Luận văn: Tối ưu mạng truy cập vô tuyến GSM cho Viettel tại Tây Hà Nội

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu tối ưu mạng truy cập vô tuyến GSM của Viettel tại Tây Hà Nội. Phân tích chất lượng mạng và đề xuất giải pháp kỹ thuật.

• Tác giả: Nguyễn Thị Bích Hạnh
• Người hướng dẫn: TS. Bai Viet Khoi
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử
• Đề tài: Tối Ưu Mạng Truy Cập Vô Tuyến Cho Công Ty Viễn Thông Viettel Tại Khu Vực Tây Hà Nội
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Mạng GSM và Hệ thống Viettel

Mạng GSM (Global System for Mobile Communications) là nền tảng công nghệ di động được Công ty Viettel áp dụng rộng rãi tại khu vực Tây Hà Nội. Hệ thống này bao gồm nhiều thành phần quan trọng như trạm gốc BSS, trung tâm chuyển mạch MSC và các thiết bị điều khiển trạm gốc. Việc tối ưu mạng truy cập vô tuyến đòi hỏi hiểu rõ cấu trúc hệ thống và cách thức hoạt động của từng thành phần. Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc cải thiện hiệu suất mạng Viettel thông qua các phương pháp thiết kế và quản lý hiệu quả. Sự phát triển của công nghệ di động đã tạo nhu cầu ngày càng cao đối với chất lượng dịch vụ và tối ưu hóa tài nguyên mạng.

1.1. Lịch sử phát triển và cấu trúc mạng GSM

Mạng GSM đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển, từ những hệ thống đầu tiên đến các phiên bản hiện đại. Cấu trúc mạng bao gồm trạm di động MS, trạm gốc BTS, và các trung tâm quản lý. Mỗi thành phần đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng dịch vụ và hiệu suất mạng. Việc hiểu rõ các thành phần này là tiền đề cho việc tối ưu hóa hiệu quả.

1.2. Vai trò của Viettel trong phát triển mạng di động

Viettel là một trong những nhà cung cấp dịch vụ di động lớn nhất tại Việt Nam, đặc biệt tại khu vực Tây Hà Nội. Công ty đầu tư lớn vào cơ sở hạ tầng mạng và công nghệ viễn thông để nâng cao chất lượng dịch vụ. Việc tối ưu mạng truy cập vô tuyến giúp Viettel cải thiện độ phủ sóng và tốc độ truyền dữ liệu.

II. Đánh giá Chất lượng Mạng GSM và Các Chỉ số Hiệu suất

Chất lượng mạng GSM được đánh giá thông qua nhiều chỉ số quan trọng như tỷ lệ thành công thiết lập cuộc gọi (CSR), tỷ lệ rớt cuộc gọi (AVDR), và tỷ lệ nghẽn mạch. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng vùng phủ sóng bao gồm tổn hao đường truyền sóng vô tuyến, tỷ số sóng mang/nhiễu đồng kênh (C/I), và tỷ số sóng mang/nhiễu kênh lân cận (C/A). Phân tích hiệu lượng phân tán (fading) là cần thiết để hiểu rõ điều kiện truyền sóng thực tế. Tối ưu hóa chất lượng mạng yêu cầu giám sát liên tục các chỉ số hiệu suất và điều chỉnh các thông số kỹ thuật. Việc sử dụng kỹ thuật handover hiệu quả cũng góp phần nâng cao chất lượng dịch vụ.

2.1. Các chỉ số đánh giá hiệu suất mạng chính

Tỷ lệ thành công thiết lập cuộc gọi (CSR) và tỷ lệ rớt cuộc gọi trung bình (AVDR) là những chỉ số hiệu suất quan trọng nhất. Tỷ lệ nghẽn mạch trên các kênh SDCCH và TCH phản ánh khả năng xử lý của mạng. Hiệu suất sử dụng tải trọng (Traffic Utilisation) cho biết mức độ khai thác tài nguyên mạng.

2.2. Ảnh hưởng của nhiễu và tín hiệu đến chất lượng

Tỷ số sóng mang/nhiễu (C/I) quyết định khả năng phân biệt tín hiệu của trạm di động. Tỷ số sóng mang/sóng phản xạ (C/A) ảnh hưởng đến hiện tượng phân tán hồi gia. Việc tối ưu hóa các tham số này đòi hỏi phải quy hoạch tần số hiệu quả.

III. Thiết kế và Quy hoạch Mạng GSM tối ưu

Thiết kế mạng GSM là một quá trình phức tạp bao gồm tính toán lưu lượng, quy hoạch tần số, và phủ sóng vùng. Cấp độ phục vụ (QoS) phải được xác định rõ ràng trước khi thiết kế hệ thống. Dung lượng của mạng phụ thuộc vào hiệu suất sử dụng kênh và số lượng trạm gốc (BTS). Kích thước cell được xác định dựa trên yêu cầu phủ sóng và mật độ lưu lượng. Quy hoạch cell cần xem xét phương thức phủ sóng và phân bố theo địa hình để đạt hiệu suất tối ưu. Các mẫu tái sử dụng tần số giúp tối ưu hóa sử dụng phổ tần. Nguồn tín hiệu từ trạm outdoor và trạm indoor đóng vai trò quan trọng trong chiến lược phủ sóng.

3.1. Tính toán lưu lượng và dung lượng mạng

Lưu lượng mạng được tính toán dựa trên số lượng thuê bao và mô hình sử dụng dịch vụ. Cấp độ phục vụ (Grade of Service) là tỷ lệ cuộc gọi bị chặn trên tổng số cuộc gọi. Dung lượng mạng được xác định từ hiệu suất sử dụng kênh và số lượng BTS cần thiết.

3.2. Quy hoạch tần số và phủ sóng khu vực

Quy hoạch tần số sử dụng các mẫu tái sử dụng để tối ưu hóa sử dụng phổ. Kích thước cell dao động từ macro cell đến micro cell tùy theo mật độ dân cư. Phương thức phủ sóng omni-directional hoặc directional được lựa chọn dựa trên địa hình.

IV. Kết quả và Khuyến nghị cho Tối ưu Mạng Viettel

Các kết quả luận văn thạc sĩ về tối ưu mạng truy cập vô tuyến Viettel tại khu vực Tây Hà Nội chỉ ra những cải thiện đáng kể trong chất lượng dịch vụ khi áp dụng các phương pháp tối ưu hóa. Hệ thống phân phối tín hiệu (DAS) giữ vai trò quan trọng trong việc cải thiện độ phủ sóng. Hệ thống thụ động và hệ thống chủ động đều có ưu điểm riêng tùy thuộc vào điều kiện địa phương. Việc áp dụng kỹ thuật tối ưu hóa đã giúp tăng hiệu suất mạng lên 30-40% và giảm tỷ lệ rớt cuộc gọi xuống dưới 1%. Khuyến nghị chính là tiếp tục nâng cấp cơ sở hạ tầng và áp dụng công nghệ mới để duy trì sự cạnh tranh.

4.1. Kết quả đạt được từ tối ưu hóa mạng

Luận văn chỉ ra cải thiện đáng kể trong chất lượng dịch vụ, tỷ lệ thành công handover tăng từ 85% lên 95%. Tỷ lệ rớt cuộc gọi giảm xuống dưới 1% từ mức 2-3% trước đó. Hiệu suất sử dụng tài nguyên mạng cải thiện 30-40%.

4.2. Hệ thống phân phối tín hiệu và các khuyến nghị tương lai

Hệ thống DAS giúp cải thiện độ phủ sóng trong nhà. Khuyến nghị bao gồm nâng cấp BTS, sử dụng công nghệ 4G/5G, và tối ưu hóa liên tục các tham số mạng để duy trì chất lượng dịch vụ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TÔNG QUAN VẼ MẠNG GSM. Lịch sử phát triển mạng GSM 1. Mô hình hệ thống mạng G8M.1 Trạm đi động MS 12.

Cấu hình trạm gốc BSS 122. Phân hệ chuyển mạch 88. Trung tâm chuyển mạch dii dong MMSC. Bộ định vị thường tra HER.

Bộ ghi địnhvị tạm trủ VLR 1.4, Thanh ghỉ nhận đạng thiết bi EIR „1â 1. Trung tâm nhận thực AuC. Phân hệ khai thác vả bao during OSS 14 1.1, Khai thác vả bảo duỡng mạng,.2, Quân lý đăng kí thuế bao. Quản lý chất lượng.

_ Các kênh trên giao điện vỏ tuyến. cccceeeoeeeeeee TỔ Áïmẽ. Kênh lưu lrợng TCII .ì ăằceeeeeeeeeeoeeTỂ Nguyễn Thị Bích Hạnh Can học điện tử | Luận văn tốt nghiện CHƯƠNG 3. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG GSM.

Cáo yếu tổ ảnh hưởng tới chất lượng vùng phủ sóng 20 2. Tên hao đường truyền sóng võ luyên 20 2.1 Tính toán lý thuyết 20 2.2 Các mô hình truyền sóng thực tế. Ảnh hướng của nhiều C/I và C/A.1 Khiều đẳng kênh C/I 27 2.2 Nhiễu kênh lân cận C/A.Đ 314 Hiện lượng phân tán Hồi gia. Cáo đại hrọng đặc trưng đánh giả chất heme m mang GSM.

Tylé thiét lap cndc goi thanh céng CSSR. Tỷ lệ rốt cuộc gọi trung Binh AVDR uence 2. Tý lệrởi mạch trên TCH TCI2R 2. Tỷ lệ nghẽn mạch trên TCH.

Tỷ lệ rót mạch trên SDCCI - 2. Tý lệ nghỡn mạch lrên S2UCH 2. TỶ lệ thành công Ilandover đến - IIIOSR. Tỷ lệ thành công Handover ra.9, Hiệu suất sử dụng tải nguyên (Traffice Usilisetion - Tu) " 2.

MêtLsố đại lượng đặc Irưng khác CHƯƠNG 3. THIET KE MG RONG MANG GSM.1 Phương an thiết kể mạng đi động, 40 3.2 Tính toán lưu lượng của mạng G8M.1 Khải niệm lưu lượng vá cấp độ phục vụ.2 Hiệu sual sử dụng kênh 45 3. Dung lượng của mạng. Quy hoạch tấn số cho cdc tram BTS ¬—-.

Lý thuyết vẻ quy hoạch cell.1 Khải niệm lễ bảo 48 3.2 Kich thước cell 49 3.3 Phương thức phủ sóng.4 Phân bê các cell theo địa hình - $1 Nguyén Thi Bich Hanh Can học điện tử | Luận văn tốt nghiện CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TÁT ACCIL Associated Control Channel Kénh diéu khién liên kết AGCH — Access Grant Channel Kénh cho phép truy nhập ARFCH Absolute Radio Frequency Channel Kênh tần số tuyệt đố: Auc Authentication Center Trung tâm nhận thực AVDR Average Drop Call Rate "Tỷ lệ rớt cuộc gọi trung binh BCCH — Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bả BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BSC Base Station Controller Bê điều khiển trạm gắc BSIC Base Station Identity Code Mã nhận đạng trạm gốc BSS Base Station System Hệ thông trạm gốc BTS _Base Transcaiver Station Tram thu nhát gốc JA Carrier to Adjacent Tỷ số sóng mang/nhiếu kênh lân vận CCBR SDCCHNlocking Rale Tỷ lệ nghẽn mạng lrên SDCCIT CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung, CCDR — SDCCH Drop Rate Tỷ lệ rớt mạng trên SDCCH CDMA = Cade Division Multiple Access Đa truy nhập phân chúa theo ma cA Carrier to Interference Tỷ số sóng mang/nhiéu đồng kênh CR Carrier to Reflection Tỷ số sóng mang/sóng phản xạ COST — Collaborative stndies in Science Công tác nghiên cửu khoa học và and Technology công nghệ CSPPN Circuit Switched Public Packel. Mạng số kiện công cộng chuyển Data Network mạch gói CRãR Call Successful Rate Tỷ lệ thuết lập cuộc gọi thành công. DCCII Dedicated Control Channel Kênh điền khiển dành riêng, Nguyễn Thị Bích Hạnh Can học điện tử L Luận văn tốt nghiện M MS Mobile station Trạm di động MSC Mobile station Switching Center Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSIDN Mobile Station ISDN Number Số TSDN của tram đi đông N NMC Network Management Center Trang tâm quản lý mạng Oo OMC Operation and Mainienancc Trang tam vận hành và bảo dưỡng Center OMS Operation and Maintcnanee Phân hệ vận hành và bảo dường Sybsystem OSs Operation and Support Subsystem Phân hệ vận hành và hỗ trợ P PCH Paging Channel Kênh tìm gọi PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đâi công cộng. PSPDN Public Switched Packet Dala Mạng số liệu chuyển mạch gởi Network công cộng PSTN Public Switched Telephone Mạng chuyển mạch thoại công Network công R RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAND Random Số ngẫu nhiên.

S SACCH Slow Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết chậm SCH Synchronization Channel Kênh đồng bộ Nguyễn Thị Bich Hạnh iv Can học điện tử L Luận văn tốt nghiện 3.5 Phân chia cell 53 3.2 Quy hoạch tần số.1 Tải sử dụng lại tan s „57 3.2 Các mẫu tải sử đụng tần aố. Phương án phủ sóng tai các công trình đặc biệt.41 Nguén tin higu 64 3.1 Ngnén tin higu bang tram outdoor.2 Ngnén tin higu bang tram indoor đành riêng, 65 3. Hệ thống phân phổi tín hiệu 66 3.1 Hệ thống thụ động.2 Hệ thông chủ đông 67 3.3 Hé thong fat SHEP eee eeseseeeeeseneesnesenseeniemnseseeennanseaneen 8 3.43 Phan ti DGC XA. essences enteneesaetetast secant ian 6D 3.5 Tôi ưu mạng vỏ tuyển.ccc in nggerrirreeoe TÔ 3.1 Khải niệm công tắc tối ưu vô tuyến.2 Quy trình lỗi ưu vô tuyến - 70 CHƯƠNG 4.

QUY HOẠCH VẢ TỎI ƯU MẠNG TRUY CẬP VÔ TUYẾN KHU VỰC TÂY HÀ NỘI TẠI YIETTEL.1 Lập kế hoạch phát triển mạng 73 4. Khảo sát sơ lượcvề khu vực Tây Hà Nội. Lập kế hoạch phát Iriển mạng lưới đi động của Victtcl tại quận Hà Đông.1 Tính toàn năng lực hiện tại của hệ thông mạng tại quận Hà Dông.2 Tinh toàn năng lực của hệ thông để đáp ứng phú sóng tới năm 2020 77 4.3 Phân tân số cho các BTS †ại quận IIà Dang 82 4.2 Tôi un hóa khu vực quận Hà Đông. Chỉ tiểu kỹ thuật đễi với KPIs chính của Viettel 87 42.2 Thu thập và phân tích số liệu 88 42.4 Tối mu háa cho các trạm thuộc phường Phúc I.a 90 Nguyén Thi Bich Hanh Can học điện tử I Luận văn tốt nghiện 4.1 Tối tru cho IITY0253 20 4.2 Téi mu cho HTY3713.5 Tối ưu hóa cho các trạm thuộc phường Vạn Phúc.1 Tổi trụ cho HTY 1335 - 97 4.2 Téi wu cho HTY1343 100 4.6 - Tếi ưu hóa cho các trạm thuộc phường Quang Trung.1 Tối ưu cho HTY0234.2 Tải trụ cho TTTY3081 - 105 4.7 _ Tếi ưu hóa trạm HTY001 thuộc phường Nguyễn Trãi 107 42.

KẾT LUẬN VẢ KIÊN NGIỊ. TAI LIEU THÁM KHẢO. Nguyễn Thị Bích Hạnh Can học điện tử I Luận văn tốt nghiện SDCCI Standard Alone Dedicated Control Kênh điều khiển đứng riêng một Channel minh SIM Subseriber Identity Madule Module nhan dang thué bao ss Switching Subsystem Phản hệ chuyển mạch TCBR TCH Block Rate Tỷ lệ nghẽn mạng Irên TH TCDR TCH Drop Ratc Tỷ lệ rót mạng trên TCH TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng TDMA Time Division Multiple Access Da truy nhập phân chia theo thời gian TMSI Temporary MS Identity Số nhận đạng MS tạm thời TRAU Transcoding and Rale Adapter Tiộ chuyển đổi má và phối hợp lắc Unit độ TRX Transcciver May thn phat TS Time Slot Khe thời gian U UMTS Universal Mobile Telephone Hé théng théng lin di déng toàn System cầu Vv VLR Visitor Location Register Thanh vi định vị tạm trú Nguyễn Thị Bích Hạnh v Can học điện tử L Luận văn tốt nghiện E EIR Equipment Identification Register Thanh ghi nan dang thiét bi ETSI European Telecommmnications Viện liên chuẩn viễn thẳng Châu Standard Institute Âu F FACCII Fast Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh. FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chính lẫn số FDMA Frequency Division Multiple Da truy nhập phân chia theo tần số Access G GMSC Gateway MSC Tổng đài MSC Gos Grade of Service Cấp độ phục vụ GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động toàn Communication cau H HLR Home Location Register Bộ đăng ký định vị thưởng trú I IMEI International MS Equipment Nhận đạng thiết bị trạm đi động, Identity IMS.

International Mobile Subonber Nhận đạng MS quốc tế Identity ISDN. Integrated Services Digital Mang số tỉch hợp dịch vụ Network L LA Location Area Vùng định vị LAC Location Arca Corie Mã vùng định vị LAL Location Area Identifier Số nhận đạng vùng định vị Nguyễn Thị Bích Hạnh Ti Can học điện tử L Luận văn tốt nghiện CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TÁT ACCIL Associated Control Channel Kénh diéu khién liên kết AGCH — Access Grant Channel Kénh cho phép truy nhập ARFCH Absolute Radio Frequency Channel Kênh tần số tuyệt đố: Auc Authentication Center Trung tâm nhận thực AVDR Average Drop Call Rate "Tỷ lệ rớt cuộc gọi trung binh BCCH — Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bả BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BSC Base Station Controller Bê điều khiển trạm gắc BSIC Base Station Identity Code Mã nhận đạng trạm gốc BSS Base Station System Hệ thông trạm gốc BTS _Base Transcaiver Station Tram thu nhát gốc JA Carrier to Adjacent Tỷ số sóng mang/nhiếu kênh lân vận CCBR SDCCHNlocking Rale Tỷ lệ nghẽn mạng lrên SDCCIT CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung, CCDR — SDCCH Drop Rate Tỷ lệ rớt mạng trên SDCCH CDMA = Cade Division Multiple Access Đa truy nhập phân chúa theo ma cA Carrier to Interference Tỷ số sóng mang/nhiéu đồng kênh CR Carrier to Reflection Tỷ số sóng mang/sóng phản xạ COST — Collaborative stndies in Science Công tác nghiên cửu khoa học và and Technology công nghệ CSPPN Circuit Switched Public Packel. Mạng số kiện công cộng chuyển Data Network mạch gói CRãR Call Successful Rate Tỷ lệ thuết lập cuộc gọi thành công. DCCII Dedicated Control Channel Kênh điền khiển dành riêng, Nguyễn Thị Bích Hạnh Can học điện tử L Luận văn tốt nghiện SDCCI Standard Alone Dedicated Control Kênh điều khiển đứng riêng một Channel minh SIM Subseriber Identity Madule Module nhan dang thué bao ss Switching Subsystem Phản hệ chuyển mạch TCBR TCH Block Rate Tỷ lệ nghẽn mạng Irên TH TCDR TCH Drop Ratc Tỷ lệ rót mạng trên TCH TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng TDMA Time Division Multiple Access Da truy nhập phân chia theo thời gian TMSI Temporary MS Identity Số nhận đạng MS tạm thời TRAU Transcoding and Rale Adapter Tiộ chuyển đổi má và phối hợp lắc Unit độ TRX Transcciver May thn phat TS Time Slot Khe thời gian U UMTS Universal Mobile Telephone Hé théng théng lin di déng toàn System cầu Vv VLR Visitor Location Register Thanh vi định vị tạm trú Nguyễn Thị Bích Hạnh v Can học điện tử L Luận văn tốt nghiện 3.5 Phân chia cell 53 3.2 Quy hoạch tần số.1 Tải sử dụng lại tan s „57 3.2 Các mẫu tải sử đụng tần aố.

Phương án phủ sóng tai các công trình đặc biệt.41 Nguén tin higu 64 3.1 Ngnén tin higu bang tram outdoor.2 Ngnén tin higu bang tram indoor đành riêng, 65 3. Hệ thống phân phổi tín hiệu 66 3.1 Hệ thống thụ động.2 Hệ thông chủ đông 67 3.3 Hé thong fat SHEP eee eeseseeeeeseneesnesenseeniemnseseeennanseaneen 8 3.43 Phan ti DGC XA. essences enteneesaetetast secant ian 6D 3.5 Tôi ưu mạng vỏ tuyển.ccc in nggerrirreeoe TÔ 3.1 Khải niệm công tắc tối ưu vô tuyến.2 Quy trình lỗi ưu vô tuyến - 70 CHƯƠNG 4. QUY HOẠCH VẢ TỎI ƯU MẠNG TRUY CẬP VÔ TUYẾN KHU VỰC TÂY HÀ NỘI TẠI YIETTEL.1 Lập kế hoạch phát triển mạng 73 4.

Khảo sát sơ lượcvề khu vực Tây Hà Nội.