men_lovy_love9x
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
LỜI NÓI ĐẦU
***
Trong cuộc sống hàng ngày thông tin liên lạc đóng một vai trò rất quan trọng và không thể thiếu được. Nó quyết định nhiều mặt hoạt động của xã hội, giúp con người nắm bắt nhanh chóng các thông tin có giá trị văn hoá, kinh tế, khoa học kỹ thuật rất đa dạng và phong phú.
Ngày nay với những nhu cầu cả về số lượng và chất lượng của khách hàng sử dụng các dịch vụ viễn thông ngày càng cao, đòi hỏi phải có những phương tiện thông tin hiện đại nhằm đáp ứng các nhu cầu đa dạng của khách hàng “mọi lúc, mọi nơi” mà họ cần.
Thông tin di động ngày nay đã trở thành một dịch vụ kinh doanh không thể thiếu được của tất cả các nhà khai thác viễn thông trên thế giới. Đối với các khách hàng viễn thông, nhất là các nhà doanh nghiệp thì thông tin di động trở thành phương tiện liên lạc quen thuộc và không thể thiếu được. Dịch vụ thông tin di động ngày nay không chỉ hạn chế cho các khách hàng giầu có nữa mà nó đang dần trở thành dịch vụ phổ cập cho mọi đối tượng viễn thông.
Trong những năm gần đây, lĩnh vực thông tin di động trong nước đã có những bước phát triển vượt bậc cả về cơ sở hạ tầng lẫn chất lượng phục vụ. Với sự hình thành nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông mới đã tạo ra sự cạnh tranh để thu hút thị phần thuê bao giữa các nhà cung cấp dịch vụ. Các nhà cung cấp dịch vụ liên tục đưa ra các chính sách khuyến mại, giảm giá và đã thu hút được rất nhiều khách hàng sử dụng dịch vụ. Cùng với đó, mức sống chung của toàn xã hội ngày càng được nâng cao đã khiến cho số lượng các thuê bao sử dụng dịch vụ di động tăng đột biến trong các năm gần đây.
Các nhà cung cấp dịch vụ di động trong nước hiện đang sử dụng hai công nghệ là GSM (Global System for Mobile Communication - Hệ thống thông tin di động toàn cầu) với chuẩn TDMA (Time Division Multiple Access - đa truy cập phân chia theo thời gian) và công nghệ CDMA (Code Division Multiple Access - đa truy cập phân chia theo mã). Các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM là Mobiphone, Vinaphone, Viettel và các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng công nghệ CDMA là S-Fone, EVN, Hanoi Telecom.
Các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng công nghệ CDMA mang lại nhiều tiện ích hơn cho khách hàng, và cũng đang dần lớn mạnh. Tuy nhiên hiện tại do nhu cầu sử dụng của khách hàng nên thị phần di động trong nước phần lớn vẫn thuộc về các nhà cung cấp dịch vụ di động GSM với số lượng các thuê bao là áp đảo. Chính vì vậy việc tối ưu hóa mạng di động GSM là việc làm rất cần thiết và mang một ý nghĩa thực tế rất cao.
Trên cơ sở những kiến thức tích luỹ trong những năm học tập chuyên ngành Điện Tử - Viễn Thông tại trường đại học Bách Khoa Hà Nội và sau thời gian thực tập tại phòng Kỹ thuật_Khai thác thuộc Trung tâm di động KVI_công ty VMS-MobiFone cùng với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Tiến Quyết, em đã tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tối ưu hóa mạng di động GSM”.
Em xin chân thành Thank Trưởng phòng Đỗ Vũ Anh_Phòng Công nghệ và Phát triển mạng, Trưởng phòng Nguyễn Xuân Nghĩa_Phòng Kỹ thuật Khai thác đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong đợt thực tập tốt nghiệp.
Đồng thời, em xin gửi lời Thank chân thành tới thầy Nguyễn Tiến Quyết cùng với tổ trưởng tổ tối ưu hóa anh Đỗ Trung Minh và các cán bộ phòng Kỹ thuật_Khai thác thuộc công ty thông tin di động VMS_MobiFone khu vực I đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Hà Nội, Ngày Tháng Năm 2007
Sinh viên thực hiện
Hoàng Anh Dũng
MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU 3
DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA 9
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT 11
PHẦN MỞ ĐẦU 16
Phần I
TỔNG QUAN VỀ MẠNG GSM
Chương I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG GSM
1.1. Lịch sử phát triển mạng GSM 2
1.2. Cấu trúc địa lý của mạng 3
1.2.1. Vùng phục vụ PLMN (Public Land Mobile Network) 4
1.2.2. Vùng phục vụ MSC 4
1.2.3. Vùng định vị (LA - Location Area) 5
1.2.4. Cell (Tế bào hay ô) 5
Chương II
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
2.1. Mô hình hệ thống thông tin di động GSM 6
2.2. Các thành phần chức năng trong hệ thống 7
2.2.1. Trạm di động (MS - Mobile Station) 7
2.2.2. Phân hệ trạm gốc (BSS - Base Station Subsystem) 7
2.2.2.1. Khối BTS (Base Tranceiver Station): 8
2.2.2.2. Khối TRAU (Transcode/Rate Adapter Unit): 8
2.2.2.3. Khối BSC (Base Station Controller): 8
2.2.3. Phân hệ chuyển mạch (SS - Switching Subsystem) 9
2.2.3.1. Trung tâm chuyển mạch di động MSC: 10
2.2.3.2. Bộ ghi định vị thường trú (HLR - Home Location Register): 11
2.2.3.3. Bộ ghi định vị tạm trú (VLR - Visitor Location Register): 11
2.2.3.4. Thanh ghi nhận dạng thiết bị (EIR - Equipment Identity Register): 12
2.2.3.5. Khối trung tâm nhận thực AuC (Aunthentication Center) 12
2.2.4. Phân hệ khai thác và bảo dưỡng (OSS) 13
2.2.4.1. Khai thác và bảo dưỡng mạng: 13
2.2.4.2. Quản lý thuê bao: 14
2.2.4.3. Quản lý thiết bị di động: 14
2.3. Giao diện vô tuyến số 14
2.3.1. Kênh vật lý 14
2.3.2. Kênh logic 15
2.4. Các mã nhận dạng sử dụng trong hệ thống GSM 17
Phần II
TỐI ƯU HÓA MẠNG GSM
Chương III
TÍNH TOÁN MẠNG DI ĐỘNG GSM
3.1. Lý thuyết dung lượng và cấp độ dịch vụ 22
3.1.1. Lưu lượng và kênh vô tuyến đường trục 22
3.1.2. Cấp độ dịch vụ - GoS (Grade of Service) 23
3.1.3. Hiệu suất sử dụng trung kế (đường trục) 25
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng phủ sóng 26
3.2.1. Tổn hao đường truyền sóng vô tuyến 26
3.2.1.1. Tính toán lý thuyết 26
3.2.1.2. Các mô hình chính lan truyền sóng trong thông tin di động: 29
3.2.2. Vấn đề Fading 32
3.2.3. Ảnh hưởng nhiễu C/I và C/A 32
3.2.3.1. Nhiễu đồng kênh C/I: 32
3.2.3.2. Nhiễu kênh lân cận C/A: 34
3.2.3.3. Một số biện pháp khắc phục 35
3.2.4. Phân tán thời gian 36
3.2.4.1. Các trường hợp phân tán thời gian 37
3.2.4.2. Một số giải pháp khắc phục 38
Chương IV
THIẾT KẾ HỆ THỐNG
4.1. Hệ thống thông tin di động tế bào 41
4.2. Quy hoạch Cell 43
4.2.1. Khái niệm tế bào (Cell) 43
4.2.2. Kích thước Cell và cách phủ sóng 44
4.2.2.1. Kích thước Cell 44
4.2.2.2. cách phủ sóng 45
4.2.3. Chia Cell (Cells Splitting) 46
4.3. Quy hoạch tần số 51
4.3.1. Tái sử dụng lại tần số 52
4.3.2. Các mẫu tái sử dụng tần số 55
4.3.2.1. Mẫu tái sử dụng tần số 3/9: 55
4.3.2.2. Mẫu tái sử dụng tần số 4/12: 57
4.3.2.3. Mẫu tái sử dụng tần số 7/21: 58
4.3.3. Thay đổi quy hoạch tần số theo phân bố lưu lượng 60
4.3.3.1. Thay đổi quy hoạch tần số 60
4.3.3.2. Quy hoạch phủ sóng không liên tục 62
4.3.4. Thiết kế tần số theo phương pháp MRP (Multiple Reuse Patterns) 63
4.3.4.1. Nhảy tần _ Frequency Hopping 63
4.3.4.2. Phương pháp đa mẫu sử dụng lại MRP _ Multiple Reuse Patterns 66
4.4. Antenna 71
4.4.1. Kiểu loại anten: 71
4.4.2. Độ tăng ích anten (Gain of an Antenna) 72
4.4.3. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương - EIRP 73
4.4.4. Độ cao và góc nghiêng (down tilt) của anten: 73
4.5. Chuyển giao cuộc gọi (Handover) 76
4.5.1. Phân loại Handover 77
4.5.2. Khởi tạo thủ tục Handover 80
4.5.3. Quy trình chuyển giao cuộc gọi 80
Chương V
CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG
5.1. Khái niệm về chất lượng dịch vụ QOS 86
5.2. Các đại lượng đặc trưng 86
5.2.1. Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công CSSR (Call Setup Successful Rate) 86
5.2.2. Tỷ lệ rớt cuộc gọi trung bình (Average Drop Call Rate - AVDR) 87
5.2.3. Tỷ lệ rớt mạch trên TCH (TCH Drop Rate - TCDR) 87
5.2.4. Tỷ lệ nghẽn mạch TCH (TCH Blocking Rate - TCBR) 88
5.2.5. Tỉ lệ rớt mạch trên SDCCH (SDCCH Drop Rate - CCDR) 90
5.2.6. Tỷ lệ nghẽn mạch trên SDCCH (SDCCH Blocking Rate - CCBR) 91
5.2.7. Một số đại lượng đặc trưng khác 91
5.2.7.1. Số kênh hoạt động (Available Channels) 92
5.2.7.2. Tỷ lệ thành công handover đến (Incoming HO Successful Rate - IHOSR) 92
5.2.7.3. Tỷ lệ thành công handover ra (Outgoing HO Successful Rate - OHOSR) 92
5.2.7.4. EMPD 93
5.2.7.5. Thời gian chiếm mạch trung bình (MHT - Mean Holding Time) 94
5.3. Các chỉ tiêu chất lượng thực tế mạng VMS_MobiFone 94
5.3.1. Số liệu thống kê chất lượng mạng hiện tại 94
5.3.2. Nhận xét, đánh giá 96
5.4. Một số giải thích về các thuật ngữ thường dùng 97
Chương VI
MỘT SỐ MINH HỌA CÔNG TÁC TỐI ƯU HÓA MẠNG VMS_MOBIFONE
6.1. Đo kiểm tra Handover giữa hai trạm 98
6.2. Phân tích kết quả đo sóng để phát hiện nhiễu tần số 100
6.3. Thực hiện mở rộng TRX để nâng cao chỉ tiêu chất lượng 102
KẾT LUẬN 105
TÀI LIỆU THAM KHẢO 106
PHỤ LỤC 107
DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA
***
Hình 1 1 Thị phần thông tin di động trên thế giới năm 2006 3
Hình 1 2 Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM 3
Hình 1 3 Phân vùng và chia ô 4
Hình 2 1 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM 6
Hình 2 2 Chức năng xử lý cuộc gọi của MSC 10
Hình 2 3 Phân loại kênh logic 16
Hình 3 1 Lưu lượng: Muốn truyền, được truyền, nghẽn 23
Hình 3 2 Xác suất nghẽn GoS 24
Hình 3 3 Truyền sóng trong trường hợp coi mặt đất là bằng phẳng 27
Hình 3 4 Vật chắn trong tầm nhìn thẳng 28
Hình 3 5 Biểu đồ cường độ trường của OKUMURA 29
Hình 3 6 Tỷ số nhiễu đồng kênh C/I 33
Hình 3 7 Đặt BTS gần chướng ngại vật để tránh phân tán thời gian 39
Hình 3 8 Phạm vi vùng Elip 40
Hình 4 1 Cấu trúc hệ thống thông tin di động trước đây 41
Hình 4 2 Hệ thống thông tin di động sử dụng cấu trúc tế bào 42
Hình 4 3 Khái niệm Cell 43
Hình 4 4 Khái niệm về biên giới của một Cell 43
Hình 4 5 Omni (3600) Cell site 45
Hình 4 6 Sector hóa 1200 45
Hình 4 7 Phân chia Cell 46
Hình 4 8 Các Omni (3600) Cells ban đầu 47
Hình 4 9 Giai đoạn 1 :Sector hóa 48
Hình 4 10 Tách chia 1:3 thêm lần nữa 49
Hình 4 11 Tách chia 1:4 (sau lần đầu chia 3) 49
Hình 4 12 Mảng mẫu gồm 7 cells 53
Hình 4 13 Khoảng cách tái sử dụng tần số 53
Hình 4 14 Sơ đồ tính C/I 54
Hình 4 15 Mẫu tái sử dụng lại tần số 3/9 56
Hình 4 16 Mẫu tái sử dụng lại tần số 4/12 58
Hình 4 17 Mẫu tái sử dụng tần số 7/21 59
Hình 4 18 Thay đổi quy hoạch tần số 61
Hình 4 19 Phủ sóng không liên tục 63
Hình 4 20 Một ví dụ về hiệu quả của kỹ thuật nhảy tần trên phân tập nhiễu của một mạng lưới. Kích thước của mũi tên phản ánh nhiễu tương quan giữa các cell đồng kênh. 64
Hình 4 21 Ví dụ về thiết kế tần số với phương pháp MRP 68
Hình 4 22 Anten vô hướng (Omni antenna) 71
Hình 4 23 Đã được Sector hóa 72
Hình 4 24 Anten vô hướng có góc nghiêng bằng 0 độ 74
Hình 4 25 Đồ thị quan hệ giữa góc thẳng đứng và suy hao cường độ trường 75
Hình 4 26 Ví dụ về hiệu quả của “downtilt” 75
Hình 4 27 Intra-cell Handover 78
Hình 4 28 Inter-cell Handover 78
Hình 4 29 Intra-MSC Handover 79
Hình 4 30 Inter-MSC Handover 79
Hình 4 31 GĐ 1: Trong lúc kết nối, MS vẫn tiếp tục đo đạc mức thu và chất lượng truyền dẫn của cell phục vụ và những cell xung quanh. 81
Hình 4 32 Quyết định chuyển giao_Handover Decision 81
Hình 4 33 GĐ 1: BSC khai báo thông tin với MSC 82
Hình 4 34 GĐ 2: MSC1 yêu cầu MSC2 cấp Handover Number 83
Hình 4 35 GĐ 2: Cấp mã HON và kênh vô tuyến cho MSC1 84
Hình 4 36 GĐ 3: MSC1 chuyển mạch kết nối cho MS trên kênh lưu lượng thiết lập với MSC2 84
Hình 4 37 Kết nối với BTS cũ được giải phóng 85
Hình 6 1 Đo kiểm tra Handover từ trạm Trương Định sang trạm Đại La 98
Hình 6 2 Kết quả đo Handover giữa hai trạm là tốt 99
Hình 6 3 Kết quả đo sóng tại khu đô thị mới Pháp Vân 100
Hình 6 4 Phát hiện nhiễu tần số 101
Hình 6 5 Các chỉ tiêu chất lượng hệ thống trước và sau khi mở rộng TRX tại Hàng Lược (Cell A_Băng tần 1800) 102
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
***
A
ACCH Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết
AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập
ARFCH Absolute Radio Frequency Kênh tần số tuyệt đối
Channel
AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực
AVDR Average Drop Call Rate Tỉ lệ rớt cuộc gọi trung bình
B
BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá
BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá
BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bít
Bm Full Rate TCH TCH toàn tốc
BS Base Station Trạm gốc
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc
BSIC Base Station Identity Code Mã nhận dạng trạm gốc
BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc
BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc
C
C/A Carrier to Adjacent Tỉ số sóng mang/nhiễu kênh lân
cận
CCBR SDCCH Blocking Rate Tỉ lệ nghẽn mạch trên SDCCH
CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung
CCDR SDCCH Drop Rate Tỉ lệ rớt mạch trên SDCCH
CCH Control Channel Kênh điều khiển
CCS7 Common Channel Signalling No7 Báo hiệu kênh chung số 7
CCITT International Telegraph and Uỷ ban tư vấn quốc tế về điện thoại và
Telephone Consultative Committee điện báo
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã
Cell Cellular Ô (tế bào)
CI Cell Identity Nhận dạng ô ( xác định vùng LA )
C/I Carrier to Interference Tỉ số sóng mang/nhiễu đồng kênh
C/R Carrier to Reflection Tỉ số sóng mang/sóng phản xạ
CSPDN Circuit Switch Public Mạng số liệu công cộng chuyển mạch
Data Network gói
CSSR Call Successful Rate Tỉ lệ cuộc gọi thành công
D
DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng
E
EIR Equipment Identification Bộ ghi nhận dạng thiết bị
Register
ETSI European Telecommunications Viện tiêu chuẩn viễn thông
Standard Institute Châu Âu
F
FDMA Frequency Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo tần số
Access
FACCH Fast Associated Kênh điều khiển liên kết nhanh
Control Channel
FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số
G
GMSC Gateway MSC Tổng đài di động cổng
GoS Grade of Service Cấp độ phục vụ
GSM Global System for Mobile Thông tin di động toàn cầu
Communication
H
HLR Home Location Register Bộ đăng ký định vị thường trú
HON Handover Number Số chuyển giao
I
IHOSR Incoming HO Successful Rate Tỉ lệ thành công Handover đến
IMSI International Mobile Số nhận dạng thuê bao di động
Subscriber Identity quốc tế
ISDN Integrated Service Digital Mạng số đa dịch vụ
Network
L
LA Location Area Vùng định vị
LAC Location Area Code Mã vùng định vị
LAI Location Area Identifier Số nhận dạng vùng định vị
LAPD Link Access Procedures Các thủ tục truy cập đường
on D channel truyền trên kênh D
LAPDm Link Access Procedures Các thủ tục truy cập đường
on Dm channel truyền trên kênh Dm
Lm Haft Rate TCH TCH bán tốc
M
MCC Mobile Country Code Mã quốc gia của mạng di động
MNC Mobile Network Code Mã mạng thông tin di động
MS Mobile station Trạm di động
MSC Mobile Service Tổng đài di động
Switching Center
MSIN Mobile station Identification Số nhận dạng trạm di động
Number
MSISDN Mobile station ISDN Number Số ISDN của trạm di động
MSRN MS Roaming Number Số vãng lai của thuê bao di động
N
NMC Network Management Center Trung tâm quản lý mạng
NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu
O
OHOSR Outgoing HO Successful Rate Tỉ lệ thành công Handover ra
OSI Open System Interconnection Liên kết hệ thống mở
OSS Operation and Support Phân hệ khai thác và hỗ trợ
Subsystem
OMS Operation & Maintenace Phân hệ khai thác và bảo dưỡng.
Subsystem
P
PAGCH Paging and Access Grant Kênh chấp nhận truy cập
Channel và nhắn tin
PCH Paging Channel Kênh tìm gọi
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng
PSPDN Packet Switch Public Mạng số liệu công cộng
Data Network chuyển mạch gói
PSTN Public Switched Telephone Mạng chuyển mạch điện thoại công
Network cộng
R
RACH Random Access Channel Kênh truy cập ngẫu nhiên
Rx Receiver Máy thu
S
SACCH Slow Associated Kênh điều khiển liên kết chậm
Control Channel
SDCCH Stand Alone Dedicated Kênh điều khiển dành riêng
Control Channel đứng một mình (độc lập)
SIM Subscriber Identity Modul Mô đun nhận dạng thuê bao
SN Subscriber Number Số thuê bao
T
TACH Traffic and Associated Channel Kênh lưu lượng và liên kết
TCBR TCH Blocking Rate Tỉ lệ nghẽn mạch TCH
TCDR TCH Drop Rate Tỉ lệ rớt mạch trên TCH
TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng
TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo
thời gian
TRAU Transcoder/Rate Adapter Unit Bộ thích ứng tốc độ và chuyển mã
TRX Tranceiver Bộ thu – phát
PHẦN MỞ ĐẦU
***
Đề tài được chia thành hai phần:
Phần I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG DI ĐỘNG GSM
Phần II: TỐI ƯU HÓA MẠNG DI ĐỘNG GSM
Phần I của đề tài sẽ đề cập tới những khái niệm cơ bản nhất về hệ thống thông tin di động GSM.
Phần II trình bày các tính toán mạng GSM cùng với công tác tối ưu hóa hệ thống.
Nội dung chính được trình bày trong các chương như sau:
Chương I: Giới thiệu về lịch sử phát triển mạng GSM và cấu trúc địa lý của mạng.
Chương II: Trình bày về các thành phần chức năng trong hệ thống.
Chương III: Trình bày các tính toán mạng GSM về dung lượng và các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng phủ sóng.
Chương IV: Trình bày những quy hoạch thiết kế hệ thống.
Chương V: Các chỉ tiêu chất lượng hệ thống, giá trị khuyến nghị và các chỉ tiêu chất lượng thực tế đạt được của mạng VMS_MobiFone.
Chương VI: Giới thiệu một số công tác tối ưu hóa tại mạng VMS_MobiFone.
TỔNG QUAN VỀ MẠNG GSM
Chương I
GIỚI THIỆU CHUNG 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.
1.1. 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.
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 đoán của GSM Association, năm 2007 số thuê bao GSM sẽ đạt 2,5 tỉ.
(Nguồn: www.gsmworld.com;
Hình 1 1 Thị phần thông tin di động trên thế giới năm 2006
1.2. Cấu trúc địa lý của mạng
Mọi mạng điện thoại cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọi đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi. Ở một mạng di động, cấu trúc này rất quạn trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng. Trong hệ thống GSM, mạng được phân chia thành các phân vùng sau (hình 1.2):
Hình 1 2 Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM
Hình 1 3 Phân vùng và chia ô
1.2.1. Vùng phục vụ PLMN (Public Land Mobile Network)
Vùng phục vụ GSM là toàn bộ vùng phục vụ do sự kết hợp của các quốc gia thành viên nên những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau ở có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới.
Phân cấp tiếp theo là vùng phục vụ PLMN, đó có thể là một hay nhiều vùng trong một quốc gia tùy theo kích thước của vùng phục vụ.
Kết nối các đường truyền giữa mạng di động GSM/PLMN và các mạng khác (cố định hay di động) đều ở mức tổng đài trung kế quốc gia hay quốc tế. Tất cả các cuộc gọi vào hay ra mạng GSM/PLMN đều được định tuyến thông qua tổng đài vô tuyến cổng G-MSC (Gateway - Mobile Service Switching Center). G-MSC làm việc như một tổng đài trung kế vào cho GSM/PLMN.
1.2.2. Vùng phục vụ MSC
MSC (Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động, gọi tắt là tổng đài di động). Vùng MSC là một bộ phận của mạng được một MSC quản lý. Để định tuyến một cuộc gọi đến một thuê bao di động. Mọi thông tin để định tuyến cuộc gọi tới thuê bao di động hiện đang trong vùng phục vụ của MSC được lưu giữ trong bộ ghi định vị tạm trú VLR.
Một vùng mạng GSM/PLMN được chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC/VLR.
1.2.3. Vùng định vị (LA - Location Area)
Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị LA. Vùng định vị là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR, mà ở đó một trạm di động có thể chuyển động tự do mà không cần cập nhật thông tin về vị trí cho tổng đài MSC/VLR điều khiển vùng định vị này. Vùng định vị này là một vùng mà ở đó thông báo tìm gọi sẽ được phát quảng bá để tìm một thuê bao di động bị gọi. Vùng định vị LA được hệ thống sử dụng để tìm một thuê bao đang ở trạng thái hoạt động.
Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng nhận dạng vùng định vị LAI (Location Area Identity):
LAI = MCC + MNC + LAC
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
LỜI NÓI ĐẦU
***
Trong cuộc sống hàng ngày thông tin liên lạc đóng một vai trò rất quan trọng và không thể thiếu được. Nó quyết định nhiều mặt hoạt động của xã hội, giúp con người nắm bắt nhanh chóng các thông tin có giá trị văn hoá, kinh tế, khoa học kỹ thuật rất đa dạng và phong phú.
Ngày nay với những nhu cầu cả về số lượng và chất lượng của khách hàng sử dụng các dịch vụ viễn thông ngày càng cao, đòi hỏi phải có những phương tiện thông tin hiện đại nhằm đáp ứng các nhu cầu đa dạng của khách hàng “mọi lúc, mọi nơi” mà họ cần.
Thông tin di động ngày nay đã trở thành một dịch vụ kinh doanh không thể thiếu được của tất cả các nhà khai thác viễn thông trên thế giới. Đối với các khách hàng viễn thông, nhất là các nhà doanh nghiệp thì thông tin di động trở thành phương tiện liên lạc quen thuộc và không thể thiếu được. Dịch vụ thông tin di động ngày nay không chỉ hạn chế cho các khách hàng giầu có nữa mà nó đang dần trở thành dịch vụ phổ cập cho mọi đối tượng viễn thông.
Trong những năm gần đây, lĩnh vực thông tin di động trong nước đã có những bước phát triển vượt bậc cả về cơ sở hạ tầng lẫn chất lượng phục vụ. Với sự hình thành nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông mới đã tạo ra sự cạnh tranh để thu hút thị phần thuê bao giữa các nhà cung cấp dịch vụ. Các nhà cung cấp dịch vụ liên tục đưa ra các chính sách khuyến mại, giảm giá và đã thu hút được rất nhiều khách hàng sử dụng dịch vụ. Cùng với đó, mức sống chung của toàn xã hội ngày càng được nâng cao đã khiến cho số lượng các thuê bao sử dụng dịch vụ di động tăng đột biến trong các năm gần đây.
Các nhà cung cấp dịch vụ di động trong nước hiện đang sử dụng hai công nghệ là GSM (Global System for Mobile Communication - Hệ thống thông tin di động toàn cầu) với chuẩn TDMA (Time Division Multiple Access - đa truy cập phân chia theo thời gian) và công nghệ CDMA (Code Division Multiple Access - đa truy cập phân chia theo mã). Các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM là Mobiphone, Vinaphone, Viettel và các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng công nghệ CDMA là S-Fone, EVN, Hanoi Telecom.
Các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng công nghệ CDMA mang lại nhiều tiện ích hơn cho khách hàng, và cũng đang dần lớn mạnh. Tuy nhiên hiện tại do nhu cầu sử dụng của khách hàng nên thị phần di động trong nước phần lớn vẫn thuộc về các nhà cung cấp dịch vụ di động GSM với số lượng các thuê bao là áp đảo. Chính vì vậy việc tối ưu hóa mạng di động GSM là việc làm rất cần thiết và mang một ý nghĩa thực tế rất cao.
Trên cơ sở những kiến thức tích luỹ trong những năm học tập chuyên ngành Điện Tử - Viễn Thông tại trường đại học Bách Khoa Hà Nội và sau thời gian thực tập tại phòng Kỹ thuật_Khai thác thuộc Trung tâm di động KVI_công ty VMS-MobiFone cùng với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Tiến Quyết, em đã tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tối ưu hóa mạng di động GSM”.
Em xin chân thành Thank Trưởng phòng Đỗ Vũ Anh_Phòng Công nghệ và Phát triển mạng, Trưởng phòng Nguyễn Xuân Nghĩa_Phòng Kỹ thuật Khai thác đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong đợt thực tập tốt nghiệp.
Đồng thời, em xin gửi lời Thank chân thành tới thầy Nguyễn Tiến Quyết cùng với tổ trưởng tổ tối ưu hóa anh Đỗ Trung Minh và các cán bộ phòng Kỹ thuật_Khai thác thuộc công ty thông tin di động VMS_MobiFone khu vực I đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Hà Nội, Ngày Tháng Năm 2007
Sinh viên thực hiện
Hoàng Anh Dũng
MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU 3
DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA 9
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT 11
PHẦN MỞ ĐẦU 16
Phần I
TỔNG QUAN VỀ MẠNG GSM
Chương I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG GSM
1.1. Lịch sử phát triển mạng GSM 2
1.2. Cấu trúc địa lý của mạng 3
1.2.1. Vùng phục vụ PLMN (Public Land Mobile Network) 4
1.2.2. Vùng phục vụ MSC 4
1.2.3. Vùng định vị (LA - Location Area) 5
1.2.4. Cell (Tế bào hay ô) 5
Chương II
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
2.1. Mô hình hệ thống thông tin di động GSM 6
2.2. Các thành phần chức năng trong hệ thống 7
2.2.1. Trạm di động (MS - Mobile Station) 7
2.2.2. Phân hệ trạm gốc (BSS - Base Station Subsystem) 7
2.2.2.1. Khối BTS (Base Tranceiver Station): 8
2.2.2.2. Khối TRAU (Transcode/Rate Adapter Unit): 8
2.2.2.3. Khối BSC (Base Station Controller): 8
2.2.3. Phân hệ chuyển mạch (SS - Switching Subsystem) 9
2.2.3.1. Trung tâm chuyển mạch di động MSC: 10
2.2.3.2. Bộ ghi định vị thường trú (HLR - Home Location Register): 11
2.2.3.3. Bộ ghi định vị tạm trú (VLR - Visitor Location Register): 11
2.2.3.4. Thanh ghi nhận dạng thiết bị (EIR - Equipment Identity Register): 12
2.2.3.5. Khối trung tâm nhận thực AuC (Aunthentication Center) 12
2.2.4. Phân hệ khai thác và bảo dưỡng (OSS) 13
2.2.4.1. Khai thác và bảo dưỡng mạng: 13
2.2.4.2. Quản lý thuê bao: 14
2.2.4.3. Quản lý thiết bị di động: 14
2.3. Giao diện vô tuyến số 14
2.3.1. Kênh vật lý 14
2.3.2. Kênh logic 15
2.4. Các mã nhận dạng sử dụng trong hệ thống GSM 17
Phần II
TỐI ƯU HÓA MẠNG GSM
Chương III
TÍNH TOÁN MẠNG DI ĐỘNG GSM
3.1. Lý thuyết dung lượng và cấp độ dịch vụ 22
3.1.1. Lưu lượng và kênh vô tuyến đường trục 22
3.1.2. Cấp độ dịch vụ - GoS (Grade of Service) 23
3.1.3. Hiệu suất sử dụng trung kế (đường trục) 25
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng phủ sóng 26
3.2.1. Tổn hao đường truyền sóng vô tuyến 26
3.2.1.1. Tính toán lý thuyết 26
3.2.1.2. Các mô hình chính lan truyền sóng trong thông tin di động: 29
3.2.2. Vấn đề Fading 32
3.2.3. Ảnh hưởng nhiễu C/I và C/A 32
3.2.3.1. Nhiễu đồng kênh C/I: 32
3.2.3.2. Nhiễu kênh lân cận C/A: 34
3.2.3.3. Một số biện pháp khắc phục 35
3.2.4. Phân tán thời gian 36
3.2.4.1. Các trường hợp phân tán thời gian 37
3.2.4.2. Một số giải pháp khắc phục 38
Chương IV
THIẾT KẾ HỆ THỐNG
4.1. Hệ thống thông tin di động tế bào 41
4.2. Quy hoạch Cell 43
4.2.1. Khái niệm tế bào (Cell) 43
4.2.2. Kích thước Cell và cách phủ sóng 44
4.2.2.1. Kích thước Cell 44
4.2.2.2. cách phủ sóng 45
4.2.3. Chia Cell (Cells Splitting) 46
4.3. Quy hoạch tần số 51
4.3.1. Tái sử dụng lại tần số 52
4.3.2. Các mẫu tái sử dụng tần số 55
4.3.2.1. Mẫu tái sử dụng tần số 3/9: 55
4.3.2.2. Mẫu tái sử dụng tần số 4/12: 57
4.3.2.3. Mẫu tái sử dụng tần số 7/21: 58
4.3.3. Thay đổi quy hoạch tần số theo phân bố lưu lượng 60
4.3.3.1. Thay đổi quy hoạch tần số 60
4.3.3.2. Quy hoạch phủ sóng không liên tục 62
4.3.4. Thiết kế tần số theo phương pháp MRP (Multiple Reuse Patterns) 63
4.3.4.1. Nhảy tần _ Frequency Hopping 63
4.3.4.2. Phương pháp đa mẫu sử dụng lại MRP _ Multiple Reuse Patterns 66
4.4. Antenna 71
4.4.1. Kiểu loại anten: 71
4.4.2. Độ tăng ích anten (Gain of an Antenna) 72
4.4.3. Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương - EIRP 73
4.4.4. Độ cao và góc nghiêng (down tilt) của anten: 73
4.5. Chuyển giao cuộc gọi (Handover) 76
4.5.1. Phân loại Handover 77
4.5.2. Khởi tạo thủ tục Handover 80
4.5.3. Quy trình chuyển giao cuộc gọi 80
Chương V
CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG
5.1. Khái niệm về chất lượng dịch vụ QOS 86
5.2. Các đại lượng đặc trưng 86
5.2.1. Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành công CSSR (Call Setup Successful Rate) 86
5.2.2. Tỷ lệ rớt cuộc gọi trung bình (Average Drop Call Rate - AVDR) 87
5.2.3. Tỷ lệ rớt mạch trên TCH (TCH Drop Rate - TCDR) 87
5.2.4. Tỷ lệ nghẽn mạch TCH (TCH Blocking Rate - TCBR) 88
5.2.5. Tỉ lệ rớt mạch trên SDCCH (SDCCH Drop Rate - CCDR) 90
5.2.6. Tỷ lệ nghẽn mạch trên SDCCH (SDCCH Blocking Rate - CCBR) 91
5.2.7. Một số đại lượng đặc trưng khác 91
5.2.7.1. Số kênh hoạt động (Available Channels) 92
5.2.7.2. Tỷ lệ thành công handover đến (Incoming HO Successful Rate - IHOSR) 92
5.2.7.3. Tỷ lệ thành công handover ra (Outgoing HO Successful Rate - OHOSR) 92
5.2.7.4. EMPD 93
5.2.7.5. Thời gian chiếm mạch trung bình (MHT - Mean Holding Time) 94
5.3. Các chỉ tiêu chất lượng thực tế mạng VMS_MobiFone 94
5.3.1. Số liệu thống kê chất lượng mạng hiện tại 94
5.3.2. Nhận xét, đánh giá 96
5.4. Một số giải thích về các thuật ngữ thường dùng 97
Chương VI
MỘT SỐ MINH HỌA CÔNG TÁC TỐI ƯU HÓA MẠNG VMS_MOBIFONE
6.1. Đo kiểm tra Handover giữa hai trạm 98
6.2. Phân tích kết quả đo sóng để phát hiện nhiễu tần số 100
6.3. Thực hiện mở rộng TRX để nâng cao chỉ tiêu chất lượng 102
KẾT LUẬN 105
TÀI LIỆU THAM KHẢO 106
PHỤ LỤC 107
DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA
***
Hình 1 1 Thị phần thông tin di động trên thế giới năm 2006 3
Hình 1 2 Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM 3
Hình 1 3 Phân vùng và chia ô 4
Hình 2 1 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM 6
Hình 2 2 Chức năng xử lý cuộc gọi của MSC 10
Hình 2 3 Phân loại kênh logic 16
Hình 3 1 Lưu lượng: Muốn truyền, được truyền, nghẽn 23
Hình 3 2 Xác suất nghẽn GoS 24
Hình 3 3 Truyền sóng trong trường hợp coi mặt đất là bằng phẳng 27
Hình 3 4 Vật chắn trong tầm nhìn thẳng 28
Hình 3 5 Biểu đồ cường độ trường của OKUMURA 29
Hình 3 6 Tỷ số nhiễu đồng kênh C/I 33
Hình 3 7 Đặt BTS gần chướng ngại vật để tránh phân tán thời gian 39
Hình 3 8 Phạm vi vùng Elip 40
Hình 4 1 Cấu trúc hệ thống thông tin di động trước đây 41
Hình 4 2 Hệ thống thông tin di động sử dụng cấu trúc tế bào 42
Hình 4 3 Khái niệm Cell 43
Hình 4 4 Khái niệm về biên giới của một Cell 43
Hình 4 5 Omni (3600) Cell site 45
Hình 4 6 Sector hóa 1200 45
Hình 4 7 Phân chia Cell 46
Hình 4 8 Các Omni (3600) Cells ban đầu 47
Hình 4 9 Giai đoạn 1 :Sector hóa 48
Hình 4 10 Tách chia 1:3 thêm lần nữa 49
Hình 4 11 Tách chia 1:4 (sau lần đầu chia 3) 49
Hình 4 12 Mảng mẫu gồm 7 cells 53
Hình 4 13 Khoảng cách tái sử dụng tần số 53
Hình 4 14 Sơ đồ tính C/I 54
Hình 4 15 Mẫu tái sử dụng lại tần số 3/9 56
Hình 4 16 Mẫu tái sử dụng lại tần số 4/12 58
Hình 4 17 Mẫu tái sử dụng tần số 7/21 59
Hình 4 18 Thay đổi quy hoạch tần số 61
Hình 4 19 Phủ sóng không liên tục 63
Hình 4 20 Một ví dụ về hiệu quả của kỹ thuật nhảy tần trên phân tập nhiễu của một mạng lưới. Kích thước của mũi tên phản ánh nhiễu tương quan giữa các cell đồng kênh. 64
Hình 4 21 Ví dụ về thiết kế tần số với phương pháp MRP 68
Hình 4 22 Anten vô hướng (Omni antenna) 71
Hình 4 23 Đã được Sector hóa 72
Hình 4 24 Anten vô hướng có góc nghiêng bằng 0 độ 74
Hình 4 25 Đồ thị quan hệ giữa góc thẳng đứng và suy hao cường độ trường 75
Hình 4 26 Ví dụ về hiệu quả của “downtilt” 75
Hình 4 27 Intra-cell Handover 78
Hình 4 28 Inter-cell Handover 78
Hình 4 29 Intra-MSC Handover 79
Hình 4 30 Inter-MSC Handover 79
Hình 4 31 GĐ 1: Trong lúc kết nối, MS vẫn tiếp tục đo đạc mức thu và chất lượng truyền dẫn của cell phục vụ và những cell xung quanh. 81
Hình 4 32 Quyết định chuyển giao_Handover Decision 81
Hình 4 33 GĐ 1: BSC khai báo thông tin với MSC 82
Hình 4 34 GĐ 2: MSC1 yêu cầu MSC2 cấp Handover Number 83
Hình 4 35 GĐ 2: Cấp mã HON và kênh vô tuyến cho MSC1 84
Hình 4 36 GĐ 3: MSC1 chuyển mạch kết nối cho MS trên kênh lưu lượng thiết lập với MSC2 84
Hình 4 37 Kết nối với BTS cũ được giải phóng 85
Hình 6 1 Đo kiểm tra Handover từ trạm Trương Định sang trạm Đại La 98
Hình 6 2 Kết quả đo Handover giữa hai trạm là tốt 99
Hình 6 3 Kết quả đo sóng tại khu đô thị mới Pháp Vân 100
Hình 6 4 Phát hiện nhiễu tần số 101
Hình 6 5 Các chỉ tiêu chất lượng hệ thống trước và sau khi mở rộng TRX tại Hàng Lược (Cell A_Băng tần 1800) 102
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
***
A
ACCH Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết
AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập
ARFCH Absolute Radio Frequency Kênh tần số tuyệt đối
Channel
AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực
AVDR Average Drop Call Rate Tỉ lệ rớt cuộc gọi trung bình
B
BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá
BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá
BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bít
Bm Full Rate TCH TCH toàn tốc
BS Base Station Trạm gốc
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc
BSIC Base Station Identity Code Mã nhận dạng trạm gốc
BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc
BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc
C
C/A Carrier to Adjacent Tỉ số sóng mang/nhiễu kênh lân
cận
CCBR SDCCH Blocking Rate Tỉ lệ nghẽn mạch trên SDCCH
CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung
CCDR SDCCH Drop Rate Tỉ lệ rớt mạch trên SDCCH
CCH Control Channel Kênh điều khiển
CCS7 Common Channel Signalling No7 Báo hiệu kênh chung số 7
CCITT International Telegraph and Uỷ ban tư vấn quốc tế về điện thoại và
Telephone Consultative Committee điện báo
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã
Cell Cellular Ô (tế bào)
CI Cell Identity Nhận dạng ô ( xác định vùng LA )
C/I Carrier to Interference Tỉ số sóng mang/nhiễu đồng kênh
C/R Carrier to Reflection Tỉ số sóng mang/sóng phản xạ
CSPDN Circuit Switch Public Mạng số liệu công cộng chuyển mạch
Data Network gói
CSSR Call Successful Rate Tỉ lệ cuộc gọi thành công
D
DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng
E
EIR Equipment Identification Bộ ghi nhận dạng thiết bị
Register
ETSI European Telecommunications Viện tiêu chuẩn viễn thông
Standard Institute Châu Âu
F
FDMA Frequency Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo tần số
Access
FACCH Fast Associated Kênh điều khiển liên kết nhanh
Control Channel
FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số
G
GMSC Gateway MSC Tổng đài di động cổng
GoS Grade of Service Cấp độ phục vụ
GSM Global System for Mobile Thông tin di động toàn cầu
Communication
H
HLR Home Location Register Bộ đăng ký định vị thường trú
HON Handover Number Số chuyển giao
I
IHOSR Incoming HO Successful Rate Tỉ lệ thành công Handover đến
IMSI International Mobile Số nhận dạng thuê bao di động
Subscriber Identity quốc tế
ISDN Integrated Service Digital Mạng số đa dịch vụ
Network
L
LA Location Area Vùng định vị
LAC Location Area Code Mã vùng định vị
LAI Location Area Identifier Số nhận dạng vùng định vị
LAPD Link Access Procedures Các thủ tục truy cập đường
on D channel truyền trên kênh D
LAPDm Link Access Procedures Các thủ tục truy cập đường
on Dm channel truyền trên kênh Dm
Lm Haft Rate TCH TCH bán tốc
M
MCC Mobile Country Code Mã quốc gia của mạng di động
MNC Mobile Network Code Mã mạng thông tin di động
MS Mobile station Trạm di động
MSC Mobile Service Tổng đài di động
Switching Center
MSIN Mobile station Identification Số nhận dạng trạm di động
Number
MSISDN Mobile station ISDN Number Số ISDN của trạm di động
MSRN MS Roaming Number Số vãng lai của thuê bao di động
N
NMC Network Management Center Trung tâm quản lý mạng
NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu
O
OHOSR Outgoing HO Successful Rate Tỉ lệ thành công Handover ra
OSI Open System Interconnection Liên kết hệ thống mở
OSS Operation and Support Phân hệ khai thác và hỗ trợ
Subsystem
OMS Operation & Maintenace Phân hệ khai thác và bảo dưỡng.
Subsystem
P
PAGCH Paging and Access Grant Kênh chấp nhận truy cập
Channel và nhắn tin
PCH Paging Channel Kênh tìm gọi
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng
PSPDN Packet Switch Public Mạng số liệu công cộng
Data Network chuyển mạch gói
PSTN Public Switched Telephone Mạng chuyển mạch điện thoại công
Network cộng
R
RACH Random Access Channel Kênh truy cập ngẫu nhiên
Rx Receiver Máy thu
S
SACCH Slow Associated Kênh điều khiển liên kết chậm
Control Channel
SDCCH Stand Alone Dedicated Kênh điều khiển dành riêng
Control Channel đứng một mình (độc lập)
SIM Subscriber Identity Modul Mô đun nhận dạng thuê bao
SN Subscriber Number Số thuê bao
T
TACH Traffic and Associated Channel Kênh lưu lượng và liên kết
TCBR TCH Blocking Rate Tỉ lệ nghẽn mạch TCH
TCDR TCH Drop Rate Tỉ lệ rớt mạch trên TCH
TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng
TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo
thời gian
TRAU Transcoder/Rate Adapter Unit Bộ thích ứng tốc độ và chuyển mã
TRX Tranceiver Bộ thu – phát
PHẦN MỞ ĐẦU
***
Đề tài được chia thành hai phần:
Phần I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG DI ĐỘNG GSM
Phần II: TỐI ƯU HÓA MẠNG DI ĐỘNG GSM
Phần I của đề tài sẽ đề cập tới những khái niệm cơ bản nhất về hệ thống thông tin di động GSM.
Phần II trình bày các tính toán mạng GSM cùng với công tác tối ưu hóa hệ thống.
Nội dung chính được trình bày trong các chương như sau:
Chương I: Giới thiệu về lịch sử phát triển mạng GSM và cấu trúc địa lý của mạng.
Chương II: Trình bày về các thành phần chức năng trong hệ thống.
Chương III: Trình bày các tính toán mạng GSM về dung lượng và các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng phủ sóng.
Chương IV: Trình bày những quy hoạch thiết kế hệ thống.
Chương V: Các chỉ tiêu chất lượng hệ thống, giá trị khuyến nghị và các chỉ tiêu chất lượng thực tế đạt được của mạng VMS_MobiFone.
Chương VI: Giới thiệu một số công tác tối ưu hóa tại mạng VMS_MobiFone.
TỔNG QUAN VỀ MẠNG GSM
Chương I
GIỚI THIỆU CHUNG 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.
1.1. 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.
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 đoán của GSM Association, năm 2007 số thuê bao GSM sẽ đạt 2,5 tỉ.
(Nguồn: www.gsmworld.com;
You must be registered for see links
)Hình 1 1 Thị phần thông tin di động trên thế giới năm 2006
1.2. Cấu trúc địa lý của mạng
Mọi mạng điện thoại cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọi đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi. Ở một mạng di động, cấu trúc này rất quạn trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng. Trong hệ thống GSM, mạng được phân chia thành các phân vùng sau (hình 1.2):
Hình 1 2 Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM
Hình 1 3 Phân vùng và chia ô
1.2.1. Vùng phục vụ PLMN (Public Land Mobile Network)
Vùng phục vụ GSM là toàn bộ vùng phục vụ do sự kết hợp của các quốc gia thành viên nên những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau ở có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới.
Phân cấp tiếp theo là vùng phục vụ PLMN, đó có thể là một hay nhiều vùng trong một quốc gia tùy theo kích thước của vùng phục vụ.
Kết nối các đường truyền giữa mạng di động GSM/PLMN và các mạng khác (cố định hay di động) đều ở mức tổng đài trung kế quốc gia hay quốc tế. Tất cả các cuộc gọi vào hay ra mạng GSM/PLMN đều được định tuyến thông qua tổng đài vô tuyến cổng G-MSC (Gateway - Mobile Service Switching Center). G-MSC làm việc như một tổng đài trung kế vào cho GSM/PLMN.
1.2.2. Vùng phục vụ MSC
MSC (Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động, gọi tắt là tổng đài di động). Vùng MSC là một bộ phận của mạng được một MSC quản lý. Để định tuyến một cuộc gọi đến một thuê bao di động. Mọi thông tin để định tuyến cuộc gọi tới thuê bao di động hiện đang trong vùng phục vụ của MSC được lưu giữ trong bộ ghi định vị tạm trú VLR.
Một vùng mạng GSM/PLMN được chia thành một hay nhiều vùng phục vụ MSC/VLR.
1.2.3. Vùng định vị (LA - Location Area)
Mỗi vùng phục vụ MSC/VLR được chia thành một số vùng định vị LA. Vùng định vị là một phần của vùng phục vụ MSC/VLR, mà ở đó một trạm di động có thể chuyển động tự do mà không cần cập nhật thông tin về vị trí cho tổng đài MSC/VLR điều khiển vùng định vị này. Vùng định vị này là một vùng mà ở đó thông báo tìm gọi sẽ được phát quảng bá để tìm một thuê bao di động bị gọi. Vùng định vị LA được hệ thống sử dụng để tìm một thuê bao đang ở trạng thái hoạt động.
Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sử dụng nhận dạng vùng định vị LAI (Location Area Identity):
LAI = MCC + MNC + LAC
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: