Nghiên cứu, xây dựng các chỉ tiêu và bài đo đánh giá chất lượng mạng truy nhập WCDMA của hệ thống 3g

Communication HLR home location register Bộ ghi định vị thường trú HSDPA high speed downlink packet access Truy cập gói đường xuống tốc độ cao HS-DSCH high speed downlink shared channel

-

luận văn thạc sĩ khoa học

nghiên cứu, xây dựng các chỉ tiêu và bài đo

đánh giá chất lượng mạng truy nhập wcdma của hệ thống 3g

ngành : điện tử viễn thông

.3898

Nghiêm thanh huyền

Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS Phạm minh việt

Hà Nội - 2009

lượng mạng truy nhập W-CDMA của hệ thống 3G” là công trình nghiên cứu của riêng tôi,

không sao chép từ bất cứ tài liệu nào

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Minh Việt đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành tốt luận văn này

Abis interface between BSC and BTS in

AM acknowledge mode in RLC Chế độ báo nhận trong RLC

AMR adaptive multi rate Đa tốc độ thích ứng

BLER Block Error Rate Tỷ lệ lỗi khối

BSC base station controller Khối điều khiển trạm gốc

BSS base station subsystem Phân hệ trạm gốc

BSSMAP base station subsystem management

application part Phần ứng dụng quản lý phân hệ trạm gốc CCPCH common control physical channel Kênh vật lý điều khiển chung

CPICH common pilot channel Kênh hoa tiêu chung

CRC cyclic redundancy check Kiểm dư vòng

DCCH dedicated control channel Kênh điều khiển chuyên dụng

DPCH dedicated physical channel Kênh vật lý dành riêng

DRNC drift radio network controller Drift-RNC

DSCH downlink shared channel Kênh chia sẻ đường xuống

DTAP direct transfer application part Phần ứng dụng truyền tải trực tiếp DTCH dedicated traffic channel Kênh lưu lượng dành riêng

EDGE enhanced data rates for GSM

evolution

EDGE là công nghệ được sử dụng làm tiền đề để tiến lên công nghệ 3G FACH forward access channel Kênh truy nhập đường xuống

FDD frequency division duplex Song công chia theo tần số

FTP file transfer protocol Giao thức truyền tải tập tin

Gb GPRS interface between SGSN and

Communication HLR home location register Bộ ghi định vị thường trú

HSDPA high speed downlink packet access Truy cập gói đường xuống tốc độ cao HS-DSCH high speed downlink shared channel Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao IFHO inter-frequency (hard) handover Chuyển giao (cứng) giữa các tần số InFHHO intra-frequency hard handover Chuyển giao cứng trong tần số

IP Internet protocol Giao thức internet

ITU International Telecommunication

Union

Liên minh viễn thông quốc tế

KPI key performance indicator Bộ tham số chất lượng mạng cơ bản

MAC medium access control; message

authentication code

Điều khiển truy nhập môi trường

MMS multimedia messaging service Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện MOC mobile originated call Cuộc gọi đi

MSC mobile switching centre Trung tâm chuyển mạch di động MTC mobile terminated call Cuộc gọi đến

NAS non access stratum Tập hợp các giao thức không liên quan

trực tiếp đến phần truy nhập mạng NBAP Node B application part Phần ứng dụng node B

Node B UMTS base station Trạm gốc của UMTS

OMC operation and maintenance centre Trung tâm khai thác và bảo dưỡng P-CCPCH primary common control physical

channel

Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp

PDP packet data protocol (e.g PPP, IP,

X.25)

Giao thức dữ liệu gói

PLMN public land mobile network Mạng di động mặt đất công cộng

PM performance Management Quản lý chất lượng

PSC primary scrambling code Mã sơ cấp

RACH random access channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên

RANAP radio access network application

part

Phần ứng dụng mạng truy nhập vô tuyến

RAT radio access technology Công nghệ truy nhập vô tuyến

RLC radio link control Điều khiển liên kết vô tuyến

RNC radio network controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến

RNS radio network subsystem Phân hệ mạng vô tuyến

RNSAP radio network subsystem

application part

Phần ứng dụng phân hệ mạng vô tuyến

RNTI radio network temporary identity Nhận thực tạm thời mạng vô tuyến RRC radio resource control Điều khiển tài nguyên vô tuyến

RSCP received signal code power Công suất mã tín hiệu thu

SCCP signalling connection control part Phần điều khiển kết nối báo hiệu S-CCPCH secondary common control physical

channel

Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp

SDU service data unit Khối dữ liệu dịch vụ

SGSN serving GPRS support node Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS

SIR signal-to-interference ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu

SRB signalling radio bearer Phần tử vô tuyến báo hiệu

SRNC serving radio network controller RNC phục vụ

SVC switched virtual connection Kết nối ảo chuyển mạch

TCP transmission control protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn

TD time division duple Song công chia theo thời gian

TDMA time division multiple access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TPC transmission power control Điều khiển công suất phát

uARFCN UMTS absolute radio frequency

channel number

Kênh tần số tuyệt đối UMTS

UMTS Universal Mobile Hệ thống viễn thông di động toàn cầu

network

Uu UMTS air interface Giao diện trong UMTS

VLR visitor location register Bộ ghi định vị tạm trú

WCDMA,

W-CDMA wideband code division multiple access Đa truy nhập phân mã băng rộng

ABSTRACT……… 3

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 4

1.1 Giới thiệu 4

1.2 Phạm vi của đề tài 8

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 10

2.1 Cấu trúc mạng 3G WCDMA 10

2.2 Cấu trúc giao diện trong mạng truy nhập vô tuyến UTRAN 12

2.3 Các tiêu chuẩn về chất lượng mạng và chất lượng dịch vụ 13

2.3.1 Các tiêu chuẩn của tổ chức ITU 13

2.3.2 Các tiêu chuẩn của tổ chức 3GPP 14

2.3.3 Các báo cáo kỹ thuật của 3GPP 17

2.4 Một số các công bố về chất lượng mạng 19

2.4.1 T-Mobile 19

2.4.2 France Telecom 21

2.4.3 ANACOM 22

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG BỘ THAM SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN WCDMA 28

3.1 Nghiên cứu, phân tích các tham số KPI và các vấn đề liên quan đến đo kiểm trong mạng 3G WCDMA 28

3.1.1 Tham số tỷ lệ lỗi khối BLER 28

3.1.2 Chuyển giao mềm 39

3.1.3 Chuyển giao cứng giữa các tần số 46

3.1.4 Chuyển giao cứng trong mạng lõi 54

3.1.5 Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công 66

3.2 Xây dựng bộ chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng phân hệ vô tuyến 83

3.2.1 Các tham số vùng phủ sóng 83

3.2.2 Các tham số miền CS (chuyển mạch kênh) 88

3.2.3 Các tham số miền PS (chuyển mạch gói) 99

3.2.4 Tổng hợp bộ chỉ tiêu và mức ngưỡng đánh giá chất lượng mạng truy nhập vô tuyến WCDMA 108

CHƯƠNG 4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO CHỈ TIÊU KPI 110

4.1 Giới thiệu các phương pháp đo 110

4.1.1 Phương pháp đo driving test 110

4.1.2 Phương pháp đo thống kê tại OMC 110

4.2 Các chỉ tiêu đo bằng phương pháp đo driving test 111

4.3 Các chỉ tiêu đo bằng phương pháp thống kê tại OMC 113

4.4 Kết luận 116

KẾT LUẬN 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 118

Hình 2-1 Mô hình hệ thống WCMDA 10

Hình 2-2 Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến UTRAN 12

Hình 2-3 Cấu trúc bên trong mạng truy nhập vô tuyến UTRAN 12

Hình 3-1 Cấu trúc mạng UMTS 28

Hình 3-2 Các khối truyền tải UL sử dụng để tính UL BER 31

Hình 3-3 Báo cáo đo DL BLER theo chu kỳ 34

Hình 3-4 Phân bổ DL BLER giám sát trong một cuộc gọi đơn 34

Hình 3-5 Báo cáo đo RRC bao gồm báo cáo DL BLER cho một cuộc gọi thoại 34

Hình 3-6 UL BLER liên quan đến lưu lượng kênh truyền tải UL 37

Hình 3-7 Tương quan giữa UL BLER và lỗi SIR 39

Hình 3-8 Yêu cầu cập nhật active set RRC để xóa liên kết vô tuyến chuyển giao mềm 40

Hình 3-9 Tổng hợp các sự kiện giao thức chuyển giao mềm 40

Hình 3-10 Thủ tục chuyển giao mềm Intra-RNC 42

Hình 3-11 Sơ đồ tổng quát các sự kiện giao thức – chuyển giao RNC trung gian 44

Hình 3-12 Bước 1 của chuyển giao Inter-frequency 49

Hình 3-13 Bước 2 của chuyển giao Inter-frequency 50

Hình 3-14 Bước 3 của chuyển giao Inter-frequency 51

Hình 3-15 Bản tin đáp ứng yêu cầu thiết lập kênh vô tuyến RNSAP 56

Hình 3-16 Thủ tục chuyển giao cùng tần số và định vị lại 57

Hình 3-17 Các bước chuyển giao giữa 2G và 3G 61

Hình 3-18 Dò tìm lỗi thủ tục chuẩn bị định vị lại RNAP 63

Hình 3-19 Thủ tục thiết lập kết nối RRC 67

Hình 3-20 Trường hợp UE không trả lời bản tin thiết lập kết nối RRC 69

Hình 3-21 Thiết lập kênh mang vô tuyến RRC thành công và thất bại 71

Hình 3-22 Thủ tục thiết lập kênh mang vô tuyến RANAP 72

Hình 3-23 Ví dụ phân tích bản tin yêu cầu thiết lập kênh mang vô tuyến RANAP 74

Hình 3-24 Ví dụ về bản tin thiết lập thành công kênh mang vô tuyến RANAP 74

Hình 3-25 Lỗi thiết lập kênh mang vô tuyến RANAP 74

Hình 3-26 Yêu cầu giải phóng kênh mang vô tuyến RANAP 75

Hình 3-27 Kịch bản cuộc gọi rơi từ phía UTRAN 77

Hình 3-28 Nhiều RAB bị rơi trong miền đơn do UTRAN, kết nối RANAP kết thúc 80

Hình 3-29 Cuộc gọi đa miền có RAB đơn bị rơi 80

Hình 3-30 Cuộc gọi multi-RAB đa miền có CS RAB bị rơi do phía mạng lõi 80

Hình 3-31 Các bộ đếm cần thiết để tính tỷ lệ cuộc gọi rơi 83

Hình 3-35 Nhiễu pilot khi đo driving test 88

Hình 3-36 Sơ đồ khối thiết lập cuộc gọi 89

Hình 3-37 Lưu đồ thiết lập cuộc gọi miền chuyển mạch kênh 90

Hình 3-38 Lưu đồ cuộc gọi chuyển giao interRAT 95

Hình 3-39 Lưu đồ thiết lập cuộc gọi chuyển mạch gói (PS) 100

MỤC LỤC BẢNG Bảng 2-1 Các tham số tỉ lệ KPI đo kiểm tra theo T-Mobile 19

Bảng 2-2 Các tham số KPI yêu cầu bắt buộc 20

Bảng 2-3 Các tham số chỉ tiêu về chất lượng mạng 21

Bảng 2-4 Kết quả chất lượng cuộc gọi thoại GSM ở khu đông đúc nội thị 23

Bảng 2-5 Kết quả chất lượng cuộc gọi video UMTS ở khu đông đúc nội thị 24

Bảng 2-6 Kết quả chất lượng mạng đối với cuộc thoại GSM ở tuyến đường chính 25

Bảng 2-7 Kết quả chất lượng mạng đối với video telephony UMTS tuyến đường chính 26

Bảng 3-1 Bảng ánh xạ Bin của báo cáo DL BLER 36

Bảng 3-2 Các trường hợp cuộc gọi bị rớt mạng 79

Bảng 3-3 Các nguyên nhân thiết lập RRC 89

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, hệ thống 3G được nhìn nhận như là một thế mạnh nâng cao tính cạnh tranh và mở rộng mạng của không chỉ các nhà khai thác mạng mà còn cả các nhà cung cấp dịch vụ Ngoài các dịch vụ thoại truyền thống, hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 cho phép các nhà khai thác mạng cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ mới cho thuê bao như dịch vụ dữ liệu đa truy nhập tốc

độ cao, yêu cầu thời gian thực, tốc độ truyền dẫn lớn (video, packet, internet ) Việc phát triển của thị trường mạng không dây và sự cạnh tranh khốc liệt giữa các nhà khai thác mạng di động đã đem lại cho khách hàng những lợi ích to lớn về chất lượng dịch vụ không chỉ ở khía cạnh thương mại

mà còn ở khía cạnh người tiêu dùng Sự hài lòng của khách hàng là chìa khóa tạo nên giá trị, vì vậy đòi hỏi các nhà khai thác phải có chiến lược tối ưu nhằm giám sát và quản lý mạng hiệu quả để có thể cung cấp cho khách hàng các dịch vụ có chất lượng tốt nhất

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, em đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu, xây dựng

các chỉ tiêu và bài đo đánh giá chất lượng mạng truy nhập W-CDMA của

hệ thống 3G” làm đề tài tốt nghiệp cao học Em xin được gửi lời cảm ơn chân

thành và lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Phạm Minh Việt, PGS.TS Nguyễn Thị Việt Hương 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 NỘI DUNG

Mục tiêu của luận văn là xây dựng bộ chỉ tiêu và bài đo đánh giá chất lượng

mạng nhằm phục vụ công tác quản lý mạng lưới, đo kiểm, phát hiện sự cố,

nâng cao chất lượng mạng cho mạng thông tin di động 3G W-CDMA Nội dung chính của luận văn gồm có:

− Giới thiệu tổng quan về hệ thống mạng 3G sử dụng công nghệ truy nhập

vô tuyến WCDMA

− Phân tích các tiêu chuẩn liên quan đến chất lượng mạng và chất lượng dịch

ƒ Tổng quan về bộ chỉ tiêu chất lượng then chốt (KPI)

ƒ Xây dựng bộ chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng truy nhập vô tuyến WCDMA

− Nghiên cứu phương pháp và đưa ra bài đo đánh giá chất lượng mạng truy nhập vô tuyến 3G WCDMA

ABSTRACT

The primary object of thesis is to construct the Key Performance Indicators (KPI) and the testing methods to evaluate the Network Performance in network‘s operations and maintenances, measurements and troubleshooting to enhance the quality of 3G W-CDMA mobile network

The main contents of this thesis includes:

− Overview of the 3G network system using WCDMA

− Analysis of the standards related to the Network Performance (NP) and

Quality of Service (QoS) of 3G W-CDMA

− Update the deployments and QoS publications of other W-CDMA network operators in the world

− Research and construct the KPIs to evaluate the Network Performance of 3G W-CDMA network:

ƒ Overview of the Key Performance Indicators (KPIs)

ƒ Construct of KPIs to evaluate the Network Performance of 3G

− Research the testing methods and offer the measurment procedures to evaluate the quality of 3G W-CDMA network

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu

3G (third-generation technology) là công nghệ truyền thông thế hệ thứ ba,

nó cung cấp các dịch vụ thoại truyền thống (voice calls), điện thoại truyền hình ảnh (video calls) và các dịch vụ dữ liệu tốc độ cao, yêu cầu thời gian thực, trong môi trường vô tuyến di động Các dịch vụ dữ liệu 3G thông dụng bao gồm: chụp và gửi ảnh kỹ thuật số nhờ điện thoại máy ảnh; gửi, nhận e-mail và file đính kèm dung lượng lớn; tải tệp tin video và MP3; và nhắn tin dạng chữ với chất lượng cao Các thiết bị hỗ trợ 3G cho phép download và xem phim từ các chương trình TV, kiểm tra tài khoản ngân hàng, thanh toán hóa đơn điện thoại qua mạng, gửi bưu thiếp kỹ thuật số, dịch vụ mobile positioning…

Công nghệ 3G được nhắc đến như là một chuẩn IMT-2000 của Tổ chức Viễn thông Thế giới (ITU) Lúc đầu 3G được dự kiến là một chuẩn thống nhất trên thế giới, nhưng trên thực tế, thế giới 3G đã bị chia thành 4 phần:

ƒ UMTS (W-CDMA)

UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), dựa trên công nghệ truy cập vô tuyến W-CDMA, là giải pháp nói chung thích hợp với các nhà khai thác dịch vụ di động sử dụng GSM, tập trung chủ yếu ở châu Âu và một phần châu Á (trong đó có Việt Nam) UMTS được tiêu chuẩn hóa bởi tổ chức 3GPP, cũng là tổ chức chịu trách nhiệm định nghĩa chuẩn cho GSM, GPRS và EDGE

ƒ CDMA 2000

Một chuẩn 3G quan trọng khác là CDMA2000, là thế hệ kế tiếp của các chuẩn 2G CDMA và IS-95 Các đề xuất của CDMA2000 nằm bên ngoài khuôn khổ GSM tại Mỹ, Nhật Bản và Hàn Quốc CDMA2000 được quản lý bởi 3GPP2, là tổ chức độc lập với 3GPP Có nhiều công nghệ truyền thông

khác nhau được sử dụng trong CDMA2000 bao gồm 1xRTT, 1xEV-DO và 1xEV-DV CDMA 2000 cung cấp tốc độ dữ liệu từ 144 kbit/s tới trên 3 Mbit/s Chuẩn này đã được chấp nhận bởi ITU

Theo hiệp hội các nhà cung cấp di động toàn cầu (GSA) thì tính đến tháng 07/2008 đã có 228 nhà khai thác thương mại của 94 quốc gia trên thế giới triển khai hệ thống 3G theo công nghệ WCDMA, năm 2006 được coi là năm của điện thoại 3G và theo dự báo của các chuyên gia thì đến năm 2010 số lượng thuê bao 3G có thể đạt con số 1 tỷ trên toàn thế giới

Ở Việt Nam, Bộ Thông tin và Truyền thông đã cấp giấp phép triển khai mạng 3G cho 4 doanh nghiệp là Viettel, Vinaphone, MobiFone, liên doanh

HT Mobile và EVN Telecom Giấy phép 3G cấp cho 4 doanh nghiệp lần này

là tiêu chuẩn IMT-2000 trong băng tần số 1900-2200 MHz Trong bối cảnh như vậy, các yếu tố có tác động mạnh mẽ và quan trọng nhất đến việc thu hút khách hàng sử dụng dịch vụ 3G của các doanh nghiệp này chính là: vùng phủ sóng, thời gian triển khai, sự đa dạng của các dịch vụ 3G sẽ được cung cấp đến khách hàng và quan trọng hơn cả là chất lượng của các dịch vụ này Đó là kết quả tổng hợp của các chỉ tiêu dịch vụ, thể hiện ở mức độ hài lòng của đối tượng sử dụng dịch vụ đó, thực chất là sự trải nghiệm của người dùng khi sử dụng dịch vụ đó, ví dụ như là các yếu tố: tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công, chất lượng thoại, chất lượng hình ảnh (video call) sẽ được khách hàng quan tâm đến khi sử dụng dịch vụ điện thoại hình ảnh (video call) 3G…

Xét về góc độ phát triển và quản lý mạng thì chất lượng của các dịch vụ được cung cấp bởi một mạng (ở đây ta không xét đến trường hợp các dịch vụ được thiết lập liên mạng) sẽ được quyết định bởi chất lượng mạng (Network Performance - NP) của mạng lưới đó, nếu không xét đến ảnh hưởng của thiết

bị đầu cuối của người dùng

Theo khuyến nghị E.800 của ITU thì Chất lượng mạng được định nghĩa là năng lực của một mạng (hoặc là một phần mạng) cung cấp chức năng liên quan đến truyền thông tin giữa những người sử dụng Năng lực này được thể hiện thông qua một tập hợp các tham số và các giá trị ngưỡng tương ứng với các tham số đó Trên thực tế số lượng các tham số này là khá nhiều và mỗi nhà khai thác mạng sẽ căn cứ vào yêu cầu phát triền mạng lưới, chiến lược kinh doanh của mình để lựa chọn và xây dựng nên một bộ tham số chất lượng mạng cơ bản (Key Performance Index – KPI), bộ tham số này cũng sẽ được đưa ra trong thỏa thuận giữa nhà khai thác mạng với bên cung cấp thiết bị và

hạ tầng mạng Việc xây dựng bộ tham số KPI này đòi hỏi sự linh hoạt của nhà khai thác, ví dụ như là việc có thể phân chia KPI theo các mức sử dụng cho các mục đích khác nhau: đo kiểm chất lượng mạng tổng thể; đo kiểm trong vận hành, bảo dưỡng mạng, phát hiện và xử lý sự cố trong mạng hoặc là xây dựng KPI cho vùng phủ sóng, cho miền mạng lõi CS (Circuit-switched) hay miền mạng lõi PS (Packet-switched) Trên cơ sở các bộ tham số KPI của các nhà khai thác thì các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế như là 3GPP, ITU sẽ phân tích và xây dựng nên một bộ tham số KPI khuyến nghị cho toàn bộ các nhà khai thác mạng trên thế giới

Trong quá trình xây dựng bộ tham số KPI thì các nhà khai thác mạng còn cần quan tâm đến phương pháp đo kiểm các tham số KPI này sao cho hiệu quả và phản ánh đúng thực tế mạng lưới nhất Có hai phương pháp được sử dụng đó là đo kiểm ngay trên thực tế mạng lưới và lấy thống kê theo thời gian dựa theo chức năng thống kê sẵn có của trung tâm điều hành mạng Phương pháp thứ nhất thường được sử dụng để nghiên cứu về những trải nghiệm của khách hàng trong khi phương pháp thứ hai lại thường được áp dụng khi mạng

đã có đủ lưu lượng sau một thời gian đầu khai thác mạng Ngoài ra, còn có một vấn đề đó là các chỉ tiêu ngưỡng dùng cho các tham số KPI không phải là

cố định mà có thể sẽ được thay đổi cho phù hợp với các chiến lược phát triển mạng mới, sau khi đo kiểm các tham số KPI trong một khoảng thời gian nhất định

Như vậy, chất lượng mạng chính là yếu tố được các nhà khai thác mạng quan tâm hàng đầu và cũng là vấn đề khó khăn nhất trong quá trình phát triển

và quản lý mạng lưới

Với những phân tích trên đây, em đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu, xây

dựng các chỉ tiêu và bài đo đánh giá chất lượng mạng truy nhập W-CDMA của hệ thống 3G” là đề tài tốt nghiệp cao học với mong mỏi được học hỏi,

khám phá thêm những kiến thức hữu ích và mới mẻ liên quan đến 3G nói chung, chất lượng mạng của hệ thống 3G WCDMA nói riêng và sẽ là một đóng góp tốt cho công việc hiện tại của em

1.2 Phạm vi của đề tài

Đề tài “Nghiên cứu, xây dựng các chỉ tiêu và bài đo đánh giá chất lượng

mạng truy nhập W-CDMA của hệ thống 3G” được xây dựng bao gồm các nội

dung sau:

Chương 1: Mở đầu

Chương 2: Giới thiệu tổng quan về hệ thống mạng 3G sử dụng công nghệ

truy nhập vô tuyến WCDMA Chương này nêu ra các cấu trúc mạng 3G WCDMA, cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến UTRAN Bên cạnh đó, trong chương này em sẽ tập trung phân tích các tiêu chuẩn liên quan đến chất lượng mạng và chất lượng dịch vụ của hệ thống 3G và tìm hiểu một số các công bố

về chất lượng mạng của các nhà khai thác mạng 3G trên thế giới, để làm tiền

đề cho việc nghiên cứu xây dựng bộ tham số đánh giá chất lượng mạng truy nhập vô tuyến 3G trong chương 3

Chương 3: Nghiên cứu, xây dựng bộ tham số đánh giá chất lượng mạng truy

nhập vô tuyến 3G WCDMA Chương này bao gồm hai nội dung chính đó là: nghiên cứu, phân tích một số các tham số chất lượng mạng truy nhập vô tuyến

và các vấn đề liên quan đến đo kiểm trong mạng 3G WCDMA, trên cơ sở việc phân tích này sẽ tiến hành xây dựng, tổng hợp một bộ chỉ tiêu chất lượng

mạng truy nhập vô tuyến 3G WCDMA (KPI)

Chương 4: Nghiên cứu các phương pháp đo các chỉ tiêu KPI Trong chương

này, em sẽ tìm hiểu và phân tích hai phương pháp đo được sử dụng thường xuyên trong thực tế để đo kiểm, thu thập số liệu về các tham số KPI trong mạng 3G Mỗi phương pháp đo sẽ có những đặc điểm và những yêu cầu khác nhau, thích hợp cho việc đo kiểm một số các chỉ tiêu KPI khác nhau Đối với

mỗi chỉ tiêu KPI, ngoài những yêu cầu chung liên quan đến phép đo, còn có những yêu cầu riêng biệt khác nhau

Chương 5: Kết luận Chương này nêu lên những kết luận chung về việc quản

lý chất lượng mạng cũng như là các phương pháp đánh giá chất lượng mạng

và chất lượng dịch vụ trong hệ thống 3G WCDMA, đồng thời cũng đưa ra những hướng phát triển tiếp theo của đề tài

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN

Node B Node B

INTERNET

External Networks

CN UTRAN

UE

Hình 2-1 Mô hình hệ thống WCMDA

Trong đó:

ƒ UE (thiết bị người sử dụng) bao gồm:

+ Thiết bị di động – ME (Mobile Equipment) là đầu cuối vô tuyến được

sử dụng cho thông tin vô tuyến trên giao diện Uu

+ Modul nhận dạng thuê bao UMTS (USIM) (UMTS Subcriber Identify Module) – là một thẻ thông minh chứa nhận dạng thuê bao, thực hiện

các thuật toán nhận thực và lưu giữ các khóa nhận thực và một số thông tin thuê bao cần thiết cho đầu cuối

ƒ UTRAN bao gồm hai phần tử khác nhau:

+ Nút B: chuyển đổi dòng số liệu giữa các giao diện IuB và Uu Phần tử

này cũng tham gia quản lý tài nguyên vô tuyến (Thuật ngữ nút B có ý

nghĩa như trạm gốc BTS)

+ Bộ điều khiển mạng vô tuyến – RNC (Radio Network Controller): sở hữu và điều khiển các tài nguyên vô tuyến ở trong vùng của mình (các nút B được nối với nó) RNC là điểm truy nhập tất cả các dịch vụ do

UTRAN cung cấp cho mạng lõi CN, chẳng hạn quản tất cả các kết nối đến UE

ƒ CN bao gồm:

+ HLR (Home Location Resister - Bộ ghi định vị thường trú) – là cơ sở

dữ liệu được đặt tại hệ thống chủ trực tiếp của người sử dụng để lưu giữ bản sao chính về lý lịch dịch vụ của thuê bao này;

+ MSC/VLR: (Mobile Services Switching Center/ Visitor Location Register): là tổng đài (MSC) và cơ sở dữ liệu (VLR) để cung cấp dịch

vụ chuyển mạch kênh cho UE tại vị trí hiện thời của nó Chức năng của MSC là sử dụng các giao dịch chuyển mạch kênh – CS (Circuit Switch) và chức năng của VLR là lưu giữ bản sao về lý lịch của người

sử dụng khách cũng như vị trí chính xác hơn của UE trong hệ thống đang phục vụ Phần mạng truy nhập qua MSC/VLR thường được gọi là vùng CS;

+ GMSC (Gateway MSC): chuyển mạch tại điểm kết nối UMTS PLMN với mạng CS bên ngoài;

+ SGSN (Serving GPRS Node): có chức năng giống như MSC/VLR nhưng được sử dụng cho các dịch vụ chuyển mạch gói – PS (Packet Switch) Phần mạng truy nhập qua SGSN thường được gọi là vùng PS; + GGSN (Gateway GPRS Support Node): có chức năng giống GMSC nhưng liên quan đến các dịch vụ PS

2.2 Cấu trúc giao diện trong mạng truy nhập vô tuyến UTRAN

Nhiệm vụ chính của UTRAN là tạo và duy trì các kênh mang truy nhập vô tuyến (RAB) để thực hiện thông tin giữa thiết bị di động với mạng lõi (CN) UTRAN nằm giữa hai giao diện mở Uu và Iu Nhiệm vụ của UTRAN là thực hiện các dịch vụ mang qua các giao diện này Nhiệm vụ đó được thực hiện với sự phối hợp của mạng lõi Hình 2-2 mô tả cấu trúc UTRAN ở lớp phần tử mạng

Hình 2-2 Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến UTRAN

Cấu trúc bên trong của mạng UTRAN được mô tả trong Hình 2-3

RNS

RNC

RNS

RNC Core Network

Node B Node B Node B Node B

UTRAN bao gồm một tập hợp các Phân hệ Mạng Vô tuyến (RNS) được

nối với mạng lõi (CN) thông qua giao diện Iu

Một RNS bao gồm một Bộ Điều khiển Mạng Vô tuyến (RNC) và một

hoặc nhiều Node B Node B được nối với RNC thông qua giao diện Iub

Node B có thể hỗ trợ chế độ FDD, chế độ TDD hoặc hoạt động chế độ kép

Bên trong UTRAN, các RNC của Phân hệ Mạng Vô tuyến (RNS) có thể

được nối với nhau thông qua giao diện Iur

Iu và Iur là các giao diện logic

Các giao diện trong hệ thống truy nhập vô tuyến WCDMA bao gồm:

• Giao diện vô tuyến Uu giữa UE và UTRAN

• Giao diện Iur giữa các Phân hệ Mạng Vô tuyến (RNS)

• Giao diện Iub giữa Node B và Bộ Điều khiển Mạng Vô tuyến (RNC)

2.3 Các tiêu chuẩn về chất lượng mạng và chất lượng dịch vụ

Theo khuyến nghị E.800 của ITU thì Chất lượng dịch vụ viễn thông là kết quả tổng hợp của các chỉ tiêu dịch vụ, thể hiện ở mức độ hài lòng của đối

tượng sử dụng dịch vụ đó Chất lượng mạng (NP) được định nghĩa là năng lực

của một mạng (hoặc là phần mạng) cung cấp chức năng liên quan đến truyền thông tin giữa những người sử dụng

Chất lượng mạng (NP) và chất lượng dịch vụ (QoS) được phản ánh thông

qua bộ tham số chất lượng mạng cơ bản (KPI - Key Performance Indicators)

Chương này sẽ phân tích các khuyến nghị và tiêu chuẩn của các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ITU, 3GPP) về NP và QoS

2.3.1 Các tiêu chuẩn của tổ chức ITU

Tổ chức ITU có 2 khuyến nghị liên quan đến QoS và NP: ITU E.800 và ITU I.350

- ITU-T Recommendation E.800: “Terms and definitions related to Quality

of Service and Network Performance including dependability”. Khuyến nghị này đưa ra khái niệm cơ bản về QoS và NP, đồng thời chỉ ra mối

liên quan giữa chúng

Network Performance in digital networks, including ISDNs” Khuyến nghị

này cũng đưa ra khái niệm cơ bản về QoS và NP

Điểm khác biệt giữa 2 khuyến nghị này là: E.800 đưa ra khái niệm về QoS rộng hơn so với I.350, còn trong I.350 khái niệm về QoS được giới hạn bởi các tham số có thể quan sát được trực tiếp và có thể đo được tại điểm truy cập dịch vụ của người sử dụng Và I.350 đưa ra các tham số về NP cho nhà cung cấp mạng dùng để thiết kế, cấu hình, khai thác và bảo dưỡng

2.3.2 Các tiêu chuẩn của tổ chức 3GPP

Tổ chức 3GPP đưa ra 5 tiêu chuẩn liên quan đến QoS và NP: 3GPP TS 32.401, TS 32.403, TS 32.405, TS 32.406 và TS 32.407:

- 3GPP TS 32.401 V7.0.0 (2007-06): “Digital cellular telecommunications

system (Phase 2+); Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Telecommunication management; Performance Management (PM); Concept and requirements”

Tiêu chuẩn này đưa ra các khái niệm và yêu cầu về quản lý đo chất lượng và lựa chọn dữ liệu kết quả đo chất lượng trong các mạng GSM

và UMTS Tiêu chuẩn này cũng đưa ra cái nhìn tổng quan về cách lưu

giữ số liệu và truyền dữ liệu đo đến hệ thống khai thác (Operation System) để xử lý và đánh giá kết quả Tuy nhiên tiêu chuẩn này không

đề cập đến cách thu thập dữ liệu và cũng không đưa ra tiêu chuẩn để tính toán và phân tích các dữ liệu đo liên quan đến chất lượng

- 3GPP TS 32.403 V6.9.0 (2005-09): “Digital cellular telecommunications

system (Phase 2+); Universal Mobile Telecommunications System (UMTS);

Telecommunication management; Performance Management (PM); Performance measurements UMTS and combined UMTS/GSM”

Tiêu chuẩn này liệt kê tất cả các phép đo liên quan đến việc đánh giá chất lượng đường truyền vô tuyến nhằm mục đích điều khiển chuyển giao, quản lý di động trong mạng, đó là:

ƒ Các phép đo liên quan đến RNC qui định các thủ tục đo lường liên quan đến phần mạng truy nhập như: thiết lập kết nối RRC, quyết định chuyển giao, điều khiển công suất

ƒ Các phép đo liên quan đến SGSN qui định các thủ tục đo liên quan đến kết nối giữa RNC với phần chuyển mạch gói của mạng lõi (PS CN)

ƒ Các phép đo liên quan đến GGSN qui định các thủ tục đo liên quan đến kết nối giữa phần mạng chuyển mạch gói của mạng lõi (PS CN) với các mạng bên ngoài

ƒ Các phép đo liên quan đến MMS qui định các thủ tục đo liên quan đến các dịch vụ tin nhắn đa phương tiện

Nhìn chung tiêu chuẩn này đã qui định các thủ tục đo liên quan đến cả mạng truy nhập và mạng lõi Tuy nhiên, kết quả mới chỉ dừng lại ở việc liệt

kê khái niệm các bộ đếm giao thức, sử dụng các bộ đếm thống kê và kết quả

đo được tính theo phân bố kết gauge, được đo tại các thời điểm khác nhau (Ví dụ: Với phép đo thiết lập kết nối RRC thành công: mới chỉ đưa ra được số lượng thiết lập kết nối RRC thành công)

Tài liệu tiêu chuẩn này chưa chỉ ra được mối liên hệ giữa các sự kiện đo đến chất lượng dịch vụ và chất lượng mạng Thông thường, trong các tiêu chuẩn này, các sự kiện giao thức mới chỉ được xác định ở mức rất chung chung (không cụ thể) (Ví dụ: thủ tục chuyển giao có thể được xác định thông qua các bản tin: cấu hình lại kênh vật lý RRC, cấu hình lại kênh truyền tải

RRC, cấu hình lại kênh mang vô tuyến RRC, thiết lập kênh mang vô tuyến RRC hoặc xoá kênh mang vô tuyến RRC, tuy nhiên không biết được các bản tin đó dùng trong trường hợp nào, chuyển giao trong cùng tần số hay chuyển giao khác tần số và cũng chưa có phân tích về nguyên nhân của các sự kiện gây lỗi trong mạng)

- 3GPP TS 32.405 V6.9.0 (2008-09): “Digital cellular telecommunications

system (Phase 2+); Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Telecommunication management; Performance Management (PM); Performance measurements - Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN)”

Có thể nói, tiêu chuẩn này “là một tập con” của TS 32.403, bởi nó chỉ tập trung vào các thủ tục đo liên quan đến mạng truy nhập, trong đó có đưa thêm các thủ tục đo liên quan đến HSDPA/HSUPA

- 3GPP TS 32.406 V7.1.0 (2008-06): “Digital cellular telecommunications

system (Phase 2+); Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Telecommunication management; Performance Management (PM); Performance measurements Core Network (CN) Packet Switched (PS) domain”

Cũng như tiêu chuẩn trên, tiêu chuẩn này cũng “là một tập con” của TS 32.403, tập trung vào các chỉ tiêu liên quan đến phần chuyển mạch gói của mạng lõi

- 3GPP TS 32.407 V7.2.0 (2008-09): “Digital cellular telecommunications

system (Phase 2+); Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Telecommunication management; Performance Management (PM); Performance measurements Core Network (CN) Circuit Switched (CS) domain”

Tiêu chuẩn này đưa ra các phép đo chất lượng liên quan đến phần

chuyển mạch kênh của mạng lõi (CS CN)

2.3.3 Các báo cáo kỹ thuật của 3GPP

Ngoài ra các khuyến nghị của ITU cũng như các tiêu chuẩn của 3GPP, 3GPP cũng đưa ra 2 báo cáo kỹ thuật (Technical Report) liên quan đến QoS

và NP là TR 32.814 và TR 22.925:

- 3G TR 22.925 V3.1.1 (2000-01): “Universal Mobile Telecommunications

System (UMTS); Service aspects; Quality of Service and Network Performance”

Báo cáo kỹ thuật này xác định các tham số và giá trị của các tham số được dùng làm chuẩn để xây dựng các tiêu chuẩn cho hệ thống UMTS,

và được coi là nguyên tắc đối với các khai thác và cung cấp dịch vụ khi thiết kế mạng và cung cấp dịch vụ Trong báo cáo này, yêu cầu đối với các tham số về QoS và NP được phân loại như sau:

ƒ Yêu cầu chung

ƒ Yêu cầu hỗ trợ dịch vụ Thoại

ƒ Yêu cầu hỗ trợ dịch vụ Truyền Dữ liệu

ƒ Yêu cầu hỗ trợ dịch vụ Tin nhắn

ƒ Yêu cầu hỗ trợ dịch vụ Fax

ƒ Yêu cầu hỗ trợ dịch vụ Đa phương tiện

Và tương ứng với các tham số này là các giá trị tham số được xác định như là mức ngưỡng đối với từng loại hình dịch vụ

Tuy nhiên các tham số này mới chỉ phản ánh được một số các dịch vụ

cơ bản, chưa có các tham số về cách thức thực hiện kết nối với mạng, cách thu thập dữ liệu, chúng có ảnh hưởng thế nào đến QoS và NP thì vẫn chưa được đề cập trong báo cáo này

- 3GPP TR 32.814 V7.0.0 (2007-03): “3rd Generation Partnership Project;

Technical Specification Group Services and System Aspects; Telecommunication management; UTRAN and GERAN Key Performance Indicators (KPI)”

Báo cáo kỹ thuật này đưa ra đề xuất về một bộ chỉ tiêu chất lượng cơ bản (KPI) cho mạng UTRAN và GERAN, dùng để đo chất lượng mạng Bộ chỉ tiêu KPI này được đưa ra bởi sự hợp tác của 8 nhà khai thác và cung cấp thiết bị Đồng thời báo cáo này cũng đưa ra công thức tính và cách tính KPI thông qua các bộ đếm, theo đó các KPI trong mạng UTRAN được phân loại như sau:

Các tham số liên quan đến truy nhập:

ƒ Tỷ lệ thiết lập RAB thành công (CS/PS)

ƒ Tỷ lệ kết nối RRC thành công

ƒ Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công

ƒ Các tham số liên quan đến duy trì cuộc gọi:

ƒ Tỷ lệ kết nối bị rơi (CS/PS)

ƒ Tỷ lệ cuộc gọi bị rơi (CS/PS)

Các tham số liên quan đến tính di động của thuê bao:

ƒ Tỷ lệ kết nối bị rơi (CS/PS)

ƒ Tỷ lệ Hard Handover thành công

ƒ Tỷ lệ Inter System Handover thành công (CS/PS)

Các tham số liên quan đến dung lượng

Các phép đo thông lượng (CS/PS)

Trong tài liệu này cũng mô tả có 3 kiểu KPI khác nhau được sử dụng: KPI tính theo Tỷ lệ (Rate), KPI tính theo giá trị trung bình (Mean) và KPI tính theo thống kê (Cumulative)

2.4 Một số các công bố về chất lượng mạng

2.4.1 T-Mobile

T-Mobile đưa ra các tham số chỉ tiêu chất lượng mạng UMTS trong thỏa thuận với bên bán thiết bị, hạ tầng mạng Các tham số KPI này được xây dựng dựa vào đo drive test và mục tiêu về chất lượng mạng T-Mobile phân chia UTRAN KPI ra hai mức :

- KPI mức 1: các tham số chỉ tiêu đo được ở mức cao sử dụng đo chất lượng tổng thể và giám sát năng lực mạng của bên mua thiết bị

- KPI mức 2: các tham số chỉ tiêu chi tiết về kĩ thuật sử dụng trong vận hành, định cỡ mạng, phát hiện và xử lí sự cố trong mạng

Các bảng dưới đây thể hiện cho các tham số chỉ tiêu KPI mức 1 Trong đó Bảng 2-1 đưa ra các tham số KPI sử dụng trong đo kiểm tra cho hệ thống mạng thử nghiệm, triển khai và mạng tương lai

Bảng 2-2 đưa ra các tham số KPI bắt buộc

Bảng 2-1 Các tham số tỉ lệ KPI đo kiểm tra theo T-Mobile

Tỷ lệ lỗi truy nhập cuộc gọi thoại trong miền chuyển

mạch kênh

≤ 2.0 %

Tỷ lệ rơi cuộc gọi thoại trong miền chuyển mạch kênh ≤ 2.0 %

BLER đường xuống của cuộc gọi thoại miền chuyển

mạch kênh

95% số mẫu có BLER ≤ 2.0%

BLER đường lên của cuộc gọi thoại miền chuyển mạch

kênh

95% số mẫu có BLER ≤ 2.0%

Soft/Softer Handover Overhead ≤ 1.7

Tỷ lệ lỗi chuyển giao 3G/2G trong cuộc gọi thoại miền

BLER đường xuống của cuộc gọi dữ liệu trong miền

BLER đường xuống của cuộc gọi dữ liệu trong miền

Tỷ lệ lỗi thiết lập cuộc gọi dữ liệu miền chuyển mạch gói ≤ 2.0 %

Tỷ lệ rơi cuộc gọi dữ liệu miền chuyển mạch gói ≤ 2.0 %

Thông lượng đường xuống trung bình của cuộc gọi dữ

liệu (kbps) (áp dụng cho phiên bản 99 và khi không có

tải)

≥ 150 (bộ đếm) ≥ 240 (Drive Test)

Thông lượng đường xuống trung bình của cuộc gọi dữ

liệu (kbps) (áp dụng cho phiên bản 99 và khi có tải)

≥ 150 (Counter) ≥ 210 (Drive Test)

Tỷ lệ lỗi chuyển giao 3G/2G trong miền chuyển mạch gói ≤ 5.0 %

Tỷ lệ lỗi truy nhập HSDPA ≤ 2.0 %

Bảng 2-2 Các tham số KPI yêu cầu bắt buộc

1 Thời gian thiết lập cuộc goi CSV (Mobile to PSTN) ≤ 6 seconds

2 Thời gian thiết lập cuộc gọi CSV (Mobile to Mobile) ≤ 9 seconds

3 Thời gian thiết lập cuộc gọi CSD (Mobile to Mobile) ≤ 9 seconds

5 Thời gian thiết lập cuộc gọi PSD ≤ 5 seconds

7 Thời gian thiết lập phiên dữ liệu HSDPA ≤ 5 seconds

8 Độ khả dụng của Cell (for R5) ≥ 99.7 %

2.4.2 France Telecom

France Telecom đánh giá chất lượng mạng 3G dựa theo hai phương pháp: dựa vào thống kê các chỉ số chất lượng KPI và dựa vào đo kiểm tra drive test Phương pháp thống kê được thực hiện ở các vùng phủ theo cell, site, cluster, polygon và được đánh giá theo tháng, tuần, ngày, giờ bận Chỉ số KPI ở cell được sử dụng trong xử lý sự cố, tối ưu và định cỡ mạng, còn KPI ở lớp mạng cho cái nhìn vĩ mô về chất lượng mạng

KPI dựa trên thống kê chỉ phù hợp khi mạng có đủ tải và lưu lượng do đó thường không được sử dụng trong những tháng đầu đưa mạng vào khai thác KPI dựa trên driving test có thể so sánh được với KPI dựa trên thống kê và thường được sử dụng để nghiên cứu về trải nghiệm khách hàng Các tham số chỉ tiêu gồm 2 loại: chỉ tiêu về chất lượng mạng và chỉ tiêu về vùng phủ sóng Các chỉ tiêu về chất lượng mạng bao gồm:

- Call Setup Success full rate (CSSR)

- Call Drop Rate (CDR)

- Inter – RAT Handover 3G-2G

- Throughput (FTP)

Bảng 2-3 Các tham số chỉ tiêu về chất lượng mạng

Worst Typical Best

2.4.3 ANACOM

Vào tháng 6 và tháng 7 năm 2007, ANACOM đã đưa ra đánh giá về chất lượng dịch vụ mạng di động về chất lượng thoại (GSM), video telephony (UMTS) và vùng phủ sóng (GSM và WCDMA) cho 3 nhà khai thác OPTIMUS, TMN và VODAFONE tại 2 thành phố Azoers và Madeira bằng phân tích các tham số kỹ thuật và chuyển đổi sang chỉ tiêu chất lượng phù hợp với cách đánh giá từ phía người dùng Các tham số chất lượng bao gồm:

• Vùng phủ sóng (Network Coverage)

• Khả năng truy nhập dịch vụ (Service Accessibility)

• Thời gian thiết lập cuộc gọi (Call set up time)

• Tỉ lệ thành công kết thúc cuộc gọi (Call Temination Rate)

• Chất lượng âm thanh cuộc gọi (Call Audio Quality)

• Chất lượng hình ảnh cuộc gọi (Call Video Quality)

Dữ liệu được thu thập trong các giờ, các ngày từ 11/06 đến 30/07 năm

2007 sử dụng thiết bị đo mô phỏng tự động thực hiện cuộc gọi từ đầu cuối đến đầu cuối với 9076 mẫu đo với thời gian đo là 83 tiếng, quãng đường đi là

3269 km

Kết quả đo với số lỗi lớn nhất là 4,1% ở Azores và 5,1% ở Madeira xét với mức ngưỡng cần đạt là 95%

Đo kiểm thực hiện ở hai khu vực: nội thị đông đúc và các tuyến đường chính cho cả hai mạng GSM và WCDMA

Thiết lập cuộc gọi thoại với mạng GSM với các thông số:

• Tỉ lệ các cuộc gọi MOC/MTC: 1/1

• Thời gian thực hiện cuộc gọi:120 giây

• Khoảng thời gian giữa thời điểm bắt đầu các cuộc gọi: 180 giây

• Thời gian thiết lập cuộc gọi lớn nhất cho phép: 20 giây

Thiết lập cuộc gọi video telephony với mạng WCDMA với các thông số:

• Tỉ lệ các cuộc gọi MOC/MTC: 1/1

• Thời gian thực hiện cuộc gọi: 120 giây

• Khoảng thời gian giữa thời điểm bắt đầu các cuộc gọi: 210 giây

• Thời gian thiết lập cuộc gọi lớn nhất cho phép: 20 giây

• Thời gian thiết lập dịch vụ thoại hình ảnh lớn nhất cho phép: 30 giây

Dưới đây là kết quả chi tiết đã thực hiện đo thử đối với 3 nhà khai thác

OPTIMUS, TMN và VODAFONE cho khu vực nội thị và các tuyến đường

chính tại hai tỉnh Azores và Madeira

Báo cáo kết quả đo khu vực nội thị:

Bảng 2-4 Kết quả chất lượng cuộc gọi thoại GSM ở khu đông đúc nội thị

Service

Accessiblity

Mobile Fixed

to

Fixed Mobile

to

Mobile Fixed

to

(%)

Call Setup Time

Average (s)

Mobile Mobile

to

Khu vực các tuyến đường chính:

Bảng 2-6 Kết quả chất lượng mạng đối với cuộc thoại GSM ở tuyến đường chính

Mobile Fixed

to

to

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG BỘ THAM SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT

LƯỢNG MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN WCDMA 3.1 Nghiên cứu, phân tích các tham số KPI và các vấn đề liên quan đến

đo kiểm trong mạng 3G WCDMA

Theo thống kê của các nhà khai thác mạng, trong hệ thống 3G, 70% các vấn đề thường gặp trong mạng liên quan đến giao diện vô tuyến Vì vậy để cải thiện chất lượng mạng, cần tập trung vào việc tối ưu mạng truy nhập vô tuyến

UTRAN

Trong mạng UTRAN, dữ liệu dùng để đánh giá chất lượng mạng thường được thu thập tại 4 giao diện: giao diện Iub giữa NodeB và RNC, giao diện Iur giữa các RNC, giao diện IuCS giữa RNCs với phần mạng chuyển mạch kênh của mạng lõi và giao diện IuPS giữa RNCs với phần mạng chuyển mạch

gói của mạng lõi, được minh hoạ trong Hình 3-1

Hình 3-1 Cấu trúc mạng UMTS

3.1.1 Tham số tỷ lệ lỗi khối BLER

Tỉ lệ lỗi khối (BLER) được sử dụng để đánh giá chất lượng đường truyền

vô tuyến Tham số này được xây dựng dựa trên việc phân tích các kết quả

kiểm tra CRC của các khối truyền tải điều khiển liên kết vô tuyến (RLC) và được xác định bằng biểu thức tương quan giữa số lượng các khối truyền tải RLC có chỉ thị lỗi CRC và tổng số khối truyền tải đã truyền đi như trong công thức (3.1)

Tham số BLER phải được đo trên cả đường lên và đường xuống vì trong

mạng WCDMA sử dụng chế độ song công phân chia theo tần số (FDD) thì dữ liệu đường lên và đường xuống sử dụng các băng tần khác nhau

3.1.1.1 Tỉ lệ lỗi khối đường lên (UL BLER)

UL BLER là một tiêu chuẩn quan trọng, là điều kiện tiên quyết để khối điều khiển vô tuyến (RNC) xử lý chuyển giao dựa trên chất lượng truyền dẫn đường lên Do thực tế UL BLER chỉ được tính toán và sử dụng tại RNC và không được thể hiện trong bất kì hệ thống đo kiểm chất lượng nào Bởi vậy để

có được giá trị này phải dựa vào phương pháp đo phân tích giao thức hoặc lấy

số liệu thống kê từ OMC UL BLER là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng dịch vụ người sử dụng cảm nhận được Đối với cuộc gọi thoại AMR có thể bù lỗi UL BLER khoảng 1% nhờ thuật toán che lỗi riêng của AMR, nhưng chất lượng của cuộc gọi video trong miền chuyển mạch kênh thì bị ảnh hưởng đáng kể, do mỗi một lỗi khối sẽ trực tiếp dẫn đến những lỗi điểm ảnh trong video và cũng có thể gây ra tạp âm trong thông tin thoại Vì thế tham số

UL BLER có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng dịch vụ người sử dụng cảm nhận được

BLER của kênh truyền tải đường lên

Thông thường UL BLER cũng như DL BLER được tính cho từng kênh truyền tải Ví dụ đối với cuộc gọi thoại, có 4 lênh truyền tải được sử dụng đồng thời: một kênh dành riêng (DCH) cho kênh điều khiển chuyên dụng

(DCCH) (báo hiệu điều khiển tài nguyên vô tuyến (RRC) ) và ba kênh DCH dành cho các gói thoại (dành cho các bít A, B, C đa tốc độ thích ứng AMR) Trong công thức tính chung không phân biệt các giá trị này nhưng theo tiêu chuẩn 3GPP 25.215 qui định thì việc đánh giá BLER phải dựa trên việc đánh giá CRC của mỗi khối truyền tải liên kết với kênh truyền tải đang đo Các tiêu chuẩn 3GPP chỉ mô tả phép đo BLER trên đường xuống nhưng cũng có thể

áp dụng các quy tắc này cho việc tính toán UL BLER được thực hiện bởi RNC và thuật toán đo này cũng được áp dụng trong các phần mềm đo chất lượng Bởi vậy, đối với một cuộc gọi thoại sẽ không chỉ có một UL BLER,

mà có 4 giá trị UL BLER khác nhau

Ngoài ra cũng cần phải tính đến cả trường hợp phân tập macro nếu cuộc gọi ở trong trạng thái chuyển giao mềm Kịch bản tiêu biểu được biểu diễn trên Hình 3-2 Thiết bị người sử dụng (UE) gửi dữ liệu UL trên 3 liên kết vô tuyến khác nhau Khi mỗi liên kết vô tuyến được cung cấp bởi một cell thuộc Node B khác nhau thì UE ở trong trạng thái chuyển giao mềm Các khối truyền tải giống nhau có thể được gửi trên 3 liên kết vô tuyến khác nhau, và

do 3 Node B khác nhau tham gia trong kịch bản này nên cũng có 3 kênh mang

dữ liệu truyền tải vật lý Iub (AAL2 SVC) khác nhau Do tính đồng bộ cao trong mạng UTRAN, tất cả các khối truyền tải đường lên sẽ tới đồng thời trên SRNC Thông thường thời gian đồng nhất giữa các khối là khoảng 1ms Thực

tế là trong cuộc gọi thoại, các kênh truyền tải mang thông tin thoại AMR phù hợp với nhau, chúng được thiết lập như các kênh truyền tải dành riêng kết hợp (DCH) Do đó, các khối truyền tải từ 3 kênh DCH dùng cho AMR này có trong cùng một khung dữ liệu giao thức khung UL Nếu các cell thuộc về các node B khác nhau trong kịch bản chuyển giao mềm như trên Hình 3-2, các khung dữ liệu FP giống nhau sẽ được gửi trên mỗi giao diện Iub tham gia vào kịch bản chuyển giao SRNC sẽ nhận được 3 khung FP giống nhau này

Hình 3-2 Các khối truyền tải UL sử dụng để tính UL BER

Các khung dữ liệu Iub FP chứa một vài kết quả đo liên quan đến vô tuyến được gọi là tham số đánh giá chất lượng (QE) Tham số này thể hiện tỉ lệ lỗi bít (BER) do Node B đo được trên kênh vô tuyến đường lên của một cell đơn Khi 3 cell tham gia vào kịch bản chuyển giao, QE của mỗi Iub có thể có giá trị khác nhau Nhưng chỉ có khung dữ liệu UL FP với QE tốt nhất được SRNC chấp nhận, tất cả các khung khác bị loại bỏ Mặc dù nguyên tắc này được đưa vào để loại trừ lỗi khung có thể xảy ra Nhưng vẫn có khối truyền tải lỗi (#1) vượt qua SRNC được chuyển tiếp qua IuCS và các giao diện mạng lõi và tới thuê bao B của cuộc gọi

Cần chú ý là nếu UE nằm trong các khu vực biên cell, lỗi CRC sẽ xuất hiện nhiều hơn bình thường vì hay xảy ra các thủ tục chuyển giao mềm Để đánh giá được UL BLER một cách chính xác trong từng trạng thái, trước hết cần phải xem thời điểm khung dữ liệu đường lên đầu tiên truyền trên giao diện Iub như thời điểm để khởi động quá trình kết hợp phân tập macro của các khung đường lên Để tìm ra các trạng thái xung đột chuyển giao mềm ảnh