Đang tải... (xem toàn văn)
NGHIÊN CỨU VỀ TỐI ƯU HÓA MẠNG GSM TẠI VINAPHONE Với việc phát triển cả về quy mô và chất lượng nên việc tối ưu hóa mạng là việc làm cần thiết và mang tính thực tế cao. Tối ưu hóa mạng là để duy trì và cải thiện toàn bộ chất lượng và dung lượng hiện thời của mạng di động. Từ đó thu hút khách hàng, tăng thị phần nhằm đạt được tối đa lợi nhuận bởi việc sử dụng tối đa hiệu suất của các phần tử chức năng mạng..
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG ĐỖ VIỆT ĐỨC NGHIÊN CỨU VỀ TỐI ƯU HÓA MẠNG GSM TẠI VINAPHONE Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI -2014 Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Đỗ Vũ Anh Phản biện 1: PSG. TS. Bạch Nhật Hồng Phản biện 2: TS. Nguyễn Việt Hùng Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông. Vào lúc: 9h giờ 00 ngày 15 tháng 02 năm 2014 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1 MỞ ĐẦU Với việc phát triển cả về quy mô và chất lượng nên việc tối ưu hóa mạng là việc làm cần thiết và mang tính thực tế cao. Tối ưu hóa mạng là để duy trì và cải thiện toàn bộ chất lượng và dung lượng hiện thời của mạng di động. Từ đó thu hút khách hàng, tăng thị phần nhằm đạt được tối đa lợi nhuận bởi việc sử dụng tối đa hiệu suất của các phần tử chức năng mạng Đồ án của em được thực hiện nhằm mục đích tìm hiểu sâu về lý thuyết công nghệ mạng GSM, tìm hiểu về lý thuyết bài toán tối ưu mạng cũng như các phương pháp tối ưu ứng dụng trong thực tế. Đối tượng nghiên cứu của đề tài là mạng GSM của Trung tâm Dịch vụ Viễn thông Vinaphone, khu vực Hà Nội Với phạm vi nghiên cứu tổng quan về mạng GSM và các bài toán tối ưu mạng, từ đó áp dụng vào thực tế. Chương 1: Tổng quan về hệ thống GSM Chương I đã tìm hiểu kiến thức cơ bản, cấu trúc và giao diện vô tuyến mạng GSM. Đồng thời giới thiệu qua các KPI vô tuyến chính nhằm hỗ trợ cho quá trình tối ưu ở các chương sau. Chương 2: Tối ưu hóa mạng vô tuyến Chương II đã trình bày nguyên lý, mục đích, lý do và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng truyền sóng. Đồng thời đưa ra một số giải pháp tối ưu hóa mạng vô tuyến. Chương 3: Tối ưu mạng GSM tại Vinaphone Chương III đã đưa ra phân tích một số trường hợp tối ưu thực tế trong mạng GSM tại Trung tâm Dịch vụ Viễn thông Vinaphone. 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM 1.1. Tổng quan về mạng GSM 1.1.1. Cấu trúc tổng thể mạng GSM 1.1.2. Các thành phần trong mạng GSM 1.2. Giao diện vô tuyến số Các kênh của giao diện vô tuyến bao gồm các kênh vật lý và các kênh logic. 1.2.1. Kênh vật lý Kênh vật lý tổ chức theo quan niệm truyền dẫn. Đối với TDMA GSM, kênh vật lý là một khe thời gian ở một tần số sóng mang vô tuyến được chỉ định. 1.2.2. Kênh Logic Kênh logic được tổ chức theo quan điểm nội dung tin tức, các kênh này được đặt vào các kênh vật lý. Các kênh logic được đặc trưng bởi thông tin truyền giữa BTS và MS. Có thể chia kênh logic thành hai loại tổng quát: các kênh lưu lượng TCH và các kênh báo hiệu điều khiển CCH 1.3. Giới thiệu các KPI vô tuyến chính KPI (Key Performance Indicator – Các chỉ số đặc tính chính) là các tham số về đặc tính của mạng. Người làm công tác tối ưu phải quan tâm đến những tham số này để phân tích trạng thái của mạng. Từ đó, nhận diện lỗi và đưa ra giải pháp cải thiện. Những tham số KPI chính được giới thiệu sau đây: 1.3.1. Tỉ lệ rớt cuộc gọi (Call Drop Rate - CDR) Tỉ lệ rớt cuộc gọi là tỉ lệ các cuộc gọi bị rớt (do hệ thống BSS, vô tuyến hay do chuyển giao) trên tổng số cuộc gọi kết thúc thành công. Đây là KPI quan trọng nhất, được sử dụng với tỉ lệ thiết lập cuộc gọi thành công để so sánh với các mạng di động mặt đất khác. KPI này ảnh hưởng đến khách hành chính là cảm nhận cuộc gọi bị rớt. Tỉ lệ rớt cuộc gọi được khuyến nghị ≤ 4%, tuy nhiên trong khu vực mật độ trạm cao, tỉ lệ CDR nên thấp hơn 2 %, thậm chí nhỏ hơn 1% hay thấp hơn trong trường hợp có sử dụng nhảy tần chậm. 3 1.3.2. Tỉ lệ thiết lập cuộc gọi thành công (Call Setup Success Rate - CSSR) CSSR là tỉ lệ các cuộc gọi được thực hiện cho đến khi ấn định TCH thành công mà không bị ngắt do rớt SDCCH hay do ấn định thất bại. CSSR = Tổng số lần thực hiện (nhận) thành công cuộc gọi / Tổng số lần thực hiện (nhận) cuộc gọi Đây là KPI quan trọng thứ hai sau CDR, nó được dùng để so sánh với các mạng di động mặt đất khác. KPI này thể hiện đến khác hàng là cuộc gọi không được thiết lập ở lần gọi đầu tiên. Tỉ lệ thiết lập cuộc gọi thành công theo khuyến nghị > 95%, tuy nhiên trong khu vực mật độ trạm cao, tỉ lệ này nên lớn hơn 98%. Tỉ lệ nghẽn kênh SDCCH cũng nên được quan tâm để có cái nhìn toàn diện về thiết lập cuộc gọi. 1.3.3. Tỉ lệ nghẽn kênh SDCCH (SDCCH Congestion Rate) Tỉ lệ nghẽn kênh SDCCH được định nghĩa là tỉ số giữa tổng số lần chiếm kênh SDCCH không thành công do nghẽn SDCCH và tổng số lần yêu cầu cung cấp kênh SDCCH. Tỉ lệ nghẽn SDCCH khuyến nghị nhỏ hơn 5%. 1.3.4. Tỉ lệ rớt kênh SDCCH (SDCCH Drop Rate) Tỉ lệ rớt kênh SDCCH được định nghĩa là tỉ lệ giữa tổng số lần rớt mạch trên kênh SDCCH và tổng số lần chiếm SDCCH thành công. SDCCH rớt làm cuộc gọi không được thiết lập thành công. Tỉ lệ rớt kênh SDCCH khuyến nghị nhỏ hơn 4%. Tuy nhiên ở khu vực có mật độ trạm cao, tỉ lệ SDCCH Drop nên nhỏ hơn 1%. Thông thường tỉ lệ SDCCH yêu cầu nhỏ hơn tỉ lệ cuộc gọi bị rớt do thời gian chiếm dụng của thuê bao SDCCH (thường <5s) nhỏ hơn thời gian chiếm dụng trên kênh TCH (khoảng vài chục giây). 1.3.5. Tỉ lệ ấn định kênh TCH không thành công (TCH assign unsuccess rate) Tỉ lệ ấn định kênh TCH không thành công được định nghĩa là tỉ lệ chiếm kênh lưu lượng không thành công cho mục đích ấn định bình thường. Thông thường do nghẽn kênh lưu lượng hay do vấn đề vô tuyến hoặc do BSS. 4 Tỉ lệ ấn định kênh lưu lượng TCH không thành công theo khuyến nghị nhỏ hơn 3%. Tuy nhiên, trong khu vực mật độ trạm cao, tỉ lệ này nên nhỏ hơn 1%. 1.3.6. Tỉ lệ nghẽn kênh lưu lượng TCH (TCH congestion rate) Tỉ lệ nghẽn kênh lưu TCH được định nghĩa như tỉ lệ chiếm kênh không thành công do nghẽn kênh thoại (không có kênh TCH rỗi) trên tổng số lần hệ thống yêu cầu cung cấp kênh thoại. KPI này dùng quản lý tỉ lệ phần trăm mạng bị nghẽn, thông thường tỉ lệ nghẽn kênh lưu lượng TCH cho phép 2%. Nghẽn TCH ảnh hưởng đến cảm nhận khách hàng là thiết lập cuộc gọi bị thiết bại. 1.3.7. Tỉ lệ cuộc gọi thành công (Call Success Rate) Tỉ lệ cuộc gọi thành công được định nghĩa là tỉ lệ các cuộc gọi được thực hiện cho đến khi giải phóng mà không bị ngắt do rớt kênh SDCCH, hay do ấn định thất bại hay cuộc gọi bị rớt. Tỉ lệ cuộc gọi thành công khuyến nghị >92%. Tuy nhiên trong khu vực mật độ trạm cao, tỉ lệ cuộc gọi thành công nên lớn hơn 97%. 1.3.8. Tỉ lệ chuyển giao ra thành công (Outgoing Handover Success Rate - OHSR) Tỉ lệ chuyển giao ra thành công được định nghĩa như là tỉ lệ giữa số lần handover ra thành công và tổng số lần được yêu cầu handover. KPI này thể hiện tỉ lệ chuyển giao SDCCH và TCH ra ngoài thành công từ một cell đến các cell lân cận của nó (cùng BSS hoặc khác BSS). Dựa vào KPI này để đánh giá việc định nghĩa neighbour cell là đủ hay chưa, và còn có thể đánh giá chất lượng của các cell lân cận nó. Nếu tỉ lệ chuyển giao ra ngoài thành công tốt sẽ dẫn đến tỉ lệ rớt kênh TCH tốt và một chất lượng thoại tốt. Hơn nữa, dựa vào KPI này, ta có thể đánh giá cả vùng phủ sóng của cell mà từ đó có thể đưa ra những điều chỉnh thích hợp. Tỉ lệ chuyển giao ra thành công khuyến nghị >90%. 5 1.3.9. Tỉ lệ chuyển giao vào thành công (Incoming Handover Success Rate -IHSR) Tỉ lệ chuyển giao vào thành công được định nghĩa như là tỉ lệ giữa số lần handover ra thành công và tổng số lần được yêu cầu chấp nhận handover. Nó thể hiện tỉ lệ chuyển giao SDCCH và TCH thành công đến một cell từ các cell lân cận của nó (cùng BSS hoặc khác BSS). KPI này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của khu vực có chứa cell đó. Tỉ lệ chuyển giao vào thành công theo khuyến nghị > 90%. 1.4. Kết luận chương I Chương I đã tìm hiểu kiến thức cơ bản, cấu trúc và giao diện vô tuyến mạng GSM. Đồng thời giới thiệu qua các KPI vô tuyến chính nhằm hỗ trợ cho quá trình tối ưu ở các chương sau. 6 CHƯƠNG II: TỐI ƯU HÓA MẠNG VÔ TUYẾN 2.1. Mục đích, lý do và lợi ích của việc tối ưu hóa Mục đích Lý do Các lợi ích của tối ưu hóa 2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình truyền sóng 2.2.1. Tổn hao đường truyền sóng vô tuyến Hệ thống GSM được thiết kế với mục đích là một mạng tổ ong dày đặc và bao trùm một vùng phủ sóng rộng lớn. Các nhà thiết kế và khai thác mạng mong muốn đạt được một vùng phủ sóng liên tục bao gồm tất cả các vùng dân cư của đất nước. Vùng phủ sóng được chia thành các ô nhỏ gọi là Cell. Mỗi Cell được phủ bởi một trạm thu phát vô tuyến BTS. Kích thước cực đại của một Cell thông thường có thể đạt tới bán kính R=35 Km. Vì vậy suy hao đường truyền là không thể tránh khỏi. 2.2.2. Mô hình không gian tự do Cách đơn giản nhất là ta coi không gian truyền sóng là không gian tự do. 2.2.3. Vấn đề Fading Chất lượng các hệ thống phụ thuộc vào kênh truyền, nơi mà tín hiệu được truyền từ máy phát đến máy thu. Không giống như kênh truyền hữu tuyến là ổn định và có thể dự đoán được, kênh truyền vô tuyến là hoàn toàn ngẫu nhiên và không hề dễ dàng trong việc phân tích. Tín hiệu phát đi qua kênh truyền vô tuyến bị cản bởi các tòa nhà, núi cao, cây cối, bị tán xạ, nhiễu xạ các hiện tượng này gọi chung là hiện tượng Fading. Và kết quả là tại máy thu, ta thu được nhiều phiên bản khác nhau của tín hiệu phát đi. Điều này ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống. Để giảm phần nào tác hại do Fading gây ra, người ta thường tăng công suất phát đủ lớn để tạo ra một lượng dự trữ fading, sử dụng một biện pháp như phân tập anten, nhảy tần 7 2.2.4. Ảnh hưởng nhiễu Để chất lượng thoại luôn được đảm bảo thì mức thu của sóng mang mong muốn C (Carrier) phải lớn hơn tổng mức nhiễu đồng kênh I (Interference) và mức nhiễu kênh lân cận A (Adjacent). 2.2.4.1. Nhiễu đồng kênh C/I Nhiễu đồng kênh xảy ra khi hai máy phát phát trên cùng một tần số hoặc trên cùng một kênh. Máy thu điều chỉnh ở kênh này sẽ thu được cả hai tín hiệu với cường độ phụ thuộc vào vị trí của máy thu so với hai máy phát. 2.2.4.2. Nhiễu kênh lân cận C/A Giá trị C/A thấp làm cho mức BER cao. Mặc dù mã hoá kênh GSM bao gồm việc phát hiện lỗi và sửa lỗi, nhưng để việc đó thành công thì cũng có giới hạn đối với nhiễu. Theo khuyến nghị của GSM, để cho việc quy hoạch tần số được tốt thì giá trị C/A nhỏ nhất nên lớn hơn - 9 dB. 2.2.4.3. Nhiễu từ hệ thống không phải GSM 2.2.4.4. Một số biện pháp khắc phục nhiễu 1. Tăng cự ly sử dụng lại tần số (D) 2. Hạ thấp độ cao anten trạm gốc 3. Sử dụng Anten định hướng ở BTS (Sector hóa) 2.2.5. Phân tán thời gian Phân tán thời gian xảy ra là do có nhiều đường truyền sóng từ máy phát đến máy thu. Hiện tượng phân tán thời gian gây ra một số cho mạng thông tin di động số. Việc sử dụng truyền dẫn số cũng gây ra một số vấn đề khác như: phân tán thời gian do các tín hiệu phản xạ (Reflection) gây ra. 8 2.3. Một số giải pháp tối ưu hóa mạng vô tuyến 2.3.1. Các vấn đề vô tuyến cơ bản 2.3.1.1. Vấn đề nghẽn kênh cuộc gọi do nghẽn kênh lưu lượng TCH 2.3.1.1.1. Định nghĩa và các dấu hiệu nghẽn kênh lưu lượng TCH 2.3.1.1.2. Phân tích, kiểm tra, đánh giá vấn đề nghẽn TCH Để kiểm tra nghẽn TCH, cần phải xem xét trên mỗi cell. Kiểm tra, đánh giá xu hướng của tỉ lệ nghẽn TCH hàng ngày và cần phải có các dự báo cho việc phát triển lưu lượng trong tương lai và các sự kiện đặc biệt. 2.3.1.1.3. Các nguyên nhân tiêu biểu gây nghẽn TCH a. Các sự kiện đặc biệt: b. Các vấn đề định kỳ hằng ngày: 2.3.1.2. Vấn đề nhiễu 2.3.1.2.1. Định nghĩa và các dấu hiệu của nhiễu 2.3.1.2.2. Phân tích, kiểm tra, đánh giá vấn đề nhiễu Việc phân tích, đánh giá nhiễu dựa vào các thống kê đo đạc vô tuyến RMS. RMS được thiết kế để giúp cho việc hoạch định và tối ưu được dễ dàng hơn bằng việc cung cấp các thống kê trên các báo cáo đo đạc vô tuyến. RMS cung cấp các thống kê ở mức TRX/Cell qua công cụ hổ trợ phân tích tối ưu vô tuyến RNO. 2.3.1.2.3. Các nguyên nhân tiêu biểu của nhiễu Nhiễu bởi hệ thống GSM: a. Nhiễu đồng kênh b. Nhiễu kênh lân cận [...]... ra một số giải pháp tối ưu hóa mạng vô tuyến 14 CHƯƠNG III: TỐI ƯU HÓA MẠNG GSM TẠI VINAPHONE 3.1 Quy trình tối ưu mạng Tối ưu mạng GSM là một quy trình khép kín không có điểm kết thúc Tạm thời có thể chia thành các bước chính: Giám sát → Phân tích dữ liệu → Nhận diện lỗi/ Thực thi các thay đổi → Kiểm tra → Giám sát 3.2 Một số công cụ hỗ trợ công tác tối ưu PM Tool (http://clm .vinaphone. vn/):Đây... bản nhất về mạng thông tin di động GSM, cùng với một số ví dụ phân tích công tác tối ưu hóa hệ thống thực hiện tại mạng Vinaphone Tối ưu hóa là một công việc khó khăn và đòi hỏi người thực hiện phải nắm vững hệ thống, ngoài ra cũng cần phải có những kinh nghiệm thực tế và sự trợ giúp của nhiều công cụ hiện đại để có thể giám sát và kiểm tra rồi từ đó phân tích mới đưa ra được phương án tối ưu Do thời... thêm hoàn thiện Qua thời gian thực tập em thấy tối ưu hóa là một mảng đề tài rộng và luôn cần thiết cho các mạng viễn thông hiện đại nói chung và mạng thông tin di động nói riêng Khả năng ứng dụng của đề tài giúp ích cho những người làm công tác tối ưu hóa mạng, là cơ sở lý thuyết để phân tích và tiến hành, từ đó tìm ra giải pháp tối ưu khoa học nhất Về phần cá nhân mình, em tin rằng trong tương lai... tô) thu thập các kết quả đó với tọa đo điểm đo 3.3 Tối ưu hóa mạng Vinaphone tại Vĩnh Phúc Quy trình đo: Đo lần lượt ở 2 chế độ: 2G only và Dual modes (2G&3G) Gọi vào máy Sony Ericsson chọn chế độ mạng tương ứng Thực hiện cuộc gọi dài 120 giây Chờ giữa các cuộc 3 giây Phân tích xác định nguyên nhân và giải pháp khắc phục - Do chất lượng mạng 3G được đảm bảo nên em tập trung phân tích các... hiện tối ưu tần số (ngày 23/10) trên hệ thống SingleRan của OMC: Hình 3. 2Tối ưu tần số trên hệ thống OMC Sau khi thực hiện tối ưu tần số (ngày 23/10) Ta thấy các chỉ tiêu chất lượng của cell được cải thiện một cách đáng kể: - Tỷ lệ rớt cuộc gọi giảm hẳn: đến ngày 23/10 chỉ còn 2,81%, và giảm tiếp trong những ngày tiếp theo Kết luận: Việc tìm ra nguyên nhân gây nhiễu và rớt cuộc gọi và tiến hành tối ưu. .. từ ngày 22/10 lưu lượng của trạm Lang-Trai_VPC đã tăng một cách đáng kể (từ 60 Erl lên đến 130 Erl) Kết luận: Việc tìm ra nguyên nhân gây nhiễu bởi hiện tượng Overshooting gây ra và chỉnh Tilt đã làm tăng lưu lượng đáng kể của cell 18 3.3.3 Phân tích kết quả đo xác định RxQual và RxLev kém Một công việc hàng ngày của một người làm công tác tối ưu hóa mạng đó là theo dõi chất lượng mạng, phân tích... thuyết để phân tích và tiến hành, từ đó tìm ra giải pháp tối ưu khoa học nhất Về phần cá nhân mình, em tin rằng trong tương lai nếu được làm việc trong lĩnh vực này, em sẽ tiếp tục có sự nghiên cứu thêm về vấn đề tối ưu hóa mạng 3G ... phản ánh của khách hàng về chất lượng trên khu vực Làng Trài – Vĩnh Phúc, em đã tiến hành kiểm tra thống kê KPI từ OMC và đề xuất đo kiểm để đánh giá chất lượng mạng khu vực này 17 Theo thống kê ta thấy từ ngày 19/10 đến 21/10, lưu lượng của trạm Lang-Trai_VPC chỉ ở khoảng 58,34 Erl đến 99,37 Erl Thực hiện drive test tại khu vực này, phát hiện hiện tượng Overshooting gây nhiễu tại khu vực Làng Trài... công tác tối ưu hóa mạng đó là theo dõi chất lượng mạng, phân tích và xử lý các cell có chỉ tiêu chất lượng mạng không đạt yêu cầu Từ phản ánh của khách hàng về chất lượng trên khu vực Tích Sơn – Vĩnh Phúc, em đã tiến hành kiểm tra thống kê KPI từ OMC và đề xuất đo kiểm để đánh giá chất lượng mạng khu vực này Theo số liệu thống kê (theo dõi từ ngày 24/10), chỉ tiêu chất lượng của cell ID 2G_Tich-Son_VPC... cụ hỗ trợ công tác tối ưu PM Tool (http://clm .vinaphone. vn/):Đây là hệ thống lấy các thống kê KPI từ hệ thống của nhà mạng Vinaphone TEMS Investigation Cùng với các công cụ khác, thiết bị đo TEMS là công cụ đo kiểm tra đánh giá thời gian thực các thông số phản ánh chất lượng mạng di động qua giao diện vô tuyến Nó cho phép ta theo dõi cả kênh thoại hay kênh dữ liệu qua GPRS Drive Testing là phương . Đồng thời đưa ra một số giải pháp tối ưu hóa mạng vô tuyến. 14 CHƯƠNG III: TỐI ƯU HÓA MẠNG GSM TẠI VINAPHONE 3.1. Quy trình tối ưu mạng Tối ưu mạng GSM là một quy trình khép kín không. đưa ra một số giải pháp tối ưu hóa mạng vô tuyến. Chương 3: Tối ưu mạng GSM tại Vinaphone Chương III đã đưa ra phân tích một số trường hợp tối ưu thực tế trong mạng GSM tại Trung tâm Dịch vụ. toán tối ưu mạng cũng như các phương pháp tối ưu ứng dụng trong thực tế. Đối tượng nghiên cứu của đề tài là mạng GSM của Trung tâm Dịch vụ Viễn thông Vinaphone, khu vực Hà Nội Với phạm vi nghiên