BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ----------- ----------- LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG GPRS TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VMS - MOBIFONE Mà SỐ: 60.70 VŨ VĂN ĐẠI HÀ NỘI 2008 LuËn ¸n th¹c sü sè: 60.70 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ----------- ----------- LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG GPRS TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VMS - MOBIFONE NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mà SỐ: 60.70 Học viên : VŨ VĂN ĐẠI Lớp : CAO HỌC ĐTVT – K13 Người hướng dẫn khoa học : TS. TRẦN QUỐC THỊNH HÀ NỘI 2008 LuËn ¸n th¹c sü sè: 60.70 2 Lêi nãi ®Çu C«ng nghÖ th«ng tin di ®éng ph¸t triÓn nh- vò b·o trong nh÷ng n¨m cuèi thÕ kû 20 ®Çu thÕ kû 21. ThÕ hÖ th«ng tin di ®éng thø 3 ®· ®-îc nghiªn cøu vµ thö nghiÖm t¹i nhiÒu n-íc trªn thÕ giíi. HiÖn nay chóng ta ®ang khai th¸c thÕ hÖ th«ng tin di ®éng thø 2 víi c«ng nghÖ GSM mµ thiÕt kÕ ban ®Çu cña nã lµ chuyÓn m¹ch kªnh chñ yÕu cho dÞch vô tho¹i.
Tuy nhiªn víi sù ph¸t triÓn cña Internet nh÷ng n¨m gÇn ®©y ®· ph¸t sinh nhu cÇu sö dông c¸c dÞch vô Internet vµ truyÒn sè liÖu trªn m¸y di ®éng. §iÒu ®ã b¾t buéc chóng ta ph¶i nghiªn cøu vµ ®-a vµo øng dông viÖc truyÒn d÷ liÖu gãi trªn m¹ng di ®éng. C«ng nghÖ GPRS ra ®êi ®· cho phÐp m¹ng GSM ®¸p øng ®-îc ®iÒu ®ã. §©y ®-îc coi lµ thÕ hÖ 2.5 G, lµ b-íc ®Öm ®Ó tiÕn tíi thÕ hÖ di ®éng 3G.
C«ng ty Th«ng tin di ®éng VMS ®· triÓn khai viÖc ®-a dÞch vô GPRS vµo khai th¸c. §Ó ®¸p øng nhu cÇu cña kh¸ch hµng vÒ chÊt l-îng dÞch vô vµ n©ng cao hiÖu qu¶ cña m¹ng l-íi, ®ßi hái ph¶i cã c¸c b-íc tõ dù ®o¸n nhu cÇu, ®Þnh cì m¹ng l-íi, tèi -u dÞch vô còng nh- hÖ thèng qu¶n lý chÊt l-îng dÞch vô. §Ò tµi nµy ®-îc nghiªn cøu vµ thùc hiÖn ®Ó ®¸p øng c¸c yªu cÇu trªn. Néi dung ®Ò tµi gåm 05 ch-¬ng: Ch-¬ng 1: Tæng quan vÒ m¹ng GPRS - VMS MobiFone hiÖn t¹i.
Ch-¬ng 2: Nh÷ng chøc n¨ng c¬ b¶n cña m¹ng GPRS Ch-¬ng 3: C¸c chØ tiªu c¬ b¶n ®¸nh gi¸ chÊt l-îng dÞch vô. Ch-¬ng 4: C¸c gi¶i ph¸p cho th«ng sè m¹ng GPRS Ch-¬ng 5: X©y dùng ch-¬ng tr×nh phÇn mÒm ®Ó qu¶n lý chÊt l-îng dÞch vô GPRS. §Ò tµi ®· ®-îc triÓn khai ¸p dông t¹i Trung t©m Th«ng tin di ®éng KVI, chÊt l-îng m¹ng GSM vµ GPRS ®· ®-îc tèi -u vµ ®i vµo ho¹t ®éng æn ®Þnh ®¸p øng tèt nhu cÇu sö dông cña kh¸ch hµng. C¸c dÞch vô WAP vµ MMS dùa trªn nÒn GPRS ®· ®-îc x©y dùng vµ ®-a vµo khai th¸c t¹i VMS.
LuËn ¸n th¹c sü sè: 60.70 3 Víi ph¹m vi nghiªn cøu réng, ch¾c ch¾n ®Ò tµi kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. Nhãm ®Ò tµi rÊt mong ®-îc sù gãp ý cña ng-êi ®äc ®Ó ngµy cµng cã ph-¬ng ph¸p tèi -u dÞch vô tèt h¬n. Hµ néi , Ngµy th¸ng N¨m 2008 Chñ tr× ®Ò tµi Vò V¨n §¹i LuËn ¸n th¹c sü sè: 60.70 4 Môc lôc Lêi nãi ®Çu.5 Ch-¬ng 1 - Tæng quan vÒ m¹ng gprs - vms mobifone hiÖn t¹i. Kh¸i qu¸t chung hÖ thèng GPRS.
M« t¶ chøc n¨ng cña c¸c thµnh phÇn trong hÖ thèng GPRS .1 Chøc n¨ng nót hç trî cæng GPRS (GGSN) .2 Chøc n¨ng nót hç trî dÞch vô GPRS ( SGSN) .3 Chøc n¨ng cña HLR .4 Chøc n¨ng cña SMS-GMSC vµ SMS-IWMSC .6 Chøc n¨ng cña BSS .7 Chøc n¨ng cña MSC .8 Chøc n¨ng cña VLR trong MSC vµ trong SGSN. C¸c dÞch vô GPRS .1 C¸c dÞch vô m¹ng .2 C¸c dÞch vô cña ng-êi sö dông. M¹ng v« tuyÕn GPRS .1 Kh¸i niÖm c¸c kªnh logic d÷ liÖu gãi tin (PDCH) .2 M· ho¸ cho GPRS .3 ¶nh h-ëng cña GPRS lªn chÊt l-îng tho¹i trong m¹ng v« tuyÕn. CÊu tróc m¹ng v« tuyÕn GPRS .1 Vïng dÞch vô GPRS - SA .4 Vïng ®Þnh tuyÕn RA .7 ThiÕt kÕ cell GPRS.
C¸c giao tiÕp vµ giao thøc trong m¹ng GPRS .1 CÊu tróc giao thøc truyÒn dÉn GPRS .2 C¬ cÊu b¸o hiÖu GPRS .3 Ên ®Þnh c¸c chøc n¨ng tíi cÊu tróc logical GPRS. Tæng quan vÒ m¹ng GPRS - VMS MobiFone hiÖn t¹i .25 Ch-¬ng 2 - nh÷ng chøc n¨ng c¬ b¶n cña m¹ng gprs. MS ®¨ng nhËp ( MS attach ) .2 Gi¶i phãng MS ( MS detach ) .3 KÝch ho¹t ng÷ c¶nh PDP. Gi¶i kÝch ho¹t ng÷ c¶nh PDP.
§iÒu khiÓn vËn chuyÓn. CËp nhËt cell. CËp nhËt vïng ®Þnh tuyÕn SGSN (SGSN routing area update) .36 Tãm t¾t ch-¬ng II .42 Ch-¬ng 3 - c¸c chØ tiªu c¬ b¶n ®¸nh gi¸ chÊt l-îng dÞch vô GPRS. C¸c chØ tiªu chÊt l-îng c¬ b¶n.
C¸c phÐp ®o cña BSS Alcatel. X©y dùng m« h×nh tÝnh to¸n cho th«ng sè m¹ng Alcatel .1 C¸c th«ng sè vÒ t¶i l-u l-îng .1 Sè liÖu thiÕt lËp TBF .2 Sè liÖu truyÒn d÷ liÖu .3 Sè liÖu cÊp ph¸t kªnh PDCH .4 Sè liÖu c¸c kªnh ®iÒu khiÓn .5 L-u l-îng qua giao diÖn Gb .2 C¸c th«ng sè chÊt l-îng dÞch vô .1 ChÊt l-îng thiÕt lËp TBF .2 ChÊt l-îng truyÒn d÷ liÖu .3 ChÊt l-îng cÊp ph¸t PDCH .61 LuËn ¸n th¹c sü sè: 60.70 5 Ch-¬ng 3 ®-a ra c¸c chØ tiªu c¬ b¶n ®¸nh gi¸ chÊt l-îng dÞch vô GPRS nh- sè liÖu t¶i (traffic load), chÊt l-îng dÞch vô (QoS), tÝnh s½n sµng ®Ó dïng vµ viÖc sö dông tµi nguyªn (resource availability and usage) .61 Ch-¬ng nµy còng ®Ò cËp ®Õn c¸c phÐp ®o cña BSS Alcatel: sè liÖu giao diÖn Gb, sè liÖu giao diÖn Ater, sè liÖu giao diÖn Um. Qua ®ã ®-a ra m« h×nh tÝnh to¸n cho th«ng sè m¹ng Alcatel. C¸c th«ng sè nµy t¸c gi¶ ®-a ra d-íi d¹ng b¶ng, râ rµng vµ chi tiÕt: tªn th«ng sè, ®Þnh nghÜa th«ng sè, c«ng thøc tÝnh h-íng Downlink, c«ng thøc tÝnh h-íng Uplink, ®¬n vÞ tÝnh cña th«ng sè .61 Ch-¬ng 4 - c¸c gi¶i ph¸p cho th«ng sè m¹ng GPrs.
C¸c th«ng sè c¬ b¶n GPRS. Th«ng sè qu¶n lý nguån kªnh v« tuyÕn.2 Th«ng sè ®iÒu khiÓn gãi.3 Th«ng sè ®iÒu khiÓn ®-êng kÕt nèi v« tuyÕn. C¸c th«ng sè m¹ng Alcatel .1 Tham sè qu¶n lý tµi nguyªn vµ TBF .1 Nhãm PDCH trªn 01 cell – PDCH Group .2 Sè kªnh lín nhÊt PDCH /01 cell – MAX_PDCH.3 Sè kªnh nhá nhÊt PDCH /01 cell .4 §iÓu chØnh nhanh PDCH cho tho¹i .5 Ên ®Þnh PDCH cho TBF .2 Tham sè ®iÒu khiÓn gãi .2 §iÒu khiÓn kÕt nèi vµ gi¶i phãng TBF .3 Tham sè ®iÒu khiÓn kÕt nèi v« tuyÕn .1 Tham sè ®iÒu khiÓn c«ng suÊt .2 Tham sè chän lùa cell. C¸c ®Ò xuÊt tèi -u th«ng sè cho m¹ng VMS1 .1 T×nh h×nh m¹ng v« tuyÕn Trung t©m I .2 C¸c th«ng sè khuyÕn nghÞ .3 Tèi -u hãa dÞch vô.
ThiÕt kÕ cell GPRS .1 Qu¶n lý vµ Ên ®Þnh kªnh cho GPRS .2 Vïng phñ b¸o hiÖu vµ chÊt l-îng GPRS yªu cÇu .3 §é nh¹y nhiÔu GPRS vµ c¸c th«ng sè ¶nh h-ëng .4 ¶nh h-ëng gi÷a tho¹i vµ GPRS. ThiÕt kÕ m¹ng v« tuyÕn GPRS .1 C¸c c¨n cø ®Çu vµo ®Ó thiÕt kÕ m¹ng v« tuyÕn GPRS .2 C¸c b-íc thiÕt kÕ øng dông GPRS www .1 X¸c ®Þnh sè l-îng trung b×nh PDCH/cell (pdch). X¸c ®Þnh sè l-îng ng-êi dïng GPRS/cell (users ).3 Dù b¸o líp multislot ®-îc sö dông nhiÒu nhÊt .4 TÝnh to¸n tèc ®é bÝt øng dông cña ng-êi dïng (avgbitrate) .5 -íc l-îng tæng sè t¶i www trªn c¸c nguån GPRS cña cell .6 Sö dông t¶i www ®Ó ®¸nh gi¸ sè l-îng throughput tõ c¸c kÕt qu¶ gi¶ ®Þnh .3 VÝ dô vÒ thiÕt kÕ øng dông GPRS www .1 TÝnh to¸n pdch .1 TÝnh to¸n sè ng-êi sö dông .3 TÝnh to¸n avgbitrate .4 TÝnh to¸n t¶i www,.76 Ch-¬ng 5 - X©y dùng ch-¬ng tr×nh phÇn mÒm ®Ó qu¶n lý chÊt l-îng dÞch vô gprs. M¸y chñ CSDL vµ ch-¬ng tr×nh convert sè liÖu, tÝnh to¸n c¸c th«ng sè m¹ng .2 Ch-¬ng tr×nh convert sè liÖu .3 Ch-¬ng tr×nh tÝnh to¸n c¸c th«ng sè m¹ng.
M¸y chñ WEB và ch-¬ng tr×nh tra cøu th«ng sè m¹ng l-íi. Giíi thiÖu menu cña ch-¬ng tr×nh tra cøu th«ng sè m¹ng .2 ChÊt l-îng dÞch vô QoS .83 LuËn ¸n th¹c sü sè: 60.84 C¸c tµi liÖu tham kh¶o .88 LuËn ¸n th¹c sü sè: 60.70 7 Ch-¬ng 1 - Tæng quan vÒ m¹ng gprs - vms mobifone hiÖn t¹i I. Kh¸i qu¸t chung hÖ thèng GPRS HÖ thèng GPRS ®-îc thÓ hiÖn trªn cÊu tróc m¹ng GSM qua viÖc bæ sung thªm 2 nót m¹ng, nót hç trî dÞch vô GPRS (SGSN) vµ nót hç trî cæng GPRS (GGSN). C¸c giao tiÕp gi÷a c¸c nót m¹ng ®-îc thÓ hiÖn t¹i h×nh 1.
H×nh 1: CÊu tróc chung cña m¹ng GPRS 1. M« t¶ chøc n¨ng cña c¸c thµnh phÇn trong hÖ thèng GPRS 1.1 Chøc n¨ng nót hç trî cæng GPRS (GGSN) Lµ thµnh phÇn c¬ b¶n trong hÖ thèng GPRS, vµ lµ thµnh phÇn míi. Chøc n¨ng cña GGSN bao gåm: Giao tiÕp vÒ phÝa c¸c m¹ng gãi tin IP. V× vËy GGSN bao gåm c¸c chøc n¨ng cho phÐp giao tiÕp víi c¸c chøc n¨ng ISP ngoµi nh- c¸c server RADIUS (server quay sè truy cËp tõ xa cña ng-êi sö dông) vµ c¸c router, GGSN ho¹t ®éng nh- mét router mµ c¸c thuª bao trong m¹ng GPRS lµ c¸c ®Þa chØ IP.
Qu¶n lý phiªn GPRS; thiÕt lËp kÕt nèi th«ng tin ra c¸c m¹ng ngoµi. LuËn ¸n th¹c sü sè: 60.70 8 Thùc hiÖn chøc n¨ng ®Þnh tuyÕn c¸c thuª bao ®Õn ®óng SGSN. Thu thËp th«ng tin tÝnh c-íc cña MS. C¶ GGSN vµ SGSN ®Òu thu thËp th«ng tin tÝnh c-íc vÒ viÖc sö dông tµi nguyªn cña m¹ng GPRS.2 Chøc n¨ng nót hç trî dÞch vô GPRS ( SGSN) Lµ thµnh phÇn c¬ b¶n trong hÖ thèng GPRS vµ còng lµ thµnh phÇn míi trong m¹ng GSM.
SGSN ®Þnh tuyÕn c¸c gãi tin ®-îc ®¸nh ®Þa chØ tõ c¸c MS hoÆc ®Õn MS ®· ®-îc ®¨ng nhËp trong vïng cña SGSN nµy. Chøc n¨ng cña SGSN bao gåm: TruyÒn vµ ®Þnh tuyÕn gãi tin ®Õn vµ tõ vïng SGSN. Nã phôc vô tÊt c¶ c¸c thuª bao ®Þnh vÞ trong vïng cña SGSN. Thuª bao GPRS cã thÓ ®-îc phôc vô bëi bÊt kú SGSN nµo trong m¹ng, tÊt c¶ phô thuéc vµo vÞ trÝ.
L-u l-îng ®-îc ®Þnh tuyÕn tõ SGSN ®Õn BSC, th«ng qua BTS tíi MS. NhËn thùc vµ mËt m· Qu¶n lý di ®éng Qu¶n lý c¸c kÕt nèi logical vÒ phÝa MS KÕt nèi víi HLR, MSC, BSC, SMS-IWMSC, GGSN Thu thËp th«ng tin tÝnh c-íc cho mçi MS C¸c chøc n¨ng cña SGSN vµ GGSN cã thÓ ®-îc kÕt hîp trong cïng mét thiÕt bÞ vËt lý hoÆc lµ c¸c thiÕt bÞ riªng rÏ.