1. Trang Chủ
  2. Điện-Điện tử-Viễn thông
  3. Luận văn đề tài: Tối ưu hóa mạng 3G

Luận văn đề tài: Tối ưu hóa mạng 3G

Trong thời đại hiện nay, nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng tăng cả về số lượng lẫn chất lượng và các dịch vụ thông tin di động đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống của chúng ta. Chiếc điện thoại di động trở thành người bạn thân thiết với tất cả mọi người và các dịch vụ đi kèm theo nó lại ngày càng phát triển. HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THÔNG II _____________ B OC O THỰC T P TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG HỆ CHÍNH

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện-Điện tử-Viễn thông

Số trang 55

Ngày tạo 8/30/2018 1:23:25 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 2.65 M

Tên tệp

Tải Luận văn đề tài: Tối ưu hóa mạng 3G (.pdf)

Xem mẫu

  1. HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THÔNG II _____________ B OC O THỰC T P TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG HỆ CHÍNH QUY NIÊN KHÓA: 2008-2013 Đề tài: TỐI ƢU HÓA MẠNG 3G Sinh viên thực hiện: KHỔNG VĂN NHẤT MSSV: 408160037 Lớp: Đ08VTA1 G iáo viên hƣớng dẫn:NGUYỄN TẤN NHÂN TP.HCM – 8/2012
  2. HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THÔNG II _____________ B OC O THỰC T P TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG HỆ CHÍNH QUY NIÊN KHÓA: 2008-2013 Đề tài: TỐI ƢU HÓA MẠNG 3G Si nh viên thực hiện: KHỔNG VĂN NHẤT MSSV: 408160037 Lớp: Đ08VTA1 G iáo viên hƣớng dẫn: NGUYỄN TẤN NHÂN TP.HCM – 8/2012
  3. MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 D ANH MỤC C C B ẢNG, HÌNH 3 THU T NGỮ VIẾT TẮT 4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA 7 1.1 GIỚI THIỆU 7 1.2 KIẾN TRÖC MẠNG 8 1.3 C C KÊNH VÔ TUYẾN 10 1.3.1 Các kênh lôgic: 11 1.3.2 Các kênh v ật lý: 11 1.3.3 Các kênh truyề n tải: 12 12 1.3.3.1 Kênh truyền tải riêng: 12 1.3.3.2 Các kênh truyền tải chung: 1.4 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT 13 1.5 CHUYỂN G IAO 14 CHƢƠNG 2: QUY TRÌNH TỐI ƢU HÓA MẠNG 3G 16 2.1 . GIỚ I THIỆU CHUNG VỀ TỐ I ƢU HÓA M ẠNG 3G 16 2.1.1 Mục đích 16 2.1.2 Lý do 16 2.1.3 Các l ợi ích c ủa tố i ƣu 17 2.2. QUY TRÌNH TỐI ƢU HÓA M ẠNG W-CDMA: 17 VAI TRÕ CỦ A C C CH Ỉ SỐ KPI TRONG TỐI ƢU M ẠNG 2.3. 19 CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH DRIVING TEST VÀ PHÂN TÍCH LOGFILE 23 3.1 DRIVING TEST VÀ MỘT SỐ PHẦN MỀM TỐI ƢU MẠNG VÔ TUYẾN 23 3.1.1 Driving Test: 23 3.1.2 TEMS Investigation 10.0.5 24 3.1.3 Actix 25 3.2 QUY TRÌNH THỰC HIỆN DRIVING TEST 26 3.2.1 Chu ẩn bị 26 3.2.2 Kết nố i thi ết bị và ti ến hành đo ki ểm 27 27 3.2.2.1 Kết nối thiết bị 30 3.2.2.2 Cấu hình các phƣơng pháp đo Hình 3.10 Cửa sổ thể hiện quét nhiều trong TEMS 31 3.3 PHÂN TÍCH LOGFILE VÀ ĐƢA RA KHUYẾN NGHỊ 32 3.3.1 Các phƣơng pháp phân tích: 32 3.3.2 Phân tích t ổng h ợp: 39
  4. 39 3.3.2.1 Phân tích rớt cuộc gọi số 1: 41 3.3.2.2 P hân tích rớt cuộc gọi số 2: KẾT LU N 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44
  5. LỜI MỞ ĐẦU LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại hiện nay, nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng tăng cả về số lượng lẫn chất lượng và các dịch vụ thông tin di động đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống của chúng ta. Chiếc điện thoại di động trở thành người bạn thân thiết với tất cả mọi người và các dịch vụ đi kèm theo nó lại ngày càng phát triển. Hiện tại, các nhà mạng tại Việt Nam chủ yếu vẫn cung cấp các dịch vụ dựa trên công nghệ 2G, 2.5G-GPRS và 2.75G-EDGE. Các dịch vụ 3G chiếm số lượng chưa cao một phần là do các thiết bị hỗ trợ 3G có giá thành hơi cao và các dịch vụ 3G vẫn chưa thật sự hấp dẫn người dùng. Nhưng với ưu thế tốc độ truyền dữ liệu, các dịch vụ ngày càng phong phú, chất lượng tốt hơn và độ bảo mật cao thích hợp với việc kinh doan h thương mại online, 3G ở Việt Nam sẽ hứa hẹn phát triển cao hơn nữa để đem lại cho người dùng các dịch vụ với tốc độ và chất lượng tốt nhất, mở ra tương lai tươi sáng, năng động cho ngành viễn thông nói riêng và nền kinh tế quốc gia nói chung. Với những ưu thế và tiềm năng nói trên, các nhà mạng ở Việt Nam đã bắt tay nghiên cứu và cung cấp các dịch vụ 3G. Trong quá trình triển khai mạng 3G thì khâu tối ưu mạng đóng vai trò rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và dung lượng mạng, đem lại lợi ích tối đa cho nhà mạng và khách hàng. Với vai trò đó, công tác tối ưu mạng diễn ra liên tục và theo quy trình khép kín trong suốt quá trình khai thác vận hành mạng. Công tác tối ưu đòi hỏi các kĩ sư phải có tay nghề cao, thường xuyên học tập nghiên cứu để có thể kịp t hời nắm bắt các vấn đề, đảm bảo cho mạng được vận hành một cách tốt nhất. Do mạng 3G mới được triển khai không lâu và tương đối phức tạp nên số lượng các nhân công nắm rõ về công nghệ này vẫn còn hạn chế, ta sẽ gặp nhiều khó khăn do thiếu kinh nghiệm thực tiễn vì do lần đầu triển khai tối ưu mạng 3G. Những đòi hỏi cấp bách về việc tối ưu mạng 3G trong những năm về sau sẽ khiến ta gặp phải những khó khăn nhất định nhưng sẽ là cơ hội mang lại những thử thách và việc làm cho các kỉ sư trẻ của Việt Nam cũng như các bạn sinh viên sắp ra trường với lý do trên tôi đã chọn đề tài thực tập tốt nghiệp là “ TỐI ƯU MẠNG 3G”. Mục đích nghiên cứu Nghiêm cứu, tìm hiểu và đánh giá công tác tối ưu mạng 3G hiện nay ở nước ta, phục vụ cho yêu cầu công việc và nghiên cứu sau này. SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 1 LỚP: D08VTA1
  6. LỜI MỞ ĐẦU Nghiên cứu phương pháp tối ưu mạng 3G một cách hiệu quả, để góp phần cung cấp các dịch vụ 3G với chất lượng tốt nhất và giá thành rẻ cho người dùng. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng nghiên c ứu - Lý thuyết về tối ưu mạng 3G. - Mạng truy nhập vô tuyến ở thành phố Hồ Chí Minh. - Các phần mềm hỗ trợ cho việc tối ưu mạng 3G. b) P hạm vi nghiên c ứu - Nghiên c ứu về lý thuyết về tối ưu mạng 3G. - Nghiên c ứu các phần mềm tối ưu mạng thông dụng nhất. - Nghiên c ứu về quá trình tối ưu mạng thực tế ở thành phố Hồ Chí Minh. Ý nghĩa khoa học của để tài Công nghệ 3G đã được nghiên cứu và triển khai rộng rãi trên thế giới. Tuy nhiên công nghệ này vẫn còn khá mới mẻ so với nước ta, ta không thể áp dụng các mô hình phát triển của các nước tiên tiến một cách cứng nhắc vì mỗi nước có những điều kiện tự nhiên và xã hội riêng. Sau nhiều sự đầu tư và nghiên cứu, các nhà mạng Việt Nam đã cung cấp dịch vụ 3G đến khách hàng tuy nhiên số lượng cũng như chất lượng chưa cao. Với mục đích nghiên cứu để học tập và tìm ra những phướng phá p tối ưu mạng 3G một cách hiệu quả về mặt kinh tế lẫn kĩ thuật nhằm góp phần cung cấp các dịch vụ 3G ngày càng đa dạng với giá thành rẻ cho mọi người dân Việt Nam, tránh cho nước ta không bị tụt hậu ngày càng xa so với các nước đang phát triển trên thế giớ i trong viễn thông nói riêng. Mặt khác, công nghệ 3G được triển khai kh ông lâu, do đó còn nhiều thiếu s ót, hạn chế nên việc nghiên cứu vế tối ưu mạng 3G là rất cần thiết và là cơ hội đem lại nhiều việc làm cho các kĩ sư nhất là những sinh viên mới ra trườn g. Kết cấu đề tài Đề tài gồm 3 chương với nội dung tóm tắt như sau: Chương 1: Tổng quan về mạng 3G WCDMA. Giới thiệu tổng quan về kiến trúc mạng, các kênh vô tuyến, điều khiển công suất và chuyển giao trong mạng. Chương 2: Tổng quan quy trình tối ưu mạng và yêu cầu về các chỉ số KPIs trong tối ưu mạng 3G WCDMA. Chương 3: Thực hiện Driving test với máy đo TEMS 10.0.5, tiến hành phân tích Logfile 3G bằng phần mềm Actix và đưa ra khuyến nghị để tối ưu mạng. Em xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Mi nh Phụng, nhân viên quản lí hồ sơ công ty TNHH dịch vụ viễn thông Thiên Tú, các anh chị phòng kĩ thuật cùng quí công ty đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đề tài báo cáo thực tập. Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Nguyễn Tấn Nhân, trưởng bộ môn Vô Tuyến, học viện công nghệ Bưu chính Viễn thông thành phố Hồ Chí Minh đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đề tài báo cáo thực tập này. Hồ Chí Mình, Ngày 31Tháng 7 Năm 2012 Sinh viên thực hiện Khổng Văn Nhất SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 2 LỚP: D08VTA1
  7. DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH DANH MỤC C C BẢNG, HÌNH BẢNG 1.1 Các kênh vật lý tham gia các phƣơng pháp điều khiển công suất BẢNG 1.2 Bảng tổng kết về Handover BẢNG 2.1 Các ch ỉ tiêu ch ất lƣợng KPI trong Driving Test BẢNG 3.1 File cell definition 3G của Vinaphone tại thành phố Hồ Chí Minh BẢNG 3.2 Bả ng thống kê % xảy ra pilot pollution BẢNG 3.3 Bảng khuyến nghị dành cho các cell lân cận HÌNH 1.1: Kiến trúc mạng WCDMA HÌNH 1.2: Sự sắp xếp các kênh logic, kênh truyền tải và kênh vật lí HÌNH 1.3: Kênh truyền tải đƣờng lên và đƣờng xuống. HÌNH 1.4: Tiến trình thực hiện chuyển giao HÌNH 2.1: Quy trình tối ƣu hóa mạng WCDMA HÌNH 3.1: Các công cụ dùng tối ƣu hóa mạng vô tuyến HÌNH 3.2 Phân tích Log file 3G sử dụng TEMS 10.0.5 HÌNH 3.3 Phân tích Log file 3G sử dụng Actix HÌNH 3.4 Sơ đồ kết nối nguyên lí má y đo TEMS với máy tính HÌNH 3.5 Sơ đồ kết nối thực tế máy đo TEMS vào máy tính HÌNH 3.6 Cấu hình kết nối TEMS với máy tính HÌNH 3.7 Cấu hình kết nối GPS với máy tính HÌNH 3.8 Cấu hình đo Call trong phần mềm TEMS 10.0.5 HÌNH 3.9 Cấu hình quét Scanner trong phần mềm TEMS 10.0.5 HÌNH 3.10 Cửa sổ thể hiện quét nhiễu trong TEMS HÌNH 3.11 HO liên tục ở khu vực có quá nhiều cell vƣợt trội HÌNH 3.12 Vùng phủ của CPICH yếu HÌNH 3.12 Ec/Io giảm do diện tích vùng phủ của cell phục vụ nhỏ HÌNH 3.13 Cell có vùng phủ són g quá xa HÌNH 3.14 Hiện tƣợng tăng đột ngột công suất phát của UE HÌNH 3.15 Nhiễu do quá nhiều kênh pilot ứng cử cho SHO HÌNH 3.16 Tỉ lệ thành công các sự kiện HÌNH 3.17 Sự kiện rớt cuộc gọi xảy ra tại hai vị trí khác nhau HÌNH 3.18 Best server của UE và S canner HÌNH 3.19 Hoạt động giám sát tại thời điểm rớt cuộc gọi HÌNH 3.20 Vùng phủ RSCP của SC018 HÌNH 3.21 DL SIR, Ec/Io, Công suất phát UE, DL BLER tại thời điểm rớt cuộc gọi SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 3 LỚP: D08VTA1
  8. THUẬT NGỮ VIẾT TẮT THU T NGỮ VIẾT TẮT Mạng di dộng hế hệ 2 2G Second Generation Global Network Mạng di dộng hế hệ 3 3G Third Generation Global Network Bộ mã hoá và giải mã đa tốc AMR Adaptive Multi-Rate codec độ thích nghi Kênh chỉ thị thăm dò AICH Acquisition Indicator Channel Trung tâm nhận thực AuC Authentication Center Kênh quảng bá. BCCH Broadcast Control Channel Tỉ lệ bit lỗi BER Bit Error Rate Trạm thu phát gốc BS Base Station Tỷ số lỗi khối BLER Block Error Rate Mã nhận dạng trạm gốc BSIC Base Station Identity Code Tỉ lệ rớt cuộc gọi CDR Call Drop Rate Chuyển mạch kênh CS Circuit Switching Chuyển mạch gói dữ liệu CSD Circuit Switching Data Thay đổi yêu cầu CR Change Request Kênh điều khiển vật lý CCPCH Common Control Physical Channel chung Kênh điều khiển chung CCCH Common Control Channel Mạng lõi CN Core Network Kênh hoa tiêu chung CPICH Common P ilot Channel Chuyển mạch gói thoại CSV Circuit Switched Voice Kênh lưu lượng chung CTCH Dedicated Traffic Control Channel Đường xuống DL Downlink Kênh vật lý riêng DPCH Dedicated Physical Channel Kênh số liệu vật lý riêng DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh điều khiển vật lý riêng DPCCH Dedicated P hysical Control Channel Kênh đường xuống dùng DSCH Dedicated Shared Channel chung Kỹ thuật trải phổ chuỗi trực DSS Direct Sequence Spectrum tiếp Kênh lưu lượng dành riêng DTCH Dedicated Traffic Channel Giải pháp nâng cao tốc độ EDGE Enhanced Data Rates for Evolution truyền dữ liệu Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR Equipment Identity Register Kênh truy cập đường xuống FACH Forward Access Channel Ghép song công phân chia FDD Frequency theo thời gian Tỉ lệ khung lỗi FER Frame Error Rate Cổng MSC GMSC Gateway MSC Dịch vụ dữ liệu gói GPRS General Packet Radio Service Mạng thông tin di động toàn GSM Global System for Mobile SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 4 LỚP: D08VTA1
  9. THUẬT NGỮ VIẾT TẮT cầu Telecommunication Bộ ghi đ ịnh vị thường trú HLR Home Location Register Chuyển giao HO Handover Truy nhập gói đường xuống HSDPA High Speed Downlink Packet Access tốc độ cao Viễn thông di động quốc tế IMT International Mobile Telecommunication Giao thức Internet IP Internet Protocol Công nghệ truy nhập vô IRAT Inter-Radio Access Technology tuyến Chuyển giao lien mạng IS-HO Intersytems Handover Mạng số tích hợp đa dịch vụ ISDN Integrated Services Digital Network Chức năng tương tác mạng IWF InterWorking Function Chỉ số hiệu năng chính KPI Key performace Indicator Mã nhận dạng vùng định vị LAC Location Area Code Trung tâm chuyển mạch các MSC Mobile Services Switching Center dịch vụ di động Trung tâm điều hành mạng NOC Network Operating Centre Kênh điều khiển dành riêng ODCCH ODMA Dedicated Control Channel cho OMDA Trung tâm vận hành và bảo OMC Operation and Maintenance Center dưỡng Kênh tìm gọi P CH P aging channel Kênh vật lý điều khiển P -CPICH P rimary Common Control Physical chung chính Channel Kênh chỉ thị tìm gọi P ICH P aging Indicator Channel Chuyển mạch gói PS P acket Switching Mạng điện thoại chuyển P STN P ublic Switched Telephone Network mạch công cộng Chuyển mạch gói dữ liệu P SD P acket Switching Data Thời gian từ nguồn tới đích RTT Round Trip Time Kênh điều khiển vật lý P CCH P hysical Control Channel Chất lượng dịch vụ QoS Quality of service Khóa chuyển pha vuông góc QPSK Quatrature Phase Shift Keying Kênh truy nhập ngẫu nhiên RACH Random Access Channel Công nghệ truy nhâp vô RAT Radio Access Technology tuyến Tần số vô tuyến RF Radio Frequency Bộ điều khiển mạng vô RNC Radio Network Controller tuyến Công suất mã tín hiệu thu RSCP Received Signal Code Power được Tổng công suất thu (bao RSSI Received Signal Strength Indicator gồm cả nhiễu). Kênh vật lý điều khiển S-CCPCH Secondary Common Contro l SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 5 LỚP: D08VTA1
  10. THUẬT NGỮ VIẾT TẮT chung thứ cấp P hysical Channel Mã trải phổ SC Scrambling Code Kênh ñồng bộ SCH Synchronization channel Nút hỗ trợ GPRS phục vụ SGSN Serving GPRS Support Node Chuyển giao mềm SHO Soft Handover. Modun nhận dạng thuê bao SIM Subscriber Identity Module Tỷ số tín hiệu trên nhiễu SIR Signal to Interference Ratio Ghép song công phân chia TDD Time Division Duplex theo thời gian Đường lên UL Uplink Thiết bị người dùng UE User Equipment Hệ thống viễn thông di động UMTS Universal Mobile toàn cầu Telecommunication System Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access mặt đất UMTS Network VLR Visit Location Register VLR Chuyển giao liên mạng VHO Vertical Handover Đa truy nhập phân chia theo WCDMA Wideband Code Division Multiple mã băng rộng Access SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 6 LỚP: D08VTA1
  11. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA Công nghệ EDGE là một bước cải tiến của chuẩn GPRS đ ể đạt tốc độ truyền dữ liệu theo yêu cầu của thông tin di đ ộng thế hệ ba. Tuy nhiên EDGE vẫn dựa trên cấu trúc mạng GSM, chỉ thay đ ổi kỹ thuật điều chế vô tuyến kết hợp với dịch vụ chuyển mạch vô tuyến gói chung (GPRS) nên tốc độ vẫn còn hạn chế. Điều này gây khó khăn cho việc ứng dụng các dịch vụ truyền thông đa phương tiện đò i hỏi việc chuyển mạch linh động và tốc độ truyền dữ liệu lớn hơn. Để giải quyết vấn đề này, giải pháp đưa ra là nâng cấp EDGE lên chuẩn di động thế hệ ba W-CDMA. 1.1 GIỚI THIỆU WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) là một công nghệ truy nhập vô tuyến được phát triển mạnh ở Châu Âu. Hệ thống này hoạt động ở chế độ FDD và dựa trên kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp (DSS- Direct Sequence Spectrum) sử dụng tốc độ chip 3,84Mcps bên trong băng tần 5MHz. Băng tần rộng hơn và tốc độ trải phổ cao làm tăng độ lợi xử lý và một giải pháp thu đa đường tốt hơn, đó là đặc điểm quyết định để chuẩn bị cho IMT-2000. WCDMA hỗ trợ trọn vẹn cả dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói tốc độ cao và đảm bảo sự hoạt động đồng thời các dịch vụ hỗn hợp với chế độ gói hoạt động ở mức hiệu quả cao nhất. Hơn nữa WCDMA có thể hỗ trợ các tốc độ số liệu khác nhau, dựa trên thủ tục điều chỉnh tốc độ. SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 7 LỚP: D08VTA1
  12. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA Chuẩn WCDMA hiện thời sử dụng phương pháp điều chế QPSK, một phương pháp điều chế tốt hơn 8 -PSK, cung cấp tốc độ số liệu đỉnh là 2Mbps với chất lượng truyền tốt trong vùng phủ rộng. 1.2 KIẾN TRÖC MẠNG Hệ thống W-CDMA được xây dựng trên c ơ sở mạng GPRS. Về mặt chức năng có thể chia cấu trúc mạng W-CDMA ra làm hai phần : mạng lõi (CN) và mạng truy nhập vô tuyến (UTRAN), trong đó mạng lõi sử dụng toàn bộ cấu trúc phần cứng của mạng GPRS còn mạng truy nhập vô tuyến là phần nâng cấp của W - CDMA. Ngoài ra đ ể hoàn thiện hệ thống, trong W-CDMA còn có thiết bị người sử dụng (UE) thực hiện giao diện người sử dụng với hệ thống. Từ quan đ iểm chuẩn hóa, cả UE và UTRAN đều bao gồm những giao thức mới được thiết kế dựa trên công nghệ vô tuyến W-CDMA, trái lại mạng lõi được định nghĩa hoàn toàn dựa trên GSM. Điều này cho phép hệ thống W-CDMA phát triển mang tính toàn cầu trên c ơ sở công nghệ GSM. Hình 1.1: Kiến trúc mạng WCDMA  UE (User Equipment ). Thiết bị người sử dụng thực hiện chức năng giao tiếp người sử dụng với hệ thống. UE gồm hai phần: - Thiết bị di động (ME: Mobile Equipment ): Là đầu cuối vô tuyến được sử dụng cho thông tin vô tuyến trên giao diện Uu. - Module nhận dạng thuê bao UMTS (USIM): Là một thẻ thông minh chứa thông tin nhận dạng của thuê bao, nó thực hiện các thuật toán nhận thực, lưu giữ các khóa nhận thực và một số thông tin thuê bao cần thiết cho đầu cuối.  UTRAN (UMTS Terestrial Radio Access Network). Mạng truy cập vô tuyến có nhiệm vụ thực hiện các chức năng liên quan đến truy cập vô tuyến. UTRAN gồm hai phần tử : SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 8 LỚP: D08VTA1
  13. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA - Node B: Thực hiện chuyển đổi dòng số liệu giữa các giao diện Iub và Uu. Nó cũng tham gia quản lý tài nguyên vô tuyến. - Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC: Có chức năng sở hữu và điều khiển các tài nguyên vô tuyến ở trong vùng (các Node B được kết nối với nó). RNC còn là điểm truy cập tất cả các dịch vụ do UTRAN cung cấp cho mạng lõi CN.  CN (Core Network ). Các phần tử chính của mạng lõi nhƣ sau: - HLR (Home Location Register ): Là thanh ghi định vị thường trú lưu giữ thông tin chính về lý lịch dịch vụ của người sử dụng. Các thông tin này bao gồm : Thông tin về các dịch vụ được phép, các vùng không được c huyển mạng và các thông tin về dịch vụ bổ sung như: trạng thái chuyển hướng cuộc gọi, số lần chuyển hướng cuộc gọi. - MSC/VLR (Mobile Services Switching Center/Visitor Location Register ): Là tổng đài (MSC) và cơ sở dữ liệu (VLR) để cung cấp các dịch vụ chu yển mạch kênh cho UE tại vị trí của nó. MSC có chức năng sử dụng các giao dịch chuyển mạch kênh. VLR có chức năng lưu giữ bản sao về lý lịch người sử dụng cũng như vị trí chính xác của UE trong hệ thống đang phục vụ. - GMSC (Gateway MSC): Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng kết nối với mạng ngoài. - SGSN (Servicing GPRS Support Node ): Node hỗ trợ GPRS (dịch vụ vô tuyến gói chung) đang phục vụ, có chức năng như MSC/VLR nhưng được sử dụng cho các dịch vụ chuyển mạch gói (PS). - GGSN (Gateway GPRS S upport Node ): Node hỗ trợ GPRS cổng, có chức năng như GMSC nhưng chỉ phục vụ cho các dịch vụ chuyển mạch gói. Để kết nối MSC với mạng ngoài cần có thêm phần tử làm chức năng tương tác mạng (IWF). Ngoài mạng lõi còn chứa các cơ sở dữ liệu cần thiết cho các mạng di động như: HLR, AuC và EIR.  Các mạng ngoài. - Mạng CS: Mạng đảm bảo các kết nối cho các dịch vụ chuyển mạch kênh. Ví dụ : Mạng ISDN, PSTN. - Mạng PS: Mạng kết nối cho các dịch vụ chuyển mạch gói. Ví dụ: mạng Internet.  Các giao diện vô t uyến. - Giao diện Cu: Là giao diện giữa thẻ thông minh USIM và ME. Giao diện này tuân theo một khuôn dạng chuẩn cho các thẻ thông minh. - Giao diện Uu: Là giao diện mà qua đó UE truy cập các phần tử cố định của hệ thống và vì thế mà nó là giao diện mở quan trọng nhất của UMTS. - Giao diện Iu: Giao diện này nối UTRAN với CN, nó cung cấp cho các nhà khai thác khả năng trang bị UTRAN và CN từ các nhà sản xuất khác nhau. - Giao diện Iur: Cho phép chuyển giao mềm giữa các RNC từ các nhà sản xuất khác nhau. - Giao diện Iub: Giao diện cho phép kết nối một Node B với một RNC. Iub được tiêu chuẩn hóa như là một giao diện mở hoàn toàn. SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 9 LỚP: D08VTA1
  14. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA 1.3 C C KÊNH VÔ TUYẾN Để xử lí linh hoạt các dạng dịch vụ khác nhau và các khả năng gọi hội nghị, giao diện vô tuyến được cấu trúc dựa trên ba lớp kênh cơ bản: các kênh vật lý, các kênh truyền tải và các kênh logic. Các kênh logic được phân loại theo chức năng của các tín hiệu truyền dẫn và các đặc tính logic của chúng, và được gọi tên theo nội dung thông tin mà nó truyền. Các kênh truyền tải được phân loại theo khuôn dạng truyền và được định rõ đặc tính theo cách truyền và loại thông tin được truyền qua giao diện vô tuyến. Các kênh vật lý được phân loại theo các chức năng của lớp vật lý và được nhận biết bởi mã trải phổ, sóng mang và dạng pha điều chế của đường lên. Việc ghép và phát các kênh truyền tải trên các kênh vật lý tạo ra các khả năng: ghép tín hiệu điều khiển với tín hiệu số liệu của các thuê bao, ghép và phát tín hiệu số liệu của các thuê bao kết hợp với đa truy nhập. Việc liê n kết các kênh logic với một kênh truyền tải đơn cũng đem lại khả năng truyền dẫn hiệu quả hơn. Việc xếp kênh truyền tải với kênh vật lý được tiến hành trong lớp vật lý, ngược lại, việc xếp kênh logic với kênh truyền tải được tiến hành trong lớp con MAC. Hình 1.2: Sự sắp xếp các kênh logic, kênh truyền tải và kênh vật lí Kênh vật lý riêng (DPCH) bao gồm kênh số liệu vật lý riêng (DPDCH) và kênh điều khiển vật lý riêng (DPCCH). DPDCH là một kênh để truyền số liệu , trái lại DPCCH được gắn với DPDCH để thực hiện chức năng điều khiển lớp 1 như TCP. Các kênh vật lý khác được minh họa ở hình trên bao gồm kênh đồng bộ (SCH), kênh hoa tiêu chung (CPICH), kênh chỉ thị chiếm dùng (AICH) và kênh chỉ thị tìm gọi (PICH). SCH được sử dụng để tìm kiếm ô. CPICH là kênh dùng cho việc phát các tín hiệu hoa tiêu để giải điều chế kênh vật lý điều khiển chung (CCPCH) và cũng được sử dụng để cải thiện quá trình giải điều chế của các kênh riêng cũng như các kênh chung. AICH được sử dụng để truy cập ngẫu nhiên. PICH được ứng dụng để cải thiện tỉ lệ thu gián đoạn giữa các UE trong việc truyề n dẫn các tín hiệu tìm gọi. SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 10 LỚP: D08VTA1
  15. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA 1.3.1 Các kênh lôgic: Các kênh lôgic có thể được chia thành hai nhóm chủ yếu: nhóm kênh điều khiển và nhóm kênh lưu lượng. Nhóm kênh điều khiển bao gồm:  Kênh điều khiển quảng bá – BCCH.  Kênh điều khiển tìm gọi – P CCH.  Kênh điề u khiển dành riêng – DCCH.  Kênh điều khiển chung – CCCH.  Kênh điều khiển phân chia kênh – SHCCH.  Kênh điều khiển riêng cho ODMA – ODCCH.  Kênh điều khiển chung cho ODMA – OCCCH. Nhóm kênh lưu lượng bao gồm:  Kênh lưu lượng dành riêng – DTCH.  Kênh lưu lượng dành riêng cho ODMA – DTCH.  Kênh lưu lượng chung – CTCH. 1.3.2 Các kênh vật lý: Kênh vật lý tương ứng với một tần số mang, mã và đối với đường lên nó còn tương ứng với góc pha tương đối (0 hay π/2). Các kênh vật lý đường lê n: DPDCH: truyền kênh truyền dẫn DCH. DPCCH: truyền thông tin điều khiển L1 như: các bit hoa tiêu để hỗ trợ đánh giá việc xác định kênh trong quá trình phát hiện tương quan, các lệnh điều khiển công suất phát-TPC, thông tin phản hồi -FBI, và một bộ chỉ thị kết hợp định dạng truyền dẫn TFCI. PRACH: mang thông tin của kênh giao vận RACH. PCPCH: mang thông tin của kênh giao vận CPCH. Đường xuống chỉ có một kênh vật lý riêng duy nhất: kênh vật lý riêng đường xuống (downlink DPCH). Các kênh vật lý đường xuống được cho ở dưới đây: Kênh DPCH riêng Kênh hoa tiêu chung(CPICH) (Downlink DPCH) Kênh vật lý Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp(P - CCPCH) đường xuống Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp(S - CCPCH) (DPCH) Kênh DPCH chung Kênh đồng bộ(SCH) (Downlink CPCH) Kênh vật lý đường xuống dùng chung (PDSCH) Kênh chỉ thị bắt (AICH) Kênh chỉ thị tìm gọi(PICH) SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 11 LỚP: D08VTA1
  16. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA 1.3.3 Các kênh truyền tải: Trong UTRAN số liệu được tạo ra ở các lớp cao được truyền tải trên đường vô tuyến bởi các kênh truyền tải bằng cách sắp xếp các kênh này lên các kênh vật lý khác nhau. Lớp vật lý được yêu cầu để hỗ trợ các kênh truyền tải với các tốc độ bit thay đổi nhằm cung cấp các dịch vụ với độ rộng băng tần theo yêu cầu và để ghép nhiều dịch vụ trên cùng một kết nối. Có hai kiểu kênh truyền tải: Các kênh riêng và các kênh chung. Điểm khác nhau giữa chúng là: Kênh chung là tài nguyên được chia sẻ cho tất cả hoặc một nhóm người sử dụng trong cell, còn tài nguyên kênh riêng được ấn định bởi một mã và một tần số nhất định để dành riêng cho một người sử dụng duy nhất. 1.3.3.1 Kênh truyền tải riêng: Kênh truyề n tải riêng duy nhất là kênh riêng (viết tắt DCH : Dedicated Channel). Kênh truyền tải riêng mang thông tin từ các lớp trên lớp vật lý riêng cho một người sử dụng, bao gồm số liệu cho dịch vụ hiện thời cũng như thông tin điều khiển lớp cao. Kênh truyền tải riêng được đặc trưng bởi các tính năng như: Điều khiển công suất nhanh, thay đổi tốc độ số liệu nhanh theo từng khung và khả năng phát đến một phần cell hay đoạn cell bằng cách thay đổi hướng Anten của hệ thống anten thích ứng. Các kênh riêng hỗ trợ chuyể n giao mềm. 1.3.3.2 Các kênh truyền tải chung: UTRA định nghĩa 6 kiểu kênh truyền tải chung. Các kênh này có một số điểm khác với các kênh trong thế hệ thứ hai, chẳng hạn truyền dẫn gói ở các kênh chung và một kênh dùng chung đường xuống để phát số liệu gói. Các kênh chung không có chuyển giao mềm, nhưng một số kênh có điều khiển công suất nhanh. Kênh quảng bá : Kênh quảng bá (BCH: Broadcast Channel) là một kênh truyền tải được sử dụng để phát các thông tin đặc thù UTRAN hoặc cell. Vì thiết bị người sử dụng UE (User Equipment) chỉ có thể đăng ký đến cell này nếu nó có thể giải mã kênh quảng bá, nên cần phát kênh này ở công suất khá cao để mạng có thể đạt đến tất cả mọi người sử dụng trong vùng phủ yêu cầu. Kênh truy cập đường xuống (hướng đi): Kênh truy cập đường xuống (FACH: Forward Access Channel) là một kênh truyền tải đường xuống mang thông tin điều khiển đến các UE nằm trong một cell cho trước, chẳng hạn sau khi BS thu được một bản tin truy cập ngẫu nhiên. Kênh truyền dẫn đường xuống truyền thông tin đi ều khiển tới trạm di động khi hệ thống biết được việc định vị cell của trạm di động. Kênh tìm gọi: Kênh tìm gọi (PCH: Paging Channel) là một kênh truyền tải đường xuống thường được truyền trên toàn bộ cell, được dùng để truyền thông tin điều khiển tới trạm di động khi hệ thống không biết vị trí cell của trạm di động. Nó mang số liệu liên quan đến thủ tục tìm gọi, chẳng hạn khi mạng muốn khởi đầu thông tin với UE. UE phải có khả năng thu được thông tin tìm gọi trong toàn bộ vùng phủ của cell. Kênh truy cập ngẫu nhiên: SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 12 LỚP: D08VTA1
  17. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA Kênh truy cập ngẫu nhiên (RACH: Random Access Channel) là kênh truyền tải đường lên, thường thu được từ toàn bộ cell, thực hiện truyền thông tin điều khiển từ trạm di động. Nó được sử dụng để mang thông tin điều khiển từ UE như: yêu cầu thiết lập một kết nối. Kênh gói chung đường lên: Kênh gói chung đường lên (CPCH: Common Packet Channel) là một mở rộng của kênh RACH để mang số liệu của người sử dụng được phát theo gói trên đường lên. FACH ở đường xuống cùng với kênh này tạo nên cặp kênh để truyền số liệu. BS Hình 1.3: Kênh truyền tải đƣờng lên và đƣờng xuống. Kênh đường xuống dùng chung: Kênh đường xuống dùng chung (DSCH: Dedicated Shared Channel) là kênh truyền tải để mang thông tin của người sử dụng và/hoặc thông tin điều khiển. Nhiều người sử dụng có thể dùng chung kênh này. Xét về nhiều mặt nó giống như kênh truy cập đường xuống, nhưng kênh dùng chung hỗ trợ sử dụng điều khiển công suất nhanh cũng như tốc độ bit thay đổi theo khung. Ở FDD, nó được kết hợp với một hoặc vài kênh DCH đường xuống. Nó có thể được truyền trên toàn bộ cell hoặc chỉ trên một phần cell đang sử dụng, ví dụ các anten dạng búp. Các kênh truyền tải cần thiết: Các kênh truyền tải chung cần thiết cho việc hoạt động căn bản của mạng là: RACH, FACH và PCH, còn việc sử dụng DSCH và CPCH là lựa chọn và có thể được quyết định bởi mạng. 1.4 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT Việc điều khiển công suất phát là r ất c ần thiết đ ể hệ thống WCDMA ho ạt đ ộng tốt vì tất cả các thuê bao WCDMA đ ều chia sẻ cùng một băng tần vô tuyến nhờ việc sử dụng các mã tạp âm giả ngẫu nhiên và do đó mỗi thuê bao được xem như một tạp âm ngẫu nhiên đ ối với các thuê bao khác. Quá trình đi ều khiển công suất được thực hiện đ ể giải quyết bài toán “xa-gần” và đ ể tăng tối đa dung lượng. Điều khiển công suất tức là công suất phát từ mỗi thuê bao được điều chỉnh đ ể sao cho công suất thu c ủa mọi thuê bao ở trạm gố c là bằng nhau (nếu không kể đến các lo ại tạp âm khác mà chỉ xét đ ến suy hao lan truyền vô tuyến thì quá trình đi ều khiển công suất sẽ điều chỉnh đ ể thuê bao ở xa trạm gốc phát công suất lớn hơn thuê bao ở gần trạm gố c). Điều khiển công suất trong WCDMA được chia thành:  Điều khiển công suất vòng hở  Điều khiển công suất vòng kín Điều khiển công suất vòng hở được thực hiện tự động tại UE khi nó thực hiện thủ tục xin truy nhập Node B (dựa trên công suất mà nó thu được từ kênh hoa tiêu phát SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 13 LỚP: D08VTA1
  18. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA đi từ B), khi này UE chưa có kết nối với Node này. Còn điều khiển công suất vòng kín được thực hiện khi UE đã kết nối với Node B. Điều khiển công suất vòng hở lại được chia thành:  Điều khiển công suất vòng trong được thực hiện tại Node B. Điều khiển công suất vòng trong được thực hiện nhanh với 1500 lần trong một giây dựa trên so sánh SIR thu với SIR đích  Điều khiển công suất vòng ngoài được thực hiện tại R NC để thiết lập SIR đích cho Node B. Điều khiển công suất này dựa trên so sánh tỷ lệ lỗi khối (BLER) thu được với tỷ lệ đích. Các kênh vật lý tham gia vào các phương pháp điều khiển công suất Bảng 1.1 Các kênh vật lý tham gia các phƣơng pháp điều khiển công suất 1.5 CHUYỂN GIAO Chuyển giao (Handover: HO) là phương tiện cần thiết để thuê bao có thể di động trong mạng. Khi thuê bao chuyển động từ vùng phủ sóng của một cell này sang một cell khác thì kết nối với cell mới phải được thiết lập và kết nối với cell cũ phải được hủy bỏ. Có thể chia HO thành các kiểu HO sau:  HO nội hệ thống xảy ra bên trong một hệ thống WCDMA. Có thể chia nhỏ HO này thành - HO cùng tần số giữa các ô thuộc cùng môt tần số sóng mang WCDMA - HO khác tần số (IF-HO) giữa các ô hoạt động trên các tần số WCDMA khác nhau  HO giữa các hệ thống (IS -HO) giữa các ô thuộc hai công nghệ truy nhập vô tuyến (RAT) khác nhau hay các chế độ truy nhập vô tuyến (RAM) khác nhau. Trường hợp thường xuyên xảy ra nhất đối với kiểu thứ nhất là HO giữa các hệ thống WCDMA và GSM/EDGE. Tuy nhiên cũng c ó thể là IS-HO giữa WCDMA và hệ thống các hệ thống CDMA khác (cdma2000 1x). Thí dụ về HO giữa các RAM là HO giữa các chế độ UTRA FDD và UTRA TDD. Các thủ tục HO:  Chuyển giao cứng (HHO) là các thủ tục HO trong đó tất cả các đường truyền vô tuyến cũ của một UE được giải phóng trước khi thiết lập các đường truyền vô tuyến mới SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 14 LỚP: D08VTA1
  19. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA  Chuyển giao mềm (SHO) và chuyển giao mềm hơn là các thủ tục trong đó UE luôn duy trì ít nhất một đường vô tuyến nối đến UTRAN. Trong chuyển giao mềm UE đồng thời được nối đến một hay nhiều ô thuộc các Node B khác nhau của cùng một RNC (SHO nội RNC) hay thuộc các RNC khác nhau (SHO giữa các RNC). Trong chuyển giao mềm hơn UE được nối đến ít nhất là hai đoạn ô của cùng một Node B. SHO và HO mềm hơn chỉ có thể xẩy ra trên cùng một tần số só ng mang và trong cùng một hệ thống. Tiến trình thực hiện HO: Hình 1.4: Tiến trình thực hiện chuyển giao Bảng tổng kết về HO: Kiểu chuyển giao Đo đạc chuyển giao Báo cáo đo đạc Mục đích chuyển giao từ UE chuyển giao đến RNC Chuyển giao Đo trong toàn bộ thời Báo cáo khởi xướng - Sự di động trong tần số gian sử dụng bộ lọc kết sự kiện thông hợp thường WCDMA Chuyển giao giữa Việc đo chỉ bắt đầu khi Báo cáo định kỳ trong - P hủ sóng các hệ thống cần thiết, sử dụng chế suốt chế độ nén - Tải độ nén - Dịch vụ WCDMA -GSM Chuyển giao giữa Việc đo chỉ bắt đầu khi Báo cáo định kỳ trong - P hủ sóng các tần số cần, sử dụng chế độ suốt chế độ nén - Tải nén WCDMA Bảng 1.2 Bảng tổng kết về Handover SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 15 LỚP: D08VTA1
  20. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG 3G WCDMA SVTH: KH ỔNG VĂN NHẤT Trang 16 LỚP: D08VTA1
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược