Tài liệu tối ưu 4g đo kiểm mạng

VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT BƯU ĐIỆN

BIỆN PHÁP ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G

HÀ NỘI – 2018


CHƯƠNG TRÌNH

1. Tổng quan về hệ thống thơng tin di động 4G
2. Giới thiệu hệ thống 4G của VinaPhone, MobiFone
3. Lý thuyết đo kiểm tối ưu mạng 4G

 Mục đích đo kiểm tối ưu mạng 4G. Các quy định về quản lý chất lượng mạng và dịch vụ 4G
 Các tham số KPI chất lượng mạng 4G
 Phương pháp đo kiểm chất lượng mạng 4G
 So sánh các tham số mạng 3G và 4G
 Phân tích các vấn đề chất lượng mạng 4G
4. Ứng dụng và thực hành đo kiểm mạng 4G

 Công cụ hỗ trợ đo kiểm mạng 4G
 Các bài đo chất lượng mạng 4G
 Thực hành đo kiểm chất lượng mạng 4G
2


LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 4G

3

CÁC YÊU CẦU VÀ MỤC TIÊU CỦA 4G

 Giảm trễ
 Tăng tốc độ người dùng
 Tăng tốc độ bit ở biên cell, nhằm cung cấp dịch vụ đồng nhất
 Sử dụng phổ tần linh hoạt hơn
 Kiến trúc mạng đơn giản
 Di động liền mạch
 Công suất tiêu thụ hợp lý cho máy di động đầu cuối

4


CÁC CÔNG NGHỆ CHO 4G

 Đa truy nhập theo tần số trực giao (OFDMA) ở đường xuống
 Đa truy nhập theo tần số đơn sóng mang (SC-FDMA) ở đường lên
 Đa anten vào đa anten ra (MIMO)
 Giao diện vô tuyến chuyển mạch gói

5


CẤU TRÚC MẠNG 4G

6


CẤU TRÚC MẠNG 4G

 Thiết bị người dùng (UE)
 Thiết bị bất kỳ được sử dụng bởi người sử dụng đầu cuối để truyền thông (điện thoại di động, máy tính được trang bị adapter băng rộng
di động,…)

 UE thực hiện các nhiệm vụ sau hướng tới mạng lõi: Quản lý tính di động, điều khiển cuộc gọi và quản lý định danh
 Mạng truy nhập E_UTRAN
E_UTRAN thực hiện các chức năng liên quan đến phần vô tuyến bao gồm:

 Quản lý tài nguyên vô tuyến: Bao gồm tất cả các chức năng lên quan đến phần truyền tải vô tuyến, như điều khiển truyền tải vô tuyến,
điều khiển tiếp nhận vơ tuyến, điều khiển tính di động, lập lịch và phân bổ động các tài nguyên cho các UE trên cả đường lên và đường
xuống

 Nén tiêu đề: Đảm bảo sử dụng hiệu quả giao diện vô tuyến nhờ nén các tiêu đề gói IP
 Bảo mật: Tất cả dữ liệu được truyền tải qua giao diện vô tuyến được mật mã hố
 Xác định vị trí: E_UTRAN cung cấp các đo lường cần thiết và các dữ liệu để tìm kiếm vị trí của UE
 Kết nối tới mạng lõi EPC: Bao gồm phần báo hiệu tới MME và phần truyền tải tới S-GW

7


CẤU TRÚC MẠNG 4G

 Mạng lõi gói EPC
EPC thực hiện tất cả các điều khiển UE và thiết lập các truyền tải. Các phần tử của EPC bao gồm:
P-GW (Gateway – Mạng dữ liệu gói)

 P-GW là điểm liên lạc của mạng EPC với mạng dữ liệu bên ngồi thơng qua giao diện SGi
 P-GW thực hiện phân bổ địa chỉ IP cho UE, thực hiện đảm bảo QoS và tính cước dựa trên luồng theo các quy tắc từ PCRF
S-GW (Gateway phục vụ)

 Đóng vai trị là bộ định tuyến chuyển tiếp dữ liệu giữa trạm gốc và gateway mạng dữ liệu gói
MME (Thực thể quản lý di động)

 MME là node điều khiển, xử lý báo hiệu giữa UE và EPC
 Các chức năng chính của MME là: Thiết lập, duy trì và giải phóng các phần truyền trải; Nhắn tin các thuê bao trong quản lý kết nối EPS; Quản lý
chuyển giao
PCRF (Chức năng các quy tắc tính cước và điều khiển chính sách)

 PCRF thực hiện điều khiển các chức năng tính cước dựa trên luồng trong PCEF (chức năng quy định điều khiển chính sách) thường trú trong PGW
HSS (Server thuê bao thường trú)

 HSS bao gồm dữ liệu thuê bao của người dùng như profile QoS và các hạn chế truy nhập cho việc roaming

8


ƯU ĐIỂM CẤU TRÚC MẠNG 4G

 4G LTE hoạt động dựa trên IP với kiến trúc mạng phẳng
 Tách biệt giữa mặt phẳng điều khiển và truyền tải, do đó tăng hiệu quả sử dụng và chi phí, giảm lưu lượng backhaul
 Chức năng RNC của mạng 3G được chuyển sang eNodeB và một phần chức năng nằm trong MME và S-GW
 Tối ưu, dễ dàng triển khai trên hạ tầng mạng lõi 2G/3G hiện có, truyền thơng với các mạng thông qua S-GW và PDNGW

9


KIẾN TRÚC GIAO THỨC MẠNG 4G

10

KIẾN TRÚC GIAO THỨC MẠNG 4G

 Lớp vật lý (Lớp 1)
 Truyền tải thông tin từ các kênh truyền tải MAC qua giao diện khơng gian
 Thực hiện thích nghi liên kết (AMC), điều khiển cơng suất, tìm kiếm cell
 Các đo lường khác cho lớp RRC
 Lớp truy nhập môi trường (MAC)
 Lớp MAC ánh xạ giữa các kênh logic và các kênh truyền tải
 Ghép/tách kênh logic khác nhau thành/từ các khối truyền tải (TB)
 Báo cáo thông tin lập lịch
 Sửa lỗi thông qua HARQ, điều khiển Priority giữa các kênh logic UE

11


KIẾN TRÚC GIAO THỨC MẠNG 4G

 Ánh xạ kênh đường xuống MAC

12


KIẾN TRÚC GIAO THỨC MẠNG 4G

 Ánh xạ kênh đường lên MAC

13

KIẾN TRÚC GIAO THỨC MẠNG 4G

 Điều khiển liên kết vô tuyến (RLC)
 Truyền tải các PDU lớp cao hơn
 Sửa lỗi thông qua ARQ
 Phân phát theo thứ tự các PDU dữ liệu RLC
 Phát hiện lỗi giao thức
 Điều khiển tài nguyên vô tuyến (RRC)
 Phát quảng bá thông tin hệ thống
 Điều khiển kết nối RRC
 Quản lý tính di động
 Báo cáo cấu hình và đo

14


KIẾN TRÚC GIAO THỨC MẠNG 4G

 Điều khiển hội tụ dữ liệu gói (PDCP)
 Nén và giải nén Tiêu đề dữ liệu IP
 Quản lý chuyển giao
 Mật mã hoá và giải mật các dịch vụ mặt phẳng người dùng và mặt phẳng điều khiển, bảo vệ toàn vẹn và kiểm tra toàn vẹn dữ
liệu mặt phẳng điều khiển

 Giao thức tầng khơng truy nhập (NAS)
 Hỗ trợ tính di động của UE
 Các thủ tục quản lý phiên để thiết lập và duy trì kết nối IP giữa UE và PDN GW

15

KIẾN TRÚC GIAO THỨC MẠNG 4G

 Các kênh logic và kênh truyền tải

16


ROAD MAP VÔ TUYẾN BĂNG RỘNG TẠI VIỆT NAM

17


THỬ NGHIỆM 4G TẠI VIỆT NAM

 Các khu vực:
 VNPT: TP Hồ Chí Minh, Phú Quốc (Kiên Giang)
 Viettel: Bà Rịa – Vũng Tàu
 MobiFone: TP Hà Nội, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh
 Thời gian: 1 năm
 Băng tần: 1800 MHz và 2600 MHz

18


TRIỂN KHAI 4G/LTE-A TẠI VIỆT NAM

19

GIẤY PHÉP 4G TẠI VIỆT NAM

20


TRIỂN KHAI 4G TẠI VIỆT NAM

21


LƯỢNG THUÊ BAO 4G TẠI VIỆT NAM

22


GIỚI THIỆU HỆ THỐNG 4G VINAPHONE

Rx

Operator’s IP services (e.g.

PCRF

IMS)
Gx

SGi

3GPP TS 23.401

Gn

PDN GW
Gi

OCS
Gy

HSS
GGSN
3GPP pre-Rel 8

MSC

S6a

S5 / S8

S10
Sv

Gn
Gn

MME

S3
S4

SGSN

SGSN

3GPP pre-Rel 8

3GPP Rel 8

Serving GW

S11

S1-MME

S1-U

Iu
Gb

BSC
GSM

eNodeB
RNC
WCDMA/HSPA

X2

E-UTRAN

Other access

technologies

3GPP TS 23.060

3GPP TS 36.300

3GPP TS 23.402

23


GIỚI THIỆU HỆ THỐNG 4G VINAPHONE

 Chức năng SGSN
 Quản lý di động: Mobility Management (MM)
 Quản lý phiên: Session Management (SM)
 Thực hiện việc định tuyến và chuyển tiếp dữ liệu dữ liệu giữa MS và SGSN-MME
 Tính cước: Charging (CG) có thế tạo ra, lưu trữ, convert và gửi thông tin về cuộc gọi (CDRs)
 Thống kê: Statistic
 Nhận thực 2G, 3G
 2G-3G interworking

24


GIỚI THIỆU HỆ THỐNG 4G VINAPHONE

 Chức năng MME
 Quản lý di động: Mobility Management (MM)
 Quản lý phiên: Session Management (SM)

 Thực hiện việc định tuyến và chuyển tiếp dữ liệu dữ liệu giữa MS và SGSN-MME
 Thống kê: Statistic
 Nhận thực 3G, 4G
 3G-4G interworking

25