HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG - Ngô Quang Long TỐI ƢU VÙNG PHỦ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G WCDMA Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn Thông Mã số: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội, 2014 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN MINH DÂN Phản biện 1: PGS.TS TRẦN HỒNG QUÂN Phản biện 2: TS ĐẶNG ĐÌNH TRANG Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông LỜI MỞ ĐẦU Tại Việt Nam tính đến thời điểm có nhà mạng viễn thông lớn triển khai cung cấp dịch vụ mạng thông tin di động 3G Vinaphone, Mobifone, Viettel Các nhà cung cấp dịch vụ triển khai nhiều biện pháp nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ, số hoạt động tối ưu vùng phủ sóng mạng 3G WCDMA, lý chọn đề tài “Tối ưu vùng phủ mạng thông tin di động 3G WCDMA” Chương I giới thiệu tổng quan mạng thông tin di động 3G WCDMA bao gồm kiến trúc mạng với phiên ngày đại hơn, cấu trúc phân chia địa lý vùng mạng di động Chương II vào tìm hiểu kỹ thuật mạng, giao diện vô tuyến kênh mà mạng 3G WCDMA sử dụng Chương III trình bày hoạt động tối ưu vùng phủ sóng mạng 3G WCDMA thực tế, từ quy trình đo kiểm driving test, tiêu KPIs mạng đến biện pháp từ thực tế để nâng cao chất lượng vùng phủ sóng 2 CHƢƠNG I TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA UMTS 1.1 Giới thiêụ chƣơng Chương mô tả kiến trúc tổng quát mạng thông tin di động 3G, nêu kiến trúc mạng 3G WCDMA với phiên R3, R4, R5, R6, cấu hình địa lý mạng 1.2 Kiến trúc hệ thống thông tin di động 3G Hình 1.1 Kiến trúc tổng quát mạng di động kết hợp CS PS Mạng thông tin di động 3G mạng kết hợp vùng chuyển mạch gói (PS) chuyển mạch kênh (CS) để truyền số liệu gói tiếng Trên đường phát triển đến mạng toàn IP, chuyển mạch kênh dần thay chuyển mạch gói Các dịch vụ kể số liệu lẫn thời gian thực (như tiếng video) cuối truyền môi trường IP chuyển mạch gói 3 1.3 Các loại lƣu lƣợng dịch vụ 3G WCDMA QoS W-CDMA phân loại sau: Loại hội thoại (Conversational, rt): Thông tin tương tác yêu cầu trễ nhỏ (thoại chẳng hạn, video call) Loại luồng (Streaming, rt): Thông tin chiều đòi hỏi dịch vụ luồng với trễ nhỏ (phân phối truyền hình thời gian thực chẳng hạn: xem phim, ) Loại tương tác (Interactive, nrt): Đòi hỏi trả lời thời gian định tỷ lệ lỗi thấp (trình duyệt Web, game online, đồ tìm địa chỉ…) Loại (Background, nrt): Đòi hỏi dịch vụ nỗ lực thực sở (e-mail, tải xuống file ảnh, nhạc chuông…) 1.4 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R3 Hình 1.2 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R3 1.4.1 Thiết bị người sử dụng (UE) UE (User Equipment: thiết bị người sử dụng) đầu cuối mạng UMTS người sử dụng 1.4.1.1 Các đầu cuối (TE) 1.4.1.2 Thẻ IC UMTS (UICC) 1.4.1.3 Thẻ SIM UMTS (USIM) 1.4.2 Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS WCDMA bao gồm RAN (Radio Access Network : mạng truy nhập vô tuyến) CN (Core Network : mạng lõi) RAN xử lý tất chức mặt vô tuyến CN xử lý kết nối gọi thoại số liệu hệ thống WCDMA, đồng thời thực chức định tuyến chuyển mạch với mạng 1.4.2.1 Bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) RNC (Radio Network Controller) chịu trách nhiệm điều khiển tải nguyên cho hay nhiều trạm gốc, bảo vệ bí mật toàn vẹn Xét vai trò logic có RNC phục vụ (Serving-RNC), RNC trôi (Drift-RNC) 1.4.2.2 Nút B Trạm gốc UMTS gọi NodeB có nhiệm vụ thực kết nối vô tuyến vật lý đầu cuối với Nút B nhận tín hiệu giao diện Iub từ RNC chuyển vào tín hiệu vô tuyến giao diện Uu Nó thực số thao tác quản lý tài nguyên vô tuyến 5 1.4.3 Mạng lõi 1.4.3.1 Node hỗ trợ GPRS phục vụ (SGSN) SGSN chịu trách nhiệm cho tất kết nối PS tất thuê bao Nó lưu hai kiểu liệu thuê bao: thông tin đăng ký thuê bao thông tin vị trí thuê bao 1.4.3.2 Node hỗ trợ GPRS cổng (GGSN) Tất truyền thông số liệu từ thuê bao đến mạng qua GGSN, lưu hai kiểu số liệu: thông tin thuê bao thông tin vị trí 1.4.3.3 Cổng kết nối (BG) Chức để đảm bảo mạng an ninh chống lại công bên 1.4.3.4 Bộ ghi định vị tạm trú (VLR) 1.4.3.5 Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động (MSC) 1.4.3.6 MSC cổng (GMSC) 1.4.3.7 Môi trường nhà (HE) HE lưu hồ sơ thuê bao nhà khai thác mạng Bao gồm có : Bộ ghi định vị thường trú (HLR) : có nhiệm vụ quản lý thuê bao di động Trung tâm nhận thực (AuC) : nhận thực, mật mã hóa bảo vệ toàn vẹn thông tin cho người sử dụng 6 Bộ ghi nhận dạng thiết bị (EIR) : chịu trách nhiệm lưu số nhận dạng thiết bị di động quốc tế 1.4.3.8 Các mạng 1.4.3.9 Các giao diện Bao gồm có giao diện Cu, Uu, Iu, Iur, Iub 1.5 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R4 Trong phiên R4, SGSN GGSN miền chuyển mạch gói không thay đổi có thêm giao diện Để đáp ứng cho yêu cầu phát triển mạng toàn IP, thành phần miền chuyển mạch kênh CS phiên R4 có cải tiến MSC chia làm hai phần khác : MSC Server (chỉ xử lý phần báo hiệu) CS-MGW (Circuit Switched Media Gateway : cổng phương tiện chuyển mạch kênh – xử lý liệu thuê bao), tương tự GMSC chia thành GMSC Server MGW 1.6 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R5 R6 Điểm R5 R6 đưa miền gọi phân hệ đa phương tiện IP (IMS: IP Multimedia Subsystem) Đây miền mạng IP thiết kế để hỗ trợ dịch vụ đa phương tiện thời gian thực IP 1.7 Cấu hình địa lý hệ thống thông tin di động 3G 1.7.1 Phân chia theo vùng mạng Mỗi vùng mạng di động 3G đại diện tổng đài cổng GMSC GGSN, tất gọi đến mạng di động từ mạng khác định tuyến qua hai tổng đài cổng 1.7.2 Phân chia theo vùng phục vụ MSC/VLR SGSN Một mạng thông tin di động phân chia thành nhiều vùng nhỏ hơn, vùng nhỏ phục vụ MSC/VLR, hay SGSN Ta gọi vùng phục vụ MSC/VLR hay SGSN 1.7.3 Phân chia theo vùng định vị vùng định tuyến Vùng định vị (hay vùng định tuyến) phần vùng phục vụ MSC/VLR (hay SGSN) mà trạm di động chuyển động tự không cần cập nhật thông tin vị trí cho MSC/VLR (hay SGSN) quản lý vị trí 1.7.4 Phân chia theo ô Ô vùng phủ vô tuyến mạng nhận dạng nhận dạng ô toàn cầu.Trạm di động nhận dạng ô mã nhận dạng trạm gốc (BSIC: Base Station Identity Code) 1.7.5 Mẫu ô Bao gồm kiểu mẫu ô : ô phân đoạn (sectorized) ô vô hương ngang (omnidirectional) 1.7.6 Tổng kết phân chia vùng địa lý hệ thống thông tin di động 3G 1.8 Lộ trình phát triển thông tin di động lên hệ thứ tƣ 4G Theo dự kiến Cục Tần Số Vô Tuyến Điện sớm sau 2015, 4G triển khai Việt Nam, người dùng sử dụng dịch vụ mạng 4G với tốc độ từ 100 Mbps tới 1Gbps 1.9 Kết luận chƣơng Hệ thống thông tin di động 3G WCDMA triển khai Việt Nam tiêu chuẩn hóa 3GPP dựa tiêu kỹ thuật GSM Hiện nhà khai thác mạng triển khai đồng thời dịch vụ tảng GSM 3G WCDMA Kiến trúc mạng thông tin di động sau phức tạp hơn, có nhiều thành phần đòi hỏi thiết bị phải có khả xử lý nhanh