Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết này trình bày một phương pháp đánh giá chất lượng mạng thông tin di động thế hệ thứ 3, ứng dụng vào để tối ưu hóa mạng thông tin di đông 3G tại Viettel Thái nguyên. Quá trình được thực nghiệm qua quá trình đo liên tục sử dụng thiết bị đo có thiết lập phần mềm chuyên dụng TEM và thiết bị hỗ trợ GPS cùng máy tính có cài đặt phần mềm Tems Investigation.
Kỹ thuật Điện tử – Thông tin SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐO ĐÁNH GIÁ THAM SỐ KPI TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ Đào Huy Du*, Nguyễn Thị Hương, Tăng Cẩm Nhung Tóm tắt: Bài báo trình bày phương pháp đánh giá chất lượng mạng thông tin di động hệ thứ 3, ứng dụng vào để tối ưu hóa mạng thơng tin di đơng 3G Viettel Thái ngun Q trình thực nghiệm qua trình đo liên tục sử dụng thiết bị đo có thiết lập phần mềm chuyên dụng TEM thiết bị hỗ trợ GPS máy tính có cài đặt phần mềm Tems Investigation Trong báo này, nhóm tác giả thực việc đo liên tục nhằm phát lỗi bất thường, phân tích đưa tham số gây ảnh hưởng xấu đến hệ thống đưa giải pháp khắc phục Từ khóa: KPI; Tems Investigation; Tối ưu; Thơng tin di động ĐẶT VẤN ĐỀ Tối ưu mạng trình để cải thiện tồn chất lượng mạng thử nghiệm thuê bao di động đảm bảo nguồn tài nguyên mạng sử dụng cách hiệu Đối với tối ưu hóa, đầu vào cần thiết tất thông tin có sẵn mạng tình trạng Các số liệu thống kê, cảnh báo lưu lượng mạng theo dõi cách cẩn thận Các phàn nàn khách hàng yếu tố đầu vào cần thiết cho việc tối ưu hóa Q trình tối ưu hóa bao gồm phép đo đạc mức độ mạng phép đo kiểm tra thực địa để phân tích vị trí có vấn đề để vấn đề tiềm ẩn từ đưa biện pháp khắc phục tối ưu hóa Hình Q trình tối ưu mạng thơng tin di động Việc đo đạc thực cách thử nghiệm UE từ phần tử mạng Các công cụ đo hình UE cung cấp số liệu thích hợp cơng suất phát đường lên; tốc độ xác suất chuyển giao mềm; Ec/N0 CPICH; BLER đường xuống… Các phần tử mạng vô tuyến cung cấp thơng số đo đạc mức cell mức kết nối: BLER đường lên, công suất phát đường xuống Thông số đo đạc mức kết nối từ UE từ mạng quan trọng để vận hành mạng cung cấp QoS cần thiết cho dịch vụ Thông số đo đạc mức cell quan trọng pha tối ưu dung lượng, gồm: tổng công suất thu tổng công suất phát [1, 3] Mục đích việc phân tích kết đo đạc tức phân tích chất lượng mạng cung cấp cho nhà khai thác nhìn tổng quan chất lượng hiệu mạng Phân tích chất lượng báo cáo bao gồm việc lập kế hoạch trường hợp đo trường đo hệ thống quản lý mạng Sau đặc tả tiêu chất lượng dịch vụ phân tích số liệu lập báo cáo điều tra Đối với hệ thống thông tin di động hệ 2, chất lượng bao gồm: thống kê gọi bị rớt, phân tích nguyên nhân bị rớt, 126 Đ H Du, N T Hương, T C Nhung, “Sử dụng thiết bị đo đánh giá … hệ thứ 3.” Nghiên cứu khoa học công nghệ thống kê chuyển giao kết đo lần gọi thành công Các hệ thống thông tin di động hệ có dịch vụ đa dạng nên cần phải đưa định nghĩa chất lượng dịch vụ MỘT SỐ THAM SỐ CHÍNH ĐƯỢC LỰA CHỌN TRONG Q TRÌNH TỐI ƯU VƠ TUYẾN THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ 3G 2.1 Khả phủ sóng Coverage (Probabilit Coverage Probability) Chỉ số thống kê clutter, nhà ngồi trời, định kì: 15 phút, 30 phút, giờ, ngày,… [3] Phương thức đo lường tính tốn dựa DT (driving test) CQT (cascaded quadruplet trisection): + RSSI (The Received Signal Strength Indicator): Chỉ số cường độ tín hiệu thu chưa tính tới nhiễu thu UE + RSCP (Received Signal Code Power): công suất thu kênh hoa tiêu (Pilot Chanel) RSCP công suất đo kênh truyền vật lý đặc thù, sử dụng số cường độ tín hiệu tiêu chuẩn chuyển giao điều khiển công suất đường xuống tính tốn Path Loss (1) RSCP (dBm) RSSI (dB) Ec / N (dBm) + Ec/N0 (Energy Chip over Spetral Density of Noise): Tỷ số mức công suất tín hiệu thu tổng nhiễu Ec P 10log( c ) N0 Pi (2) Với Pc công suất tín hiệu thu Pi cơng suất tổng nhiễu Và với Ec (2) lượng chip, có nghĩa lượng tín hiệu thu máy thu mà chưa qua trình giải trải phổ giải điều chế 2.2 Chất lượng dịch vụ + Call Drop Rate - Tỉ lệ rớt gọi (CDR): KPI đánh giá khả cung cấp dịch vụ cách liên tục mạng trực tiếp chất lượng mạng.[3] KPI chia thành hai KPI tỉ lệ rớt gọi miền CS (CS CDR) tỉ lệ rớt gọi miền PS (PS CDR) CSVDropRate 100 * CallDropped CallSetupSuccess CSV _ Calls CSV _ Calls Trong đó: CallDropped : Tổng số gọi bị rớt CallSetupS uccess : Tổng số gọi thiết lập thành công (3) CSV _ Calls CSV _ Calls + Call Setup Success Ratio - Tỷ lệ thiết lập gọi thành công (CSSR) Chỉ số thống kê cell, nhà trời, định kì: 15 phút, 30 phút, giờ, 1ngày… Phương thức đo lường tính tốn dựa giá trị đếm OMC Chỉ số thể khả truy nhập dịch vụ cell RNC Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san FEE, 08 - 2018 127 Kỹ thuật Điện tử – Thông tin CSSR 100 * CallSetupSuccess CallTrySetup CSV _ Calls (4) CSV _ Calls Trong đó: CallSetupSuccess : Tổng số gọi thiết lập thành công CSV _ Calls CallTrySet up : Tổng số gọi cố gắng thiết lập CSV _ Calls 2.3 Các vấn đề tối ưu Tối ưu vùng phủ: Là tác động vào mạng lưới (phần mềm/phần cứng) để thay đổi vùng phủ sóng mạng Thu hẹp vùng phủ để giảm nhiễu, mở rộng vùng phủ để tăng dung lượng Việc tác động vào kết đo Driving Test, phản ảnh khách hàng theo dõi số KPIs hệ thống khu vực như: CDR, CSSR, HOSR, Rxlev… Tối ưu chất lượng mạng: việc tác động vào hệ thống để thay đổi chất lượng mạng cho phù hợp với nhu cầu sử dụng Bằng cách theo dõi số KPI, phản ánh khách hàng, số CDR, RSCP, Ec/N0 Tối ưu dung lượng mạng: việc tác động vào mạng lưới để làm nâng cao hay giảm bớt lực đáp ứng mạng điểm cụ thể Việc tác động cần phải dựa vào hiệu suất hệ thống (TU) mức nghẽn (TCR, SCR) 2.4 Tham số đánh giá chất lượng mạng 3G Để thực tối ưu, cần phải xác định đại lượng cụ thể để đánh giá hiệu cơng việc, tham số chất lượng điển hình (Key Performance Indicator – KPI) đóng vai trò đặc biệt quan trọng Khi việc đánh giá chất lượng mạng theo hàm mục tiêu tối ưu theo lí thuyết gặp nhiều khó khăn, việc xác định chất lượng qua tham số KPI mang đến giải pháp thực tế khả thi [2, 3] Hình Sử dụng KPI tối ưu mạng Việc kiểm tra KPI cho mạng chức công việc quản lý chất lượng mạng hàng ngày Việc kiểm tra cho nhà vận hành thông tin liên quan đến việc mạng thực chức nào: 128 Đ H Du, N T Hương, T C Nhung, “Sử dụng thiết bị đo đánh giá … hệ thứ 3.” Nghiên cứu khoa học cơng nghệ + + + + Mạng có đáp ứng đầy đủ yêu cầu chất lượng không? Chất lượng mạng có thay đổi khơng? Tăng lên hay giảm đi? Khu vực gặp cố đâu? Đã gặp phải loại vấn đề gì? Bảng Phân loại KPI KPI dành cho nhà quản lý KPI dành cho trình đo kiểm (Driver Test) Bao gồm 15 KPI chia làm nhóm: Bao gồm 17 KPI chia làm nhóm: Nhóm KPI đánh giá Traffic & Resouce: Gồm tiêu Voice Traffic, Video Call Traffic, PS Traffic, DL Load Nhóm KPI đánh giá vùng phủ: gồm tiêu RSCP Ec/No Nhóm KPI đánh giá Performance (đặc tính): Gồm 11 tiêu P1SR, RAB CR, CSSR, CS CDR, PS CDR, SHOSR, HHOSR, CS InRAT HOSR, PS InRAT HOSR, HSDPA Throughput, HSUPA Throughput Nhóm KPI đánh giá Performance: gồm 15 tiêu CSSR, V-CSSR PDP Activation Success Rate, CDR, V-CDR, SHOSR, IFHOSR, IRHOSR, LUSR, R99 Avg Throughput DL&UL, HSPA Avg Throughput DL&UL, AMR Access Delay Time, VC Access Delay Time, PS Access Delay Time, PS Ping Delay Time Bảng Các tham số chất lượng mạng 3G STT TÊN DIỄN GIẢI GIÁ TRỊ YÊU CẦU CPICH Ec/Io Ec/Io kênh CPICH 97% số mẫu có CPICH Ec/No ≥ -12 dB CPICH RSCP RSCP kênh CPICH 98% số mẫu có CPICH RSCP ≥ -95 dBm Pilot Polution ratio Ơ nhiễm Pilot Số mẫu bị nhiễm Pilot ≤ 5% UE_TX_Power Công suất phát UE 98% số mẫu UE có cơng suất phát ≤ 10dBm Soft/Softer Handover Success Rate Tỷ lệ chuyển giao mềm/ mềm ≥ 98% thành công Inter-Freq Handover Success Rate Tỷ lệ chuyển giao cứng thành ≥ 97% công Inter-RAT Handover Success Rate Tỷ lệ chuyển giao 2G - 3G thành công CS Quality (DL) BLER đường xuống gọi Hơn 95% số mẫu có BLER miền CS ≤ 2% ≥ 95% Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san FEE, 08 - 2018 129 Kỹ thuật Điện tử – Thông tin CSV Access Successful Rate 10 CSV Drop Rate Tỷ lệ thiết lập gọi thoại ≥ 98% thành công Tỷ lệ rớt thoại tất cell thuộc vùng kín tất cell thuộc vùng hở 11 CSD Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập gọi video ≥ 98% thành công 12 CSD Drop Rate Tỷ lệ rớt gọi video tất cell thuộc vùng kín tất cell thuộc vùng hở 13 PSD Access Success Rate Tỷ lệ thiết lập truyền liệu ≥ 98% thành công 14 PSD Drop Rate Tỷ lệ rớt truyền liệu tất cell thuộc vùng kín tất cell thuộc vùng hở 15 PSD_RTT Round Trip Time miền PS 95% số mẫu có PSD_Latency (độ trễ) < 200 ms 16 PSD Ave UL/DL Throughput thông lượng trung bình dường lên/xuống miền PS Đường UL): ≥184Kbps 17 HSDPA Access Successful Rate Tỷ lệ thiết lập truyền liệu ≥ 98% HSDPA thành công 18 HSDPA Crop Rate Tỷ lệ rớt truyền liệu HSDPA Đường xuống (DL): ≥210 Kbps lên tất cell thuộc vùng kín tất cell thuộc vùng hở 19 HSDPA_RTT Round Trip Time qua HSDPA 20 HSDPA Ave_Throughput Thơng lượng trung bình truyền liệu sử dụng HSDPA 130 ≥ 600 Kbps Đ H Du, N T Hương, T C Nhung, “Sử dụng thiết bị đo đánh giá … hệ thứ 3.” Nghiên cứu khoa học cơng nghệ 2.5 Quy trình thực đo kiểm tối ưu Lưu đồ thực hiện: SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐO ĐÁNH GIÁ THAM SỐ KPI TRONG MẠNG THƠNG TIN DI ĐỘNG 3G Vùng thực hiện: Hình Bản đồ khu vực khảo sát Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san FEE, 08 - 2018 131 Kỹ thuật Điện tử – Thông tin Lấy số liệu trạm cần đo Cell name, Tên Cell, mã vùng (LAC), kinh độ (LONGITUDE), vĩ độ (LATITUDE), hướng anten (ANT_DIRECTION), độ rộng chùm (ANT_BEAM_WIDTH), mã nhận dạng trạm gốc (BSIC), tần số kênh BCCH (ARFCN), mã nhận dạng mạng (MNC), mã nhận dạng cell (CI) Thực đo kiểm vùng phủ: Sử dụng máy C702 Lock mạng WCDMA theo bước sau để máy chế độ rỗi để đo vùng phủ Vì chế độ rỗi BTS phát với công suất lớn nhất, giá trị giá trị cơng suất khai hệ thống đo chế độ ta xác định vùng phủ thực tế cell.[2, 4,5 ,6] Kết đo vùng phủ: Hình Cường độ trường RSCP khu vực đo vùng lân cận Hình Khu vực có vùng phủ Tạo Report từ logfile để có đánh giá định tính vùng phủ Hình Biểu đồ thể chất lượng Hình Biểu đồ thể hiển chất lượng CPICH RSCP sau tạo report từ logfile Ec/No sau tạo report từ logfile Nhận xét, đánh giá: Khu vực tiến hành drive test thuộc khu vực nội thành có mật độ dân số trung bình Tiêu chuẩn vùng phủ cho khu vực RSCP ≥ -95 dBm, Ec/No ≥ -12 dBm Nhìn vào hình 4, ta thấy cường độ trường khu vực tương đối tốt, thể qua số tín hiệu có màu xanh vàng tương đối nhiều Duy có khu vực màu đỏ hình khoanh tròn có vấn đề cần giải để cải thiện tín hiệu Qua biểu đồ hình 6, ta dễ dàng nhận thấy vùng đạt số RSCP Ec/No số mẫu có số RSCP lớn -95 dBm chiếm ~ 99 %, có mẫu đo khơng đạt (RSCP < -95dBm), tiêu cần đạt tỉ lệ RSCP lớn -95dBm từ 95% trở lên Trong biểu diễn mức Ec/Io đường hình 7, thấy hầu hết vị trí có mức thu chất lượng Ec/Io -12 dBm Tuy nhiên, khu vực có chất lượng vùng phủ thấp (khu vực khoanh đỏ hình 5) Mức cường độ tín hiệu thấp vấn đề lớn mạng Vùng phủ cell chủ yếu phụ thuộc vào hiệu việc thiết kế vị trí đặt trạm, hướng cell, đặc điểm địa hình Và mức cường độ thấp hệ vị trí khơng hợp lý 132 Đ H Du, N T Hương, T C Nhung, “Sử dụng thiết bị đo đánh giá … hệ thứ 3.” Nghiên cứu khoa học cơng nghệ Hình Mức thu cường độ tín hiệu thấp Đánh giá, phân tích: Mức thu cường độ tín hiệu thấp thường vùng thưa trạm khu vực có địa hình phức tạp, nhiều đồi núi khu vực có nhiều nhà cao tầng che khuất Khi số vị trí MS bị che chắn, tín hiệu bị suy giảm nhiều , vùng coi vùng lõm mà mức thu tín hiệu thấp Nhìn cửa sổ Line Chart thấy mức thu mà MS thu cell Serving lẫn cell neighbor giảm đáng kể xống qúa thấp Khi giá trị C/I giảm theo tỷ lệ lỗi khung (FER) tỷ lệ lỗi bít (BER) tăng lên làm tăng khả rớt gọi Nếu Driving Test ta thấy mức thu cell xuống thấp (< 100dBm) gọi bị rớt nguyên nhân thiếu vùng phủ Một số giải pháp thực để giải vấn đề trên: Tối ưu hóa tham số RF; Điều chỉnh tham số kỹ thuật; Điều chỉnh lại tilt, Azimult Anten; Nâng độ cao Anten; Xây dựng thêm trạm mới; Điều chỉnh tham số vơ tuyến; Tối ưu hóa danh sách cell neighbor Khi thiếu vùng phủ xảy khu vực thưa trạm khu vực đồi núi dựa vào địa hình, khoảng cách vị trí có mức thu thấp tới trạm xung quanh để đưa tác động cách hiệu quả, tránh tác động không cần thiết Các tác động có thể: Điều chỉnh lại tilt, Azimult Anten, nâng độ cao anten Nếu vùng phủ tồn nằm gần vị trí site, nguyên nhân che chắn nâng độ cao anten để vượt qua vật che chắn Nếu vùng phủ tồn nằm gần site sector điều chỉnh góc Azimult Chú ý trước điều chỉnh Azimult phải kiểm tra vị trí ứng với góc Azimult xem điều chỉnh có bị vùng phủ hay khơng Nếu bị vùng phủ có khả phủ khơng điều chỉnh Azimult Nếu vùng phủ bị có mức thu gần trạm, khơng có vật che chắn nên kiểm tra lại gá anten Kiểm tra lại suy hao BTS (trong trường hợp địa hình khơng bị che chắn gần vị trí trạm) kiểm tra lại gá anten anten lắp sai gá búp sóng anten hướng lên dẫn tới mức thu khu vực chân trạm khoảng cách gần (500-800m) thấp Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san FEE, 08 - 2018 133 Kỹ thuật Điện tử – Thông tin Kiểm tra lại suy hao BTS, feeder, sai CSDL Trong trường hợp vị trí vùng phủ gần trạm, khơng có vật che chắn, nên kiểm tra lại suy hao BTS, Feeder, sai feeder Kiểm tra công suất phát BTS, tăng công suất BTS chưa phát với cơng suất cực đại Nếu bán kính khu vực sóng sóng yếu nhỏ (