Tối ưu hóa mạng viễn thông
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.35 MB, 120 trang )
NGUYỄN NGỌC BẢO
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
NGUYỄN NGỌC BẢO
KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN
THÔNG
TỐI ƯU HÓA MẠNG VIỄN THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC (KỸ THUẬT)
…......................................
KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
KHOÁ
Hà Nội – Năm 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------Nguyễn Ngọc Bảo
TỐI ƯU HÓA MẠNG VIỄN THÔNG
Chuyên ngành : Kĩ thuật điện tử viễn thông
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
TS . TRẦN VĂN CÚC
Hà Nội – Năm 2011
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình1.1 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM ................................................ 13
Hình 1.2 Phân loại kênh logic ................................................................................. 14
Hình 1.3 Tỉ số nhiễu đồng kênh C/I ......................................................................... 17
Hình 1.4 Mẫu ô 3/9 ................................................................................................... 20
Hình 1.5 Mẫu ô 4/12. ................................................................................................ 25
Hình 1.6 Cấu trúc mạng Viettel ................................................................................ 26
Hình 2.1 Tối ưu vô tuyến tác động lên phân hệ BSS ............................................... 27
Hình 2.2 Quy trình tối ưu mạng ............................................................................... 29
Hình 2.3 Giao diện thực hiện câu lệnh SQL truy vấn cơ sở dữ liệu. ...................... 30
Hình 2.4 Giao diện bản đồ của Enterprise. .............................................................. 33
Hình 2.5 Giao diện của Mapinfo .............................................................................. 35
Hình 2.6 Câu lệnh SQL tương ứng .......................................................................... 35
Hình 2.7 Kết quả thực hiện câu lệnh SQL................................................................ 37
Hình 2.8 Các cửa sổ giao diện của TEMS Investigation.......................................... 40
Hình 3.1 Nhiễu đồng kênh........................................................................................ 42
Hình 3.2 Nhiễu kênh liền kề ..................................................................................... 43
Hình 4.1 Đặc điểm địa hình cầu Chương Dươn ....................................................... 45
Hình 4.2 Nhiễu C/I worst trước khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên ......................... 46
Hình 4.3 RxLev trước khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên ........................................ 47
Hình 4.4 Nhiễu C/I worst trước khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên ......................... 50
Hình 4.5 Rxlev trước khi tối ưu Long Biên-Hoàn Kiếm.......................................... 51
Hình 4.6. C/I worst sau khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên ...................................... 52
Hình 4.7. RxLev sau khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên .......................................... 53
Hình 4.8. C/I worst sau khi tối ưu Long Biên-Hoàn Kiếm ...................................... 53
Hình 4.9 RxLev sau khi tối ưu Long Biên-Hoàn Kiếm .......................................... 54
Hình 4.10 C/I worst trước khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên ................................. 54
Hình 4.11 C/I worst sau khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên .................................... 55
Hình 4.12 RxLevel truớc khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên .................................. 59
Hình 4.13 RxLevel sau khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên...................................... 63
Hình 4.14 C/I worst trước khi tối ưu ....................................................................... 64
Hình 4.15 C/I worst sau khi tối ưu .......................................................................... 65
Hinh 4.16 RxLevel trước khi tối ưu ........................................................................ 66
Hình 4.17 Rx Level sau khi tối ưu........................................................................... 67
Hình 4.18 Cầu Thăng Long trước khi tối ưu ............................................................ 68
Hình 4.19 Cầu Thăng Long sau khi tối ưu .............................................................. 69
Hình 4.20 Traffic & CDR ......................................................................................... 70
Hình 4.21 KPI trước và sau thử nghiệm tham số ..................................................... 70
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Bốn băng tần GSM .................................................................................... 68
Bảng 1.2 Quy hoạch tần số BCCH ........................................................................... 69
Bảng 1.3 Quy hoạch tần số TCH .............................................................................. 70
Bảng 2.1 Các chỉ tiêu KPI chính trong mạng Viettel ............................................... 70
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là luận văn của riêng tôi. Những kết quả tính toán, thiết
kế trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ một
bản luận văn nào khác.
Học viên thực hiện
Nguyễn Ngọc Bảo
Trang 1
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ 1
MỤC LỤC ........................................................................................................................ 2
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................ 4
DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................................. 11
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................... 12
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 13
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM.................................................. 17
1.1 Giới thiệu chung về hệ thống GSM................................................................... 17
Bảng 1.1 Bốn băng tần GSM .................................................................................. 18
1.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng GSM ................................................................ 18
1.3 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM ........................................................ 20
1.4 Tổn hao đường truyền sóng vô tuyến ................................................................ 28
1.5 Nguyên tắc sử dụng tần số theo chia ô .............................................................. 35
1.6 Cấu trúc hệ thống và tài nguyên vô tuyến cụ thể trong mạng Viettel
CHƯƠNG II. BÀI TOÁN TỐI ƯU HÓA MẠNG VÔ TUYẾN ............................... 45
2.1 Định nghĩa về tối ưu .......................................................................................... 45
2.2 Mục đích: ........................................................................................................... 46
2.3 Các lý do của việc thực hiện quá trình tối ưu mạng:......................................... 46
2.4 Giới Thiệu Các KPIs Vô Tuyến Chính ............................................................. 47
2.5 Quy Trình Tối Ưu Mạng: .................................................................................. 51
Trang 2
2.6 Cac cong cu ho tro chinh cho qua trinh toi uu trong mang Viettel. ................. 58
CHƯƠNG III. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHÍNH VÀ GIẢI PHÁP CỦA BÀI TOÁN TỐI
ƯU .............................................................................................................................. 65
3.1. Vấn đề vùng phủ............................................................................................... 65
3.2 Vấn đề nhiễu ...................................................................................................... 66
3.3 Vấn đề nghẽn kênh cuộc gọi do nghẽn kênh lưu lượng TCH ........................... 69
3.4 Các Vấn Đề Lỗi Cuộc Gọi Tiêu Biểu ............................................................... 71
3.5 Vấn đề rớt Cuộc Gọi (Dropped Call) ................................................................ 76
3.6 Vấn đề Chuyển Giao (Handover) ...................................................................... 81
CHƯƠNG IV. GIẢI QUYẾT MỘT SỐ BÀI TOÁN TỐI ƯU CỤ THỂ TRONG
THỰC TẾ MẠNG VIETTEL ..................................................................................... 88
4.1 Tối ưu trong trường hợp bị rớt cuộc gọi do nhiễu cao ...................................... 88
4.2 Tối ưu trong trường hợp bị rớt cuộc gọi do chuyển giao chậm, vấn đề vùng phủ
không tốt ................................................................................................................ 106
4.3 Tối ưu bằng cách điều chỉnh các tham số mềm của hệ thống để giảm nghẽn,
nâng cao năng lực và chất lượng phục vụ của mạng............................................. 110
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 115
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 116
Trang 3
DANH SÁCH CÁC 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
Trang 4
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
Trang 5
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
G
Trang 6
Kênh hiệu chỉnh tần số
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
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
Integrated Service Digital
Mạng số đa dịch vụ
ISDN
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
Trang 7
LAPDm
Lm
Link Access Procedures
Các thủ tục truy cập đường
on Dm channel
truyền trên kênh Dm
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
Trang 8
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
Public Switched Telephone
Mạng chuyển mạch điện thoại công
Network
cộng
PSTN
R
RACH
Random Access Channel
Kênh truy cập ngẫu nhiên
Rx
Receiver
Máy thu
S
SACCH
Slow Associated
Kênh điều khiển liên kết chậm
Trang 9
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
Trang 10
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình1.1 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM ................................................ 13
Hình 1.2 Phân loại kênh logic ................................................................................. 14
Hình 1.3 Tỉ số nhiễu đồng kênh C/I ......................................................................... 17
Hình 1.4 Mẫu ô 3/9 .................................................................................................. 20
Hình 1.5 Mẫu ô 4/12. ............................................................................................... 25
Hình 1.6 Cấu trúc mạng Viettel ............................................................................... 26
Hình 2.1 Tối ưu vô tuyến tác động lên phân hệ BSS ............................................... 27
Hình 2.2 Quy trình tối ưu mạng ............................................................................... 29
Hình 2.3 Giao diện thực hiện câu lệnh SQL truy vấn cơ sở dữ liệu. ...................... 30
Hình 2.4 Giao diện bản đồ của Enterprise. ............................................................. 33
Hình 2.5 Giao diện của Mapinfo .............................................................................. 35
Hình 2.6 Câu lệnh SQL tương ứng ......................................................................... 35
Hình 2.7 Kết quả thực hiện câu lệnh SQL ............................................................... 37
Hình 2.8 Các cửa sổ giao diện của TEMS Investigation. ........................................ 40
Hình 3.1 Nhiễu đồng kênh ....................................................................................... 42
Hình 3.2 Nhiễu kênh liền kề .................................................................................... 43
Hình 4.1 Đặc điểm địa hình cầu Chương Dươn....................................................... 45
Hình 4.2 Nhiễu C/I worst trước khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên ......................... 46
Hình 4.3 RxLev trước khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên ........................................ 47
Hình 4.4 Nhiễu C/I worst trước khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên ......................... 50
Hình 4.5 Rxlev trước khi tối ưu Long Biên-Hoàn Kiếm ......................................... 51
Hình 4.6. C/I worst sau khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên ...................................... 52
Hình 4.7. RxLev sau khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên .......................................... 53
Hình 4.8. C/I worst sau khi tối ưu Long Biên-Hoàn Kiếm ...................................... 53
Hình 4.9 RxLev sau khi tối ưu Long Biên-Hoàn Kiếm .......................................... 54
Hình 4.10 C/I worst trước khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên ................................. 54
Trang 11
Hình 4.11 C/I worst sau khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên .................................... 55
Hình 4.12 RxLevel truớc khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên .................................. 59
Hình 4.13 RxLevel sau khi tối ưu Hoàn Kiếm-Long Biên ..................................... 63
Hình 4.14 C/I worst trước khi tối ưu ....................................................................... 64
Hình 4.15 C/I worst sau khi tối ưu .......................................................................... 65
Hinh 4.16 RxLevel trước khi tối ưu ........................................................................ 66
Hình 4.17 Rx Level sau khi tối ưu .......................................................................... 67
Hình 4.18 Cầu Thăng Long trước khi tối ưu............................................................ 68
Hình 4.19 Cầu Thăng Long sau khi tối ưu .............................................................. 69
Hình 4.20 Traffic & CDR ........................................................................................ 70
Hình 4.21 KPI trước và sau thử nghiệm tham số ..................................................... 70
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Bốn băng tần GSM ................................................................................... 68
Bảng 1.2 Quy hoạch tần số BCCH .......................................................................... 69
Bảng 1.3 Quy hoạch tần số TCH ............................................................................. 70
Bảng 2.1 Các chỉ tiêu KPI chính trong mạng Viettel............................................... 70
Trang 12
MỞ ĐẦU
I.LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Thế kỉ 21 là thế kỉ bùng nổ của khoa học công nghệ, đặc biệt trong lĩnh
vực công nghệ thông tin và điện tử viễn thông. Xuất phát từ nhu cầu giao tiếp, trao đổi
và chia sẻ của con người là vô cùng lớn và không bao giờ có giới hạn, các nhà khoa
học đã ra sức nghiên cứu để cho ra đời các thế hệ mạng thông tin di động mới liên tục
đáp ứng nhu cầu thông tin liên lạc của con người.
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. Dịch vụ thông tin di
động đã trở nên vô cùng phổ biến và là một trong những nhu cầu tất yếu đối với con
người khắp nơi trên thế giới
Trong những năm gần đây, lĩnh vực thông tin di động ở Việt Nam cũng đã có
những bước phát triển vượt bậc cả về cơ sở hạ tầng lẫn chất lượng phục vụ trong đó
lớn nhất là 3 nhà mạng Viettel, Mobifone và Vinaphone. Các nhà mạng này không
ngứng phát triển về quy mô số lượng, chất lượng dịch vụ cũng như đưa ra các chính
sách giá hấp dẫn để thu hút khách hàng. Điều này khiến cho số lượng thuê bao của các
nhà mạng này tại Việt Nam tăng lên rất nhanh với một tốc độ khủng khiếp.
Tuy nhiên đứng trước sự phát triển rầm rộ về quy mô như vậy, các nhà mạng sẽ
phải đối mặt với một vấn đề không nhỏ đó là làm sao để đảm bảo được chất lượng
phục vụ, đáp ứng được nhu cầu của khách hàng. Bài toán tối ưu chất lượng mạng lưới
trở nên vô cùng quan trọng và mang tính sống còn đối với các nhà mạng. Trước thực tế
đó, đồ án này đi vào nghiên cứu tìm hiểu về lý thuyết cũng như các giải pháp thực tế
nhằm tối ưu chất lượng mạng lưới viễn thông, nhằm duy trì và nâng cao khả năng phục
vụ tới mức tối đa cho các hạ tầng cơ sở mạng viễn thông.
Trang 13
II. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
Mạng thông tin di động GSM đã có mặt ở Việt Nam từ những năm đầu thập
niên 90. Tuy nhiên phải đến khoảng mười năm trở lại đây tôi mới được tiếp xúc và sử
dụng công nghệ này. Cùng với việc được học và nghiên cứu qua các bộ môn về thông
tin di động trong nhà trường Đại học Bách Khoa, ra trường làm việc 2 năm về lĩnh vực
di động trong công ty Viễn thông Viettel, đã khiến tôi có ý tưởng nghiên cứu và làm
luận văn về đề tài tối ưu hóa mạng viễn thông này.
III. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN
CỨU
1. Mục đích nghiên cứu
-
Tìm hiểu sâu về lý thuyết công nghệ mạng GSM
-
Tìm hiểu về lý thuyết bài toán tối ưu mạng cũng như các phương pháp tối
ưu ứng dụng trong thực tế
2. Đối tượng nghiên cứu
-
Mạng GSM của Tập đoàn Viễn thông quân đội Viettel, khu vực Hà Nội
-
Lý thuyết tổng quan mạng GSM, quy trình thực hiện tối ưu hóa mạng
GSM...
3. Phạm vi nghiên cứu
-
Nghiên cứu tổng quan về mạng GSM và các bài toán tối ưu mạng
-
Từ đó áp dụng trong thực tế tối ưu mạng tại Viettel
IV. NHỮNG LUẬN ĐIỂM CƠ BẢN VÀ ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI
Trang 14
Đề tài đã trình bày tổng quan về cấu trúc mạng GSM, thiết kế hệ thống và các
bài toán tối ưu mạng, các chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng. Đồng thời, đề tài cũng đã
áp dụng được lý thuyết vào trong thực tế công tác tối ưu mạng tại Công ty Viễn thông
Viettel
V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu lý thuyết cơ bản về hệ thống thông tin di động GSM
-Nghiên cứu các lý thuyết cơ bản của bài toán tối ưu mạng
-Ứng dụng trong thực tế công việc tối ưu tại Cty Viễn thông Viettel
VI. KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài bao gồm phần lý thuyết cơ bản và phần xây dựng các phương pháp tối
ưu, kết quả tối ưu thực tế trong mạng viễn thông. Tổng cộng đề tài chia thành 4
chương.
Chương 1: Tổng quan về hệ thống GSM
Chương này đi sâu tìm hiểu kiến thức cơ bản, cấu trúc và kiến trúc mạng GSM
cũng như các vấn đề về vô tuyến như tổn hao đường truyền sóng, phương pháp quy
hoạch tổ ong.
Chương 2: Bài toán tối ưu hóa mạng vô tuyến.
Tìm hiểu về nguyên lý, mục đích và các giai đoạn quy trình của việc tối ưu hóa
mạng viễn thông.
Chương 3: Một số vấn đề chính và giải pháp của bài toán tối ưu
Trang 15
Nêu ra các vấn đề chính trong yêu cầu của bài toán tối ưu hóa, đồng thời đưa ra
các giải pháp đi kèm, có liên hệ trong thực tế công tác tối ưu tại Viettel.
Chương 4: Giải quyết một số bài toán tối ưu cụ thể trong thực tế mạng
Viettel.
Vận dụng lý thuyết đã tìm hiểu ở các phần trước, tiến hành với thực nghiệm
công tác đo kiểm, tối ưu một số trường hợp trong mạng Viễn thông Viettel.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Trần Văn Cúc đã nhiệt tình giúp đỡ,
định hướng tôi trong quá trình hoàn thành đề tài này.
Hà Nội, tháng 9 năm 2011
Học viên thực hiện
Nguyễn Ngọc Bảo
Trang 16
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM
1.1 Giới thiệu chung về hệ thống GSM
Trong thời gian đầu những năm 1980, hệ thống thông tin di động tổ ong tương
tự đã được phát triển rất nhanh ở Châu Âu, đặc biệt là ở Scandinavia và vương quốc
Anh, ở Pháp và Đức cũng như vậy. Vào năm 1982, hội nghị các cơ quan quản lý bưu
chính và viễn thông Châu Âu (CEPT: European Conference of Posts and
Telecommunications) đã thành lập một nhóm nghiên cứu gọi là “Nhóm đặc trách di
động” (Group Special Mobile). Nhóm này đã nghiên cứu và phát triển hệ thống thông
tin di động số mặt đất tiêu chuẩn Châu Âu.
Vào năm 1989, nhóm GSM đã được chuyển sang cho Viện tiêu chuẩn viễn
thông Châu Âu quản lý và các thông số kỹ thuật của phase I GSM đã được công bố vào
năm 1990. Dịch vụ thương mại hoá được bắt đầu vào giữa năm 1991 và tới năm 1993
đã có 36 mạng GSM trên 22 nước và 25 nước đang xem xét và chọn lựa hệ thống
GSM. Đây không chỉ là một chuẩn dành riêng cho Châu Âu, mà Nam Phi, Australia và
nhiều nước phương Đông cũng chọn lựa hệ thống GSM cho mạng của mình. Đến năm
1994 đã có 1,3 triệu thuê bao di động trên toàn thế giới. Và đến đầu năm 1995 đã có
trên 5 triệu thuê bao. Để tiện cho việc thương mại hoá, từ viết tắt GSM bây giờ được
thay thế bằng “Global System for Mobile communications”, hệ thống thông tin di động
toàn cầu. Hệ thống GSM có cho phép sử dụng 4 băng tần như trên bảng 1.1.
450 MHz
Nâng cấp của hệ thống thông tin di dộng tế bàoular tương tự cũ ở
Scandinavia.
900 MHz
Băng tần cơ bản được sử dụng ở khắp các nước, ngoại trừ khu vực
Trang 17
Bắc Mỹ và hầu hết Nam Mỹ.
1800 MHz
Là băng tần mới được sử dụng ở khắp các nước để tăng thêm dung
lượng, ngoại trừ Bắc Mỹ và hầu hết Nam Mỹ.
1900 MHz
Băng tần này chỉ được sử dụng ở Bắc Mỹ và hầu hết Nam Mỹ.
Bảng 1.1 Bốn băng tần GSM
1.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng GSM
Hệ thống thông tin di động GSM cho phép chuyển vùng tự do của các thuê bao
trong châu Âu, có nghĩa là một thuê bao có thể thâm nhập sang mạng của nước khác
khi di chuyển qua biên giới. Trạm di động GSM – MS (GSM Mobile Station) phải có
khả năng trao đổi thông tin tại bất cứ nơi nào trong vùng phủ sóng quốc tế.
1.2.1 Về khả năng phục vụ :
- Hệ thống được thiết kế sao cho MS có thể dùng được trong tất cả các nước
có mạng.
- Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép sự linh hoạt lớn nhất cho
các loại dịch vụ khác liên quan tới mạng số liên kết đa dịch vụ (ISDN).
- Tạo một hệ thống có thể phục vụ cho các MS trên các tầu viễn dương như
một mạng mở rộng cho các dịch vụ di động mặt đất.
1.2.2 Về chất lượng phục vụ và an toàn bảo mật:
- Chất lượng của thoại trong GSM phải ít nhất có chất lượng như các hệ
thống di động tương tự trước đó trong điều kiện vân hành thực tế.
Trang 18
- Hệ thống có khả năng mật mã hoá thông tin người dùng mà không ảnh
hưởng gì đến hệ thống cũng như không ảnh hưởng đến các thuê bao khác không dùng
đến khả năng này.
1.2.3 Về sử dụng tần số:
- Hệ thống cho phép mức độ cao về hiệu quả của dải tần mà có thể phục
vụ ở vùng thành thị và nông thôn cũng như các dịch vụ mới phát triển.
- Dải tần số hoạt động là 890-915 và 935-960 Mhz.
- Hệ thống GSM 900Mhz phải có thể cùng tồn tại với các hệ thống dùng
900Mhz trước đây.
1.2.4 Về mạng:
- Kế hoạch nhận dạng dựa trên khuyến nghị của CCITT.
- Kế hoạch đánh số dựa trên khuyến nghị của CCITT.
- Hệ thống phải cho phép cấu trúc và tỷ lệ tính cước khác nhau khi được
dùng trong các mạng khác nhau.
- Trung tâm chuyển mạch và các thanh ghi định vị phải dùng hệ thống báo
hiệu được tiêu chuẩn hoá quốc tế.
- Chức năng bảo vệ thông tin báo hiệu và thông tin điều khiển mạng phải
được cung cấp trong hệ thống.
Trang 19
1.3 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM
1.3.1 Cấu trúc hệ thống GSM.
Một mạng GSM gồm 3 phần chính là trạm di động (Mobile Station), hệ thống
trạm gốc BSS : (bao gồm đài điều khiển trạm gốc (BSC) và các trạm thu-phát gốc
(BTS)) và hệ thống chuyển mạch và quản lý mạng. Với các giao diện chính gồm giao
diện A giữa NSS và BSS, giao diện Abis giữa BSC và BTS (trong BSS) và giao diện
vô tuyến Um giữa BTS và MS.
Cấu trúc cơ bản của hệ thống GSM được mô tả trong hình dưới đây
Hình1.1 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM
Các ký hiệu:
Trang 20
OSS
: Phân hệ khai thác và hỗ trợ
BTS
: Trạm vô tuyến gốc
: Trung tâm nhận thực
MS
: Trạm di động
HLR : Bộ ghi định vị thường trú
ISDN
: Mạng số liên kết đa dịch vụ
MS
PSTN (Public Switched Telephone
AU
C
C
: Tổng đài di động
Network):
BSS
: Phân hệ trạm gốc
Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng
BSC
: Bộ điều khiển trạm gốc
PSPDN
OM
: Trung tâm khai thác và bảo
CSPDN (Circuit Switched Public Data
C
dưỡng
Network):
SS
: Phân hệ chuyển mạch
Mạng số liệu chuyển mạch kênh công cộng
VLR : Bộ ghi định vị tạm trú
EIR
PLMN
: Mạng chuyển mạch gói công
cộng
: Mạng di động mặt đất công
cộng
: Thanh ghi nhận dạng thiết bị
1.3.2 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:
9 Trạm di động MS (Mobile Station)
9 Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem)
9 Phân hệ chuyển mạch SS (Switching Subsystem)
Trang 21
