HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ 3 (3G)
TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G
Mạng 3G, công nghệ di động thế hệ thứ ba, cho phép truyền tải dữ liệu thoại và phi thoại như tải dữ liệu, gửi email, và hình ảnh Công nghệ này hỗ trợ cả hệ thống chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh, yêu cầu một mạng truy cập vô tuyến hoàn toàn khác biệt so với 2G Điểm mạnh của 3G so với 2G và 2.5G là khả năng truyền nhận dữ liệu, âm thanh và hình ảnh chất lượng cao cho cả thuê bao cố định và di động Với 3G, nhà cung cấp có thể cung cấp dịch vụ đa phương tiện như âm nhạc chất lượng cao, video, truyền hình số, dịch vụ GPS, email, video streaming và các trò chơi cao cấp.
Công nghệ 3G, được công nhận là chuẩn IMT-2000 của Tổ chức Viễn thông Thế giới (ITU), đã trở thành một tiêu chuẩn toàn cầu Tuy nhiên, các nhà sản xuất thiết bị viễn thông lớn đã phát triển bốn chuẩn 3G thương mại chính, phản ánh sự đa dạng trong công nghệ và ứng dụng của mạng di động.
WCDMA là tiêu chuẩn cơ bản của UMTS, sử dụng kỹ thuật CDMA trải phổ dãy trực tiếp, trước đây được gọi là UTRA FDD Tiêu chuẩn này phù hợp với các nhà khai thác dịch vụ di động sử dụng GSM, chủ yếu tại châu Âu và một phần châu Á, bao gồm cả Việt Nam UMTS được tiêu chuẩn hóa bởi tổ chức 3GPP, cơ quan cũng định nghĩa các chuẩn cho GSM, GPRS và EDGE.
CDMA2000 là một chuẩn 3G quan trọng, phát triển từ các chuẩn 2G CDMA và IS-95 Chuẩn này không nằm trong khuôn khổ GSM và được áp dụng chủ yếu tại Mỹ, Nhật Bản và Hàn Quốc CDMA2000 được quản lý bởi 3GPP2, một tổ chức độc lập với 3GPP, và hỗ trợ nhiều công nghệ truyền thông khác.
CDMA2000 bao gồm các công nghệ như 1xRTT, CDMA2000-1xEV-DO và 1xEV-DV, cung cấp tốc độ dữ liệu từ 144 kbit/s đến trên 3 Mbit/s Chuẩn này đã được ITU công nhận, và sự thành công nổi bật nhất của mạng CDMA2000 diễn ra tại KDDI Nhật Bản, dưới thương hiệu AU, với số lượng người dùng vượt trội.
20 triệu thuê bao 3G Kể từ năm 2003, KDDI đã nâng cấp từ mạng CDMA2000-1x lên mạng CDMA2000-1xEV-DO (EV-DO) với tốc độ dữ liệu tới 2.4 Mbit/s Năm
Năm 2006, Australia dự kiến nâng cấp mạng lên tốc độ Mbit/s SK Telecom của Hàn Quốc đã giới thiệu dịch vụ CDMA2000-1x đầu tiên vào năm 2000, tiếp theo là mạng 1xEV-DO vào tháng 2 năm 2002.
TD-CDMA, viết tắt của Time-division CDMA, là một chuẩn công nghệ dựa trên kỹ thuật song công phân chia theo thời gian, trước đây được gọi là UTRA TDD Chuẩn này kết hợp TDMA và CDMA nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ cho truyền thông đa phương tiện, bao gồm cả dữ liệu, âm thanh và hình ảnh Cả TD-CDMA và W-CDMA đều là nền tảng của UMTS, được tiêu chuẩn hóa bởi 3GPP, cho phép cung cấp các kênh tương tự nhau Các giao thức HSDPA/HSUPA cải tiến cũng được phát triển dựa trên chuẩn TD-CDMA.
TD-SCDMA: Chuẩn đƣợc ít biết đến hơn là TD-SCDMA (Time Division
Synchronous Code Division Multiple Access (TD-SCDMA) đang được phát triển tại Trung Quốc bởi các công ty Datang và Siemens như một giải pháp thay thế cho W-CDMA Nó thường bị nhầm lẫn với chuẩn TD-CDMA, nhưng dựa trên nền tảng UMTS-TDD hoặc IMT 2000 Time-Division Khác với TD-CDMA, chuẩn TD-SCDMA phát triển dựa trên giao thức của S-CDMA.
Trong phạm vi Đề tài này, đi sâu nghiên cứu Hệ thống thông tin di động 3G phổ biến UMTS dựa trên công nghệ WCDMA đƣợc chuẩn hoá bởi 3GPP:
1.1.1 Tổng quan mạng 3G UMTS/WCDMA
WCDMA (Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng) là công nghệ đa truy nhập chính được sử dụng trong phần truy cập vô tuyến của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 Công nghệ này mang lại nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm khả năng truyền tải dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả, cải thiện chất lượng cuộc gọi, cũng như khả năng hỗ trợ nhiều người dùng cùng một lúc.
WCDMA, hay hệ thống đa truy nhập phân chia theo mã trải phổ chuỗi trực tiếp (DS-CDMA), là công nghệ cho phép các bit thông tin của người dùng được trải rộng trên một dải tần số lớn Điều này được thực hiện bằng cách nhân các bit dữ liệu với một chuỗi bit giả ngẫu nhiên, còn được gọi là các chip.
Tốc độ chip đƣợc sử dụng cố định là 3,84Mcps dẫn tới độ rộng băng tối thiểu cho một kênh trong WCDMA là 5MHz
WCDMA cho phép thay đổi tốc độ dữ liệu của user theo yêu cầu Tốc độ này thay đổi theo mức khung 10ms
WCDMA hỗ trợ hai cơ chế hoạt động chính là FDD và TDD Cơ chế FDD yêu cầu tối thiểu hai sóng mang, mỗi sóng mang có băng thông 5MHz, với một sóng cho đường lên và một sóng cho đường xuống, do đó, mạng FDD cần ít nhất 10MHz băng tần Trong khi đó, cơ chế TDD cho phép sử dụng chung một sóng mang 5MHz cho cả đường lên và đường xuống nhờ vào việc phân chia theo thời gian, điều này rất phù hợp cho các quốc gia có dải tần 2GHz đã được cấp phát cho nhiều hệ thống khác nhau.
WCDMA cho phép các trạm gốc hoạt động không đồng bộ, không cần tín hiệu đồng hồ từ GPS như các hệ thống CDMA khác như IS-95 Điều này rất phù hợp cho các trạm gốc trong nhà và micro BS, nơi tín hiệu GPS khó thu nhận.
WCDMA áp dụng công nghệ phát hiện phi logic dữ liệu cho cả đường lên và đường xuống dựa trên kênh hoa tiêu chung Công nghệ này, đã được triển khai trong IS-95 ở đường xuống, giờ đây được áp dụng cho cả đường lên trong WCDMA, từ đó nâng cao vùng phủ sóng và dung lượng kênh.
Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động 3G UMTS và tốc độ dữ liệu tương ứng:
Hình 1 1 Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động c) Các loại dịch vụ và lưu lượng được hỗ trợ trong 3G
Thông tin di động 3G cung cấp khả năng truyền dẫn nhanh hơn, thúc đẩy sự phát triển của Internet và lưu lượng thông tin số liệu Để đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) phù hợp với từng loại lưu lượng, QoS trong WCDMA được phân loại theo các tiêu chí nhất định.
- Loại hội thoại (Conversational, rt): Thông tin tương tác yêu cầu trễ nhỏ
- Loại luồng (Streaming, rt): Thông tin một chiều đòi hỏi dịch vụ luồng với trễ nhỏ (Video Streaming, …)
- Loại tương tác (Interactive, nrt): Đòi hỏi trả lời trong một thời gian nhất định và tỷ lệ lỗi thấp (trình duyệt Web, truy nhập server, …)
Nền tảng (Background, nrt) yêu cầu các dịch vụ phải nỗ lực tối đa trên nền cơ sở như email và tải file Bên cạnh đó, nhiễu có ảnh hưởng đáng kể đến hệ thống WCDMA, điều này cần được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình phát triển và tối ưu hóa hệ thống.
CÁC KỸ THUẬT CHÍNH TRONG WCDMA
Hệ thống 3G vượt trội hơn 2G nhờ vào các công nghệ tiên tiến như kỹ thuật trải phổ, chuyển giao và điều khiển công suất Những kỹ thuật này đóng vai trò quan trọng trong việc cải tiến hiệu suất và khả năng truyền tải dữ liệu của hệ thống 3G.
1.2.1 Kỹ thuật trải phổ và giải trải phổ
Trải phổ và giải trải phổ là hai hoạt động cơ bản trong hệ thống DS-CDMA Trong đó, dữ liệu người sử dụng được giả định là chuỗi bit được điều chế bằng phương pháp BPSK với tốc độ nhất định.
R Hoạt động trải phổ chính là nhân mỗi bit dữ liệu người sử dụng với một chuỗi n bit mã, đƣợc gọi là các chip Ở đây, ta lấy n=8 thì hệ số trải phổ là 8, nghĩa là khi thực hiện điều chế trải phổ BPSK thì kết quả tốc độ dữ liệu sẽ là 8xR và có dạng xuất hiện ngẫu nhiên nhƣ là mã trải phổ Việc tăng tốc độ dữ liệu lên 8 lần đáp ứng việc mở rộng (với hệ số là 8) phổ của tín hiệu dữ liệu người sử dụng được trải ra Tín hiệu băng rộng này sẽ đƣợc truyền qua các kênh vô tuyến đến đầu cuối thu [7]
Hình 1 15 Quá trình trải phổ và giải trải phổ
Trong quá trình trải phổ, các chuỗi chip và dữ liệu người sử dụng được nhân từng bit với các chip mã 8 đã được áp dụng trước đó Như hình 1.14 minh họa, tín hiệu người sử dụng ban đầu được khôi phục một cách hoàn toàn.
1.2.2 Kỹ thuật đa truy nhập CDMA
Mạng thông tin di động là hệ thống cho phép nhiều người dùng chia sẻ nguồn tài nguyên vật lý chung để truyền và nhận thông tin Dung lượng đa truy nhập là yếu tố cơ bản của hệ thống này Trong lịch sử, đã có nhiều công nghệ đa truy nhập khác nhau được phát triển, bao gồm TDMA, FDMA và CDMA Sự khác biệt giữa các công nghệ này được minh họa trong hình 1.16.
Hình 1 16 Các công nghệ đa truy nhập
Trong hệ thống CDMA, nhiều tín hiệu người sử dụng được truyền đồng thời trong cùng một băng tần, khiến mỗi tín hiệu trở thành nhiễu cho các tín hiệu khác Do đó, dung lượng hệ thống CDMA phụ thuộc vào mức độ nhiễu và không có giới hạn cố định, nên được gọi là dung lượng mềm.
Hình 1.17 chỉ ra ví dụ làm thế nào 3 người sử dụng có thể truy nhập đồng thời trong hệ thống CDMA
Hình 1 17 Nguyên lý đa truy nhập trải phổ
Tại bên thu, người sử dụng 2 sẽ giải mã tín hiệu thông tin của mình thành tín hiệu băng hẹp, không bị ảnh hưởng bởi tín hiệu của người khác do sự tương quan chéo giữa mã của người sử dụng mong muốn và mã của người khác rất nhỏ Độ lợi xử lý và đặc điểm băng rộng trong quá trình xử lý mang lại nhiều lợi ích cho hệ thống CDMA, như hiệu suất sử dụng phổ cao và dung lượng mềm Tuy nhiên, để đạt được những lợi ích này, cần áp dụng kỹ thuật điều khiển công suất nghiêm ngặt và chuyển giao mềm nhằm tránh ảnh hưởng tín hiệu giữa các người sử dụng.
1.2.3 Điều khiển công suất WCDMA
Hệ thống WCDMA muốn hoạt động tốt đều có yêu cầu rất cao về vấn đề điều khiển công suất Mục đích của điều khiển công suất:
Để khắc phục hiệu ứng gần-xa trên đường lên, vấn đề cốt lõi trong điều khiển công suất là đảm bảo rằng mức công suất mà các UE phát ra tại Node B phải đồng đều Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất mạng và cải thiện chất lượng dịch vụ.
Tối thiểu hoá công suất phát của cả UE và mạng Làm tăng tối đa tuổi thọ pin của đầu cuối di động
Tối ưu hóa dung lượng hệ thống WCDMA có thể đạt được thông qua việc kiểm soát nhiễu Khi giảm công suất từ tất cả người dùng, hệ thống sẽ giảm thiểu nhiễu và từ đó tăng cường dung lượng truyền tải.
Hình 1 18 Mô tả hiện tượng “gần – xa”
WCDMA sử dụng các phương pháp điều khiển công suất sau:
Điều khiển công suất vòng hở (OLPC) được áp dụng khi thiết bị người dùng (UE) lần đầu truy cập vào hệ thống Tại thời điểm này, UE ước lượng mức công suất tối thiểu cần thiết để nhận tín hiệu từ mạng mà không có phản hồi, cho phép UE tự điều chỉnh công suất Phương pháp này dựa trên các tính toán về tổn hao đường truyền và tỷ số tín hiệu trên nhiễu.
Trong thủ tục truy cập ngẫu nhiên, UE thiết lập công suất phát tiền tố đầu tiên:
Preamble_Initial_power = CPICH_Tx_power–CPICH_RSCP
+ UL_interference+UL_required_CI
CPICH_Tx_Power–CPICH_RSCP: là ước tính suy hao đường truyền từ Node B đến UE
CPICH_Tx_power: là công suất phát của P_CPICH
CPICH_RSCP: là công suất P_CPICH thu tại UE
UL_interference (gọi là tổng công suất thu băng rộng): đƣợc đo tại NodeB và đƣợc phát quảng bá trên BCH
UL_required_CI: là hằng số tương ứng với tỷ số tín hiệu trên nhiễu được thiết lập trong quá trình quy hoạch mạng vô tuyến
Nhược điểm của phương pháp này là điều kiện truyền sóng của đường xuống khác với đường lên nhất là fading nhanh nên sẽ thiếu chính xác
Hình 1 20 Các cơ chế điều khiển công suất trong W-CDMA
1.2.3.2 Điều khiển công suất vòng lặp đóng (CLPC) Đƣợc thực hiện khi MS đã kết nối với hệ thống Nó thực hiện điều khiển công suất phát trên cả đường lên và đường xuống CLPC dựa trên ba bước cơ bản đó là thực hiện việc truyền dẫn, đo lường ở phía thu và có phản hồi được cung cấp cho phía phát để xem có nên tăng hay giảm công suất hay không [7] Điều khiển công suất vòng kín gồm có hai phần:
- Điều khiển công suất nhanh vòng trong tốc độ 1500Hz
Điều khiển công suất chậm vòng ngoài hoạt động trong dải tần 10-100Hz, được thiết lập trên RNC và UE, nhằm đánh giá chất lượng đường truyền qua FER hoặc BER để xác định tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SIR) đích cho điều khiển công suất vòng trong, từ đó duy trì QoS dịch vụ Mỗi khung số liệu của người sử dụng sẽ có chỉ thị chất lượng khung là CRC, và việc kiểm tra chỉ thị này sẽ thông báo cho RNC về sự giảm chất lượng, dẫn đến lệnh tăng SIR đích cho NodeB Ngược lại, điều khiển công suất vòng trong diễn ra nhanh chóng, ước lượng SIR được tính toán sau mỗi khe thời gian khi hoa tiêu của DPCCH xuất hiện Vòng lặp trong sẽ so sánh SIR ước lượng với SIR đích và điều chỉnh công suất phát tương ứng, với tần suất 1500 lần/s để bù trừ cho các điều kiện fading thay đổi nhanh Điều này không chỉ giúp PC đường lên vượt qua hiệu ứng near-far và tiết kiệm công suất UE mà còn tiết kiệm công suất cho NodeB và giảm nhiễu cho các NodeB khác.
Hình 1 21 Thủ tục điều khiển công suất vòng trong và vòng ngoài
1.2.4 Chuyển giao và lựa chọn lại Cell trong WCDMA
1.2.4.1 Chuyển giao và lựa chọn lại cell
Chuyển giao: là quá trình bổ sung hoặc loại bỏ đi các liên kết với các cell mà
UE liên lạc qua một kênh riêng biệt và hỗ trợ quá trình chuyển giao bằng cách đo cường độ tín hiệu của các cell lân cận Thông tin này được báo cáo về UTRAN, nơi sẽ quyết định thời điểm thực hiện chuyển giao.
Lựa chọn lại cell là quá trình mà thiết bị người dùng (UE) tự động chọn một cell mới khi đang ở chế độ rỗi (Idle) mà không cần sự can thiệp từ UTRAN Tuy nhiên, UTRAN cung cấp các tham số qua các bản tin thông tin hệ thống, ảnh hưởng đến quyết định lựa chọn lại cell của UE.
1.2.4.2 Các loại chuyển giao và lựa chọn lại cell
Chuyển giao cùng tần số xảy ra giữa các cell sử dụng tần số vô tuyến giống nhau, cho phép UE đo lường cường độ tín hiệu từ các cell khác mà không làm gián đoạn kết nối với cell hiện tại Quá trình chuyển giao này có thể được thực hiện theo hai hình thức: chuyển giao mềm và chuyển giao mềm hơn.
TỔNG QUAN TỐI ƯU MẠNG 3G
KHÁI QUÁT VỀ KPI MẠNG 3G
KPI (Chỉ số Hiệu suất Chính) là các chỉ số quan trọng thể hiện chất lượng mạng, giúp đánh giá mạng tốt hay xấu Phân tích và đánh giá các chỉ số KPI là cần thiết để đưa ra quyết định nhằm nâng cao chất lượng mạng Sử dụng KPI cho phép các nhà vận hành theo dõi trạng thái và chất lượng dịch vụ mạng một cách toàn diện, đảm bảo đáp ứng các thỏa thuận với khách hàng.
KPI cần được xác định một cách rõ ràng và dễ dàng đo lường Việc so sánh các KPI đòi hỏi phải có định nghĩa chính xác, đặc biệt là các chỉ tiêu lọc để lựa chọn đầu vào, các mức thỏa thuận và các mối liên hệ về tham số.
Các định nghĩa và các phương án đo kiểm thường không thay đổi và được xây dựng cho mục tiêu dài hạn
Hiện nay, các KPI chưa được chuẩn hóa giữa các nhà cung cấp, dẫn đến việc định nghĩa và cách tính toán một KPI cụ thể có thể khác nhau giữa các vendor.
Để nâng cao chất lượng mạng, việc phân tích chi tiết các KPI cho từng dịch vụ, từng phần tử mạng và từng loại thuê bao là rất quan trọng Điều này giúp đánh giá toàn diện chất lượng mạng, từ đó đưa ra các giải pháp cải thiện hiệu quả hơn.
KPIs Target là thước đo chất lượng phản ánh mong muốn của nhà điều hành về hiệu suất mạng Mục tiêu tối ưu hóa mạng là đạt được các KPI này, do đó, việc cập nhật liên tục các KPI target là cần thiết để bắt kịp công nghệ và dịch vụ mới, đồng thời đảm bảo sự hài lòng của khách hàng với dịch vụ mà nhà mạng cung cấp.
2.1.2 Mục đích sử dụng KPI
Mục đích chính của việc sử dụng KPI là để đo lường chất lượng dịch vụ mạng một cách đồng bộ Bằng cách kiểm soát sự thay đổi của các KPI, chúng ta có thể nhanh chóng xác định các vấn đề phát sinh trong mạng.
Kiểm tra các KPI cho mạng là một phần quan trọng trong công việc quản lý chất lượng mạng hàng ngày Quá trình này cung cấp cho các nhà vận hành thông tin cần thiết về hiệu suất hoạt động của mạng, giúp họ đánh giá cách mà mạng thực hiện các chức năng của mình.
Mạng có đáp ứng đầy đủ các yêu cầu chất lƣợng không?
Chất lƣợng mạng có thay đổi không? Tốt lên hay tồi đi?
Khu vực nào có vấn đề?
Những loại vấn đề nào mạng đã gặp phải?
2.1.3 Khi nào thì sử dụng KPI
Sử dụng khi quy hoạch mạng: để xây dựng chỉ tiêu tần số vô tuyến
Khi triển khai mạng và tối ƣu ban đầu:
Tập trung vào tối ƣu mục tiêu tần số vô tuyến
KPI dịch vụ có thể đƣợc thu thập để đánh giá tác động của sự cải thiện tần số vô tuyến trên chất lƣợng dịch vụ
KPI dịch vụ cần phải đƣợc xem sét sau khi mục tiêu tối ƣu tần số vô tuyến đƣợc hoàn thành
Sử dụng các mục tiêu cao hơn và tải mô phỏng trong mạng
Hệ thống KPI không thể được thu thập vì số lượng người sử dụng ban đầu chưa đủ để đánh giá chi tiết lưu lượng truy cập
Sử dụng khi tối ưu mạng và thương mại hóa: tập trung vào tối ưu KPI dịch vụ
2.1.4 Phân loại các lớp KPI
2.1.4.1 Phân loại theo nhóm chất lượng dịch vụ
Theo ITU-T E800, các KPI dịch vụ đƣợc chia thành 4 nhóm sau [8]:
Nhóm KPI về lưu lượng (Traffic)
Nhóm KPI về khả năng truy cập dịch vụ (Accessibility)
Nhóm KPI về khả năng duy trì dịch vụ (Retainability)
Nhóm KPI về tính di động (Mobility)
Nhóm KPI về lưu lượng mạng phản ánh chất lượng và sự biến đổi của lưu lượng theo thời gian, đồng thời cho thấy sự phân bố theo khu vực Những KPI này được sử dụng để quản lý tài nguyên và tải trọng của các cell tại các khu vực điểm nóng cũng như toàn bộ mạng Đây là cơ sở quan trọng để phân tích và đánh giá, hỗ trợ cho việc phát triển lưu lượng mạng hiệu quả.
Nhóm KPI về khả năng truy cập dịch vụ phản ánh mức độ sẵn sàng cung cấp dịch vụ cho khách hàng Cụ thể, các nhà mạng cần theo dõi tỷ lệ thành công trong việc thiết lập các dịch vụ mà khách hàng yêu cầu để đảm bảo sự hài lòng và trải nghiệm tốt nhất cho người dùng.
Nhóm KPI khả năng duy trì dịch vụ đánh giá khả năng duy trì sự thông suốt của dịch vụ trong các điều kiện khác nhau trong một khoảng thời gian nhất định Một ví dụ điển hình là các nhà vận hành cần theo dõi tỷ lệ rớt cuộc gọi (CDR) để đảm bảo chất lượng dịch vụ.
Nhóm KPI tính di động phản ánh khả năng cung cấp dịch vụ liên tục mà không bị ảnh hưởng bởi trạng thái của thuê bao Một ví dụ điển hình là các nhà điều hành mạng cần theo dõi tỷ lệ chuyển giao thành công để đảm bảo chất lượng dịch vụ.
Hình 2 1 Phân loại các lớp KPI 2.1.4.2 Phân loại theo đối tượng đo lường
Theo loại này, các KPI đƣợc chia thành 2 nhóm: KPI mức nhóm cell và KPI mức cell [8]
Nhóm KPI mức nhóm cell: đƣợc sử dụng để giám sát trạng thái vận hành và chất lƣợng trên một khu vực, hoặc toàn mạng
Nhóm KPI mức cell: đƣợc sử dụng để giám sát trạng thái vận hàng và chất lƣợng mạng của mỗi cell trong mạng
2.1.5 Các nguồn để lấy dữ liệu phục vụ tính toán KPI
Các nguồn đƣợc sử dụng để theo dõi chất lƣợng mạng nhƣ sau:
Thông tin từ các bộ đếm (counter) thống kê trên các phần tử mạng
Các bản ghi lưu lượng chi tiết (ví dụ: UETR, CTR, GPEH)
Dữ liệu từ Driving Test
Dữ liệu phản ánh của khách hàng
2.2 CÁC CÔNG CỤ SỬ DỤNG ĐỂ TỐI ƢU MẠNG 3G
Trong luận văn này, hai nguồn dữ liệu chính được sử dụng để tối ưu hóa và nâng cao chất lượng mạng bao gồm các bộ đếm thống kê trên các phần tử mạng và dữ liệu đo kiểm Driving Test Thông tin từ các bộ đếm sẽ là cơ sở để phân tích và cải thiện hiệu suất mạng.
CÁC CÔNG CỤ SỬ DỤNG ĐỂ TỐI ƢU MẠNG 3G
Thống kê các phần tử mạng và thực hiện tiền phân tích để xác định vấn đề, sau đó tiến hành đo kiểm Driving Test thực tế nhằm kiểm tra lại các vấn đề đã phát hiện Kết hợp sử dụng công cụ Actix để phân tích sâu, từ đó đưa ra nguyên nhân và cuối cùng đề xuất giải pháp nhằm nâng cao chất lượng mạng và chất lượng dịch vụ.
2.2.1 Dữ liệu từ các bộ đếm (counter) thống kê trên các phần tử mạng
Thông tin về quản lý chất lượng mạng chủ yếu có sẵn tại mạng lõi (CN) và mạng truy cập vô tuyến UTRAN Tuy nhiên, có những thông tin không được cung cấp từ mạng, mà thường xuyên được đánh giá dựa trên các dữ liệu khác thu thập từ các phần tử mạng.
Hình 2 2 Vị trí đặt các counter
Các counter được lắp đặt tại các phần tử mạng như Radio Network Controller (RNC), Radio Base Station (RBS) và Radio Access Network Aggregator (RANAG) Dữ liệu thống kê từ các phần tử này được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của OSS (Operation Support System), một công cụ thiết yếu cho việc vận hành, phân tích và báo cáo dữ liệu.
2.2.2 Driving test bằng TEMS Investigation
Việc thu thập dữ liệu là rất quan trọng, đặc biệt khi các cơ sở dữ liệu được xây dựng từ các kết nối đang hoạt động Nếu số thuê bao hiện có hoặc dung lượng mạng thấp, mẫu dữ liệu sẽ quá nhỏ để phục vụ cho phân tích thống kê Để đánh giá chính xác hơn các vấn đề, cần tiến hành đo đạc thực địa thông qua quá trình Driving Test.
Kiểm tra lái xe là bước quan trọng trong quá trình tối ưu hóa mạng, sử dụng các thiết bị như bản đồ, laptop với phần mềm TEMS Investigation 10.0.5 và bộ công cụ TEMS bao gồm máy TEMS 10.0.5, GPS và dongle Công cụ mạnh mẽ này do ASCOM cung cấp giúp xác định vùng phủ sóng của một hoặc nhiều cell, đánh giá chất lượng cuộc gọi của cell phục vụ và phát hiện những thiếu sót trong khai báo neighbor cũng như tần số.
Sử dụng bài đo Idle để kiểm tra vùng phủ và phát hiện lỗi, thực hiện kết nối MS ở chế độ Idle và đo theo route đi qua tất cả các cell trong Cluster Phương pháp này giúp phát hiện các vấn đề về vùng phủ, lỗi lắp đặt như sai feeder, và lỗi khai báo tham số Sau khi ghi nhận toàn bộ lỗi phát hiện, tiến hành xử lý và so sánh với kết quả sau tối ưu.
Mô tả Driving Test bằng ô tô là phương pháp phổ biến để đánh giá chất lượng mạng trong một khu vực nhất định Phương pháp này thông qua việc phân tích vùng phủ, dung lượng, trạng thái mạng và khả năng duy trì dịch vụ Ngoài ra, Driving Test còn giúp giải thích các vấn đề liên quan đến hiệu suất mạng.
56 cấp khác đã khuyến nghị cho kỹ sư thực hiện các hành động khắc phục vấn đề mà mạng gặp phải Tuy nhiên, phương án Driving Test lại tiêu tốn nhiều nhân lực, thiết bị và có chi phí cao.
Công cụ phục vụ Driving Test bằng TEMS Investigation gồm [9]: a) Công cụ, dụng cụ
- Laptop cài đặt sẵn TEMS Investigation 10.0.5
- Máy TEMS Pocket cài đặt TEMS software
Hình 2 4 Giao diện sử dụng của TEMS Investigation
2.2.3 Phần mềm phân tích Actix
Actix là phần mềm phân tích hàng đầu thế giới, được phát triển bởi tổ chức Actix với 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tối ưu mạng không dây Phần mềm này giúp các nhà cung cấp mạng tối ưu hóa dịch vụ, gần gũi hơn với cảm nhận của người dùng và giảm thiểu chi phí vận hành mạng Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng, các nhà điều hành mạng di động cần tối ưu hiệu suất của RAN (Radio Access Network), phần tử quan trọng nhất trong mạng Actix cung cấp giải pháp thông minh, tự động giúp các nhà mạng cải thiện hoạt động của hệ thống và quản lý tình trạng mạng hiệu quả.
Đƣợc sử dụng bởi khoảng 12000 kỹ sƣ từ 238 operators lớn bao gồm Verizon, O2, AT&T, Telstra và T-Mobile
Sử dụng nền tảng thời gian thực, có cơ chế tự động chuẩn đoán, đƣa ra các thuật toán giảm thiểu chi phí vận hành
Là một trong những phần mềm hàng đầu cho các operator tự tối ƣu mạng 2G, 3G và 4G
Actix là một bộ các module đa chức năng giúp tối ưu hóa mạng, hỗ trợ nhiều công nghệ truy cập mạng vô tuyến như GSM, UMTS, LTE và CDMA Tất cả các module hoạt động trên một nền tảng phần mềm chung, liên kết với nhau qua cùng một giao diện công cụ, cho phép thực hiện tác vụ trong một module trong khi vẫn có thể mở các cửa sổ của module khác.
Hình 2 5 Các module của phần mềm Actix 2.2.3.2 Các Module a) Analyser classic
Phân tích đầy đủ các logfile của tất cả công nghệ là một công cụ quan trọng, đặc biệt cho các kỹ sư có kinh nghiệm tối ưu hóa Module này cho phép tùy biến nhiều thông số và loại cửa sổ, mang lại môi trường linh hoạt cho việc tối ưu hóa hiệu suất.
Flatform chung Các module riêng biệt
Module này cung cấp nhiều thông số cho phép người dùng tùy chọn trong quá trình phân tích Kỹ sư có kinh nghiệm sẽ tự mở các cửa sổ cần thiết nhằm tối ưu hóa hệ thống.
Phân tích dữ liệu từ các bài kiểm tra lái xe cho các công nghệ truy cập như UMTS, GSM, EDGE và CDMA là cần thiết để xử lý lượng dữ liệu lớn và đánh giá các lỗi phát sinh trong quá trình kiểm tra.
Actix Trouble Shooter là công cụ tự động hóa quy trình phân tích, nghiên cứu và báo cáo lỗi cho các công nghệ HSDPA, UMTS, GSM và EDGE, phù hợp với khối lượng dữ liệu lớn Người dùng bắt đầu bằng cách tạo một dự án mới, sau đó thực hiện từng bước để phân tích và báo cáo dữ liệu một cách hiệu quả.
Hình 2 8 Actix Spotlight d) Unify End to End Troubleshooting
Chức năng tự động liên kết dữ liệu từ nhiều giao diện khác nhau như Iub, Iu và Uu giúp xuất dữ liệu đầy đủ cho nghiên cứu sâu hơn nhằm xác định nguyên nhân gốc rễ Hiện tại, chức năng này chỉ áp dụng cho mạng UMTS.