- VŨ MINH DƢƠNG THIẾT KẾ BỘ TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN MẠNG 3G ÁP DỤNG ĐÁNH GIÁ CHO MẠNG MOBIFONE Chuyên ngành : Kỹ thuật truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT. - CẤU TRÚC MẠNG 3G. - Cấu trúc và công nghệ mạng 3G-WCDMA. - Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động. - Giới thiệu về cấu trúc mạng WCDMA. - Mô hình khái niệm. - Mô hình cấu trúc. - Cấu trúc quản lý tài nguyên. - Cấu trúc dịch vụ UMTS. - Cấu trúc mạng truy cập vô tuyến UTRAN. - Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC. - Cấu trúc mạng lõi theo tiêu chuẩn 3GPP R99. - Cấu trúc phân lớp của WCDMA. - Các giao diện trong mạng 3G. - Giao diện UTRAN – CN (Iu. - Giao diện RNC – RNC (Iur. - Giao diện RNC – Node B (Iub. - Cấu trúc mạng 3G triển khai trên mạng Mobifone. - NGHIÊN CỨU CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ KPI. - Tình hình thực tế, đánh giá nhu cầu của thị trường và việc cần thiết phải xây dựng các chỉ tiêu đánh giá KPI. - Giới thiệu chung về các chỉ tiêu đánh giá phần vô tuyến cho 3G. - Tỉ lệ thiết lập cuộc gọi thành công CSSR. - Tỉ lệ rớt cuộc gọi CDR. - Tỉ lệ chuyển giao thành công HOSR. - ĐÁNH GIÁ CÁC KPI CHO MẠNG MOBIFONE. - Áp dụng các KPI trên mạng Mobifone. - Đề xuất bộ chỉ tiêu KPI trên mạng Mobifone. - Tỉ lệ chuyển giao thành công. - 69 - 4 - CÁC TỪ VIẾT TẮT Tiếng Anh Tiếng Việt 3G 3rd Generation Thế hệ thứ ba A AMR Adaptive Multirate Đa tốc độ thích nghi B BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc C CCPCH Common Control Physical Channel Kênh vật lý điều khiển thông thường CDR Call Data Record Bản ghi số liệu cuộc gọi CN Core Network Mạng lõi F FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo tần số G GGSN Gateway GPRS Support Node Nút mạng hỗ trợ GPRS cổng GPRS General Packet Radio Services Dịch vụ vô tuyến gói chung GPS Global Position System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System for Mobile Communications Hệ thống thông tin di động toàn cầu - 5 - H HHO Hard Handover Chuyển giao cứng HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú HO Handover Chuyển giao HSDPA High-speed Downlink Packet-data Access Truy nhập dữ liệu gói đường xuống tốc độ cao I IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phương tiện IP IN Intelligent Network Mạng thông minh IP Internet Protocol Giao thức Internet N NMS Network Management System Hệ thống quản lý mạng NMT Nordic Mobile Telephone system Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu NNI Network Node Interface Giao diện nút mạng NSS Network SubSystem Phân hệ mạng R RA Routing Area Vùng định tuyến RAB Radio Access Bearer Random Access Burst Phương thức truyền tải truy nhập vô tuyến Cụm truy cập ngẫu nhiên RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RANAP RAN Application Part Phần ứng dụng RAN RB Radio Bearer Phương thức truyền tải vô tuyến - 6 - RBS Radio Base Station Trạm gốc vô tuyến (thiết bị của Ericsson) RLA Radio signal Level Averaged Mức tin hiệu vô tuyến trung bình RLC Radio Link Control Điều khiển kết nối vô tuyến S SGSN Serving GPRS Support Node Nút mạng hỗ trợ dịch vụ GPRS SMS Short Message Service Dịch vụ tin nhắn SMS-C Short Message Service Center Trung tâm dịch vụ tin nhắn U UDI Unrestricted Digital Information Thông tin số không bị hạn chế UE User Equipment Thiết bị đầu cuối UI User Interface Giao diện người sử dụng Um Giao diện vô tuyến UMM UMTS Mobility Management Quản lý mềm dẻo UMTS UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống Viễn thông Di dộng Toàn cầu URAN UMTS Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến UMTS UTRAN UMTS Terresrial Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS V VLR Visitor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú W WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập băng rộng phân chia theo mã - 7 - DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Công thức tính của Ericsson. - 54 Bảng 3.1 Chỉ tiêu chất lượng của các nhà cung cấp thiết bị. - 55 Bảng 3.2 Chỉ tiêu chất lượng của Mobifone. - Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động lên 4G. - 10 Hình 1.2 Lịch trình nghiên cứu phát triển trong 3GPP. - 10 Hình 1.3 Lộ trình tăng tốc độ truyền số liệu trong các phát hành của 3GPP. - 11 Hình 1.4 3G UMTS-R3. - 13 Hình 1.5 3G UMTS-R4. - 15 Hình 1.6 3G UMTS-R5. - 16 Hình.1.7 Mô hình khái niệm mạng WCDMA. - 17 Hình 1.8 Mô hình cấu trúc hệ thống UMTS. - 19 Hình 1.9 Sơ đồ khối tổng quát của mạng 3G. - 20 Hình 1.10 Cấu trúc quản lý tài nguyên. - 22 Hình 1.11 Cấu trúc dịch vụ. - 23 Hình 1.12 Cấu trúc UTRAN. - 25 Hình 1.13 Cấu trúc mạng lõi theo tiêu chuẩn 3GPP R99. - 27 Hình 1.14 Cấu trúc phân lớp của mạng WCDMA. - 28 Hình 1.15 Cấu trúc giao thức ở giao diện vô tuyến. - 30 Hình 1.16 Mô hình giao thức tổng quát cho các giao diện mặt đất UTRAN. - 31 Hình 1.17 Các loại kênh trong UTRAN. - 32 Hình 1.18 Các kênh vật lý đường lên. - 34 Hình 1.19 Các kênh vật lý đường xuống. - 34 Hình 1.20 Kênh truyền tải đường lên và đường xuống. - 36 Hình 1.21 Cấu trúc mạng 3G triển khai trên mạng Mobifone. - 38 Hình 2.1 Mô hình báo hiệu CSSR. - 42 Hình 2.2 Mô hình báo hiệu CDR. - 43 Hình 2.3 Chuyển giao mềm/ mềm hơn. - 46 Hình 3.1 Tỉ lệ thiết lập cuộc gọi thành công CSSR. - 57 Hình 3.2 Tỉ lệ rớt cuộc gọi CDR CS. - 58 Hình 3.3 Tỉ lệ rớt cuộc gọi CDR PS R99. - 59 Hình 3.4 Tỉ lệ rớt cuộc gọi CDR PS HSDPA. - 60 Hình 3.5 Tỉ lệ chuyển giao thành công ISHO CS 3Gto2G. - 61 Hình 3.6 Tỉ lệ chuyển giao ISHO PS 3Gto2G. - 62 Hình 3.7 Tỉ lệ chuyển giao mềm SHO. - 63 Hình 4.1 Giao diện quản lý cơ sở dữ liệu. - 65 Hình 4.2 Giao diện quản lý KPI. - 66 Hình 4.3 Giao diện trích quản lý báo cáo. - 66 Hình 4.4 Giao diện báo cáo các KPI. - 67 - 9 - LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay các nhà mạng ở Việt Nam đã triển khai phủ sóng 3G nhằm đáp ứng nhu cầu thông tin liên lạc, cung cấp các dịch vụ dữ liệu tốc độ cao và các dịch vụ giao dịch trực tuyến, dịch vụ truyền thông đa phương tiện. - Để có thể đánh giá việc sử dụng tài nguyên vô tuyến cho 3G và đánh giá chất lượng cho các dịch vụ nền 3G, chúng ta cần đưa ra các chỉ tiêu đánh giá (KPIs – Key Performance Indicators) để có thể giám sát, đánh giá việc hoạt động, vận hành, khai thác 3G. - Đề tài “Thiết kế bộ tiêu chí đánh giá hiệu suất sử dụng tài nguyên mạng 3G, áp dụng đánh giá cho mạng Mobifone ” nhằm đưa ra các chỉ tiêu đánh giá hợp lý để áp dụng trên các nhà mạng (lấy điển hình là Mobifone), phục vụ công tác đánh giá, quản lý, vận hành khai thác mạng lưới. - Với mục đích đó, đề tài nghiên cứu của tôi được chia thành 4 chương: Chương 1: Cấu trúc mạng 3G Chương 2: Nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá KPI Chương 3: Đánh giá các KPI cho mạng Mobifone Chương 4: Công cụ tính toán KPI Sau khi luận văn được hoàn thành, tôi hi vọng những nghiên cứu trong luận văn có thể đóng góp một phần nào đó vào sự phát triển của lĩnh vực điện tử viễn thông của nước nhà. - CẤU TRÚC MẠNG 3G 1.1. - Cấu trúc và công nghệ mạng 3G-WCDMA 1.1.1. - Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động lên 4G được cho trên hình 1.1 và lộ trình nghiên cứu phát triển trong 3GPP được cho trên hình 1.2. - E3G1G2G3G3G+WIMAX/ IEEE 802.16eWIFI/ IEEE802.11IMT-Advanced 4G Khả năng di độngThời gianTốc độ số liệuThấpTrung bìnhCaoAMPS TACSGSM cdmaOneWCDMA cmda20001xHSPA 1xEVDOLTE UMBTriển khai LTE Mạng lõi R4. - Mạng lõi R5 Việc lựa chọn giải pháp nâng cấp mạng của mỗi nhà khai thác cụ thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, như hiện trạng mạng hiện tại. - chiến lược phát triển mạng/dịch vụ. - Trên thị trường thế giới hiện nay, các hãng sản xuất thiết bị mạng thông tin di động đã tung ra các sản phẩm thiết bị mạng lõi dựa trên tiêu chuẩn R4 và R5. - Nhiều nhà khai thác đang có chiến lược phát triển hướng tới một mạng lõi theo cấu trúc NGN- Mobile nhằm xây dựng một cơ sở hạ tầng mạng truyền tải chung cũng như khả năng cung cấp, quản lý linh hoạt tất cả các loại hình dịch vụ/ứng dụng. - 3G UMTS-R99 (R3) Mô tả kiến trúc phân tách theo loại hình dịch vụ (chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh) của mạng lõi UMTS R99. - Tiêu chí của cấu trúc theo R99 bao gồm: tương thích ngược với GSM. - hỗ trợ truy nhập các dịch vụ dữ liệu tốc độ cao. - và quản lý được - 12 - QoS. - Như đã chỉ ra trong Hình 1.2, có hai loại mạng truy nhập vô tuyến có thể kết nối với mạng lõi (CN) của 3GPP: hệ thống BSS của GSM và RNS của UTRAN. - Các mạng truy nhập vô tuyến này kết nối với mạng CN thông qua các giao diện chuẩn. - Cụ thể, BSS của GSM kết nối với miền CS qua giao diện A và miền PS qua giao diện Gb. - UTRAN kết nối với miền CS qua giao diện Iu-cs và tới miền PS qua giao diện Iu-ps. - Miền CS (Circuit-Switched Domain) cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh dựa trên tổng đài MSC (bao gồm cả GSM), trong khi miền PS (Packet-Switched Domain) cung cấp kết nối IP giữa Mobile và các mạng IP (bao gồm cả GPRS. - 13 - PSTNPSTNPDNPDNNode BNode BMEUSIMCUIub IubRNC IurUuSGSNGGSNIuPSIuCSGMSCMSCMSCGGSN in other PLMNGnGiGpAEASS7/TDMVLRVLRGCircuit Switched (CS) DomainPacket Switched (PS) DomainAuCHLREIRHCDFGcGrGfGsCore Network (CN)RANUE (User Equipment)RNCBSCGbBTS BTSIubIubUmUTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network)GERAN (GSM/EDGE Radio Access Network)BSSRNSDataSignallingUMTS: Universal Mobile Telecommunications SystemRNS: Radio Network SubsystemRNC: Radio Network ControllerME: Mobile EquipmentUSIM: UMTS Subscriber Identity MobileCS: Circuit SwitchedPS: Packet Switched Hình 1.4 3G UMTS-R3 - 14. - 3G UMTS-R4/R5 Có thể nói cấu trúc mạng lõi theo phát triển tiếp sau R99, hay hiện nay được chia thành hai pha R4 và R5, được gọi là cấu trúc mạng chuyển tiếp nhằm tiến tới cấu trúc toàn IP trong tương lai. - Các tiêu chí đặt ra cho cấu trúc R4/5 bao gồm: tương thích với R99. - bổ sung thêm các dịch vụ đa phương tiện dựa trên IP. - và hỗ trợ hiệu quả VoIP vô tuyến đối với dịch vụ đa phương tiện. - Điểm cần lưu ý là trong cấu trúc R4/5, vẫn tồn tại hai miền tách biệt CS và PS, R5 chính thức đưa ra khái niệm hệ thống IMS. - Miền CS vẫn tồn tại và hỗ trợ khả năng tương thích ngược hoàn toàn đối với các dịch vụ miền CS R99, có thể thực hiện miền này bằng cách nâng cấp MSC thành MSC Server và Media Gateway. - Miền PS tiếp tục hỗ trợ các kết nối IP, được nâng cấp thêm để hỗ trợ QoS đối với các dịch vụ đa phương tiện dựa trên IP. - Phân hệ IMS cung cấp các dịch vụ IP đa phương tiện mới bổ sung vào các dịch vụ được cung cấp bởi miền CS. - Mặc dù các nhóm tiêu chuẩn của 3GPP bao gồm R4 và R5 dựa trên tiêu chí phát triển hệ thống theo từng pha. - ở đây, với quan điểm tổng thể về sự phát triển của cấu trúc mạng, đề cập đến các hệ thống R4 và R5. - Để có được khả năng truy nhập độc lập và đảm bảo được sự kết nối thông suốt các thiết bị đầu cuối hữu tuyến thông qua Internet. - 15 - PSTNPSTNPDNPDNNode BNode BMEUSIMCUIub IubRNC IurUuSGSNGGSNIuPSIuCSGMSC ServerMSC ServerMSC ServerGGSN in other PLMNGnGiGpENcVLRGCircuit Switched (CS) DomainPacket Switched (PS) DomainAuCHLREIRHCDFGcGrGfGsCore Network (CN)RANUE (User Equipment)RNCBSCGbBTS BTSAbisAbisUmUTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network)GERAN (GSM/EDGE Radio Access Network)BSSRNSDataSignallingMGW: Media GatewayCS - MGWACS - MGWNbMcANbVLRMcSS7TDMNcMcIuCSCS-MGW Hình 1.5 3G UMTS-R4 - 16 - PSTNPSTNPDNPDNNode BNode BMEUSIMCUIub IubRNC IurUuSGSNGGSNIuPSIuCSGMSC ServerMSC ServerMSC ServerGGSN in other PLMNGnGiGpENcVLRGCircuit Switched (CS) DomainPacket Switched (PS) DomainHSSEIRHCDFGcGrGfGsCore Network (CN)RANUE (User Equipment)RNCBSCGbBTS BTSAbisAbisUmUTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network)GERAN (GSM/EDGE Radio Access Network)BSSRNSDataSignallingIMS: IP Multimedia SubsystemHSS: Home Subscriber ServerAS: Application Server CS - MGWACS - MGWNbMcANbVLRMcSS7TDMNcMcIuCSCS-MGWIuCSIuCSIuPSIMSGiGoAS AS AS Hình 1.6 3G UMTS-R5
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt