Giải pháp đảm bảo chất lượng mạng vô tuyến 2G khi bị nhiễu ngoài tấn công

 Điều chỉnh tham số hệ thống để giảm thiểu ảnh hưởng tới chất lượng mạng trong điều kiện bị nhiễu ngoài tấn công.

1. Bối cảnh

    Trong quá trình vận hành mạng lưới, thường xuyên bị nhiễu ngoài tấn công. Việc một đối tác phát cùng dải tần số với tần số nhà mạng được cấp phép là thường xuyên, và khó kiểm soát, việc phân tích tìm nguồn phát xạ không cấp phép này là một hành động kéo dài, khó khăn. Trong thời gian đợi khắc phục tình trạng này, thì cần có ngay một giải pháp tình thế để hạn chế ảnh hưởng tới chất lượng mạng.

    Tình huống cụ thể tại Timor Leste: bằng các nghiệp vụ, xác định nguyên nhân do nhiễu ngoài gây ra trên giải tần số E- GSM, đường UL, nhiễu gần như toàn bộ giải tần số 7Mhz E-GSM, có ARFCN từ 989 tới 1023. Nhiễu trên toàn bộ lãnh thổ của Timor Leste.

Hình: Cường độ tín hiệu nhiễu tại phổ tần số mà nhà mạng viễn thông được cấp.

2. Giải pháp.

Hình: Quy hoạch tần số 2G với phương pháp hạn chế sử dụng tần nhiễu, và tăng sử dụng giải tần số không bị nhiễu

-        Quy hoạch lại tần số: Mục tiêu hạn chế tối đa sử dụng tần số bị nhiễu E-GSM. Giải pháp này là triệt để, nhưng thực hiện gặp rất nhiều khó khăn. Cấu hình trung bình trạm 2G 900 là 11TRX/Site. Với Quỹ tần số P-GSM: 3.2Mhz là không đủ để sử dụng. Nếu toàn bộ các trạm 2G 900 sử dụng 3.2Mhz P-GSM thì thay vì bị nhiễu ngoài, ta sẽ bị nhiễu nội mạng gây ra bởi cận tần số, và kề tần số. Vì thế giải pháp này chỉ sự dụng ưu tiên cho những cell nhiễu nặng, những cell độc đạo về mặt vùng phủ. 

Hình: Mô tả giải pháp điều chỉnh tham số để chống lại nhiễu ngoài tấn công.

-        Điều chỉnh tham số: Mục tiêu ưu tiên thuê bao sử dụng dịch vụ trên giải tần DCS 1800.

+ Cho thuê bao ở chế độ Idle: Sử dụng tham số Cell Reselection Offset: Tăng thêm 4dB cho trạm DCS 1800 có Cosite với trạm 2G 900.

+ Cho thuê bao ở chế độ Active:

o   Đường UL: Vời tần số DCS 1800 ngưỡng chuyển giao do tín hiệu yếu giữ nguyên như ban đầu là -105dBm. Với tần số 2G 900 ngưỡng chuyển giao sơm hơn 5dB từ -105 lên -100dBm. -> Mục tiêu giúp cho C/I của kênh serving còn đủ tốt, tốt hơn trước 5dB, tăng khả năng giải điều chế cho tín hiệu hữu ích, và có thêm khả năng lựu chọn được Cell tốt hơn.

o   Đường DL: Với tần số DCS 1800 giảm ngưỡng chuyển giao do tín hiệu yếu từ -92dBm xuống -95dBm. Tần 2G 900 điểu chỉnh tăng từ -92dBm lên -88dBm. Với thay đổi này giúp thuê bao ở lâu hơn trên tần số DCS 1800 và chuyển giao ra sớm hơn ở tần 2G 900 khi C/I còn đủ tốt.

3. Kết quả.

- Như vậy bằng cả 2 giải pháp kể trên, ta đã đẩy tối đa tải( người dùng) vào phần tần số không bị nhiễu, và tăng tín hiệu hữu ích để đề được tín hiệu nhiễu(Signal to noise). 

- Kết quả triển khai thực tế giúp ta cải thiện chất lượng mạng tới 30%, thậm chí không còn nhiễu cho những khu vực đẩy được toàn bộ tải.

Đọc tiếp

 Đo kiểm để đánh giá chất lượng mạng trong tòa nhà Inbuiding như thế nào là đúng?

    Trước khi triển khai mạng 4G thì quỹ tần số cho 2G, 3G là đủ lớn để dành riêng cho quy hoạch tần số nhóm trạm phục vụ Inbuiding. Nhưng khi có 4G, thì quỹ tần số dành riêng cho nhóm trạm Inbuiding là không còn nữa. Các trạm phục vụ Inbuiding cũng phải sử dụng chung tần số với nhóm trạm Macro, điều này gây ra chồng lẫn nhiều hơn với nhóm trạm Inbuiding. Với vấn đề mới này thì cần phải có một phương pháp đo kiểm, đánh giá để phản ánh đúng được chất lượng mạng trong những tòa nhà.

Hình 01: Mô tả vùng chồng lẫn và ý nghĩa của nó.

I- Tác dụng của vùng chồng lẫn trong mạng vô tuyến.

    Trong hệ thống vô tuyến của thông tin di động, thì vùng chồng lẫn là phần không thể thiếu. Vùng chồng lẫn giúp cho tính liên tục của cuộc gọi thoại và Data. Mạng di động được thiết kế là mạng tổ ong, vì thế vùng chỗng lẫn ít nhất bằng 1/3 tổng diển tích vùng phủ sóng. Khi thiết kế mạng di động, thì mục tiêu của vùng phủ không bị chồng lẫn là 65%. Một đặc điểm quan trọng nữa là mạng di động tái sử dụng tần số. Các nguồn tần số trùng nhau, hay cận nhau sẽ gây ra nhiễu làm chất lượng dịch vụ bị giảm sút. Các hệ thống 3G, 4G tái sử dụng tần số 1:1, chồng lẫn sẽ làm suy giảm mạnh chất lượng mạng.

    Trong mạng di động, yếu tố chồng lẫn giữa các cell vừa là yếu tố cần thiết, vừa là yếu tố làm suy giảm chất lượng mạng. Vì vậy cần phải tối ưu hệ số này để đảm bảo hiệu quả của mạng di động. Mục tiêu tối ưu phải đảm bảo vùng chồng lẫn 2 cell tối đa là 35%. Các khu vực chồng lẫn hơn 2 cell (3 cell, 4cell...) cần phải hạn chế tối đã, mục tiêu là 0%. Như vậy có thể hiểu rằng vùng phục vụ của mạng di động là vùng phủ của 1 cell + vùng phủ của 2 cell.

 Ta có 2 tình huống khi thuê bao ở khu vực chồng lẫn 2 cell:

+ Tình huống bình thường: Đầu tiên thuê bao ở vùng phủ trạm 1, rồi di chuyển tới vùng chỗng lẫn của Trạm 1 với Trạm 2, sau đó tín hiệu Trạm 2 tốt hơn. Thuê bao sẽ lựa chọn được Trạm 2 để đảm bảo chất lượng dịch vụ tốt nhất. Đây là tính huống của hầu hết các thuê bao trong mạng lưới.

+ Tình huống KHÔNG bình thường: Đầu tiên thuê bao ở vùng phủ Trạm 1, rồi di chuyển tới vùng chỗng lẫn của Trạm 1 Trạm 2, sau đó tín hiệu Trạm 2 tốt hơn.  Thuê bao cứ giữ vào Trạm 1 có tín hiệu yếu hơn, không thể lựa chọn được Trạm 2 có tín hiệu tốt hơn, điều này làm cho nhiễu cao hơn. Khi này tín hiệu có ích thấp hơn tín hiệu nhiễu, thuê bao sẽ bị mất sóng, mất vùng phủ. Tính huống này xảy ra khi thuê bao bị LOCK vào Trạm 1, hoặc nó không được khai báo trên hệ thống giữa trạm phục vụ và trạm quan hệ. Vậy với tình huống này thì % vùng phủ sóng là bao nhiêu? Nó sẽ giảm đi nhiều so với tình huống bình thường. Theo lý thuyết thì nó chỉ đạt 65%, vì nó không được tính thêm phần vùng phủ chồng lẫn 2 Trạm. Tình huống này ứng với bài đo để đánh giá chất lượng mạng di động trong tòa nhà đang thực hiện.

II- Hiện trạng bài đo đánh giá chất lượng mạng trong tòa nhà.

    Bài đo đánh giá chất lượng mạng đang sử dụng là Lock cell. Đây là bài đo ứng với trường hợp không bình thường của thuê bao. Với cách làm LOCK cell để xác định vùng phục vụ của cell Inbuiding là cách làm phù hợp, để từ đó ta xác định % diện tích phủ sóng, làm căn cứ tính toán giá trị thuê hệ thống DAS phủ sóng tòa nhà. Thiết kế hệ thống DAS để nhằm mục tiêu thuê bao trong tòa nhà phải được phục vụ bởi trạm Inbuiding. Bài đo LOCK cell xác nhận lại chất lượng của thiết kế đó.

Hình 02: Vùng phủ sóng di động được đo kiểm thực tế tại tòa nhà.

    Kết quả đo kiểm vùng phủ sóng ở mặt sàn của tòa nhà được trình bày như ở trên. Ta thấy các điểm mất sóng đều là những khu vực biên của tòa nhà, nơi gần các của sổ có nhiều điểm thoáng. Các khu vực mất sóng đều cách xa các anten Omni của hệ thống DAS. Tại sao lại mất sóng ở những vùng thoáng, gần của sổ nơi mà được phục vụ bởi các trạm Macro bên ngoài tòa nhà? Nguyên nhân đến từ việc thuê bao đã LOCK cell trong trong tòa nhà, khi thuê bao đi xa khỏi vùng phục vụ bởi Anten Omni của tòa nhà thì tín hiệu yếu đi, khi tới gần cửa sổ thì tín hiệu trạm Macro lại mạnh lên, khi này nhiễu cao hơn tín hiệu có ích làm mất sóng. Như vậy với phương pháp này ta đã không đánh giá vùng phủ Overlap, cái mà nhất định phải có của hệ thống thông tin di động.

Hình 03: Mô tả phần diện tích trong tòa nhà được phục vụ bởi trạm Macro có chất lượng đảm bảo.

Thêm vào đó, xem Hình 03 ta thấy với những khu vực gần cửa số, gần trạm Macro và không bị Overlap bởi nhiều cell thì chất lượng sóng vẫn tốt, với bài đo Lock cell Inbuiding thì không ghi nhận chất lượng của phần này. Như vậy phương pháp đo Lock cell khi đo kiểm chất lượng mạng trong tòa nhà đã không phản ánh đúng về chất lượng mạng vô tuyến cho tòa nhà cần đánh giá.

III- Thay đổi bài đo đánh giá chất lượng mạng di động trong tòa nhà.

    Từ phân tích trên ta thấy nhu cầu phải sử dựng thêm một bài đo để đánh giá chất lượng dịch vụ di động trong tòa nhà. Bài đo này thực hiện giống như đã làm cho các trạm Macro, đã được xác định làm bài đo để đánh giá chất lượng dịch vụ. Nhưng cần cải tiến thêm chỗ đánh giá chất lượng, để phù hợp với đặc điểm của tòa nhà cao tầng.

1. Chuyển từ bài đo LOCK cell sang bài đo bình thường, không LOCK cell.

2. Loại bỏ phần chồng lẫn nhiều, chỉ để lại phần chồng lẫn 2 cell. Đây là phương pháp loại bỏ những khu vực bị nhiễu cao của tòa nhà, việc làm này là cần thiết bởi đặc điểm của tòa nhà cao tầng, chịu ảnh hưởng nhiều của các trạm Macro.

    Kết quả phân tích 22 tòa nhà đã đo kiểm, ta thấy bức tranh vùng phủ sóng khác xa với đánh giá trước đó.

    Phương pháp cũ có 2/22 tòa đảm bảo chất lượng chiếm 9.1%, với phương pháp đánh giá mới ta có 14/22 tòa nhà đảm bảo vùng phủ chiếm 63.6%. Phương pháp mới cho ta nhìn bức tranh vùng phủ tốt hơn trước 68.3%. Ngoài việc đánh giá chất lượng vùng phủ tốt hơn, thì phương pháp này đánh giá được chất lượng vùng phủ tòa nhà đúng, từ đó xác định đúng những điểm lõm sóng, điểm chất lượng tồi của tòa nhà để đưa ra giải pháp khắc phục chính xác. Tiết kiệm vật tư, thời gian cho các giải pháp vô ích từ việc đánh giá sai bản chất của di động như phân tích ở trên.

Đọc tiếp