Luận văn tối ưu mạng vô tuyến cho mạng di động thế hệ thứ 3 mạng 3g

PN Pseudo Noise Nhiễu giả ngẫu nhiên Network Mạng di động mặt đất công cộng QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QPSK Quadrature Phase Shift R RAC Routing Area Code Vùng định tu

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan luận văn “Tối ưu mạng

vô tuyến cho mạng di động thế hệ thứ 3 – mạng 3G” là công trình nghiên cứu của riêng

tôi, không sao chép từ bất cứ tài liệu nào

Tôi xin chân thành cảm ơn TS Phạm Hải Đăng đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này

MỤC LỤC

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC HÌNH xii

DANH MỤC BẢNG xiv

LỜI NÓI ĐẦU 1 TÓM TẮT 2 ABSTRACT 3 CHƯƠNG 1 PHẦN MỞ ĐẦU 4

1.1. Giới thiệu chung 4

1.2. Đặt vấn đề 5

1.3. Phương pháp nghiên cứu 6

1.4. Nội dung nghiên cứu 6

1.5. Mục tiêu đạt được 6

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG7 2.1. Cấu hình và sơ đồ đấu nối mạng thông tin di động 7

2.1.1 Cấu trúc mạng GSM 7

2.1.2 Cấu trúc mạng UMTS 10

2.1.2.2 Tổng quan cấu trúc mạng lõi 15

2.2. Tổ chức kênh trong hệ thống UMTS 20

CHƯƠNG 3 LÝ THUYẾT TỐI ƯU HÓA MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN CÔNG NGHỆ WCDMA 22

3.1. Thế nào là tối ưu? 22

3.2. Phân loại quá trình tối ưu 22

3.2.1 Giai đoạn tối ưu kỹ thuật 22

3.2.2 Giai đoạn tối ưu trong quá trình vân hành 23

3.3. Các tham số sử dụng trong tối ưu 23

3.3.1 Nguyên tắc lựa chọn tham số tối ưu 23

3.3.2 Tham số tối ưu 24

3.3.2.1 Vị trí và cấu hình Node B 24

3.3.2.2 Các thông số anten 25

3.3.2.3 Công suất kênh CPICH 28

3.4. Mục tiêu tối ưu 29

3.5. Các tham số KPI 29

3.6. Các bước thực hiện tối ưu 35

3.6.1 Xác nhận và kiểm tra tham số hiện tại của các BTS/Node B 35

3.6.2 Xác nhận tham số chất lượng hiện tại của mạng và của các BTS/NodeB 37

3.6.3 Lập báo cáo hiện trạng và chất lượng mạng trước khi tối ưu 38

3.7. Trình tự thực hiện tối ưu trong hệ thống 3G 39

3.7.1 Tổng quan các quá trình 39

3.7.2 Quá trình chuẩn bị 40

3.7.3 Quá trình điều chỉnh Cluster 42

3.7.4 Quá trình tối ưu Cluster 46

3.7.5 Quá trình kiểm tra mạng 50

3.8. Xử lí, điều chỉnh tối ưu tham số phần vô tuyến để nâng cao chất lượng mạng, chất lượng dịch vụ 3G 52

3.8.1 Điều chỉnh các tham số cấu hình anten và cấu hình phần cứng 52 3.8.2 Điều chỉnh tham số hệ thống 54

3.8.2.1 Phân tích vùng phủ 54

3.8.2.2 Phân tích vấn đề nhiễu pilot 62

3.8.2.3 Phân tích vấn đề chuyển giao 67

3.8.3 Đề xuất lắp mới/nâng cấp các phần tử trong hệ thống 71

3.9. Một số dụng cụ hỗ trợ tối ưu 3G 71

3.9.1 TEMS 72

3.9.2 Nemo 72

CHƯƠNG 4 TỐI ƯU MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG THỰC TẾ 74

4.1. Khu vực thực hiện tối ưu 74

4.2. Chú giải màu 75

4.3. Thời gian và phương án thực hiện tối ưu 76

4.3.1 Kiểm tra đơn site 76

4.3.2 Driving test 76

4.3.3.1 Đánh giá các tham số vật lý 77

4.3.3.2 Đánh giá và tối ưu mức thu (RSCP) 77

4.3.3.3 Đánh giá và tối ưu vùng nhiễu (Ec/Io) 80

4.3.3.4 Đánh giá và tối ưu nhiễu pilot (Pilot Polution) 83

4.4. Tổng hợp các thông số được thay đổi, điều chỉnh 86

4.5. Tổng hợp kết quả tối ưu tại Cluster 31 87

4.5.1 Trường hợp 1 - RSCP 87

4.5.2 Trường hợp 2 - RSCP 88

4.5.3 Trường hợp 3 - RSCP 89

4.5.4 Trường hợp 4 - RSCP 90

4.5.5 Trường hợp 5 - RSCP 91

4.5.6 Trường hợp 6 – Pilot Pollution 92

4.5.7 Trường hợp 7 – Pilot Pollution 93

4.5.8 Trường hợp 8 – Pilot Pollution 94

4.6. So sánh chỉ số KPI trước và sau tối ưu 95

KẾT LUẬN 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

2G Second Generation Hệ thống thông tin di động thế hệ 2 3G Third Generation Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 3GPP 3rd Generation Partnership

Project Dự án đối tác thế hệ thứ 3

A

AICH

Acquisition Indicator

AuC Authentication Centre Trung tâm nhận thực

B

BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá

BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá

BLER BLock Error Rate Tỉ lệ lỗi khối

BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit

BMC

Broadcast/Multicast Control Điều khiển quảng bá, đa truy nhập BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc

C

CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung

CDMA Code Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo mã

CN Core network Mạng lõi

CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh

C/I Carrier to Interference

ratio

Tỷ số công suất sóng mang trên nhiễu

CRC Cyclic Redundancy Check Mã kiểm tra độ dư vòng

CPCH Common Packet Channel Kênh dữ liệu gói dùng chung

CTCH Common Traffic Channel Kênh truyền tải dùng chung

DPDCH Dedicated Physical Data

DSSS Direct Sequence Spread

Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp DTCH Dedicated Traffic Channel Kênh truyền tải dành riêng

FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập chuyển tiếp

FBI Feedback Information Thông tin phản hồi

FEC Forward Error Correction Mã hiệu chỉnh phòng lỗi

GSM Global System for Mobile

Communication Hệ thống thông tin di động toàn cầu

H

HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú

Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao

I

IP Internet Protocol Giao thức mạng internet

Telecommunications Viễn thông di động quốc tế

ITU

International Telecommunication Union Hiệp hội viễn thông quốc tế

K

KPI Key Performance Indicator Chỉ số hoạt động

LA Location Area Khu vực định vị

LAC Location Area Code Mã vùng

M

MAC Medium Access Control Lớp điều khiển truy nhập môi trường

ME Mobile Equipment Thiết bị di động

MM Mobility Management Quản lý di động

Maintenance Vận hành và bảo dưỡng

P

PCCH Paging Control Channel Kênh điều khiển tìm gọi

PCPCH Physical CPCH Kênh hoa tiêu

PDCP Packet Data Convergence

Protocol Giao thức hội tụ chuyển mạch gói PICH Paging Indicator Channel Kênh chỉ số tìm gọi

PSC

Primary Synchronisation

PN Pseudo Noise Nhiễu giả ngẫu nhiên

Network Mạng di động mặt đất công cộng

QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

QPSK Quadrature Phase Shift

R

RAC Routing Area Code Vùng định tuyến

RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên

RAN Radio Access Network Mạng truy nhập sóng vô tuyến

RSCP

Received Signal Code

RNC Radio Network Controller Khối điều khiển sóng vô tuyến

RLC Radio Link Control Điều khiển tuyến vô tuyến

RLB Radio Link Budgets Quỹ năng lượng đường truyền

S

SAP Service access point Điểm truy cập dịch vụ

SCH Synchronisation Channel Kênh đồng bộ

SF Spreading Factor Hệ số trải phổ

SM Service Management Quản lý dịch vụ

T

TDMA Time Division Multiple

Access Đa truy cập phân chia theo thời gian

TFCI

Transport Format Combination Indicator Chỉ số kết hợp định dạnh truyền tải TPC

Transmit Power Control Điều khiển công suất phát

U

UE User Equipment Thiết bị người sử dụng

Telecommunications System

Hệ thống viễn thông toàn cầu

Radio Access Mạng truy nhập mặt đất

V

VLR Visitor Location Register Thanh ghi định vị thường trú

VSWR Voltage Standing Wave

W

WCDMA Wideband Code Division

Multiple Access Đa truy cập mã băng rộng

DANH MỤC HÌNH

Hình 2-1 Mạng GSM cơ sở và các phân hệ mạng con 7

Hình 2-2 Platform dịch vụ giá trị gia tăng 10

Hình 2-3 Cấu trúc mạng UMTS 11

Hình 2-4 Cấu trúc mạng RAN của hệ thống UMTS 12

Hình 2-5 Các giao diện trong mạng UTRAN 14

Hình 2-6 Cấu trúc mạng lõi UMTS 15

Hình 2-7 Cấu trúc các phần tử chuyển mạch mạng UMTS 16

Hình 2-8 Cấu trúc chức năng MSC 17

Hình 2-9 Mối quan hệ ánh xạ giữa các loại kênh trong hệ thống WCDMA 21

Hình 3-1 Bức xạ theo phương nằm ngang của anten BTS (theo dB) 26

Hình 3-2 Góc ngẩng của anten Node B 27

Hình 3-3 Các bước thực hiện tối ưu hóa 36

Hình 3-4 Tổng quan quá trình tối ưu 39

Hình 3-5 Quá trình chuẩn bị tối ưu 40

Hình 3-6 Quá trình điều chỉnh Cluster 42

Hình 3-7 Quy trình tối ưu cluster 46

Hình 3-8 Kiểm tra mạng sau tối ưu 50

Hình 3-9 Các khu vực có mức tín hiệu pilot thấp 59

Hình 3-10 Phân bố công suất phát UE 62

Hình 3-11 Thiết bị đo TEMS 72

Hình 3-12 Thiết bị đo NEMO 73

Hình 4-1 Khu vực cần tối ưu 3G – Cluster 31 74

Hình 4-2 Scanned RSCP – Best Server – Before Opt 78

Hình 4-3 Scanned RSCP– Best Server – After Opt 79

Hình 4-4 Phân bố thống kê mức thu RSCP mạng 3G trước và sau tối ưu 79

Hình 4-5 Kết quả đo kiểm RSCP trước và sau khi tối ưu 80

Hình 4-6 Scanned EcIo – Best Server– Before Opt 81

Hình 4-7 Scanned EcIo – Best – After Opt 82

Hình 4-9 Ec/Io trước và sau tối ưu 83

Hình 4-10 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alert – Before Opt 84

Hình 4-11 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alertc– After Opt 85

Hình 4-12 Các vị trí có Pilot Pollution trước và sau tối ưu 85

Hình 4-13 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 01 – Before Opt 87 Hình 4-14 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 01 – After Opt 87

Hình 4-15 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 02 – Before Opt 88

Hình 4-16 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 02 – After Opt 88

Hình 4-17 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 03 – Before Opt 89

Hình 4-18 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 03 – After Opt 89

Hình 4-19 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 04 – Before Opt 90

Hình 4-20 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 04 – After Opt 90

Hình 4-21 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 05 – Before Opt 91 Hình 4-22 Scanned RSCP & EcIo – Best Server – Trường hợp 05 – After Opt 91

Hình 4-23 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alert – Trường hợp 06 – Before Opt 92

Hình 4-24 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alert – Trường hợp 06 – After Opt 92

Hình 4-25 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alert – Trường hợp 07 – Before Opt 93

Hình 4-26 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alert – Trường hợp 07 – After Opt 93

Hình 4-27 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alert – Trường hợp 8 – Before Opt 94

Hình 4-28 Scanned RSCP – Best Server & Pilot Pollution Alert – Trường hợp 8 – After Opt 94

Hình 4-29 Đồ thị so sánh thông số Traffic CS 95

Hình 4-30 Đồ thị so sánh thông số Call Setup Success Rate Speech 96

Hình 4-31 Đồ thị so sánh thông số Drop Call Rate 96

Hình 4-32 Đồ thị so sánh thông số Inter RAT Handover Success Rate 97

Hình 4-33 Đồ thị so sánh thông số Soft Handover Success Rate 97

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2-1 Các kênh vật lí trong hệ thống UMTS 20

Bảng 3-1 Bộ tham số KPI chất lượng mạng của mạng 3G 30

Bảng 3-2 Bộ tham số KPI chất lượng dịch vụ của mạng 3G 33

Bảng 3-3 Đánh giá RSCP kênh CPICH trong hệ thống UMTS 57

Bảng 3-4 Yêu cầu đối với công suất phát UE 61

Bảng 4-1 Chú giải màu cho RSCP 75

Bảng 4-2 Chú giải màu cho Ec/Io 75

Bảng 4-3 Bảng đề xuất điều chỉnh anten 78

Bảng 4-4 Tổng hợp các trường hợp điều chỉnh tối ưu 86

Bảng 4-5 Bảng thống kê KPI trước và sau tối ưu – C31 95

LỜI NÓI ĐẦU

Phát triển từ hệ thống thông tin di động tương tự 1G, các hệ thống thông tin di động

số thế hệ 2 ra đời đánh dấu sự thành công của công nghệ GSM với hơn 70% thị phần thông tin di động trên toàn cầu Tuy nhiên, GSM chỉ đáp ứng tốt dịch vụ thoại trong khi nhu cầu dịch vụ số liệu ngày một gia tăng Hệ thống thông tin di động thế

hệ thứ 3 ra đời và ngày một hoàn thiện đã đáp ứng được phần nào các nhu cầu đó

Để nâng cao chất lượng dịch vụ, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng, nhà khai thác phải có các phương án, giải pháp kĩ thuật đúng đắn, thích hợp Cùng với qui hoạch mạng, tối ưu hóa mạng vô tuyến là công tác thường xuyên cần được thực hiện để đáp ứng yêu cầu nói trên

Xuất phát từ thực tiễn, em chọn đề tài “Tối ưu mạng vô tuyến cho mạng di động thế

hệ thứ 3 – mạng 3G” làm đề tài tốt nghiệp cao học Luận văn này thực hiện tổng hợp các vấn đề liên quan đến tối ưu mạng truy nhập vô tuyến 3G công nghệ WCDMA Ngoài ra, luận văn cũng phân tích một số trường hợp tối ưu điển hình, hay gặp như cell reselection, chuyển giao, nhiễu pilot… đồng thời đưa ra được các bước thực hiện tối ưu mạng vô tuyến 3G

Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc tới TS Phạm Hải Đưng và các thầy cô giáo trong khoa Điện tử - Viễn thông đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình để em hoàn thành luận văn này

TÓM TẮT

Luận văn bao gồm 4 chương với nội dung chính như sau:

Chương 1 – Phần mở đầu: Đặt vấn đề và mục đích của đề tài

Chương 2 – Tổng quan về hệ thống thông tin di động: Chương này giới thiệu

tổng quan về hệ thống thông tin di động sử dụng công nghệ GSM và WCDMA

Chương 3 – Lý thuyết tối ưu hóa mạng truy nhập vô tuyến công nghệ WCDMA : Chương 3 đưa ra các tham số chất lượng mạng sử dụng trong tối ưu

cũng như mục tiêu đạt được sau tối ưu, đồng thời đưa ra quy trình tối ưu và một số trường hợp tối ưu điển hình

Chương 4 – Tối ưu mạng truy nhập vô tuyến trong thực tế: Phần này trình bày

tổng hợp kết quả đo kiểm trước và sau tối ưu tại một cluster của TP Hồ Chí Minh, nhận xét đánh giá và khuyến nghị

ABSTRACT

This thesis includes 4 chapter and the main contents follow:

Chapter 1 – Introdution introduction and purpose of thesis

Chapter 2 – Theoretic basis This chapter is giving an overview introduction about

2G - 3G unify network system

Chapter 3 – The Theoretic of optimization radio access network, WCDMA technology: Chapter 3 is giving parameters that relate to general optimization

target, and giving step by step control/adjust network and verify the result after optimization

Chapter 4 – The optimization of radio access network in reality: This chapter

presents general results of measurements before and after optimization a cluster in

Ho Chi Minh city, remarks and recommendations

CHƯƠNG 1 PHẦN MỞ ĐẦU

1.1 Giới thiệu chung

Cùng với sự phát triển của các dịch vụ số liệu, ưu điểm vượt trội của dịch vụ số liệu chuyển mạch gói dựa trên nền tảng IP đặt ra các yêu cầu mới đối với hệ thống thông tin di động Trước hoàn cảnh đó từ những thập niên 1990 hiệp hội viễn thông quốc

tế ITU đã ngiên cứu và đưa ra đề án tiêu chuẩn hoá để xây dựng hệ thống thông tin

di động thế hệ ba với với tên gọi là IMT- 2000 Đồng thời các cơ quan về tiêu chuẩn hoá xúc tiến việc xây dựng một tiêu chuẩn hoá áp dụng cho IMT- 2000 thông

qua dự án 3GPP Hệ thống thông tin di động thế hệ ba được ra đời từ dự án 3GPP

được gọi là hệ thống thông tin di động UMTS/WCDMA đang ngày một hoàn thiện

và trở nên phổ biến trên toàn thế giới

Tại Việt Nam, đối mặt với tình hình lưu lượng khai thác mạng 2G công nghệ GSM đang dần trở nên quá tải, tháng 4/2009, Bộ Thông tin và Truyền thông đã đồng ý cấp giấy phép xây dựng mạng 3G công nghệ WCDMA cho 4 đơn vị đạt yêu cầu là MOBIFONE, VINAPHONE, VIETTEL và liên doanh Hanoi Telecom – EVN Telecom (hiện tại EVN đã sát nhập vào VIETTEL) Các nhà mạng trúng tuyển đã gấp rút xây dựng hạ tầng mạng 3G trên cơ sở đã có sẵn hạ tầng mạng 2G công nghệ GSM và đã đưa vào triển khai các dịch vụ 3G theo tiêu chuẩn IMT – 2000 băng tần

1900 – 2200 MHz Và cho đến thời điểm hiện tại, dịch vụ 3G đã được các nhà mạng triển khai rộng khắp với các dịch vụ đa dạng như Video Call, Mobile Internet, các dịch vụ thanh toán qua thiết bị di động, dịch vụ Video streaming, dịch vụ Mobile TV, dịch vụ camera giao thông,…

Ngoài bốn đơn vị trên, tại Việt Nam còn 2 nhà mạng nữa đang chính thức cung cấp dịch vụ thông tin di động là Sfone với công nghệ CDMA 2000 – 1x, CDMA 2000 – 1x EVDO, GTel với công nghệ GSM

Theo xu thế phát triển của thế giới, tại Việt Nam, mặc dù hạ tầng mạng 3G của các

và Viettel đều đã tiến hành thử nghiệm để đánh giá tính năng và công nghệ mạng 4G LTE, bước đầu tìm hiểu và đánh giá nhu cầu của của khách hàng về công nghệ mới này

đó trọng tâm là các vấn đề xảy ra trong mạng truy nhập vô tuyến Công việc tối ưu mạng phải thực hiện liên tục và song song với quá trình lắp đặt triển khai hạ tầng mạng 3G để đảm bảo chất lượng dịch vụ cho khách hàng

Cũng như với phần lớn nhà khai thác GSM khác, khi triển khai 3G, VNPT cần tận dụng tối đa cơ sở hạ tầng, cấu trúc mạng có sẵn của mạng GSM Việc tận dụng như trên mang lại ưu thế về thời gian triển khai, giảm chi phí đầu tư cơ sở hạ tầng, nhà trạm, …song, nhà khai thác cần hết sức lưu ý để xử lí các vấn đề phát sinh, đặc biệt

là nhiễu

Một trong những vấn đề sống còn đối với mạng thông tin di động nói chung và 3G nói riêng là chất lượng, bao gồm cả chất lượng dịch vụ và chất lượng mạng Để nâng cao chất lượng chung của toàn hệ thống, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng, nhà khai thác phải có các phương án, giải pháp kĩ thuật đúng đắn, thích hợp Cùng với qui hoạch mạng, tối ưu hóa mạng vô tuyến là công tác thường xuyên cần được thực hiện để đáp ứng yêu cầu nói trên

Xuất phát từ thực tiễn, tôi chọn đề tài “Tối ưu mạng vô tuyến cho mạng di động thế

hệ thứ 3 – mạng 3G” làm đề tài tốt nghiệp cao học Luận văn này thực hiện tổng

hợp các vấn đề liên quan đến tối ưu mạng vô tuyến Ngoài ra, luận văn cũng phân tích một số trường hợp tối ưu điển hình, hay gặp như cell reselection, chuyển giao, nhiễu pilot… đồng thời đưa ra được các bước thực hiện tối ưu mạng vô tuyến 3G

1.3 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài được nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết về hệ thống thông tin di động được học trong quá trình đào tạo của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, các tài liệu và nghiên cứu trong và ngoài nước, các kỹ thuật và ứng dụng trong các giải pháp của các hãng cung cấp thiết bị viễn thông hàng đầu như T-Mobile, Agilent, Ericsson, Actix Thông qua việc khảo sát thực tế triển khai tại các mạng 3G của VNPT là VINAPHONE và MOBIFONE, tiến hành nghiên cứu và phân tích hiện trạng mạng thực tế bằng phần mềm đo TEMS 9.0 của Ericsson và phần mềm phân tích logfile Actix, đưa ra các kiến nghị tối ưu hóa mạng truy nhập vô tuyến thông tin di động công nghệ WCDMA

1.4 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của mạng thông tin di động GSM truyền thống và mạng thông tin di động 3G công nghệ WCDMA

Nghiên cứu thực trạng triển khai các hệ thống mạng thông tin di động hỗn hợp tại Việt Nam của các nhà mạng lâu đời nhất Việt Nam là MOBIFONE và VINAPHONE

Phân tích dữ liệu đo thực tế mạng truy nhập vô tuyến của các nhà mạng bằng phần mềm phân tích Actix từ đó đưa ra các tồn tại thực tế và kiến nghị giải pháp tối ưu mạng truy nhập vô tuyến

1.5 Mục tiêu đạt được

Trên cơ sở phân tich và troubleshoot hiện trạng mạng truy nhập vô tuyến hệ thống thông tin di động công nghệ WCDMA, đưa ra các kiến nghị tối ưu để cải thiện chất

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG

TIN DI ĐỘNG

2.1 Cấu hình và sơ đồ đấu nối mạng thông tin di động

2.1.1 Cấu trúc mạng GSM

Hình 2-1 Mạng GSM cơ sở và các phân hệ mạng con

Các thành phần của hệ thống chia thành 3 phân hệ:

- Phân hệ chuyển mạch NSS (Network Switching Subsystem):

o MSC: Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động, hoạt động như một trung tâm chuyển mạch thông thường, điều phối và thiết lập cuộc gọi đến người sử dụng mạng di động MSC thường là một tổng đài lớn điều khiển và quản lý một số các bộ điều khiển trạm gốc BSC MSC thực hiện các chức năng: xử lý cuộc gọi, vận hành và bảo dưỡng, chức năng tương tác và tính cước MSC có thể triển khai ở hai dạng: MSC server – xử lý báo hiệu, CS-MGW – xử lý báo hiệu người dùng

o GMSC (Gateway MSC): Để thiết lập một cuộc gọi đến người sử dụng GSM, cuộc gọi cần định tuyến đến một tổng đài cổng MSC, không cần biết vị trí hiện thời của thuê bao GMSC có nhiệm vụ lấy thông tin

về vị trí hiện thời của thuê bao và định tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểm hiện thời (MSC tạm trú)

o HLR (Thanh ghi định vị thường trú): Là cơ sở dữ liệu cho việc quản

lý thuê bao, lưu giữ lâu dài các thông tin thuê bao như nhận dạng thuê bao và các dịch vụ của chúng, lưu giữ thông tin về địa chỉ của MS đang ở vùng nào (các số nhận dạng IMSI, MSISDN), các thông tin về thuê bao, danh sách các dịch vụ MS được dùng hay bị hạn chế, số hiệu VLR đang phục vụ MS) Thường HLR là một máy tính đứng riêng không có khả năng chuyển mạch và có khả năng quản lý hàng trăm ngàn thuê bao

o VLR (Thanh ghi định vị tạm trú): chứa cơ sở dữ liệu vùng kèm theo tất cả MSC Cơ sở dữ liệu này chứa thông tin về tất cả những thuê bao được đăng ký trong vùng phục vụ đó tại thời điểm hiện tại

ƒ Vị trí hiện thời của MS trong vùng phục vụ MSC nào

ƒ Trạng thái thuê bao (bận, rỗi)

ƒ Các số nhận dạng IMSI, MSISDN, TMSI

ƒ Nhận dạng vùng LAI

o AuC: Trung tâm nhận thực, lưu giữ khóa nhận thực thuê bao Ki (Subscriber Authentication Key) của tất cả các thuê bao trong mạng

Nó cũng có trách nhiệm xử lý nhận thực và phát khóa mật mã Kc (Encryption Key) để sử dụng trong cuộc gọi Thuật toán được sử dụng

là A3 và A8 AuC thường nằm sát HLR Trung tâm AuC/HLR có thể nằm gần MSC hoặc xa MSC Ki lưu trong SIM

o EIR: Thanh ghi nhận dạng thiết bị, chứa cơ sở dữ liệu tập trung để lưu các số IMEI (nhận dạng thiết bị trạm di động quốc tế) của các thiết bị

di động hợp lệ Cơ sở dữ liệu này chỉ liên quan tới thuê bao đang sử dụng nó để thiết lập cuộc gọi hoặc nhận dạng cuộc gọi

MS = ME + SIM : Trong SIM chứa các số nhận dạng IMSI, TMSI, số hiệu nhận dạng vùng định vị LAI

o BTS: Là phân hệ thu phát vô tuyến của hệ thống, qua đó MS có thể liên lạc với hệ thống Tại đây các tín hiệu vô tuyến được điều chế, khuếch đại và phối hợp thu phát Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU (Transcoder/Adapter Rate Unit: khối chuyển đổi mã và tốc độ) TRAU là thiết bị mà tại đó quá trình mã hóa và giải mã tiếng đặc thù riêng cho hệ thống di động được tiến hành

ƒ TRAU: Tín hiệu trên giao diện vô tuyến được mã hóa ở tốc độ

13 kbps sử dụng mã LPC TRAU có nhiệm vụ chuyển đổ mã

để chuyển dổi giữa 13 kbps LPC và 64 kbps PCM giữa MS và MSC TRAU là một bộ phận của BTS nhưng nhiều khi nó cũng có thể đặt cách xa BTS, trong nhiều trường hợp nó được đặt giữa BSC và MSC

- Phân hệ vận hành và bảo dưỡng (khai thác) OMS (Operation and Maintenance Subsystem), thực hiện 3 chức năng chính: Khai thác và bảo dưỡng mạng, Quản lý thuê bao và tính cước, Quản lý thiết bị di động

Trong quá trình phát triển của GSM cơ sở, một bước phát triển rất tự nhiên đó là thêm vào các node và trung tâm dịch vụ trên nền kiến trúc mạng đã có Các trung tâm và node dịch vụ này được gọi bằng tên chung là VAS (Value Added Service) Một platform VAS đặc trưng nhỏ nhất bao gồm hai thiết bị:

- SMSC (The Short Message Service Centre)

- VMS (The Voice Mail System)

Nó sử dụng các giao diện chuẩn tới mạng GSM, có hoặc không có giao diện bên ngoài tới các mạng khác GSM và VAS kết hợp cùng nhau đã mang đến cho chúng

ta khái niệm: “mass service for mass people” Do yêu cầu đòi hỏi của người sử dụng, cần có các dịch vụ mang tính cá nhân nên IN (Mạng thông minh-Intelligent Network) đã được tích hợp vào mạng GSM

Hình 2-2 Platform dịch vụ giá trị gia tăng

IN tạo khả năng phát triển dịch vụ, thực hiện một bước nhảy lớn hướng tới tính cá thể ‘‘mass service for individual people’’ Ngoài ra IN còn cho phép các nhà khai thác mang ra ngoài các thông tin thương mại một cách an toàn hơn (Ví dụ, hầu hết các dịch vụ thuê bao trả trước đều được triển khai với công nghệ IN)

Sau này khái niệm IN ban đầu đã được cải tiến và giới thiệu là CAMEL (Customised Applications for Mobile network Enhanced Logic), nó đã loại bỏ được các thiếu sót trong IN như thiếu sự hỗ trợ tính di động cho các dịch vụ

2.1.2 Cấu trúc mạng UMTS

Theo chức năng, cấu trúc mạng UMTS được chia làm 3 nhóm:

Thiết bị người sử dụng UE (User Equipment): là thiết bị đầu cuối vô tuyến, cung

Mạng truy nhập vô tuyến RAN (Radio Access Network) hoặc Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UTRAN (Terrestrial Radio Access Network): là nhóm phần tử mạng cung cấp tất cả các chức năng vô tuyến;

Mạng lõi CN (Core Network): là nhóm phần tử mạng cung cấp chuyển mạch và định tuyến cuộc gọi và kết nối dữ liệu tới mạng bên ngoài (như mạng PSTN hay mạng Internet) HSS (Home Subcriber Server) là máy chủ thuê bao thường trú

Hình 2-3 Cấu trúc mạng UMTS

Thiết bị người sử dụng UE bao gồm 2 phần tử:

Thiết bị di động ME (Mobile Equipment): thiết bị vô tuyến vật lý thực hiện truyền thông vô tuyến qua giao diện mở Uu Giao diện Uu là một đặc tính kỹ thuật mới dựa trên giao thức được sử dụng bởi công nghệ vô tuyến WCDMA

Modun nhận dạng thuê bao UMTS (USIM): card đặc biệt chứa những thông tin nhận dạng, chi tiết thuê bao, xác thực và thuật toán mật mã hóa Nó tương đương với SIM GSM

Giữa ME và USIM có thể định nghĩa một giao diện mới, được gọi là giao diện Cu

Đó là giao diện điện giữa USIM và ME và theo chuẩn định nghĩa cho GSM

Mạng truy nhập vô tuyến RAN thực hiện tất cả các chức năng vô tuyến trong việc kết nối thiết bị người sử dụng tới mạng lõi, bao gồm:

Điều khiển và quản lý kênh vô tuyến;

Số lượng Node B tối đa có thể kết nối với RNS cụ thể gần như biến đổi giữa thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau và phụ thuộc vào cấu hình phần tử cũng như sự phát triển của sản phẩm

Node B

Node B là nút logic chịu trách nhiệm phát và nhận sóng vô tuyến trong một cell 3GPP định nghĩa một cell là một vùng địa lý được phủ bởi một Node B Trong một cell có thể có một hoặc nhiều hơn một sector Một sector là một vùng nhỏ nằm trong một cell Chức năng chính của Node B là thực hiện xử lý giao diện vô tuyến lớp 1 và quản lý cơ bản về tài nguyên vô tuyến, bao gồm:

- Mã hóa kênh và đan xen;

- Thích ứng tốc độ;

- Trải phổ;

- Giám sát hiệu suất;

- Điều khiển công suất vòng trong

Thuật ngữ Node B được thông qua trong quá trình chuẩn hóa UMTS, nó tương tự như BTS trong GSM

Phần tử chức năng - RNC

RNC là phần tử trung tâm của mỗi RNS trong một mạng Chức năng chính của RNC là điều khiển, quản lý lưu lượng và điều khiển kênh được sử dụng bởi những Node B kết nối với nó Quản lý tài nguyên vô tuyến của cell Node B bao gồm:

- Điều khiển cấp phép (Admission Control);

- Cấp phát mã

- Điều khiển chuyển giao

- Điều khiển tắc nghẽn và tải

- Điều khiển công suất vòng ngoài

Chuyển giao được điều khiển bởi RNC nhưng có thể được khởi tạo bởi RNC hoặc mạng lõi

Các giao diện trong mạng UTRAN

Hình 2-5 Các giao diện trong mạng UTRAN

Hình 2-5 biểu diễn các giao diện trong mạng UTRAN, bao gồm:

Uu (UMTS User): giao diện vô tuyến WCDMA giữa UE và Node B, qua đó UE truy nhập vào mạng;

Iu (Interface UMTS): giao diện giữa mạng lõi và RAN, tương đương với giao diện

A trong GSM;

Iub (Interface UMTS Node B): giao diện giữa Node B và RNC gốc, nó tương đương với giao diện Abis trong GSM Tuy nhiên, khác với Abis, giao diện Iub là giao diện mở;

Iur (Interface UMTS RNC): giao diện giữa 2 RNS để hỗ trợ chức năng kết nối liên RNS mà không cần qua mạng

2.1.2.2 Tổng quan cấu trúc mạng lõi

Hình 2-6 Cấu trúc mạng lõi UMTS

Mạng lõi (Core Network – CN) bao gồm những thực thể vật lý cung cấp chức năng như sau:

Chuyển mạch và định tuyến cuộc gọi;

Quản lý thông tin người sử dụng cho thuê bao và tính lưu động;

Điều khiển tính năng mạng và dịch vụ;

Cơ cấu chuyển mạch, truyền phát cho báo hiệu và thông tin

Mạng lõi cũng cung cấp kết nối hướng tới mạng ngoài như mạng PSTN, mạng Internet và một số mạng dữ liệu hoặc thoại khác

Để hỗ trợ cả thoại và dữ liệu trong mạng lõi, 2 vùng logic được định nghĩa:

Vùng chuyển mạch kênh: bao gồm tất cả các phần tử mạng lõi hỗ trợ kết nối chuyển mạch kênh Nó gồm MSC, GMSC dựa trên mạng lõi GSM hiện tại

Vùng chuyển mạch gói: bao gồm tất cả các phần tử mạng lõi hỗ trợ kết nối chuyển mạch gói và được dựa trên tiến trình của chuẩn GPRS cho truyền tải gói trong mạng GSM

Phần tử chuyển mạch kênh

Hình 2-7 Cấu trúc các phần tử chuyển mạch mạng UMTS

Mạng lõi chuyển mạch kênh dựa trên cấu trúc của MSC của GSM, bao gồm MSC

và GMSC

MSC: cung cấp giao diện giữa phần tử vô tuyến của mạng và phần tử chuyển mạch kênh của mạng lõi MSC quản lý dịch vụ chuyển mạch kênh tới và từ UE trong vùng phục vụ bao gồm thiết lập cuộc gọi, tìm gọi, truyền tải thông tin mật mã hóa tới RAN MSC cũng kết hợp với VLR có chức năng như một cơ sở dữ liệu vị trí cho dịch vụ chuyển mạch kênh và lưu giữ vị trí hiện thời của UE trong vùng phục vụ của MSC;

GMSC (Gateway MSC): chuyển mạch kênh tại điểm mạng UMTS được kết nối tới mạng chuyển mạch kênh bên ngoài (ví dụ, mạng PSTN) GMSC quản lý kết nối chuyển mạch kênh, bao gồm cả chuyển mạch và định tuyến cuộc gọi tới MSC phục

vụ

Chức năng MSC/GMSC

Hình 2-8 Cấu trúc chức năng MSC

MSC và GMSC được phân chia một cách logic theo chức năng chuyển mạch và

điều khiển cuộc gọi như được minh họa trên Error! Reference source not found.8:

Máy chủ MSC/GMSC: cung cấp chức năng điều khiển cuộc gọi và di động của MSC/GMSC Nó chứa phần tử VLR của MSC;

Media Gateway: thực hiện chuyển mạch của lưu lượng người sử dụng dưới sự điều khiển bởi máy chủ cuộc gọi Trong MSC, Media Gateway giới hạn giao diện Iu-CS

từ RAN và bao gồm bộ chuyển mã và xóa tiếng vọng;

Khối thích ứng tốc độ và chuyển mã chuyển đổi lưu lượng thoại (TRAU) được mã hóa để truyền dẫn trong RAN thành chuẩn lưu lượng 64kbps TDM cho chuyển mạch kênh trong MSC hay GMSC

Máy chủ MSC/GMSC và Media Gateway tạo nên một khối chức năng hoàn chỉnh cho từng MSC hay GMSC riêng biệt

Phần tử chuyển mạch gói SGSN và GGSN

Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS (Serving GPRS Support Node - SGSN) thực hiện các chức năng trong vùng chuyển mạch gói tương tự chức năng MSC thực hiện trong vùng chuyển mạch kênh SGSN có nhiệm vụ phân phát gói dữ liệu tới UE trong vùng phụ vụ và thực hiện những chức năng sau:

- Giao thức và giao diện hội thoại giữa mạng vô tuyến - phần tử chuyển mạch gói trong mạng lõi;

- Quản lý xác định thẩm quyền và di động, bao gồm chuyển giao SGSN;

- Định tuyến dữ liệu tới RNC thích hợp có yêu cầu kết nối tới UE trong vùng phục vụ;

- Định tuyến dữ liệu tới GGSN khi có yêu cầu kết nối tới mạng ngoài

- Chức năng đăng kí vị trí cho phép lưu trữ thông tin thuê bao và thông tin vị trí cho dịch vụ chuyển mạch gói của thuê bao đã đăng ký với SGSN

GGSN (Gateway GPRS Support Node) cung cấp tính năng tương tự như GMSC và thực hiện hoạt động với các mạng chuyển mạch gói bên ngoài, kết nối lõi UMTS tới mạng Internet, ISP và Intranet Chức năng GGSN bao gồm:

- Định tuyến gói dữ liệu ngoài tới SGSN phục vụ;

- Báo hiệu và truyền tải dữ liệu từ mạng lõi UMTS;

thống MSC/SGSN phục vụ hiện thời cho mỗi thuê bao, do đó thông tin đến UE có thể được định tuyến trực tiếp

HSS dựa trên việc nâng cấp HLR trong GSM, có khả năng điều khiển quá trình cập nhật vị trí khi một UE chuyển vùng xung quanh mạng, cập nhật vị trí phục vụ mới

và yêu cầu bộ nhớ xóa bản ghi vị trí cũ

Trung tâm nhận thực AuC có nhiệm vụ bảo mật thuê bao, giữ khóa và thuật toán mật mã hóa AuC được kết hợp với HSS và lưu trữ khóa nhận dạng cho từng thuê bao đã đăng ký trong HSS Khóa nhận dạng được sử dụng để đảm bảo các chức năng: Tạo ra dữ liệu được dùng để nhận thực UE và mã hóa thông tin được truyền qua đường vô tuyến giữa UE và mạng

AuC truyền dữ liệu cần thiết để nhận thực và mã hóa/giải mã qua HSS đến bộ nhớ

vị trí trong MSC và SGSN

Giao diện CN

Với yêu cầu hỗ trợ cả 2 lưu lượng chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh, giao diện

Iu giữa CN và RAN bao gồm 2 loại:

Iu-CS: giao diện được sử dụng để hỗ trợ lưu lượng chuyển mạch kênh IuCS mang thông tin về tiến trình cuộc gọi, quản lý di động và quản lý RNS giữa một RNC và MSC gốc;

Iu-PS: giao diện được sử dụng để hỗ trợ lưu lượng chuyển mạch gói IuPS mang thông tin về truyền phát dữ liệu gói, quản lý di động giữa RNC và SGSN gốc

Các giao diện khác trong mạng lõi UMTS bao gồm:

Giao diện Gc: được sử dụng bởi GGSN để truy tìm vị trí thuê bao và thông tin thuê bao cho dịch vụ chuyển mạch gói từ HSS;

Giao diện Gn: trao đổi thông tin giữa SGSN và GGSN;

Giao diện Gr: kết nối SGSN và HSS để truyền tải vị trí, thông tin thuê bao Trao đổi

thông tin có thể xảy ra khi UE yêu cầu dịch vụ hay khi UE di chuyển tới vùng phục

vụ của SGSN khác;

Giao diện C: Giao diện chuẩn GSM cho kết nối của GMSC tới HSS;

Giao diện D: Giao diện chuẩn GSM cho kết nối của MSC tới HSS;

Giao diện E: Giao diện chuẩn GSM cho kết nối của GMSC tới MSC

2.2 Tổ chức kênh trong hệ thống UMTS

Hệ thống UMTS sử dụng 3 loại kênh để truyền thông tin và báo hiệu như sau:

Kênh vật lí (Lớp 1);

Kênh truyền tải (giao diện Lớp 1 và Lớp 2);

Kênh logic (giao diện giữa Lớp 2 và Lớp 3)

Kênh vật lí là kênh thật sự được truyền đi trong không gian giữa các thực thể Kênh

vật lí mang kênh truyền tải trong các khung và khe thời gian Bảng 2-1 tổng hợp các

kênh vật lí của hệ thống UMTS

Bảng 2-1 Các kênh vật lí trong hệ thống UMTS

kênh

DPCCH Dedicated Physical Control Channel DL & UL DPDCH Dedicated Physical Data Channel DL & UL

CPCH)

Channel

DL

SCCPCH Secondary Common Control Physical

NHẬP VÔ TUYẾN CÔNG NGHỆ WCDMA

3.1 Thế nào là tối ưu?

Tối ưu là quá trình đo đạc, phân tích để đưa ra các biện pháp cải thiện thông qua việc chỉnh sửa hợp lý các thông số của hệ thống để đạt được chất lượng mạng mong muốn Có 2 loại tối ưu trong hệ thống WCDMA:

− Tối ưu sóng vô tuyến

− Tối ưu sóng vô tuyến là quá trình tối ưu thực hiện trên giao diện vô tuyến

Uu

− Tối ưu mạng lõi

Tối ưu mạng lõi là quá trình tối ưu thực hiện thay đổi các thông số mạng lõi

3.2 Phân loại quá trình tối ưu

Dựa vào khoảng thời gian, đối tượng công việc, nội dung công việc có thể chia quá trình tối ưu mạng làm 2 giai đoạn:

− Giai đoạn tối ưu kĩ thuật

− Giai đoạn tối ưu hoạt động và duy trì

3.2.1 Giai đoạn tối ưu kỹ thuật

Giai đoạn này được tiến hành khi hệ thống mạng chuẩn bị đi vào hoạt động Nội dung chính của công việc trong giai đoạn này bao gồm:

− Loại trừ khả năng lỗi phần cứng của hệ thống

− Kiểm tra cấu hình của từng cell để chắc chắn rằng mọi thiết lập của cell được lắp đặt đúng như trong thết kế ban đầu: tọa độ cell (kinh độ, vĩ độ), hướng antenna, kết nối, độ cao antenna, LAC, RAC, …

− Làm cho vùng phủ và nhiễu đạt được yêu cầu

3.2.2 Giai đoạn tối ưu trong quá trình vân hành

Tối ưu trong quá trình hoạt động và duy trì là quá trình tối ưu thực hiện trong giai đoạn hệ thống mạng đã đi vào hoạt động để:

− Cải thiện chất lượng mạng

− Tăng khả năng phục vụ của hệ thống

− Điều chỉnh vùng phủ của các dịch vụ

− Cung cấp chất lượng dịch vụ tốt hơn cho các vùng ưu tiên

− Tăng khả năng thu hồi vốn đầu tư

3.3 Các tham số sử dụng trong tối ưu

3.3.1 Nguyên tắc lựa chọn tham số tối ưu

Về lí thuyết, toàn bộ các tham số về mặt vật lí và logic trong mạng vô tuyến di động nói chung hoặc mạng GSM/UMTS nói chung đều có thể được sử dụng để thực hiện tối ưu hóa hệ thống Các tham số có thể được phân thành các nhóm theo tiêu chí khác nhau như sau:

Các tham số có khả năng điều chỉnh/thay đổi từ xa hoặc các tham số chỉ được điều chỉnh/thay đổi tại hiện trường triển khai, lắp đặt;

Tham số ảnh hưởng đến chỉ một hoặc một số cell trong phạm vi hẹp hoặc ảnh hưởng đến nhiều cell trong phạm vi rộng;

Các tham số về vô tuyến chủ yếu gây ảnh hưởng đến vùng phủ sóng và nhiễu trong mạng;

Tham số về lưu lượng, ảnh hưởng đến khả năng truyền phát thoại/dữ liệu;

Tham số có giá trị “cứng”, ít thay đổi (ví dụ công suất phát kênh CPICH) và tham

số có giá trị “mềm”, thay đổi liên tục trong quá trình vận hành (ví dụ tham số điều khiển công suất);

Tham số tĩnh, được xác lập theo các thủ tục/trạng thái tĩnh của UE và tham số động (ví dụ tham số liên quản đến chuyển giao giữa các cell)

Tuy nhiên, do điều kiện hạn chế về năng lực xử lí và tốc độ đáp ứng, người ta phải giảm thiểu số lượng các tham số cần hiệu chỉnh/thay đổi Một số ưu tiên đặt ra cho việc lựa chọn tham số để tối ưu bao gồm:

Tham số có thể điều chỉnh/can thiệp trực tiếp từ hệ thống hoặc tại hiện trường; Kết quả sau khi điều chỉnh/thay đổi tham số có thể ước lượng bằng mô hình hoặc lí thuyết để kiểm chứng, đối chiếu với kết quả đo thực tế để đánh giá hiệu quả tối ưu; Các tham số được lựa chọn có nhiều ảnh hưởng đến chất lượng mạng

3.3.2 Tham số tối ưu

Trên các nguyên tắc lựa chọn tham số trình bày trong mục trên, có thể lựa chọn tham số tối ưu trong các tham số sau:

− Giản đồ bức xạ của anten;

Mức công suất kênh P-CPICH;

Tham số chuyển giao mềm:

Cấu hình Node B cần được lựa chọn triển khai thường bao gồm các thành phần sau:

Tủ thiết bị, ngăn máy; Bộ khuếch đại công suất; Anten; Cáp dẫn và phụ trợ

Trong các thành phần trên, tủ thiết bị, ngăn máy và bộ khuếch đại thường có giá cao hơn so với chi phí lắp đặt và vận hành Ngược lại, với các thành phần còn lại, chi phí lắp đặt và vận hành thường cao hơn giá thành phần cứng Do đó, một điểm cần chú ý là những thiết bị có chi phí vận hành, lắp đặt cao thường được triển khai với

số lượng nhiều hơn so với số lượng thực tế yêu cầu Ví dụ, để triển khai một trạm, người ta sẽ lắp đặt đầy đủ anten, cáp dẫn, phụ trợ cho cả 3 cell, nhưng chỉ cần mua

2 bộ khuếch đại nếu dự báo cho thấy hiện tại chỉ cần phát 2 cell Nếu không lắp đặt đầy đủ anten và phụ trợ cho cả 3 cell, chi phí lắp đặt thêm khi có nhu cầu phát triển mới sẽ tốn kém hơn nhiều

3.3.2.2 Các thông số anten

Bức xạ (loại anten)

Anten được xác định bởi bức xạ 3 chiều Để đơn giản, thường sử dụng mặt phằng 2 chiều ngang và dọc Có 2 cách tác động đến bức xạ của anten:

• Thay đổi loại anten của BTS

• Cấu hình lại các thông số của anten thông qua góc ngẩng điện

Góc phương vị

Góc phương vị là hướng của búp sóng chính trong mặt phẳng nằm ngang Vùng phủ của một cell được phân biệt với các cell khác chính bởi mặt phẳng bức xạ theo phương nằm ngang của anten

Các BTS của UMTS thường sử dụng loại anten 3 sector để đạt được vùng phủ rộng Tuy nhiên cũng có thể sử dụng cả loại BTS 1, 2, hay 3 sector Ví dụ, loại BTS 2 sector thường sử dụng dọc các tuyến đường cao tốc, đường xe lửa, đường hầm hay cải thiện vùng phủ trong các tuyến phố hẹp Loại BTS nhiều hơn 3 sector sử dụng những nơi có lưu lượng cao, hoặc những nơi điều kiện truyền sóng yêu cầu về bức

xạ chặt chẽ Ví dụ, một sector 120 độ bao phủ một vùng có môi trường truyền sóng

đa dạng, góc ngẩng tối ưu của một hướng là 3 độ và hướng khác là 6 độ Khi đó, cần sử dụng 2 anten riêng biệt cho cùng một sector, và chia sector đó làm 2 phần,

do đó dẫn đến việc sử dụng nhiều hơn 3 sector trong một site

Hình 3-1 minh họa bức xạ theo phương ngang của anten KATHERIN 742264 Chênh lệch tăng ích anten giữa hướng chính cua anten ( ) so sánh với góc (thông thường mỗi cell của một BTS có 3 sector có độ rộng 120 độ) khoảng 10dB

Để đạt hiệu quả, cần phải điều chỉnh góc phương vị của anten sao cho tăng ích trong vùng phủ sóng yêu cầu là cao nhất và tăng ích trong vùng phủ sóng của cell khác càng thấp càng tốt Khi anten được quay đúng hướng, công suất công suất phát cần thiết để phủ sóng cell giảm và sẽ ít gây ra nhiễu sang các cell khác hơn

Hình 3-1 Bức xạ theo phương nằm ngang của anten BTS (theo dB)

Góc ngẩng

Góc ngẩng của anten là góc của búp sóng chính theo phương nằm ngang Do góc