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

- luận văn thạc sĩ khoa học nghiên cứu, xây dựng các chỉ tiêu và bài đo đánh giá chất l−ợng mạng truy nhập wcdma của hệ thống 3g ngành : điện tử viễn thông .3898 Nghiêm thanh huyền Ng−ời h−ớng dẫn khoa học : PGS.TS Phạm minh việt Hà Nội - 2009 Lời cam đoan Tụi xin cam đoan luận văn “Nghiờn cứu, xõy dựng cỏc chỉ tiờu và bài đo đỏnh giỏ chất lượng mạng truy nhập W-CDMA của hệ thống 3G” là cụng trỡnh nghiờn cứu của riờng tụi, khụng sao chộp từ bất cứ tài liệu nào.
- CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ đầy đủ Giải nghĩa AAL2 ATM adaptation layer type 2 Lớp thớch ứng ATM kiểu 2 Abis interface between BSC and BTS in GSM networks Giao diện giữa BSC và BTS trong mạng GSM ALCAP access link control application part Phần ứng dụng điều khiển liờn kết truy nhập AM acknowledge mode in RLC Chế độ bỏo nhận trong RLC AMR adaptive multi rate Đa tốc độ thớch ứng BCH broadcast channel Kờnh quảng bỏ BLER Block Error Rate Tỷ lệ lỗi khối BSC base station controller Khối điều khiển trạm gốc BSS base station subsystem Phõn hệ trạm gốc BSSMAP base station subsystem management application part Phần ứng dụng quản lý phõn hệ trạm gốc CCPCH common control physical channel Kờnh vật lý điều khiển chung CPICH common pilot channel Kờnh hoa tiờu chung CRC cyclic redundancy check Kiểm dư vũng CS circuit switched Chuyển mạch kờnh DCCH dedicated control channel Kờnh điều khiển chuyờn dụng DCH dedicated channel Kờnh dành riờng DPCH dedicated physical channel Kờnh vật lý dành riờng DRNC drift radio network controller Drift-RNC DSCH downlink shared channel Kờnh chia sẻ đường xuống DTAP direct transfer application part Phần ứng dụng truyền tải trực tiếp DTCH dedicated traffic channel Kờnh lưu lượng dành riờng EDGE enhanced data rates for GSM evolution EDGE là cụng nghệ được sử dụng làm tiền đề để tiến lờn cụng nghệ 3G FACH forward access channel Kờnh truy nhập đường xuống FDD frequency division duplex Song cụng chia theo tần số FP frame protocol Giao thức khung FTP file transfer protocol Giao thức truyền tải tập tin Gb GPRS interface between SGSN and GSM BSS Giao diện giữa SGSN và hệ thống trạm gốc GSM GERAN GSM/EDGE radio access network Mạng truy nhập vụ tuyến GSM/EDGE GGSN gateway GPRS support node Nỳt định tuyến GPRS GMSC gateway MSC Tổng đài vụ tuyến cổng GSM Global System for Mobile Communication Hệ thống thụng tin di động toàn cầu HLR home location register Bộ ghi định vị thường trỳ HO handover Chuyển giao HSDPA high speed downlink packet access Truy cập gúi đường xuống tốc độ cao HS-DSCH high speed downlink shared channel Kờnh chia sẻ đường xuống tốc độ cao IFHO inter-frequency (hard) handover Chuyển giao (cứng) giữa cỏc tần số InFHHO intra-frequency hard handover Chuyển giao cứng trong tần số IP Internet protocol Giao thức internet ITU International Telecommunication Union Liờn minh viễn thụng 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 mụi trường MMS multimedia messaging service Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện MOC mobile originated call Cuộc gọi đi MSC mobile switching centre Trung tõm chuyển mạch di động MTC mobile terminated call Cuộc gọi đến NAS non access stratum Tập hợp cỏc giao thức khụng liờn 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 tõm khai thỏc và bảo dưỡng P-CCPCH primary common control physical channel Kờnh vật lý điều khiển chung sơ cấp PCH paging channel Kờnh tỡm gọi PDP packet data protocol (e.g.
- PPP, IP, X.25) Giao thức dữ liệu gúi PDU packet data unit Khối dữ liệu gúi PLMN public land mobile network Mạng di động mặt đất cụng cộng PM performance Management Quản lý chất lượng PS packet switched Chuyển mạch gúi PSC primary scrambling code Mó sơ cấp QE quality estimate Đỏnh giỏ chất lượng QoS quality of service Chất lượng dịch vụ RAB radio access bearer Kờnh mang truy nhập vụ tuyến RACH random access channel Kờnh truy nhập ngẫu nhiờn RANAP radio access network application part Phần ứng dụng mạng truy nhập vụ tuyến RAT radio access technology Cụng nghệ truy nhập vụ tuyến RB radio bearer Phần tử mang vụ tuyến RF radio frequency Tần số vụ tuyến RLC radio link control Điều khiển liờn kết vụ tuyến RNC radio network controller Bộ điều khiển mạng vụ tuyến RNS radio network subsystem Phõn hệ mạng vụ tuyến RNSAP radio network subsystem application part Phần ứng dụng phõn hệ mạng vụ tuyến RNTI radio network temporary identity Nhận thực tạm thời mạng vụ tuyến RRC radio resource control Điều khiển tài nguyờn vụ tuyến RSCP received signal code power Cụng suất mó tớn hiệu thu SCCP signalling connection control part Phần điều khiển kết nối bỏo hiệu S-CCPCH secondary common control physical channel Kờnh vật lý điều khiển chung thứ cấp SDU service data unit Khối dữ liệu dịch vụ SGSN serving GPRS support node Nỳt hỗ trợ dịch vụ GPRS SIR signal-to-interference ratio Tỷ số tớn hiệu trờn nhiễu SRB signalling radio bearer Phần tử vụ tuyến bỏo 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 cụng chia theo thời gian TDMA time division multiple access Đa truy nhập phõn chia theo thời gian TPC transmission power control Điều khiển cụng suất phỏt Tx transmission Truyền dẫn uARFCN UMTS absolute radio frequency channel number Kờnh tần số tuyệt đối UMTS UE user equipment Thiết bị người sử dụng UMTS Universal Mobile Hệ thống viễn thụng di động toàn cầu Telecommunication System USIM UMTS subscriber identity module Module nhận dạng thuờ bao UMTS UTRAN UMTS terrestrial radio access network Mạng truy nhập vụ tuyến mặt đất UMTS Uu UMTS air interface Giao diện trong UMTS VLR visitor location register Bộ ghi định vị tạm trỳ WCDMA, W-CDMA wideband code division multiple access Đa truy nhập phõn mó băng rộng MỤC LỤC LỜI NểI ĐẦU.
- Cấu trỳc giao diện trong mạng truy nhập vụ tuyến UTRAN .
- Cỏc tiờu chuẩn về chất lượng mạng và chất lượng dịch vụ .
- Một số cỏc cụng bố về chất lượng mạng .
- XÂY DỰNG BỘ THAM SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG TRUY NHẬP Vễ TUYẾN WCDMA.
- Nghiờn cứu, phõn tớch cỏc tham số KPI và cỏc vấn đề liờn quan đến đo kiểm trong mạng 3G WCDMA .
- Tham số tỷ lệ lỗi khối BLER .
- Chuyển giao mềm .
- Chuyển giao cứng giữa cỏc tần số .
- Chuyển giao cứng trong mạng lừi .
- Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành cụng Xõy dựng bộ chỉ tiờu đỏnh giỏ chất lượng mạng phõn hệ vụ tuyến Cỏc tham số vựng phủ súng Cỏc tham số miền CS (chuyển mạch kờnh Cỏc tham số miền PS (chuyển mạch gúi Tổng hợp bộ chỉ tiờu và mức ngưỡng đỏnh giỏ chất lượng mạng truy nhập vụ tuyến WCDMA CHƯƠNG 4.
- Giới thiệu cỏc phương phỏp đo .
- Phương phỏp đo driving test .
- Phương phỏp đo thống kờ tại OMC .
- Cỏc chỉ tiờu đo bằng phương phỏp đo driving test .
- Cỏc chỉ tiờu đo bằng phương phỏp thống kờ tại OMC .
- Mụ hỡnh hệ thống WCMDA Hỡnh 2-2.
- Cấu trỳc mạng truy nhập vụ tuyến UTRAN Hỡnh 2-3.
- Cấu trỳc bờn trong mạng truy nhập vụ tuyến UTRAN Hỡnh 3-1.
- Cỏc khối truyền tải UL sử dụng để tớnh UL BER Hỡnh 3-3.
- Phõn bổ DL BLER giỏm sỏt trong một cuộc gọi đơn Hỡnh 3-5.
- Bỏo cỏo đo RRC bao gồm bỏo cỏo DL BLER cho một cuộc gọi thoại Hỡnh 3-6.
- Yờu cầu cập nhật active set RRC để xúa liờn kết vụ tuyến chuyển giao mềm ....40 Hỡnh 3-9.
- Tổng hợp cỏc sự kiện giao thức chuyển giao mềm Hỡnh 3-10.
- Thủ tục chuyển giao mềm Intra-RNC Hỡnh 3-11.
- Sơ đồ tổng quỏt cỏc sự kiện giao thức – chuyển giao RNC trung gian Hỡnh 3-12.
- Bước 1 của chuyển giao Inter-frequency Hỡnh 3-13.
- Bước 2 của chuyển giao Inter-frequency Hỡnh 3-14.
- Bước 3 của chuyển giao Inter-frequency Hỡnh 3-15.
- Bản tin đỏp ứng yờu cầu thiết lập kờnh vụ tuyến RNSAP Hỡnh 3-16.
- Thủ tục chuyển giao cựng tần số và định vị lại Hỡnh 3-17.
- Cỏc bước chuyển giao giữa 2G và 3G Hỡnh 3-18.
- Thủ tục thiết lập kết nối RRC Hỡnh 3-20.
- Trường hợp UE khụng trả lời bản tin thiết lập kết nối RRC Hỡnh 3-21.
- Thiết lập kờnh mang vụ tuyến RRC thành cụng và thất bại Hỡnh 3-22.
- Thủ tục thiết lập kờnh mang vụ tuyến RANAP Hỡnh 3-23.
- Vớ dụ phõn tớch bản tin yờu cầu thiết lập kờnh mang vụ tuyến RANAP Hỡnh 3-24.
- Vớ dụ về bản tin thiết lập thành cụng kờnh mang vụ tuyến RANAP Hỡnh 3-25.
- Lỗi thiết lập kờnh mang vụ tuyến RANAP Hỡnh 3-26.
- Yờu cầu giải phúng kờnh mang vụ tuyến RANAP Hỡnh 3-27.
- Kịch bản cuộc gọi rơi từ phớa UTRAN Hỡnh 3-28.
- Cuộc gọi đa miền cú RAB đơn bị rơi Hỡnh 3-30.
- Cuộc gọi multi-RAB đa miền cú CS RAB bị rơi do phớa mạng lừi Hỡnh 3-31.
- Cỏc bộ đếm cần thiết để tớnh tỷ lệ cuộc gọi rơi Hỡnh 3-32.
- Sơ đồ khối thiết lập cuộc gọi Hỡnh 3-37.
- Lưu đồ thiết lập cuộc gọi miền chuyển mạch kờnh Hỡnh 3-38.
- Lưu đồ cuộc gọi chuyển giao interRAT Hỡnh 3-39.
- Lưu đồ thiết lập cuộc gọi chuyển mạch gúi (PS MỤC LỤC BẢNG Bảng 2-1.
- Cỏc tham số tỉ lệ KPI đo kiểm tra theo T-Mobile Bảng 2-2.
- Cỏc tham số KPI yờu cầu bắt buộc Bảng 2-3.
- Cỏc tham số chỉ tiờu về chất lượng mạng Bảng 2-4.
- Kết quả chất lượng cuộc gọi thoại GSM ở khu đụng đỳc nội thị Bảng 2-5.
- Kết quả chất lượng cuộc gọi video UMTS ở khu đụng đỳc nội thị Bảng 2-6.
- Kết quả chất lượng mạng đối với cuộc thoại GSM ở tuyến đường chớnh Bảng 2-7.
- Kết quả chất lượng mạng đối với video telephony UMTS tuyến đường chớnh..26 Bảng 3-1.
- Cỏc trường hợp cuộc gọi bị rớt mạng Bảng 3-3.
- Cỏc nguyờn nhõn thiết lập RRC LỜI NểI ĐẦU Ngày nay, hệ thống 3G được nhỡn nhận như là một thế mạnh nõng cao tớnh cạnh tranh và mở rộng mạng của khụng chỉ cỏc nhà khai thỏc mạng mà cũn cả cỏc nhà cung cấp dịch vụ.
- Ngoài cỏc dịch vụ thoại truyền thống, hệ thống thụng tin di động thế hệ thứ 3 cho phộp cỏc nhà khai thỏc mạng cung cấp rất nhiều loại hỡnh dịch vụ mới cho thuờ bao như dịch vụ dữ liệu đa truy nhập tốc độ cao, yờu cầu thời gian thực, tốc độ truyền dẫn lớn (video, packet, internet.
- Việc phỏt triển của thị trường mạng khụng dõy và sự cạnh tranh khốc liệt giữa cỏc nhà khai thỏc mạng di động đó đem lại cho khỏch hàng những lợi ớch to lớn về chất lượng dịch vụ khụng chỉ ở khớa cạnh thương mại mà cũn ở khớa cạnh người tiờu dựng.
- Sự hài lũng của khỏch hàng là chỡa khúa tạo nờn giỏ trị, vỡ vậy đũi hỏi cỏc nhà khai thỏc phải cú chiến lược tối ưu nhằm giỏm sỏt và quản lý mạng hiệu quả để cú thể cung cấp cho khỏch hàng cỏc dịch vụ cú chất lượng tốt nhất.
- Xuất phỏt từ nhu cầu thực tiễn, em đó lựa chọn đề tài “Nghiờn cứu, xõy dựng cỏc chỉ tiờu và bài đo đỏnh giỏ chất lượng mạng truy nhập W-CDMA của hệ thống 3G” làm đề tài tốt nghiệp cao học.
- 2 TểM TẮT NỘI DUNG Mục tiờu của luận văn là xõy dựng bộ chỉ tiờu và bài đo đỏnh giỏ chất lượng mạng nhằm phục vụ cụng tỏc quản lý mạng lưới, đo kiểm, phỏt hiện sự cố, nõng cao chất lượng mạng cho mạng thụng tin di động 3G W-CDMA.
- Giới thiệu tổng quan về hệ thống mạng 3G sử dụng cụng nghệ truy nhập vụ tuyến WCDMA − Phõn tớch cỏc tiờu chuẩn liờn quan đến chất lượng mạng và chất lượng dịch vụ của hệ thống 3G WCDMA.
- Cập nhật tỡnh hỡnh triển khai và xem xột cỏc cụng bố về chất lượng mạng của cỏc nhà khai thỏc đó cú hệ thống WCDMA.
- Nghiờn cứu, xõy dựng bộ chỉ tiờu đỏnh giỏ chất lượng mạng truy nhập vụ tuyến 3G-WCDMA.
- Tổng quan về bộ chỉ tiờu chất lượng then chốt (KPI.
- Xõy dựng bộ chỉ tiờu đỏnh giỏ chất lượng mạng truy nhập vụ tuyến WCDMA − Nghiờn cứu phương phỏp và đưa ra bài đo đỏnh giỏ chất lượng mạng truy nhập vụ tuyến 3G WCDMA.
- Giới thiệu 3G (third-generation technology) là cụng nghệ truyền thụng thế hệ thứ ba, nú cung cấp cỏc dịch vụ thoại truyền thống (voice calls), điện thoại truyền hỡnh ảnh (video calls) và cỏc dịch vụ dữ liệu tốc độ cao, yờu cầu thời gian thực, trong mụi trường vụ tuyến di động.
- Cỏc dịch vụ dữ liệu 3G thụng dụng bao gồm: chụp và gửi ảnh kỹ thuật số nhờ điện thoại mỏy ảnh.
- và nhắn tin dạng chữ với chất lượng cao.
- Cỏc thiết bị hỗ trợ 3G cho phộp download và xem phim từ cỏc chương trỡnh TV, kiểm tra tài khoản ngõn hàng, thanh toỏn húa đơn điện thoại qua mạng, gửi bưu thiếp kỹ thuật số, dịch vụ mobile positioning… Cụng nghệ 3G được nhắc đến như là một chuẩn IMT-2000 của Tổ chức Viễn thụng Thế giới (ITU).
- UMTS (W-CDMA) UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), dựa trờn cụng nghệ truy cập vụ tuyến W-CDMA, là giải phỏp núi chung thớch hợp với cỏc nhà khai thỏc dịch vụ di động sử dụng GSM, tập trung chủ yếu ở chõu Âu và một phần chõu Á (trong đú cú Việt Nam).
- CDMA 2000 Một chuẩn 3G quan trọng khỏc là CDMA2000, là thế hệ kế tiếp của cỏc chuẩn 2G CDMA và IS-95.
- Cú nhiều cụng nghệ truyền thụng 5 khỏc nhau được sử dụng trong CDMA2000 bao gồm 1xRTT, CDMA2000-1xEV-DO và 1xEV-DV.
- CDMA 2000 cung cấp tốc độ dữ liệu từ 144 kbit/s tới trờn 3 Mbit/s.
- Wideband CDMA Hỗ trợ tốc độ giữa 384 kbit/s và 2 Mbit/s.
- Khi giao thức này được dựng trong một mạng diện rộng WAN, tốc độ tối đa là 384 kbit/s.
- Khi nú dựng trong một mạng cục bộ LAN, tốc độ tối đa là 1,8 Mbit/s.
- Theo hiệp hội cỏc nhà cung cấp di động toàn cầu (GSA) thỡ tớnh đến thỏng 07/2008 đó cú 228 nhà khai thỏc thương mại của 94 quốc gia trờn thế giới triển khai hệ thống 3G theo cụng nghệ WCDMA, năm 2006 được coi là năm của điện thoại 3G và theo dự bỏo của cỏc chuyờn gia thỡ đến năm 2010 số lượng thuờ bao 3G cú thể đạt con số 1 tỷ trờn toàn thế giới.
- Trong bối cảnh như vậy, cỏc yếu tố cú tỏc động mạnh mẽ và quan trọng nhất đến việc thu hỳt khỏch hàng sử dụng dịch vụ 3G của cỏc doanh nghiệp này chớnh là: vựng phủ súng, thời gian triển khai, sự đa dạng của cỏc dịch vụ 3G sẽ được cung cấp đến khỏch hàng và quan trọng hơn cả là chất lượng của cỏc dịch vụ này.
- Đú là kết quả tổng hợp của cỏc chỉ tiờu dịch vụ, thể hiện ở mức độ hài lũng của đối tượng sử dụng dịch vụ đú, thực chất là sự trải nghiệm của người dựng khi sử dụng dịch vụ đú, vớ dụ như là cỏc yếu tố: tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành cụng, chất lượng thoại, chất lượng hỡnh ảnh (video call) sẽ được khỏch hàng quan tõm đến khi sử dụng dịch vụ điện thoại hỡnh ảnh (video call) 3G… Xột về gúc độ phỏt triển và quản lý mạng thỡ chất lượng của cỏc dịch vụ được cung cấp bởi một mạng (ở đõy ta khụng xột đến trường hợp cỏc dịch vụ được thiết lập liờn mạng) sẽ được quyết định bởi chất lượng mạng (Network Performance - NP) của mạng lưới đú, nếu khụng xột đến ảnh hưởng của thiết bị đầu cuối của người dựng.
- Theo khuyến nghị E.800 của ITU thỡ Chất lượng mạng được định nghĩa là năng lực của một mạng (hoặc là một phần mạng) cung cấp chức năng liờn quan đến truyền thụng tin giữa những người sử dụng.
- Năng lực này được thể hiện thụng qua một tập hợp cỏc tham số và cỏc giỏ trị ngưỡng tương ứng với cỏc tham số đú.
- Trờn thực tế số lượng cỏc tham số này là khỏ nhiều và mỗi nhà khai thỏc mạng sẽ căn cứ vào yờu cầu phỏt triền mạng lưới, chiến lược kinh doanh của mỡnh để lựa chọn và xõy dựng nờn 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 thỏc mạng với bờn cung cấp thiết bị và 7 hạ tầng mạng.
- Việc xõy dựng bộ tham số KPI này đũi hỏi sự linh hoạt của nhà khai thỏc, vớ dụ như là việc cú thể phõn chia KPI theo cỏc mức sử dụng cho cỏc mục đớch khỏc nhau: đo kiểm chất lượng mạng tổng thể.
- đo kiểm trong vận hành, bảo dưỡng mạng, phỏt hiện và xử lý sự cố trong mạng hoặc là xõy dựng KPI cho vựng phủ súng, cho miền mạng lừi CS (Circuit-switched) hay miền mạng lừi PS (Packet-switched).
- Trờn cơ sở cỏc bộ tham số KPI của cỏc nhà khai thỏc thỡ cỏc tổ chức tiờu chuẩn quốc tế như là 3GPP, ITU sẽ phõn tớch và xõy dựng nờn một bộ tham số KPI khuyến nghị cho toàn bộ cỏc nhà khai thỏc mạng trờn thế giới.
- Trong quỏ trỡnh xõy dựng bộ tham số KPI thỡ cỏc nhà khai thỏc mạng cũn cần quan tõm đến phương phỏp đo kiểm cỏc tham số KPI này sao cho hiệu quả và phản ỏnh đỳng thực tế mạng lưới nhất.
- Cú hai phương phỏp được sử dụng đú là đo kiểm ngay trờn thực tế mạng lưới và lấy thống kờ theo thời gian dựa theo chức năng thống kờ sẵn cú của trung tõm điều hành mạng.
- Phương phỏp thứ nhất thường được sử dụng để nghiờn cứu về những trải nghiệm của khỏch hàng trong khi phương phỏp thứ hai lại thường được ỏp dụng khi mạng đó cú đủ lưu lượng sau một thời gian đầu khai thỏc mạng.
- Ngoài ra, cũn cú một vấn đề đú là cỏc chỉ tiờu ngưỡng dựng cho cỏc tham số KPI khụng phải là cố định mà cú thể sẽ được thay đổi cho phự hợp với cỏc chiến lược phỏt triển mạng mới, sau khi đo kiểm cỏc tham số KPI trong một khoảng thời gian nhất định.
- Như vậy, chất lượng mạng chớnh là yếu tố được cỏc nhà khai thỏc mạng quan tõm hàng đầu và cũng là vấn đề khú khăn nhất trong quỏ trỡnh phỏt triển và quản lý mạng lưới.
- Với những phõn tớch trờn đõy, em đó lựa chọn đề tài “Nghiờn cứu, xõy dựng cỏc chỉ tiờu và bài đo đỏnh giỏ chất lượng mạng truy nhập W-CDMA của hệ thống 3G” là đề tài tốt nghiệp cao học với mong mỏi được học hỏi,

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt