Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển nhanh chóng của công nghệ viễn thông, mạng 4G LTE-A đã trở thành nền tảng quan trọng phục vụ nhu cầu kết nối di động tại Việt Nam, đặc biệt tại các đô thị lớn như Hà Nội. Tính đến tháng 10 năm 2019, MobiFone đã triển khai 1.526 trạm eNodeB trên toàn địa bàn Hà Nội, trong đó quận Ba Đình và Hoàn Kiếm là hai khu vực trọng điểm với lần lượt 105 và 85 trạm. Mạng 4G LTE-A của MobiFone tại Hà Nội đạt tốc độ tải xuống trung bình 39,04 Mbps và tải lên trung bình 29,59 Mbps, tuy nhiên vẫn tồn tại những vùng phủ sóng và chất lượng dịch vụ chưa tối ưu, ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng.

Nghiên cứu tập trung vào việc cải thiện chất lượng các tham số KPI (Key Performance Indicators) của mạng 4G LTE-A tại quận Ba Đình và Hoàn Kiếm nhằm nâng cao hiệu suất mạng, giảm tỷ lệ rớt cuộc gọi và tăng cường vùng phủ sóng. Phạm vi nghiên cứu bao gồm thu thập và phân tích dữ liệu thực tế từ các trạm eNodeB, đánh giá các chỉ số như RSRP, RSRQ, throughput đường lên và đường xuống, đồng thời đề xuất các giải pháp tối ưu hóa cấu hình anten và tham số mạng. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông, góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững của mạng 4G LTE-A tại khu vực trung tâm Hà Nội.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình kỹ thuật viễn thông hiện đại, tập trung vào mạng 4G LTE-A và các tham số KPI đánh giá chất lượng mạng. Hai khung lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Kiến trúc mạng 4G LTE-A: Bao gồm cấu trúc mạng lõi EPC (Evolved Packet Core) và mạng truy nhập vô tuyến E-UTRAN với các thành phần như eNodeB, MME, SGW, PGW. LTE-A sử dụng các công nghệ tiên tiến như Carrier Aggregation, MIMO bậc cao, kỹ thuật truyền nối tiếp (Relaying) và phối hợp đa điểm CoMP để nâng cao hiệu suất và vùng phủ sóng.

  2. Các tham số KPI trong mạng 4G LTE-A: KPI được chia thành hai nhóm chính là Performance Measurement KPI (đo lường hiệu năng mạng như tỷ lệ thiết lập ERAB thành công, tỷ lệ rớt phiên ERAB) và Drive Test KPI (đánh giá thực tế vùng phủ, chất lượng tín hiệu như RSRP, RSRQ, throughput). Các chỉ số này phản ánh trực tiếp chất lượng dịch vụ và trải nghiệm người dùng.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm:

  • RSRP (Reference Signal Received Power): Công suất tín hiệu tham chiếu thu được, phản ánh vùng phủ sóng.
  • RSRQ (Reference Signal Received Quality): Chất lượng tín hiệu tham chiếu, ảnh hưởng đến độ ổn định kết nối.
  • ERAB_SR (E-RAB Setup Success Rate): Tỷ lệ thiết lập thành công các phiên dữ liệu.
  • Throughput: Tốc độ truyền dữ liệu thực tế trên đường lên và đường xuống.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thu thập và phân tích dữ liệu thực tế từ mạng 4G LTE-A của MobiFone tại quận Ba Đình và Hoàn Kiếm, Hà Nội trong năm 2019. Cỡ mẫu bao gồm toàn bộ các trạm eNodeB tại hai quận với tổng số 190 trạm. Phương pháp chọn mẫu là toàn bộ trạm có mặt tại khu vực nghiên cứu để đảm bảo tính đại diện.

Quy trình nghiên cứu gồm các bước:

  • Thu thập dữ liệu: Sử dụng thiết bị TEMS kết nối với phần mềm Tems Investigation và Tems Discovery để đo đạc các tham số KPI như RSRP, RSRQ, throughput đường lên và đường xuống.
  • Phân tích dữ liệu: So sánh các chỉ số KPI trước và sau khi tối ưu, xác định các vùng có chất lượng kém và nguyên nhân gây ra.
  • Đề xuất và thực hiện tối ưu: Điều chỉnh các tham số anten như độ cao, azimuth, tilt; tối ưu cấu hình mạng dựa trên phân tích dữ liệu.
  • Đánh giá kết quả: Đo lại các chỉ số KPI sau tối ưu để đánh giá hiệu quả cải thiện.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ đầu năm 2019 đến cuối năm 2019, bao gồm giai đoạn thu thập dữ liệu, phân tích, tối ưu và đánh giá.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Chất lượng tín hiệu vùng Ba Đình trước tối ưu còn thấp: Dữ liệu đo đạc cho thấy RSRP tại khu vực Hoàng Hoa Thám, Vĩnh Phúc dao động từ -110 dBm đến -95 dBm, RSRQ từ -18 dB đến -14 dB, không đảm bảo chất lượng dịch vụ. Thông lượng đường lên và đường xuống cũng rất thấp, ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng.

  2. Tối ưu tham số anten cải thiện rõ rệt chất lượng tín hiệu: Sau khi điều chỉnh độ cao anten, azimuth và tilt tại các trạm eNodeB, RSRP và RSRQ được cải thiện đáng kể. Ví dụ, tại Ba Đình, RSRP tăng lên mức trên -95 dBm, RSRQ cải thiện trên -14 dB, giúp tăng vùng phủ và ổn định kết nối.

  3. Tăng throughput đường lên và đường xuống: Thông lượng dữ liệu trung bình tại khu vực sau tối ưu tăng lên đáng kể, giúp nâng cao tốc độ truy cập internet và giảm độ trễ trong truyền tải dữ liệu.

  4. Giảm tỷ lệ rớt phiên ERAB và tăng tỷ lệ thiết lập thành công: Các chỉ số ERAB_SR và ERAB_DR được cải thiện, tỷ lệ rớt phiên giảm khoảng 15-20% so với trước tối ưu, góp phần nâng cao chất lượng cuộc gọi và dịch vụ dữ liệu.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của chất lượng mạng thấp trước tối ưu là do cấu hình anten chưa phù hợp, gây ra vùng phủ sóng không đồng đều và tín hiệu yếu tại một số khu vực. Việc điều chỉnh các tham số anten giúp tăng cường vùng phủ sóng và cải thiện chất lượng tín hiệu, từ đó nâng cao các chỉ số KPI quan trọng.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành, kết quả này phù hợp với các báo cáo về tối ưu mạng 4G LTE-A tại các đô thị lớn, nơi mà việc cân chỉnh anten và tối ưu tham số mạng là yếu tố then chốt để nâng cao chất lượng dịch vụ. Việc sử dụng công cụ đo đạc thực tế (drive test) kết hợp phân tích dữ liệu mạng lõi giúp xác định chính xác các điểm yếu và đưa ra giải pháp hiệu quả.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh RSRP, RSRQ, throughput trước và sau tối ưu, cũng như bảng tổng hợp các chỉ số KPI để minh họa sự cải thiện rõ rệt.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Điều chỉnh cấu hình anten định kỳ: Thực hiện kiểm tra và điều chỉnh các tham số anten như độ cao, azimuth, tilt ít nhất 6 tháng một lần để đảm bảo vùng phủ sóng tối ưu, giảm thiểu vùng phủ kém và cải thiện chất lượng tín hiệu.

  2. Tăng cường thu thập và phân tích dữ liệu drive test: Đẩy mạnh công tác thu thập dữ liệu thực tế tại các khu vực trọng điểm, sử dụng phần mềm phân tích chuyên sâu để phát hiện sớm các vấn đề về chất lượng mạng, từ đó có biện pháp xử lý kịp thời.

  3. Triển khai thêm trạm phát sóng tại các điểm vùng phủ yếu: Đối với các khu vực có RSRP và RSRQ thấp không thể cải thiện bằng điều chỉnh anten, cần lắp đặt thêm trạm eNodeB mới để mở rộng vùng phủ sóng, đảm bảo chất lượng dịch vụ đồng đều.

  4. Tối ưu hóa tham số mạng dựa trên KPI: Áp dụng các giải pháp xử lý lỗi gọi đến, giảm tỷ lệ rớt phiên ERAB, nâng cao tỷ lệ thiết lập thành công thông qua việc điều chỉnh các tham số kỹ thuật như ngưỡng truy cập, ưu tiên lớp mạng, khai báo neighbor và BA List.

Các giải pháp trên nên được thực hiện trong vòng 12 tháng tới, với sự phối hợp giữa đội ngũ kỹ thuật mạng MobiFone và các đối tác cung cấp thiết bị để đảm bảo hiệu quả và kịp thời.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Kỹ sư và chuyên gia mạng viễn thông: Nghiên cứu cung cấp các phương pháp tối ưu hóa mạng 4G LTE-A thực tiễn, giúp cải thiện chất lượng dịch vụ và hiệu suất mạng.

  2. Nhà quản lý và hoạch định mạng viễn thông: Thông tin về các tham số KPI và giải pháp tối ưu giúp đưa ra quyết định đầu tư, phát triển mạng lưới phù hợp với nhu cầu thị trường.

  3. Các nhà cung cấp thiết bị viễn thông: Hiểu rõ các yêu cầu kỹ thuật và thực trạng mạng tại Việt Nam để phát triển sản phẩm và dịch vụ phù hợp.

  4. Sinh viên và nghiên cứu sinh ngành kỹ thuật viễn thông: Tài liệu tham khảo quý giá về kiến thức lý thuyết và ứng dụng thực tế trong lĩnh vực mạng di động thế hệ thứ tư.

Câu hỏi thường gặp

  1. KPI nào quan trọng nhất để đánh giá chất lượng mạng 4G LTE-A?
    Tỷ lệ thiết lập ERAB thành công (ERAB_SR) và tỷ lệ rớt phiên ERAB (ERAB_DR) là hai chỉ số quan trọng phản ánh khả năng kết nối và duy trì phiên dữ liệu, ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm người dùng.

  2. Tại sao cần điều chỉnh tham số anten trong mạng 4G?
    Điều chỉnh anten như độ cao, azimuth, tilt giúp tối ưu vùng phủ sóng và chất lượng tín hiệu, giảm vùng phủ kém và tăng cường hiệu suất mạng, đặc biệt tại các khu vực đô thị phức tạp.

  3. Phương pháp drive test có vai trò gì trong tối ưu mạng?
    Drive test thu thập dữ liệu thực tế về chất lượng tín hiệu và throughput tại hiện trường, giúp phát hiện các điểm yếu của mạng để đưa ra giải pháp tối ưu chính xác và hiệu quả.

  4. Carrier Aggregation trong LTE-A có tác dụng gì?
    Carrier Aggregation cho phép ghép nhiều sóng mang thành phần để mở rộng băng thông, tăng tốc độ truyền dữ liệu và dung lượng mạng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng.

  5. Làm thế nào để giảm tỷ lệ rớt cuộc gọi trong mạng 4G?
    Giải pháp bao gồm tối ưu cấu hình mạng, xử lý lỗi phần cứng, cải thiện vùng phủ sóng, điều chỉnh tham số kỹ thuật và nâng cao chất lượng tín hiệu thông qua các công nghệ như MIMO và CoMP.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã phân tích và cải thiện thành công các tham số KPI mạng 4G LTE-A của MobiFone tại quận Ba Đình và Hoàn Kiếm, nâng cao chất lượng vùng phủ và tốc độ dữ liệu.
  • Việc điều chỉnh tham số anten và tối ưu cấu hình mạng giúp tăng RSRP, RSRQ, throughput và giảm tỷ lệ rớt phiên ERAB đáng kể.
  • Các giải pháp đề xuất có thể áp dụng rộng rãi cho các khu vực đô thị khác nhằm nâng cao hiệu quả mạng 4G LTE-A.
  • Nghiên cứu góp phần bổ sung kiến thức thực tiễn về tối ưu mạng viễn thông tại Việt Nam, hỗ trợ phát triển mạng di động thế hệ mới.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai mở rộng tối ưu tại các khu vực khác và nghiên cứu áp dụng công nghệ 5G để tiếp tục nâng cao chất lượng dịch vụ.

Quý độc giả và các chuyên gia được khuyến khích áp dụng các kết quả và giải pháp trong luận văn để nâng cao hiệu quả vận hành mạng 4G LTE-A, đồng thời tiếp tục nghiên cứu phát triển công nghệ viễn thông hiện đại.