SON giải pháp tối ưu hóa mạng di động (tt)

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------

NGUYỄN TUẤN NAM

SON - GIẢI PHÁP TỐI ƯU HÓA MẠNG DI ĐỘNG
4G LTE
Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông
Mã số: 08.52.02.08

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
( Theo định hướng ứng dụng)

HÀ NỘI – 2018


Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Chiến Trinh

Phản biện 1: ………………………………………………………………
Phản biện 2: ……………………………………………………………..

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện
Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Vào lúc:

....... giờ ....... ngày ....... tháng ....... năm ...............

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, các nhà khai thác di động trên thế giới đang đẩy mạnh đầu tư hạ tầng mạng
LTE, với mục đích cung cấp các dịch vụ mới sáng tạo và mang lại những trải nghiệm phong
phú hơn cho người dùng, Tuy nhiên, trên các mạng 4G (các dịch vụ dữ liệu và video cần băng
thông lớn), lưu lượng truyền tải dữ liệu có sự khác biệt rất lớn so với mạng 2G và 3G. Do vậy
tối ưu hóa mạng sẽ trở thành vấn đề then chốt đối với hầu hết các nhà khai thác mạng hiện
nay. Tuy nhiên, không phải giải pháp tối ưu nào cũng đáp ứng được vì cần phải đảm bảo yếu
tố tương thích với các hệ thống sẵn có, trong khi vẫn đáp ứng được kỳ vọng cũng như chiến
lược mở rộng của nhà mạng. Mạng tự tối ưu SON (Self Organizing Networks) được đánh giá
là một lựa chọn tối ưu giúp các nhà khai thác có kế hoạch triển khai LTE giải quyết vấn đề
này.
Với mục đích đưa ra giải pháp tối ưu hóa mạng 4G phù hợp và hiệu quả nhất, tôi xin chọn
đề tài nghiên cứu “SON - GIẢI PHÁP TỐI ƯU HÓA MẠNG DI ĐỘNG 4G LTE”.
Khái niệm mạng tự tổ chức (SON) chỉ bắt đầu được thực hiện sau khi chuyển từ 3G lên
4G. Điều này là do lưu lượng dữ liệu tăng trưởng mạnh nên đòi hỏi có sự thay đổi trong cách
qui hoạch vùng phủ và dung lượng mạng. Số lượng lớn dữ liệu bị nghẽn trong mạng lưới
trong dẫn đến giảm tỷ lệ doanh thu. Điều này yêu cầu một sự suy nghĩ lại về cách quản lý
mạng để giảm chi tiêu vốn (CAPEX) và chi phí hoạt động (OPEX. Ngoài ra, mô hình lưu
lượng truy cập dữ liệu rất khác với mô hình lưu lượng thoại và nó đòi hỏi một cách tiếp cận
khác nhau đối với quy hoạch mạng.
Mạng tự tổ chức(SON) được giới thiệu như là 1 phần của 3GPP Long Term
Evolution (LTE), là chìa khóa giúp cải thiện quá trình vận hành và bảo dưỡng(O&M). Bằng
cách sử dụng SON chúng ta có thể loại bỏ một số can thiệp của con người vào quá trình vận
hành và bảo dưỡng mạng(O&M). Giúp giảm chi phí lắp đặt và quản lý bằng cách đơn giản

hóa các chức năng hoạt động thông qua cơ chế tự động như tự cấu hình và tự tối ưu.
SON là một khái niệm tự động các quy trình cho phép giám sát liên tục dịch vụ và hiệu
suất mạng và phân tích dữ liệu thu thập từ các bộ phận khác nhau của mạng cung cấp phản
hồi hữu ích có thể được sử dụng cho ra quyết định. SON giúp triển khai nhanh hơn và hướng
đến việc cấu hình và tối ưu hóa mạng tự động, để tương tác của con người có thể được giảm
xuống và năng lực của mạng có thể được tăng lên. Các chức năng chính của SON bao gồm:
tự cấu hình(self-configuration), tự tối ưu hóa(self-optimization) và tự sửa lỗi(self-healing).


2
Trên thế giới, rất nhiều hãng viễn thông đã bắt đầu cung cấp giải pháp SON, năm 2016
Cellwize (Nhà cung cấp giả pháp SON số 1 thế giới đến từ Israel) đã triển khai SON cho Tập
đoàn Telefonica(Tập đoàn viễn thông Tây Ban Nha) tại 7 quốc gia Nam Mỹ(với hơn 70 triệu
thuê bao). Theo Cellwize
Tại Việt Nam, giải pháp SON mới bắt đầu được thử nghiệm. Hiện tại VNPT-Net đang
phối hợp với NSN(Nokia System Network) triển khai giải pháp SON Eden-Net thử nghiệm
tại Hà Nội từ năm 2017.
Dự kiến luận văn sẽ được cấu trúc với các chương như sau:
CHƯƠNG 1. LTE VÀ GIẢI PHÁP TỐI ƯU HÓA : Chương này giới thiệu về các
khía cạnh chính của LTE, từ các tiêu chuẩn, thiết kế và kiến trúc LTE, từ đó đặt ra yêu cầu về
giải pháp tự tối ưu cho mạng LTE.
CHƯƠNG 2. GIẢI PHÁP MẠNG TỰ TỔ CHỨC – SON : Chương này giới thiệu
lý thuyết về giải pháp SON, các thành phần, cấu trúc và các mô hình triển khai SON trong
thực tế.
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG SON TRÊN MẠNG VNPT-NET : Chương này giới
thiệu cụ thể về giải pháp SON của nhà mạng Nokia(SON Eden-Net), cách thức vận hành và
triển khai thử nghiệm tại VNPT-NET.
2. Mục đích nghiên cứu:
Luận văn nghiên cứu về tối ưu hóa khi triển khai mạng LTE, giải pháp tự tối ưu hóa
SON(Self Organizing Networks). Ứng dụng giải pháp SON trên thực tế khi triển khi thử

ngiệm. Đánh giá hiệu quả của giải pháp SON sau khi triển khai.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Luận văn tập trung vào nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa SON cho mạng di động mà chủ
yếu là 4G. Nghiên cứu này tập trung vào các vấn đề về lý thuyết và giải pháp công nghệ SON.
Trên cơ sở đó ứng dụng giải pháp SON Nokia EdenNet áp dụng trên thực tế mạng 4G Hà
Nội(VNPT-Net).
4. Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp phân tích, tổng hợp, thu thập, nghiên cứu các tài liệu sẵn có về hệ thống tự
tối ưu SON.
Thực nghiệm giải pháp SON tại địa bàn Hà Nội để thấy rõ hiệu quả so với các phương
pháp tối ưu khác.


3

Chương 1 LTE-A VÀ GIẢI PHÁP TỐI ƯU HÓA
1.1 Tổng quan về LTE-A
LTE-A (viết tắt của cụm từ Long Term Evolution-Advance, là sự tiến hóa trong tương
lai của công nghệ LTE – đây được coi như là công nghệ di động thứ 4. Tương tự như 4G,
LTE là một tiêu chuẩn truyền thông không dây tốc độ cao của điện thoại di động và các thiết
bị đầu cuối dữ liệu. LTE không phải là mạng 4G, đây là công nghệ tiệm cận với công nghệ
4G và có tốc độ thấp hơn rất nhiều so với mạng 4G. LTE-A đem đến một tốc độ tải dữ liệu
cực nhanh, đối với tốc độ tải xuống tối đa là 3Gb/s và tốc độ tải lên tối đa là 1,5Gb/s. Trong
khi đó đối với LTE lần lượt là 299.6 Mbit/s và 75.4 Mbit/s. Không những vậy, với các giao
thức truyền dẫn mới và nguyên tắc phối hợp đa ăng ten giúp việc chuyển giao giữa các cell
dễ dàng và suôn sẻ hơn, góp phần làm năng lực hệ thống mạng cao hơn, kết nối ổn định và
dữ liệu rẻ hơn. Sử dụng hoàn toàn trên nền IP, cung cấp các dịch vụ như điện thoại IP, truy
cập internet băng rộng, các dịch vụ game và dòng HDTV đa phương tiện…
1.1.1 Các đặc tính cơ bản của LTE-A
Ưu điểm của hệ thống 4G/LTE-A : All IP – hỗ trợ dịch vụ hoàn toàn trong miền PS,

hỗ trợ throughput cao (tốc độ cao, dung lượng lớn), giảm độ trễ (Control Plan và User Plan),
hỗ trợ Inter-working với mạng truy nhập 3GPP và các mạng truy nhập vô tuyến khác, giảm
giá thành sử dụng trên Mbyte.
Độ rộng băng thông linh hoạt :1,4 MHz; 3 MHz; 5 MHz; 10 MHz; 15 MHz;
20MHz. Hỗ trợ cả 2 trường hợp độ dài băng lên và băng xuống bằng nhau hoặc không.
Năng lực phục vụ và tính di động cao : Năng lực phục vụ user :Ít nhất 200
users/cell (5MHz), tối đa lên tới 400 users/cell. Tính di động cao: Hoạt động tối ưu trong
phạm vị 0-15 km/hr, vẫn đảm bảo hiệu suất 15-120 km/hr. Đáp ứng lên tới 120-350 km/hr

1.1.2 Kiến trúc mạng 4G/LTE-A
Song song với việc truy cập vô tuyến LTE-A, mạng lõi gói cũng đang phát triển thành
kiến trúc Hệ thống kiến trúc phát triển (SAE) phẳng. Để yêu cầu tăng dung lượng dữ liệu và
độ trễ giảm có thể được đáp ứng, cùng với việc chuyển sang một mạng toàn IP, cần phải áp
dụng một phương pháp tiếp cận mới cho cấu trúc mạng. Kiến trúc mới này được thiết kế để
tối ưu hóa hiệu suất mạng, cải thiện hiệu quả chi phí và tạo điều kiện cho sự hấp thu của các
dịch vụ dựa trên IP trên thị trường đại chúng. Do đó, kiến trúc SAE cũng được gọi là Mạng
lõi phát triển (EPC).


4
Chỉ có hai nút trong mặt phẳng người dùng kiến trúc SAE: trạm gốc LTE (eNodeB)
và Cổng SAE (S-GW). Các trạm gốc LTE được kết nối với Mạng lõi (CN) bằng cách sử dụng
mạng lõi - giao diện RAN, S1. Kiến trúc phẳng này làm giảm số lượng các nút liên quan trong
các kết nối.

1.1.3 Các phần tử trong mạng 4G/LTE-A
Mạng 4G/LTE-A gồm các thành phần chính : UE, ENodeB, MME, S-GW, P-GW
 UE : Smartphone hỗ trợ công nghệ 4G/LTE-A, có băng tần linh hoạt. Hỗ trợ truy nhập
song công FDD & TDD, hỗ trợ công nghệ đa antenna (MIMO). Điều khiển công suất
đường lên (UL) và hỗ trợ xử lý truyền lại gói tin (HARQ/ARQ).

 ENodeB : evolved NodeB (NodeB phát triển) : Thay thế NodeB/RNC cũ từ 3G, giúp
quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM), truyền dẫn dữ liệu User Plan tới S-GW, truyền
dẫn dữ liệu Control Plan tới MME (NAS&AS). Đảm bảo QoS qua giao diện vô tuyến.
 S-GW: Serving Gateway(Gateway phục vụ) : Định tuyến và chuyển tiếp dữ liệu
User Plan. Điều khiển chuyển giao Inter-eNodeB, điều khiển nghẽn, Core IP QoS, Call
trace.
 MME: Mobility Management Entity (Thực thể quản lý di động) : Xử lý bản tin
báo hiệu (NAS), điều khiển các kênh mang, nhận thực với HSS. Giúp lựa chọn S-GW
cho UE, thực hiện tracking và Paging UE (Idle mode).
 P-GW: Packet Data Network Gateway (Gateway mạng dữ liệu gói) : Kết nối và
đảm bảo kết nối liên tục với mạng gói bên ngoài (3GPP hoặc Non 3GPP), thực hiện
lọc gói tin, DHCP server & client. Chuyển tiếp các thủ tục police & charging từ PCRF
đến PCEF và kết hợp kênh mang UL & DL
 Các phần tử khác trong EPC : HSS (Home Subscriber Server): hỗ trợ nhận thực,
PCRF (Policy and Charging Rules Function): tính cước và các chính sách, P-LIG:
Packet Lawful Intercept Gateway

1.1.4 Các giao diện trong mạng 4G/LTE-A
Các giao diện của 4G/LTE-A bao gồm :
1) LTE-Uu Interface và X2 Interface
 LTE-Uu Interface: Giao diện vô tuyến của LTE-A giữa UE và eNodeB. Điều chế
OFDMA cho đường xuống(DL) và SC-FDMA cho đường lên(UL), phương thức truy
nhập FDD hoặc TDD, băng thông: 1.4 MHz – 20 MHz.
 X2 Interface: Giao diện giữa các eNodeB, giúp chuyển giao Inter-eNodeB. Chia sẻ
tài nguyên vô tuyến giữa các eNodeB lân cận, giao diện logic - có thể kết nối thông
qua mạng CN.
2) S1-MME Interface và S1-U Interface


5

 S1-MME Interface: Giao diện Control Plan giữa eNodeB và MME, eNodeB và MME
sẽ trao đổi các bản tin báo hiệu NAS (tầng không truy nhập) như nhận thực, cập nhật
TA (vùng đeo bám). Mỗi eNodeB có thể kết nối tối đa đến 16 MME.
 S1-U Interface: Giao diện User Plan giữa eNodeB và S-GW, giao diện dữ liệu người
dùng trong suốt.
3) S10 Interface và S6a Interface
 S10 Interface: Giao diện giữa các MMEs. Phục vụ chuyển giao và cập nhật TA giữa
các MMEs.
 S6a Interface: Giao diện giữa MME và HSS. Trao đổi các bản tin nhận thực và thông
tin thuê bao.
1.2 Giải pháp tối ưu hóa cho mạng 4G/LTE-A
1.2.1 Triển khai LTE-A và giải pháp tối ưu
Thách thức lớn nhất mà các nhà khai thác mạng phải đối mặt ngày hôm nay là bắt kịp
với nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng về tốc độ dữ liệu băng rộng không dây tăng
lên. Những thách thức này đã trở nên tồi tệ hơn do sự tăng trưởng chính của điện thoại thông
minh và nhu cầu kết nối đám mây lớn hơn của máy tính xách tay, máy tính bảng và các thiết
bị di động khác.
Như đã nêu trong Dự báo lưu lượng dữ liệu di động, các nhà khai thác di động đang
phản ứng với sự phát triển không ngừng trong các thiết bị và dữ liệu bằng cách đầu tư mạnh
vào xây dựng mạng LTE-A. Lưu lượng dữ liệu di động thế giới có sự chuyển dịch mạnh sang
LTE, dự kiến đến năm 2021 có thể lên đến 4,3 tỉ thuê bao LTE.
Để giải quyết các thách thức về hiệu suất mạng hiện tại và chi phí hoạt động, các nhà
khai thác di động đang áp dụng các giải pháp mạng tự tổ chức (SON). Trong khi các nhà khai
thác di động tìm cách đáp ứng nhu cầu dữ liệu di động ngày càng tăng, họ đang tăng trưởng,
phát triển và tăng tính phức tạp của mạng, do đó, các nhà khai thác này cần phải dựa vào SON
để giảm chi phí hoạt động và cải thiện trải nghiệm của khách hàng.
1.2.2 Giải pháp tối ưu hóa mạng SON
Khái niệm về mạng tự tổ chức (SON) đã được chọn chỉ sau khi chuyển đổi từ 3G sang
4G bắt đầu. Điều này là do sự gia tăng theo cấp số nhân trong lưu lượng dữ liệu đòi hỏi một
sự thay đổi trong cách bảo hiểm và dung lượng mạng được lên kế hoạch. Số lượng lớn lưu

lượng dữ liệu bị tắc nghẽn mạng trong khi không dẫn đến tăng tỷ lệ thuận lợi trong doanh thu.


6
Điều này đòi hỏi phải suy nghĩ lại về cách mạng được quản lý để giảm OPEX có thể đạt được.
Ngoài ra, mẫu lưu lượng dữ liệu rất khác so với mẫu lưu lượng thoại và yêu cầu phương pháp
tiếp cận khác đối với lập kế hoạch mạng.
SON là một lớp phần mềm thông minh mới giúp làm tăng dung lượng mạng, nâng cao
chất lượng dịch vụ (QoS), và giảm chi phí hoạt động (OPEX). Các giải pháp SON cho phép
các nhà khai thác tự động hóa họ cấu hình, tối ưu hóa và bảo trì các mạng hiện đại có quy mô
lớn. SON hoạt động trên nhiều công nghệ (2G, 3G và 4G) và hỗ trợ nhiều nhà cung cấp. SON
tự động đóng vòng lặp trên nhiều hoạt động trước đó yêu cầu sự tương tác đáng kể của con
người. Các lĩnh vực này bao gồm lập kế hoạch, quản lý hiệu suất, quản lý cảnh báo, quản lý
hàng tồn kho, định vị địa lý hoặc tối ưu hóa, kiểm tra & đo lường và thiết bị RAN. Liên minh
NGMN và 3GPP đã xác định các trường hợp sử dụng SON cơ bản và phân loại các trường
hợp sử dụng thành:
 Self-configuration(Tự cấu hình)
 Self-optimization(Tự tối ưu)
 Self-healing(Tự phục hồi)
Do số lượng lớn các tham số liên quan, quá trình tự động hóa quy hoạch mạng đang
được hỗ trợ. Mạng tự tổ chức (SON) là một khái niệm trong đó các quy trình tự động cho
phép giám sát liên tục dịch vụ và hiệu suất mạng và phân tích dữ liệu thu thập được từ các
phần khác nhau của mạng cung cấp phản hồi hữu ích có thể được sử dụng để đưa ra quyết
định. Khả năng của SON nhằm mục đích hỗ trợ các ưu tiên kinh doanh băng rộng di động và
quản lý sự phức tạp của mạng một cách thông minh. Nó rời khỏi các nhà khai thác miễn phí
để tập trung vào việc cung cấp một trải nghiệm người dùng tuyệt vời như việc quản lý công
nghệ đa; mạng đa nhà cung cấp được đơn giản hóa và sắp xếp hợp lý.
1.3 Lợi ích của nhà mạng khi dùng SON
Thách thức mà các nhà khai thác di động phải đối mặt là đảm bảo rằng các dịch vụ di
động có chất lượng cao trong khi giảm chi phí vốn (CAPEX) và chi phí hoạt động (OPEX)

của mạng truy nhập vô tuyến(RAN). Bằng cách sử dụng SON chúng ta có thể loại bỏ một số
can thiệp của con người từ hoạt động mạng và bảo trì. Bằng cách tận dụng trải nghiệm rộng
và công nghệ tiên tiến trên UTRAN, giúp hỗ trợ các chức năng SON hiệu quả về chi phí cung
cấp các lợi ích sau đây :
 Giảm CAPEX và OPEX
Theo phân tích gần đây, khoảng 17% CAPEX của nhà khai thác mạng không dây được
chi cho các dịch vụ kỹ thuật và lắp đặt. Các chức năng tự cấu hình của SON được dự kiến sẽ


7
loại bỏ nhiều hoạt động tại chỗ cho các cài đặt cơ bản và cập nhật tiếp theo các thiết bị mạng,
và do đó giảm CAPEX.
Nó cũng được biết rằng khoảng 24% doanh thu của một nhà khai thác mạng không
dây điển hình đi tới mạng OPEX, là chi phí vận hành và bảo trì mạng, đào tạo và hỗ trợ, điện,
truyền tải và cho thuê trạm. Các chức năng tự tối ưu hóa của SON sẽ giảm khối lượng công
việc cho khảo sát trang web và phân tích hiệu suất mạng, và do đó giảm OPEX. Hơn nữa,
chức năng tiết kiệm năng lượng của SON giảm chi phí điện năng tiêu thụ bởi thiết bị.
 Trải nghiệm người dùng được cải thiện
Các kiến trúc tự tối ưu hóa và tự chữa bệnh cải thiện chất lượng nhận thức của người
dùng bằng cách giảm thiểu sự suy giảm chất lượng do lỗi không chính xác của lỗi lập kế
hoạch hoặc thiết bị càng sớm càng tốt và tối ưu hóa các tham số mạng trong điều kiện nhiễu
và quá tải.
1.4 Kết luận chương
Với sự phát triển của mạng LTE-A mà đặc thù là lưu lượng dữ liệu tăng mạnh, việc tối
ưu vùng phủ và dung lượng mạng trở nên phức tạp. Do đó giải pháp SON là yêu cầu bắt buộc
để tối ưu mạng và nâng cao trải nghiệm người dùng. Luận văn giúp hiểu sâu hơn về giải pháp
tự tối ưu hóa SON trong việc tối ưu mạng LTE-A, cụ thể hơn là những kết của đạt được khi
triển khai thử nghiệm. Từ đó có đánh giá hiệu quả của giải pháp so với các phương pháp tối
ưu khác.

Chương 2 GIẢI PHÁP MẠNG TỰ TỔ CHỨC – SON
2.1 Cấu hình và các thành phần của SON
Như mọi mạng di động, hệ thống LTE cũng cần phải được quản lý và xu hướng là đơn
giản hóa các chức năng quản lý. Tuy nhiên, sự phức tạp của hệ thống LTE (số lượng và cấu
trúc của các tham số mạng) không chỉ mang lại lợi ích về hiệu suất mà còn mang lại những
yêu cầu mới về Hoạt động và Bảo trì (OAM) của mạng. Những yêu cầu này được tăng thêm
bởi sự tiến hóa song song và sử dụng nhiều cơ sở hạ tầng, ví dụ: 2G, 3G, WiMAX, vv SON
được xem là một trong những khu vực hứa hẹn cho một nhà điều hành để tiết kiệm chi phí
hoạt động và do đó hiện đang được bao gồm trong tiêu chuẩn 3GPP theo hình thức hướng
dẫn. Ngoài ra, SON cho LTE là một chủ đề nóng trong nghiên cứu hiện tại, được thúc đẩy


8
bởi những lợi ích nó có thể cung cấp và bởi thực tế là trong LTE, chức năng quản lý tài nguyên
vô tuyến được đặt ở cấp trạm gốc.
Chức năng SON có thể được chia thành ba thành phần như sau: tự cấu
hình(selfconfiguration), tự tối ưu hóa(self-optimization) và tự phục hồi(self-healing). Quá
trình vận hành được hình dung được áp dụng trong các mạng SON được trình bày trong Hình
2.1. Các thành phần khác nhau sẽ được giải thích trong các phần sau

2.1.1 Tự cấu hình
Quá trình tự cấu hình được định nghĩa là quá trình mà các nút mới được triển khai
được cấu hình bằng các quy trình cài đặt tự động để có được cấu hình cơ bản cần thiết cho
hoạt động của hệ thống. Đây là cấu hình động cắm và chạy(plug-and-play) của các eNB mới
được triển khai. Bản thân eNB sẽ tự cấu hình nhận dạng Physical Cell Identity (PCI), Cell
global ID (CGID), tần số truyền dẫn và công suất, dẫn đến việc lên kế hoạch và triển khai
trạm nhanh hơn.
Những ví dụ bao gồm:
1) Tự cấu hình PCI
2) Tự khai báo quan hệ cell (ANR)

2.1.1.1 Tự cấu hình PCI
Khi giải pháp tập trung được sử dụng, hệ thống OAM sẽ học được dữ liệu và kiểm soát
danh sách các PCI. Khi giải pháp phân tán được sử dụng, hệ thống OAM gán danh sách các
PCI có thể cho eNB mới được triển khai, nhưng việc chấp nhận PCI là do eNB quyết định.
ENB mới được triển khai sẽ yêu cầu một báo cáo, được gửi bởi Thiết bị người dùng (UE) trên
giao diện không dây hoặc bởi các eNB khác trên giao diện X2, bao gồm cả các PCI đang sử
dụng. ENB sẽ chọn ngẫu nhiên PCI của nó từ các giá trị còn lại.

2.1.1.2 Tự khai báo quan hệ cell
ANR làm tăng số lượng các chuyển giao thành công và giảm thiểu số lượng các cuộc
gọi bị rớt bằng cách duy trì danh sách neighbors chính xác và cập nhật. Giúp giảm thiểu công
việc cần thiết khi cấu hình các eNB mới triển khai và tối ưu hóa cấu hình trong khi hoạt động.
Trước khi thực hiện chuyển giao, eNB nguồn yêu cầu thông tin lân cận: PCI và CGID của
eNB đích. ANR bằng cách duy trì danh sách hàng xóm được cập nhật sẽ tiến hành quá trình
chuyển giao. 2
ANR bao gồm ba chức năng: chức năng quản lý bảng quan hệ neighbour (NRT), chức
năng xóa bỏ neighbour và chức năng phát hiện neighbour. Chức năng phát hiện neighbour lấy


9
báo cáo đo lường từ Bộ điều khiển tài nguyên vô tuyến (RRC) giúp tìm thấy neighbour mới.
Chức năng xóa bỏ neighbour giúp xóa bỏ các cặp neighbour(NRs) không còn cần thiết.

2.1.2 Tự tối ưu
Quá trình tự tối ưu hóa : được định nghĩa là quá trình khi các phép đo UE & eNB và
các phép đo hiệu suất được sử dụng để tự động điều chỉnh mạng.
Một số ví dụ:
a) Tối ưu vùng phủ và dung lượng
b) Tiết kiệm năng lượng

c) Giảm nhiễu
d) Khả năng tối ưu hóa tính di động(MRO)
e) Tối ưu hóa cân bằng tải di động(MLB)
f) Tối ưu hóa RACH

2.1.2.1 Tối ưu vùng phủ và dung lượng
Một nhiệm vụ hoạt động điển hình là tối ưu hóa mạng theo vùng phủ và dung lượng.
Điều này được thực hiện thông qua các phép đo trong mạng và sử dụng các mô hình lý thuyết
truyền sóng trong các công cụ lập kế hoạch. Phương pháp này yêu cầu thu thập dữ liệu rộng
rãi và đo kiểm mạng lưới thường xuyên bao gồm số liệu thống kê và số liệu đo đạc. Tỷ lệ rớt
cuộc gọi(Call drop rates) đưa ra một dấu hiệu đầu tiên cho các khu vực không đủ phủ sóng,
các bộ đếm lưu lượng xác định các vấn đề về dung lượng. Thuật toán sẽ cung cấp vùng phủ
tối ưu và dung lượng tối ưu.

2.1.2.2 Tiết kiệm năng lượng
Kết quả mong đợi là tiết kiệm chi phí hoạt động thông qua tiết kiệm năng lượng. Trong
trường hợp sử dụng này, kỹ thuật được sử dụng là tắt nguồn các cell trong thời gian lưu lượng
thấp để tiết kiệm năng lượng. Ví dụ, đối với một cell cung cấp dung lượng bổ sung trong triển
khai nghĩa là các cell giúp tăng dung lượng có thể được phân biệt với các cell cung cấp vùng
phủ cơ bản có thể được tắt khi dung lượng của nó không còn cần thiết và được kích hoạt lại
khi cần. Cửa sổ thời gian sẽ được tính toán và điều chỉnh theo dữ liệu lưu lượng do mạng
cung cấp.

2.1.2.4 Tối ưu hóa tính linh hoạt của thiết bị di động (MRO)
Chức năng này điều chỉnh các thông số khi xảy ra lỗi chuyển giao (HO) và cố gắng
giảm thiểu nguy cơ mất kết nối radio do tính di động. Mục tiêu của nó là giảm số lượng các


10
Handover được kích hoạt qua lại, tức là Ping-Pong HO và các cuộc gọi bị giảm hoặc lỗi liên

kết vô tuyến. Hình dưới đây cho thấy sự xuất hiện của Ping-Pong HO
Trong trường hợp sử dụng này, ba kịch bản được xác định:
1) Phát hiện và giảm thiểu sự xuất hiện của HO quá trễ
2) Phát hiện và giảm thiểu sự xuất hiện của HO quá sớm
3) Phát hiện và giảm thiểu sự xuất hiện của HO đến một Cell sai
MRO sử dụng tính năng này để thiết lập giá trị của ngưỡng HO, bộ đếm thời gian và
giá trị trễ theo cách tối ưu, để tài nguyên mạng không bị lãng phí khi sử dụng HO bổ sung
hoặc HO mà không thành công.

2.1.2.5 Tối ưu hóa cân bằng tải di động (MLB)
MLB là một chức năng mà các cell bị nghẽn có thể chuyển tải của chúng đến các cell
lân cận có nguồn tài nguyên dự phòng. Các tham số Cell reselection/handover được tối ưu
hóa để tải được phân phối đồng đều với số lượng handovers tối thiểu và chuyển hướng cần
thiết để đạt được cân bằng tải. Một eNB giám sát tải trong cell được điều khiển và trao đổi
thông tin liên quan trên X2 hoặc S1 với các cell lân cận.
Thuật toán xác định nhu cầu phân phối tải trọng của cell đối với các cell liền kề hoặc
đồng vị trí, bao gồm các cell từ các RAT khác, ví dụ: bằng cách so sánh tải giữa các cell, loại
dịch vụ đang diễn ra, cấu hình cell, vv Nếu cần, thuật toán thay đổi thông số HO một cách
thích hợp. Để thực hiện chức năng báo cáo tải giữa các eNB qua S1 / X2 là bắt buộc.
Mục đích của cân bằng tải trong SON là cân bằng tải của cell để tăng dung lượng của
hệ thống.

2.1.2.6 Tối ưu hóa RACH
Chức năng này tối ưu hóa các tham số RACH dựa trên tải, như:
a. RACH tham số backoff,
b. PRACH tham số điều khiển công suất truyền,
c. Tài nguyên vô tuyến Uplink dành riêng cho RACH, v.v.
Tải phụ thuộc vào số lượng các yếu tố như: tỷ lệ cuộc gọi đến, tốc độ HO, mô hình lưu
lượng và số dân trong vùng phủ sóng của, nhiễu inter-cell từ Kênh chia sẻ vật lý (PUSCH),
tải PUSCH.

Việc tối ưu hóa RACH là quan trọng bởi vì khi RACH được nạp rất cao, khả năng va
chạm trên RACH tăng lên. Điều này gây ra nhiều lần truyền lại trước khi truy cập ngẫu nhiên
thành công và dẫn đến trễ truy cập lớn hơn. Thứ hai, vì các tài nguyên vô tuyến đường lên


11
được dành riêng cho RACH, nên tránh các cấu hình dẫn đến các tài nguyên RACH chưa được
sử dụng. Để thực hiện tối ưu hóa RACH, SON sử dụng quy trình để báo cáo từ UE đến eNB,
số lần thử truyền RACH cần thiết cho thủ tục truy cập ngẫu nhiên thành công nhất. Điều này
giúp thuật toán SON thiết lập các tham số RACH tương ứng cho việc truyền RACH trong
tương lai.
Mục đích của tối ưu hóa SON RACH là:
1) Mang lại hiệu quả công suất hệ thống tích cực
2) Giảm độ trễ truy cập cho tất cả các UE trong hệ thống
3) Giảm thiểu nhiễu UL do RACH
4) Giảm thiểu sự can thiệp giữa các nỗ lực RACH

2.1.3 Tự phục hồi
Mục đích của chức năng Tự phục hồi của SON là giải quyết hoặc giảm thiểu các lỗi
có thể được giải quyết tự động bằng cách kích hoạt các hành động khôi phục thích hợp. Trong
hệ thống quản lý lỗi, cho mỗi lỗi được phát hiện, báo động thích hợp được tạo bởi thực thể
mạng bị lỗi, bất kể đó là lỗi Tự động phát hiện và tự động sửa (ADAC) hoặc lỗi Tự động phát
hiện và Tự động sửa (ADMC). Các cảnh báo này có thể hoạt động như một kích hoạt cho
chức năng Tự phục hồi. Ví dụ: Phát hiện mất cell / Khôi phục vùng phủ khi mất cell.
Hình trên cho thấy quá trình phát hiện mất cell / Quá trình khôi phục vùng phủ khi cell
mất, những nơi mất dịch vụ khi cell mất, tất cả các UE không thể thiết lập hoặc duy trì tất cả
các bộ phát vô tuyến (RB) thông qua cell cụ thể đó. Sau đó, thông qua SON, các cell lân cận
điều chỉnh tạm công suất phát của chúng và góc ngẩng ăng-ten để phủ phần lớn nhất có thể
của vùng cell bị mất. Trong quá trình này, đảm bảo rằng người dùng hiện tại của các cell gần
đó không bị giảm chất lượng dịch vụ.

2.2 Kiến trúc SON
Chức năng tự tổ chức có thể được định vị toàn bộ hoặc thậm chí chia nhỏ và nằm trong
các nút khác nhau. Thuật toán tự tối ưu hóa có thể được đặt trong OAM hoặc eNB hoặc cả
hai. Theo vị trí của thuật toán tối ưu hóa, SON có thể được chia thành ba phiên bản kiến trúc
chính: SON tập trung(C-SON), SON phân tán(D-SON) và SON hỗn hợp(H-SON).
Trong ba phiên bản của SON, các điểm tương đồng và khác biệt trong chức năng tự tối ưu
hóa (SOF) đối với việc thu thập dữ liệu, xử lý dữ liệu và quản lý cấu hình được trình bày.


12

2.2.1 Kiến trúc SON tập trung
Trong phương pháp tiếp cận giải pháp SON tập trung, tất cả các thuật toán tối ưu hóa
được thực hiện trong một nút trung tâm, mà có lẽ nằm gần hoặc trong hệ thống OAM. Do đó,
chức năng của SON nằm trong một số ít vị trí ở cấp quản lý cao hơn, như trong Hình 2.11.
Giải pháp kiến trúc SON như vậy có thể phù hợp trong trường hợp cần quản lý và khảo
sát tương tác giữa các cell khác nhau, chẳng hạn như tối ưu hóa chuyển giao(hand-over) và
cân bằng tải(load balancing) chẳng hạn. Các cơ chế tự tổ chức chỉ được thực hiện trong nút
trung tâm; eNB riêng biệt không thực hiện bất kỳ hành động độc lập nào ngoài việc trao đổi
các chỉ số hiệu suất chính (KPI), các phép đo và thông báo tín hiệu với thực thể SON. Giao
tiếp với eNB được xử lý qua giao diện OAM
Cách tiếp cận tập trung này có những bất lợi đáng kể. Vì nút trung tâm là chìa khóa để
đưa ra quyết định SON và do đó trở nên quan trọng đối với hoạt động của hệ thống. Nếu nút
trung tâm mất, không có hoạt động, SON thực hiện cập nhật mối quan hệ(update neighbor),
hoặc tối ưu hóa SON có thể diễn ra. Nút trung tâm cũng phải xử lý một lượng lớn dữ liệu để
thực hiện các quyết định tại khu vực SON trên mạng. Khi mạng mở rộng tới hàng nghìn eNB,
nhiệm vụ này trở nên nặng nề hơn ở nút trung tâm và cũng được tiếp xúc với hệ điều hành.
Kể từ khi nút trung tâm đưa ra quyết định, hội tụ cục bộ là không thể; tất cả dữ liệu phải được
chuyển tiếp đến nút trung tâm, tạo ra các vấn đề như thuật toán SON trong các phần tử mạng

cố gắng hội tụ đến trạng thái ổn định. Do thời gian cập nhật, khả năng đáp ứng của các chức
năng SON để thay đổi điều kiện mạng cũng sẽ thấp hơn đáng kể.

2.2.2 Kiến trúc SON phân tán
Với giải pháp phân tán, xem Hình 2.12, phù hợp với các chức năng của SON trong đó
các quyết định dựa trên thông tin có sẵn trong eNB, chẳng hạn như các phép đo riêng và các
phép đo UE được báo cáo. Vì các eNB giao tiếp với nhau thông qua giao diện X2, các thuật
toán tự tối ưu hóa có thể được thực thi cục bộ trong mỗi eNB.
Một giải pháp phân tán cũng có thể mở rộng cho nhiều eNB. Tuy nhiên, các nhiệm vụ
tối ưu hóa đòi hỏi sự phối hợp và trao đổi thông tin giữa nhiều eNB rất phức tạp để quản lý
với một giải pháp phân tán. Do đó, việc điều chỉnh các khiếm khuyết trong hệ thống SON
phân tán sẽ có phạm vi cục bộ, trong khi hệ thống SON tập trung có khả năng ảnh hưởng đến
toàn bộ mạng. Ngoài ra, nếu không có quản lý trung tâm, có thể xảy ra các eNB sẽ liên tục


13
trao đổi các thông điệp mâu thuẫn và không thực hiện hành động thích hợp trừ khi thực hiện
xử lý xung đột.
Cách tiếp cận này làm giảm các yêu cầu về độ phức tạp, dấu chân và tính khả dụng của
nút trung tâm. Nó cũng cho phép hội tụ cục bộ, giảm nút trung tâm và tải trọng của toán tử.
Thuật toán SON phần tử mạng có thể giữ lại thông báo cho nút trung tâm cho đến khi chúng
xác định chúng đã đạt đến trạng thái ổn định. Một ưu điểm khác của kiến trúc SON phân tán
là các thay đổi SON cấp mạng có thể được giới thiệu thông qua các thay đổi chính sách tại
các phần tử mạng (có thể bao gồm các nguyên tắc và hạn chế), thay vì thay đổi cấu hình. Vì
phần tử mạng hiểu SON thời gian thực và chứa các thuật toán SON thời gian thực, các cập
nhật cho các thuật toán được đẩy như thay đổi chính sách thay vì các cập nhật cấu hình vi mô.

2.2.3 Kiến trúc SON hỗn hợp
Một sự kết hợp của giải pháp phân tán và tập trung, được gọi là giải pháp SON hỗn
hợp, có thể hữu ích khi nhiều nhiệm vụ tự tổ chức (đặc biệt là các nhiệm vụ có phạm vi cục

bộ, tức là trên hoặc vài cell) có thể được thực hiện trong chính eNB, nhưng một số nhiệm vụ
(đặc biệt là các nhiệm vụ phức tạp mà nhiều cell hoặc toàn bộ hệ thống bị ảnh hưởng) cần
phải được quản lý từ một nút trung tâm. Giải pháp này có thể hưởng lợi từ hai cơ chế cha là
giải pháp tập trung và phân tán, nhưng cần phân chia đúng trách nhiệm giữa các thực thể SON
tập trung và phân tán.

2.2.4 Giải pháp lựa chọn
Một số khía cạnh phải được tính đến khi chọn một trong các kiến trúc được mô tả ở trên để
thực hiện các giải pháp SON:
 Tần số mà đầu vào cần được cung cấp cho thuật toán và đầu ra nào được cung cấp bởi
các thuật toán
 Số lượng và vị trí của nguồn đầu vào cho chức năng SON
 Các phụ thuộc lẫn nhau (các phép đo, trao đổi tín hiệu) giữa các nút liên quan đến chức
năng SƠN
 Số lượng các nút liên quan đến chức năng SON
 Yêu cầu về lưu trữ dữ liệu để phân tích dài hạn
 Xác suất của các sự kiện không mong muốn (ví dụ: xác suất chuyển đổi on-off của các
nút tương đối cao đối với các HeNB)
 Các khía cạnh đa dạng


14
 Hiệu ứng OPEX / CAPEX
 Tương tác với các thuật toán SON khác Sau khi xem xét cẩn thận tất cả các khía cạnh
này, một giải pháp kiến trúc cần được thỏa thuận và các hàm SON được thiết kế phù
hợp. Như đã đề cập ở trên, mỗi giải pháp kiến trúc có những ưu điểm và nhược điểm
của nó và phù hợp nhất với một loại chức năng SON nào đó trong khi các loại khác có
thể bị ảnh hưởng tiêu cực.

2.3 Những thách thức trong việc thực hiện SON

Mặc dù việc triển khai SON được kỳ vọng mang lại nhiều lợi ích cho mạng nhưng
nhiều thách thức phải đối mặt khi SON được thực hiện trong mạng.
 Quản lý các tính năng SON trong mạng không đồng nhất nhiều lớp, đa truy cập.
 Đảm bảo độ bền và khả năng mở rộng của SON trong môi trường đa công nghệ.
Khi số lượng hàm SON tăng lên với mỗi bản phát hành của nhà cung cấp mới, một
trong những vấn đề chính của nhà khai thác là xác định chức năng nào để giới thiệu và xác
định thời gian thích hợp để kích hoạt các chức năng này để có được mạng hoạt động tốt và
tiết kiệm chi phí. Một số hàm SON khác nhau có thể có cùng các tham số tối ưu hóa mục tiêu,
nghĩa là, đầu ra của hai hoặc nhiều thuật toán có thể cố gắng hành động/tối ưu hóa cùng một
tham số. Điều này có thể gây ra vấn đề nếu một số chức năng SON có xu hướng điều chỉnh
các thông số theo hướng khác nhau và điều này có thể dẫn đến sự mất ổn định. Khi bộ SON
phát triển nó có thể cần thiết để thực hiện một khuôn khổ để phối hợp các hàm SON để đảm
bảo rằng các hàm SON riêng lẻ cùng làm việc theo cùng một mục tiêu, được xây dựng bởi
các mục tiêu cao cấp của nhà mạng.

2.4 Kết luận chương
Trong khi SON có thể cung cấp rất nhiều lợi thế cho người dùng LTE và các nhà khai
thác mạng di động, thì rất nhiều khía cạnh cần được xem xét khi thiết kế các thuật toán đó.
Đầu tiên, đó là chọn kiến trúc cho triển khai SON, có hai kiến trúc chính được các nhà cung
cấp lựa chọn là SON tập trung và phân tác. Với kiến trúc SON tập trung tất cả các thuật toán
tối ưu hóa được thực hiện trong một nút trung tâm, mà có lẽ nằm gần hoặc trong hệ thống
OAM, giải pháp kiến trúc SON như vậy có thể phù hợp trong trường hợp cần quản lý và khảo
sát tương tác giữa các cell khác nhau, chẳng hạn như tối ưu hóa chuyển giao(hand-over) và
cân bằng tải(load balancing) chẳng hạn. Các cơ chế tự tổ chức chỉ được thực hiện trong nút


15
trung tâm. Với kiến trúc phân tán, điều này có nghĩa là thuật toán tự tối ưu hóa chuyển giao
sẽ chạy trong mỗi eNB độc lập thay vì bị kiểm soát bởi một thực thể trung tâm. Điều này sẽ
phù hợp nhất cho việc tối ưu hóa chuyển giao vì hiệu suất của quy trình có thể khác nhau giữa

các ô và được hỗ trợ bởi khả năng các eNB lân cận giao tiếp thông qua giao diện X2. Thứ hai,
chính sách của nhà điều hành sẽ là một phần của giải pháp được thiết kế. Mặc dù chính sách
của nhà điều hành cung cấp các đường lưới chung mô tả hiệu ứng mong muốn mà tối ưu hóa
cần có, thuật toán tự tối ưu hóa chuyển giao sẽ dịch nó thành một loạt các trọng số và ngưỡng

Chương 3 ỨNG DỤNG SON TRÊN MẠNG VNPT-NET
3.1 Tổng quan SON Nokia Eden-Net
Eden-NET, giải pháp SON của Nokia, là giải pháp tiên phong cho mạng không dây
2G, 3G và 4G. Eden-NET thực hiện SON tập trung(C-SON), hỗ trợ nhiều nhà cung cấp và đa
công nghệ. Nó tự động điều chỉnh các mạng không dây để đáp ứng tối ưu nhu cầu của các
thuê bao đang hoạt động. Eden-NET cung cấp một hệ điều hành SON hoàn chỉnh cũng như
một hộp công cụ thiết lập các Mô-đun SON thiết yếu. Hơn nữa, Eden-NET có khả năng mở
rộng cao, cho phép phát triển hiệu quả các mô-đun SON mới. Nó cung cấp một khối chức
năng bộ điều hợp dữ liệu, cung cấp các dịch vụ của nó thông qua một API cụ thể theo một
mô hình kiến trúc hướng dịch vụ


16

Hình 3.1 Tổng quan Eden-Net

3.1.1 Các tính năng của SON Eden-Net
Để mang lại hiệu suất cao nhất trong hoạt động, Eden-NET chứa các thành phần quan
trọng cần thiết để nhận ra tiềm năng đầy đủ của SON và đạt được hiệu suất mạng tối ưu, độ
tin cậy mạng và hiệu quả hoạt động:
• Multi-Vendor Multi-Technology
• SON Scripting Framework
• Extensible Adapter Layer
• Thuật toán mô-đun SON Eden-NET
• Hộp công cụ SON Mô-đun mở rộng

• Chức năng Rollback
• Giao diện người dùng đồ họa thân thiện (GUI)

3.1.2 Các chức năng của SON Eden-Net
Eden-NET mang đến một cách nhìn mới về các khu chức năng của SON. Tiêu chuẩn
3GPP đã phá vỡ các khu vực chức năng của SON thành Tự cấu hình, Tự tối ưu và Tự phục
hồi, trong khi ở Eden-NET, các khu chức năng đã được nhóm lại để phù hợp hơn khi vận
hành.
 Tự cấu hình trong 3GPP giờ đây trở thành Tự động hóa quy trình làm việc bao gồm
các tính năng góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động, tính nhất quán trong hoạt động
và cải thiện chức năng quảng bá mạng.
 Tự tối ưu hóa trong 3GPP hiện được chia thành 3 loại khác nhau :
- Tự tối ưu hóa mạng : giúp cải thiện chất lượng mạng, cải thiện phạm vi phủ sóng và
dung lượng của mạng.
- Tự thích ứng mạng : bao gồm cấu hình lại NE động, cân bằng tải động.


17
- Quản lý chỉ đạo lưu lượng : nhằm đẩy lưu lượng truy cập đến lớp bên phải của mạng
và cho phép lưu lượng truy cập dựa trên tần số chỉ đạo.
 Tự phục hồi : chức năng này được ánh xạ tới tự động hóa độ tin cậy mạng chủ yếu là
giao dịch với các tính năng như phát hiện cell ngủ, bù trừ vùng cell mất, phát hiện cell
mất, v.v ..

3.2 Các Mô-đun trong SON Eden-Net
Eden-NET là một giải pháp SON đa công nghệ, có khả năng mở rộng, đa nhà cung cấp
với một framework mở duy nhất. Mô-đun SON Eden-NET mô tả nhu cầu của các nhà khai
thác và cung cấp cho họ hiệu suất lớn nhất trong mạng của họ. Bảng dưới đây liệt kê các môđun Eden-NET SON hiện tại và theo kế hoạch được phân loại thành bốn nhóm chính
 Mô-đun tối ưu hóa mạng tự động:
Bảng 3.1 Các Mô-đun tự tối ưu hóa

SON Mô-đun

2G

3G

4G

Automatic Neighbor Relation (ANR)

✔

✔

✔

Reuse Code Optimization (RCO)

N/A

✔

✔

Coverage & Capacity Optimization (CCO)

N/A

✔

✔

Mobility Load Balancing (MLB)

N/A

✔

✔

Mobility Robustness Optimization (MRO)

N/A

N/A

✔

Real-Time Alerts

✔

✔

✔

Automatic Parameter Optimization (APO)

✔

✔

✔

 Mô-đun thích ứng mạng động:
Bảng 3.2 Mô-đun thích ứng mạng động

SON Mô-đun

2G

3G

4G
✔

Energy Saving Management LTE
 Mô-đun Tự động hóa quy trình làm việc:
Bảng 3.3 Các mô-đun Tự động hóa quy trình làm việc

SON Mô-đun

2G

3G

4G

Automatic Performance Reports(APR)

✔

✔

✔


18
Real-Time Alerts

✔

✔

✔

Parameter Consistency Enforcement (PCE)

✔

✔

✔

Automatic Parameter Optimization (APO)

✔

✔

✔

✔

✔

Automated Site Creation(ASC)
 Mô-đun Tự động cải thiện mạng:

Bảng 3.4 Các mô-đun Tự động bảo vệ mạng

SON Mô-đun

2G

3G

4G

Sleeping Cell Resolution

✔

✔

✔

Crossed Antenna Detection(CAD)

✔

✔

✔

Cell Outage Compensation

N/A

✔

✔

 Mô-đun chiến lược điều khiển lưu lượng:
Bảng 3.5 Mô-đun cân bằng tải di động

SON Mô-đun

2G

3G

4G

Mobility Load Balancing (MLB)

N/A

✔

✔

3.2.1 Các Mô-đun tự tối ưu hóa mạng
Phần này mô tả các Moldule Tự tối ưu hóa Mạng của Eden-NET. Các mô-đun này có
tác động tích cực đáng kể đến hiệu suất mạng và độ tin cậy bằng cách tối ưu hóa các thông số
RAN chính (ví dụ, danh sách ANR, thông số chuyển giao, tham số sử dụng lại, thông số ăngten, thông số kênh điều khiển và vùng theo dõi) trên cơ sở liên tục và lâu dài và duy trì cài
đặt thông số tối ưu.

3.2.1.1 Mô-đun tự thiết lập neighbor(ANR)
Theo 3GPP, việc cấu hình và quản lý danh sách neighbor là một trong những khu vực
có nhiều nhân công trong cấu hình mạng di động. Trong quá trình mở rộng mạng, đây là một
hoạt động liên tục thậm chí còn tốn nhiều công sức hơn, và vẫn là một công việc tốn thời gian
trong các mạng đã hoàn thiện. Tự động hóa nhiệm vụ cấu hình và quản lý neighbor dẫn đến
tiết kiệm chi phí đáng kể cho các nhà khai thác và hiệu suất mạng được cải thiện.
Mô-đun ANR của Eden-NET mang lại hiệu suất mạng cao hơn nhiều so với bất kỳ giải
pháp tối ưu hóa ANR nào khác trong ngành hiện nay. Với Eden-NET, các nhà khai thác nhận
ra lợi ích về hiệu suất mạng bao gồm giảm tỷ lệ rớt cuộc, giảm thiếu IRAT từ 3G xuống 2G


19
và 4G thành 3G và tăng đến mức lớn nhất thông lượng trung bình trên mỗi cell. ANR trong
SON Eden-Net hỗ trợ cả 2/3/4G, chúng ta sẽ tập trung vào ANR trong LTE.

3.2.1.2 Mô-đun tối ưu hóa tham số tự động (APO)
Mục đích của mô-đun APO là tự động hóa việc điều chỉnh một tập hợp các tham số để
đạt được mục tiêu được đưa ra bởi một tập hợp các chỉ số hiệu suất. Mô-đun này được nhắm
mục tiêu vào đối tượng có chuyên môn trong lĩnh vực này.
Tập hợp các giá trị đưa ra những cải thiện tốt nhất trên tất cả các chỉ số (nếu có bất kỳ
cải tiến nào được tìm thấy) sau đó được chọn và được triển khai trong mạng. Mô-đun này tự

động hóa quy trình tối ưu hóa và cho phép tinh chỉnh độ chi tiết của việc tối ưu hóa các bộ
tham số này.

3.2.2 Mô-đun thích ứng mạng động
Phần này mô tả các mô-đun thích ứng mạng động của Eden-NET. Các mô-đun này hỗ
trợ tối ưu hóa tạm thời các mạng không dây nhằm đáp ứng các điều kiện xảy ra trong mạng
để cung cấp các dịch vụ tối ưu cho các thuê bao trong thời gian các điều kiện đó hoạt động.
Các ví dụ bao gồm cân bằng tải tạm thời để đáp ứng với nghẽn cục bộ hoặc xử lý ngày có sự
kiện để đáp ứng với các sự kiện tải lưu lượng truy cập được lập lịch cao như sự kiện thể thao
hoặc hội nghị. Các mô-đun tạm thời sửa đổi các thông số vận hành mạng trong sự kiện được
phát hiện hoặc được lên lịch và sau đó khôi phục mạng về trạng thái trước sự kiện làm điều
kiện tối ưu. Điều này cho phép phản ứng mạng động với các điều kiện thoáng qua và loại bỏ
các lỗi của con người liên quan đến việc khôi phục các tham số mạng thành cấu hình hoạt
động trước sự kiện.

3.2.2.1 Mô-đun quản lý tiết kiệm năng lượng của LTE (ESM)
Đối với các nhà khai thác mạng di động, chi phí tiêu thụ năng lượng có thể là một phần
quan trọng trong OPEX của họ. Duy trì mức tiêu thụ điện tối ưu trong khi tăng độ phức tạp
của mạng là một thách thức, nhưng cũng là một chủ đề tăng tiêu điểm do tiết kiệm tiềm năng
trong OPEX có thể đạt được bằng cách giảm tiêu thụ điện năng.
Quản lý tiết kiệm năng lượng là một hoạt động mạng tự tổ chức nhằm tiết kiệm năng
lượng trong thời gian tải thấp và do đó làm giảm OPEX của nhà khai thác. Trong môi trường
viễn thông, khi giá năng lượng tăng, có thêm động lực để người dùng tìm phương tiện để
giảm chi phí năng lượng.


20

3.2.3 Mô-đun tự động cải thiện mạng
Phần này mô tả các mô-đun Tự động cải thiện Mạng của Eden-NET. Các mô-đun này

thực hiện quản lý lỗi nhiều trang web tiên tiến và tăng cường độ tin cậy của mạng.

3.2.3.1 Mô-đun phát hiện ăng-ten chéo (CAD)
Đôi khi trong quá trình lắp trạm mới hoặc các hoạt động bảo trì trạm cũ, ăng-ten, feeder
bị hoán đổi giữa các hướng trong trạm do nhầm lẫn. Kết quả là, một số thông số cấu hình thực
tế của các cell (ví dụ, hướng anten, độ cao ăng-ten) tại các vị trí này khác với cấu hình được
thiết kế của các cell. Điều này có thể dẫn đến hành vi bất ngờ của các hoạt động quản lý hiệu
suất mạng (chẳng hạn như tối ưu hóa dung lượng và vùng phủ, bổ sung cell mất, vv ..) dựa
vào thông tin cấu hình chính xác của các cell.
Vì việc xác định các tình huống ăng-ten chéo có thể không phải lúc nào cũng chính
xác, mô-đun bổ sung cung cấp một điểm số cho biết mức độ tin cậy của việc xác định kịch
bản ăng-ten, feeder được hoán đổi.

3.2.3.2 Mô-đun bù trừ cell bị mất(COC)
Việc bù trừ cell nhằm mục đích giảm thiểu sự suy giảm vùng phủ, năng lực và chất
lượng dịch vụ do sự cố ngừng hoạt động của cell hoặc trạm(site). Khi phát hiện mất cell như
vậy, COC điều chỉnh một loạt các thông số điều khiển, ví dụ, độ nghiêng ăng ten điện(E-Tilt)
và công suất nhận được đường lên, trong các cell xung quanh khu vực bị ảnh hưởng, để giảm
thiểu hiệu ứng hiệu suất gây ra do mất cell theo chính sách nhà mạng. Mô-đun COC bao gồm
các chức năng ở trên và do đó dẫn đến các chỉ số hiệu suất mạng được cải thiện.
Mô-đun COC cải thiện độ tin cậy và hiệu suất mạng bằng cách điều chỉnh động mạng
để bù đắp cho các lỗi của cell.

3.2.3.3 Xử lý cell mất (OR)
Eden-NET tự động hóa quá trình phát hiện và giải quyết sự cố phần tử mạng. Việc
phát hiện mất cell dựa trên các cảnh báo và công cụ quản lý hiệu suất (KPI). Các mô-đun chịu
trách nhiệm cho việc này là:
•

Xử lý các cell ngủ(SCR)

•

Xử lý cell mất dựa trên cảnh báo(AOR).
Xử lý cell mất (OR) cung cấp thông tin về quy trình công việc được phân phối trong
các mô-đun Xử lý cell ngủ và Xử lý cell mất dựa trên cảnh báo của Eden-NET.


21

3.2.4 Mô-đun chiến lược điều chỉnh lưu lượng
Mô-đun chiến lược điều chỉnh lưu lượng tránh tắc nghẽn mạng bằng cách phân phối
lưu lượng truy cập qua các lớp mạng vô tuyến khác nhau. Các mô-đun giúp hướng lưu lượng
truy cập đến lớp mạng vô tuyến hiệu quả nhất dựa trên chiến lược phân phối lưu lượng truy
cập của nhà mạng. Điều này đảm bảo sử dụng hiệu quả hơn cơ sở hạ tầng hiện có và giúp nhà
điều hành tăng hiệu quả năng lực của mạng.

3.2.4.1 Mô-đun cân bằng tải đa băng tần WCDMA (MBLB)
Các tính năng phân tán của RAN dành cho điều khiển lưu lượng(TS), như MBLB, khá
tẻ nhạt để cấu hình. Nếu bạn đã cấu hình các tính năng TS ít nhất một lần, bạn có thể tự động
quản lý các tính năng TS với các tính năng SON mà không đòi hỏi phải tốn thời gian thực
hiện. Ví dụ, có thể kích hoạt và hủy kích hoạt các tính năng TS dựa trên trạng thái mạng được
xác định với các quy tắc KPI.
Ý tưởng chính của 3G MBLB tự động là phát hiện trạng thái mạng hiện tại với các
KPI đo được và áp dụng cấu hình tính năng TS phù hợp nhất cho trạng thái mạng. Các cấu
hình khác nhau phải được trình bày với mẫu cấu hình cơ bản và mẫu cấu hình thay thế. Phát
hiện trạng thái mạng phải được thực hiện bằng cách phân tích KPI dựa trên các quy tắc. Nếu
các quy tắc được hoàn thành, đó là thời gian để cung cấp cấu hình thay thế, nếu không cấu
hình cơ bản phải đi đến mạng.

3.2.5 Mô-đun tự động hóa quy trình làm việc
Phần này mô tả các Mô-đun Tự động hóa quy trình làm việc của Eden-NET. Các môđun này tự động hóa các nhiệm vụ quản lý mạng quan trọng như truy vấn thông số và kiểm
tra, tương quan dữ liệu PM nâng cao và nhận dạng tự động các cell hoặc vùng trong mạng để
hỗ trợ khắc phục sự cố chính. Các mô-đun đã được phát triển để đáp ứng nhu cầu cụ thể của
các nhà khai thác mạng không dây và có thể tùy chỉnh để hỗ trợ các nhu cầu riêng biệt của
từng nhà mạng.

3.2.5.1 Mô-đun báo cáo hiệu suất tự động(APR)
Các chỉ số hiệu suất chính (KPIs) là một phép đo trực tiếp về hiệu suất mạng và cung
cấp cho nhà mạng các số liệu có thể định lượng được coi là quan trọng đối với lợi nhuận lâu
dài. Đo lường KPI một cách thường xuyên đảm bảo rằng tối ưu hóa cải thiện chất lượng dịch
vụ (QoS) cho người dùng cuối.

3.2.5.2 Mô-đun tạo trạm tự động (ASC)
Phát sóng một trạm vô tuyến thường bao gồm nhiều bước và rất nhiều tương tác giữa
các nhóm khác nhau trong tổ chức. Quá trình triển khai bắt đầu từ việc lên kế hoạch cho một


22
trạm. Các bước tiếp theo có liên quan đến việc tạo cấu hình trạm hợp lý với mục tiêu xây
dựng nhanh nhất có thể một cấu hình trạm hoàn chỉnh với các giá trị tham số được xác thực.
Khi trạm đã được kết nối với mạng truyền dẫn, tự động kết nối và tự động định cấu
hình được khởi động để tích hợp trạm, phần mềm được tải xuống và cấu hình được cấp phép
cho trạm.
Khi trạm mới được đưa lên mạng, nó cần được theo các cảnh báo và các KPI cụ thể để
đảm bảo rằng trạm hoạt động như mong đợi. Sau khoảng thời gian theo dõi được xác định
trước, trạm được chấp nhận và từ điểm xuất hiện, được lưu trữ.

3.3 Các Mô-đun Eden-Net thử nghiệm tại Hà Nội và kết quả đạt được
Bảng dưới đánh giá kết quả sau khi chạy thử nghiệm các mô-đun tại Hà Nội

Bảng 3.6 Đánh giá kết quả các mô-đun chạy thử nghiệm tại Hà Nội
Modules
2G
Automatic Neighbor
Relations (ANR)
Reuse Code
Optimization
(RCO)
Mobility Robustness
Optimization (MRO)
Cross Antenna
Feeder
Detection (CAD)
Automatic
Performance
Reports (APR)
Sleeping Cell
Resolution
(SCR)
Mobility Load
Balancing

✔

Nokia
3G 4G

✔

Phạm Vi

Chạy cho 700 cell 3G,
446 cell 2G, 378 cell
4G
Chạy cho toàn bộ
mạng 3G/4G NSN
HNI.
Chạy cho 02 TAC
1147, 1148
Chạy cho toàn bộ
mạng 2G/3G/4G NSN
HNI.

✔

Chạy cho toàn bộ
mạng 4G NSN HNI.

✔

✔

✔

✔
✔

✔

✔

✔
✔

Chạy cho toàn bộ
mạng 4G NSN HNI.
Chạy cho một số cell
lưu lượng cao, nghẽn

Kết quả và đánh giá
Kết quả tốt, các chỉ số KPI được duy
trì và cải thiện.
Module đã đánh giá/đưa khuyến nghị
điều chỉnh về thiết kế SC/PCI
Kết quả tốt, các chỉ số KPI được duy
trì và cải thiện.
Kết quả đúng với hiện trạng mạng
lưới
Kết quả tốt
Đưa ra các cell sleeping theo điều
kiện thiết lập, chưa có tác dụng nhiều
về chất lượng mạng lưới trong quá
trình thử nghiệm
Kết quả tốt, các chỉ số KPI được duy
trì và cải thiện.

Đánh giá hiệu quả các module : Các module chạy thử nghiệm đều đưa ra các kết quả tốt, cải
thiện nhiều về hiệu năng và KPI hệ thống, giảm bớt rất nhiều các thao tác thủ công khi vận
hành hệ thống

23

3.5 Kết luận chương
Chương 3 đã trình bày cụ thể về ứng dụng SON-EdenNet của nhà cung cấp Nokia. Các
tính năng module cụ thể dùng trong tổ chức và tối ưu mạng(cụ thể hơn so với lý thuyết chung
về SON trong chương 2). Eden-NET thực hiện kiến trúc SON tập trung(C-SON), hỗ trợ nhiều
nhà cung cấp và đa công nghệ. Eden-NET mang đến một cách nhìn mới về các khu chức năng
của SON. Tiêu chuẩn 3GPP đã phá vỡ các khu vực chức năng của SON thành Tự cấu hình,
Tự tối ưu và Tự phục hồi, trong khi ở Eden-NET, các khu chức năng đã được nhóm lại để
phù hợp hơn khi vận hành.
Cuối cùng là ứng dụng cụ thể của SON trong tối ưu mạng tại Hà Nội. Sau khi thực
hiện các, một số module có hiệu quả rõ rệt trong cải thiện mạng lưới, trong khi một số module
khác không cần thiết hoặc không có hiệu quả trong tối ưu mạng. Việc thử nghiệm này sẽ giúp
nhà mạng có quyết định trong việc dùng tính các tính năng cần thiết dùng để tối ưu mạng và
giảm chi phí. Nhìn chung sau khi thử nghiệm, SON đã cho kết quả khá tốt, thực hiện SON
trong thực tế sẽ giúp giảm bớt được thao tác thủ công trong vận hành và tối ưu mạng.