- NGUYỄN THỊ CẨM VÂN TỐI ƯU HểA MẠNG THễNG TIN DI ĐỘNG GMS Luận Văn Thạc sỹ khoa học NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THễNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS.. - TỔNG QUAN VỀ MẠNG THễNG TIN DI ĐỘNG GSM I. - CẤU TRÚC HỆ THỐNG THễNG TIN DI ĐỘNG GSM . - Trung tõm chuyển mạch di động MSC (Mobile Switching Center . - Trạm di động MS (Mobile Station . - Quản lý thuờ bao . - Quản lý thết bị di động . - Cỏc mó nhận dạng sử dụng trong hệ thống GSM . - Số thuờ bao ISDN của mỏy di động - MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number . - Nhận dạng thuờ bao di động toàn cầu IMSI (International Mobile Subscriber Identity . - Nhận dạng thuờ bao di động cục bộ - LMSI (Location Mobile subscriber Identity . - Nhận dạng thuờ bao di động tạm thời - TMSI (Temporaly Mobile subscriber Identity . - Số vóng lai của thuờ bao di động - MSRN (Mobile Station Roaming Number iii6.10. - Nhận dạng thiết bị di động quốc tế - IMEI (International Moble Equipment Identity CHƯƠNG II. - QUY TRèNH THỰC HIỆN TỐI ƯU HểA VÙNG PHỦ SểNG CỦA MẠNG THễNG TIN DI ĐỘNG GSM I. - Lưu đồ thực hiện tối ưu húa . - Cỏc quỏ trỡnh thực hiện . - Giỏm sỏt chất lượng phục vụ . - Đưa ra cụng việc thực hiện II. - Nhu cầu về thụng tin di động . - Yờu cầu lưu lượng cho mổi thuờ bao . - Hiệu quả sử dụng trung kế . - Cỏc mụ hỡnh chớnh lan truyền súng trong thụng tin di động . - THIẾT KẾ HỆ THỐNG . - Hệ thống thụng tin di động tế bào . - Cấu trỳc hệ thống thoại di động trước đõy . - Thiết kế hệ thống . - Quy hoạch tần số . - Tỏi sử dụng tần số . - Cỏc mẫu tỏi sử dụng tần số . - Thay đổi quy hoạch tần số theo phõn bố lưu lượng . - Thiết kế tần số theo phương phỏp MRP (Multiple Reuse Patterns)...61 2.3. - CÁC CHỈ TIấU CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG I. - KHÁI NIỆM VỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ QoS II. - TỐI ƯU HểA MẠNG VINAPHONE TẠI TỈNH THÁI BèNH I. - CR về quy hoạch tần số IV. - ĐO SểNG BẰNG THIẾT BỊ TEMS VÀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CUỘC GỌI . - Đo chất lượng cuộc gọi . - Đo và so sỏnh chất lượng giữa cỏc nhà mạng V. - CÁC CHỈ TIấU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG VI. - KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC vDANH MỤC TỪ VIẾT TẮT A ACCH Associated Control Channel Kờnh điều khiển liờn kết AGCH Access Grant Channel Kờnh cho phộp truy nhập AUC Authentication Center Trung tõm nhận thực AVDR Average Drop Call Rate Tỉ lệ rớt cuộc gọi trung bỡnh B BCCH Broadcast Control Channel Kờnh điều khiển quảng bỏ BCH Broadcast Channel Kờnh quảng bỏ BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bớt BS Base Station Trạm gốc BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BSIC Base Station Identity Code Mó nhận dạng trạm gốc BSS Base Station Subsystem Phõn hệ trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phỏt gốc C C/A Carrier to Adjacent Tỉ số súng mang/nhiễu kờnh lõn cận CCCH Common Control Channel Kờnh điều khiển chung CCH Control Channel Kờnh điều khiển CCS7 Common Channel Signalling No7 Bỏo hiệu kờnh chung số 7 CCITT International Telegraph and Telephone Consultative Committee Uỷ ban tư vấn quốc tế về điện thoại và điện bỏo CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phõn chia theo mó Cell Cellular ễ (tế bào) CI Cell Identity Nhận dạng ụ ( xỏc định vựng LA ) C/I Carrier to Interference Tỉ số súng mang/nhiễu đồng kờnh viC/R Carrier to Reflection Tỉ số súng mang/súng phản xạ CSSR Call Successful Rate Tỉ lệ cuộc gọi thành cụng D DCCH Dedicated Control Channel Kờnh điều khiển dành riờng E EIR Equipment Identification Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị ETSI European Telecommunications Standard Institute Viện tiờu chuẩn viễn thụng Chõu Âu F FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phõn chia theo tần số FACCH Fast Associated Control Channel Kờnh điều khiển liờn kết nhanh FCCH Frequency Correction Channel Kờnh hiệu chỉnh tần số G GoS Grade of Service Cấp độ phục vụ GSM Global System for Mobile Communication Thụng tin di động toàn cầu H HLR Home Location Register Bộ đăng ký định vị thường trỳ HON Handover Number Số chuyển giao I IHOSR Incoming HO Successful Rate Tỉ lệ thành cụng Handover đến IMSI International Mobile Subscriber Identity Số nhận dạng thuờ bao di động quốc tế ISDN Integrated Service Digital Network Mạng số đa dịch vụ L viiLA Location Area Vựng định vị LAC Location Area Code Mó vựng định vị LAI Location Area Identifier Số nhận dạng vựng định vị Lm Haft Rate TCH TCH bỏn tốc M MCC Mobile Country Code Mó quốc gia của mạng di động MNC Mobile Network Code Mó mạng thụng tin di động MS Mobile station Trạm di động MSC Mobile Service Switching Center Tổng đài di động MSIN Mobile station Identification Number Số nhận dạng trạm di động MSISDN Mobile station ISDN Number Số ISDN của trạm di động MSRN MS Roaming Number Số vóng lai của thuờ bao di động N NMC Network Management Center Trung tõm quản lý mạng NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu O OHOSR Outgoing HO Successful Rate Tỉ lệ thành cụng Handover ra OSI Open System Interconnection Liờn kết hệ thống mở OSS Operation and Support Subsystem Phõn hệ khai thỏc và hỗ trợ OMS Operation & Maintenace Subsystem Phõn hệ khai thỏc và bảo dưỡng. - P PAGCH Paging and Access Grant Channel Kờnh chấp nhận truy cập và nhắn tin PCH Paging Channel Kờnh tỡm gọi PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất cụng cộng PSPDN Packet Switch Public Data Network Mạng số liệu cụng cộng viiichuyển mạch gúi PSTN Public Switched Telephone Network Mạng chuyển mạch điện thoại cụng cộng R RACH Random Access Channel Kờnh truy cập ngẫu nhiờn Rx Receiver Mỏy thu S SACCH Slow Associated Control Channel Kờnh điều khiển liờn kết chậm SDCCH Stand Alone Dedicated Control Channel Kờnh điều khiển dành riờng đứng một mỡnh (độc lập) SIM Subscriber Identity Modul Mụ đun nhận dạng thuờ bao SN Subscriber Number Số thuờ bao T TACH Traffic and Associated Channel Kờnh lưu lượng và liờn kết TCBR TCH Blocking Rate Tỉ lệ nghẽn mạch TCH TCDR TCH Drop Rate Tỉ lệ rớt mạch trờn TCH TCH Traffic Channel Kờnh lưu lượng TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phõn chia theo thời gian TRAU Transcoder/Rate Adapter Unit Bộ thớch ứng tốc độ và chuyển mó TRX Tranceiver Bộ thu – phỏt ixDANH MỤC HèNH VẼ Hỡnh 1.1 Phõn cấp cấu trỳc địa lý mạng GSM Hỡnh 1.2 Phõn vựng và chia ụ Hỡnh 1.3 Cấu trỳc mạng GSM Hỡnh 1.4 Phõn loại kờnh logic Hỡnh 2.1 Lưu đồ tối ưu húa Hỡnh 2.2 Truyền súng trong trường hợp coi mặt đất là bằng phẳng Hỡnh 2.3 Vật chắn trong tầm nhỡn thẳng Hỡnh 2.4 Đặt BTS gần chướng ngại vật để trỏnh phõn tỏn thời gian Hỡnh 2.5 Phạm vi vựng Elip Hỡnh 2.6 Tỷ số nhiễu đồng kờnh C/I Hỡnh 2.7 Cấu trỳc hệ thống thụng tin di động trước đõy Hỡnh 2.8 Hệ thống thụng tin di động sử dụng cấu trỳc tế bào Hỡnh 2.9 Khỏi niệm Cell Hỡnh 2.10 Khỏi niệm về biờn giới của một Cell Hỡnh 2.11 Omni (3600) Cell site Hỡnh 2.12 Sector húa Hỡnh 2.13 Phõn chia Cell Hỡnh 2.14 Cỏc Omni (360 0) Cells ban đầu Hỡnh 2.15 Giai đoạn 1 :Sector húa Hỡnh 2.16 Tỏch chia 1:3 thờm lần nữa Hỡnh 2.17 Tỏch chia 1:4 (sau lần đầu chia Hỡnh 2.18 Mảng mẫu gồm 7 cells Hỡnh 2.19 Khoảng cỏch tỏi sử dụng tần số Hỡnh 2.20 Sơ đồ tớnh C/I Hỡnh 2.21 Mẫu tỏi sử dụng lại tần số Hỡnh 2.22 Mẫu tỏi sử dụng lại tần số Hỡnh 2.23 Mẫu tỏi sử dụng tần số Hỡnh 2.24 Thay đổi quy hoạch tần số Hỡnh 2.25 Phủ súng khụng liờn tục Hỡnh 2.26 Nhảy tần Hỡnh 2.27 Thiết kế tần số với phương phỏp MRP Hỡnh 2.28 Anten vụ hướng (Omni antenna Hỡnh 2.29 Đó được Sector húa Hỡnh 2.30 Anten vụ hướng cú gúc nghiờng bằng 0 độ Hỡnh 2.31 Đồ thị quan hệ giữa gúc thẳng đứng và suy hao cường độ trường Hỡnh 2.32 Downtilt Hỡnh 2.33 Intra-cell Handover Hỡnh 2.34 Inter-cell Handover Hỡnh 2.35 Intra-MSC Handover Hỡnh 2.36 Inter-MSC Handover Hỡnh 2.37 Giai đoạn Hỡnh 2.38 Quyết định chuyển giao_Handover Decision Hỡnh 2.39 Giai đoạn 1.2 – BSC khai bỏo thụng tin với MSC Hỡnh 2.40 Giai đoạn 2.1- MSC1 yờu cầu MSC2 cấp Handover Number Hỡnh 2.41 Giai đoạn 2.2 - Cấp mó HON và kờnh vụ tuyến cho MSC Hỡnh 2.42 Giai đoạn 3 - MSC1 chuyển mạch kết nối cho MS trờn kờnh lưu lượng thiết lập với MSC xHỡnh 2.43 Giai đoạn 4 - Kết nối với BTS cũ được giải phúng Hỡnh 4.1. - Vị trớ cỏc Site ở tỉnh Thỏi Bỡnh Hỡnh 4.2. - Thống kờ số lượng Site ở tỉnh Thỏi Bỡnh lỳc bắt đầu và khi kết thỳc dự ỏn tối ưu húa mạng Vinaphone ở tỉnh Thỏi Bỡnh Hỡnh 4.5. - 106 cell được khuyến cỏo và đó thực hiện cỏc thay đổi vật lý ở khu vực nụng thụng tỉnh Thỏi Bỡnh Hỡnh 4.6. - So sỏnh RxLevsub trước và sau quỏ trỡnh tối ưu DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Dung lượng sử dụng và hiệu quả sử dụng trung kế Bảng 2.2 Phõn bố lưu lượng và số kờnh Bảng 2.3 Mật độ lưu lượng qua cỏc bước tỏch cell Bảng 2.4 Quan hệ N & C/I Bảng 2.5 Ẩn định tần số Bảng 2.6 Ấn định tần số Bảng 2.7 Ấn định tần số Bảng 2.8 Quan hệ giưa số cell, hệ số sử dụng lại tần số và độ phõn tỏn Bảng 4.1: Thống kờ số lượng Site ở tỉnh Thỏi Bỡnh lỳc bắt đầu và khi kết thỳc dự ỏn tối ưu húa mạng Vinaphone ở tỉnh Thỏi Bỡnh Bảng 4.2. - Kết quả phõn tớch chất lượng cuộc gọi của VNP, Mobifone và Viettel MỞ ĐẦU I. - Lí DO CHỌN ĐỀ TÀI Hiện nay trờn thế giới nhu cầu trao đổi, cập nhật thụng tin của con người ở mọi nơi mọi lỳc ngày càng cao. - Thụng tin di động ra đời và phỏt triển đó trở thành một loại hỡnh dịch vụ, phương tiện thụng tin phổ biến, đỏp ứng nhu cầu của cuộc sống hiện đại. - Những năm gần đõy, lĩnh vực thụng tin di động trong nước đó cú những bước phỏt triển vượt bậc cả về cơ sở hạ tầng lẫn chất lượng phục vụ. - Cỏc nhà cung cấp dịch vụ di động trong nước hiện đang sử dụng hai cụng nghệ là GSM (Global System for Mobile Communications - Hệ thống thụng tin di động toàn cầu) với chuẩn TDMA (Time Division Multiple Access - đa truy cập phõn chia theo thời gian) và cụng nghệ CDMA (Code Division Multiple Access - đa truy cập phõn chia theo mó). - Cỏc nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng hệ thống thụng tin di động toàn cầu GSM là Mobifone, Vinaphone, Viettel, Vietnamobile, Beeline và cỏc nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng cụng nghệ CDMA là S-Fone, EVN. - Cỏc nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng cụng nghệ CDMA mang lại nhiều tiện ớch hơn cho khỏch hàng, và cũng đang dần lớn mạnh. - Tuy nhiờn hiện tại do nhu cầu sử dụng của khỏch hàng nờn thị phần di động trong nước phần lớn vẫn thuộc về cỏc nhà cung cấp dịch vụ di động GSM với số lượng cỏc thuờ bao là nhiều hơn. - Việc tối ưu húa mạng di động GSM là việc làm rất cần thiết và mang một ý nghĩa thực tế rất cao. - Do đú tụi chọn đề tài „ Tối ưu húa mạng thụng tin di động GSM“. - LỊCH SỬ NGHIấN CỨU Mạng thụng tin di động GSM đó cú mặt ở Việt Nam từ những năm 90. - Tuy nhiờn phải đến năm 2005 tụi mới cú dịp làm quen và sử dụng nú. - Từ đú đến nay, qua một quỏ trỡnh sử dụng, tỡm hiểu và nghiờn cứu lõu dài về ứng dụng của mạng thụng tin di động GSM trờn thực tế, tụi đó xõy dựng đề tài „ Tối ưu húa mạng thụng tin di động GSM“. - Nắm bắt và vận dụng lý thuyết tối ưu húa mạng GSM 2. - Đối tượng nghiờn cứu - Mạng GSM khu vực tỉnh Thỏi Bỡnh. - Lý thuyết tổng quan mạng GSM, quy trỡnh thực hiện tối ưu húa mạng GSM, cỏc chỉ tiờu chất lượng mạng GSM … 3. - Phạm vi nghiờn cứu - Nghiờn cứu tổng quan về mạng GSM, trong đú đi sõu về thiết kế hệ thống để tối ưu húa mạng. - Từ đú, ỏp dụng triển khai tối ưu húa mạng GSM Vinaphone tại địa bàn tỉnh Thỏi Bỡnh. - NHỮNG LUẬN ĐIỂM CƠ BẢN VÀ ĐểNG GểP CỦA ĐỀ TÀI - Đề tài đó trỡnh bày tổng quan về cấu trỳc mạng GSM, thiết kế hệ thống nhằm tối ưu mạng, đưa ra cỏc chỉ tiờu đỏnh giỏ chất lượng mạng. - Đồng thời, đề tài đó ứng dụng lý thuyết tối ưu vào thực hiện dự ỏn tối ưu húa mạng Vinaphone trờn địa bàn tỉnh Thỏi Bỡnh. - PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU - Nghiờn cứu lý thuyết về mạng thụng tin di động GSM, lịch sử phỏt triển trờn thế giới và ở Việt Nam. - Nghiờn cứu cụng nghệ và cấu trỳc mạng thụng tin di động GSM. - Nghiờn cứu lý thuyết, tỡm hiểu về cỏc yếu tố làm ảnh hưởng đến chất lượng phủ súng của mạng, thiết kế hệ thống nhằm tối ưu húa mạng thụng tin di động GSM như quy hoạch Cell, quy hoạch tần số v.v. - Vận dụng vào thực tế để tối ưu húa mạng thụng tin di động Vinaphone trờn địa bàn tỉnh Thỏi Bỡnh. - TỔNG QUAN MẠNG THễNG TIN DI ĐỘNG GSM. - 3Sau khi giới thiệu khỏi quỏt sự phỏt triển của hệ thống thụng tin di động GSM và xu hướng phỏt triển, chương này sẽ nghiờn cứu về cấu trỳc địa lý cũng như cấu trỳc hệ thống của mạng. - QUY TRèNH THỰC HIỆN TỐI ƯU HểA MẠNG THễNG TIN DI ĐỘNG GSM Chương này trỡnh bày tổng quan về dung lượng và lưu lượng phục vụ của mạng thụng tin di động GSM, cỏc yếu tố ảnh hướng đến việc phủ súng và cuối cựng tập trung vào việc thiết kế hệ thống nhằm tối ưu húa mạng GSM. - CÁC CHỈ TIấU CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG Chương III đưa ra cỏc chỉ tiờu chất lượng của hệ thống thụng tin di động GSM nhằm đỏnh giỏ hiệu quả của quy trỡnh tối ưu húa mạng. - TỐI ƯU HểA MẠNG VINAPHONE TẠI TỈNH THÁI BèNH Sau khi đỏnh giỏ tỡnh trạng cỏc Site trờn địa bàn tỉnh Thỏi Bỡnh, chương này trỡnh bày về việc phõn tớch và đưa ra cỏc yờu cầu thay đổi cũng như thực hiện cỏc yờu cầu đú nhằm tối ưu mạng. - Phần cuối là cỏc dữ liệu thống kờ đỏnh giỏ chất lượng mạng Vinaphone tỉnh Thỏi Bỡnh sau khi đó tiến hành tối ưu húa. - Trần Ngọc Lan đó tận tỡnh hướng dẫn tụi hoàn thành đề tài “Tối ưu húa mạng thụng tin di động GSM” trong thời gian vừa qua. - LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MẠNG GSM Thuật ngữ thụng tin di động tế bào ra đời vào những năm 70, khi kết hợp được cỏc vựng phủ súng riờng lẻ thành cụng, đó giải được bài toỏn khú về dung lượng. - Thỏng 12 – 1971 đưa ra hệ thống cellular kỹ thuật tương tự, FM, ở dải tần số 850Mhz. - Dựa trờn cụng nghệ này đến năm 1983, mạng điện thoại di động AMPS (Advance Mobile Phone System) phục vụ thương mại đầu tiờn tại Chicago, nước Mỹ. - Sau đú hàng loạt cỏc chuẩn thụng tin di động ra đời như: Nordic Mobile Telephone (NTM), Total Access Communication System (TACS). - Giai đoạn này gọi là hệ thống di động tương tự thế hệ đầu tiờn (1G) với dải tần hẹp, tất cả cỏc hệ thống 1G sử dụng điều chế tần số FM cho đàm thoại, điều chế khoỏ dịch tần FSK (Frequency Shift Keying) cho tớn hiệu và kỹ thuật truy cập được sử dụng là FDMA (Frequency Division Multiple Access). - Sự phỏt triển cụng nghệ thụng tin di động thế hệ thứ hai cựng cỏc tiện ớch của nú đó làm bựng nổ lượng thuờ bao di động trờn toàn cầu. - Giai đoạn này cú cỏc hệ thống thụng tin di động số như : GSM – 900MHz, DCS – 1800MHz (Digital Cellular Service), PDC – 1900MHz (Personal Digital Cellular), IS – 54 và IS – 95 (Interior Standard). - Trong đú GSM là tiền thõn của hai hệ thống DCS, PDC. - Cỏc hệ thống sử dụng kỹ thuật TDMA (Time Division Multiple Access), ngoại trừ IS – 95 sử dụng kỹ thuật CDMA (Code Division Multiple Access). - Thế hệ 2G cú khả năng cung cấp dịch vụ đa dạng, cỏc tiện ớch hỗ trợ cho cụng nghệ thụng tin, cho phộp thuờ bao thực hiện quỏ trỡnh chuyển vựng quốc tế tạo khả năng giữ liờn lạc trong một diện rộng khi họ di chuyển từ quốc gia này sang quốc gia khỏc. - Thế hệ thứ ba (3G), từ năm 1992 Hội nghị thế giới truyền thụng dành một số dải tần cho hệ thống di động 3G: phổ rộng 230MHz trong dải tần 2GHz, trong đú 60MHz được dành cho liờn lạc vệ tinh. - Sau đú Liờn minh Viễn thụng Quốc tế (ITU) 5chủ trương một hệ thống di động quốc tế toàn cầu với dự ỏn IMT – 2000 sử dụng trong cỏc dải MHz và MHz. - Mục tiờu của IMT – 2000 là giỳp cho cỏc thuờ bao liờn lạc với nhau và sử dụng cỏc dịch vụ đa truyền thụng trờn phạm vi thế giới, với lưu lượng bit đi từ 144Kb/s trong vựng rộng và lờn đến 2Mb/s trong vựng địa phương. - Ở nước ta, mạng thụng tin di động đầu tiờn ra đời vào năm 1993 với khoảng 5.000 thuờ bao. - Ba nhà cung cấp dịch vụ thụng tin di động GSM lớn là: Mobifone (VMS) ra đời năm 1993 – liờn doanh giữa cụng ty bưu chớnh viễn thụng Việt Nam (VNPT) và Cụng ty Comvik International Việt Nam thuộc tập đoàn Kinnevik (Thụy Điển). - Năm 2009, Vietnamobile được triển khai bởi cụng ty Cổ phần Viễn thụng Hà Nội cựng đối tỏc Hutchison Telecom và Beeline ra đời dưới sự hợp tỏc giữa tổng cụng ty Viễn thụng Di động Toàn cầu và tập đoàn VimpelCom. - CẤU TRÚC ĐỊA Lí CỦA MẠNG Mọi mạng điện thoại cần một cấu trỳc nhất định để định tuyến cỏc cuộc gọi đến tổng đài cần thiết và cuối cựng đến thuờ bao bị gọi. - Ở một mạng di động, cấu trỳc này rất quan trọng do tớnh lưu thụng của cỏc thuờ bao trong mạng. - Trong hệ thống GSM, mạng được phõn chia thành cỏc phõn vựng sau (hỡnh 1, hỡnh 2):
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt