Tối ưu hóa mạng di động GSM

áp cấu trúc cho thiết kế tần số: Với việc phân chia băng tần TCH thành các băng khác nhau, cấu trúc sẽ trở nên hợp lý khi thiết kế quy hoạch tần số cho bộ thu phát TCH thứ nhất mà không làm thay đổi quy hoạch BCCH hay những quy hoạch cho những bộ thu phát TCH khác. Cấu trúc này giúp đơn giản hơn trong việc đưa ra thiết kế tần số mới và trong việc phát hiện ra thiết kế tần số không tốt. Ấn định tần số Việc ấn định tần số được minh họa trong hình 4.21, một biểu đồ chỉ ra cách những tần số khác nhau có thể ấn định cho một cấu hình MRP với tối đa bốn TRX mỗi cell. Ví dụ này xét thiết kế 12/10/8/6. Điều này nghĩa là có 12 tần số BCCH (tần số 1, 3, 5, …, 23), 10 tần số TCH cho nhóm 1 (tần số 2, 4, 6, …, 20), 8 tần số TCH nhóm 2 (22, 24, 26, …, 36) và 6 tần số TCH cho nhóm 3 (25, 27, …, 35). Hình vẽ cũng chỉ ra sự ấn định tần số cho hai cell A và B với số bộ thu phát theo thứ tự là hai và bốn. Hình 421 Ví dụ về thiết kế tần số với phương pháp MRP Cell A được ấn định tần số BCCH thứ 1 và tần số TCH thứ 6. Do đó cell A sẽ sử dụng nhảy tần băng cơ bản trên hai tần số. Trong khi đó cell B được ấn định tần số BCCH thứ 23 và các tần số TCH thứ 20, 26, 35. Do đó, cell B sử dụng nhảy tần băng cơ bản trên bốn tần số. Chú ý rằng, những tần số BCCH không cần xác định rõ vị trí, do đó bất kỳ tần số nào trong dải tần có sẵn đều có thể chọn làm tần số BCCH miễn sao sự chia tách BCCH/ TCH được thỏa mãn. Không cần phải lúc nào cũng tuân thủ chặt chẽ việc ấn định tần số theo phương pháp MRP. Nếu một cell tồn tại những vấn đề về chất lượng thì có thể giải quyết vấn đề này bằng thay đổi một tần số trong cell đó sang một tần số “trái luật”, tần số mà ban đầu đã được sử dụng trong nhóm bộ thu phát khác. Tuy nhiên, theo khuyến nghị thì việc tuân thủ cấu trúc MRP nên thực hiện một cách chặt chẽ nhất có thể. Thiết kế tần số Phương pháp MRP được phát triển nhằm xử lý đặc trưng tiêu biểu của mạng lưới khi sự phân phối TRX là không đồng đều. Điều này rất quan trọng khi mạng tế bào có sự khác nhau về những đặc tính mạng như kích cỡ cell, số phổ tần sẵn có và địa hình. Có nghĩa là trong mạng lưới, một số cell có nhiều TRX trong khi có những cell với số TRX ít hơn. Để tìm hiểu các trạng thái sử dụng lại tần số khác nhau của những cell khác nhau với số TRX là khác nhau, ta xem xét ví dụ sau: Cấu hình MRP 12/8/6/4 được chọn cho tổng số 30 tần số sẵn có. Trong đó, 12 tần số BCCH, ba nhóm tần số TCH lần lượt gồm 8, 6, 4 tần số. Trong ví dụ này ta giả thiết rằng tỷ lệ các cell có 2, 3, 4 TRX lần lượt là 20%, 30%, 50%. Hệ số sử dụng lại tần số trung bình của một cell = Tổng số tần số trong nhóm ấn định cho cell đó / Số TRX của cell đó Do đó, các cell khác nhau sẽ có hệ số sử dụng lại tần số khác nhau: hệ số bằng 10 với cell có 2 TRX, bằng 8,7 với cell có 3 TRX, và bằng 7,5 với cell có 4 TRX. Số TRX /cell 2 3 4 Tỷ lệ cell (%) 20% 30% 50% MRP groups 12 / 8 12 / 8 / 6 12 / 8 / 6 / 4 Hệ số sử dụng lại tần số TB Sử dụng lại tần số TB thực tế (Giới hạn trên) 10 9,0 8,5 Độ phân tán Nhỏ Lớn Rất lớn Hệ số sử dụng lại tần số trung bình thực tế được hiểu theo nghĩa “rải rác”, vì không phải tất cả các cell đều trang bị đầy đủ thiết bị. Ví dụ, TRX thứ 3 được sử dụng trên 80% tổng số cell, do vậy mà hệ số sử dụng lại thưc tế của TRX này rải rác sẽ là 6/ 0,8 = 7 (làm tròn từ 7,5), tùy thuộc vào phân bố địa lý của những cell với TRX thứ 3. Do đó, giới hạn trên của hệ số sử dụng lại tần số thực tế của cell có 3 TRX sẽ là: (12+8+7)/3 = 9,0. Lợi ích của nhảy tần sẽ tăng cùng với số lượng những tần số trong chuỗi nhảy tần. Những cell có nhiều TRX hơn tương ứng với hiệu quả sử dụng lại cao hơn, cũng đồng nghĩa với mức nhiễu là cao hơn, nhưng với phương pháp MRP điều này được cân bằng với một độ phân tán nhiễu là lớn hơn. Ví dụ trên minh họa MRP có thể điều chỉnh thiết kế tần số theo phân bố TRX trong hệ thống. Tuy nhiên, cũng phải chú ý rằng MRP không cần thiết phải thực hiện trên toàn bộ hệ thống, mà chỉ cần áp dụng cho những vùng có dung lượng cao. Cũng có thể sử dụng các cấu hình MRP khác nhau cho những vùng địa lý khác nhau trong mạng. Mẫu MRP tại Hà Nội năm 2007 của VMS_Center1 là cấu hình 15/ 12/ 9 /3: Group Cell A Cell B Cell C BCCH 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 15 TCH1 113 114 115 120 117 118 119 124 121 122 123 116 12 TCH2 95 99 107 105 109 87 85 89 97 9 TCH3 103 91 101 3 Patch 93 111 2 41 Antenna Anten là thiết bị thực hiện việc chuyển đổi năng lượng giữa sóng được dẫn hướng (ví dụ trong cáp đồng trục) và sóng trong môi trường không gian tự do, hoặc ngược lại. Anten có thể được sử dụng để phát hoặc thu tín hiệu vô tuyến. Trong thông tin di động, việc sử dụng anten thích hợp sẽ có vai trò rất quan trọng, quyết định tới chất lượng hệ thống. Kiểu loại anten: Trong thông tin di động người ta thường dùng hai loại anten chính là: Anten vô hướng (omni anten): Phát xạ tín hiệu theo mọi hướng (3600). Anten định hướng (sector anten): Chỉ phát xạ theo một hướng nhất định. Sử dụng Anten định hướng có hiệu quả chống nhiễu đồng kênh cao hơn so với Anten vô hướng. Giảm nhiễu đồng kênh sử dụng anten định hướng (Sector hóa) Ta đã biết vấn đề nhiễu giao thoa đồng kênh thường liên quan đến việc sử dụng lại tần số và một trong những dạng của loại nhiễu này là từ các thuê bao đang hoạt động ở những vị trí cao (các quả đồi, trên các toà nhà cao tầng...) gây nhiễu tới các cell có cùng tần số làm việc. Khi dùng Omni Antenna: Hình 422 Anten vô hướng (Omni antenna) Ta giả thiết hai cell E1 và E2 sử dụng chung một tần số và E1 có địa thế cao hơn so với E2. Một thuê bao MS đang di chuyển từ E1 tới E2. Khi thuê bao di chuyển càng gần E2, khả năng gây nhiễu của nó tới E2 càng lớn. Khi dùng Sector Antenna: Hình 423 Đã được Sector hóa Bây giờ ta cũng vẫn dùng E1 và E2. Nhưng đã được sector hoá thành: EA1, EB1, EC và EA2, EB2, EC2. MS di chuyển về phía E2, xuất phát từ EA1 (có khoảng cách lớn nhất tới E2). Khi MS vượt qua vị trí trạm EA1, nó được chuyển giao tới EB1 và khoảng cách từ MS tới E2 gần hơn. EB1 cùng tần số với EB2 nhưng như địa hình ta thấy, các nhiễu nó tạo ra đều nằm phía sau anten của EB2 (vì là anten định hướng nên có tỉ số năng lượng hướng trước trên hướng sau = 6 ¸ 15 dB). Điều này có nghĩa là khả năng chống nhiễu của hệ thống đã tăng từ 6 ¸ 15 dB. Tương tự như vậy khi MS đi tới EA2 nó chỉ tạo nhiễu cho EA1 từ phía sau của anten EA1. Tóm lại dùng sector anten là một biện pháp làm tăng tỉ số C/ I của hệ thống. Độ tăng ích anten (Gain of an Antenna) Độ tăng ích của một anten là tỷ số, thường tính bằng dB, giữa công suất cần thiết tại đầu vào của một anten chuẩn không suy hao với công suất cung cấp ở đầu vào của anten đó sao cho ở một hướng cho trước tạo ra cường độ trường hay mật độ thông lượng công suất như nhau tại cùng một cự ly. Nếu không có ghi chú gì thêm, thì độ tăng ích anten được tính đối với hướng phát xạ lớn nhất. Tùy thuộc vào sự lựa chọn vào anten chuẩn, có các loại tăng ích anten sau: Tăng ích tuyệt đối hay tăng ích đẳng hướng (Gi) khi anten chuẩn là một anten đẳng hướng biệt lập trong không gian. Độ tăng ích ứng với một dipol nửa bước sóng (Gd) khi anten chuẩn là một dipol nửa bước sóng biệt lập trong không gian và mặt phẳng vuông góc của nó chứa hướng phát xạ. Độ tăng ích ứng với một anten thẳng đứng ngắn (Gv) khi anten chuẩn là một dây dẫn thẳng ngắn hơn nhiều so với một phần tư bước sóng, vuông góc với mặt phẳng dẫn điện lý tưởng chứa hướng phát xạ. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương - EIRP Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương – EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power) là tích số của công suất sinh ra để cung cấp cho một anten với tăng ích của anten đó ở hướng nhất định ứng với anten đẳng hướng (độ tăng ích đẳng hướng hay tăng ích tuyệt đối) EIRP được xác định bởi công thức: PEIRP (W) = Pt (W)* 10(G - L)/10 Hay Trong đó: PEIRP (dBm): công suất bức xạ đẳng hướng tương đương; Pt (dBm): tổng công suất của các máy phát; L (dB): tổng suy hao từ các máy phát đến anten (ví dụ do combiner, feeder…); G (dBi): độ tăng ích cực đại của anten tương ứng với anten đẳng hướng. Độ cao và góc nghiêng (down tilt) của anten: Khi anten đặt thẳng đứng, hướng búp sóng chính sẽ nằm trên một đường thẳng nằm ngang. Hình 424 Anten vô hướng có góc nghiêng bằng 0 độ Ở những khu vực thị trấn nhỏ hay nông thôn, lưu lượng của hệ thống thấp nên việc tái sử dụng tần số là không cần thiết. Do vậy, ta nên sử dụng các vị trí cao hay đặt anten cao để tối đa hoá vùng phủ sóng. Tuy nhiên ở những khu vực đô thị lớn, lưu lượng hệ thống cao, kích thước cell hẹp thì có lẽ thích hợp nhất là giảm độ cao anten để có làm giảm can nhiễu kênh chung. Tuy nhiên, nếu đặt quá thấp, các vật cản (nhà cao tầng...) sẽ có ảnh hưởng lớn tới chất lượng hệ thống. Do vậy, hiện nay độ cao anten ở các đô thị thường là 30 ¸ 50 m. Để giải quyết phạm vi vùng phủ sóng hẹp, một kỹ thuật được đưa ra là “làm nghiêng hướng búp sóng chính của anten” (down tilt). Để thấy rõ hiệu quả của “downtilt” đối với chất lượng hệ thống ta xét minh họa sau: Chúng ta đã biết rằng công suất bức xạ của anten càng giảm khi càng rời xa búp sóng chính. Đồ thị thực nghiệm sau đây (được xây sựng từ đặc tính bức xạ của anten trong mặt phẳng đứng) chỉ rõ quan hệ đó. Đồ thị này sử dụng cho 3 loại anten có độ rộng búp sóng trong mặt phẳng đứng lần lượt là 70 , 140 , 280 . Trong đó: Trục X biểu diễn góc a là góc giữa hướng ta đang xét và hướng bức xạ chính trên mặt phẳng đứng (Vertical Angle – Degree 0C). Trục Y biểu diễn sự suy hao cường độ trường (Gain Reduction - dB). Hình 425 Đồ thị quan hệ giữa góc thẳng đứng và suy hao cường độ trường Giả thiết có hai cell A và B sử dụng cùng tần số. Bán kính mỗi cell r = 500m, khoảng cách hai cell là d = 4 km, độ cao anten là h = 30 m, độ rộng búp sóng là 70 . Hình 426 Ví dụ về hiệu quả của “downtilt” Sử dụng đồ thị thực nghiệm ta tính được: Suy hao tín hiệu nhiễu của cell A gây ra tại cell B: Từ đồ thị thực nghiệm ta có Gain Reduction = 0,2 (dB). Suy hao tín hiệu của anten A tại biên của cell A: Nên Gain Reduction = 4 (dB). Bây giờ ta nghiêng góc của anten A đi một góc 4,930, khi đó hướng búp sóng chính đã lệch đi góc 4,930 . Lúc này: Suy hao tín hiệu nhiễu của cell A gây ra tại cell B: a’ = dt - a = 4,930 – 0,430 = 4,50 Nên Gain Reduction = 6,2 (dB). Suy hao tín hiệu của anten A tại biên của cell A: β’ = dt – β = 4,930 – 3,440 = 1,490 Nên Gain Reduction = 0,5 (dB). Như vậy ta thấy, tín hiệu nhiễu do cell A gây ra cho cell B lúc này đã bị suy hao đáng kể (suy hao thêm 6 dB), đồng thời suy hao tín hiệu trong cell A đã giảm đáng kể nghĩa là chất lượng phủ sóng ở cell A đã được cải thiện. Qua thí dụ trên ta thấy, với việc nghiêng góc của anten thì chất lượng phủ sóng của cả hai cell A và B đều được cải thiện. Vừa làm chất lượng thu ở cell A tăng lên, vừa làm giảm nhiễu do cell A gây ra cho cell B. Việc nghiêng góc anten có thể dùng để giải quyết vấn đề phủ sóng. Tuy nhiên việc áp dụng nghiêng góc anten cần có sự phân tích kỹ càng những yếu tố liên quan có thể xảy ra trong vùng phủ sóng. Chuyển giao cuộc gọi (Handover) Một trở ngại trong việc phát triển mạng thông tin di động tế bào là vấn đề phát sinh khi một thuê bao di động di chuyển từ cell này sang cell khác. Các khu vực kề nhau trong hệ thống tế bào sử dụng các kênh vô tuyến có tần số khác nhau, khi thuê bao di động di chuyển từ cell này sang cell khác thì cuộc gọi hoặc bị rớt hoặc tự động chuyển từ kênh vô tuyến này sang một kênh khác thuộc cell khác. Thay vì để cuộc gọi bị rớt, quá trình Handover (tiếng Mỹ: Handoff) giúp cho cuộc gọi được liên tục. Quá trình Handover xảy ra khi hệ thống thông tin di động tự động chuyển cuộc gọi từ kênh vô tuyến này sang kênh vô tuyến khác khi thuê bao di động di chuyển từ cell này sang cell khác liền kề với nó. Trong quá trình đàm thoại, hai thuê bao cùng chiếm một kênh thoại. Khi một thuê bao di động chuyển động ra khỏi vùng phủ sóng của cell cho trước, tín hiệu đầu thu của cell này sẽ giảm. Khi đó, cell đang sử dụng sẽ yêu cầu một Handover (chuyển giao) đến hệ thống. Hệ thống sẽ chuyển mạch cuộc gọi đến một cell có tần số với cường độ tín hiệu thu mạnh hơn mà không làm gián đoạn cuộc gọi hay gửi cảnh báo đến người sử dụng. Cuộc gọi sẽ được tiếp tục mà người sử dụng không nhận thấy quá trình Handover diễn ra. Phân loại Handover Hệ thống phân loại các quá trình chuyển giao cuộc gọi thành những loại sau: Intra-cell Hand Over. Inter-cell Hand Over. Intra-MSC Hand Over. Inter-MSC Hand Over. Intra-cell Hand Over (Chuyển giao trong nội bộ tế bào): Thủ tục chuyển giao thực hiện giữa hai kênh vật lý của cell đang phục vụ. Intra-cell Hand Over không được sử dụng khi thuê bao di chuyển sang cell khác, ngoại trừ trường hợp nếu mức nhiễu trên kênh riêng là cao thì một sự chuyển giao sang một kênh vật lý khác phải được thực hiện. Hình 427 Intra-cell Handover Inter-cell Hand Over (Chuyển giao liên tế bào): MS được chuyển mạch sang một kênh vô tuyến mới của một cell khác nhưng được điều khiển của cùng một bộ điều khiển trạm gốc BSC. Hình 428 Inter-cell Handover Intra-MSC Hand Over (Chuyển giao trong nội bộ MSC): Chuyển mạch kênh vô tuyến giữa hai BSC của cùng một tổng đài di động MSC. Hình 429 Intra-MSC Handover Inter-MSC Hand Over (Chuyển giao liên MSC): Chuyển mạch kênh vô tuyến giữa hai tổng đài di động MSC. Hình 430 Inter-MSC Handover Trong trường hợp này, MSC ban đầu giữ toàn quyền điều khiển cuộc gọi và sắp đặt truy nhập mạng cho đến khi kết thúc cuộc gọi. Cuộc gọi được định tuyến vật lý lại từ MSC ban đầu trực tiếp đến MSC đích. Khởi tạo thủ tục Handover Thủ tục Handover sẽ được khởi tạo vào bất kỳ lúc nào mỗi khi xuất hiện nhu cầu chuyển đổi đường vô tuyến giữa BSS và MS sang một kênh mới, có thể là cùng BSS hay một BSS khác. BSS sẽ nhận thấy yêu cầu thiết lập thủ tục Handover để duy trì sự liên tục của cuộc gọi trong khi MS di chuyển. Nếu cell đích ưu tiên nằm trong cùng BSC thì thủ tục Handover sẽ được thực hiện bởi BSC. Nếu không, BSC sẽ gửi đến MSC một danh sách ưu tiên các cell đích. Trong danh sách này, MSC chỉ cân nhắc đến ba cell đầu tiên. Giải thuật MSC (với ví dụ là có ba cell được cân nhắc) là bước thứ nhất sẽ thử với cell đầu tiên, nếu không được thì sẽ chuyển sang thử với cell thứ hai rồi thứ ba, mà không có việc tính đến những khía cạnh lưu lượng. Nếu như trong khi thủ tục handover này đang diễn ra mà có thêm một yêu cầu Handover khác nhận được từ BSC, danh sách sẽ được cập nhật để tính toán đến các cell mới. Với mỗi lần thử, MSC yêu cầu một tài nguyên tần số thích hợp tới phân hệ trạm gốc BSS đích mà theo mặc định là không cho phép việc xếp hàng đợi, hoặc là cho phép hàng đợi nếu cho phép nếu như có chỉ thị tương ứng trong yêu cầu handover nhận được từ BSS nguồn. Nếu như MS không hoàn thành việc đạt được một kênh mới từ cell đích thì nó sẽ gửi một “bản tin thông báo chuyển giao thất bại” thông qua cell trước tới mạng lưới và MSC sẽ hồi phục lại kết nối trước của MS hoặc nếu MSC nhận thấy MS đã mất kết nối thì cuộc gọi sẽ được giải phóng. Quy trình chuyển giao cuộc gọi Về cơ bản, thủ tục Handover bao gồm 4 giai đoạn: Giai đoạn 1: BSC quyết định thực hiện thủ tục handover để đảm bảo kết nối của cuộc gọi. Giai đoạn 2: Một kết nối mới được thiết lập, song song với kết nối gốc. Giai đoạn 3: MSC chuyển cuộc gọi sang kết nối mới. Giai đoạn 4: Kết nối gốc được giải phóng. Giai đoạn 1: Hình 431 GĐ 1: Trong lúc kết nối, MS vẫn tiếp tục đo đạc mức thu và chất lượng truyền dẫn của cell phục vụ và những cell xung quanh. Những kết quả đo đạc được gửi tới BSC và là căn cứ để yêu cầu một thủ tục Handover sang một cell khác để có một chất lượng truyền dẫn tốt hơn. Hình 432 Quyết định chuyển giao_Handover Decision Handover Margin: Thực chất của Handover Margin là sự chênh lệch giữa mức thu của cell đang phục vụ và các cell lân cận. Khi mức thu của một cell lân cận nào đó vượt quá mức thu của cell đang phục vụ một khoảng lớn hơn giá trị Handover Margin định sẵn thì một Handover Alarm sẽ được gửi về hệ thống nhằm đưa đến quyết định chuyển giao. Thông thường thì thủ tục Handover sẽ được thực hiện ngay sau đó. Nếu việc đặt giá trị Handover Margin quá thấp sẽ dẫn tới việc Handover quá nhiều, nhưng ngược lại khi giá trị này đặt quá lớn có thể làm cho chất lượng cuộc gọi bị giảm xuống. Vì vậy, tùy vào tính chất phủ sóng của từng vùng cũng như mức độ nhiễu của từng cell phục vụ, Handover Margin cần được điều chỉnh thích hợp để đạt được chất lượng tốt nhất. Ví dụ như vùng bị nhiễu nhiều có thể đặt giá trị Handover Margin thấp để MS có thể nhanh chóng chuyển giao sang cell khác có chất lượng tốt hơn. Giá trị khuyến nghị là 4 dB, trên mạng VMS_Mobifone hiện đang sử dụng Handover Margin là 5 dB. BSC sẽ thông báo cho MSC về sự cần thiết thực hiện thủ tục Handover, và khai báo thông tin với MSC1. Hình 433 GĐ 1: BSC khai báo thông tin với MSC Giai đoạn 2: MSC1 yêu cầu một Handover Number (HON) từ MSC2 và thông báo với MSC2 thông tin về cell B. Hình 434 GĐ 2: MSC1 yêu cầu MSC2 cấp Handover Number Mã HON (Handover Number) chỉ quan trọng trong trường hợp Inter-MSC Handover. Nó được dùng để MSC1 thiết lập kết nối kênh lưu lượng với MSC2. Cấu trúc của mã HON cũng giống như mã MSRN và cũng được cung cấp bởi VLR mới. MSC2 yêu cầu VLR cung cấp một mã HON, đồng thời yêu cầu BSC cung cấp kênh vô tuyến. Sau đó, kênh vô tuyến và mã HON được gửi lại cho MSC1. Hình 435 GĐ 2: Cấp mã HON và kênh vô tuyến cho MSC1 Giai đoạn 3: Hình 436 GĐ 3: MSC1 chuyển mạch kết nối cho MS trên kênh lưu lượng thiết lập với MSC2 Với mã HON, MSC1 có thể thiết lập kênh lưu lượng kết nối với MSC2. MSC1 thông báo cho MS về kênh vô tuyến mà nó phải chuyển mạch tới. Giai đoạn 4: Giải phóng kết nối với BTS cũ. Hình 437 Kết nối với BTS cũ được giải phóng Chương V CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG Khái niệm về chất lượng dịch vụ QOS QOS (Quality of Service) có thể xem như là những chỉ tiêu đánh giá mạng lưới mà bất cứ một hệ thống thông tin di động nào đều phải có. Chỉ tiêu chất lượng mạng lưới ở đây phải là những tiêu chí thực sự “chất lượng” chẳng hạn như tiếng nói trong trẻo, ít rớt cuộc gọi và không bị nghẽn mạch. Để đánh giá được chất lượng mạng chúng ta phải xác định những đại lượng đặc trưng (key indicators), qua đó cho phép những cái nhìn chính xác về sự hoạt động của mạng lưới cũng như chất lượng của mạng. Các đại lượng đặc trưng Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công CSSR (Call Setup Successful Rate) Có thể định nghĩa CSSR như là tỉ lệ mà người sử dụng (thuê bao) thành công trong việc bắt đầu thực hiện cuộc gọi xét trên cả hai chiều gọi đi và gọi đến (lưu ý là những cuộc gọi đã được nối nhưng bị rớt trong trường hợp này vẫn được coi là thành công). Thành công ở đây ta có thể tạm coi là khi người sử dụng quay số và bấm “YES”, cuộc gọi chắc chắn được nối (trường hợp gọi đi). Trong trường hợp gọi đến, sự không thành công có thể hiểu đơn giản là một ai đó đã thực sự gọi đến thuê bao nhưng thuê bao vẫn không nhận được một tín hiệu báo gọi nào mặc dù anh ta vẫn bật máy và nằm ở trong vùng phủ sóng. CSSR có thể được tính như sau: CSSR = Tổng số lần thực hiện (nhận) thành công cuộc gọi / Tổng số lần thực hiện (nhận) cuộc gọi Theo khuyến nghị Alcatel về chỉ tiêu chất lượng hệ thống thì tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công CSSR cần đạt là ≥ 92%. Tỷ lệ rớt cuộc gọi trung bình (Average Drop Call Rate - AVDR) AVDR là tỉ lệ số cuộc gọi bị rớt mạch trên tổng số cuộc gọi thành công. AVDR có thể được tính như sau: AVDR = Tổng số lần rớt mạch / Tổng số lần chiếm mạch TCH thành công ngoại trừ trường hợp Handover (AVDR = Total drops/ Total TCH seizures excluding TCH seizures due to HO) Đại lượng này nên sử dụng để đánh giá chất lượng toàn mạng, chứ không nên áp dụng cho từng cell riêng lẻ vì rằng mỗi cell không chỉ mang những cuộc gọi được bắt đầu từ nó (trên cả hai nghĩa gọi đi và gọi đến) mà nó còn phải chịu trách nhiệm tải những cuộc gọi được handover từ nhưng cell khác sang - điều đó có nghĩa là nó bị chiếm mạch nhiều hơn rất nhiều lần. Hơn nữa đối với mỗi cell, việc mang một cuộc gọi do handover hay bình thường là có cùng một bản chất. Tỷ lệ rớt mạch trên TCH (TCH Drop Rate - TCDR) TCDR có thể tạm định nghĩa là tỉ lệ rớt mạch tính trên các kênh TCH của từng cell riêng biệt. TCDR= Tổng số lần rớt mạch/ Tổng số lần chiếm mạch thành công (TCDR= Total TCH Drops/ Total TCH Seizures) Tổng số lần chiếm mạch ở đây có thể xuất phát từ bất cứ nguyên nhân nào, kể cả Handover. Có rất nhiều nguyên nhân gây nên rớt mạch, loại trừ nguyên nhân do máy di động gây ra ta có thể đưa ra những nguyên nhân chính sau đây: • Do bị nhiễu quá nhiều hoặc do chất lượng kênh truyền quá thấp • Do tín hiệu quá yếu • Do lỗi của hệ thống chẳng hạn như phần cứng trục trặc • Do sử dụng các giá trị không chuẩn của các tham số BSS • Do không Handover được (thiếu neighbour cell chẳng hạn) Nhằm dễ dàng hơn cho công tác kỹ thuật, TCDR được phân ra làm hai đại lượng mới: Rớt mạch do lỗi hệ thống: TCDR-S (Drop due to System): tham số này bao gồm tất cả các lỗi do hệ thống chẳng hạn như software, transcoder ..được tính theo tỷ lệ phần trăm trên tổng số lần rớt mạch. Với một hệ thống tốt, tỷ lệ này là rất nhỏ (thường vào khoảng 2-5 % tổng số lần rớt mạch). Rớt mạch do lỗi tần số vô tuyến RF : TCDR-R (Drop due to RF): tham số này bao gồm tất cả các lỗi như mức tín hiệu kém, chất lượng quá kém, quá nhiễu, Handover kém... cũng được tính theo tỷ lệ phần trăm trên tổng số lần rớt mạch. TCDR-R + TCDR-S = 100% Tỷ lệ nghẽn mạch TCH (TCH Blocking Rate - TCBR) TCBR được định nghĩa như tỉ lệ chiếm mạch không thành công do nghẽn kênh thoại (không có kênh TCH rỗi) trên tổng số lần hệ thống yêu cầu cung cấp kênh thoại. TCBR = Tổng số lần bị nghẽn / Tổng số lần yêu cầu đường thông (TCBR = Total blocks / Total TCH attempts) Tỷ số này phản ánh mức độ nghẽn mạch trên từng cell riêng lẻ hay trên toàn hệ thống. Khi tỷ số này ở một cell (hay khu vực) nào đó trở nên quá cao điều đó có nghĩa là rất khó thực hiện được cuộc gọi trong cell (hay khu vực) đó. Tuy nhiên tham số này không phản ánh một cách chính xác yêu cầu về lưu lượng trên mạng vì rằng khi một người nào đó muốn thực hiện một cuộc gọi trong vòng một phút chẳng hạn, người ta sẽ cố nhiều lần để có thể nối được một kênh thoại và như vậy sự thử có thể là rất nhiều lần (có thể là hàng chục) để có thể chỉ thực hiện một cuộc gọi duy nhất kéo dài một phút. Điều này làm tăng tỷ lệ nghẽn mạch lên rất nhanh, vượt quá cả bản chất thực tế của vấn đề. Vì vậy để đánh giá một cách chính xác hơn, người ta sử dụng một đại lượng khác là cấp độ phục vụ GoS (Grade of Service). Đôi khi ta không hiểu tại sao mà tỷ lệ TCBR lại rất cao ở một số cell, trong trường hợp này cách tốt nhất là tham khảo thêm các đại lượng Maxbusy và Congestion time cho cell đó Maxbusy: Số kênh lớn nhất bị chiếm tại cùng một thời điểm Congestion time: Tổng số thời gian mà toàn bộ số kênh bị chiếm hết (Tổng số thời gian nghẽn). Lưu lượng và Grade of Service (GOS): Lưu lượng mang bởi hệ thống trong khoảng thời gian t được định nghĩa như sau: C = n*T/t Trong đó T là thời gian đàm thoại trung bình n số cuộc gọi trong khoảng thời gian t. Đơn vị của lưu lượng được tính bằng Erlang (E), nếu như thay t=3600, ta có Eh (Erlang giờ). Một cách hoàn toàn đơn giản, ta có thể tính lưu lượng như sau: C = Tổng thời gian chiếm mạch/ Thời gian đo Lưu lượng của hệ thống cũng phần nào đấy cho thấy sự hoạt động của mạng. Nếu như lưu lượng của một cell nào đấy giảm đi một cách bất bình thường, điều đó có nghĩa là hoặc vùng phủ sóng của cell đã bị thu hẹp lại (do tụt công suất hay anten hỏng) hoặc một nhóm thu phát nào đấy của cell không hoạt động. Lưu lượng của hệ thống có một tương quan tương đối đối với tỷ lệ nghẽn TCH (TCBR) đã trình bày ở trên, khi lưu lượng tăng vượt một giá trị nào đó (tuỳ thuộc vào dung lượng của cell) thì tỷ lệ TCBR cũng tăng lên rất nhanh theo nó. Tuy nhiên trong một số trường hợp, ngay cả khi có lưu lượng rất thấp, tỷ lệ TCBR vẫn rất cao. Khi đó không có một cách lý giải nào tốt hơn là một số khe thời gian timeslot trên cell đã không hoạt động. Giờ bận của hệ thống BH (busy hour) được tính như là giờ mà lưu luợng đi qua hệ thống là lớn nhất. Và do đó khi thiết kế một hệ thống nào đó, nhằm thoả mãn yêu cầu về lưu lượng một cách tốt nhất người ta thường sử dụng các số liệu thống kê cho giờ bận. Trong một hệ thống với một số hữu hạn kênh thoại và mỗi thuê bao chiếm mạch hết một thời gian trung bình T nào đấy, ta thấy ngay rằng khi số thuê bao tăng lên hay nói cách khác khi mà lưu lượng tăng lên thì xác suất bị nghẽn mạch cũng tăng lên và khi lưu lượng tăng lên đến một mức độ nào đó thì tình trạng nghẽn mạch không thể chấp nhận được nữa. Vậy làm sao có thể đánh giá mức độ nghẽn mạch này một cách chính xác? Người ta sử dụng một đại lượng là cấp độ phục vụ GOS để thực hiện điều đó. GOS có thể được định nghĩa như là xác suất bị nghẽn mạch cho một thuê bao khi thực hiện cuộc gọi trong một khu vực có một “lưu lượng yêu cầu” (offerred traffic) xác định nào đó. Vấn đề này sinh ra là “lưu lượng yêu cầu” ở đây là gì? Nó có thể được coi như là lưu lượng mà hệ thống có thể mang được trong giờ bận trong trường hợp không có nghẽn mạch hay nói cách khác đi là khi số kênh thoại của hệ thống tăng đủ lớn. Người ta có thể tính GOS cho một hệ thống với t - kênh và A - “lưu lượng yêu cầu” như sau: GOS (t,A) = j (GOS (t-1,A)) (*) GOS (0,A) = 1. Tuy nhiên “Lưu lượng yêu cầu” là một cái gì đó có vẻ không thực, không thể cân đo đong đếm được và người ta chỉ có thể đo được “lưu lượng thực” mang bởi các kênh thoại mà thôi. Vì vậy người ta tính “lưu lượng yêu cầu” A như sau: A = C*(1+GOS) Trong đó C - lưu lượng đo được trên hệ thống Nhưng vấn đề lại là làm sao tính được GOS. Để tính GOS đầu tiên người ta giả sử A= C, dựa vào công thức (*) ta có thể tính được GOS1 nào đấy, và khi đó: C1=A/(1+GOS1) Nếu như C1 vừa tính được lại nhỏ hơn C thực, người ta lại tăng A lên một chút chẳng hạn A= C + 0,00001, lại tính theo cách ở trên và cứ như thế cho tới khi Cn tính được gần với C thực nhất. Khi đó giá trị tính được GOSn chính là giá trị của GOS cần tìm. Khi đã tính được “lưu lượng yêu cầu” A, ta có thể dễ dàng xác định số kênh cần thiết bằng cách tra bảng. Tỉ lệ rớt mạch trên SDCCH (SDCCH Drop Rate - CCDR) CCDR được định nghĩa như là tỷ lệ giữa tổng số lần rớt mạch trên kênh SDCCH và tổng số lần chiếm SDCCH thành công. CCDR = Tổng số lần rớt trên SDCCH/ Tổng số lần chiếm SDCCH thành công (CCDR = SDCCH drops / SDCCH seizures) CCDR cũng rất quan trọng, nó một phần đánh giá tỷ lệ thành công của cuộc gọi nói chung. Nói chung trong thông tin di động GSM và về một khía cạnh nào đó, ít nhất là trên mặt tần số vô tuyến RF, CCDR và TCDR có cùng bản chất, nếu như CCDR cao thì tỉ lệ TCDR cũng cao và ngược lại. Vì rằng thời gian chiếm mạch trên SDCCH là rất ngắn (trung bình khoảng 3s) so với thời gian chiếm mạch trên TCH (trung bình khoảng 65 s) nên CCDR cũng nhỏ hơn TCDR rất nhiều. Tuy nhiên, khi CCDR trở nên lớn một cách không bình thường so sánh với TCDR, điều đó có nghĩa là có một cái gì đó không ổn hoặc là do các tham số của phần BSS hoặc là do kênh tần số có chứa SDCCH quá nhiễu. Tỷ lệ nghẽn mạch trên SDCCH (SDCCH Blocking Rate - CCBR) CCBR được định nghĩa như là tỷ số giữa tổng số lần chiếm SDCCH không thành công do nghẽn SDCCH và tổng số lần yêu cầu cung cấp kênh SDCCH. CCBR = Tổng nghẽn SDCCH / Tổng yêu cầu SDCCH (CCBR = SDCCH blocks / SDCCH Attempts) Đại lượng này rất quan trọng đối với một hệ thống GSM và trực tiếp ảnh hưởng đến tỷ lệ thành công khi một thuê bao thực hiện cuộc gọi. Nếu như tỷ lệ nghẽn SDCCH quá cao thì khả năng thực hiện cuộc gọi rất khó - khi bạn bấm “Yes” sẽ chẳng có gì xảy ra cả (!), và điều nguy hiểm nhất là thuê bao không thể nhận biết được điều này (khác với trường hợp nghẽn TCH, thuê bao có thể được biết nhờ âm thanh hoặc nhờ thông điệp “net fail” trên màn hình của máy di động) và rất có thể họ nghĩ rằng máy của mình hỏng ??!! Cũng tương tự như trên TCH ta cũng có thể tham khảo thêm hai đại lượng khác là Maxbusy và Congestion time cho SDCCH. Một số đại lượng đặc trưng khác Những đại lượng đặc trưng dưới đây tuy không phản ánh một cách trực tiếp chất lượng của hệ thống nhưng rất cần thiết cho công tác đánh giá chất lượng hệ thống. Số kênh hoạt động (Available Channels) Đây là một chỉ tiêu rất quan trọng cho những người theo dõi hoạt động của mạng lưới. Thông thường đối với mỗi cell trong một hệ thống GSM, số kênh này (trong trường hợp bình thường) sẽ là 6, 7, 14, 15, 22, 23, 30 tuỳ thuộc vào cấu hình của cell. Tuy nhiên khi theo dõi các báo cáo về mạng, đôi khi ta thấy số kênh này là một số khác những con số ở trên thậm chí là một số với dấu phẩy kèm theo (ví dụ 13,2) - điều này có nghĩa là trong suốt thời gian mà ta quan sát có một lúc nào đấy một số timeslots trên cell đã không hoạt động hoặc là cả toàn bộ cell đã bị sự cố. Việc một số timeslot không hoạt động ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ handover thành công sẽ đề cập đến ở phần sau. Tỷ lệ thành công handover đến (Incoming HO Successful Rate - IHOSR) IHOSR được định nghĩa như là tỷ lệ giữa số lần nhận handover thành công và tổng số lần được yêu cầu chấp nhận handover. IHOSR = Tổng handover vào thành công / Tổng handover vào (IHOSR = Incoming HO Success / Total Incoming HO request by BSS) IHOSR của một cell rất quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của khu vực có chứa cell đó. Nếu IHOSR là thấp, nó sẽ làm tăng tỷ lệ rớt mạch ở những cell xung quanh nó và thậm chí làm ảnh hưởng đến chất lượng thoại của cuộc gọi bởi vì nếu một lần handover không thành công thì cuộc gọi hoặc sẽ bị rớt hoặc hệ thống sẽ phải thực hiên một lần handover khác và mỗt lần như thế luồng tín hiệu thoại sẽ bị cắt và làm cho người nghe cảm giác bi đị đứt đoạn trong đàm thoại. IHOSR còn phản ánh cả chất lượng phần cứng của cell, chẳng hạn sleeping TRXs trên cell. Tỷ lệ thành công handover ra (Outgoing HO Successful Rate - OHOSR) OHOSR được định nghĩa như là tỷ lệ giữa số lần handover ra thành công và tổng số lần được yêu cầu handover. OHOSR = Tổng handover thành công / Tổng số lần quyết định handover (OHOSR = HO Success / Total HO request by BSS ) Dựa trên OHOSR, ta có thể đánh giá được việc định nghĩa neighbour cell là đủ hay chưa hay còn có thể đánh giá chất lượng của các cell lân cận nó. Một tỷ lệ OHOSR tốt sẽ dẫn dến một tỷ lệ rớt mạch TCDR tốt và một chất lượng thoại tốt. Hơn nữa, dựa trên OHOSR, ta có thể đánh giá cả vùng phủ sóng của cell mà do đó có thể đưa ra những điều chỉnh thích hợp. Có rất nhiều nguyên nhân để hệ thống cân nhắc handover, tuy nhiên ta có thể kể ra một số nguyên nhân chính sau đây: Handover do power budget: hệ thống tính toán power budget cho serving cell và các cell lân cận để cân nhắc handover Đây cũng là một trong những nguyên nhân chính. Do mức thu quá thấp, vượt quá giới hạn trên serving cell (downlink hoặc uplink) Chẳng hạn trong mỗi hệ thống người ta có thể set mức thu danh định, chẳng hạn thấp hơn -90dB. Nếu mức thu thấp hơn mức này chẳng hạn, hệ thống sẽ quyết đinh cân nhắc handover. Do chất lượng trên serving cell quá thấp, vượt quá giới hạn (downlink hoặc uplink) Do timing advance vượt quá giới hạn (downlink hoặc uplink) Do quá nhiễu trên serving cell (downlink hoặc uplink) EMPD EMPD được định nghĩa như là tỷ số giữa traffic tính theo phút và tổng số lần rớt mạch. EMPD = 60* traffic / Tổng số cuộc rớt EMPD biểu thị sự tương quan giữa traffic và sự rớt mạch, nó phản ánh một cách rõ ràng chất lượng của hệ thống và có thể dùng làm thước đo chung cho các hệ thống sử dụng các thiết bị khác nhau và hoạt động ở những khu vực có đặc thù kinh tế khác nhau. Thời gian chiếm mạch trung bình (MHT - Mean Holding Time) MHT được định nghĩa như là thời gian chiếm mạch trung bình cho một lần chiếm mạch. Và nó có thể đươc tính như sau: MHT= Tổng thời gian chiếm mạch/ Tổng số lần chiếm mạch thành công. Đây cũng là một đại lượng tốt để tham khảo khi quan sát chất lượng của một hệ thống. Trong hệ thống GSM của Mobifone giá trị này trung bình nằm trong khoảng 60-70 giây. Tuy nhiên giá trị của MHT còn phụ thuộc vào mật độ của cell trên mạng: mật độ cell trên mạng càng cao thì MHT càng nhỏ và ngược lại Nếu như một lúc nào đó giá trị này trở nên rất cao (ví dụ 200 s chẳng hạn), điều đó có nghĩa là một số timeslot của cell đã bị “treo” hay nói cách khác là nó đã bị chiếm liên tục mặc dù không có cuộc gọi nào đang được thực hiện trên nó cả. Ngược lại trong một số trường hợp ta lại thấy MHT rất thấp (15 s chẳng hạn), khi đó nhất định là ta có vấn đề với cell - hoặc giả là chất lượng quá kém (do nhiễu hoặc phần cứng) hoặc vùng phủ sóng quá hẹp (do công suất tụt hay hỏng anten). Các chỉ tiêu chất lượng thực tế mạng VMS_MobiFone Số liệu thống kê chất lượng mạng hiện tại Số liệu thống kê chất lượng mạng VMS_Trung tâm 1 (Ngày 20.4.2007): VMS1 Network Daily Report (20.04.2007) STT BSC Traffic(Erl) Sites Cells TRXs TCH Define TCH AVAIL SDCCH Define SDCCH AVAIL TCH Request TCH Success SDCCH CONG (%) TCH CONG (%) SDCCH DROP RATE % Call Setup Succ Rate % Call Drop Rate % HO OUT SUCC (%) HO INC SUCC (%) % DATA 1 Bo Ho 10,915 29 97 212 1425 1425 1296 1296 1,607,430 1,566,461 0.03 0.95 0.16 98.46 0.66 96.41 96.32 100 2 Gia Lam 4,939 26 74 149 980 976 1030 1025.5 612,021 600,001 0.22 0.47 0.57 98.42 0.7 96.32 96.28 100 3 Giap Bat 1 11,159 34 104 221 1465 1457 1488 1488 1,360,429 1,330,782 0.03 0.87 0.2 98.57 0.6 96.3 96.31 100 4 Giap Bat 2 5,257 31 79 160 1049 1047 1137 1134.8 617,705 598,318 0.13 0.54 1.08 97.72 0.87 93.89 92.34 100 5 Hai Duong 7,081 26 73 159 1060 1052 1039 1039 819,208 790,794 0.13 0.75 0.95 97.79 0.97 89.27 90.43 100 6 Hai Phong 2 9,983 27 85 191 1276 1275.9 1251 1250.9 1,293,191 1,255,218 0.68 0.63 1.01 97.52 1.07 94.07 94.14 100 7 haiphong 10,545 23 76 180 1222 1222 1060 1060 1,412,648 1,374,474 0.22 0.95 0.48 98.03 0.8 95.14 95.19 100 8 hanoi4 7,065 76 169 248 1539.8 1513.2 1765 1745.6 847,326 818,137 3.7 1.37 1.24 96.4 1.27 94.54 94.05 100 9 hanoi6 10,032 38 98 204 1355 1348.4 1335 1328.7 1,183,220 1,158,903 0.21 0.7 0.25 98.64 0.67 96 96.5 100 10 HThuc Khang 10,698 27 92 204 1374 1373.6 1236 1235.5 1,523,563 1,486,578 0.22 0.84 0.23 98.46 0.71 96.69 96.48 100 11 Lao Cai 937 10 19 34 227 227 190 190 70,511 62,248 0.29 5.76 0.5 93.11 4.65 75.53 75.53 100 12 Nam Dinh 2,652 21 50 107 718 718 654 654 353,173 339,868 0.07 0.18 0.61 96.86 1.48 95.4 93.99 100 13 ninhbinh 3,406 32 72 140 920 910.4 952 940.7 379,068 372,353 0.04 0.16 0.63 98.81 1.17 92.3 94.44 100 14 Quang Ninh 9,930 28 78 189 1273 1257.7 1212 1205.5 1,180,893 1,155,450 0.07 0.85 0.71 97.9 0.96 95.97 96.14 100 15 Quang Ninh 2 6,663 20 59 121 811 809.5 734 732.4 772,765 727,816 0.53 2.32 0.84 94.41 1.13 92.28 91.95 100 16 Soc Son 2,363 19 46 78 484.8 484.1 560.5 560.5 293,257 280,516 0.31 0.46 0.71 97.12 1.25 91.77 91.89 100 17 Thuong Dinh 8,699 32 91 191 1268 1268 1261 1261 1,132,377 1,104,462 1.37 0.71 0.71 97.86 0.87 95.75 95.84 100 18 Viet Tri 2,613 41 101 138 871 850.2 955 931 277,858 273,367 0.13 0.21 0.72 98.42 0.97 96.02 96.12 100 19 Ha Tinh 1,679 19 57 121 919 905 527 511 200,338 199,128 0.01 0 0.2 99.69 0.7 96.38 97.05 100 20 Nghe An 3,578 35 105 198 1,460 1,441 879 879 429,136 423,788 0 0.14 0.26 99.55 0.84 94.46 94.17 100 ALL Total: 134,415 639 1760 3540 23,752 23,569 21,652 21,537 16,885,392 16,432,020 0.61 0.78 97.9 0.9 100 Nhận xét, đánh giá Các chỉ tiêu chất lượng mạng lưới cần theo khuyến nghị của GSM cần phải đạt được các yêu cầu đề ra trong bảng sau: Thông số Khuyến nghị Alcatel Tỷ lệ rớt cuộc gọi (Drop Call Rate) £ 4 % Tỷ lệ chuyển giao HO in ≥ 90 % Tỷ lệ chuyển giao HO out ≥ 90 % Tỷ lệ rớt SDCCH £ 6 % Tỷ lệ nghẽn TCH £ 2 % Tỷ lệ nghẽn SDCCH £ 0,5 % Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công CSSR ≥ 92 % Theo số liệu thống kê chất lượng mạng VMS_MobiFone Trung tâm I ở trên, ta thấy: Thông số Chỉ tiêu VMS_Center 1 Tỷ lệ rớt cuộc gọi (Drop Call Rate) £ 1,2 % Tỷ lệ chuyển giao HO in ≥ 93 % Tỷ lệ chuyển giao HO out ≥ 93 % Tỷ lệ rớt SDCCH £ 1,5 % Tỷ lệ nghẽn TCH £ 1,2 % Tỷ lệ nghẽn SDCCH £ 0,5 % Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công CSSR ≥ 96 % Như vậy là hệ thống đã đảm bảo tốt các chỉ tiêu chất lượng yêu cầu. Một số giải thích về các thuật ngữ thường dùng Do trong khi vận hành và giám sát mạng, chúng ta thường sử dụng một số thuật ngữ bằng tiếng Anh. Dưới đây là một số giải thích cho những thuật ngữ thường dùng: Attempt: Yêu cầu cho một mục đích nào đó nhưng không nhất thiết được đáp ứng. Ví dụ TCH attempts: Tổng số lần MS hoặc hệ thông yêu cầu một kênh TCH, tuy nhiên có thể yêu cầu này không được đáp ứng do không còn kênh rỗi (do nghẽn) Seizures: Tổng số lần thực hiện thành công một yêu cầu nào đó về phía MS. Ví dụ TCH seizures: tổng số lần mà việc gán TCH cho một MS nào đấy thành công. Đôi khi BSS đã chọn sẵn được một kênh TCH và yêu cầu MS sử dụng nó, tuy nhiên vì một lý do nào đó (chẳng hạn signalling lỗi MS không giải mã được thông tin). Trong trường hợp này ta không thể gọi là TCH seizures mà chỉ có thể gọi là BSS seizure mà thôi. Normal Attempt: Những Attempt chỉ liên quan đến call setup mà thôi. Normal Seizures: Những seizure chỉ liên quan đến call setup mà thôi. Drop: Rớt mạch Block: Nghẽn mạch (về mặt số lượng) Traffic: Lưu lượng trên mạng - đã được mô tả chi tiết ở trên Mean Hold Time (MHT): Thời gian chiếm mạch trung bình, đã mô tả ở trên Define Channel: Số lượng kênh được cấu hình trên hệ thống - không nhất thiết là phải hoạt động toàn bộ. Avail Channel: Số kênh đang hoạt động. Chương VI MỘT SỐ MINH HỌA CÔNG TÁC TỐI ƯU HÓA MẠNG VMS_MOBIFONE Đo kiểm tra Handover giữa hai trạm Cùng với các công cụ khác, máy TEMS được sử dụng thường xuyên trong việc đo và kiểm tra chất lượng hệ thống. Dưới đây giới thiệu việc sử dụng máy TEMS T68i của Ericsson đo kiểm tra handover từ trạm Trương Định sang trạm Đại La. Hình 61 Đo kiểm tra Handover từ trạm Trương Định sang trạm Đại La Với máy TEMS ta có thể đo được mức thu của cell phục vụ và các cell lân cận, các thông số của kênh hiện tại. Như trên đây ta thấy các thông số đo được sau khi handover như sau: Mức thu của cell phục vụ (lúc này là cell Đại La) và các cell lân cận: Cell Name ARFCN BSIC RxLevel (dBm) Đại La 84 1-2 -53 Trương Định 103 2-3 -57 98 1-5 -73 85 -78 102 -79 104 -80 Các thông số của kênh hiện tại: CGI (MCC, MNC, LAC, CI) 452 01 111 10991 Băng tần 900 BCCH ARFCN 84 BSIC 1-2 Timeslot 6 Hình 62 Kết quả đo Handover giữa hai trạm là tốt Từ biểu đồ phổ tín hiệu trên ta thấy trước thời điểm handover mức thu của cell phục vụ đã giảm xuống thấp hơn so với mức thu của cell lân cận, đồng thời tỷ số tín hiệu trên nhiễu C/ I cũng giảm xuống chỉ còn 12 dB, MS yêu cầu thiết lập thủ tục Handover. Sau khi Handover: mức thu cell phục vụ là -53 dBm, tỷ số C/ I được cải thiện là 22dB. Kết luận: Kết quả Handover giữa hai trạm là tốt. Phân tích kết quả đo sóng để phát hiện nhiễu tần số Sử dụng máy TEMS T68i của Sony Ericsson để đo sóng để phát hiện nhiễu tần số tại khu đô thị mới Pháp Vân - Hà Nội. Dưới đây là phổ tín hiệu thu được tại khu đô thị mới Pháp Vân: Hình 63 Kết quả đo sóng phát hiện nhiễu tần số tại khu đô thị mới Pháp Vân Hình 64 Phát hiện nhiễu tần số Trên biểu đồ phổ tín hiệu thu được ta thấy: một số vị trí có chỉ số C/ I rất thấp, có những lúc bị giảm xuống dưới 9dB (giá trị C/ I bé nhất mà chất lượng có thể chấp nhận được theo khuyến nghị GSM ). Mức nhiễu đồng kênh quá cao là nguyên nhân dẫn đến số lượng yêu cầu Handover tăng đột biến trong khi mức thu tín hiệu vẫn tốt (RxLevel khoảng -52 dBm). Nhiễu tần số xuất hiện làm cho tín hiệu đàm thoại dễ bị ngắt quãng, nghe không rõ, ảnh hưởng đến chất lượng thoại. Nếu kéo dài sẽ làm cuộc gọi bị rớt mạch. Kết luận: Mức nhiễu đồng kênh như vậy là vượt quá mức cho phép, điều này có thể là do khi thực hiện quy hoạch tần số đã có sự khai báo nhầm tần số (sau khi kiểm tra dữ liệu mạng cho thấy 2 trạm BTS tại khu đô thị mới Pháp Vân khai báo cùng tần số BCCH). Như vậy cần kiểm tra và tiến hành khai báo lại tần số để đảm bảo yêu cầu. Thực hiện mở rộng TRX để nâng cao chỉ tiêu chất lượng Dưới đây trình bày kết quả việc thực hiện mở rộng TRX tại trạm Hàng Lược để nâng cao chỉ tiêu chất lượng. Thời gian giám sát và theo dõi chất lượng từ ngày 08/03/2007 đến ngày 08/04/2007: Hình 65 Các chỉ tiêu chất lượng hệ thống trước và sau khi mở rộng TRX tại Hàng Lược (Cell A_Băng tần 1800) Từ biểu đồ số liệu thống kê trên ta nhận thấy trước ngày 22/03/07 các chỉ tiêu chất lượng hệ thống tại cell Hàng Lược A là không được đảm bảo: Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công thấp. Tỷ lệ nghẽn TCH rất cao. Tỷ lệ nghẽn TCH cao dẫn đến số lần chiếm mạch TCH thành công thấp. Cụ thể ta xem xét số liệu thống kê cho từng ngày để thấy rõ tình trạng của hệ thống trước và sau khi mở rộng TRX: Trước khi mở rộng TRX: Date(mm-dd) TCH AVAIL Traffic AVG TCH SEIZED TCH Seizures HO Call (%) CALL SETUP SUCC Call Drop TCH congn SDCCH Congn 03-08 Thursday 12.4 156.58 65.64 16941 57.64 89.62 0.29 10.18 0.13 03-09 Friday 13 176.79 68.25 19384 58.99 89.07 0.26 10.72 0.11 03-10 Saturday 13 170.61 66.33 19813 61.55 90.55 0.18 9.28 0 03-11 Sunday 13 168.64 66.17 20082 62.64 92.26 0.28 7.39 0.14 03-12 Monday 13 177.3 67.63 19458 58.6 89.2 0.16 10.5 0 03-13 Tuesday 13 174.24 65.54 19700 58.84 89.92 0.2 9.84 0.15 03-14 Wednesday 13 181.37 69.54 20218 59.38 89.13 0.31 10.59 0.1 03-15 Thursday 13 176.47 67.58 20408 57.73 89.28 0.26 10.4 0 03-16 Friday 13 176.18 68.08 21039 57.8 90.28 0.22 9.53 0 03-17 Saturday 13 172.31 66.54 20988 63.77 91.73 0.25 7.98 0 03-18 Sunday 13 174.18 67.46 21107 65.71 92.72 0.26 6.88 0 03-19 Monday 13 175.29 67.08 20092 61.71 90.34 0.32 9.26 0 03-20 Tuesday 12.4 208.32 61.39 23485 66.79 85.78 0.3 14.01 0.12 03-21 Wednesday 15.3 279.63 63.08 32857 74.25 89.33 0.61 10.36 0.89 Sau khi mở rộng TRX: Date(mm-dd) TCH AVAIL Traffic AVG TCH SEIZED TCH Seizures HO Call CALL SETUP SUCC Call Drop TCH congn SDCCH Congn 03-22 Thursday 21 315.2 70.75 36357 74.1 99.17 0.18 0.61 0 03-23 Friday 21 301.72 71.55 35083 74.41 99.23 0.21 0.65 0 03-25 Sunday 21 275.64 70.64 34422 73.53 99.33 0.24 0.47 0 03-26 Monday 21 328.9 71.25 39574 74.08 98.14 0.21 1.64 0 03-27 Tuesday 21 319.46 69.79 37689 74.67 99.44 0.34 0.45 0 03-28 Wednesday 21 270.26 102.26 31115 69.59 95.58 0.23 4.31 0.02 03-29 Thursday 21 278.95 102.58 32630 71.05 96.88 0.21 2.97 0.07 03-30 Friday 21 272.18 100.58 31494 68.78 95.6 0.22 4.18 0 03-31 Saturday 21 298.05 104.33 37004 72.06 98.38 0.22 1.45 0 04-01 Sunday 21 279.59 104.54 35008 72.27 98.68 0.31 1.16 0 04-02 Monday 21 275.2 103.46 31861 70.68 96.44 0.27 3.32 0.04 04-03 Tuesday 21 271.4 99.54 31341 72.05 96.76 0.19 3.03 0.08 04-04 Wednesday 21 282.34 100.71 32035 71.92 97.05 0.26 2.82 0 04-05 Thursday 21 268.45 100.88 30497 71.06 96.6 0.22 3.17 0 Theo số liệu thống kê trên ta thấy: Trước khi mở rộng TRX: Số kênh TCH hoạt động là 13 kênh. Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công thấp: trung bình khoảng 89%. Thấp nhất là ngày 20-3 chỉ đạt 85,78%) Tỷ lệ nghẽn TCH rất cao: trung bình khoảng 10% (cao hơn rất nhiều so với khuyến nghị GSM là nhỏ hơn 2%). Ngày 20-3, tỷ lệ nghẽn TCH lên tới 14,01% Tỷ lệ nghẽn SDCCH cao (giá trị theo khuyến nghị là dưới 0,5%) Số lần chiếm mạch TCH thành công (TCH_Seizures) thấp. Sau khi mở rộng TRX (ngày 22-3): Số kênh TCH hoạt động bây giờ là 21 kênh. Các chỉ tiêu chất lượng trên đã được cải thiện rõ rệt, đảm bảo yêu cầu chất lượng hệ thống: Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công cao (~97%). Tỷ lệ nghẽn TCH giảm (~2%). Tỷ lệ nghẽn SDCCH giảm (~0,02%) TCH_Seizures tăng. Kết luận: Sau khi mở rộng TRX, các chỉ tiêu chất lượng được cải thiện và đã đạt yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng theo khuyến nghị GSM. KẾT LUẬN *** Đồ án tốt nghiệp đã trình bày những nét cơ bản nhất về mạng thông tin di động GSM, cùng với một số công tác tối ưu hóa hệ thống được thực hiện tại mạng VMS_MobiFone. Tối ưu hoá là một công việc khó khăn và đòi hỏi người thực hiện phải nắm vững hệ thống, ngoài ra cũng cần phải có những kinh nghiệm thực tế và sự trợ giúp của nhiều phương tiện hiện đại để có thể giám sát và kiểm tra rồi từ đó mới đưa ra các công việc thực hiện tối ưu hoá. Do thời gian thực tập có hạn và những hạn chế không tránh khỏi của việc hiểu biết các vấn đề dựa trên lý thuyết là chính nên báo cáo tốt nghiệp của em chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong có được những ý kiến đánh giá, góp ý của các thầy và các bạn để đồ án thêm hoàn thiện. Qua thời gian thực tập em thấy tối ưu hoá là một mảng đề tài rộng và luôn cần thiết cho các mạng viễn thông hiện tại nói chung và mạng thông tin di động nói riêng. Khả năng ứng dụng của đề tài là giúp ích cho những người làm công tác tối ưu hoá mạng, là cơ sở lý thuyết để phân tích và tiến hành, từ đó hoàn toàn có thể tìm ra giải pháp tối ưu khoa học nhất. Về phần mình, em tin tưởng rằng trong tương lai nếu được làm việc trong lĩnh vực này, em sẽ tiếp tục có sự nghiên cứu một cách sâu sắc hơn nữa về đề tài này. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn Trưởng phòng Đỗ Vũ Anh_Phòng Công nghệ và Phát triển mạng, Trưởng phòng Nguyễn Xuân Nghĩa_Phòng Kỹ thuật Khai thác đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong đợt thực tập tốt nghiệp. Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Nguyễn Tiến Quyết cùng với tổ trưởng tổ tối ưu hóa anh Đỗ Trung Minh và các cán bộ phòng Kỹ thuật_Khai thác thuộc công ty thông tin di động VMS_MobiFone khu vực I đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Hà Nội, Ngày tháng năm 2007 Sinh viên thực hiện Hoàng Anh Dũng TÀI LIỆU THAM KHẢO *** [1] PTS.Nguyễn Phạm Anh Dũng, Thông tin di động GSM, Nhà xuất bản bưu điện, Hà Nội 1999. [2] Vũ Đức Thọ, Tính toán mạng thông tin di động số CELLULAR, Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội 1999. [3] J. Dahlin, Ericsson´s Multiple Reuse Pattern For DCS 1800, in Mobile Communications International, Nov., 1996. [4] Asha K. Mehrotra, GSM System Engineering, Artech House, Inc Boston London 1996. [5] GSM Association, Truy cập cuối cùng ngày 10/05/2007. [6] Truy cập cuối cùng ngày 10/05/2007. [7] Truy cập cuối cùng ngày 10/05/2007. PHỤ LỤC *** BẢNG ERLANG B TCH GoS (Grade of Service) 1 % 2 % 3 % 5 % 10 % 20 % 40 % TCH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 .01010 .02041 .03093 .05263 .11111 .25000 .66667 .15259 .22347 .28155 .38132 .59543 1.0000 2.0000 .45549 .60221 .71513 .89940 1.2708 1.9299 3.4798 .86942 1.0923 1.2589 1.5246 2.0454 2.9452 5.0210 1.3608 1.6571 1.8752 2.2185 2.8811 4.0104 6.5955 1.9090 2.2759 2.5431 2.9603 3.7548 5.1086 8.1907 2.5009 2.9354 3.2497 3.7378 4.6662 6.2302 9.7998 3.1276 3.6271 3.9865 4.5430 5.5971 7.3692 11.419 3.7825 4.3447 4.7479 5.3702 6.5464 8.5217 13.045 4.4612 5.0840 5.5294 6.2157 7.5106 9.6850 14.677 5.1599 5.8415 6.3280 7.0764 8.4871 10.857 16.314 5.8760 6.6147 7.1410 7.9501 9.4740 12.036 17.954 6.6072 7.4015 7.9967 8.8349 10.470 13.222 19.589 7.3517 8.2003 8.8035 9.7295 11.473 14.413 21.243 8.1080 9.0096 9.6500 10.633 12.484 15.608 22.891 8.8750 9.8284 10.505 11.544 13.500 16.807 24.541 9.6516 10.656 11.368 12.461 14.522 18.010 26.192 10.437 11.491 12.238 13.385 15.548 19.216 27.844 11.230 12.333 13.115 14.315 16.579 20.424 29.498 12.031 13.182 13.997 15.249 17.613 21.635 31.152 12.838 14.036 14.885 16.189 18.651 22.848 32.808 13.651 14.896 15.778 17.132 19.692 24.046 34.464 14.470 15.761 16.675 18.080 20.737 25.281 36.121 15.295 16.631 17.577 19.031 21.784 26.499 37.779 16.125 17.505 18.483 19.985 22.833 27.720 39.437 16.959 18.383 19.392 20.943 23.885 28.941 41.096 17.797 19.265 20.305 21.904 24.939 30.164 42.755 18.640 20.150 21.221 22.867 25.995 31.388 44.414 19.487 21.039 22.140 23.833 27.053 32.614 46.074 20.337 21.932 23.062 24.802 28.113 33.840 47.735 21.191 22.827 23.987 25.773 29.174 35.067 49.395 22.048 23.725 24.914 26.746 30.237 36.295 51.056 22.909 24.626 25.844 27.721 31.301 37.524 52.718 23.772 25.529 26.776 28.698 32.367 38.754 54.379 24.638 26.455 27.711 29.677 33.434 39.985 56.041 25.507 27.343 28.647 30.657 34.503 41.216 57.703 26.378 28.254 29.585 31.640 35.572 42.448 59.365 27.252 29.166 30.526 32.624 36.643 43.680 61.028 28.129 30.081 31.468 33.609 37.715 44.913 62.690 29.007 30.997 32.412 34.596 38.787 46.147 64.353 29.888 31.916 33.357 35.584 39.864 47.381 66.016 30.771 32.836 34.305 36.574 40.936 48.616 67.679 31.656 33.758 35.253 37.565 42.011 49.851 69.342 32.543 34.682 36.203 38.557 43.088 51.086 71.066 33.432 35.607 37.155 39.550 44.165 52.322 72.669 34.322 36.534 38.108 40.545 45.243 53.559 74.333 35.215 37.462 39.062 41.540 46.322 54.796 75.997 36.109 38.392 40.018 42.537 47.404 56.033 77.660 37.004 39.323 40.975 43.534 48.481 57.270 79.324 37.901 40.255 41.933 44.533 49.562 58.508 80.988 38.800 41.189 42.892 45.533 50.644 59.746 82.652 39. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 TCH 1 % 2 % 3 % 5 % 10 % 20 % 40 % TCH