HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG NGUYỄN NGỌC NAM

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG MẠNG DI ĐỘNG 3G

Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông
Mã số: 60.52.02.08

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ 1

MỞ ĐẦU
Thông tin liên lạc nói chung và thông tin di động nói riêng hiện nay
là một trong những ngành công nghiệp có tốc độ phát triển nhanh nhất trên
thế giới trong vài năm trở lại đây. Cùng với nhu cầu ngày càng lớn về các
dịch vụ của khách hàng như thoại, dữ liệu và dịch vụ giá trị gia tăng, thì
công nghệ GSM, GPRS không thể đáp ứng đủ cho các nhu cầu đó. Hướng
tất yếu là phát triển các công nghệ di động mới có
đủ khả năng để đáp ứng
các nhu cầu của khách hàng. Công nghệ di động 3G là một trong những
công nghệ mới như thế. Với các ưu thế vượt trội về tốc độ truyền tải dữ liệu,

giải pháp nâng cao chất lượng mạng vô tuyến 3G nhận thấy những cải thiện
đáng kể của giải pháp này, các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể được kiến
nghị như sau:
1. Mở rộng nghiên cứu các giải pháp không chỉ nâng cao chất
lượng mạng 3G phần vô tuyến mà cả những gi
ải pháp nâng cao
chất lượng mạng ở phần lõi.
2. Triển khai và áp dụng các giải pháp giải pháp đã nghiên cứu cho
toàn bộ mạng Mobifone.
3. Nghiên cứu thêm các quy trình tối ưu cho các KPI liên quan đến
truy cập dữ liệu HSDPA, độ trễ

25 KẾT LUẬN
Với mục tiêu nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng mạng 3G
và ứng dụng vào triển khai trên mạng MobiFone. Luận văn đã hoàn thành
các nội dung sau:
Trình bày về vấn đề tổng quan công nghệ mạng 3G, cấu trúc mạng,
các lớp giao thức, kỹ thuật chính sử dụng của công nghê 3G, nghiên cứu cơ
sở lý thuyết của giải pháp nâng cao chất lượng mạng Các giải pháp được để
xuất để nâng cao ch
ất lượng mạng.
Từ việc phân tích tìm hiểu trên, luận văn tập trung vào áp dụng cho
mạng 3G MobiFone nhằm nâng cao chất lượng mạng. Dựa trên hiện trạng
và sự phát triển thuê bao của nhà mạng, nhà mạng đã áp dụng:
• Quy hoạch vùng phủ: tính toán số lượng trạm NodeB, cấu hình
dung lượng cho trạm, lắp đặt bổ sung các thiết bị Repeater,
Femtocell, IBC Node B cho các khu vực câm trong đô thị, và nhà

3 Chương 1 –TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ 3G
Chương này tập trung giới thiệu quá trình phát triển công nghệ
mạng di động từ 2G lên 3G, phân tích sự khác nhau giữa 2 công nghệ 3G
WCDMA và 2G-GSM. Sau đó tìm hiểu cấu trúc mạng 3G cũng những các kỹ
thuật chính sử dụng trong công nghệ mạng di động 3G. Từ đó có được cái
nhìn tổng quan về công nghệ mạng 3G.
Sau đây là hình vẽ thể hiện sự phát triển của mạng di động 2G lên
3G:

Hình 1.1: Lộ trình phát triển từ 2G đến 3G.
WCDMA hứa hẹn tốc độ truyền dẫn lên đến 2,05Mbps cho người
dùng tĩnh, 384Kbps cho người dùng di chuyển chậm và 128Kbps cho người
sử dụng trên ôtô. Công nghệ 3G dùng sóng mang 5MHz chứ không phải là
sóng mang 200KHz như của CDMA nên 3G nhanh hơn rất nhiều so với
công nghệ 2G và 2,5G.Người ta cũng đã tiến hành nghiên cứu các hệ thống
vô tuyến thế hệ tư có tốc độ cho người sử dụng lớn hơ
n 2 Mbit/s
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - truy cập đa
phân mã băng rộng) là công nghệ 3G hoạt động dựa trên CDMA và có khả
năng hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao như video, truy cập
24 Hình 3.6: Chất lượng KPI 3G Hà Nội trước khi thực hiện tối ưu
Sau khi tiến hành tối ưu, chất lượng mạng 3G tại Hà Nội 5 đã được
cải thiện, cụ thể như sau:


Minh họa như hình vẽ:
5 Hình 1.5: Các kênh WCDMA
WCDMA sử dụng 2 loại điều khiển công suất là
- Điều khiển công suất vòng hở (OLPC)
- Điều khiển công suất vòng lặp đóng (CLPC)
Trong kỹ thuật chuyển giao của WCDMA có chuyển giao cùng tần
số, chuyển giao giữa các tần số, chuyển giao giữa các hệ thống. Thủ tục
chuyển giao có 2 loại chuyển giao cứng và chuyển giao mềm& mềm hơn.
Như v
ậy chương 1 đã tìm hiểu và khái quát được công nghệ 3G các
đặc điểm, câu trúc, kỹ thuật sử dụng để từ đó phát triển đưa ra giải pháp đề
xuất nâng cao chất lượng mạng ở chương 2.

22 Hình 3.4: Các bước tối ưu CDR
3.3.2. Các bước tối ưu CSSR
21

Kết quá đã cải thiện đáng kể vùng phủ cho các khu vực có mức thu
tín hiệu 3G kém, cải thiên đáng kể tỉ lệ rất cuộc gọi cũng như tỉ lệ thiết lập
cuộc gọi.
Ngoài giải pháp femtocell, nhà mạng MobiFone cũng triển khai lắp
đặt trạm NodeB trong các tòa nhà chung cư có lưu lượng khách hàng sử
dụng nhiều.
- Trạm IBC NODEB: Giống thiết kế 1 trạm Node outdoor thông

mẫu có RSCP >= -
88dbm
Urban: 95% số mẫu có
RSCP >= -93dbm
Suburban: 95% số
mẫu có RSCP >= -
98dbm
Rual: 95% số mẫu có
RSCP >= -105dbm
2 Ec/No Db
2. Performance- Hiệu suất
a. Access- Truy nhập
7

3 CSSR( Voice call) % >= 98%
4 VCSSR( Video call) >=97.5%
5
PDP Activation Success
Rate % >= 98%
b. Retainbility- Khả năng giữ cuộc gọi
6 CDR (Voice call) % <=1
7 CVDR (Video call) % <=2
c. Mobility- Di động
8 SHOSR % >=98.5
9 IFHOSR % >=98
10 IRHOSR % >=90
11 LUSR % >=99
d. Data throughput- Thông lượng
12 R99 Avg Throughput DL&UL kbit/s >300
13

 Mục tiêu:
Phủ sỏng ở khu vực các nhà cao tầng mà trạm lắp đặt trên mặt đất
không thể phủ sóng; nơi có mật độ thuê bao cao.
 Căn cứ của giải pháp
Hiện nay, phần lớn các nhà cao tầng như khu v
ực nhà chung cư cao
tầng, khu vực nhà công sở không được phủ sóng trong nhà. Ở các tầng cao,
chất lượng tín hiệu rất kém, mức thu khá thấp. Kết quả khảo sát cho thấy
đây là tồn tại lớn của mạng 2G/3G ở Việt Nam.
Đặt điểm của các thuê bao trong khu vực các nhà cao tầng là khu
vực di chuyển hẹp (nằm trong diện tích mặt sàn của từng ngôi nhà). Do đó,
vấn đề chuyển giao không phải xem xét.
 Femtocell và trạm IBC NodeB gi
ải pháp hiệu quả.
- Femtocell là một trạm phát sóng nhỏ của mạng thông tin di động
tế bào được dùng để nâng cao chất lượng dịch vụ và cung cấp các dịch vụ
giá trị gia tăng ở phạm vi gia đình và văn phòng, công sở giống như trạm
phát sóng trong nhà so với các macrocell hay microcell truyền thống là
femtocell kết nối với mạng của nhà cung cấp dịch vụ thông qua mạng cố
định băng rộng như DSL hay cáp, thay vì thông qua mạng riêng c
ủa nhà
cung cấp dịch vụ di động
Từ năm 2011-2013 nhà mạng MobiFone đã triển khai lắp đặt 200
bộ femtocell để phục vụ khách hàng ở những điểm đen về sóng 3G
19

Code cho HSDPA 15 Code 16 QAM tối đa 14,4 Mbps/Node
- Pha 2: Giai đoạn 2011-2014, trong giai đoạn này sẽ lắp đặt thêm
1342 Node-B mới và nâng cấp 350 Node-B của pha 1. Cấu hình
Node-B lắp đặt pha 2 như trong bảng 3.6.

do địa hình.
 Căn cứ của giải pháp:
Kết quả đo khảo sát cho thấy, ngay tại các khu vực đông dân cư
như Hà Nội. Vẫn còn tồn tại những khu vực bụ câm do bị che khuất bởi các
công trình xây dựng. Tại các địa điểm này, mặc dù
ở gần trạm phát sóng,
tuy nhiên chất lượng tín hiệu không lớn, không đảm bảo kết nối, truy nhập
mạng và dịch vụ.
Công nghệ sản xuất các thiết bị điện từ rất hiện đại, hiện nay các
nhà cung cấp thiết bị cho mạng 3G đưa ra nhiều giải pháp để người sử dụng
khắc phục những tồn tại của hệ thống khi cung cấp dịch v
ụ.
 Nội dung thực hiện:
Cung cấp dịch vụ 3G sử dụng một số Repeater ở các khu vực không có sóng
3G ở các khu vực khu phố nhỏ hẹp, khôn.g triển khai được trạm NodeB.
Việc triển khai các trạm lặp Repeater khá đơn giản vì các thiết bị này được
thiết kế có sẵn anten thu và phát, thiết bị nhỏ gọn. Có thể lắp đặt trên ban
8 HSPA Avg Throughput UL (đo
tuyến) Mbit/s
>=50% giới hạn
min Upload của tất
cả các cell
e. Latency- Độ trễ
14 AMR Access delay time S <=3.8
15 VC Access delay time S <=5.5
16 PS Access delay time S <=2.8
17 R99 ping delay time Ms <=200

Trong phần này sẽ xét ảnh hưởng của nhiễu kênh lân cận giữa các
nhà khai thác ở các tần số lân cận. Trong môi trường có nhiều mạng UMTS
hoạt động với các tần số gần nhau, tín hiệu có thể gây nhiễu lẫn nhau làm
ảnh hưởng đến chất lượng, vùng phủ và dung lượng của mỗi hệ thống.
2.2.2.3. Chuyển giao liên hệ thống do số lượng tr
ạm
Chuyển giao giữa hệ thống GSM sang hệ thông WCDMA và
ngược lại xảy ra lỗi gây rớt cuộc gọi của người sử dụng do hệ thống mạng
chưa đủ số trạm 3G và sự không tương tích về tốc độ giữa 2 hệt thống ảnh
hưởng đến tỉ lệ chuyển giao và rơi cuộc gọi
Sau khi phân tích tìm hiểu một số nguyên nhân ảnh hưởng đến chất
lượng mạng di động 3G, tiếp theo chương 2 sẽ đưa ra một số giải pháp nâng
cao chất lượng mạng di động 3G. Trong mục 2.3
2.3. Một số giải pháp nâng cao chất lượng mạng di động 3G
2.3.1. Tính toán vùng phủ sóng
Trong phần này sẽ đề xuất giải pháp tính toán bán kính cell, số
lượng trạm cần lắp đặt dựa trên việc phân tích đặc điểm môi trường truyền
sóng, loại dịch vụ dự kiến triển khai cung c
ấp nhằm đảm bảo phủ sóng khu
vực đưa ra.
Để có thể tính toán được bán kính cell ta đề xuất tính toán phân
tích quỹ đường truyền vô tuyến để từ đó dựa vào mô hình truyền sóng tham
khảo Hata-Okumura hoặc Walfisch-Ikegami(Cost 231) để tính được bán
kính cell. Sau đó tính toán được diện tích phủ sóng của cell và số lượng site
18

Lưu lượng Video mỗi thuê bao
trong BH
Erlang 0,0025 0,0025 30%
Tỷ lệ thâm nhập thuê bao PS 70%

- Pha 2: Giai đoạn 2011-2014 với tổng số 1342 Node-B, khi đó sẽ
lắp đặt bổ sung thêm trạm cho giai đoạn 1 và nâng cấp mở rộng các
Node-B hiện có để đảm bảo dung lượng phục vụ thuê bao
Nhà mạng MobiFone đã triển khai lắp đặt như sau:
Bảng 3. Dự kiến số lượng Node B tại thành phố Hà Nội
STT Tên quận
Mật độ dân
số(người/km2)
dự kiến phủ
sóng
số
site
1 Quận Ba Đình
24502.2
Dense urban 56
2 Quận Hoàn Kiếm
27851.4
Dense urban 52
3 Quận Tây Hồ
5443.3
Dense urban 10
4 Quận Long Biên
3758.1
Dense urban 7
5 Quận Cầu Giấy
18741.1
Dense urban 35
6 Quận Đống Đa
37160.3
Dense urban 70

trong BH
Erlang 0,025 0,025 100%
10

NodeB cần lắp đặt cho một khu vực có đặc điểm môi trường nhất định và
các dịch vụ cung cấp.
11

Bảng 2.10: Tính bán kính R-Cell tham khảo
Tham số Đô thị
tập
trung
Đô thị Ngoại ô
Link
Budget
Formula
dịch vụ cung cấp CS64 CS64 CS12,2 A
Tx

Công suất phát tối
đa của Node
B(dBm)
43 43 43
Công suất phát tối
đa của TCH (dBm) 22 22 22 B
Suy hao cáp Tx
(dB) 0 0 0 C
Body loss Tx (dB) 0 0 0 D
Độ lợi anten Tx
(dBi)

Mục này giới về tình hình dân số, diện tích của khu vực Hà Nội,
tình hình phát triển viễn thông tại Hà Nội và dự báo phát triển thuê bao của
mạng 3G MobiFone tại Hà Nội. Để có căn cứ tính toán quy hoạch vùng phủ
phục vụ khách hàng.
Bảng 3.2: Dự báo phát triển thuê bao MobiFone khu vực Hà Nội.
Cuối năm 2014 Cuối năm 2015 Cuối năm 2016
Chỉ tiêu
Thuê
bao
Thị
phần
Thuê
bao
Thị
phần
Thuê
bao
Thị
phần
Tổng thuê bao
(nghìn)
4.812,4 38% 5.545,9 38% 6.331,7 38%
Thuê bao 3G
(nghìn)
850,1 38% 1.347,5 39% 1.970,7 40%
3.2. Quy hoạch vùng phủ tại thành phố Hà Nội
Căn cử phân tích địa bàn Hà Nội ở mục 3.1, dựa vào lý thuyết tính
toán vùng phủ sóng ở chương 2 (phần mềm mô phỏng) và thực tế khảo sát,
Theo nhu cầu sử dụng và yêu cầu về chất lượng vùng phủ sóng trong vòng 2
năm kể từ khi bắt đầu cung cấp dịch vụ, cơ sở hạ tầng mạng hiện có, việc

[
]
b
mbcp
h
hahfL
r
lg.55,69,44
lg.82,13lg.16,2655,69
lg
−
+
+
−
−
=

Walfisch-Ikegami:
*1000)
Tải 50% 50% 50% M
Nhiễu (dB) 3,01 3,01 3,01
n= -
10*log10(
1-m)
Phading nhanh (dB) 1,8 1,8 1,8 O
Penetration loss
(dB)
19 15 10 Q
Khả năng bao phủ 0,95 0,95 0,9
Pha đing chậm (dB) 6 6,06 4,1 R

+
−
+
−Δ−+−−
=
20
7,15lg30lg9lg20lg10
lg

2.3.2 Quy hoạch dung lượng
Các tham số quy hoạch mạng cho hệ thống UMTS là hơi phức tạp
và bao gồm một số lượng lớn phần cứng, hệ thống v.v… Tất cả các thông số
này đều liên quan đến CCQ. Các phần tử kênh (CE) có ảnh hưởng hết sức
cơ bản đối với dung lượng, cấu hình và số trạm gốc yêu cầu. Số lượng CE
tại một trạm gôc cụ thể s
ẽ giới hạn việc truyền dữ liệu tốc độ tối đa tại vị trí
đó.
Trong phần này sau khi tìm hiểu vấn đề tải đường lên, đường
xuống và dung lượng UL và DL thì sẽ đưa ra vấn đề cải tiến dung lượng:
a) Bổ sung tần số
Sử dụng tần số bổ sung sẽ cho công suất lớn hơn trong một cell. Ví
dụ, nếu một nhà đi
ều hành đã mua nhiều hơn một khối phổ, một số sóng
mang có thể được sử dụng để cân bằng lưu lượng tải và cũng có thể tăng
dung lượng cho mỗi cell. Một trong những phương pháp để giảm nhẹ đầu tư
hơn nữa là chia sẻ bộ khuếch đại công suất cho các sóng mang.
b) Sector hóa
Một phương pháp chuẩn tăng dung lượng của một vị trí có thể
được thự
c hiện bởi sectơ hóa. Y sector lý tưởng sẽ tăng y lần công suất, tuy

ười dùng.
Tiếp theo chương 2 sẽ giới thiệu giải pháp tối ưu tham số KPI dựa trên quá
trình Drivingtest
Tối ưu mạng là một quá trình để cải thiện toàn bộ chất lượng mạng
khi đã thử nghiệm bởi các thuê bao di động và đảm bảo rằng các nguồn tài
nguyên mạng được sử dụng một cách hiệu quả.
Quá trình tối ưu bao gồm các bước sau:
- Đo đạc chất lượng (các chỉ
tiêu kỹ thuật).
- Phân tích kết quả đo.
- Điều chỉnh mạng.
Giai đoạn đầu của quá trình tối ưu mạng là định nghĩa các tiêu chí
chất lượng chính (KPI) bao gồm các kết quả đo ở hệ thống quản lý mạng và
số liệu đo ngoài hiện trường hay bất kỳ thông tin khác có thể sử dụng để xác
định chất lượng dịch vụ.