệ thống Thủ tục chuyển giao

có 2 loại chuyển giao cứng và chuyển giao mềm& mềm hơn

Như vậy chương 1 đã tìm hiểu và khái quát được công nghệ 3G các đặcđiểm, câu trúc, kỹ thuật sử dụng để từ đó phát triển đưa ra giải pháp đề xuấtnâng cao chất lượng mạng ở chương 2

CHƯƠNG II: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG MẠNG 3G VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG

MẠNG 3G

Chương này trình bày về các chỉ tiêu chất lượng KPI để đánh giá chấtlượng mạng, phân tích các nguyên nhân gây ảnh hưởng đến chất lượng mạng3G Đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng mạng 3G Từ đó là cơ sở đểtriển khai các giải pháp này trong chương 3

2.1 Khái quát các chỉ tiêu chất lượng mạng 3G

Sau đây là bảng tổng hợp đánh giá các chỉ tiêu chất lượng KPI của mạng3G:

Bảng 2.1: Tổng hợp các chỉ tiêu chất lượng KPI cho mạng 3G

1 Coverage- Vùng Phủ

Densurban: 95% số mẫu có RSCP >= - 88dbm

Urban: 95% số mẫu có RSCP >= -93dbm Suburban: 95% số mẫu có RSCP >= - 98dbm

Rual: 95% số mẫu có RSCP >= -105dbm

2 Performance- Hiệu suất

a Access- Truy nhập

2.1.1Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng 3G

d Data throughput- Thông lượng

12 R99 Avg Throughput DL&UL kbit/s >300

13

HSPA Avg Throughput DL (đo

>=80% giới hạn Min download

HSPA Avg Throughput DL (đo tuyến)

HSPA Avg Throughput UL (đo tuyến)

Mbit/s

>=50% giới hạn min Upload của tất cả các cell

e Latency- Độ trễ

sóng mạng 3G nằm ở các khu vực đồi núi cao như khu vực miền núi phía Bắchoặc khu vực sông suối, ao hồ như khu vực phía Nam Ở các đô thị lớn như

Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng…có quy hoạch xây dựng thiếuđồng bộ, thống nhất Đặc điểm địa hình này đã tạo ra khá nhiều vùng lõmkhông được phủ sóng, mặc dù theo thiết kế đó là khu vực được phủ sóng

b, Suy hao vô tuyến do thời tiết

Kết quả đo khảo sát cho thấy, suy hao do thời tiết ở Việt Nam đối vớibăng tần 2GHz ở Việt Nam là khá lớn Do thời tiết Việt Nam nằm ở khu vựccận nhiệt đới gió mùa Điều đó cho thấy lượng mưa, mây mù ở Việt Nam khálớn, nhất là vào mùa đông ở Miền Bắc có đồi núi cao, mây mù và mưa kéodài Điều này ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ, đặc biệt là quá trình truynhập vô tuyến, phạm vi phủ song

2.1.1.2Các yếu tố chủ quan

a, Thiết kế và triển khai kiến trúc mạng 3G

Thiết kế triển khai kiến trúc trên nền cơ sở hạ tầng mạng có sẵn, các nhàmạng tận dụng đường truyền cũng như mạng lõi cũ nên cũng ảnh hưởng đếnchất lượng dịch vụ 3G

b, Nhiễu kênh lân cận

Trong phần này sẽ xét ảnh hưởng của nhiễu kênh lân cận giữa các nhàkhai thác ở các tần số lân cận Trong môi trường có nhiều mạng UMTS hoạtđộng với các tần số gần nhau, tín hiệu có thể gây nhiễu lẫn nhau làm ảnhhưởng đến chất lượng, vùng phủ và dung lượng của mỗi hệ thống

c, Chuyển giao liên hệ thống do số lượng trạm

Chuyển giao giữa hệ thống GSM sang hệ thông WCDMA và ngược lạixảy ra lỗi gây rớt cuộc gọi của người sử dụng do hệ thống mạng chưa đủ sốtrạm 3G và sự không tương tích về tốc độ giữa 2 hệt thống ảnh hưởng đến tỉ

lệ chuyển giao và rơi cuộc gọi

Sau khi phân tích tìm hiểu một số nguyên nhân ảnh hưởng đến chấtlượng mạng di động 3G, tiếp theo chương 2 sẽ đưa ra một số giải pháp nâng

cao chất lượng mạng di động 3G Trong mục 2.2

2.2Một số giải pháp nâng cao chất lượng mạng di động 3G

2.2.1Tính toán vùng phủ sóng

Trong phần này sẽ đề xuất giải pháp tính toán bán kính cell, số lượngtrạm cần lắp đặt dựa trên việc phân tích đặc điểm môi trường truyền sóng,loại dịch vụ dự kiến triển khai cung cấp nhằm đảm bảo phủ sóng khu vực đưara

Để có thể tính toán được bán kính cell ta đề xuất tính toán phân tích quỹđường truyền vô tuyến để từ đó dựa vào mô hình truyền sóng tham khảoHata-Okumura hoặc Walfisch-Ikegami(Cost 231) để tính được bán kính cell.Sau đó tính toán được diện tích phủ sóng của cell và số lượng site NodeB cầnlắp đặt cho một khu vực có đặc điểm môi trường nhất định và các dịch vụcung cấp

Bảng 2.2: Tính bán kính R-Cell tham khảo

Tham số Đô thị

tập trung Đô thị Ngoại ô

Link Budget Formula

Eb/No (dB) 2,8 2,8 4,3 K

Độ nhạy thu (dBm) -121,04 -121,04 -126,74

l = - 174+j+k+1 0*log10(a

Độ cao anten NodeB (m)

2.2.2 Quy hoạch dung lượng

Các tham số quy hoạch mạng cho hệ thống UMTS là hơi phức tạp vàbao gồm một số lượng lớn phần cứng, hệ thống v.v… Tất cả các thông số nàyđều liên quan đến CCQ Các phần tử kênh (CE) có ảnh hưởng hết sức cơ bản

đối với dung lượng, cấu hình và số trạm gốc yêu cầu Số lượng CE tại mộttrạm gôc cụ thể sẽ giới hạn việc truyền dữ liệu tốc độ tối đa tại vị trí đó.

Trong phần này sau khi tìm hiểu vấn đề tải đường lên, đường xuống vàdung lượng UL và DL thì sẽ đưa ra vấn đề cải tiến dung lượng:

a, Bổ sung tần số

Sử dụng tần số bổ sung sẽ cho công suất lớn hơn trong một cell Ví dụ,nếu một nhà điều hành đã mua nhiều hơn một khối phổ, một số sóng mang cóthể được sử dụng để cân bằng lưu lượng tải và cũng có thể tăng dung lượngcho mỗi cell Một trong những phương pháp để giảm nhẹ đầu tư hơn nữa làchia sẻ bộ khuếch đại công suất cho các sóng mang

b, Sector hóa

Một phương pháp chuẩn tăng dung lượng của một vị trí có thể được thựchiện bởi sectơ hóa Y sector lý tưởng sẽ tăng y lần công suất, tuy nhiên, trongthực tế hiệu quả thường là khoảng 90% Nhược điểm của sectơ hóa khi quantâm đến việc tăng dung lượng là khi tăng số lượng sector thì phải tăng sốlượng ăng ten sẽ phải cài đặt và quy hoạch sóng vô tuyến phải được xem xétsau đó tối ưu Nó không thể tránh khỏi vì nhu cầu lưu lượng tăng lên, do đó,nâng cấp từ một vị trí đơn hướng thành một vị trí có 3 sector sẽ cho tăng dunglượng khoảng 2,7 Và do đó với một vị trí có sáu sector dung lượng có thểtăng khoảng 5,5 Tăng số sector cũng sẽ làm tăng độ lợi ăng ten, do đó cảithiện phạm vi phủ sóng, nhưng cách tiếp cận này bị giới hạn bởi chi phí liênquan đến việc tăng các sector và sẽ làm nảy sinh thêm các vấn đề quy hoạchcần được giải quyết

c, Phân tập phát

Để cải thiện hiệu suất với phân tập phát đường xuống, dữ liệu có thể chiathành 2 luồng dữ liệu riêng biệt và truyền bằng cách sử dụng chuỗi trực giao.Phân tập đa đường trong môi trường vô tuyến cụ thể sẽ có ảnh hưởng đối vớicác độ lợi đạt được Ví dụ, nếu có ít phân tập đa đường thì độ lợi dung lượngtrong các đường xuống sẽ cao hơn khi sử dụng phân tập phát Với ý tưởng

này, độ lợi dung lượng cao nhất có thể xảy ra trong microcell và picocell, nơi

mà phân tập đa đường bị hạn chế

d) Mã hóa tốc độ bít thấp

Cuối cùng, có thể tăng dung lượng thoại với mã hóa tiếng đa tốc độtương thích( AMR) Mã hóa thoại AMR có tám tốc độ nguồn và dung lượngphụ trội có thể đạt được bằng cách sử dụng một tốc độ nguồn thấp hơn Các

mã AMR sẽ cho phép một cân bằng giữa các dung lượng thoại và chất lượngnhư yêu cầu.Với AMR, số lượng kết nối có thể được tăng lên, trong khi đồngthời giảm tốc độ dữ liệu trên mỗi người dùng

Tiếp theo chương 2 sẽ giới thiệu giải pháp tối ưu tham số KPI dựa trênquá trình Drivingtest

Tối ưu mạng là một quá trình để cải thiện toàn bộ chất lượng mạng khi

đã thử nghiệm bởi các thuê bao di động và đảm bảo rằng các nguồn tàinguyên mạng được sử dụng một cách hiệu quả

Quá trình tối ưu bao gồm các bước sau:

Đo đạc chất lượng (các chỉ tiêu kỹ thuật)

Phân tích kết quả đo

về các trường hợp đo tại hiện trường và đo bằng hệ thống quản lý mạng Saukhi đã đặc tả các chỉ tiêu chất lượng dịch vụ và đã phân tích số liệu thì có thểlập ra báo cáo điều tra Đối với hệ thống GSM, thì chất lượng gồm có: thống

kê các cuộc gọi bị rớt, phân tích nguyên nhân bị rớt, thống kê chuyển giao và

kết quả đo các lần gọi thành công Các hệ thống thông tin di động thế hệ 3 cócác dịch vụ rất đa dạng nên cần phải đưa ra các định nghĩa mới về chất lượngdịch vụ.

Hình 2.3 Quá trình tối ưu mạng

Chương III: TRIỂN KHAI GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG

MẠNG 3G MOBIFONE

Chương này trước hết mô tả về hiện trạng mạng và dự đoán phát triểnthuê bao MobiFone Tiếp theo, dựa trên cơ sở lý thuyết đã nghiên cứu ởchương 2, việc tính toán số lượng NodeB, dung lượng cấu hình trạm đượctính toán để tối ưu vùng phủ, thực hiện triển khai tối ưu tham sô KPI (CDR) ởkhu vực Hà Nội và đánh giá kết quả đạt được.

3.1 Hiện trạng mạng và dự báo phát triển thuê bao3G Mobifone tại Hà Nội

Mục này giới về tình hình dân số, diện tích của khu vực Hà Nội, tìnhhình phát triển viễn thông tại Hà Nội và dự báo phát triển thuê bao của mạng3G MobiFone tại Hà Nội Để có căn cứ tính toán quy hoạch vùng phủ phục

vụ khách hàng

Bảng 3.1: Dự báo phát triển thuê bao MobiFone khu vực Hà Nội.

Chỉ tiêu Cuối năm 2014 Cuối năm 2015 Cuối năm 2016

Thuê bao

Thị phần

Thuê bao

Thị phần

Thuê bao

Thị phần

Tổng thuê bao

(nghìn) 4.812,4 38% 5.545,9 38% 6.331,7 38%

Thuê bao 3G

(nghìn) 850,1 38% 1.347,5 39% 1.970,7 40%

3.2 Quy hoạch vùng phủ sóng tại thành phố Hà Nội

Căn cử phân tích địa bàn Hà Nội ở mục 3.1, dựa vào lý thuyết tính toánvùng phủ sóng ở chương 2 (phần mềm mô phỏng) và thực tế khảo sát, Theonhu cầu sử dụng và yêu cầu về chất lượng vùng phủ sóng trong vòng 2 năm

kể từ khi bắt đầu cung cấp dịch vụ, cơ sở hạ tầng mạng hiện có, việc triển

khai Node-B của MobiFone tại Tp Hà Nội sẽ gồm 2 giai đoạn sau:

- Pha 1: Giai đoạn 2009-2010 với tổng số 350 Node-B,và sẽ sử dụngchung cơ sở hạ tầng trạm 2G hiện có để đẩy nhanh tiến độ triển khai

- Pha 2: Giai đoạn 2011-2014 với tổng số 1342 Node-B, khi đó sẽ lắp đặt bổsung thêm trạm cho giai đoạn 1 và nâng cấp mở rộng các Node-B hiện có đểđảm bảo dung lượng phục vụ thuê bao

Nhà mạng MobiFone đã triển khai lắp đặt như sau:

Bảng 3.2 Dự kiến số lượng Node B tại thành phố Hà Nội:

số(người/km2)

dự kiến phủ sóng

số site

7 Quận Hai Bà Trưng 30804.8 Dense urban 58

9 Quận Thanh Xuân 24554.8 Dense urban 47

3.2.2 Tính toán dung lượng cho NodeB

Dựa trên các số liệu về mô hình lưu lượng của một số mạng 3G đang hoạtđộng trong khu vực(nhà cung cấp Huawei đưa ra), dự kiến các tham số lưulượng trên mạng để thiết kế dung lượng như sau:

Tham số lưu lượng Đơn

vị

Đường lên

Đường xuống

Phần trăm thuê bao

Lưu lượng Voice mỗi thuê bao

Lưu lượng Video mỗi thuê bao

Thông lượng trung bình của thuê

bao PS PS64/64 PS trong BH Kbyte 20 40

Thông lượng trung bình của thuê

bao PS PS64/128 trong BH Kbyte 10 30

Thông lượng trung bình của thuê

bao PS PS64/384 trong BH Kbyte 5 50

Thông lượng HSDPA trung bình

của thuê bao HSDPA trong BH Kbyte 450

Thông lượng HSUPA trung bình

của thuê bao HSUPA trong BH Kbyte 150

Căn cứ vào mô hình lưu lượng (Trafic Model) ở trên và số lượng

Node-B đã tính để đảm bảo phủ sóng theo yêu cầu, tính toán cấu hình

cho Node-B gồm: số CE (Channel Element) và Number Code (sử

dụng cho HSDPA) cần thiết, cụ thể cho khu vực Tp Hà Nội theo tính

toán của nhà cung cấp thiết bị Huawei các pha như sau:

- Pha 1: Giai đoạn 2009-2010, với tổng số 350 Node-B và sẽ sẽ cócấu hình 1/1/1

- Pha 2: Giai đoạn 2011-2014, trong giai đoạn này sẽ lắp đặt them

1342 Node-B mới và nâng cấp 350 Node-B của pha 1 Cấu hìnhNode-B lắp đặt pha 2 như trong bảng 3.4

Cấu hình

Node-B

Cấu hình 1/1/1 sẵn sàng cho 3/3/3

Cấu hình 2/2/2 sẵn sàng 3/3/3

Cấu hình 3/3/3

Kênh CE 128 CE Uplink &

128 CE Downlink

256 CEUplink & 256

CE Downlink

384 CE Uplink

& 384 CE Downlink

Số lượng

Code cho

HSDPA

15 Code 16 QAM

tối đa 14,4 Mbps/Cell

15 Code 16 QAM tối đa 14,4

Mbps/Cell

15 Code 16 QAM

tối đa 14,4 Mbps/Cell

3.2.2 Lắp đặt Repeater để phủ sóng các khu vực câm trong đô thị

- Mục đích: Giảm các vùng có cường độ tín hiệu yếu, các vùng câm dođịa hình

- Căn cứ của giải pháp:

Kết quả đo khảo sát cho thấy, ngay tại các khu vực đông dân cư như HàNội Vẫn còn tồn tại những khu vực bụ câm do bị che khuất bởi các côngtrình xây dựng Tại các địa điểm này, mặc dù ở gần trạm phát sóng, tuy nhiênchất lượng tín hiệu không lớn, không đảm bảo kết nối, truy nhập mạng vàdịch vụ

Công nghệ sản xuất các thiết bị điện từ rất hiện đại, hiện nay các nhàcung cấp thiết bị cho mạng 3G đưa ra nhiều giải pháp để người sử dụng khắcphục những tồn tại của hệ thống khi cung cấp dịch vụ

- Nội dung thực hiện:

Cung cấp dịch vụ 3G sử dụng một số Repeater ở các khu vực không có