HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
ĐỖ VIỆT ĐỨC

NGHIÊN CỨU VỀ TỐI ƯU HÓA MẠNG GSM TẠI
VINAPHONE

Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông
Mã số: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI -2014 Luận văn được hoàn thành tại:

vụ Viễn thông Vinaphone, khu vực Hà Nội Với phạm vi nghiên cứu tổng quan về mạng
GSM và các bài toán tối ưu mạng, từ đó áp dụng vào thực tế.
Chương 1: Tổng quan về hệ thống GSM
Chương I đã tìm hiểu kiến thức cơ bản, cấu trúc và giao diện vô tuyến mạng GSM.
Đồng thời giới thiệu qua các KPI vô tuyến chính nhằm hỗ trợ cho quá trình tối ưu ở các
chương sau.
Chương 2: Tối ưu hóa mạng vô tuyến
Chương II đã trình bày nguyên lý, mục đích, lý do và các yếu tố ảnh hưởng đến chất
lượng truyền sóng. Đồng thời đưa ra một số giải pháp tối ưu hóa mạng vô tuyến.
Chương 3: Tối ưu mạng GSM tại Vinaphone
Chương III đã đưa ra phân tích một số trường hợp tối ưu thực tế trong mạng GSM tại
Trung tâm Dịch vụ Viễn thông Vinaphone.
2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM
1.1. Tổng quan về mạng GSM
1.1.1. Cấu trúc tổng thể mạng GSM
1.1.2. Các thành phần trong mạng GSM
1.2. Giao diện vô tuyến số
Các kênh của giao diện vô tuyến bao gồm các kênh vật lý và các kênh logic.
1.2.1. Kênh vật lý
Kênh vật lý tổ chức theo quan niệm truyền dẫn. Đối với TDMA GSM, kênh vật lý là
một khe thời gian ở một tần số sóng mang vô tuyến được chỉ định.
1.2.2. Kênh Logic
Kênh logic được tổ chức theo quan điểm nội dung tin tức, các kênh này được đặt vào
các kênh vật lý. Các kênh logic được đặc trưng bởi thông tin truyền giữa BTS và MS.
Có thể chia kênh logic thành hai loại tổng quát: các kênh lưu lượng TCH và các kênh
báo hiệu điều khiển CCH
1.3. Giới thiệu các KPI vô tuyến chính
KPI (Key Performance Indicator – Các chỉ số đặc tính chính) là các tham số về đặc

Tỉ lệ nghẽn SDCCH khuyến nghị nhỏ hơn 5%.
1.3.4. Tỉ lệ rớt kênh SDCCH (SDCCH Drop Rate)
Tỉ lệ rớt kênh SDCCH được định nghĩa là tỉ lệ giữa tổng số lần rớt mạch trên kênh
SDCCH và tổng số lần chiếm SDCCH thành công.
SDCCH rớt làm cuộc gọi không được thiết lập thành công. Tỉ lệ rớt kênh SDCCH
khuyến nghị nhỏ hơn 4%. Tuy nhiên ở khu vực có mật độ trạm cao, tỉ lệ SDCCH Drop nên
nhỏ hơn 1%. Thông thường tỉ lệ SDCCH yêu cầu nhỏ hơn tỉ lệ cuộc gọi bị rớt do thời gian
chiếm dụng của thuê bao SDCCH (thường <5s) nhỏ hơn thời gian chiếm dụng trên kênh
TCH (khoảng vài chục giây).
1.3.5. Tỉ lệ ấn định kênh TCH không thành công (TCH assign unsuccess rate)
Tỉ lệ ấn định kênh TCH không thành công được định nghĩa là tỉ lệ chiếm kênh lưu
lượng không thành công cho mục đích ấn định bình thường. Thông thường do nghẽn kênh
lưu lượng hay do vấn đề vô tuyến hoặc do BSS.
4

Tỉ lệ ấn định kênh lưu lượng TCH không thành công theo khuyến nghị nhỏ hơn 3%.
Tuy nhiên, trong khu vực mật độ trạm cao, tỉ lệ này nên nhỏ hơn 1%.
1.3.6. Tỉ lệ nghẽn kênh lưu lượng TCH (TCH congestion rate)
Tỉ lệ nghẽn kênh lưu TCH được định nghĩa như tỉ lệ chiếm kênh không thành công
do nghẽn kênh thoại (không có kênh TCH rỗi) trên tổng số lần hệ thống yêu cầu cung cấp
kênh thoại.
KPI này dùng quản lý tỉ lệ phần trăm mạng bị nghẽn, thông thường tỉ lệ nghẽn kênh
lưu lượng TCH cho phép 2%. Nghẽn TCH ảnh hưởng đến cảm nhận khách hàng là thiết lập
cuộc gọi bị thiết bại.
1.3.7. Tỉ lệ cuộc gọi thành công (Call Success Rate)
Tỉ lệ cuộc gọi thành công được định nghĩa là tỉ lệ các cuộc gọi được thực hiện cho
đến khi giải phóng mà không bị ngắt do rớt kênh SDCCH, hay do ấn định thất bại hay cuộc
gọi bị rớt.
Tỉ lệ cuộc gọi thành công khuyến nghị >92%. Tuy nhiên trong khu vực mật độ trạm
cao, tỉ lệ cuộc gọi thành công nên lớn hơn 97%.

CHƯƠNG II: TỐI ƯU HÓA MẠNG VÔ TUYẾN
2.1. Mục đích, lý do và lợi ích của việc tối ưu hóa
 Mục đích
 Lý do
 Các lợi ích của tối ưu hóa
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình truyền sóng
2.2.1. Tổn hao đường truyền sóng vô tuyến
Hệ thống GSM được thiết kế với mục đích là một mạng tổ ong dày đặc và bao trùm
một vùng phủ sóng rộng lớn. Các nhà thiết kế và khai thác mạng mong muốn đạt được một
vùng phủ sóng liên tục bao gồm tất cả các vùng dân cư của đất nước. Vùng phủ sóng được
chia thành các ô nhỏ gọi là Cell. Mỗi Cell được phủ bởi một trạm thu phát vô tuyến BTS.
Kích thước cực đại của một Cell thông thường có thể đạt tới bán kính R=35 Km. Vì vậy suy
hao đường truyền là không thể tránh khỏi.
2.2.2. Mô hình không gian tự do
Cách đơn giản nhất là ta coi không gian truyền sóng là không gian tự do.
2.2.3. Vấn đề Fading
Chất lượng các hệ thống phụ thuộc vào kênh truyền, nơi mà tín hiệu được truyền từ
máy phát đến máy thu. Không giống như kênh truyền hữu tuyến là ổn định và có thể dự
đoán được, kênh truyền vô tuyến là hoàn toàn ngẫu nhiên và không hề dễ dàng trong việc
phân tích. Tín hiệu phát đi qua kênh truyền vô tuyến bị cản bởi các tòa nhà, núi cao, cây cối,
bị tán xạ, nhiễu xạ các hiện tượng này gọi chung là hiện tượng Fading. Và kết quả là tại
máy thu, ta thu được nhiều phiên bản khác nhau của tín hiệu phát đi. Điều này ảnh hưởng
đến chất lượng của hệ thống.
Để giảm phần nào tác hại do Fading gây ra, người ta thường tăng công suất phát đủ
lớn để tạo ra một lượng dự trữ fading, sử dụng một biện pháp như phân tập anten, nhảy
tần
7

2.2.4. Ảnh hưởng nhiễu
Để chất lượng thoại luôn được đảm bảo thì mức thu của sóng mang mong muốn C

trong tương lai và các sự kiện đặc biệt.
2.3.1.1.3. Các nguyên nhân tiêu biểu gây nghẽn TCH
a. Các sự kiện đặc biệt:
b. Các vấn đề định kỳ hằng ngày:
2.3.1.2. Vấn đề nhiễu
2.3.1.2.1. Định nghĩa và các dấu hiệu của nhiễu
2.3.1.2.2. Phân tích, kiểm tra, đánh giá vấn đề nhiễu
Việc phân tích, đánh giá nhiễu dựa vào các thống kê đo đạc vô tuyến RMS. RMS
được thiết kế để giúp cho việc hoạch định và tối ưu được dễ dàng hơn bằng việc cung cấp
các thống kê trên các báo cáo đo đạc vô tuyến. RMS cung cấp các thống kê ở mức
TRX/Cell qua công cụ hổ trợ phân tích tối ưu vô tuyến RNO.
2.3.1.2.3. Các nguyên nhân tiêu biểu của nhiễu
Nhiễu bởi hệ thống GSM:
a. Nhiễu đồng kênh
b. Nhiễu kênh lân cận
9

2.3.1.3. Vấn đề vùng phủ
2.3.1.3.1. Định nghĩa và các dấu hiệu vấn đề vùng phủ
2.3.1.3.2. Phân tích, kiểm tra, đánh giá vấn đề vùng phủ
Phụ thuộc vào nguồn thông tin chúng ta có:
a. Các thống kê đo đạc vô tuyến:
- Ma trận (RxLevel, RxQuality).
- Các bộ đếm liên kết vô tuyến.
- Số cuộc gọi với vùng phủ DL/UL kém (RxLev kém, RxQual kém)
b. Giao diện Abis:
- Chất lượng kém > 5%.
- Mức tín hiệu thu kém (RxLev <-95dBm) và chất lượng thu RxQual > 4.
c. Thống kê từ OMC_R hay giao diện A:
- Lưu lượng cao đột xuất do cuộc gọi lặp lại

d. Lắp đặt anten kém
e.Anten đấu sai feeder:
f. Góc ngẩng anten (Tilt) không đúng
g. Định nghĩa Neighbour sai: Điều này có thể xẩy ra khi một trạm mới được thêm
vào và các quan hệ neighbour cũ không còn phù hợp đã không được bỏ đi, các quan hệ mới
cần thiết không được thêm vào.
h. Thiếu neighbour: Điều này có thể gây ra một lỗ hổng mất sóng về vùng phủ.
Chẳng hạn MS không thể chuyển giao đến cell tốt nhất mà chỉ chuyển giao đến các cell có
tín hiệu kém hơn.
i. Quá nhiều neighbour được định nghĩa: Nhiều quan hệ Neighbour được khai báo
(>16) sẽ làm giảm số lượng lấy mẫu trên mỗi tần số (cell), dẫn tới độ chính xác của các
phép đo sẽ giảm theo, có thể dẫn tới việc giải mã sai BSIC.
11

2.3.1.4. Vấn đề không cân bằng dự trữ công suất
2.3.1.4.1. Định nghĩa và các dấu hiệu không cân bằng dự trử công suất
2.3.1.4.2. Phân tích, kiểm tra, đánh giá vấn đề mất cân bằng dự trữ công suất
Dựa vào thông tin thống kê đo đạc vô tuyến như:
- Vector cân bằng đường truyền trên mỗi bộ thu phát (TRX).
- Số cuộc gọi với tỉ lệ lỗi khung (FER) kém bất bình thường (chất lượng thu tốt
trong khi tỉ lệ lỗi khung kém)
Dựa vào giám sát trên Abis:
- Chênh lệch suy hao đường truyền lớn hơn 5dB.
- Kiểm tra xem vấn đề xảy ra trên 1 bộ thu phát (TRX) hay trên tất cả các bộ
thu phát
2.3.1.4.3. Các nguyên nhân tiêu biểu của vấn đề không cân bằng dự trữ
công suất
Do lỗi anten, feeder, jumper hay các thành phần thiết bị chung như ANX, ANC khi
vấn đề xảy ra với tất cả các bộ thu phát của Cell.Nếu vấn đề xảy ra đối với 1 bộ thu phát thì
do lỗi cáp RF, hay bộ thu phát, hoặc bộ khuếch đại tạp âm thấp

2.3.2.6.2. Cuộc gọi bị rớt trên kênh SDCCH
2.3.2.6.3. Rớt cuộc gọi trên TCH
Các nguyên nhân có thể của các vấn đề liên quan đến mạng vô tuyến có thể làm rớt
cuộc gọi trên TCH:
a. Cường độ tín hiệu thấp ở cả đường lên/ xuống:
b. Không có Cell phục vụ tốt nhất.
c. Thiết bị đầu cuối MS bị lỗi
d. Chất lượng tồi ở đường lên hay đường xuống
e. Công suất phát BTS quá thấp
f. Thiết lập sai tham số điều khiển công suất động của BTS
h. Chuyển giao ra không thành công
i. Chuyển giao vào không thành công
2.4. Kết luận chương II
Chương II đã trình bày nguyên lý, mục đích, lý do và các yếu tố ảnh hưởng đến chất
lượng truyền sóng. Đồng thời đưa ra một số giải pháp tối ưu hóa mạng vô tuyến. 14

CHƯƠNG III: TỐI ƯU HÓA MẠNG GSM TẠI VINAPHONE
3.1. Quy trình tối ưu mạng
Tối ưu mạng GSM là một quy trình khép kín không có điểm kết thúc. Tạm thời có
thể chia thành các bước chính: Giám sát → Phân tích dữ liệu → Nhận diện lỗi/ Thực thi các
thay đổi → Kiểm tra → Giám sát
3.2. Một số công cụ hỗ trợ công tác tối ưu
 PM Tool (http://clm.vinaphone.vn/):Đây là hệ thống lấy các thống kê KPI từ hệ
thống của nhà mạng Vinaphone.
 TEMS Investigation
Cùng với các công cụ khác, thiết bị đo TEMS là công cụ đo kiểm tra đánh giá thời
gian thực các thông số phản ánh chất lượng mạng di động qua giao diện vô tuyến. Nó cho


Hình 3.1Drive Testing khu vực Hữu Bằng
Bản tin chỉ ra nguyên nhân rớt cuộc gọi là do tỷ số nhiễu đồng kênh C/I = 0 dB, có
nghĩa là cả hai tín hiệu có cường độ bằng nhau. Theo khuyến nghị của GSM giá trị C/I bé
nhất mà máy di động vẫn có thể làm việc tốt là 9 dB. Trong thực tế, người ta nhận thấy rằng
16

giá trị này cần thiết phải lên đến 12 dB. Do đó, ta tiến hành thay đổi tần số của cell 1 và cell
3.
STT
Cell
Thay đổi
1
2G_Huu-Bang1_VPC
TCH-24 sang TCH-35
2
2G_Huu-Bang3_VPC
TCH-17 sang TCH-9
Tiến hành thực hiện tối ưu tần số (ngày 23/10) trên hệ thống SingleRan của OMC:

Hình 3.2Tối ưu tần số trên hệ thống OMC
Sau khi thực hiện tối ưu tần số (ngày 23/10). Ta thấy các chỉ tiêu chất lượng của cell
được cải thiện một cách đáng kể:
- Tỷ lệ rớt cuộc gọi giảm hẳn: đến ngày 23/10 chỉ còn 2,81%, và giảm tiếp trong
những ngày tiếp theo.
Kết luận: Việc tìm ra nguyên nhân gây nhiễu và rớt cuộc gọi và tiến hành tối ưu tần
số đã cải thiện đáng kể các chỉ số chất lượng của cell.
3.3.2. Phân tích kết quả đo để phát hiện hiện tượng Overshooting gây nhiễu
Từ phản ánh của khách hàng về chất lượng trên khu vực Làng Trài – Vĩnh Phúc, em
đã tiến hành kiểm tra thống kê KPI từ OMC và đề xuất đo kiểm để đánh giá chất lượng

- Tỷ lệ rớt cuộc gọi cao nhất là ngày 26/10, đạt 1.19%.
Sau đó tiến hành phân tích kết quả đo bằng phương pháp driving test và đánh giá vấn
đề nhiễu và rớt cuộc gọi tại khu vực Tích Sơn (hình 3.9)

Hình 3.4Drive Testing khu vực Tích Sơn
19

Từ kết quả đo xác định RxQual và RxLev kém tại Tich-Son_VPC vì thiếu missing
neighbor nên không handover được. Từ đó dẫn đến tỷ lệ rớt cuộc cao.
Ta tiến hành bổ xung thêm neighbor giữa cell5 của trạm 2G_Tich-Son_VPC với các
cell lân cận: 2G_Dinh-Trung-II5_VPC và 2G_Cap-3-Tran-Phu_VPC trên hệ thống OMC.

Hình 3.5Thêm neighbor trên hệ thống OMC
Sau khi thực hiện thêm neighbor (ngày 28/10). Ta thấy các chỉ tiêu chất lượng của
cell được cải thiện một cách đáng kể:
- Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công tăng lên (>98%).
- Tỷ lệ rớt cuộc gọi giảm.
Kết luận: Việc tìm ra nguyên nhân gây chất lượng kém và tiến hành bổ xung thêm
neighbor đã cải thiện đáng kể các chỉ số chất lượng của cell.

20

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Đồ án tốt nghiệp đã trình bày những nét cơ bản nhất về mạng thông tin di động
GSM, cùng với một số ví dụ phân tích công tác tối ưu hóa hệ thống thực hiện tại mạng
Vinaphone. Tối ưu hóa 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 công cụ hiện đại để có thể giám sát và kiểm tra rồi từ đó phân tích mới đưa ra được
phương án tối ưu.
Do thời gian thực tập có hạn và những hạn chế không tránh khỏi của việc hiểu biết