Header Page of 113 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG ĐINH VĂN MẠNH XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÙNG PHỦ SÓNG 3G Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 60.52.02.08 Người hướng dẫn khoa học: TS ĐẶNG HOÀI BẮC TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2013 Footer Page of 113 Header Page of 113 -1- MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Như biết, việc kiểm tra chất lượng mạng thông tin di động nhu cầu yêu cầu bắt buộc nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động Trong việc khảo sát chất lượng phủ sóng mạng yếu tố quan trọng Nhưng tại, để tiến hành việc khảo sát cần đến việc sử dụng máy móc chuyên dụng đắt tiền nhiều nhân công thời gian di chuyển máy tới địa bàn để đo đạc, kết đo đạc mang tính tức thời, trình khảo sát thời gian dài Bên cạnh đó, thiết bị phục việc kiểm tra cung cấp vài hãng lớn Sony Ericson, Motorola thiết bị đắt tiền, phù hợp cho đo kiểm tra chất lượng mạng lưới, không phù hợp với việc khảo sát đánh giá chất lượng phủ sóng diện rộng nêu Mục đích nghiên cứu: Xuất phát từ vấn đề nêu trên, việc nghiên cứu xây dựng hệ thống thử nghiệm đánh giá chất lượng phủ sóng mạng thông tin di động 3G cần thiết Mục tiêu việc nghiên cứu đánh giá chất lượng, hiệu đầu tư xây dựng hệ thống tự động đo đạc thông số mạng di động nhiều địa điểm khác thời điểm truyền kết trung tâm Nó cho phép khảo sát chất lượng phủ sóng mạng thông tin di động nhanh chóng, xác, linh động tiết kiệm Là sở để xây dựng, phát triển thêm tính khác kiểm tra chất lượng dịch vụ, hệ thống đo đạc, điều khiển tương tự ngành viễn thông ngành công nghiệp khác Footer Page of 113 Header Page of 113 -2- Kết đề tài tài liệu tham khải để quan quản lý, doanh nghiệp viễn thông có định hướng phát triển lựa chọn áp dụng Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu đánh giá cần thiết việc đánh giá chất lượng vùng phủ sóng - Nghiên cứu việc thiết kế thiết bị thu thập thông tin mạng 3G - Nghiên cứu mô hình thu thập liệu qua mạng GPRS - Nghiên cứu việc thiết kế sở liệu Web - Nghiên cứu đưa đánh giá dự kiến hiệu đầu tư dự án - Khuyến nghị khả ứng dụng mạng thông tin di động Việt Nam Chương CÁC THÔNG SỐ VỀ CHẤT LƯỢNG PHỦ SÓNG MẠNG DI ĐỘNG 1.1 Sự cần thiết việc đánh giá chất lượng vùng phủ 1.1.1 Khái niệm vùng phủ Trong viễn thông, vùng phủ trạm vô tuyến hiểu vùng địa lý mà trạm giao tiếp với thiết bị thu/phát Ta hiểu, vùng phủ vùng mà tín hiệu vô tuyến vươn tới Vùng phủ trạm vô tuyến phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như: địa hình, địa vật tuyến truyền sóng (ví dụ núi, tòa nhà…), kỹ thuật tần số vô tuyến sử dụng 1.1.2 Mối quan hệ dung lượng, chất lượng vùng phủ Dung lượng mạng vô tuyến mạng di động tế bào hiểu số lượng người dùng thời điểm tế bào.Thông thường, dung lượng cung cấp tỉ lệ thuận với độ rộng băng tần sử dụng Chính thế, với hệ thống thông tin di động nói chung, độ rộng băng tần sử dụng hiệu tài Footer Page of 113 Header Page of 113 -3- nguyên băng thông vấn đề quan tâm Tuy nhiên, hệ thống thông tin di động hệ 3, sử dụng băng tần lại vấn đề cần phải quan tâm hàng đầu Công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA - Code Division Multiple Access) mạng sử dụng kỹ thuật trải phổ cho phép nhiều người sử dụng chiếm kênh vô tuyến thời điểm để yêu cầu dịch vụ đảm bảo hiệu sử dụng băng tần phổ tín hiệu trải rộng hàng trăm lần trước đưa lên đường truyền Người dùng phục vụ chừng kênh lưu lượng trạm gốc Mặt khác, hệ số tái sử dụng tần số mạng CDMA 1, có nghĩa trạm gốc gần sử dụng chung tần số Chính điều mà mạng CDMA coi có dung lượng cao so với mạng sử dụng công nghệ khác Tuy nhiên, vấn đề sinh mạng 3G sử dụng công nghệ CDMA ảnh hưởng nhiễu đa người sử dụng (MUI - Multiple User Interference) hay gọi nhiễu đa truy cập (MAI - Multiple Access Interference) Nhiễu MAI làm tỉ số tín hiệu tạp âm giảm mạnh làm cho máy thu không tách tín hiệu Điều đồng nghĩa với việc, dung lượng mạng tăng, tải mạng tăng mức nhiễu tăng lên, mà chất lượng dịch vụ giảm.Để giảm nhiễu giao thoa giảm số người sử dụng giảm công suất phát trạm gốc Với cách thứ rõ ràng dung lượng mạng bị giảm Cách thứ hai, việc làm giảm mức công suất thu máy thu mà làm chất lượng gọi bị ảnh hưởng kéo theo vùng phủ trạm gốc bị thay đổi Ngược lại, muốn tăng độ rộng vùng phủ, để đảm bảo tỉ số tín hiệu tạp âm ngưỡng cho phép (tức đảm bảo chất lượng dịch vụ) ta buộc phải Footer Page of 113 Header Page of 113 -4- giảm dung lượng mạng Tùy theo điều kiện cụ thể mà ta có giải pháp xử lý cho thật phù hợp Qua việc phân tích ta nhận thấy đánh giá chất lượng vùng phủ mạng di động cần thiết 1.2 Các thông số đánh giá chất lượng vùng phủ mạng Chất lượng vùng phủ có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mạng.Ngược lại, chất lượng mạng phản ánh chất lượng vùng phủ.Vì vậy, để đánh giá chất lượng vùng phủ mạng thông tin di động xem xét thông qua thông số sau 1.2.1 Rxlev (Received signal level) Rxlev: cường độ tín hiệu thu tính theo dBm Trong hệ thống thông tin di động, Rxlev mức công suất tín hiệu thu UE (User Equipment) (hướng xuống) BTS (hướng lên) Rxlev tham số dùng để đánh giá vùng phủ trạm gốc đánh giá khả kết nối giữa(UE) trạm gốc Rxlev lớn mức thu tốt Yêu cầu tối thiểu Rxlev hệ thống di động mặt đất -110 dBm, chia thành 64 mức khác từ đến 63 Khi mức thu Rxlev < -110 dBm quy mức Rxlev = 0, mức thu Rxlev > -47 dBm quy mức Rxlev = 63 1.2.2 RxQual (Receiver signal quality): RxQual mức chất lượng tín hiệu thu được, sử dụng để phản ánh chất lượng sóng vô tuyến thể thông qua tỷ lệ lỗi bit BER RxQual chia thành mức có giá trị từ đến 7, mức tương ứng với tỷ lệ lỗi bít nhóm lỗi Footer Page of 113 Header Page of 113 -5- 1.2.3 Tỷ số EC/I0 Trong hệ thống thông tin trải phổ nói chung, hệ thống di động hệ nói riêng, nhiễu MAI có ảnh hưởng lớn đến chất lượng đường truyền Vì vậy, để đánh giá chất lượng đường truyền người ta thay tỷ số Eb/N0 tỷ số EC/I0 EC/I0 tỷ số lượng chip mật độ phổ công suất nhiễu, đơn vị dB Tỷ số EC/I0 đo máy thu để xác định mức độ “sạch” tín hiệu Đây tham số quan trọng sử dụng việc định chuyển giao để nâng cao chất lượng đường truyền Giá trị EC/I0 thay đổi hệ thống vô tuyến Nếu mức EC/I0 thấp thực kết nối bị rớt gọi mức tín hiệu thu tốt Trong mạng vô tuyến nói chung, mạng di động 3G nói riêng, mức EC/I0>-10 dBm coi tốt Tỷ số EC/I0 phụ thuộc nhiều vào hoạt động điều khiển công suất mạng Cụ thể, điều khiển công suất tốt, MAI nhỏ I0 nhỏ làm cho EC/I0 tăng lên ngược lại Trong mạng thông tin di động 3G, người ta thường quan tâm tỷ số EC/I0 kênh hoa tiêu (CPICH Ec/I0) 1.2.4 Tỷ lệ chuyển giao cứng thành công (HHOSR - Hard Handover Success Ratio) Chuyển giao cứng thủ tục chuyển giao mà tất liên kết vô tuyến cũ kết nối đến UE giải phóng trước kết nối thiết lập Footer Page of 113 Header Page of 113 -6- Chuyển giao cứng chia thành: chuyển giao cứng nội tần (Intraferquency Hard Handover) chuyển giao cứng liên tần (Inter-frequency Hard Handover) a Chuyển giao cứng nội tần (Intra- frequency Hard Handover): Liên kết vô tuyến cũ liên kết vô tuyến sử dụng chung tần số Chuyển giao cứng nội tần sử dụng điều kiện sau : - Không có giao diện Iur nguồn RNC (Radio Network Controller) mục tiêu - UE sử dụng PS RAB (Packet Switching Radio Access Bearer) tốc độ lớn ngưỡng đặt trước b Chuyển giao cứng liên tần (Inter-frequency Hard Handover) Trong chuyển giao cứng liên tần, liên kết vô tuyến cũ sử dụng tần số khác Nó bao gồm loại: - Chuyển giao dựa vùng phủ: UE rời khỏi vùng phủ tần số di chuyển Trong trường hợp này, RNC phải thực việc chuyển giao liên tần để không bị rớt gọi - Chuyển giao dựa vào tải: mục đích để cân bằng tải tần số cell - Chuyển giao dựa tốc độ: Trong trường hợp này, hoạt động chuyển giao dựa thuật toán dự đoán tốc độ HCS (Hierarchical Cell Structure) UE có tốc độ cao chuyển giao đến cell có vùng phủ rộng để giảm tần số chuyển giao, UE có tốc độ thấp chuyển tới cell có vùng phủ nhỏ dung lượng lớn để tăng dung lượng hệ thống Footer Page of 113 Header Page of 113 -7- Để đánh giá chất lượng mạng người ta đánh giá qua tham số HHOSR: Trong đó: - Intra-freq Hard HO chuyển giao cứng nội tần - Inter-freq Hard HO chuyển giao cứng liên tần Người ta đánh giá chất lượng mạng trực tiếp qua tỷ lệ chuyển giao cứng liên tần thành công Inter-Freq Handover Success Rate: 1.2.5 Tỷ lệ thành công chuyển giao cứng công nghệ truy nhập vô tuyến (Inter-RAT Hard Handover Succes Rate - Inter-RAT Hard HO SR) Inter-RAT Hard Handover thủ tục chuyển giao để chuyển kết nối UE từ công nghệ truy nhập vô tuyến (RAT - Radio access technology) (ví dụ UTRAN) tới công nghệ truy nhập vô tuyến khác (ví dụ GSM) RNC hỗ trợ cho chuyển giao từ GSM đến UTRAN ngược lại miềm chuyển mạch kênh (CS) miền chuyển mạch gói (PS) Các loại điều kiện chuyển giao từ UMTS đến GSM gồm: - Chuyển giao dựa vào vùng phủ: Khi CPICH EC/N0 CPICH RSCP (Received Signal Code Power) nhỏ ngưỡng yêu cầu GSM có RSSI(Received signal strength indicator) lớn mức ngưỡng đặt trước - Chuyển giao dựa vào tải: Khi tải cell UMTS mà UE kết nối đến lớn mức ngưỡng lớn GSM, thêm vào đó, tất dịch vụ UE hỗ trợ GSM chuyển giao dựa tải từ UMTS đến GSM thực Footer Page of 113 Header Page of 113 -8- - Chuyển giao dựa dịch vụ: dịch vụ thiết lập, mạng lõi (CN - Core Network) yêu cầu chuyển giao dịch vụ tới GSM Inter-RAT Hard HO SR tính theo công thức: 1.2.6 Tỷ lệ chuyển giao mềm thành công (SHOSR - Soft Handover Success Ratio) Chuyển giao mềm mềm thủ tục chuyển giao dựa nguyên tắc: tất liên kết vô tuyến cũ kết nối đến UE giải phóng sau kết nối thiết lập Chuyển giao mềm mềm sử dụng nhiều kết nối từ UE đến nhiều nút B Danh sách nút B tham gia kết nối với UE trường hợp gọi tập tích cực - “active set” Thực chất chuyển giao mềm mềm trình mà ô (hay đoạn ô) kết nạp bị loại khỏi tập tích cực Chuyển giao mềm có ảnh hưởng đến tỷ lệ rớt gọi Tỷ lệ chuyển giao mềm thành công (SHOSR - Soft HandOver Success Rate) tính theo công thức: 1.2.7 Tỷ lệ thiết lập gọi thành công (CSSR - Call Setup Success Rate) Quá trình thiết lập gọi thực thông qua ba bước sau: Footer Page of 113 Header Page 10 of 113 -9- Establish RRC Connection Non Access Stratum Radio Access Bearer Hình 1.2 Quá trình thiết lập gọi Đầu tiên, UE phải truy nhập UTRAN thiết lập kết nối RRC (Radio Resource Control) Sau kết nối hoàn thành, tin NAS (Non Access Stratum) trao đổi UE mạng lõi (CN - Core Network), ví dụ như: yêu cầu dịch vụ, nhận thực, bảo mật…Cuối trình thiết lập kênh mang truy nhập vô tuyến (RAB: Radio Access Bearer)giữa CN UE Như vậy, tỷ lệ thiết lập gọi thành công phụ thuộc vào tỷ lệ thành công thiết lập RRC RAB tính theo công thức sau: Tùy vào loại hình dịch vụ tac chia tỉ lệ thiết lập gọi thành công làm hai loại chính: CS CSSR (Circuit Switching CSSR) PS CSSR (Packet Switching CSSR) Trong CS CSSR lại chia thành CSV CSSR (đối với gọi thoại) CSD CSSR (đối với gọi Video) 1.2.8 Tỷ lệ rớt gọi (CDR - Call Drop Rate) Tỷ lệ rớt gọi đặc trưng mạng vô tuyến Rớt gọi tượng gọi bị gián đoạn mà nguyên nhân bên tham gia gọi gây nên Cuộc gọi bị rớt vùng phủ sóng, nhiễu thiếu tài nguyên Số gọi bị rớt tính toán nhờ hệ thống dựa vào thử nghiệm truyền dẫn để xác định vị trí có vấn đề Footer Page 10 of 113 Header Page 11 of 113 - 10 - Tỷ lệ rớt gọi chia thành hai loại: CS CDR (Circuit Switching CDR) PS CDR (Packet Switching CDR) tính theo công thức sau đây: Tỷ lệ rớt gọi chuyển mạch kênh lại chia thành hai loại nhỏ tỷ lệ rớt gọi thoại (CSV Drop Rate) tỷ lệ rớt gọi video (CSD Drop Rate).Tỷ lệ rớt gọi chuyển mạch gói gọi PSD Drop Rate 1.2.9 Một số thông tin mạng Thông tin mạng nhằm thông tin trạng thái mạng.Các thông tin trao đổi mạng UE Một số thông tin mạng sau: - System Mode: Chế độ hoạt động hệ thống Có hai chế độ:  NO SERVICE: UE sóng  “GSM” “WCDMA”: sóng khu vực khảo sát mạng GSM hay WCDMA - Operation Mode: Chế độ hoạt động UE Nó có số giá trị sau:  Online: UE hoạt động  Factory Test Mode: Chế độ kiểm tra cấu hình gốc  Reset  Low Power Mode: hoạt động chế độ công suất thấp Footer Page 11 of 113 Header Page 12 of 113 - 11 - - MCC (Mobile Country Code): mã nước di động Đây thông tin phần mã PLMN - MNC (Mobile Network Code): mã mạng di động Đây thông tin phần mã PLMN - LAC (Location Area Code): mã vị trívùng - Cell ID: thông tin nhận dạng cell dịch vụ - Frequency Band: thông tin dải tần số tập tích cực - Frequency: tần số đường xuống tập tích cực 1.2.10 Bảng tham số chất lượng phủ sóng số nhà mạng a Một số tiêu PKI Vinaphone Footer Page 12 of 113 Header Page 13 of 113 - 12 - Bảng 1.2 Một số tiêu PKI Vinaphone TT Tham số KPI Diễn giải Ec/No Pilot Tỷ lệ lỗi thiết lập CSV Access Failure Rate gọi thoại miền CS Tỷ lệ rơi gọi thoại CSV Drop Rate miền CS CPICH Ec/No 1 Tỷ lệ lỗi thiết lập CSD Access Failure Rate gọi liệu miền CS CSD Drop Rate 97% số mẫu có CPICH Ec/Io ≥–12dB ≤ 2.0 % ≤ 2.0 % ≤ 2.0 % ≤ 2.5 % Tỷ lệ lỗi chuyển giao SoftHandoverFailureRate mềm SoftHandoverFailureRate ≤ 2% Tỷ lệ lỗi thiết lập PSD Access Failure Rate gọi liệu miền PS ≤ 2.0 % Tỷ lệ rơi gọi liệu miền CS Mức ngưỡng đề nghị PSD Drop Rate Tỷ lệ rơi gọi liệu miền PS b Một số tiêu PKI T-Mobile USA, Inc Footer Page 13 of 113 ≤ 2.0 % Header Page 14 of 113 - 13 - Bảng 1.3.Một số tiêu PKI T-Mobile USA, Inc Giá trị yêu cầu Số TT Tham số PKI Pre-Launch CSV Drop Rate ≤ 2.0 % Launch ≤ 2.0 % Post-Launch ≤ 2.0% ≤ 3.0 % (Using Counter method) CSD Drop Rate ≤ 2.5 % ≤ 2.5 % PSD Drop Rate ≤ 2.5 % ≤ 2.0% CSV Access Failure ≤ 2.0 % Rate ≤ 2.0 % ≤ 2.0 % CSD Access Failure ≤ 3.0% Rate ≤ 2.0 % ≤ 2.0 % PSD Access Failure ≤ 2.0 % Rate ≤ 2.0 % ≤ 2.0 % Soft/Softer ≤ 1.6 Handover Overhead ≤ 1.6 ≤ 1.7 CSV IRAT Failure N/A Rate ≤ 5.0 % ≤ 5.0% PSD IRAT Failure N/A Rate ≤ 5.0 % ≤ 5.0 % Footer Page 14 of 113 ≤ 2.5 % (Using Drive Test method) ≤ 2.0 % Header Page 15 of 113 - 14 - 1.3 Các tham số khảo sát công cụ Có nhiều tham số khác dùng để đánh giá chất lượng vùng phủ chất lượng mạng 3G Tuy nhiên, để tài này, giới hạn số tham số lựa chọn để theo dõi sau: - Rxlev - RxQual - EC/I0 - Tỷ lệ thiết lập gọi thành công - Một số thông tin khác mạng:  System Mode  Operation Mode  MCC (Mobile Country Code  MNC (Mobile Network Code)  Cell ID  Frequency Band  Frequency Footer Page 15 of 113 Header Page 16 of 113 - 15 - CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH ĐO ÁP DỤNG TRONG MẠNG DI ĐỘNG Yếu tố định thành công dịch vụ (di động dịch vụ khác) mức hài lòng khách hàng dịch vụ Do vậy, nhà vận hành mạng cần phải đo kiểm/đánh giá chất lượng mạng theo cảm nhận khách hàng Để việc đo kiểm đánh giá chất lượng mạng di động, chất lượng dịch vụ tối ưu mạng định cỡ mạng lõi, nhà mạng phải đánh giá đưa quy trình đo kiểm (mục tiêu, đo, thiết bị đo, điều kiện đo, phương pháp, kết cần đo,…trên tham số khác nhau), cụ thể trình bày sau đây: 2.1 QUY TRÌNH ĐO 2.1.1 Các tham số đánh giá chất lượng phủ sóng Đo tham số CPICH Ec/Io để đánh giá chất lượng mạng, chất lượng dịch vụ để tối ưu mạng vô tuyến định cỡ mạng lõi Kết cần đạt tối thiểu 97% số mẫu đo có giá trị CPICH Ec/Io ≥–12dB 2.1.2 Các tham số miền chuyển mạch kênh Tỷ lệ lỗi thiết lập gọi miền chuyển mạch kênh Đo tỷ lệ lỗi thiết lập gọi miền chuyển mạch kênh để đánh giá chất lượng mạng, chất lượng dịch vụ để tối ưu mạng vô tuyến định cỡ mạng lõi Kết cần đạt tỷ lệ lỗi thiết lập gọi thoại miền chuyển mạch kênh: CSV_Aceess_Failure_Rate ≤ 2% Tỷ lệ rơi gọi miền chuyển mạch kênh Đo tỷ lệ lỗi thiết lập gọi miền chuyển mạch kênh để đánh giá chất lượng mạng, chất lượng dịch vụ để tối ưu mạng vô tuyến định cỡ Footer Page 16 of 113 Header Page 17 of 113 - 16 - mạng lõi Kết cần đạt tỷ lệ rơi gọi thoại miền chuyển mạch kênh: CSV_Drop_Rate ≤ 2% Tỷ lệ lỗi thiết lập gọi liệu miền chuyển mạch kênh Đo tỷ lệ lỗi thiết lập gọi miền chuyển mạch kênh để đánh giá chất lượng mạng, chất lượng dịch vụ để tối ưu mạng vô tuyến định cỡ mạng lõi Kết cần đạt tỷ lệ lỗi thiết lập gọi thoại miền chuyển mạch kênh: CSD_Aceess_Failure_Rate ≤ 2% Tỷ lệ rơi gọi liệu miền chuyển mạch kênh Đo tỷ lệ lỗi thiết lập gọi miền chuyển mạch kênh để đánh giá chất lượng mạng, chất lượng dịch vụ để tối ưu mạng vô tuyến định cỡ mạng lõi Kết cần đạt tỷ lệ rơi gọi video miền chuyển mạch kênh: CSD_Drop_Rate ≤ 2.5% Tỷ lệ lỗi chuyển giao mềm Đo tỷ lệ lỗi thiết lập gọi miền chuyển mạch kênh để đánh giá chất lượng mạng, chất lượng dịch vụ để tối ưu mạng vô tuyến định cỡ mạng lõi Kết cần đạt tỷ lệ lỗi chuyển giao gọi thoại miền chuyển mạch kênh: SoftHandoverFailureRate ≤ 2% 2.1.3 Các tham số miền chuyển mạch gói Tỷ lệ lỗi thiết lập gọi liệu miền chuyển mạch gói Đo tỷ lệ lỗi thiết lập gọi miền chuyển mạch kênh để đánh giá chất lượng mạng, chất lượng dịch vụ để tối ưu mạng vô tuyến định cỡ mạng lõi Kết cần đạt tỷ lệ lỗi thiết lập gọi thoại miền chuyển mạch kênh: CSD_Aceess_Failure_Rate ≤ 2% Footer Page 17 of 113 Header Page 18 of 113 - 17 - Tỷ lệ rơi gọi liệu miền chuyển mạch gói Đo tỷ lệ lỗi thiết lập gọi miền chuyển mạch kênh để đánh giá chất lượng mạng, chất lượng dịch vụ để tối ưu mạng vô tuyến định cỡ mạng lõi Kết cần đạt tỷ lệ lỗi thiết lập gọi thoại miền chuyển mạch kênh: CSD_Aceess_Failure_Rate ≤ 2% Chương XÂY DỰNG HỆ THỐNG THU THẬP THÔNG TIN VÙNG PHỦ SÓNG MẠNG 3G 3.1 Lựa chọn thiết bị thu nhập liệu: Để thu thập thông số mạng viễn thông cần phải có thiết bị tương tự máy di động để giao tiếp với mạng viễn thông phải có khả giao tiếp tốt với người sử dụng trả thông số nhà mạng Trong đề tài yêu cầu khảo sát thông số mạng 3G vị trí khảo sát Do thiết bị khảo sát phải có chức GPS giao tiếp với mạng 3G.Module SIM5218 chọn để thu thập thông số từ nhà mạng 3.2 Các thao tác với module SIM5218 liên quan đến ứng dụng GPRS - Giới thiệu module SIM5218: Là module có chức thiết bị di động cho phép người sử dụng dễ dàng truy xuất thông qua tập lệnh AT - Các chế độ hoạt động module SIM5218 - Khởi tạo cấu hình mặc định cho modem - Khởi tạo module SIM508 - Thiết lập kết nối GPRS module SIM5218 GPRS TCP server - Truyền nhận gói TCP modem GPRS server - Truyền nhận gói TCP modem GPRS server Footer Page 18 of 113 Header Page 19 of 113 - 18 - - Hủy kết nối GPRS modem server 3.3 Thiết kế phần cứng điều khiển SIM5218và xử lý liệu - Sơ lược phần cứng - Giới thiệu sơ lược vi điều khiển dsPic30F4011 - Thiết kế phần cứng cho điều khiển trung tâm - Lưu đồ thuật toán firmware cho điều khiển trung tâm 3.4 Mô hình hệ thống thu thập liệu qua mạng GPRS - Với tính kết nối với hệ thống mạng bên thông qua GGSN, GPRS cho phép thiết lập đường truyền từ đầu cuối thuê bao mạng GSM sử dụng dịch vụ GPRS đến đầu cuối hệ thống mạng khác, qua cho phép thiết kế hệ thống thu thập liệu linh động - Trong ứng dụng thông thường, việc phân tích, lưu trữ, vận hành dựa dữliệu thu thập từ đầu cuối mạng GPRS thực máy tính, thao tác phức tạp đòi hỏi nhiều tài nguyên Do việc thiết lập liên kết đầu cuối mạng GPRS máy tính cần thiết Với lợi hệ thống sở hạ tầng rộng khắp khả truyền nhận liệu tốc độ cao, đáng tin cậy, phương án tối ưu liên kết thông qua Internet - Đầu cuối mạng GPRS truyền nhận liệu với máy tính kết nối Internet thông qua đường truyền sau: đầu cuối GPRS -> BTS -> SGSN -> Mạng xương sống GPRS -> GGSN -> ISP -> Router -> mạng Local-Area Network -> Máy tính 3.5 Sơ lược GPRS TCP server - Đây chương trình máy tính dùng để truyền nhận gói TCP modem GPRS máy tính kết nối với đường truyền internet công cộng ADSL Footer Page 19 of 113 Header Page 20 of 113 - 19 - Trong thực tế có nhiều lựa chọn công cụ để xây dựng chương trình ứng dụng, nhiên công cụ Microsoft Winsock Control lựa chọn nguyên nhân sau: - Độ tin cậy cao - Dễ dàng xây dựng ứng dụng dựa công cụ Microsoft Visual Studio - Phù hợp với ứng dụng dựa lớp TCP/UDP 3.6 Kết hợp hai phương thức truyền nhận liệu GPRS SMS Ứng dụng GPRS truyền nhận liệu mang lại nhiều ưu so với SMS: - Chi phí trì hệ thống thấp nhiều lần so với SMS - Tốc độ nhanh, dung lượng thông tin cho phép truyền tải lớn - Độ tin cậy cao - Chủ động trạng thái đường truyền - Tương thích với nhiều mô hình ứng dụng, từ đơn giản đến phức tạp Footer Page 20 of 113 Header Page 21 of 113 - 20 - ĐÁNH GIÁ VIỆC THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG PHỦ SÓNG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G Sau trình thiết kế chế tạo thiết bị tự động khảo sát chất lượng phủ sóng mạng thông tin di động 3G đưa vào thử nghiệm thực tế thu kết trình bày báo cáo Thiết bị sử dụng anten có nam châm thuận tiện cho việc gắn lên mui xe di chuyển gắn vào vật có từ tính Kết thử nghiệm thiết bị Thiết bị sau lắp ráp chạy thử hiệu chỉnh tính để đảm bảo thiết bị hoạt động theo đề cương xây dựng Thiết bị đặt cố định địa điểm liên tục thu thập thông tin mạng thông tin di động 3G Trong giai đoạn đầu trình thử nghiệm thông tin thu thập giám sát chỗ thông qua đường truyền RS232 máy tính Việc thu thập liệu vị trí đặt thiết bị giúp cho trình giám sát chỉnh sửa thuận tiện Dữ liệu không truyền qua nhiều node mạng mà truyền tới máy tính giảm thiểu sai sót xảy trình truyền thông Sau chuẩn hóa khung truyền cho phù hợp với giao thức xây dựng phía server thiết bị cấu hình theo thông tin mạng để truyền tin thông tin mạng thông tin di động qua internet server Thiết bị lập trình để theo thời gian tự động khảo sát thông số tự động truyền thông số trung tâm Bên thể số mẫu theo thời gian mà thiết bị thu thập gửi máy tính Sau tìm hiểu thông số cần đánh giá mạng thông tin di động 3G lựa chọn module để thu thập thông tin đó, thông tin sau thu Footer Page 21 of 113 Header Page 22 of 113 - 21 - được tổ chức thành khung liệu để thuận tiện cho trình truyền liệu trung tâm trình phân tách quản lý liệu Các mẫu thu vị trí đặt thiết bị có chứa thông tin mạng thông tin di động 3G vị trí Sau trình thử nghiệm kiểm tra tính ổn định liệu mà thiết bị thu thập phần TCP server xây dựng máy tính thử nghiệm kết hợp với thiết bị đặt trường Kết thử nghiệm kết nối với phần mềm TCP Server Trong thực tế có nhiều lựa chọn công cụ để xây dựng chương trình ứng dụng, nhiên công cụ Microsoft Winsock Control lựa chọn nguyên nhân sau: - Độ tin cậy cao - Dễ dàng xây dựng ứng dụng dựa công cụ Microsoft Visual Studio - Phù hợp với ứng dụng dựa lớp TCP/UDP Chương trình ứng dụng xây dựng lớp TCP cho phép nâng cao tính linh động ứng dụng, phụ thuộc vào ứng dụng lớp cao FTP, HTTP, đồng thời cho phép giảm bớt liệu lưu thông đường truyền, tiết kiệm chi phí trì hệ thống, thêm vào protocol tương thích với ứng dụng lớp cao Ngoài ra, module SIM5218 hỗ trợ TCP/IP stack đến lớp TCP/IP, việc xây dựng ứng dụng chồng giao thức TCP/IP lựa chọn phù hợp Footer Page 22 of 113 Header Page 23 of 113 - 22 - Sau trình thử nghiệm hiệu chỉnh phần mềm TCP Server thu đủ gói liệu từ thiết bị gửi lên thực update thành công vào sở liệu Phần mềm TCP server cài đặt máy chủ có địa IP tên miền xác định Phía thiết bị khai báo cài đặt để thông tin từ thiết bị gửi lên gửi tới địa IP TCP server Trong giai đoạn đầu thông tin từ thiết bị gửi lên thu thập phân tích để tìm cách chuẩn hóa khung truyền thủ tục nhận dạng phía client server để đảm bảo đường truyền xác không bị sai lệch không bị nhầm tin xác định client mạng tránh bị xâm nhập đối tượng không xác định bên Sau liệu đảm bảo độ xác tin cậy sử dụng thuật toán lập trình để tách liệu dạng khung truyền thành trường khác Các trường tương ứng với thông số cần khảo sát từ mạng thông tin di động 3G Sau thông tin đưa vào trường sở liệu để quản lý hiển thị Kết thử nghiệm quản lý website Website thành phần xây dựng sau Nó giúp người quản lý có nhìn trực quan hệ thống dễ dàng nắm bắt thông số mà công cự tự động thu thập chất lượng phủ sóng mạng thông tin di động 3G gửi Phần mềm website xây dựng với trang chủ hiển thị trạng thái thời điểm khảo sát người sử dụng đặt thiết bị khảo sát Khi kích chuột vào vị trí điểm đặt thiết bị bảng thị giá trị tức thời mà công cụ khảo sát thu thập Footer Page 23 of 113 Header Page 24 of 113 - 23 - Khi người sử dụng kích vào chi tiết trang web nhỏ mở thể thông số thống kê theo thời gian giúp người quản lý dễ dàng truy xuất vào sở liệu để quản lý thông tin mà công cụ tự động thu thập theo thời gian KẾT LUẬN Trên sở nội dung đề cương phê duyệt, đề tài tập trung giải vấn đề sau đây: Nghiên cứu thông số chất lượng phủ sóng cần khảo sát mạng thông tin di động Qua trình nghiên cứu phân tích nhóm tác giả lựa chọn số thông số quan trọng để khảo sát Các thông số đề cập đến nội dung chương Thiết kế chế tạo thử nghiệm thiết bị định vị, đo đạc khảo sát thông số chất lượng phủ sóng mạng thông tin di động Thiết kế chế tạo thử nghiệm thiết bị lưu trữ truyền/nhận thông số khảo sát trung tâm Viết phần mềm thu thập thống kê số thông số khảo sát mà thiết bị bên thu thập gửi lên Phần mềm hiển thị tốt kết thông số đo đạc lưu sở liệu để tiện việc quản lý Bộ công cụ thử nghiệm tự động khảo sát chất lượng phủ sóng mạng thông tin di động 3G thực việc thu thập thông số từ mạng thông tin di động 3G truyền thông tin trung tâm lưu trữ hệ thống quản lý sở liệu trung tâm giúp thuận tiện cho việc phân tích đánh giá tình hình mạng viễn thông khu vực địa lý có đặt công cụ Footer Page 24 of 113 Header Page 25 of 113 - 24 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Shanghai SIMCom Wireless Solutions Ltd “SIM5218_Serial_AT Command Manual_V1.21 ” 1/13/2011 [2] Website http://www.telecomhall.com [3] “GSM Technology for Engineers”, © AIRCOM International 2002 [4] Fiach Reid, “Network Programming in NET”, Elsevier Digital Press, 2004 [5] George Schlossnagle, “Advanced PHP Programming” Sams Publishing, 2004 Footer Page 25 of 113  ... giá chất lượng vùng phủ mạng Chất lượng vùng phủ có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mạng.Ngược lại, chất lượng mạng phản ánh chất lượng vùng phủ. Vì vậy, để đánh giá chất lượng vùng phủ mạng... xây dựng hệ thống thử nghiệm đánh giá chất lượng phủ sóng mạng thông tin di động 3G cần thiết Mục tiêu việc nghiên cứu đánh giá chất lượng, hiệu đầu tư xây dựng hệ thống tự động đo đạc thông số... tra chất lượng mạng lưới, không phù hợp với việc khảo sát đánh giá chất lượng phủ sóng diện rộng nêu Mục đích nghiên cứu: Xuất phát từ vấn đề nêu trên, việc nghiên cứu xây dựng hệ thống thử nghiệm