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
Vào lúc: giờ ngày tháng năm
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
1
LỜI MỞ ĐẦU
Tại Việt Nam tính đến thời điểm hiện nay đang có
3 nhà mạng viễn thông lớn nhất triển khai và cung cấp các
dịch vụ trên mạng thông tin di động 3G đó là Vinaphone,
Mobifone, Viettel. Các nhà cung cấp dịch vụ này đang
triển khai rất nhiều biện pháp nhằm nâng cao chất lượng
dịch vụ, trong số đó là hoạt động tối ưu vùng phủ sóng
mạng 3G WCDMA, đây chính là lý do tôi chọn đề tài
“Tối ưu vùng phủ mạng thông tin di động 3G WCDMA”
Chương I giới thiệu tổng quan về mạng thông tin di
động 3G WCDMA bao gồm các kiến trúc mạng với các
phiên bản ngày càng hiện đại hơn, cấu trúc phân chia địa
lý của vùng mạng di động. Chương II đi vào tìm hiểu các
kỹ thuật cơ bản trong mạng, giao diện vô tuyến và các

Hình 1.1 Kiến trúc tổng quát của một mạng di động kết hợp
cả CS và PS
Mạng thông tin di động 3G là mạng kết hợp giữa
các vùng chuyển mạch gói (PS) và chuyển mạch kênh
(CS) để truyền số liệu gói và tiếng. Trên đường phát triển
đến mạng toàn IP, chuyển mạch kênh sẽ dần được thay thế
bằng chuyển mạch gói. Các dịch vụ kể cả số liệu lẫn thời
gian thực (như tiếng và video) cuối cùng sẽ được truyền
trên cùng một môi trường IP bằng các chuyển mạch gói.
3
1.3 Các loại lƣu lƣợng và dịch vụ 3G WCDMA
QoS ở W-CDMA được phân loại như 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 một 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 trong một
thời gian nhất định và tỷ lệ lỗi thấp (trình duyệt Web,
game online, bản đồ tìm địa chỉ…).
Loại nền (Background, nrt): Đòi hỏi các dịch vụ nỗ lực
nhất được thực hiện trên nền cơ sở (e-mail, tải xuống các
file ảnh, nhạc chuông…)
1.4 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R3

Hình 1.2 Kiến trúc 3G WCDMA UMTS R3


1.4.3 Mạng lõi
1.4.3.1 Node hỗ trợ GPRS phục vụ (SGSN)
SGSN chịu trách nhiệm cho tất cả kết nối PS của
tất cả các thuê bao. Nó lưu hai kiểu dữ liệu thuê bao:
thông tin đăng ký thuê bao và thông tin vị trí thuê bao.
1.4.3.2 Node hỗ trợ GPRS cổng (GGSN)
Tất cả các cuộc truyền thông số liệu từ thuê bao
đến các mạng ngoài đều qua GGSN, nó lưu cả hai kiểu số
liệu: thông tin thuê bao và thông tin vị trí.
1.4.3.3 Cổng kết nối ngoài (BG)
Chức năng của nó là để đảm bảo mạng an ninh
chống lại các tấn công bên ngoài.
1.4.3.4 Bộ ghi định vị tạm trú (VLR)
1.4.3.5 Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động
(MSC)
1.4.3.6 MSC cổng (GMSC)
1.4.3.7 Môi trường nhà (HE)
HE lưu các hồ sơ thuê bao của 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 và bảo vệ sự toàn vẹn thông tin cho người sử dụng. 6
Bộ ghi nhận dạng thiết bị (EIR) : chịu trách nhiệm
lưu các số nhận dạng thiết bị di động quốc tế.
1.4.3.8 Các mạng ngoài
1.4.3.9 Các giao diện

một MSC/VLR, hay SGSN. Ta gọi đây là vùng phục vụ
của MSC/VLR hay SGSN.
1.7.3 Phân chia theo vùng định vị và vùng định tuyến
Vùng định vị (hay vùng định tuyến) là một phần
của vùng phục vụ MSC/VLR (hay SGSN) mà ở đó một
trạm di động có thể chuyển động tự do và không cần cập
nhật thông tin về vị trí cho MSC/VLR (hay SGSN) quản
lý vị trí này.
1.7.4 Phân chia theo ô
Ô là một vùng phủ vô tuyến được mạng nhận dạng
bằng nhận dạng ô toàn cầu.Trạm di động nhận dạng ô
bằng mã nhận dạng trạm gốc (BSIC: Base Station Identity
Code).
1.7.5 Mẫu ô
Bao gồm 2 kiểu mẫu ô là : ô phân đoạn (sectorized)
và ô vô hương ngang (omnidirectional).
1.7.6 Tổng kết phân chia vùng địa lý trong hệ thống
thông tin di động 3G 8
1.8 Lộ trình phát triển thông tin di động lên thế hệ
thứ tƣ 4G
Theo dự kiến của Cục Tần Số Vô Tuyến Điện thì
sớm nhất sau 2015, 4G mới được triển khai tại Việt Nam,
khi ấy người dùng có thể sử dụng dịch vụ trên nền mạng
4G với tốc độ từ 100 Mbps tới 1Gbps.
1.9 Kết luận chƣơng
Hệ thống thông tin di động 3G WCDMA đang triển
khai tại Việt Nam hiện nay được tiêu chuẩn hóa bởi 3GPP

C=B.log
2
(1+S/N) (2.1)
Trong đó: C là dung lượng kênh [b/s], B là băng
thông tín hiệu [Hz], là công suất tín hiệu trung bình [W],
N là công suất nhiễu trung bình [W].
Tỷ số độ rộng băng tần truyền thực với độ rộng
băng tần của thông tin cần truyền được gọi là độ lợi xử lý
(G
P
) hoặc là hệ số trải phổ.
𝐺
𝑝
=
𝑊
𝑅
𝑏
(2.2)

Với W là băng thông của tín hiệu trải phổ và 𝑅
𝑏
là
tốc độ thông tin, ta có: W>>𝑅
𝑏
. Trong WCDMA, W=
3.84Mchip/s và 𝑅
𝑏
(tín hiệu thoại)= 12kbit/s.
hướng tỷ lệ nghịch với mức công suất tín hiệu hoa tiêu thu
được. Do vậy, nếu mức công suất tín hiệu hoa tiêu càng
lớn thì mức công suất phát của UE (P_trx) càng nhỏ.
2.2.2 Điều khiển công suất vòng kín (CLPC)
Trong CLPC, NodeB điều khiển UE tăng hoặc
giảm công suất phát. Quyết định tăng hoặc giảm công suất
phụ thuộc vào mức tín hiệu thu SNR tại NodeB. Khi
NodeB thu tín hiệu từ UE, nó so sánh mức tín hiệu thu với
một mức ngưỡng cho trước. Nếu mức tín hiệu thu được
vượt quá mức ngưỡng cho phép, NodeB sẽ gửi lệnh điều
khiển công suất phát tới UE để giảm mức công suất phát
của UE. Nếu mức tín hiệu thu được nhỏ hơn mức ngưỡng,
NodeB sẽ gửi lệnh điều khiển đến UE để tăng mức công
suất phát.
2.3 Chuyển giao
Quá trình chuyển đổi từ một trạm phát sóng này
sang một trạm phát sóng khác được gọi chung là chuyển
giao. Trong WCDMA có thể chia chuyển giao thành các
loại như sau: 12
 Chuyển giao trong cùng một hệ thống: (Intra-
system HO): được chia làm 2 loại nhỏ sau:
 Chuyển giao cùng tần số (Intra-frequency HO):
là chuyển giao xuất hiện giữa các cell sử dụng
cùng một tần số. Loại chuyển giao được sử
dụng ở đây thường là chuyển giao mềm và mềm
hơn.
 Chuyển giao khác tần số (Inter- frequency

khiển công suất hoạt động. Chuyển giao mềm và chuyển
giao mềm hơn chỉ có thể xảy ra trong một tần số sóng
mang, do đó chúng là các quá trình chuyển giao trong
cùng tần số.
2.4 Kiến trúc của giao diện vô tuyến WCDMA/FDD
Giao diện vô tuyến được chia thành 3 lớp gồm có :
 Lớp vật lý (L1)
 Lớp liên kết số liệu ( L2)
 Lớp mạng ( L3)
2.5 Các kênh của WCDMA
Trong UMTS có 3 loại kênh sau đây :
 Kênh logic : định nghĩa loại thông tin được truyền
đi 14
 Kênh truyền tải : mỗi kênh truyền tải này được
mô bởi cách và đặc tính nào của dữ liệu được
truyền qua giao diện vô tuyến
 Kênh vật lý : cung cấp truyền số liệu trên giao
diện vô tuyến, bao gồm các bit và ký hiệu vật lý
(các tín hiệu điện), theo đó trong UMTS thì 1 tần số
cụ thể là tập hợp của các mã và pha.
2.6 Kết luận chƣơng
Để phục vụ tốt cho tối ưu, luận văn đã trình bày
nền tảng kiến thức về các kỹ thuật cơ bản, bao gồm có trải
phổ, điều khiển công suất, chuyển giao, các kênh vô
tuyến của 3G WCDMA (kênh vật lý, logic, truyền tải),
như vậy trong quá trính tối ưu sử dụng các phần mềm đo
kiểm (ví dụ như TEMS) sẽ dễ dàng phát hiện được các lỗi

3.2 Các thông số đánh giá vùng phủ sóng 3G
WCDMA
KPI (Key Performance Indicators): các chỉ số thể
hiện chất lượng mạng, là chỉ số làm tiêu chí đánh giá
mạng di động tốt hay tồi. Các KPI được chia làm 2 loại
phục vụ cho các đối tượng khác nhau: 16
- KPI dành cho nhà quản lý : bao gồm 15 KPI chia làm
2 nhóm:
 Nhóm KPI đánh giá Traffic & Resouce:
Gồm 4 chỉ tiêu là Voice Traffic, Video Call
Traffic, PS Traffic, DL Load
 Nhóm KPI đánh giá Performance: Gồm 11
chỉ tiêu là P1SR, RAB CR, CSSR, CS CDR,
PS CDR, SHOSR, HHOSR, CS InRAT
HOSR, PS InRAT HOSR, HSDPA
Throughput, HSUPA Throughput
- KPI dành cho đo kiểm: bao gồm 17 KPI chia làm 2
nhóm:
 Nhóm KPI đánh giá vùng phủ: Gồm 2 chỉ
tiêu là RSCP, Ec/No
 Nhóm KPI đánh giá Performance: Gồm 15
chỉ tiêu là CSSR, V-CSSR PDP Activation
Success Rate, CDR, V-CDR, SHOSR,
IFHOSR, IRHOSR, LUSR, R99 Avg
Throughput DL&UL, HSPA Avg
Throughput DL&UL, AMR Access Delay


tại gần trạm yêu cầu kiểm tra lại phần cứng lắp đặt
bao gồm: các đầu connector nối feeder, jumper với
tủ NodeB và Antenna, kiểm tra lại góc phương vị
(Azimuth) và góc cụp (Tilt) của anten.
 Trong trường hợp vùng phủ RSCP kém tại các khu
vực xa trạm (thưa trạm), rà soát và đẩy nhanh tiến
độ lắp đặt, tích hợp và phát sóng của các trạm phục
vụ tại khu vực đó.
Với trƣờng hợp Ec/No kém : 19
Vấn đề Ec/No kém bản chất là do nhiễu vì vậy, đối
với việc đo kiểm driving test ở chế độ Idle có các hiện
tượng hay gặp sau:
 Thiếu quan hệ giữa các cell dẫn đến gây nhiễu. Cần
thêm quan hệ trong trường hợp này.
 Vùng tín hiệu phục vụ tốt (RSCP lớn hơn chỉ tiêu
(Target) đề ra cho các vùng), Ec/No kém, trong khi
các cell hàng xóm có RSCP tốt gần với cell phục
vụ chính (RSCPmn-RSCPs> -7dB). Cần xác định
cell nào là cell phục vụ chính trong khu vực này,
quan tâm tới vị trí địa lý, địa hình xung quanh, các
cell khác tiến hành điều chỉnh góc cụp và góc
phương vị cho phù hợp.
 Vùng tín hiệu RSCP của cell phục vụ chính tốt, các
cell hàng xóm có RSCP thấp, tuy nhiên lại quá
nhiều cell hàng xóm phủ tới, làm nhiễu nền cao, và
vì vậy Ec/No thấp. Trường hợp này, cũng sẽ cần
điều chỉnh lại góc cụp và góc phương vị của các

21
đặt được trạm ở đúng vị trí như hình vẽ, tuy nhiên vẫn
phải đảm bảo các anten phủ sóng đầy đủ các tuyến đường.
Khu dân cư đông : Tại khu vực này do số thuê bao
khá lớn, lưu lượng cao, đặc biệt là các thành phố lớn nên
các trạm phát sóng được thiết kế theo hình mắt lưới (ở đây
minh họa vùng phủ sóng của 1 ô là hình lục giác đều), khi
ấy một anten của trạm này sẽ hướng vào khoảng giữa hai
anten của trạm liền kề, như vậy đảm bảo sẽ không xuất
hiện vùng lõm (khu vực không có sóng hoặc sóng rất yếu )
và vùng phủ sẽ đều nhau ở mọi nơi.
3.4.4 Tối ưu các tham số của Antena
3.4.4.1 Loại anten
3.4.4.2 Góc phương vị của anten
3.4.4.3 Góc cụp của anten
3.4.4.4 Độ cao của anten
3.4.5 Tối ưu công suất phát hoa tiêu CPICH
Kênh hoa tiêu (CPICH) được dùng để đánh giá
trong chuyển giao, chọn cell, chọn lại cell. Nó quyết định
đến bán kính phủ của cell. Khi bật máy, dựa vào kênh hoa
tiêu UE sẽ xác định giá trị tín hiệu trên nhiễu (Ec/No), giá
trị này được xác định bằng công thức:
𝐸
𝑐
/𝑁
0
= 𝑅𝑆𝐶𝑃
𝐶𝑃𝐼𝐶𝐻
/𝑅𝑆𝑆𝐼 (3.1)
Trong đó

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Hiện nay công việc tối ưu, nâng cao chất lượng
phục vụ của các nhà mạng cung cấp dịch vụ thông tin di
động 3G WCDMA đang được triển khai mạnh mẽ. Luận
văn “Tối ưu vùng phủ mạng thông tin di động 3G
WCDMA” trước tiên đã trình bày tổng quan mạng 3G
WCDMA, bao gồm kiến trúc mạng từ tổng quát nhất rồi
đi đến các phiên bản về sau, nhận thấy rằng xu hướng IP
hóa trong mạng lõi là tất yếu, việc phân chia địa lý của
mạng 3G là rất cần thiết trong việc quản lý vị trí của các
thuê bao. Chương II trình bày kiến thức cơ bản nhất về các
kỹ thuật được sử dụng trong mạng 3G WCDMA bao gồm
kỹ thuật trải phổ, điều khiển công suất (có điều khiển công
suất vòng trong, vòng ngoài), kỹ thuật chuyển giao
(chuyển giao cứng, chuyển giao mềm và chuyển giao
mềm hơn), các kênh trong mạng sử dụng (kênh logic,
kênh truyền tải, kênh vật lý), đây là những kiến thức được
áp dụng thực tế nhất. Chương III trình bày hoạt động tối
ưu vùng phủ sóng mạng thông tin di động 3G WCDMA,
bắt đầu từ các thông số hay KPIs để đánh giá chất lượng
vùng phủ sóng 3G, quy trình từng bước thực hiện tối ưu,
các biện pháp để làm tối ưu trong thực tế, trong chương
này còn có ví dụ cụ thể với số liệu báo cáo của nhóm tối
ưu Viettel chi nhánh quận Gò Vấp, thành phố Hồ Chí