Tối Ưu Hóa Mạng GSM Của Viettel Telecom: Nghiên Cứu và Giải Pháp

Tài liệu nghiên cứu Tối ưu hóa ho mạng gsm ủa viettel teleom, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về ., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Tác giả: Nguyễn Đức Trung
• Người hướng dẫn: TS. Trần Đỗ Đạt
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Điện Tử Viễn Thông
• Đề tài: Tối Ưu Hóa Mạng GSM Tại Viettel Telecom
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
• 1.1. Giới thiệu về mạng GSM
• 1.2. Mô hình hệ thống thông tin di động GSM
• 1.3. Các thành phần chức năng trong hệ thống
• 1.4. Giao diện vô tuyến số
• 1.5. Kênh vật lý
• 1.6. Kênh logic
• 1.6.1. Kênh lưu lượng TCH
• 1.6.2. Kênh điều khiển CCH
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ TỐI ƯU HỆ THỐNG
• 2.1. Thiết kế hệ thống
• 2.1.1. Hệ thống thông tin di động tế bào
• 2.1.2. Mẫu tái sử dụng tần số 3/9
• 2.1.3. Mẫu tái sử dụng tần số 4/12
• 2.1.4. Mẫu tái sử dụng tần số 7/21
• 2.2. Tối ưu hóa hệ thống GSM
• 2.2.1. Các chỉ tiêu KPI
• 2.2.2. Một số phương pháp hay dùng để tối ưu hóa mạng access
• 3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TRONG CÔNG TÁC TỐI ƯU MẠNG GSM TẠI VIETTEL
• 3.1. Những vấn đề cần tối ưu tại mạng Viettel Telecom
• 3.2. Ứng dụng thực tiễn tối ưu tại Viettel Telecom
• 3.2.1. Đo kiểm tra Handover giữa hai trạm
• 3.2.2. Phân tích kết quả đo sóng để phát hiện nhiễu tần số
• 3.2.3. Thực hiện mở rộng TRX để nâng cao chỉ tiêu chất lượng
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Mạng GSM Viettel Telecom Nền Tảng và Phát Triển

Mạng GSM (Global System for Mobile Communications) đóng vai trò then chốt trong lịch sử phát triển của Viettel Telecom, đặt nền móng cho sự bùng nổ của dịch vụ di động tại Việt Nam. Từ những năm đầu triển khai, công nghệ GSM đã giúp Viettel phủ sóng rộng khắp, đáp ứng nhu cầu liên lạc cơ bản của người dân. Trải qua nhiều giai đoạn nâng cấp và mở rộng, mạng GSM của Viettel không chỉ cung cấp dịch vụ thoại mà còn là nền tảng cho các dịch vụ dữ liệu như SMS, GPRS, và EDGE. Sự ổn định và khả năng tương thích rộng rãi của GSM đã giúp Viettel thu hút lượng lớn khách hàng, củng cố vị thế dẫn đầu trên thị trường viễn thông. Tuy nhiên, để duy trì chất lượng dịch vụ và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng, việc tối ưu hóa mạng GSM là một quá trình liên tục và không ngừng nghỉ. Quá trình này bao gồm việc điều chỉnh các tham số mạng GSM, quy hoạch tần số GSM, và triển khai các giải pháp kỹ thuật để cải thiện vùng phủ sóng và dung lượng mạng.

1.1. Lịch Sử Phát Triển Mạng GSM và Vai Trò của Viettel

Từ những năm 1980, hệ thống viễn thông di động trên thế giới phát triển mạnh mẽ, đặc biệt ở Châu Âu, nhưng lại thiếu chuẩn hóa về kỹ thuật. Điều này thúc đẩy Liên minh Châu Âu thành lập nhóm GSM với mục tiêu phát triển một chuẩn thống nhất cho thông tin di động. Ngày 27/3/1991, cuộc gọi đầu tiên bằng công nghệ GSM được thực hiện bởi mạng Radiolinja ở Phần Lan. Năm 1989, Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI) quy định GSM là tiêu chuẩn chung, và năm 1990, chỉ tiêu kỹ thuật GSM phase I được công bố. Năm 1992, Telstra Australia là mạng đầu tiên ngoài Châu Âu ký vào biên bản ghi nhớ GSM MoU. Cũng trong năm này, thỏa thuận chuyển vùng quốc tế đầu tiên được ký kết giữa hai mạng Finland Telecom và Vodafone. Tin nhắn SMS đầu tiên cũng được gửi đi trong năm 1992.

1.2. Kiến Trúc Mạng GSM Các Thành Phần Chức Năng Cơ Bản

Mạng thông tin di động công cộng mặt đất PLMN (Public Land Mobile Network) theo chuẩn GSM được chia thành 4 phân hệ chính: Trạm di động MS (Mobile Station), Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem), Phân hệ chuyển mạch SS (Switching Subsystem), Phân hệ khai thác và hỗ trợ (Operation and Support Subsystem). Mỗi phân hệ này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của mạng GSM. Phân hệ trạm gốc BSS bao gồm các trạm thu phát gốc (BTS) và bộ điều khiển trạm gốc (BSC), chịu trách nhiệm quản lý kết nối vô tuyến giữa trạm di động và mạng lõi. Phân hệ chuyển mạch SS bao gồm các tổng đài di động (MSC) và các bộ ghi định vị (HLR, VLR), chịu trách nhiệm định tuyến cuộc gọi và quản lý thông tin thuê bao.

II. Thách Thức Trong Tối Ưu Mạng GSM của Viettel Hiện Nay

Mặc dù là một công nghệ đã được khẳng định, mạng GSM của Viettel Telecom vẫn đối mặt với nhiều thách thức trong bối cảnh hiện nay. Sự gia tăng không ngừng của lưu lượng dữ liệu, sự cạnh tranh từ các công nghệ mới như 3G, 4G, và 5G, cùng với yêu cầu ngày càng cao về chất lượng mạng từ phía người dùng đặt ra những bài toán khó cho các kỹ sư tối ưu hóa. Các vấn đề như vùng phủ sóng yếu, dung lượng mạng hạn chế, nhiễu sóng, và chuyển vùng không ổn định ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm của người dùng. Để giải quyết những thách thức này, Viettel cần áp dụng các kỹ thuật tối ưu hóa tiên tiến, đầu tư vào hạ tầng mạng, và liên tục theo dõi, phân tích dữ liệu mạng để đưa ra các giải pháp kịp thời. Việc duy trì và nâng cao hiệu suất mạng GSM là yếu tố then chốt để Viettel giữ vững vị thế cạnh tranh trên thị trường.

2.1. Ảnh Hưởng của Lưu Lượng Dữ Liệu Tăng Cao Lên Mạng GSM

Sự bùng nổ của các ứng dụng di động và nhu cầu truy cập internet ngày càng tăng đã tạo áp lực lớn lên dung lượng mạng GSM. Mặc dù GSM chủ yếu được thiết kế cho dịch vụ thoại và SMS, việc sử dụng các dịch vụ dữ liệu như duyệt web, email, và mạng xã hội trên mạng GSM có thể gây ra tình trạng nghẽn mạng và làm giảm hiệu suất mạng. Để giảm thiểu tác động tiêu cực này, Viettel cần triển khai các giải pháp như nâng cấp tần số GSM, tối ưu hóa tham số mạng GSM, và chuyển hướng lưu lượng dữ liệu sang các công nghệ 3G, 4G hoặc 5G.

2.2. Cạnh Tranh Từ Các Công Nghệ 3G 4G 5G và Bài Toán Tối Ưu

Sự xuất hiện của các công nghệ 3G, 4G, và 5G tạo ra sự cạnh tranh gay gắt cho mạng GSM. Mặc dù GSM vẫn đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp dịch vụ ở những khu vực chưa có vùng phủ sóng 3G, 4G, hoặc 5G, người dùng có xu hướng chuyển sang sử dụng các công nghệ mới hơn để trải nghiệm tốc độ dữ liệu nhanh hơn và chất lượng mạng tốt hơn. Do đó, Viettel cần tối ưu hóa mạng GSM để duy trì tính cạnh tranh và đáp ứng nhu cầu của những người dùng vẫn sử dụng công nghệ GSM. Điều này bao gồm việc cải thiện vùng phủ sóng, tăng dung lượng mạng, và giảm thiểu nhiễu sóng.

2.3. Chất lượng dịch vụ thoại Rớt cuộc gọi và nghẽn mạng

Trong bối cảnh mạng 2G ngày càng già cỗi và ít được đầu tư nâng cấp, bài toán đảm bảo chất lượng mạng cho dịch vụ thoại trở nên vô cùng quan trọng. Tình trạng rớt cuộc gọi (call drop) và nghẽn mạch (congestion) thường xuyên xảy ra ở các khu vực đông dân cư hoặc trong giờ cao điểm, gây ảnh hưởng lớn đến trải nghiệm của người dùng. Để giải quyết vấn đề này, Viettel Telecom cần triển khai các giải pháp tối ưu hóa mạng, tập trung vào việc cải thiện hiệu suất mạng, điều chỉnh tham số mạng GSM, và tăng cường vùng phủ sóng tại các khu vực quan trọng.

III. Phương Pháp Tối Ưu Vùng Phủ Sóng GSM Hiệu Quả Tại Viettel

Một trong những yếu tố quan trọng nhất trong việc tối ưu hóa mạng GSM là cải thiện vùng phủ sóng. Vùng phủ sóng tốt đảm bảo người dùng có thể truy cập dịch vụ di động ở mọi nơi, từ thành thị đến nông thôn, từ khu dân cư đến khu công nghiệp. Để đạt được điều này, Viettel cần thực hiện các biện pháp như tăng mật độ trạm BTS, điều chỉnh góc nghiêng và hướng của anten, và sử dụng các công cụ tối ưu hóa chuyên dụng để phân tích và cải thiện vùng phủ sóng. Việc phân tích dữ liệu mạng và thực hiện drive test cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các khu vực có vùng phủ sóng yếu và đưa ra các giải pháp khắc phục.

3.1. Tăng Mật Độ Trạm BTS Chiến Lược và Hiệu Quả Thực Tế

Việc tăng mật độ trạm BTS là một trong những giải pháp hiệu quả nhất để cải thiện vùng phủ sóng GSM. Bằng cách triển khai thêm các trạm BTS ở những khu vực có vùng phủ sóng yếu hoặc có nhu cầu sử dụng dịch vụ cao, Viettel có thể tăng cường tín hiệu và cải thiện chất lượng mạng. Tuy nhiên, việc triển khai trạm BTS mới cần được thực hiện một cách cẩn thận, đảm bảo tuân thủ các quy định về an toàn và môi trường, đồng thời tối ưu hóa vị trí đặt trạm để đạt được hiệu quả cao nhất.

3.2. Điều Chỉnh Anten và Góc Nghiêng Hướng Dẫn Chi Tiết từ Chuyên Gia

Việc điều chỉnh góc nghiêng và hướng của anten là một kỹ thuật tối ưu hóa quan trọng giúp cải thiện vùng phủ sóng và giảm thiểu nhiễu sóng. Bằng cách điều chỉnh góc nghiêng của anten, Viettel có thể điều chỉnh phạm vi phủ sóng của trạm BTS, tập trung tín hiệu vào những khu vực cần thiết và giảm thiểu tín hiệu lan sang những khu vực không mong muốn. Việc điều chỉnh hướng của anten cũng giúp tối ưu hóa vùng phủ sóng và giảm thiểu nhiễu sóng từ các trạm BTS khác.

IV. Giải Pháp Tối Ưu Dung Lượng Mạng GSM cho Viettel Telecom

Bên cạnh vùng phủ sóng, dung lượng mạng là một yếu tố quan trọng khác ảnh hưởng đến chất lượng mạng GSM. Dung lượng mạng quyết định số lượng người dùng có thể truy cập dịch vụ di động cùng một lúc mà không gặp phải tình trạng nghẽn mạng. Để tăng dung lượng mạng, Viettel có thể áp dụng các giải pháp như sử dụng kỹ thuật chia kênh (channel splitting), triển khai các cell nhỏ (small cells), và tối ưu hóa tham số mạng GSM. Việc quản lý tần số GSM một cách hiệu quả cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tăng dung lượng mạng và giảm thiểu nhiễu sóng.

4.1. Kỹ Thuật Chia Kênh Channel Splitting Nguyên Lý và Ứng Dụng

Kỹ thuật chia kênh (channel splitting) là một kỹ thuật tối ưu hóa giúp tăng dung lượng mạng bằng cách chia các kênh tần số thành các kênh nhỏ hơn. Điều này cho phép Viettel phục vụ nhiều người dùng hơn trên cùng một dải tần số GSM. Tuy nhiên, việc sử dụng kỹ thuật chia kênh cần được thực hiện một cách cẩn thận, đảm bảo không gây ra nhiễu sóng hoặc làm giảm chất lượng mạng.

4.2. Triển Khai Cell Nhỏ Small Cells Giải Pháp cho Khu Vực Mật Độ Cao

Việc triển khai các cell nhỏ (small cells) là một giải pháp hiệu quả để tăng dung lượng mạng ở những khu vực có mật độ người dùng cao. Các cell nhỏ là các trạm BTS có kích thước nhỏ và công suất phát thấp, được triển khai ở những khu vực như trung tâm thành phố, khu mua sắm, hoặc sân vận động. Bằng cách triển khai các cell nhỏ, Viettel có thể tăng cường tín hiệu và cải thiện chất lượng mạng ở những khu vực có nhu cầu sử dụng dịch vụ cao.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Tối Ưu GSM tại Viettel Telecom Hà Nội

Luận văn của Nguyễn Đức Trung đã trình bày một số ứng dụng thực tiễn của việc tối ưu hóa mạng GSM tại Viettel Telecom khu vực Hà Nội. Nghiên cứu này tập trung vào việc đo kiểm tra handover giữa hai trạm, phân tích kết quả đo sóng để phát hiện nhiễu tần số, và thực hiện mở rộng TRX để nâng cao các chỉ tiêu chất lượng mạng. Kết quả cho thấy việc áp dụng các giải pháp tối ưu hóa đã giúp cải thiện đáng kể hiệu suất mạng và chất lượng mạng GSM tại khu vực nghiên cứu. Điều này chứng minh tầm quan trọng của việc liên tục tối ưu hóa mạng GSM để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng.

5.1. Đo Kiểm Tra Handover và Phân Tích Kết Quả Chi Tiết

Việc đo kiểm tra handover giữa hai trạm là một bước quan trọng trong quá trình tối ưu hóa mạng GSM. Handover là quá trình chuyển giao kết nối giữa trạm di động và các trạm BTS khác khi người dùng di chuyển từ vùng phủ sóng của một trạm BTS sang vùng phủ sóng của một trạm BTS khác. Việc đo kiểm tra handover giúp xác định các vấn đề liên quan đến handover, như handover không thành công hoặc handover quá chậm, và đưa ra các giải pháp khắc phục.

5.2. Phân Tích Nhiễu Tần Số và Giải Pháp Khắc Phục Hiệu Quả

Nhiễu tần số là một trong những nguyên nhân chính gây ra suy giảm chất lượng mạng GSM. Việc phân tích nhiễu tần số giúp xác định nguồn gốc của nhiễu và đưa ra các giải pháp khắc phục, như điều chỉnh tần số GSM, thay đổi vị trí anten, hoặc sử dụng các bộ lọc nhiễu.

VI. Xu Hướng Tương Lai và Cơ Hội Phát Triển Mạng GSM Viettel

Mặc dù các công nghệ mới như 4G và 5G đang ngày càng phổ biến, mạng GSM vẫn sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong tương lai gần, đặc biệt ở những khu vực chưa có vùng phủ sóng 4G hoặc 5G. Để tận dụng tối đa tiềm năng của mạng GSM, Viettel cần tiếp tục đầu tư vào việc tối ưu hóa và nâng cấp mạng, đồng thời tích hợp các công nghệ mới để cải thiện hiệu suất mạng và chất lượng mạng. Việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụng mới cho mạng GSM cũng sẽ giúp Viettel tạo ra các dịch vụ độc đáo và thu hút khách hàng.

6.1. Tích Hợp Công Nghệ Mới và Nâng Cấp Hạ Tầng GSM

Việc tích hợp các công nghệ mới và nâng cấp hạ tầng GSM là một yếu tố quan trọng để đảm bảo tính cạnh tranh của mạng GSM trong tương lai. Điều này bao gồm việc triển khai các công nghệ như EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) để cải thiện tốc độ dữ liệu, và sử dụng các công cụ tối ưu hóa tiên tiến để quản lý tần số GSM và tham số mạng GSM một cách hiệu quả.

6.2. Nghiên Cứu và Phát Triển Ứng Dụng Mới Cho Mạng GSM

Việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụng mới cho mạng GSM sẽ giúp Viettel tạo ra các dịch vụ độc đáo và thu hút khách hàng. Các ứng dụng này có thể bao gồm các dịch vụ nhắn tin nâng cao, các ứng dụng IoT (Internet of Things) sử dụng mạng GSM, hoặc các dịch vụ thanh toán di động sử dụng SIM toolkit.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và viễn thông, mạng GSM (Global System for Mobile Communications) đã trở thành chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động trên toàn cầu với hơn 2 tỷ người dùng tại 212 quốc gia và vùng lãnh thổ. Tại Việt Nam, mạng GSM của Viettel Telecom đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp dịch vụ viễn thông với phạm vi phủ sóng rộng khắp khu vực Hà Nội. Tuy nhiên, sự gia tăng nhanh chóng về số lượng thuê bao và yêu cầu ngày càng cao về chất lượng dịch vụ đã đặt ra thách thức lớn trong việc duy trì tính ổn định, liên tục và tối ưu hóa hiệu suất mạng.

Luận văn tập trung vào việc tối ưu hóa mạng GSM của Viettel tại khu vực Hà Nội trong giai đoạn từ năm 2010 đến 2013, nhằm nâng cao các chỉ số chất lượng mạng (KPI) như tỉ lệ cuộc gọi thành công (CSSR), tỉ lệ rớt cuộc gọi (CDR), và tỉ lệ nghẽn kênh (GoS). Mục tiêu cụ thể là phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng như nhiễu đồng kênh, phân tán thời gian, và vùng phủ sóng, từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm cải thiện hiệu suất mạng. Phạm vi nghiên cứu bao gồm khảo sát thực tế tại các trạm BTS (Base Transceiver Station) của Viettel trên địa bàn Hà Nội, kết hợp với các phép đo kiểm tra và phân tích dữ liệu mạng.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông, giảm thiểu sự cố nghẽn mạng trong các sự kiện lớn, đồng thời tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên tần số hạn chế, góp phần tăng cường trải nghiệm người dùng và hiệu quả kinh doanh của nhà mạng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu nền tảng trong lĩnh vực viễn thông di động, bao gồm:

• Mô hình hệ thống thông tin di động GSM: Phân chia mạng thành các phân hệ chính như trạm di động (MS), phân hệ trạm gốc (BSS), phân hệ chuyển mạch (SS) và phân hệ khai thác hỗ trợ (OSS). Mạng GSM sử dụng giao diện Access (vô tuyến) và Core (hệ thống lõi) để quản lý kết nối và truyền tải dữ liệu.

• Mô hình truyền sóng và tổn hao đường truyền: Áp dụng các mô hình truyền sóng như Okumura, Hata, COST 231 và Sakagami-Kuboi để dự đoán tổn hao tín hiệu trong môi trường đô thị và nông thôn, từ đó xác định vùng phủ sóng và công suất phát phù hợp.

• Khái niệm Cell và tái sử dụng tần số: Mạng GSM được tổ chức theo cấu trúc tế bào (cell) với các kích thước khác nhau (macro, micro, pico, umbrella) để tối ưu vùng phủ và dung lượng. Mẫu tái sử dụng tần số như 3/9, 4/12, 7/21 được sử dụng để giảm nhiễu đồng kênh.

• Các chỉ số chất lượng mạng (KPI): Bao gồm CSSR (Call Successful Rate), CDR (Call Drop Rate), GoS (Grade of Service), SDR (SDCCH Drop Rate), HOSR (Handover Success Rate), là các tiêu chí đánh giá hiệu quả và chất lượng dịch vụ mạng.

• Hiện tượng nhiễu và phân tán thời gian (Fading, C/I, C/A): Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh (C/I), nhiễu kênh lân cận (C/A), và phân tán thời gian đến chất lượng cuộc gọi và vùng phủ sóng.

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm:

• Nguồn dữ liệu: Thu thập dữ liệu thực tế từ hệ thống mạng GSM của Viettel tại Hà Nội, bao gồm các phép đo cường độ tín hiệu, tỉ lệ handover, tỉ lệ rớt cuộc gọi, và các thông số cấu hình trạm BTS.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng các công cụ phân tích mạng như TEMS Investigation để đo kiểm tra handover, phân tích nhiễu tần số, và đánh giá các chỉ số KPI trước và sau khi tối ưu. Phân tích số liệu dựa trên mô hình Erlang B để tính toán lưu lượng và cấp độ dịch vụ.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Nghiên cứu tập trung vào các trạm BTS có lưu lượng cao và các khu vực có mật độ thuê bao lớn tại Hà Nội, với số lượng trạm khảo sát khoảng 10-15 trạm tiêu biểu, đảm bảo tính đại diện cho toàn mạng.

• Timeline nghiên cứu: Quá trình nghiên cứu diễn ra trong khoảng thời gian từ tháng 6/2011 đến tháng 3/2013, bao gồm giai đoạn thu thập dữ liệu, phân tích, thiết kế giải pháp và thử nghiệm thực tế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tỉ lệ cuộc gọi thành công (CSSR) được cải thiện rõ rệt sau tối ưu: Trước khi tối ưu, CSSR trung bình tại các trạm BTS là khoảng 92%, sau khi nâng cấp cấu hình và điều chỉnh tham số cell, CSSR tăng lên trên 97%, tương đương mức tăng 5%.

2. Giảm tỉ lệ rớt cuộc gọi (CDR) đáng kể: Tỉ lệ rớt cuộc gọi trung bình trước tối ưu là 4,5%, sau khi mở rộng TRX và điều chỉnh tham số, CDR giảm xuống còn khoảng 1,8%, giảm gần 60%.

3. Tỉ lệ nghẽn kênh (GoS) được kiểm soát hiệu quả: Qua việc tái sử dụng tần số và phân chia cell hợp lý, GoS được duy trì dưới 2%, đảm bảo chất lượng dịch vụ không bị ảnh hưởng trong các giờ cao điểm.

4. Cải thiện tỉ lệ handover thành công (HOSR): Tỉ lệ handover thành công tăng từ 85% lên 95% sau khi thực hiện các biện pháp tối ưu như điều chỉnh góc nghiêng anten (downtilt) và bổ sung neighbour cells.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của các cải thiện trên là do việc áp dụng đồng bộ các giải pháp kỹ thuật như nâng cấp cấu hình trạm BTS, tối ưu hóa tham số cell, và quy hoạch tần số hợp lý. Việc sử dụng mô hình Erlang B giúp xác định chính xác lưu lượng và số kênh cần thiết, từ đó giảm thiểu tình trạng nghẽn mạng.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành, kết quả này phù hợp với xu hướng chung của các nhà mạng lớn khi áp dụng các kỹ thuật tối ưu hóa mạng GSM. Việc điều chỉnh góc nghiêng anten giúp giảm nhiễu đồng kênh và cải thiện vùng phủ sóng, đồng thời nâng cao tỉ lệ handover thành công, giảm thiểu gián đoạn cuộc gọi.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ Line Chart thể hiện biến đổi CSSR, CDR, SDR trước và sau khi tối ưu, cũng như các biểu đồ mức thu và tỉ số C/I trên các tuyến đường khảo sát, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của các biện pháp đã thực hiện.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường nâng cấp cấu hình trạm BTS: Đề xuất mở rộng số lượng TRX tại các trạm có lưu lượng cao nhằm nâng cao khả năng phục vụ, giảm tỉ lệ nghẽn kênh. Thời gian thực hiện trong vòng 6 tháng, chủ thể thực hiện là bộ phận kỹ thuật Viettel.

2. Tối ưu hóa tham số cell và góc nghiêng anten (downtilt): Điều chỉnh góc nghiêng anten để giảm nhiễu đồng kênh và cải thiện vùng phủ sóng, đặc biệt tại các khu vực đô thị đông dân. Thời gian thực hiện 3 tháng, do đội ngũ kỹ thuật mạng đảm nhiệm.

3. Quy hoạch lại tần số và tái sử dụng tần số hợp lý: Áp dụng các mẫu tái sử dụng tần số như 3/9, 4/12 để cân bằng giữa dung lượng và chất lượng dịch vụ, giảm thiểu nhiễu đồng kênh. Chủ thể là phòng quản lý tần số, thời gian 4 tháng.

4. Thực hiện đo kiểm tra và giám sát liên tục chất lượng mạng: Sử dụng thiết bị TEMS Investigation để theo dõi các chỉ số KPI, phát hiện sớm các vấn đề về handover, nhiễu tần số và rớt cuộc gọi. Thời gian triển khai liên tục, chủ thể là bộ phận vận hành mạng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư và chuyên gia viễn thông: Nghiên cứu cung cấp kiến thức chuyên sâu về thiết kế và tối ưu hóa mạng GSM, giúp cải thiện hiệu suất mạng trong thực tế.

2. Nhà quản lý mạng và vận hành nhà mạng: Tham khảo các giải pháp tối ưu hóa mạng nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ và quản lý tài nguyên hiệu quả.

3. Sinh viên và nghiên cứu sinh ngành điện tử viễn thông: Tài liệu tham khảo quý giá về lý thuyết, mô hình và phương pháp nghiên cứu thực tiễn trong lĩnh vực mạng di động.

4. Các nhà hoạch định chính sách viễn thông: Hiểu rõ các yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến chất lượng mạng, từ đó xây dựng các chính sách phát triển hạ tầng viễn thông phù hợp.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần tối ưu hóa mạng GSM liên tục?
   Mạng GSM chịu ảnh hưởng bởi sự biến động của môi trường vô tuyến, mật độ thuê bao tăng nhanh và các hiện tượng như nhiễu, phân tán thời gian. Tối ưu hóa liên tục giúp duy trì chất lượng dịch vụ ổn định và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng.

2. Các chỉ số KPI nào quan trọng nhất trong đánh giá mạng GSM?
   Các chỉ số như CSSR (tỉ lệ cuộc gọi thành công), CDR (tỉ lệ rớt cuộc gọi), GoS (cấp độ phục vụ), và HOSR (tỉ lệ handover thành công) là những tiêu chí chính để đánh giá hiệu quả và chất lượng mạng.

3. Làm thế nào để giảm nhiễu đồng kênh trong mạng GSM?
   Có thể giảm nhiễu đồng kênh bằng cách tăng khoảng cách tái sử dụng tần số, sử dụng anten định hướng (sectorization), điều chỉnh góc nghiêng anten, và áp dụng kỹ thuật nhảy tần (frequency hopping).

4. Phân tán thời gian ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng cuộc gọi?
   Phân tán thời gian gây ra hiện tượng giao thoa ký tự, làm tăng tỉ lệ lỗi bit (BER), dẫn đến giảm chất lượng thoại và có thể gây rớt cuộc gọi. Giải pháp là chọn vị trí đặt BTS hợp lý và điều chỉnh tham số cell để hạn chế tác động này.

5. Tại sao việc tái sử dụng tần số lại quan trọng?
   Tài nguyên tần số có hạn, trong khi số lượng thuê bao tăng nhanh. Tái sử dụng tần số giúp tăng dung lượng mạng mà không cần mở rộng băng tần, tuy nhiên cần quy hoạch hợp lý để tránh nhiễu và đảm bảo chất lượng dịch vụ.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích và đánh giá chi tiết các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng GSM của Viettel tại Hà Nội, bao gồm nhiễu, phân tán thời gian và vùng phủ sóng.
• Áp dụng các mô hình truyền sóng và lý thuyết Erlang B giúp xác định chính xác lưu lượng và nhu cầu kênh, từ đó tối ưu hóa cấu hình mạng.
• Các giải pháp kỹ thuật như nâng cấp TRX, điều chỉnh anten, và quy hoạch tần số đã nâng cao đáng kể các chỉ số KPI, cải thiện trải nghiệm người dùng.
• Nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, góp phần nâng cao hiệu quả vận hành mạng GSM trong bối cảnh cạnh tranh và phát triển dịch vụ viễn thông.
• Đề xuất các bước tiếp theo bao gồm mở rộng áp dụng các giải pháp tối ưu trên diện rộng và tiếp tục giám sát chất lượng mạng để duy trì hiệu quả lâu dài.

Hành động ngay hôm nay để nâng cao chất lượng mạng GSM của bạn và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng!

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 : Giới thiệu chung về mạng GSM và các thông số  Chương 2 : Thiết kế hệ thống và Tối ưu hệ thống  Chương 3 : Ứng dụng trong công tác tối ưu mạng GSM tại Viettel  Chương 4: Kết luận 2 ABSTRACT Nowaday, communication plays animportant and indispensable role. The growth in quantity and customer’s requirements on telecom services are more and more increased. It meets (satisfies) the diverse needs of customers in term of “anytime, anywhere”. These require GSM network work stabilityly continuously and constantly change to meet the increasing needs of customers.

This fact proposed a requirement of “optimization of GSM network”, and this is one of the most important processes (problems) in GSM network. The GSM mobile communication system is divided into two interfaces: Access and Core interfaces. Core interface includes all connections starting from BSS to MSC. Characteristics of Core interface are less error-prone and easy to upgrade and optimize.

Access interface, also known as radio interface where MS communicate to BSC. Characteristics of radio interface are volatile and affected by phenomenon: - Fading, co-channel interference, the interference C/I,… - Besides, the mobility of MS generate issues of coverage and handover among cells to ensure uninterrupted call. - At the festivals or big events, the area containing high density MS occurs congestion, even loss contact completely. Based on these reasons, the thesis presentes fundmental theory and also works in optimization of GSM network.

From the collected data about network quality, the thesis analyses and proposes solutions to improve network quality such as upgrading configuration, improving the efficiency of using resource and testing frequency planning, etc, The thesis focuses into studies on calculation of parameters for mobile networks, and implements works on system design, from that it gives evaluation factors for KPI system. These factors will be used to assess the quality of network, and to be criteria to give changement requirement to the system, in order to improve and optimize the cenlular network in term of traffic, noise, coverage. The area scope presented in the theisis is measured and calculated specifically on Ha Noi area of Viettel operator and based on these works, good results were obtained on the system. The thesis is divided into four chapters: Chapter 1: Overview of the GSM network and the parameters.

Chapter 2: presents system design and system optimization. Chapter 3: Application of GSM network optimization work at Viettel. Chapter 4: Conclusion 3 CHƢƠNG 1 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 1. Giới thiệu về mạng GSM Hệ thống thông tin di động toàn cầu (tiếng Pháp: Groupe Spécial Mobile tiếng Anh: Global System for Mobile Communications; viết tắt GSM) là một công nghệ dùng cho mạng thông tin di động.

Dịch vụ GSM được sử dụng bởi hơn 2 tỷ người trên 212 quốc gia và vùng lãnh thổ. Các mạng thông tin di động GSM cho phép có thể Roaming với nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau ở có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới. GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động (ĐTDĐ) trên thế giới. Khả năng phú sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM làm cho nó trở nên phổ biến trên thế giới, cho phép người sử dụng có thể sử dụng ĐTDĐ của họ ở nhiều vùng trên thế giới.

GSM khác với các chuẩn tiền thân của nó về cả tín hiệu và tốc độ, chất lượng cuộc gọi. Nó được xem như là một hệ thống ĐTDĐ thế hệ thứ hai (second generation, 2G). GSM là một chuẩn mở, hiện tại nó được phát triển bởi 3rd Generation Partnership Project (3GPP). Đứng về phía quan điểm khách hàng, lợi thế chính của GSM là chất lượng cuộc gọi tốt hơn, giá thành thấp và dịch vụ tin nhắn.

Thuận lợi đối với nhà điều hành mạng là khả năng triển khai thiết bị từ nhiều người cung ứng. GSM cho phép nhà điều hành mạng có thể kết hợp chuyển vùng với nhau do vậy mà người sử dụng có thể sử dụng điện thoại của họ ở khắp nơi trên thế giới. Lịch sử phát triển mạng GSM Những năm đầu 1980, hệ thống viễn thông tế bào trên thế giới đang phát triển mạnh mẽ đặc biệt là ở Châu Âu mà không được chuẩn hóa về các chỉ tiêu kỹ thuật. Điều này đã thúc giục Liên minh Châu Âu về Bưu chính viễn thông CEPT (Conference of European Posts and Telecommunications) thành lập nhóm đặc trách về di động GSM (Groupe Spécial Mobile) với nhiệm vụ phát triển một chuẩn thống nhất cho hệ thống thông tin di động để có thể sử dụng trên toàn Châu Âu.

4 Ngày 27 tháng 3 năm 1991, cuộc gọi đầu tiên sử dụng công nghệ GSM được thực hiện bởi mạng Radiolinja ở Phần Lan (mạng di động GSM đầu tiên trên thế giới). Năm 1989, Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu ETSI (European Telecommunications Standards Institute) quy định chuẩn GSM là một tiêu chuẩn chung cho mạng thông tin di động toàn Châu Âu, và năm 1990 chỉ tiêu kỹ thuật GSM phase I (giai đoạn I) được công bố. Năm 1992, Telstra Australia là mạng đầu tiên ngoài Châu Âu ký vào biên bản ghi nhớ GSM MoU (Memorandum of Understanding). Cũng trong năm này, thỏa thuận chuyển vùng quốc tế đầu tiên được ký kết giữa hai mạng Finland Telecom của Phần Lan và Vodafone của Anh.

Tin nhắn SMS đầu tiên cũng được gửi đi trong năm 1992. Những năm sau đó, hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM phát triển một cách mạnh mẽ, cùng với sự gia tăng nhanh chóng của các nhà điều hành, các mạng di động mới, thì số lượng các thuê bao cũng gia tăng một cách chóng mặt. Năm 1996, số thành viên GSM MoU đã lên tới 200 nhà điều hành từ gần 100 quốc gia. 167 mạng hoạt động trên 94 quốc gia với số thuê bao đạt 50 triệu.

Năm 2000, GPRS được ứng dụng. Năm 2001, mạng 3GSM (UMTS) được đi vào hoạt động, số thuê bao GSM đã vượt quá 500 triệu. Năm 2003, mạng EDGE đi vào hoạt động. Cho đến năm 2006 số thuê bao di động GSM đã lên tới con số 2 tỉ với trên 700 nhà điều hành, chiếm gần 80% thị phần thông tin di động trên thế giới.

Theo dự đoán của GSM Association, năm 2012 tuy thị phần mạng di động 2G giảm xuống chỉ chiếm 70% nhứng số thuê bao GSM đã đạtt 4,5 tỉ.Thị phần thông tin di động trên thế giới năm 2010 1.Mô hình hệ thống thông tin di động GSM Hình 1. Mô hình hệ thống thông tin di động GSM 6 Các ký hiệu: OSS : Phân hệ khai thác và hỗ trợ BTS : Trạm vô tuyến gốc AUC : Trung tâm nhận thực MS : Trạm di động HLR : Bộ ghi định vị thường trú ISDN : Mạng số liên kết đa dịch vụ MSC : Tổng đài di động PSTN (Public Switched Telephone Network): BSS : Phân hệ trạm gốc Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng BSC : Bộ điều khiển trạm gốc PSPDN : Mạng chuyển mạch gói công cộng OMC : Trung tâm khai thác và bảo dưỡng CSPDN (Circuit Switched Public Data Network): SS : Phân hệ chuyển mạch Mạng số liệu chuyển mạch kênh công cộng VLR : Bộ ghi định vị tạm trú PLMN : Mạng di động mặt đất công cộng EIR : Thanh ghi nhận dạng thiết bị 1.Các thành phần chức năng trong hệ thống Mạng thông tin di động công cộng mặt đất PLMN (Public Land Mobile Network) theo chuẩn GSM được chia thành 4 phân hệ chính sau:  Trạm di động MS (Mobile Station)  Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem)  Phân hệ chuyển mạch SS (Switching Subsystem)  Phân hệ khai thác và hỗ trợ (Operation and Support Subsystem) Giao diện vô tuyến số Các kênh của giao diện vô tuyến bao gồm các kênh vật lý và các kênh logic. 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.

7  GSM 900 nguyên thủy Dải tần số: 890 915 MHz cho đường lên uplink (từ MS đến BTS). 935 960 MHz cho đường xuống downlink (từ BTS đến MS). Dải thông tần của một kênh vật lý là 200KHz. Dải tần bảo vệ ở biên cũng rộng 200KHz.

Kênh 0 là dải phòng vệ. Vậy GSM 900 có 124 tần số bắt đầu từ 890,2MHz. Mỗi dải thông tần là một khung TDMA có 8 khe thời gian. Như vậy, số kênh vật lý ở GSM 900 là sẽ 992 kênh.

 EGSM (GSM mở rộng E : extended) Hệ thống GSM nguyên thủy được mở rộng mỗi bằng tần thêm 10 MHz (tương đương 50 kênh tần số) thì được gọi là EGSM: Dải tần số: 880 915 MHz uplink. Kênh 0 là dải phòng vệ.  DCS 1800: DCS 1800 có số kênh tần số tăng gấp 3 lần so với GSM 900 Dải tần số: 1710 1785 MHz uplink. Ful (n) = 1710MHz + (0,2 MHz)*(n - 511) Fdl (n) = Ful (n) + 95 MHz Với 512 n 885.

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.3 Phân loại kênh logic a. Kênh lƣu lƣợng TCH: Có hai loại kênh lưu lượng: Bm hay kênh lưu lượng toàn tốc (TCH/F), kênh này mang thông tin tiếng hay số liệu ở tốc độ 22,8 kbit/s.

9 Lm hay kênh lưu lượng bán tốc (TCH/H), kênh này mang thông tin ở tốc độ 11,4 kbit/s b. Kênh điều khiển CCH (ký hiệu là Dm): bao gồm: Kênh quảng bá BCH (Broadcast Channel). Kênh điều khiển chung CCCH (Common Control Channel). Kênh điều khiển riêng DCCH (Dedicate Control Channel).

 Kênh quảng bá BCH: BCH = BCCH + FCCH + SCH. FCCH (Frequency Correction Channel): Kênh hiệu chỉnh tần số cung cấp tần số tham chiếu của hệ thống cho trạm MS. FCCH chỉ được dùng cho đường xuống. SCH (Synchronous Channel): Kênh đồng bộ khung cho MS.

BCCH (Broadcast Control Channel): Kênh điều khiển quảng bá cung cấp các tin tức sau: Mã vùng định vị LAC (Location Area Code), mã mạng di động MNC (Mobile Network Code), tin tức về tần số của các cell lân cận, thông số dải quạt của cell và các thông số phục vụ truy cập.  Kênh điều khiển chung CCCH: CCCH là kênh thiết lập sự truyền thông giữa BTS và MS. Nó bao gồm: CCCH = RACH + PCH + AGCH. RACH (Random Access Channel), kênh truy nhập ngẫu nhiên.

Đó là kênh hướng lên để MS đưa yêu cầu kênh dành riêng, yêu cầu này thể hiện trong bản tin đầu của MS gửi đến BTS trong quá trình một cuộc liên lạc. PCH (Paging Channel, kênh tìm gọi) được BTS truyền xuống để gọi MS. AGCH (Access Grant Channel): Kênh cho phép truy nhập AGCH, là kênh hướng xuống, mang tin tức phúc đáp của BTS đối với bản tin yêu cầu kênh của MS để thực hiện một kênh lưu lượng TCH và kênh DCCH cho thuê bao.