Tim Hieu Mang Lte Va Mo Phong Qua Trinh Chuyen Giao Tren Omnet
Do an Mon Hoc Tim Hieu Cong Nghe Lte
-
Upload
nguyen-seven -
Category
Documents
-
view
46 -
download
5
Transcript of Do an Mon Hoc Tim Hieu Cong Nghe Lte
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, mạng không dây ngày càng trở nên phổ biến với sự ra đời của
hàng loạt những công nghệ khác nhau như Wi-Fi (802.1x), WiMax (802.16)... Cùng với đó
là tốc độ phát triển nhanh, mạnh của mạng viễn thông phục vụ nhu cầu sử dụng của hàng triệu
người mỗi ngày. Hệ thống di động thế hệ thứ hai, với GSM và CDMA là những ví dụ điển hình
đã phát triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, thị trường viễn thông càng mở rộng càng
thể hiện rõ những hạn chế về dung lượng và băng thông của các hệ thống thông tin di động thế
hệ thứ hai. Sự ra đời của hệ thống di động thế hệ thứ ba với các công nghệ tiêu biểu như
WCDMA hay HSPA là một tất yếu để có thể đáp ứng được nhu cầu truy cập dữ liệu, âm
thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng thông rộng của người sử dụng.
Mặc dù các hệ thống thông tin di động thế hệ 2.5G hay 3G vẫn đang phát triển không
ngừng nhưng các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới đã bắt đầu tiến hành triển khai thử
nghiệm một chuẩn di động thế hệ mới có rất nhiều tiềm năng và có thể sẽ trở thành chuẩn di
động 4G trong tương lai, đó là LTE (Long Term Evolution). Các cuộc thử nghiệm và trình
diễn này đã chứng tỏ năng lực tuyệt vời của công nghệ LTE và khả năng thương mại hóa LTE
đã đến rất gần.
Trước đây, muốn truy cập dữ liệu, phải cần có 1 đường dây cố định để kết nối. Trong
tương lai không xa với LTE, có thể truy cập tất cả các dịch vụ mọi lúc mọi nơi trong khi vẫn
di chuyển: xem phim chất lượng cao HDTV, điện thoại thấy hình, chơi game, nghe nhạc trực
tuyến, tải cơ sở dữ liệu v.v… với một tốc độ “siêu tốc”. Đó chính là sự khác biệt giữa mạng di
động thế hệ thứ 3 (3G) và mạng di động thế hệ thứ tư (4G). Tuy vẫn còn khá mới mẻ nhưng
mạng di động băng rộng 4G đang được kỳ vọng sẽ tạo ra nhiều thay đổi khác biệt so với
những mạng di động hiện nay. Chính vì vậy, em đã lựa chọn làm đồ án môn học về đề tài
“Công nghệ LTE (Long Term Evolution)”.
Đồ án đi vào tìm hiểu tổng quan về công nghệ LTE để có thể hiểu rõ thêm về những
tiềm năng hấp dẫn mà công nghệ này sẽ mang lại
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 2
Đề tài gồm 4 chương :
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ LTE
CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ KIẾN TRÚC MẠNG LTE
CHƢƠNG 3:TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE
CHƢƠNG 4: TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ
VIỆT NAM
Để thực hiện đồ án tốt môn học này, em đã sử dụng những kiến thức được trang
bị trong những năm học cao đẳng và những kiến thức chọn lọc từ các tài liệu của
các thầy giáo, cô giáo trong và ngoài trường . Ngoài ra, đồ án còn sử dụng những
tài liệu phổ biến rộng rãi trên Internet.
Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng do hạn chế về thời gian cũng như những hiểu
biết có hạn của một sinh viên nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót. Để đồ án được
hoàn thiện hơn, em rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của các thầy giáo, cô
giáo cũng như các bạn sinh viên.
Sinh viên thực hiện : NGHIÊM VĂN HUY
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 3
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ......................................................................................................................... 1
MỤC LỤC ................................................................................................................................ 3
DANH MỤC VIẾT TẮT ......................................................................................................... 5
DANH MỤC HÌNH VẼ ......................................................................................................... 12
CHƯƠNG 1-TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE .......................................................... 14
1- Tổng quan về hệ thống thông tin di động ............................................................ 13
1.1- Tổng quan về thế hệ 1G ....................................................................................... 13
1.2- Tổng quan về thế hệ 2G ...................................................................................... 14
1.3- Thế hệ 3G ............................................................................................................. 14
1.4- Giới thiệu công nghệ LTE ................................................................................. 168
CHƯƠNG 2 – KIẾN TRÚC MẠNG LTE ........................................................................... 18
2.1- Kiến trúc mạng LTE ............................................................................................... 18
2.1.1- Tổng quan về cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống ........................................... 20
2.1.2- Thiết bị người dùng ( UE) ................................................................................... 21
2.1.3- E-UTRAN NodeB (eNodeB) ............................................................................... 22
2.1.4- Thực thể quản lý tính di động (MME) .............................................................. 23
2.1.5- Cổng phục vụ ( S-GW) ....................................................................................... 25
2.1.6- Cổng mạng dữ liệu gói ( P-GW) ...................................................................... 27
2.1.7- Chức năng chính sách và tính cước tài nguyên ( PCRF) .................................... 29
2.1.8- Máy chủ thuê bao thường trú (HSS) ................................................................. 30
CHƯƠNG 3 - TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE ........................................................ 31
3.1-Các chế độ truy nhập vô tuyến ............................................................................. 31
3.2.1-Kỹ thuật đa truy nhập cho đường xuống OFDM .............................................. 32
3.2.2- Kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số trực giao OFDMA ........................ 35
3.2.3- Truyền dẫn dữ liệu hướng xuống ..................................................................... 39
3.3- Kỹ thuật đa truy nhập đường lên LTE SC-FDMA .................................................. 40
3.3.1- SC-FDMA ........................................................................................................... 42
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 4
3.3.2- Các tham số SC-FDMA ....................................................................................... 42
3.3.3- Truyền dẫn dữ liệu hướng lên ........................................................................... 44
3.3.4- So sánh OFDMA và SC-FDMA ............................................................................ 45
3.4- Kỹ thuật MIMO ..................................................................................................... 47
CHƯƠNG 4-TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM ………………48
4.1-Triển khai LTE trên thế giới…………………………………………………….……….……...…48
4.2-Triển khai LTE tại Việt Nam……………………………………………………..………………...52
KIẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI………………………………….……….……54
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN………………………………………….………….55
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT……………………………………….………………56
LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………………..……………………………57
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………………………………58
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 5
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
3GPP Third Generation Partnership
Project
Dự án các đối tác thế hệ thứ ba
AAA Authentication, Authorization
and Accounting
Xác thực, cấp phép và tính cƣớc
ACF Analog Channel Filter Bộ lọc kênh tương tự
ACIR Adjacent Channel Interference Rejection
Loại bỏ nhiễu kênh lân cận
ACK Acknowledgement Sự báo nhận
ACLR Adjacent Channel Leakage Ratio Tỉ lệ dò kênh lân cận
ACS Adjacent channel selectivity Chọn lọc kênh lân cận
ADC Analog-to Digital Conversion Chuyển đổi tương tự - số
ADSL Asymmetric Digital Subscriber
Line
Đƣờng dây thuê bao số không đối
xứng
AM Acknowledged Mode Chế độ báo nhận
AMBR Aggregate Maximum Bit Rate Tốc độ bít tối đa cấp phát
AMD Acknowledged Mode Data Dữ liệu chế độ báo nhận
AMR Adaptive Multi-Rate Đa tốc độ thích ứng
AMR-NB Adaptive Multi-Rate Narrowband Băng hẹp đa tốc độ thích ứng
AMR-WB Adaptive Multi-Rate Wideband Băng rộng đa tốc độ thích ứng
ARP Allocation Retention Priority Ưu tiên duy trì cấp phát
ATB Adaptive Transmission
Bandwidth
Băng thông truyền dẫn thích nghi
AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu Gauss trắng thêm vào
AMPS Advanced Mobile Phone Sytem Hệ thống điện thoại di động tiên
tiến
BB Baseband Băng gốc
BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển phát quảng bá
BCH Broadcast Channel Kênh phát quảng bá
AMPS Advanced Mobile Phone Sytem Hệ thống điện thoại di động tiên
tiến
BPF Band Pass Filter Bộ lọc băng tần
BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân
BS Base Station Trạm gốc
BSC Base Station Controller Điều khiển trạm gốc
BSR Buffer Status Report Báo cáo tình trạng bộ đệm
BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc
BW Bandwidth Dải thông
CAZAC Constant Amplitude Zero
Autocorrelation Codes
Mã tự tương quan zero biên độ
không đổi
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 6
CBR Constant Bit Rate Tốc độ bít không đổi
CCE Control Channel Element Phần tử kênh điều khiển
CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung
CDD Cyclic Delay Diversity Phân tập trễ vòng
CDF Cumulative Density Function Chức năng mật độ tích lũy
CDM Code Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo mã
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã
AIR Carrier to Interference Ratio Tỷ số sóng mang trên tập âm
CP Cyclic Prefix Tiền tố vòng
CPICH Common Pilot Channel Kênh điều khiển chung
CQI Channel Quality Information Thông tin chất lượng kênh
CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra dư vòng
C-RNTI Ô Radio Network Temporary Identifier
Nhận dạng tạm thời mạng vô tuyến tế bào
CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh
CSCF Call Session Control Function Chức năng điều khiển phiên cuộc
gọi
D-BCH Dynamic Broadcast Channel Kênh phát quảng bá động
DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng
DCI Downlink Control Information Thông tin điều khiển đường xuống
DFCHA Dynamic Frequency and Channel
Allocation
Cấp phát kênh và tần số động
DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi fourier rời rạc
DL Downlink Đường xuống
UL uplink Đường lên
DL-SCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống
DPCCH Dedicated Physical Control
Channel
Kênh điều khiển vật lý riêng
DTX Discontinuous Transmission Truyền phát không liên tục
DwPTS Downlink Pilot Time Slot Khe thời gian điều khiển đường
xuống
E-DCH Enhanced DCH DCH được tăng cường
EDGE Enhanced Data Rates for GSM
Evolution
Tốc độ dữ liệu tăng cƣờng cho
GSM phát triển
EPC Evolved Packet Core Mạng lõi gói phát triển
EPDG Evolved Packet Data Gateway Cổng dữ liệu gói phát triển
E-
UTRAN
Evolved Universal Terrestrial
Radio Access
Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn
cầu phát triển
EDO Evolution Data Only Chỉ có dữ liệu phát triển
FD Frequency Domain Miền tần số
FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia tần số
FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia tần số
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 7
FDPS Frequency Domain Packet
Scheduling
Lập biểu gói miền tần số
FFT Fast Fourier Transform Biến đổi furier nhanh
FS Frequency Selective Lựa chọn tần số
GERAN GSM/EDGE Radio Access Network
Mạng truy nhập vô tuyến GSM/EDGE
GGSN Gateway GPRS Support Node Nút cổng hỗ trợ GPRS
GP Guard Period Khoảng bảo vệ
GPRS General packet radio service Dịch vụ vô tuyến gói chung
GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu
GRE Generic Routing Encapsulation Đống gói định tuyến chung
GSM Global System for Mobile
Communications
Hệ thống truyền thông di động
toàn cầu
GTP GPRS Tunneling Protocol Giao thức đƣờng hầm GPRS
GTP-C GPRS Tunneling Protocol,
Control Plane
Mặt phẳng điều khiển, giao thức
đƣờng hầm GPRS
GUTI Globally Unique Temporary
Identity
Nhận dạng tạm thời duy nhất toàn
cầu
GW Gateway Cổng
HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest
Yêu cầu lặp lại tự động hỗ hợp
HO Handover Sự chuyển vùng
HSDPA High Speed Downlink Packet
Access
Truy nhập gói đường xuống tốc độ
cao
HS-DSCH High Speed Downlink Shared
Channel
Kênh chia sẻ đƣờng xuống tốc độ
cao
HSCSD High Speed Circuit Switched
Data
Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ
cao
HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao
HS-
PDSCH
High Speed Physical Downlink
Shared Channel
Kênh chia sẻ đường xuống vật lý
tốc độ cao
HSS Home Subscriber Server Máy chủ thuê bao thường trú
HS-SCCH High Speed Shared Control
Channel
Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao
HSUPA High Speed Uplink Packet
Access
Truy nhập gói đường lên tốc độ
cao
ICI Inter-carrier Interference Nhiễu liên sóng mang
ICIC Inter-ô Interference Control Điều khiển nhiễu liên ô
ID Identity Nhận dạng
IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi furier nhanh nghịch đảo
IMS IP Multimedia Subsystem Hệ thống con đa phương tiện IP
IMT International Mobile
Telecommunications
Truyền thông di động quốc tế
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 8
IP Internet Protocol Giao thức Internet
ISDN Integrated Services Digital
Network
Mạng số dịch vụ tích hợp
ISI Inter Symbols Interference Nhiễu liên ký tự
LNA low noise amplifier Khuyêch đại âm nhiễu thấp
LO Local Oscillator Bộ dao động nội
LOS Line of Sight Tầm nhìn thẳng
LTE Long Term Evolution Sự phát triển dài hạn
MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường
MAP Mobile Application Part Phần ứng dụng di động
MBMS Multimedia Broadcast Multicast
System
Hệ thống phát quảng bá đa điểm
đa phương tiện
MBR Maximum Bit Rate Tốc độ bít tối đa
MCH Multicast Channel Kênh đa điểm
MCS Modulation and Coding Scheme Sơ đồ mã hóa và điều chế
MGW Media Gateway Cổng phương tiện
MIMO Multiple Input Multiple Output Đa đầu vào đa đầu ra
MIP Mobile IP IP di động
MM Mobility Management Quản lý tính di động
MME Mobility Management Entity Phần tử quản lý tính di động
MPR Maximum Power Reduction Sự giảm công suất tối đa
MSC Mobile Switching Center Chung tâm chuyển mạch di động
NACK Negative Acknowledgement Báo nhận không thành công
NAS Non-access Stratum Tầng không truy nhập
NAS Network Address Table Bảng địa chỉ mạng
NB Narrowband Băng hẹp
NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu
OFDM Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Ghép kênh phân chia tần số trực
giao
OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia tần số trực giao
O&M Operation and Maintenance Vận hành và bảo dưỡng
PAPR Peak to Average Power Ratio Tỉ lệ công suất đỉnh tới trung bình
PAR Peak-to-Average Ratio Tỉ lệ đỉnh-trung bình
PC Power Control Điều khiển công suất
PCCC Parallel Concatenated
Convolution Coding
Mã xoắn ghép song song
PCCPCH Primary Common Control
Physical Channel
Kênh vật lý điều khiển chung sơ
cấp
PCFICH Physical Control Format
Indicator Channel
Kênh chỉ thị dạng điều khiển vật lý
PCH Paging Channel Kênh nhắn tin
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 9
PCI Physical Ô Identity Nhận dạng ô vật lý
PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã
PCRF Policy and Charging Resource
Function
Chức năng tính cước tài nguyên và
chính sách
PCS Personal Communication Services
Dịch vụ truyền thông cá nhân
PDCCH Physical Downlink Control
Channel
Kênh điều khiển đường xuống vật
lý
PDCP Packet Data Convergence
Protocol
Giao thức hội tụ dữ liệu gói
PDN Packet Data Network Mạng dữ liệu gói
PDU Payload Data Unit Đơn vị dữ liệu tải tin
PDSCH Physical Downlink Shared Channel
Kênh chia sẻ đường xuống vật lý
P-GW Packet Data Network Gateway Cổng mạng dữ liệu gói
PHICH Physical HARQ Indicator
Channel
Kênh chỉ thị HARQ vật lý
PHY Physical Layer Lớp vật lý
PLL Phase Locked Loop Vòng khóa pha
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng
PMIP Proxy Mobile IP IP di động ủy nhiệm
PN Phase Noise Tiếng ồn pha
PRACH Physical Random Access
Channel
Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý
PRB Physical Resource Block Khối tài nguyên vật lý
PS Packet Switched Chuyển mạch gói
PSD Power Spectral Density Mật độ phổ công suất
PSS Primary Synchronization Signal Tín hiệu đồng bộ sơ cấp
PUCCH Physical Uplink Control Channel Kênh điều khiển hướng lên vật lý
PUSCH Physical Uplink Shared Channel Kênh chia sẻ hướng lên vật lý
QAM Quadrature Amplitude
Modulation
Điều chế biên độ cầu phƣơng
QCI QoS Class Identifier Nhận dạng cấp QoS
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha vuông góc
RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
RAR Random Access Response Đáp ứng truy nhập ngẫu nhiên
RB Resource Block Khối tài nguyên
RBG Radio Bearer Group Nhóm truyền tải vô tuyến
RF Radio Frequency Tần số vô tuyến
RI Rank Indicator Chỉ thị bậc
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 10
RLC Radio Link Control Điều khiển kết nối vô tuyến
RNC Radio Network Controller Điều khiển mạng vô tuyến
RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến
RRM Radio Resource Management Quản lý tài nguyên vô tuyến
RS Reference Signal Tín hiệu chuẩn
RSCP Received Symbol Code Power Công suất mã ký hiệu nhận đƣợc
RSRP Reference Symbol Received
Power
Công suất thu được ký hiệu chuẩn
RSRQ Reference Symbol Received
Quality
Chất lượng thu được ký hiệu chuẩn
RSSI Received Signal Strength
Indicator
Chỉ thị cường độ tín hiệu thu được
SAE System Architecture Evolution Phát triển kiến trúc hệ thống
SCCPCH Secondary Common Control
Physical Channel
Kênh vật lý điều khiển chung thứ
cấp
SCM Spatial Channel Model Chế độ kênh không gian
SC-
FDMA
Single Carrier Frequency
Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia tần số đơn
sóng mang
SCH Synchronization Channel Kênh đồng bộ
SCTP Stream Control Transmission Protocol
Giao thức truyền dẫn điều khiển luồng
SDU Service Data Unit Đơn vị dữ liệu dịch vụ
SFBC Space Frequency Block Coding Mã khối tần số không gian
SFN System Frame Number Số khung hệ thống
SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS
S-GW Serving Gateway Cổng phục vụ
SIB System Information Block Khối thông tin hệ thống
SIMO Single Input Multiple Output Đơn đầu vào đa đầu ra
SMS Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn
SNR Signal to Noise Ratio Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu
SON Self Optimized Networks Mạng tự tối ưu
SR Scheduling Request Yêu cầu lập lịch biểu
S-RACH Short Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên ngắn
SRB Signaling Radio Bearer Phần tử mang báo hiệu vô tuyến
SRS Sounding Reference Signals Tín hiệu chuẩn thăm dò
SSS Secondary Synchronization
Signal
Tín hiệu đồng bộ thứ cấp
SU-
MIMO
Single User Multiple Input
Multiple Output
Đơn người dùng - Đa đầu vào đa
đầu ra
S1AP S1 Application Protocol Giao thức ứng dụng S1
TA Tracking Area Khu vực theo dõi
TBS Transport Block Size Kích thƣớc khối truyền tải
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 11
TACS Total Access Communication
Sytem
Hệ thống truyền thông truy nhập
toàn phần
TD Time Domain Miền thời gian
TDD Time Division Duplex Song công phân chia thời gian
TD-LTE Time Division Long Term Evolution
Phân chia theo thời gian - LTE
TD-
SCDMA
Time Division Synchronous Code
Division Multiple Access
Phân chia theo thời gian – đa truy
nhập phân chia theo mã đồng bộ
TPC Transmit Power Control Điều khiển công suất phát
TRX Transceiver Bộ thu phát
TTI Transmission Time Interval Khoảng thời gian truyền
UDP Unit Data Protocol Giao thức đơn vị dữ liệu
UE User Equipment Thiết bị đầu cuối
UL Uplink Đường lên
UL-SCH Uplink Shared Channel Kênh chia sẻ đường lên
UMTS Universal Mobile
Telecommunications System
Hệ thống thông tin di động toàn
cầu
UpPTS Uplink Pilot Time Slot Khe thời gian dẫn hƣớng đƣờng
lên
USIM Universal Subscriber Identity Module
Modun nhận dạng thuê bao toàn cầu
UTRA Universal Terrestrial Radio
Access
Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn
cầu
UTRAN Universal Terrestrial Radio
Access Network
Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất
toàn cầu
V-MIMO Virtual MIMO MIMO ảo
VoIP Voice over IP Thoại qua IP
WCDMA Wideband Code Division
Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo mã
băng rộng
WLAN Wireless Local Area Network Mạng nội bộ không dây
X1AP X1 Application Protocol Giao thức ứng dụng X1
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 12
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Tiến trình phát triển của thông tin di động -------------------------------------- 13
Hình 1.2 Các tuỳ chọn phát triển lên LTE --------------------------------------------------- 18
Hình 2.1. Sự chuyển đổ cấu trúc UTRAN sang E-UTRAN ----------------------------- 19
Hình 2.2 Kiến trúc hệ thống cho mạng chỉ có E-UTRAN -------------------------------- 20
Hình 2.3 eNodeB kết nối tới các nút logic khác và các chức năng chính -------------- 23
Hình 24 MME kết nối tới các nút logic khác và các chức năng chính ----------------- 25
Hình 2.5. Các kết nối S-GW tới các nút logic khác và các chức năng chính -------- 26
Hình 2.6 P-GW kết nối tới các node logic khác và các chức năng chính -------------- 28
Hình 2.7 PCRF kết nối tới các nút logic khác & các chức năng chính ----------------- 30
Hình 3.0 So sánh phổ tần của OFDM với FDMA ------------------------------------------ 32
Hình 3.1 Biểu diễn tần số thời gian của một tín hiệu OFDM ----------------------------- 33
Hình 3.2 Các sóng mang trực giao với nhau ------------------------------------------------ 33
Hình 3.3 Biến đổi FFT -------------------------------------------------------------------------- 34
Hình 3.4 Sơ đồ tạo chuỗi ký hiệu OFDMA-------------------------------------------------- 34
Hình 3.5 OFDM và OFDMA ---------------------------------------------------------------- 35
Hình 3.6 Cấu trúc khung loại 1 -------------------------------------------------------------- 36
Hình 3.7 Cấu trúc khung loại 2 -------------------------------------------------------------- 36
Hình 3.8 Cấu trúc khối tài nguyên ---------------------------------------------------------- 37
Hình 3.9 Ghép kênh thời gian tần số -------------------------------------------------------- 39
Hình 3.12 Phát và thu hướng lên LTE -------------------------------------------------------- 42
Hình 3.13So sánh OFDMA với SC-FDMA ------------------------------------------------- 45
Hình 3.14 Mô hình SU-MIMO và MU-MIMO ------------------------------------------- 46
Hình 3.15 Ghép kênh không gian ----------------------------------------------------------- 46
Hình 4.1 Samsung Craft chiếc điện thoại sử dụng LTE đầu tiên ------------------------ 51
Hình 4.2 laptop X430 ------------------------------------------------------------------------- 52
Hình 4.3 Ericsson phối hợp với cục tần số vô tuyến điện thử nghiệm LTE tại Hà Nội 53
Hình 4.4 Trạm gốc LTE ---------------------------------------------------------------------- 53
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 13
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE
Hệ thống thông tin di động phát triển rất mạnh mẽ trong thời gian gần đây.
Các bước tiến mạnh mẽ của mạng có thể thấy rõ qua các quá trình phát triển hệ
thống thông tin di động từ 1G đến hiện nay.
1/ Tổng quan về hệ thống thông tin di động
1.1/ Tổng quan về thế hệ 1G
Đây là hệ thống thông tin di động tương tự sử dụng phương thức đa truy
nhập phân chia theo tần số FDMA và điều chế tần số FM với các đặc điểm :
Phương thức truy nhập: FDMA.
Dịch vụ đơn thuần là thoại.
Chất lượng thấp.
Bảo mật kém.
Một số hệ thống sử dụng :
NMT (Nordic Mobile Telephone): sử dụng băng tần 450Mhz triển
khai tại các nước Bắc Âu vào năm 1981.
TACS (Total Access Communication System): triển khai ở Anh vào
năm1985.
AMPS (Advance Mobile Phone System): triển khai tại Bắc Mỹ vào
năm 1978 tại băng tần 800Mhz.
Hình 1.1 Tiến trình phát triển của thông tin di động
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 14
1.2 /Tổng quan về thế hệ 2G
Hệ thống mạng 2G được đặc trưng bởi công nghệ chuyển mạch kỹ thuật số
(digital circuit-switched). Kỹ thuật này chiếm ưu thế hơn 1G với các đặc
điểm sau:
Dung lượng tăng.
Chất lượng thoại tốt hơn
Hỗ trợ các dịch vụ số liệu
Phương thức truy nhập : TDMA, CDMA băng hẹp. Một số hệ thống
điển hình :
GSM (Global System for Mobile Phone) sử dụng phương thức truy
cập TDMA được triển khai tại châu Âu.
D-AMPS (IS-136-Digital Advance Mobile Phone System) sử
dụng phương thức truy cập TDMA được triển khai tại Mỹ.
IS-95 (CDMA One) sử dụng phương thức truy cập CDMA được
triển khai tại Mỹ và Hàn Quốc.
PDC (Personal Digital Cellular) sử dụng phương thức truy cập
TDMA được triển khai tại Nhật Bản.
1.3/ Thế hệ 3G :
Hệ thống mạng được sử dụng phỗ biến hiện nay, có các ưu điểm mạnh
mẽ so với 2 thế hệ cũ. Đây là thế hệ thứ ba của chuẩn công nghệ điện thoại
di động, cho phép truyền cả dữ liệu thoại và ngoài thoại (tải dữ liệu, gửi
email, tin nhắn nhanh, Hình ảnh…). 3G cung cấp cả hai hệ thống là chuyển
mạch gói và chuyển mạch kênh. Hệ thống 3G yêu cầu một mạng truy cập
radio hoàn toàn khác so với hệ thống 2G hiện nay. Điểm mạnh của công
nghệ này so với 2G là cho phép truyền, nhận các dữ liệu, âm thanh, hình ảnh
chất lượng cao cho cả thuê bao cố định và thuê bao đang di chuyển ở các tốc
độ khác nhau.
Mạng 3G đặc trưng bởi tốc độ dữ liệu cao, capacity của hệ thống lớn,
tăng hiệu quả sử dụng phổ tần và nhiều cải tiến khác. Có một loạt các chuẩn
công nghệ di động 3G, tất cả đều dựa trên CDMA, bao gồm: UMTS (dùng cả
FDD lẫn TDD), CDMA2000 và TD-SCDMA :
UMTS (đôi khi còn được gọi là 3GSM) sử dụng kỹ thuật đa
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 15
truy cập WCDMA. UMTS được chuẩn hoá bởi 3GPP. UMTS là công
nghệ 3G được lựa chọn bởi hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ
GSM/GPRS để đi lên 3G. Tốc độ dữ liệu tối đa là 1920Kbps (gần
2Mbps). Nhưng trong thực tế tốc độ này chỉ tầm 384Kbps. Để cải
tiến tốc độ dữ liệu của 3G, hai kỹ thuật HSDPA và HSUPA đă được
đề nghị. Khi cả 2 kỹ thuật này được triển khai, người ta gọi chung là
HSPA. HSPA thường được biết đến như là công nghệ 3,5G.
HSDPA: Tăng tốc độ downlink (đường xuống, từ NodeB về người
dùng di động). Tốc độ tối đa lý thuyết là 14,4Mbps, nhưng trong thực
tế nó chỉ đạt tầm 1,8Mbps (hoặc tốt lắm là 3,6Mbps). Theo một báo
cáo của GSA tháng 7 năm 2008, 207 mạng HSDPA đă và đang bắt
đầu triển khai, trong đó đă thương mại hoá ở 89 nước trên thế giới.
HSUPA: tăng tốc độ uplink (đường lên) và cải tiến QoS. Kỹ thuật
này cho phép người dùng upload thông tin với tốc độ lên đến
5,8Mbps (lý thuyết). Cũng trong cùng báo cáo trên của GSA, 51 nhà
cung cấp dịch vụ thông tin di động đă triển khai mạng HSUPA ở 35
nước và 17 nhà cung cấp mạng lên kế hoạch triển khai mạng HSUPA.
CDMA2000: bao gồm CDMA2000 1xRTT (Radio Transmission
Technology), CDMA2000 (Evolution -Data Optimized) và CDMA2000 EV-DV(Evolution -Data and Voice). CDMA2000 được chuẩn hoá bởi 3GPP2. CDMA2000 là công nghệ 3G được lựa chọn bởi các nhà cung cấp mạng CDMA-One.
CDMA2000 1xRTT: chính thức được công nhận như là một công nghệ 3G, tuy nhiên nhiều người xem nó như là một công nghệ 2,75G đúng hơn là 3G. Tốc độ của 1xRTT có thể đạt đến 307Kbps, song hầu hết các mạng đă triển khai chỉ giới hạn tốc độ peak ở 144Kbps.
CDMA2000 EV-DO: sử dụng một kênh dữ liệu 1,25MHz chuyên
biệt và có thể cho tốc độ dữ liệu đến 2,4Mbps cho đường xuống và
153Kbps cho đường lên. 1xEV-DO Rev A hỗ trợ truyền thông gói
IP, tăng tốc độ đường xuống đến 3,1Mbps và đặc biệt có thể đẩy
tốc độ đường lên đến 1,2Mbps. Bên cạnh đó, 1xEV-DO Rev B cho
phép nhà cung cấp mạng gộp đến 15 kênh 1,25MHz lại để truyền
dữ liệu với tốc độ 73,5Mbps.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 16
CDMA2000 EV-DV: tích hợp thoại và dữ liệu trên cùng một kênh
1,25MHz. CDMA2000 EV-DV cung cấp tốc độ peak đến 4,8Mbps
cho đường xuống và đến 307Kbps cho đường lên. Tuy nhiên từ năm
2005, Qualcomm đă dừng vô thời hạn việc phát triển của 1xEV-DV vì
đa phần các nhà cung cấp mạng CDMA như Verizon Wireless và
Sprint đă chọn EV-DO.
TD-SCDMA là chuẩn di động được đề nghị bởi "China
Communications Standards Association" và được ITU duyệt vào năm
1999. Đây là chuẩn 3G của Trung Quốc.
TD-SCDMA dùng song công TDD. TD-SCDMA có thể hoạt động trên
một dăi tần hẹp 1,6MHz (cho tốc độ 2Mbps) hay 5MHz (cho tốc độ
6Mbps). Ngày xuất hành của TD-SCDMA đă bị đẩy lùi nhiều lần. Nhiều
thử nghiệm về công nghệ này đă diễn ra từ đầu năm 2004 cũng như trong
thế vận hội Olympic gần đây.
1.4/ Giới thiệu công nghệ LTE :
LTE là thế hệ thứ tư tương lai của chuẩn UMTS do 3GPP phát triển.
UMTS thế hệ thứ ba dựa trên WCDMA đă được triển khai trên toàn
thế giới. Để đảm bảo tính cạnh tranh cho hệ thống này trong tương lai,
tháng 11/2004 3GPP đă bắt đầu dự án nhằm xác định bước phát triển về
lâu dài cho công nghệ di động UMTS với tên gọi Long Term
Evolution (LTE). 3GPP đặt ra yêu cầu cao cho LTE, bao gồm:
Giảm chi phí cho mỗi bit thông tin
Cung cấp dịch vụ tốt hơn
Sử dụng linh hoạt các băng tần hiện có và băng tần mới
Đơn giản hóa kiến trúc mạng với các giao tiếp mở
Giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ ở thiết bị đầu cuối. Các mục
tiêu của công nghệ này là:
Tốc độ đỉnh tức thời với băng thông 20Mhz.
Tải lên: 50 Mbps.
Tải xuống: 100 Mbps.
Dung lượng dữ liệu truyền tải trung bình của một
người dùng trên 1Mhz so với mạng HSDPA Rel.6.
Tải lên: gấp 2 đến 3 lần.
Tải xuống: gấp 3 đến 4 lần.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 17
Hoạt động tối ưu với tốc độ di chuyển của thuê bao
là 0-15 km/h. Vẫn hoạt động tốt với tốc độ từ 15-120
km/h. Vẫn duy trước được hoạt động khi thuê bao di
chuyển với tốc độ từ 120-350 km/h (thậm chí 500 km/h
tùy băng tần).
Các chỉ tiêu trên phải đảm bảo trong bán kính vùng phủ sóng
5km, giảm chút ít trong phạm vi đến 30km. Từ 30-100km thì
không hạn chế.
Độ dài băng thông linh hoạt: có thể hoạt động với các băng tần
1.25Mhz, 1.6 Mhz, 10Mhz, 15Mhz và 20Mhz cả chiều lên và chiều xuống. Hỗ trợ cả hai trường hợp độ dài băng lên và băng xuống bằng nhau hoặc không.
Để đạt được mục tiêu này, sẽ có rất nhiều kĩ thuật mới được áp dụng,
trong đó nổi bật là kĩ thuật vô tuyến OFDMA (đa truy cập phân chia
theo tần số trực giao), kĩ thuật anten MIMO (Multiple Input Multiple
Output). Ngoài ra hệ thống này sẽ chạy hoàn toàn trên nền IP (all-IP
Network), và hỗ trợ cả hai chế độ FDD và TDD.
Hình 1.2 Các tuỳ chọn phát triển lên LTE
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 18
CHƯƠNG 2 – KIẾN TRÚC MẠNG LTE
2.1/ Kiến trúc mạng LTE
LTE được thiết kế để hỗ trợ cho các dịch vụ chuyển mạch gói, đối lập với
chuyển mạch kênh truyền thống. Nó hướng đến cung cấp các kết nối IP giữa các UE
và PDN, mà không có bất kì sự ngắt quãng nào đối với những ứng dụng của người
dùng trong suốt quá trình di chuyển. Trong khi thuật ngữ LTE đề cập quanh sự tiến
triển việc truy cập vô tuyến thông qua E-UTRAN, nó còn được kết hợp cùng với
các phương diện cải tiến “ không vô tuyến” dưới thuật ngữ SAE bao gồm mạng lõi
gói cải tiến EPC. LTE cùng với SAE tạo thành hệ thống gói cải tiến EPS.
Hình 2.1 cho chúng ta thấy các thành phần chính của 1 mạng lõi và mạng
vô tuyến LTE (b) và cấu thành phần chính của mạng UMTS. Chúng ta thấy mạng
LTE ít phức tạp hơn do các eNodeB được kết nối với nhau hoặc kết nối trực tiếp tới
mạng lõi nên các RNC bị gỡ bỏ. Các chức năng của RNC được chuyển một phần
sang trạm cơ sở và một phần sang nút Gateway của mạng lõi. Vì không còn RNC
nữa nên các eNodeB thực hiện chức năng quản lý dữ liệu truyền tải một cách tự
lập và đảm bảo dịch vụ.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 19
a b
Hình 2.1: Sự chuyển đổi cấu trúc UTRAN sang E-UTRAN
2.1.1/ Tổng quan về cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống
Hình 2.2 miêu tả kiến trúc và các thành phần mạng trong cấu hình kiến trúc nơi
chỉ có một E-UTRAN tham gia. Hình này cũng cho thấy sự phân chia kiến trúc
thành bốn vùng chính: thiết bị người dùng (UE) ; UTRAN phát triển( E-UTRAN);
mạng lõi gói phát triển(EPC); và các vùng dịch vụ.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 20
Hình 2.2. Kiến trúc hệ thống cho mạng chỉ có E-UTRAN
UE, E-UTRAN và EPC đại diện cho các giao thức internet (IP) ở lớp kết nối.
Đây là một phần của hệ thống được gọi là hệ thống gói phát triển (EPS). Chức năng
chính của lớp này là cung cấp kết nối dựa trên IP và nó được tối ưu hóa cao cho
mục tiêu duy nhất. Tất cả các dịch vụ được cung cấp dựa trên IP, tất cả các nút
chuyển mạch và các giao diện được nhìn thấy trong kiến trúc 3GPP trước đó không
có mặt ở E-UTRAN và EPC. Công nghệ IP chiếm ưu thế trong truyền tải, nơi mà
mọi thứ được thiết kế để hoạt động và truyền tải trên IP.
Các hệ thống con đa phương tiện IP ( IMS) là một ví dụ tốt về máy móc thiết bị
phục vụ có thể được sử dụng trong lớp kết nối dịch vụ để cung cấp các dịch vụ dựa
trên kết nối IP được cung cấp bởi các lớp thấp hơn. Ví dụ , để hỗ trợ dịch vụ thoại
thì IMS có thể cung cấp thoại qua IP ( VoIP) và sự kết nối tới các mạng chuyển
mạch-mạch cũ PSTN và ISDN thông qua các cổng đa phương tiện của nó điều
khiển.
Sự phát triển của E-UTRAN tập chung vào một nút, nút B phát triển ( eNode B).
Tất cả các chức năng vô tuyến kết thúc ở đó, tức là eNB là điểm kết thúc cho tất cả
các giao thức vô tuyến có liên quan. E-UTRAN chỉ đơn giản là một mạng lưới của
các eNodeB được kết nối tới các eNodeB lân cận với giao diện X2.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 21
Một trong những thay đổi kiến trúc lớn là trong khu vực mạng lõi là EPC không
có chứa một vùng chuyển mạch-mạch, và không có kết nối trực tiếp tới các mạng
chuyển mạch mạch truyền thống như ISDN và PSTN là cần thiết trong lớp này. Các
chức năng của EPC là tương đương với vùng chuyển mạch gói của mạng 3GPP hiện
tại. Tuy nhiên những thay đổi đáng kể trong việc bố trí các nút chức năng và kiến
trúc phần này nên được coi như là hoàn tòan mới.
Hình 2.2 cho thấy có một phần tử gọi là SAE GW. Như hình 2.2 cho thấy đó là
sự kết hợp của hai cổng là cổng phục vụ (S-GW) và cổng mạng dữ liệu gói( P-
GW) điều này được định nghĩa cho các xử lý UP trong EPC. Gộp chúng lại với
nhau thành SAE GW. Cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống và chức năng của nó
được ghi trong 3GPP TS 23.401.
2.1.2. Thiết bị người dùng ( UE)
UE là thiết bị mà người dùng đầu cuối sử dụng để liên lạc. Thông thường nó là
những thiết bị cầm tay như điện thoại thông minh hoặc một thẻ dữ liệu như mọi
người vẫn đang sử dụng hiện tại trong mạng 2G và 3G. Hoặc nó có thể được nhúng
vào, ví dụ một máy tính xách tay. UE cũng có chứa các mođun nhận dạng thuê bao
toàn cầu( USIM). Nó là một mođun riêng biệt với phần còn lại của UE, thường
được gọi là thiết bị đầu cuối (TE). USIM là một ứng dụng được đặt vào một thẻ
thông minh có thể tháo rời được gọi là thẻ mạch tích hợp toàn cầu ( UICC). USIM
được sử dụng để nhận dạng và xác thực người sử dụng để lấy khóa bảo mật nhằm
bảo vệ việc truyền tải trên giao diện vô tuyến.
Các chức năng của UE là nền tảng cho các ứng dụng truyền thông, mà có tín hiệu
với mạng để thiết lập, duy trì và loại bỏ các liên kết thông tin người dùng cần. Điều
này bao gồm các chức năng quản lý tính di động như chuyển giao, báo cáo vị trí của
thiết bị, và các UE phải thực hiện theo hướng dẫn của mạng. Có lẽ quan trọng nhất
là UE cung cấp giao diện người sử dụng cho người dùng cuối để các ứng dụng như
VoIP có thể được sử dụng để thiết lập một cuộc gọi thoại.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 22
2.1.3/ E-UTRAN NodeB (eNodeB)
Nút duy nhất trên E-UTRAN là E-UTRAN NodeB ( eNodeB). Đơn giản đặt eNB
là một trạm gốc vô tuyến kiểm soát tất cả các chức năng vô tuyến liên quan trong
phần cố định của hệ thống. Các trạm gốc như eNB thường phân bố trên toàn khu
vực phủ sóng của mạng. Mỗi eNB thường cư trú gần các anten vô tuyến hiện tại của
chúng.
Chức năng của eNB hoạt động như một cầu nối giữa 2 lớp là UE và EPC, nó là
điểm cuối của tất cả các giao thức vô tuyến về phía UE, và tiếp nhận dữ liệu giữa
các kết nối vô tuyến và các kết nối IP cơ bản tương ứng về phía EPC. Trong vai trò
này các EPC thực hiện mã hóa / giải mã các dữ liệu UP, và cũng có nén / giải nén
tiêu đề IP, tránh việc gửi đi lặp lại giống nhau hoặc dữ liệu liên tiếp trong tiêu đề IP.
eNB cũng chịu trách nhiệm về nhiều các chức năng của mặt phẳng điều khiển
(CP). eNB chịu trách nhiệm về quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM), tức là kiểm sóat
việc sử dụng giao diện vô tuyến , bao gồm : phân bổ tài nguyên dựa trên yêu cầu,
ưu tiên và lập lịch trình lưu lượng theo yêu cầu QoS, và liên tục giám sát tình hình
sử dụng tài nguyên.
Ngoài ra eNodeB còn có vai trò quan trọng trong quản lý tính di động (MM).
Điều khiển eNB và đo đạc phân tích mức độ của tín hiệu vô tuyến được thực hiện
bởi UE. Điều này bao gồm trao đổi tín hiệu chuyển giao giữa eNB khác và MME.
Khi một UE mới kích hoạt theo yêu cầu của eNB và kết nối vào mạng, eNB cũng
chịu trách nhiệm về việc định tuyến khi này nó sẽ đề nghị các MME mà trước đây
đã phục vụ cho UE, hoặc lựa chọn một MME mới nếu một tuyến đường đến các
MME trước đó không có sẵn hoặc thông tin định tuyến vắng mặt.
Hình 2.3 cho thấy các kết nối với eNB đã đến xung quanh các nút logic, và tóm
tắt các chức năng chính trong giao diện này. Trong tất cả các kết nối eNB có thể là
trong mối quan hệ một – nhiều hoặc nhiều – nhiều. Các eNB có thể phục vụ đồng
thời nhiều UE trong vùng phủ sóng của nó nhưng mỗi UE chỉ được kết nối tới một
eNB trong cùng một thời điểm. Các eNB sẽ cần kết nối tới các eNB lân cận với nó
trong khi chuyển giao có thể cần thực hiện.
Cả hai MME và S-GW có thể được gộp lại, có nghĩa là một tập hợp các nút được
phân công để phục vụ cho một tập hợp các eNB. Từ một viễn cảnh eNB đơn này có
nghĩa là nó có thể cần phải kết nối tới nhiều MME và S-GW. Tuy nhiên mỗi UE sẽ
được phục vụ bởi chỉ có một MME và S-GW tại một thời điểm và eNB phải duy trì
theo dõi các liên kết này.
Sự kết hợp này sẽ không bao giờ thay đổi từ một điểm eNodeB duy nhất, bởi vì
MME hoặc S-GW chỉ có thể thay đổi khi kết hợp với sự chuyển giao liên eNodeB.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 23
Hình 2.3 eNodeB kết nối tới các nút logic khác và các chức năng chính
2.1.4/ Thực thể quản lý tính di động (MME)
Thực thể quản lý tính di động(MME) là thành phần điều khiển chính trong EPC.
Thông thường MME sẽ là một máy chủ ở một vị trí an toàn tại các cơ sở của nhà
điều hành. Nó chỉ hoạt động trong các CP, và không tham gia vào con đường của
UP dữ liệu.
Ngoài giao diện cuối vào MME trong kiến trúc thể hiện trong hình 2.2, MME còn
có một kết nối logic trực tiếp tới UE, và kết nối này được sử dụng như là kênh điều
khiển chính giữa UE và mạng. Sau đây là danh sách các chức năng chính của MME
trong cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống :
Xác thực và bảo mật : khi một UE đăng ký vào mạng lần đầu tiên, MME sẽ
khởi tạo sự xác thực, bằng cách thực hiện những điều sau: nó tìm ra danh tính
thường trú của UE, hoăc từ các mạng truy nhập trước đó hoặc chính bản thân UE,
yêu cầu từ bộ phục vụ thuê bao thường trú (HSS) trong mạng chủ của UE các điều
khiển chứng thực có chứa các mệnh lệnh chứng thực – trả lời các cặp tham số, gửi
các thử thách với UE và so sánh các trả lời nhận được từ UE vào một trong những
cái đã nhận từ mạng chủ. Chức năng này là cần thiết để đảm bảo các yêu cầu bảo
vệ với UE. Các MME có thể lặp lại chức năng xác thực khi cần thiết hoặc theo chu
kỳ. Các chức năng này dùng để bảo vệ các thông tin liên lạc khỏi việc nghe trộm
và từ sự thay đổi của bên thứ ba tương ứng trái phép. Để bảo vệ sự riêng tư của
UE, MME cũng phân bổ cho mỗi UE một mã tạm thời gọi là mã nhận dạng tạm
thời duy nhất toàn cầu(GUTI), do đó cần phải gửi mã nhận dạng thường trú UE –
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 24
mã nhận dạng thuê bao di động quốc tế ( IMIS) qua giao diện vô tuyến được giảm
thiểu. Các GUTI có thể được cấp trở lại, ví dụ định kỳ để ngăn chặn theo dõi UE.
Quản lý tính di động: MME theo dõi vị trí của tất cả các UE trong khu vực
của mình, khi một UE đăng ký vào mạng lần đầu tiên, MME sẽ tạo ra một lối vào
cho UE và tín hiệu với vị trí tới HSS trong mạng chủ của UE. MME yêu cầu tài
nguyên thích hợp được thiết lập trong eNodeB, cũng như trong các S-GW mà nó
lựa chọn cho UE. Các MME sau đó tiếp tục theo dõi vị trí của UE hoặc là dựa trên
mức độ của eNB, nếu UE vẫn kết nối, tức là truyền thông đang hoạt động hoặc ở
mức độ khu vực theo dõi (TA). MME điều khiển các thiết lập và giải phóng nguồn
tài nguyên dựa trên những thay đổi chế độ hoạt động của UE. MME cũng tham gia
vào việc điều khiển tín hiệu chuyển giao của UE trong chế độ hoạt động giữa các
eNB, S-GW hoặc MME. MME tham gia vào mọi thay đổi của eNB vì không có
phần tử điều khiển mạng vô tuyến riêng biệt nên nó đã ẩn hầu hết các sự kiện này.
Một UE ở trạng thái rảnh dỗi nó sẽ báo cáo vị trí của nó hoặc là định kỳ, hoặc là
khi nó chuyển tới một khu vực theo dõi. Nếu dữu liệu nhận được từ bên ngoài cho
một UE rảnh dỗi, MME sẽ được thông báo, nó sẽ yêu cầu các eNB trong TA đã
được lưu giữ cho UE tới vị trí nhớ của UE.
Quản lý hồ sơ thuê bao và dịch vụ kết nối: vào thời điểm một UE đăng ký
vào mạng, các MME sẽ chịu trách nhiệm lấy hồ sơ đăng ký của nó từ mạng chủ về.
Các MME sẽ lưu trữ thông tin này trong suốt thời gian phục vụ UE. Hồ sơ này xác
định những gì các kết nối mạng dữ liệu gói được phân bổ tới các mạng ở tập tin
đính kèm. Các MME sẽ tự động thiết lập mặc định phần tử mang, cho phép các UE
kết nối IP cơ bản. Điều này bao gồm tín hiệu CP với eNB và S-GW. Tại bất kỳ thời
điểm nào sau này, các MME có thể cần tới được tham gia vào việc thiết lập phần tử
mang dành riêng cho các dịch vụ được hưởng lợi xử lý cao hơn. Các MME có thể
nhận được các yêu cầu thiết lập một phần tử mang dành riêng, hoặc từ các S-GW
nếu yêu cầu bắt nguồn từ khu vực dịch vụ điều hành, hoặc trực tiếp từ UE, nếu UE
yêu cầu kết nối cho một dịch vụ mà không được biết đến bởi khu vực dịch vụ điều
hành, và do đó không thể được bắt đầu từ đó .
Hình 2.4 cho thấy các kết nối MME đến quanh các nút logic, và tóm tắt các chức
năng chính trong giao diện này. Về nguyên tắc MME có thể được kết nối với bất kỳ
MME khác trong hệ thống, nhưng thường kết nối được giới hạn trong một nhà điều
hành mạng duy nhất. Các kết nối từ xa giữa các MME có thể được sử dụng khi một
UE đã đi xa, trong khi đi đăng ký với một MME mới sau đó tìm kiếm nhận dạng
thường trú mới của UE, sau đó lấy nhận dạng thường trú của UE, mã nhận dạng
thuê bao di động quốc tế (IMIS), từ MME truy cập trước đó. Các kết nối giữa các
MME với các MME lân cận được sử dụng trong chuyển giao.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 25
Hình 2.4 MME kết nối tới các nút logic khác và các chức năng chính
Kết nối tới một số HSS cũng cần được hỗ trợ, các HSS nằm trong mạng chủ của
người dùng , và một tuyến đường có thể được tìm thấy dựa trên IMIS. Mỗi MME
được cấu hình để điều khiển một tập hợp các S-GW và eNodeB. Cả hai S-GW và
eNodeB cũng có thể được kết nối tới các MME khác. Các MME có thể phục vụ
một số UE cùng một lúc, trong khi mỗi UE sẽ chỉ kết nối tới một MME tại một thời
điểm.
2.1.5/ Cổng phục vụ ( S-GW)
Trong cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống, chức năng cao cấp của S-GW là quản
lý đường hầm UP và chuyển mạch. S-GW là một phần của hạ tầng mạng nó được
duy trì ở các phòng điều hành trung tâm của mạng.
Khi giao diện S5/S8 dựa trên GTP, S-GW sẽ có đường hầm GTP trên tất cả các
giao diện UP của nó. Ánh xạ giữa các luồng dịch vụ IP và đường hầm GTP được
thực hiện trong P-GW, và S-GW không cần được kết nối với PCRF. Toàn bộ điều
khiển có liên quan tới các đường hầm GTP, đến từ MME hoặc P-GW. Khi sử dụng
giao diện PMIP S5/S8. S-GW sẽ thực hiện việc ánh xạ giữa các dòng dịch vụ IP
trong các đường hầm S5/S8 và đường hầm GTP trong giao diện S1-U, và sẽ kết nối
tới PCRF để nhận được thông tin ánh xạ.
S-GW có một vai trò rất nhỏ trong các chức năng điều khiển. Nó chỉ chịu trách
nhiệm về nguồn tài nguyên của riêng nó, và nó cấp phát chúng dựa trên các yêu cầu
từ MME, P-GW hoặc PCRF, từ đó mà các hành động được thiết lập , sửa đổi hoặc
xóa sạch các phần tử mang cho UE. Nếu các lênh trên được nhận từ P-GW hoặc
PCRF thì S-GW cũng sẽ chuyển tiếp các lệnh đó tới MME để nó có thể điều khiển
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 26
các đường hầm tới eNodeB. Tương tự, khi MME bắt đầu có yêu cầu thì S-GW sẽ
báo hiệu tới một trong hai P-GW hoặc PCRF tùy thuộc vào S5/S8 được dựa trên
GTP hoặc PMIP tương ứng. Nếu giao diện S5/S8 được dựa trên PMIP thì dữ liệu
trong giao diện đó sẽ đƣợc các luồng IP trong một đường hầm GRE truyền tới mỗi
UE. Khi đó trong giao diện S5/S8 dựa trên GTP mỗi phần tử mang sẽ có đường
hầm của riêng mình. Do đó S-GW hỗ trợ PMIP S5/S8 có trách nhiệm liên kết các
phần tử mang, ví dụ : ánh xạ các luồng IP trong giao diện S5/S8 vào các phần tử
mang trong giao diện S1. Chức năng này trong S-GW được gọi là chức năng liên
kết phần tử mang và báo cáo sự kiện ( BBERF). Bất kể nơi mà tín hiệu phần tử
mang bắt đầu, BBERF luôn nhận các thông tin liên kết phần tử mang từ PCRF.
Hình 2.5. Các kết nối S-GW tới các nút logic khác và các chức năng chính
Trong khi di chuyển giữa các eNodeB, S-GW hoạt động như nút cuối di động địa
phương. MME sẽ lệnh S-GW để chuyển sang đường hầm từ một eNodeB khác.
MME cũng có thể yêu cầu S-GW cung cấp tài nguyên đường hầm cho dữ liệu
chuyển tiếp khi có nhu cầu cần chuyển dữ liệu từ eNodeB nguồn tới eNodeB đích
trong thời điểm UE có chuyển giao vô tuyến. Các tình huống di chuyển cũng bao
gồm sự thay đổi từ một S-GW tới một cái khác, và MME sẽ điều khiển sự thay đổi
này cho phù hợp bằng cách loại bỏ các đường hầm trong S-GW cũ và thiết lập
chúng trong S-GW mới.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 27
Đối với tất cả các luồng dữ liệu thuộc về một UE trong chế độ kết nối thì S-GW
sẽ chuyển tiếp dữ liệu giữa eNodeB và P-GW. Tuy nhiên khi một UE ở chế độ
nhàn rỗi thì các nguồn tài nguyên này trong eNodeB sẽ được giải phóng, các
đƣờng dẫn dữ liệu được kết thúc trong S-GW. Nếu S-GW nhận được gói dữ liệu
từ P-GW thì nó sẽ lưu các gói vào bộ đệm và yêu cầu MME bắt đầu nhắn tin tới
UE. Tin nhắn sẽ làm cho UE tới chế độ tái kết nối, và khi các đường hầm được tái
kết nối thì các gói tin từ bộ đệm sẽ được gửi về. S-GW sẽ theo dõi dữ liệu trong các
đường hầm và nó cũng có thể thu thập các dữ liệu cần thiết cho việc hạch toán
và tính chi phí của người dùng.
Trong hình 2.5 cho thấy S-GW được kết nối tới các nút logic khác và danh sách
các chức năng chính trong các giao diện này. Tất cả các giao diện được cấu hình
theo kiểu một – nhiều từ S-GW được thấy. Một S-GW có thể chỉ phục vụ một khu
vực địa lý nhất định với một tập giới hạn các eNodeB, và tương tự có thể có một tập
giới hạn của các MME điều khiển khu vực đó. S-GW có thể kết nối tới bất kỳ P-
GW nào trong toàn bộ mạng lưới, bởi vì P-GW sẽ không thay đổi trong khi di
chuyển, trong khi S-GW có thể được định vị lại trong khi UE di chuyển. Với các kết
nối có liên quan tới một UE, S-GW sẽ luôn báo hiệu với chỉ một MME và các điểm
UP tới một eNodeB tại một thời điểm. Nếu một UE được phép kết nối tới nhiều các
PDN thông qua các P-GW khác nhau , thì S-GW cần kết nối tới các thành phần
riêng biệt. Nếu giao diện S5/S8 là dựa trên PMIP thì S-GW sẽ kết nối tới một PCRF
cho mỗi P-GW riêng được UE sử dụng.
Trên hình cũng cho thấy trường hợp chuyển dữ liệu gián tiếp nơi mà dữ liệu UP
được chuyển tiếp giữa các eNodeB thông qua các S-GW. Không có tên giao diện cụ
thể liên quan đến giao diện giữa các S-GW, vì định dạng chính xác giống như trong
giao diện S1-U, và có thể cho rằng các S-GW liên quan chúng đã truyền thông trực
tiếp với cùng một eNodeB. Đây sẽ là trường hợp khi chuyển tiếp dữ liệu gián tiếp
diễn ra thông qua chỉ một S-GW, tức là cả hai eNodeB có thể được kết nối tới cùng
một S-GW.
2.1.6/ Cổng mạng dữ liệu gói ( P-GW)
Cổng mạng dữ liệu gói ( P-GW, cũng thường được viết tắt là PDN-GW) là tuyến
biên giữa EPS và các mạng dữ liệu gói bên ngoài. Nó là nút cuối di động mức cao
nhất trong hệ thống, và nó thường hoạt động như là điểm IP của các thiết bị cho UE.
Nó thực hiện các chức năng chọn lưu lượng và lọc theo yêu cầu bởi các dịch vụ
được đề cập. Tương tự như S-GW, các P-GW được duy trì tại các phòng điều hành
tại một vị trí trung tâm.
Điển hình là P-GW cấp phát các địa chỉ IP cho UE, và UE sử dụng nó để giao tiếp
với các máy chủ IP khác trong các mạng bên ngoài. ( ví dụ như Internet ). Nó cũng
có thể là PDN bên ngoài mà UE đã được kết nối cấp phát các địa chỉ đó là để sử
dụng bởi các UE, các đường hầm P-GW cho tất cả lưu lượng vào mạng đó. Địa chỉ
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 28
IP luôn được cấp phát khi UE yêu cầu một kết nối PDN, nó sẽ diễn ra ít nhất là khi
UE được gắn vào mạng, và nó có thể sảy ra sau khi có một kết nối PDN mới. Các
P-GW thực hiện chức năng giao thức cấu hình máy chủ động (DHCP) khi cần, hoặc
truy vấn một máy chủ DHCP bên ngoài, và cung cấp địa chỉ cho UE. Ngoài ra tự
cấu hình động được hỗ trợ bởi các tiêu chuẩn. Chỉ IPv4, chỉ IPv6 hoặc cả hai, các
địa chỉ có thể được phân bổ tùy theo nhu cầu. UE có thể báo hiệu rằng nó muốn
nhận địa chỉ ngay trong tín hiệu kết nối hoặc nếu nó muốn thực hiện cấu hình địa
chỉ sau khi lớp liên kết được kết nối.
P-GW bao gồm cả PCEF, có nghĩa là nó thực hiện các chức năng chọn lưu lượng
và lọc theo yêu cầu bởi các chính sách được thiết lập cho UE và các dịch vụ nói
đến, nó cũng thu thập các báo cáo thông tin chi phí liên quan.
Lưu lượng UP giữa P-GW và các mạng bên ngoài dưới dạng các gói tin IP thuộc
về các dòng dịch vụ IP khác nhau. Nếu giao diện S5/S8 hướng tới S-GW là dựa trên
GTP thì P-GW thực hiện ánh xạ các dòng dữ liệu IP tới các đường hầm GTP, các P-
GW thiết lập các phần tử mang cơ bản dựa trên yêu cầu qua PCRF hoặc từ S-GW,
mà chuyển tiếp các thông tin từ MME. Nếu giao diện S5/S8 là dựa trên PMIP, P-
GW sẽ ánh xạ tất cả các luồng dịch vụ IP từ các mạng bên ngoài thuộc về một UE
tới một đường hầm GRE duy nhất, và tất cả các thông tin điều khiển chỉ được trao
đổi với PCRF. P-GW cũng có chức năng giám sát các luồn dữ liệu cho mục đích
hoạch toán cũng như cho ngăn xen theo luật.
P-GW là điểm cuối di đông mức cao nhất trong hệ thống. Khi một UE di chuyển
từ một S-GW tới một cái khác, các phần tử mang phải được chuyển vào P-GW. P-
GW sẽ nhận được chỉ dẫn để chuyển các luồng từ các S-GW mới.
Hình 2.6 cho thấy các kết nối P-GW đã đến xung quanh các nút logic, và danh
sách các chức năng chính trong giao diện này.
Hình 2.6 P-GW kết nối tới các node logic khác và các chức năng chính
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 29
Mỗi P-GW có thể được kết nối tới một hoặc nhiều PCRF, S-GW và mạng bên
ngoài. Đối với một UE liên kết với P-GW thì chỉ có duy nhất một S-GW, nhưng
có các kết nối tới nhiều các mạng bên ngoài và tương ứng có nhiều các PCRF
có thể cần phải được hỗ trợ, nếu có kết nối tới nhiều các PDN được hỗ trợ thông
qua một P-GW.
2.1.7/ Chức năng chính sách và tính cước tài nguyên ( PCRF)
Chức năng chính sách và tính cước tài nguyên(PCRF) là phần tử mạng chịu
trách nhiệm về chính sách và điều khiển tính cước ( PCC). Nó tạo ra các quyết
định về cách xử lý các dịch vụ về QoS, và cung cấp thông tin cho PCEF được đặt
trong P- GW, và nếu được áp dụng cho cả BBERF được đặt trong S-GW, để
cho việc thiết lập các phần tử mang thích hợp và việc lập chính sách. PCRF là
một máy chủ và thường được đặt với các phần tử CN khác tại các trung tâm điều
hành chuyển mạch. Các thông tin PCRF cung cấp cho PCEF được gọi là các quy
tắc PCC. PCRF sẽ gửi các quy tắc PCC bất cứ khi nào một phần tử mang mới
được thiết lập. Thiết lập phần tử mang là cần thiết, ví dụ khi UE bước đầu được
gắn vào mạng và phần tử mang mặc định sẽ được thiết lập, và sau đó khi có một
hoặc nhiều các phần tử mang dành riêng được thiết lập. PCRF có khả năng cung
cấp các quy tắc PCC dựa trên yêu cầu, hoặc từ P-GW và cũng như S-GW trong
tường hợp PMIP, giống như trong trường hợp kết nối, và cũng dựa trên yêu cầu từ
chức năng ứng dụng(AF) nằm trong các dịch vụ tên miền. Ví dụ, với IMS và AF
sẽ thúc đẩy dịch vụ QoS thông tin tới PCRF, từ đó tạo ra một quyết định PCC và
nó sẽ đẩy các quy tắc PCC đến P-GW, và mang thông tin ánh xạ tới S-GW trong
trường hợp S5/S8 là PMIP. Các phần tử mang EPC sau đó sẽ được thiết lập dựa
trên những điều đó.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 30
Hình 2.7 PCRF kết nối tới các nút logic khác & các chức năng chính
Các kết nối giữa PCRF và các nút khác được thể hiện như trong hình 2.7,
mỗi PCRF có thể được kết nối với một hoặc nhiều AF, P-GW và S-GW. Chỉ
có một PCRF liên kết với mỗi kết nối PDN đó là một UE duy nhất đã có.
2.1.8/ Máy chủ thuê bao thường trú (HSS)
Máy chủ thuê bao thƣờng trú (HSS) là kho dữ liệu thuê bao cho tất cả dữ
liệu người dùng thường xuyên. Nó cũng ghi lại vị trí của người sử dụng ở mức
độ của nút điều khiển mạng tạm trú, chẳng hạn như MME. Nó là một máy chủ
cơ sở dữ liệu và được duy trì tại các phòng trung tâm của nhà điều hành.
HSS lưu trữ bản gốc của hồ sơ thuê bao, trong đó chứa các thông tin về các
dịch vụ được áp dụng đối với người sử dụng, bao gồm thông tin về các kết nối
PDN được cho phép, và liệu có chuyển tới một mạng tạm trú riêng được hay
không. HSS cũng lưu những nhận dạng của các P-GW được sử dụng. Khóa
thường trực được sử dụng để tính toán xác thực và được gửi tới mạng tạm trú để
xác thực người dùng và các khóa phát sinh tiếp sau để mã hóa và bảo vệ tính toàn
vẹn là được lưu trữ tại các trung tâm xác thực(AUC), thường là một phần của
HSS. Trong tất cả các tín hiệu liên quan tới các chức năng này thì HSS phải
tương tác với MME. Các HSS sẽ cần phải có khả năng kết nối với mọi MME
trong toàn bộ hệ mạng lưới, nơi mà các UE của nó được phép di chuyển. Đối với
mỗi UE, các hồ sơ HSS sẽ chỉ tới một MME phục vụ tại một thời điểm, và ngay
sau đó là báo cáo về một MME mới mà nó phục vụ cho UE, HSS sẽ hủy bỏ vị trí
của MME trước.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 31
CHƯƠNG 3 - TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE
3.1/ Các chế độ truy nhập vô tuyến
Giao diện không gian LTE hỗ trợ cả hai chế độ là song công phân chia theo
tần số (FDD) và song công phân chia theo thời gian (TDD), mỗi chế độ có một
cấu trúc khung riêng. Chế độ bán song công FDD cho phép chia sẻ phần cứng
giữa đường lên và đường xuống vì đường lên và đường xuống không bao giờ
sử dụng đồng thời. Kỹ thuật này được sử dụng trong một số dải tần và cũng
cho phép tiết kiệm chi phí trong khi giảm một nửa khả năng truyền dữ liệu.
Giao diện không gian LTE cũng hỗ trợ phát đa phương tiện và các dịch vụ
phát quảng bá đa điểm (MBMS). Một công nghệ tương đối mới cho nội dung
phát sóng như truyền hình kỹ thuật số tới UE bằng cách sử dụng các kết nối
điểm- đa điểm. Các thông số kỹ thuật 3GPP cho MBMS đầu tiên được xuất hiện
trong UMTS phiên bản 6. LTE xác định là một cấp cao hơn dịch vụ MBMS
phát triển (eMBMS), mà nó sẽ hoạt động qua một mạng đơn tần số phát quảng
bá /đa điểm(MBSFN), bằng cách sử dụng một dạng sóng đồng bộ thời gian
chung mà có thể truyền tới đa ô trong một khoảng thời gian nhất định. MBSFN
cho phép kết hợp qua vô tuyến của truyền đa ô tới UE, sử dụng tiền tố vòng
(CP) để bảo vệ các sự sai khác do trễ khi truyền tải, để các UE truyền tải như là
từ một tế bào lớn duy nhất. Công nghệ này giúp cho LTE có hiệu suất cao cho
truyền tải MBMS. Các dịch vụ eMBMS sẽ đƣợc xác định đầy đủ trong thông số
kỹ thuật của 3GPP phiên bản 9
3.2. Kỹ thuật đa truy nhập cho đường xuống OFDMA
Hệ thống truyền dẫn đường xuống của LTE dựa trên công nghệ OFDM vì
OFDM có nhiều ưu điểm:
OFDM có thể loại bỏ hiện tượng nhiễu xuyên kí hiệu ISI nếu độ dài
chuỗi bảo vệ GI lớn hơn độ trễ truyền dẫn lớn nhất của kênh truyền.
Thực hiện việc đổi chuỗi dữ liệu từ nối tiếp sang song song nên thời
gian symbol tăng lên nên sự phân tán theo thời gian gây bởi trải trễ
do đường truyền dẫn đa đường giảm xuống.
Tối ưu hiệu quả phổ tần do cho phép chồng phổ giữa các sóng mang
con.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 32
Hạn chế được ảnh hưởng của fading bằng cách chia kênh fading chọn
lọc tần số thành các kênh con phẳng tương ứng với các tần số sóng
mang OFDM khác nhau.
OFDM phù hợp với việc thiết kế hệ thống truyền dẫn băng rộng, ảnh
hưởng của sự phân tập về tần số (frequency selectivity) đối với chất
lượng hệ thống được giảm thiểu nhiều so với hệ thống truyền dẫn đơn
sóng mang.
Cấu trúc máy thu đơn giản.
Thích ứng đường truyền và lập biểu trong miền tần số.
Tương thích với bộ thu anten tiên tiến
3.2.1 OFDM
OFDM là một trường hợp đặc biệt của phương pháp điều chế FDM. Chia
luồng dữ liệu thành nhiều đường truyền băng hẹp trong vùng tần số sử dụng,
trong đó các sóng mang con trực giao với nhau. Do vậy phổ tín hiệu của các
sóng mang phụ này được phép chồng lấn lên nhau mà phía đầu thu vẫn khôi phục
lại được tín hiệu ban đầu. Sự chồng lấn phổ tín hiệu này làm cho hệ thống OFDM
có hiệu suất sử dụng phổ lớn hơn nhiều so với kĩ thuật điều chế thông thường
Hình 3.0: So sánh phổ tần của OFDM với FDMA
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 33
Hình 3.1 Biểu diễn tần số-thời gian của một tín hiệu OFDM
Hình 3.2 : Các sóng mang trực giao với nhau
Một vấn đề gặp phải ở OFDM trong hệ thống thông tin di động là cần dịch
các tần số tham khảo đối với các đầu cuối phát đồng thời. Dịch tần phá hỏng tính
trực giao của các cuộc truyền dẫn đến nhiễu đa truy cập. Vì vậy nó rất nhạy cảm
với dịch tần. Ở LTE người ta chọn khoảng cách giữa các sóng mang là 15KHz,
đối với khoảng cách này là khoảng cách đủ lớn đối với dịch tần Doppler.
Để điều chế tín hiệu OFDM, người ta sử dụng biến đổi FFT và IFFT cho
biến đổi giữa miền thời gian và miền tần số.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 34
Hình 3.3: Biến đổi FFT
Chiều dài biến đổi FFT là 2n
với n là số nguyên. Với LTE, chiều dài có thể
là
512 hoặc 1024... Ta sử dụng biến đổi IFFT để phát đi, nguồn dữ liệu sau khi điều
chế biến đổi nối tiếp sang song song. Sau đó được đưa vào bộ mã hóa và sắp
xếp, chèn pilot trước khi đưa vào bộ IFFT. Mỗi ngõ vào tương ứng với từng sóng
mang riêng biệt (thành phần tần số riêng biệt của tín hiệu miền thời gian) và mỗi
sóng mang được điều chế độc lập với các sóng mang khác. Sau khi biến đổi
IFFT xong, tín hiệu được chèn thêm tiền tố vòng CP rồi chuyển đổi từ song song
sang nối tiếp để chuyển lên luồng dữ liệu tốc độ cao trước khi đưa vào bộ chuyển
tín hiệu analog sang digital để truyền trên truyền. Ở máy thu thì ta làm ngược lại.
Hình 3.4: Sơ đồ tạo chuỗi tín hiệu OFDM
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 35
Chức năng của các khối:
Mục đích của S/P: Ban đầu dữ liệu đầu vào với tốc độ cao được
chia thành nhiều dòng dữ liệu song song có tốc độ thấp hơn,
nhóm các bít lại để gán cho các sóng mang, mỗi sóng mang
được gán luồng dữ liệu để truyền đi (ví dụ 64QAM thì sẽ nhóm 6
bit).
Nhiệm vụ của bộ mã hóa và sắp xếp là mã hóa vi sai dữ liệu
trong sóng mang, sau đó được ánh xạ theo dạng khóa dịch PSK.
Các bít được ánh xạ theo cách điều chế ví dụ như QPSK, 16
QAM, 64QAM…
IFFT/FFT: Bộ IFFT biến đổi nhanh từ miền tần số sang miền thời
gian và FFT thì ngược lại.
3.2.2 Kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số trực giao OFDMA
LTE sử dụng OFDMA cho tuyến lên. OFDMA được gọi là đa truy cập phân
chia theo tần số trực giao la công nghệ đa truy cập phân chia theo sóng mang trực
giao, là một dạng nâng cao của OFDM.
Hình 3.5: OFDM và OFDMA
Trái ngược với phương thức truyền OFDM, OFDMA cho phép truy nhập
của nhiều người sử dụng trên băng thông sẵn có. Mỗi người sử dụng được ấn
định một tài nguyên thời gian-tần số cụ thể. Như một nguyên tắc cơ bản của E-
UTRAN, các kênh dữ liệu là các kênh chia sẻ. Ví dụ, đối với mỗi khoảng thời
gian truyền của 1ms, một quyết định lịch biểu mới được lấy về trong đó người sử
dụng được gán với các nguồn tài nguyên thời gian / tần số trong suốt khoảng thời
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 36
gian truyền tải.
Các tham số OFDMA
Cấu trúc khung: có 2 loại cấu trúc khung, cấu trúc loại 1 cho chế độ
FDD và cấu trúc loại 2 cho TDD
Cấu trúc khung loại 1: khung vô tuyến 10ms được chia
thành 20 khe có kích thước như nhau là 0,5ms. Một khung
con bao gồm 2 khe liên tiếp. 1 khe có 7 ký tự OFDM trong
trường hợp CP thông thường và 6 ký tự OFDM trong trường
hợp CP mở rộng. ( Ts là thể hiện của đơn vị thời gian cơ bản
tương ứng với 30,72MHz).
Hình 3.6 Cấu trúc khung loại
1
Cấu trúc khung loại 2: khung vô tuyến 10ms bao gồm 2
nửa khung với mỗi nửa chiều dài 5ms. Mỗi nửa khung được
chia thành 5 khung con với mỗi khung con 1ms. Riêng
khung con thứ 2 của mỗi nửa khung là đặc biệt có 3 trường
DwPTS (khe thời gian dẫn hướng đường xuống), GP
(khoảng bảo vệ), UpPTS (khe thời gian dẫn hướng đường
lên).
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 37
Hình 3.7 Cấu trúc khung loại
2
Tất cả các khung con mà không phải là khung con đặc biệt được định nghĩa là
hai khe có chiều dài 0,5ms cho mỗi khung con. Các khung con đặc biệt bao gồm
có ba trường là DwPTS ( khe thời gian dẫn hướng đường xuống ), GP (khoảng
bảo vệ) và UpPTS ( khe thời gian dẫn hướng đường lên ). Các trường này đã
được biết đến từ TD-SCDMA và được duy trì trong LTE TDD. DwPTS, GP và
UpPTS có chiều dài cấu hình riêng và chiều dài tổng cộng là 1ms.
Cấu trúc lưới tài nguyên: Mỗi khối tài nguyên bao gồm 12 sóng
mang con có khoảng thời gian 1 slot và khoảng cách giữa các sóng
mang con là 15KHz dẫn đến kết quả băng thông tối thiểu là 180KHz.
Đơn vị nhỏ nhất của tài nguyên là thành phần tài nguyên (RE), nó
bao gồm một sóng mang con đối với khoảng thời gian ký tự
OFDM. Một RB bao gồm 84 RE (7x12) hay 72 RE (6x12)
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 38
Hình 3.8 Cấu trúc khối tài nguyên
Bảng : Sơ đồ khối tài nguyên theo băng thông kênh truyền
Với mỗi ký hiệu OFDM, một tiền tố vòng (CP) được nối thêm như là khoảng
thời gian bảo vệ, so sánh với hình 1. Một khe đường xuống bao gồm 6 hoặc 7
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 39
ký hiệu OFDM, điều này tùy thuộc vào tiền tố vòng được cấu hình là mở rộng
hay bình thường. Tiền tố vòng dài có thể bao phủ các kích thƣớc ô lớn hơn với
sự lan truyền trễ cao hơn của các kênh vô tuyến. Các chiều dài tiền tố vòng được
lấy mẫu ( đơn vị đo bằng µs ) và được tóm tắt trong bảng .
Cấu hình
Kích thƣớc
khối tài
nguyên
Số lƣợng các
ký hiệu
Chiều dài tiền
tố vòng trong
các mẫu
Chiều dài
tiền tố vòng
ở µs
Tiền tố vòng
bình thƣờng f = 15kHz
12
7
160 cho ký hiệu
đầu tiên
144 cho các ký
hiệu khác
5,2µs cho ký
hiệu đầu tiên.
4,7µs cho các
ký hiệu khác.
Tiền tố vòng
mở rộng f = 15kHz
12
6
512
16,7µs
Bảng tham số cấu trúc khung đường xuống ( FDD & TDD )
3.2.3/ Truyền dẫn dữ liệu hướng xuống
Dữ liệu đƣợc cấp phát tới UE theo các khối tài nguyên,( ví dụ , một UE có
thể được cấp phát các bội số nguyên của một khối tài nguyên trong miền tần
số). Các khối tài nguyên không cần phải liền kề với nhau. Trong miền thời gian,
quyết định lập biểu có thể bị biến đổi trong mỗi khoảng thời gian truyền của
1ms. Quyết định lập biểu được thực hiện trong các trạm gốc (eNodeB). Các
thuật toán lập biểu có tính đến tình trạng chất lượng liên kết vô tuyến của
những người sử dụng khác nhau, tình trạng can nhiễu tổng thể, chất lượng của
các dịch vụ yêu cầu, các dịch vụ ưu tiên, ..v.v. Hình 3.9 cho thấy một ví dụ cho
việc cấp phát dữ liệu người dùng hướng xuống cho những người sử dụng khác
nhau ( giả sử có 6 UE ).
Dữ liệu người dùng được mang trên kênh chia sẻ đường xuống vật lý
( PDSCH).
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 40
Hình 3.9 Ghép kênh thời gian – tần số OFDMA
Về nguyên tắc trong mọi hệ thống OFDMA là sử dụng băng hẹp, các sóng
mang con trực giao với nhau. Trong LTE khoảng cách sóng mang con là
15kHz bất kể băng thông hệ thống là bao nhiêu. Các sóng mang con khác nhau
là trực giao với nhau. Máy phát của một hệ thống OFDMA sử dụng khối IFFT để
tạo ra tín hiệu. dữ liệu nguồn được cung cấp tới bộ chuyển đổi nối tiếp- song
song và sau đó tiếp tục vào khối IFFT. Mỗi đầu vào của khối IFFT tương ứng là
biểu diễn đầu vào cho một sóng mang con riêng (hoặc thành phần tần số cụ thể
của tín hiệu miền thời gian )và có thể được điều chế độc lập với các sóng mang
con khác. Tiếp sau khối IFFT là được thêm vào tiền tố vòng mở rộng, như thể
hiện trong hình 3.10.
Hình 3.10 Phát và thu
OFDMA
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 41
Mục đích của việc thêm tiền tố vòng mở rộng là để tránh được nhiễu liên ký
tự. khi máy phát thêm vào một tiền tố vòng mở rộng dài hơn so với đáp ứng xung
kênh thì sự ảnh hưởng của ký hiệu trước đây có thể được loại bỏ bằng cách bỏ
qua ( gỡ bỏ ) tiền tố vòng mở rộng ở phía thu. Một sự điển hình của giải pháp thu
là cân bằng miền tần số, trong đó về cơ bản là sự tác động trở lại kênh với mỗi
sóng mang con. Bộ cân bằng miền tần số trong OFDMA chỉ đơn giản là nhân
mỗi sóng mang con( với phép nhân giá trị phức tạp ) dựa trên đáp ứng tần số
kênh đã ước tính ( điều chỉnh biên độ và pha của mỗi sóng mang con đã biết ) của
kênh.
Các kênh điều khiển hƣớng xuống
Kênh điều khiển đường xuống vật lý (PDCCH) : nó phục vụ cho
nhiều mục đích. Chủ yếu nó được sử dụng để chuyển các quyết định lập
lịch biểu tới các UE riêng lẻ, tức là nó có nhiệm vụ lập lịch biểu cho
hướng lên và hướng xuống. PDCCH được đặt trong ký hiệu OFDM đầu
tiên của một khung con.
Đối với cấu trúc khung loại 2, PDCCH cũng có thể được ánh xạ vào 2 ký
hiệu OFDM đầu tiên của trường DwPTS.
Một kênh chỉ thị dạng điều khiển vật lý (PCFICH) được mang trên
các phần tử tài nguyên đặc trưng trong ký hiệu OFDM đầu tiên của
khung con được sử dụng để chỉ ra số lượng các ký hiệu OFDM cho
PDCCH ( có thể là 1, 2, 3, hoặc 4 ký hiệu ). PCFICH là cần thiết bời vì tải
trên PDCCH có thể khác nhau, tùy thuộc vào số lượng người sử dụng
trong một ô và các dạng tín hiệu được truyền trên PDCCH.
Thông tin được mang trên PDCCH được gọi là thông tin điều
khiển đường xuống ( DCI). Tùy thuộc vào mục đích của các thông điệp
điều khiển, các dạng khác nhau của DCI sẽ được xác định.
3.3. Kỹ thuật đa truy nhập đường lên LTE SC-FDMA
Việc truyền OFDMA phải chịu một tỷ lệ công suất đỉnh-đến-trung bình
(PAPR) cao, điều này có thể dẫn đến những hệ quả tiêu cực đối với việc thiết kế
một bộ phát sóng nhúng trong UE. đó là, khi truyền dữ liệu từ UE đến mạng,
cần có một bộ khuếch đại công suất để nâng tín hiệu đến lên một mức đủ cao để
mạng thu được. Bộ khuếch đại công suất là một trong những thành phần tiêu
thụ năng lượng lớn nhất trong một thiết bị, và vì thế nên hiệu quả công suất
càng cao càng tốt để làm tăng tuổi thọ pin của máy. 3GPP đã tìm một phương án
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 42
truyền dẫn khác cho hướng lên LTE. SC-FDMA được chọn bởi vì nó kết hợp các
kỹ thuật với PAPR thấp của các hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang, như GSM
và CDMA, với khả năng chống được đa đường và cấp phát tần số linh hoạt của
OFDMA.
3.3.1/ SC-FDMA
Trong hướng đường lên 3GPP sử dụng SC-FDMA ( đa truy nhập phân chia
tần số đơn sóng mang ) cho đa truy nhập hợp lệ cho cả hai chế độ vận hành
FDD và TDD kết hợp với tiền tố vòng. Các tín hiệu SC-FDMA có đặc tính PAPR
tốt hơn so với tín hiệu OFDMA. Đây là một trong những lý do chính để chọn
SC-FDMA là phương thức truy nhập đường lên LTE. Các đặc điểm PAPR là
quan trọng cho kế hoạch hiệu quả về giá thành của các bộ khuyếch đại công
suất ở UE. Tuy nhiên, việc sử lý tín hiệu SC-FDMA có một số điểm tương
đồng với việc xử lý tín hiệu OFDMA, do đó các tham số của đường xuống và
đường lên có thể được cân đối. Giống như trong OFDMA, các máy phát trong hệ
thống SC-FDMA cũng sử dụng các tần số trực giao khác nhau để phát đi các
ký hiệu thông tin. Tuy nhiên các ký hiệu này phát đi lần lượt chứ không phải
song song như trong OFDMA.
Việc xử lí tín hiệu của SC-FDMA vẫn có một số điểm tương đồng với
OFDMA,do đó, tham số hướng DL và UL có thể cân đối với nhau.
3.3.2/ Các tham số SC-FDMA
Cấu trúc đường lên LTE cũng tương tự như đường xuống. trong cấu trúc
khung loại 1, một khung vô tuyến đường lên bao gồm 20 khe với mỗi khe có
chiều dài 0,5ms, và một khung con có hai khe. Cấu trúc khe đường thể hiện
như trong hình 3.12
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 43
Hình 3.11 Lưới tài nguyên đường lên
Trong cấu trúc khung loại 2 bao gồm mười khung con, nhưng một hoặc hai
trong số đó là khung đặc biệt. chúng bao gồm các trường DwPTS, GP và
UpPTS, như hình 3.6.
Mỗi khe mang 7 ký hiệu SC-FDMA trong trường hợp cấu hình tiền tố vòng
thông thường, và 6 ký hiệu SC-FDMA trong trường hợp cấu hình tiền tố vòng
mở rộng. Ký hiệu SC-FDMA số 3 ( ký hiệu thứ 4 trong một khe ) mang tín
hiệu chuẩn cho việc giải điều chế kênh.
Bảng: hiển thị các thông số cấu hình tổng quan . Cấu hình Số các ký
hiệu
Độ dài tiền tố vòng
trong các mẫu thử
Độ dài tiền tố vòng
trong µs
Tiền tố vòng
thông thường ∆f=15kHz
7 160 cho ký hiệu đầu
tiên 144 cho các ký hiệu
khác
5,2µs cho ký hiệu đầu
tiên 4,7µs cho các ký hiệu
khác
Tiền tố vòng
mở rộng
∆f=15kHz
6 512 16,7µs
Bảng Các tham số cấu trúc khung đường lên ( FDD&TDD)
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 44
3.3.3. Truyền dẫn dữ liệu hướng lên
Lập kế hoạch nguồn tài nguyên hướng lên được thực hiện bởi eNodeB.
eNodeB sẽ cấp các tài nguyên thời gian/tần số nhất định cho các UE và các UE
thông báo về các dạng truyền tải mà nó sử dụng. Các quyết định lập lịch biểu có
thể dựa trên các thông số QoS, tình trạng bộ nhớ đệm của UE, các thông số chất
lượng kênh đường lên, khả năng của UE, các đo đạc khoảng cách của UE, …v.v.
Trong đường lên, dữ liệu được cấp phát trong bội số của một khối tài
nguyên. Kích thước khối tài nguyên đường lên trong miền tần số là 12 sóng mang
con, tức là giống trong đường xuống. Tuy nhiên không phải tất cả các bội số đều
được phép để có thể đơn giải hóa việc thiết kế DFT trong quá trình xử lý tín hiệu
hướng lên. Chỉ có các chỉ số 2,3 và 5 là được phép. Không giống như trong
đường xuống, các UE luôn được gán các khối tài nguyên liên tiếp trong đường lên
LTE.
Khoảng thời gian truyền dẫn hướng lên là 1ms ( giống như đường xuống ).
Dữ liệu người dùng được mang trên kênh chia sẻ đường lên vật lý ( PUSCH).
Bằng cách sử dụng nhảy tần hướng lên trên PUSCH, các tác dụng của sự phân tập
tần số có thể được khai thác và nhiễu có thể được lấy trung bình.
Xuất phát từ UE việc cấp phát tài nguyên đường lên cũng như thông tin nhảy
tần từ việc trợ cấp lập lịch biểu hướng lên đó là được nhận trước bốn khung con.
DCI ( thông tin điều khiển hướng xuống ) dạng 0 là được sử dụng trên PDCCH
để vận chuyển trợ cấp lập lịch biểu hướng lên.
Việc phát tín hiệu trong miền tần số được thể hiện như trong hình 3.12. Bổ
sung thêm cho OFDMA thuộc tính của dạng sóng phổ tốt hơn trái ngược với việc
phát tín hiệu trong miền thời gian với một bộ điều chế QAM thông thường. Do
đó nhu cầu về băng tần bảo vệ giữa các người dùng khác nhau là có thể tránh
được, tương tự như nguyên lý đường xuống của OFDMA. Như trong hệ thống
OFDMA, một tiền tố vòng cũng được thêm vào theo định kỳ, nhưng không phải
sau mỗi ký hiệu như là tốc độ ký hiệu là nhanh hơn trong miền thời gian so với
trong OFDMA, để cho việc truyền dữ liệu có thể ngăn ngừa được nhiễu liên ký
tự và để đơn giản hóa việc thiết kế máy thu. Máy thu vẫn cần phải đối phó với
nhiễu liên ký tự như là tiền tố vòng bây giờ sẽ ngăn cản nhiễu liên ký tự giữa
một khối các ký hiệu, do đó sẽ vẫn còn nhiễu liên ký tự giữa các tiền tố vòng.
Do đó máy thu sẽ chạy bộ cân bằng cho một khối các ký hiệu cho đến khi đạt
được tiền tố vòng mà ngăn chặn sự lan truyền nhiễu liên ký tự sau đó.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 45
Hình 3.12 Phát & thu hướng lên của LTE
LTE hỗ trợ cả hai đó là nhảy tần bên trong và liên khung con. Nó được cấu
hình trên mỗi ô bởi các lớp cao hơn cho dù nhảy cả hai bên trong và liên khung
con hoặc chỉ nhảy liên khung con là được hỗ trợ.
Kênh điều khiển hƣớng lên PUCCH
Kênh điều khiển hướng lên vật lý (PUCCH) mang thông tin điều khiển hướng
lên (UCI), tức là thông tin ACK/NACK liên quan tới việc nhận các gói dữ liệu
trong đường xuống, báo cáo chỉ số chất lượng kênh (CQI), thông tin ma trận tiền
mã hóa (PMI) và chỉ số bậc (RI) cho MIMO, và các yêu cầu lập kế hoạch
(SR). PUCCH được truyền trên một vùng tần số dành riêng trong hướng lên mà
nó được cấu hình bởi các lớp cao hơn. Các khối tài nguyên PUCCH được đặt
vào cả hai biên của băng thông đường lên, và nhảy tần liên khe đƣợc sử dụng trên
PUCCH.
3.3.4/ So sánh OFDMA và SC-FDMA
Một sự so sánh giữa OFDMA và SC-FDMA được thể hiện như trong hình
3.13. Với ví dụ này, chỉ sử dụng bốn (M) sóng mang con trong hai chu kỳ ký hiệu
với dữ liệu tải trọng đƣợc biểu diễn bởi điều chế khóa dịch pha cầu phương
(QPSK). Như đã mô tả, các tín hiệu LTE được cấp phát trong các đơn vị của 12
sóng mang con lân cận.
Bên trái hình 3.14, M các sóng mang con 15kHz liền kề đã được đặt vào địa
điểm mong muốn trong băng thông kênh và mỗi sóng mang con được điều chế với
chu kỳ ký hiệu OFDMA là 66,7µs bởi một ký hiệu dữ liệu QPSK. Trong ví dụ
này, bốn sóng mang con, bốn ký hiệu được đưa ra song song. Đây là các ký
hiệu dữ liệu QPSK do đó chỉ có pha của mỗi sóng mang con là được điều chế và
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 46
công suất của sóng mang con vẫn giữ không đổi giữa các ký hiệu. Sau một
chu kỳ ký hiệu OFDMA trôi qua, các CP được chèn vào và bốn ký hiệu tiếp
theo được truyền đi song song. Để cho hình ảnh nhìn đƣợc rõ dàng nên các CP
được hiển thị như một khoảng trống, tuy nhiên, nó thực sự được lấp đầy với một
bản sao của sự kết thúc của ký hiệu tiếp theo, có nghĩa là công suất truyền dẫn
là liên tục nhưng có một sự gián đoạn pha ở biên của ký hiệu. Để tạo ra tín hiệu
truyền đi, một IFFT được thực hiện trên mỗi sóng mang con để tạo ra M tín hiệu
miền thời gian. Chúng lần lượt là vec tơ tổng hợp để tạo ra dạng sóng miền thời
gian cuối cùng được sử dụng để truyền dẫn.
Hình 3.13 So sánh OFDMA & SC-FDMA truyền một chuỗi các ký hiệu dữ
liệu
QPSK
Sự tạo thành tín hiệu SC-FDMA được bắt đầu với một qui trình đứng trước
đặc biệt rồi sau đó nó cũng tiếp tục một cách tương tự như OFDMA. Tuy nhiên
trước hết ta sẽ xem hình bên phải của hình 3.14. Sự khác biệt rõ dàng nhất là
OFDMA truyền bốn ký hiệu dữ liệu QPSK song song trên mỗi sóng mang con,
trong khi SC- FDMA truyền bốn ký hiệu dữ liệu QPSK trong loạt bốn lần , với
mỗi ký hiệu dữ liệu chiếm M × 15kHz băng thông.
Nhìn một cách trực quan, tín hiệu OFDMA rõ dàng là đa sóng mang với một
ký hiệu dữ liệu trên mỗi sóng mang con, nhưng tín hiệu SC-FDMA xuất hiện
như nhiều hơn một sóng mang đơn ( vì thế mà có “SC” trong tên SC-FDMA )
với mỗi ký hiệu dữ liệu được biểu diễn bằng một loạt tín hiệu. Lƣu ý rằng chiều
dài ký hiệu OFDMA & SC-FDMA là như nhau với 66,7µs, tuy nhiên, ký hiệu
SC-FDMA có chứa M các ký hiệu con mà biểu diễn cho dữ liệu điều chế. Đó
là việc truyền tải song song của nhiều các ký hiệu tạo ra PAPR cao không mong
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 47
muốn với OFDMA. Bằng cách truyền M các ký hiệu dữ liệu trong dãy vào M
thời điểm, SC-FDMA chiếm băng thông cũng như đa sóng mang OFDMA nhưng
chủ yếu là PAPR tương tự như được sử dụng cho các ký hiệu dữ liệu gốc. Thêm
vào cùng nhau nhiều dạng sóng QPSK băng hẹp trong OFDMA sẽ luôn tạo ra
các đỉnh cao hơn có thể thấy trong băng thông rộng hơn, dạng sóng QPSK đơn
sóng mang SC-FDMA.
3.4. Kỹ thuật MIMO
MIMO là một phần tất yếu của LTE để đạt được các yêu cầu đầy tham
vọng về thông lượng và hiệu quả sử dụng phổ. MIMO cho phép sử dụng nhiều
anten ở máy phát và máy thu. Với hướng DL, MIMO 2x2 (2 anten ở thiết bị
phát, 2 anten ở thiết bị thu) được xem là cấu hình cơ bản, và MIMO 4x4 cũng
được đề cập và đưa vào bảng đặc tả kỹ thuật chi tiết. Hiệu năng đạt được tùy
thuộc vào việc sử dụng MIMO. Trong đó, kỹ thuật ghép kênh không gian
(spatial multiplexing) và phát phân tập (transmit diversity) là các đặc tính nổi
bật của MIMO trong công nghệ LTE.
Giới hạn chính của kênh truyền thông tin là can nhiễu đa đường giới hạn
về dung lượng theo quy luật Shannon. MIMO lợi dụng tín hiệu đa đường
giữa máy phát và máy thu để cải thiện dung lượng có sẵn cho bởi kênh truyền.
Bằng cách sử dụng nhiều anten ở bên phát và thu với việc xử lý tín hiệu số, kỹ
thuật MIMO có thể tạo ra các dòng dữ liệu trên cùng một kênh truyền, từ đó
làm tăng dung lượng kênh truyền.
Hình 3.14:Mô hình SU-MIMO và MU-
MIMO
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 48
Hình trên là ví dụ về SU-MIMO 2x2 và MU-MIMO 2x2. SU-MIMO ở
đâ y hai dòng dữ liệu trộn với nhau (mã hóa) để phù hợp với kênh truyền nhất.
2x2 SU- MIMO thường dùng trong tuyến xuống. Trong trường hợp này dung
lượng cell tăng và tốc độ dữ liệu tăng.
MU-MIMO 2x2 ở đây dòng dữ liệu MIMO đa người dùng đến từ các
UE khác nhau. Dung lượng cell tăng nhưng tốc độ dữ liệu không tăng. tăng
Ưu điểm chính của MU-MIMO so với SU-MIMO là dung lượng cell mà không
tăng giá thành và pin của hai máy phát UE. MU-MIMO phức tạp hơn SU-
MIMO.
Trong hệ thống MIMO, bộ phát gửi các dòng dữ liệu qua các anten phát
Các dòng dữ liệu phát thông qua ma trận kênh truyền bao gồm nhiều đường
tru yền giữa các anten phát và các anten thu. Sau đó bộ thu nhân các vector tín
hiệu từ các anten thu, giải mã thành thông tin gốc.
Đối với tuyến xuống, cấu hình hai anten ở trạm phát và hai anten thu ở
thiết bị đầu cuối di động là cấu hình cơ bản, cấu hình sử dụng bốn anten đang
được xem xét. Đây chính là cấu hình SU-MIMO, và sử dụng kỹ thuật ghép
kênh không gian với lợi thế hơn các kỹ thuật khác là trong cùng điều kiện về
băng thông sử dụng và kỹ thuật điều chế tín hiệu, SU cho phép tăng tốc độ dữ
liệu (data rate) bằng số lần của số lượng anten phát.
Ghép kênh không gian cho phép phát chuỗi bit dữ liệu khác nhau trên
cùng một khối tài nguyên tuyến xuống. Những dòng dữ liệu này có thể là một
người dùng (SU-MIMO) hoặc những người dùng khác nhau (MU-MIMO).
Trong khi SU- MIMO tăng tốc độ dữ liệu cho một người dùng, MU-MIMO
cho phép tăng dung lượng. Dựa vào hình 2.29, ghép kênh không gian lợi dụng
các hướng không gian của kênh truyền vô tuyến cho phép phát các dữ liệu khác
nhau trên hai anten.
Hình 3.15: Ghép kênh không gian
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 49
Kỹ thuật phân tập đã được biết đến từ WCDMA release 99 và cũng sẽ là
một phần của LTE. Thông thường, tín hiệu trước khi phát được mã hóa để tăng
hiệu ứng phân tập. MIMO được sử dụng để khai thác việc phân tập và mục tiêu
là làm tăng tốc độ. Việc chuyển đổi giữa MIMO truyền phân tập và ghép kênh
không gian có thể tùy thuộc vào việc sử dụng kênh tần số.
Đối với đường lên, từ thiết bị đầu cuối di động đến BS, người ta sử
dụng mô hình MU-MIMO (Multi-User MIMO). Sử dụng mô hình này ở BS yêu
cầu sử dụng nhiều anten, còn ở thiết bị di động chỉ dùng một anten để giảm chi
phí cho thiết bị di động. Về hoạt động, nhiều thiết bị đầu cuối di động có thể
phát liên tục trên cùng một kênh truyền, nhiều kênh truyền, nhưng không gây ra
can nhiễu với nhau bởi vì các tín hiệu hoa tiêu (pilot) trực giao lẫn nhau. Kỹ
thuật được đề cập đến, đó là k ỹ thuật đa truy nhập miền không gian (SDMA)
hay còn gọi là MIMO ảo.
CHƢƠNG 4 – TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI
VÀ TẠI VIỆT NAM
4.1. Triển khai LTE trên thế giới
Theo các cuộc khảo sát gần đây có hơn 80% nhà cung cấp dịch vụ di động
(telco) trên thế giới hiện đang sử dụng công nghệ GSM (gồm GSM,
GPRS/EDGE, HSPA). Theo giới chuyên gia phân tích và đánh giá, lợi thế về hạ
tầng sẵn có và số lượng người sử dụng đông đảo là lý do chính để phát triển thị
trường di động băng thông rộng với công nghệ HSPA và tiếp theo sẽ là LTE.
Đặc tả kỹ thuật của công nghệ LTE có khả năng tương thích gần như hoàn hảo
với công nghệ nền tảng GSM. Không chỉ GSM, các telco sử dụng công nghệ
CDMA cũng không bỏ qua cơ hội chuyển tiếp lên 4G với công nghệ LTE.
Bên cạnh sản phẩm mới, hội nghị thế giới di động (MWC) thường niên cũng
là nơi các công nghệ mới và định hướng phát triển của ngành viễn thông di động
được giới thiệu rộng rãi đến công chúng. Tại MWC 2011 ở Barcelona (Tây
Ban Nha), LTE là một trong những đề tài được quan tâm nhiều nhất.
Thực tế cho thấy, hầu hết các hãng sản xuất thiết bị viễn thông hàng đầu thế
giới: Alcatel-Lucent, Ericsson, Motorola, Nokia, Nokia Siemens Networks,
Huawei, LG Electronics, Samsung, NEC, Fujitsu...đã nhận ra tiềm năng to lớn
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 50
này và đã cùng bắt tay với các telco lớn trên thế giới (Verizon Wireless, AT&T,
France Telecom- Orange, NTT DoCoMo, T-Mobile, China Mobile, ZTE...)
thực hiện các cuộc thử nghiệm quan trọng trên công nghệ LTE và đã đạt những
thành công đáng kể.
Trong đó, Nokia Siemens Networks đã công bố thử nghiệm thành công LTE
với tốc độ lên đến 173Mbps trong môi trường đô thị với nhiều thuê bao cùng
lúc trên tần số 2,6GHz, băng thông 20MHz. Alcatel-Lucent thông báo đã thử
nghiệm thành công LTE với tốc độ tải về đạt 80Mbps. ZTE (Trung Quốc) cũng
cho biết đã trình diễn thành công LTE với mức tốc độ tải về 130Mbps. Tiếp đó,
Motorola cũng tuyên bố, họ đã cộng tác với các nhà khai thác di động của Anh
hoàn thành cuộc thử nghiệm kết nối ngoài trời đối với công nghệ LTE, tần số
700MHz và 2,6GHz. Mới đây, Motorola tiếp tục công bố họ đã hoàn tất thử
nghiệm giai đoạn một công nghệ TD-LTE (TD Mode – LTE) với Bộ Công
nghiệp và CNTT (MIIT) Trung Quốc, tốc độ tải xuống thực tế đạt được 80Mbps.
Các cuộc thử nghiệm và trình diễn này đã chứng tỏ khả năng tuyệt vời của
công nghệ LTE và khả năng thương mại hóa LTE đã đến rất gần. Kế hoạch thử
nghiệm và triển khai công nghệ LTE vẫn đang được các công ty trên cùng hợp
tác thúc đẩy và đến nay đã chính thức có dịch vụ LTE thương mại.
Thƣơng mại hóa
Trong cuộc chạy đua để trở thành để trở thành nhà khai thác mạng đầu tiên
đưa vào vận hành thương mại các dịch vụ LTE, TeliaSonera đã về đích sớm
nhất. TeliaSonera là telco đầu tiên trên thế giới thương mại hóa công nghệ LTE
tại hai thủ đô Stockholm (Thụy Điển) và Oslo (Na Uy) vào năm 2010 và tiếp tục
triển khai sang Phần Lan. Song hành với chiến dịch triển khai mạng 4G LTE,
TeliaSonera cũng tiếp tục mở rộng mạng Turbo-3G (công nghệ HSPA) nhằm
tăng dung lượng và khu vực phủ sóng. Trong năm nay, TeliaSonera tiếp tục mở
rộng mạng 4G đến 25 thành phố lớn của Thụy Điển và 4 thành phố của Na Uy.
Hãng này sử dụng công nghệ LTE tần số 2,6GHz cùng với băng thông
20MHz, tốc độ tối đa lên đến 100Mbps.
Telstra (Úc) là một trong những nhà mạng đầu tiên trên thế giới chính thức
xác nhận về việc triển khai LTE của mình một cách rộng rãi. Theo nhà mạng này,
họ sẽ thử nghiệm LTE từ cuối năm 2011 tại khu vực trung tâm các thành phố lớn
của Úc. Song song đó, Ericsson có thể là nhà sản xuất thiết bị đầu tiên phát triển
các hạ tầng phục vụ hệ thống mạng trên tần số 1.800 MHz. Và Sierra Wireless
cũng sẽ đưa ra thị trường các thiết bị “lưỡng tính” hỗ trợ người dùng tương thích
ngược với hệ mạng 3G khi ra khỏi vùng phủ sóng LTE.
Theo Wireless Intelligence, có khoảng 10-15 mạng LTE được đưa vào phục
vụ 30 mạng vào cuối năm 2012. Tại thị trường Mỹ, Verizon Wireless cho biết,
mạng LTE của họ sẽ sử dụng phổ 10MHz và hỗ trợ tốc độ từ 5Mbps -12Mbps.
Đại diện hãng Verizon Wireless cho biết, những chiếc điện thoại LTE đầu tiên
của hãng sẽ có hai bộ chip vô tuyến. Vì vậy, chúng sẽ làm việc trên cả mạng
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 51
LTE và mạng viễn thông trên công nghệ CDMA hiện nay.
Tiếp theo, AT&T cũng có kế hoạch thương mại hóa LTE vào năm 2011.
Hãng này tuyên bố có đủ băng thông 20MHz dành cho LTE để phủ sóng cho
hơn 100 thành phố lớn nhất của Mỹ. NTT DoCoMo là nhà khai thác di động
đầu tiên của Nhật Bản thử nghiệm thành công LTE với tốc độ đạt đến 250Mbps
tuyên bố sẽ bắt đầu đưa ra các dịch vụ LTE từ 2010. Giai đoạn đầu mạng LTE
của NTT DoCoMo sẽ sử dụng tần số 2GHz, băng thông 15MHz và anten MIMO
cho khoảng 20 nghìn trạm gốc. Và đến cuối năm 2012 sẽ chuyển sang sử dụng
tần số 1,5GHz. Hiện nay, Ericsson cũng là hãng cung cấp cơ sở hạ tầng mạng cho
NTT DoCoMo.
Song hành với NTT DoCoMo KDDI, các telco như KDDI, Softbank Mobile,
eMobile đều đã được cơ quan quản lý viễn thông Nhật Bản – Bộ nội chính và
truyền thông (MIC) phê chuẩn kế hoạch triển khai mạng LTE. Cơ quan phát
triển
Viễn thông và CNTT Singapore (IDA) đang cân nhắc về việc cho ra mắt băng
tần LTE và WiMAX vào năm 2012, trước 3 năm so với thời gian dự kiến ban
đầu. Cùng lúc này, cả ba nhà khai thác di động Singtel, StarHub và MobileOne
cũng cho lắp đặt thử nghiệm dịch vụ LTE tần số 2,5GHz.
Hiện đã có 10 mạng di động (MNO) hỗ trợ LTE trên phạm vi toàn cầu. Dự
kiến trong 2011 sẽ có thêm 30 MNO khác. Về phía WiMAX, đa số các MNO tập
trung ở châu Âu, tiếp đến là châu Á – TBD, vùng Trung Đông rồi mới đến Mỹ.
Đại diện các nhà mạng với số thuê bao lớn nhất thế giới như China Mobile
(Trung Quốc) hay Bharti Airtel (Ấn Độ) đã liên kết thành lập nhóm phát triển
chuẩn LTE gọi tắt là GTI. Chủ tịch Softbank (Nhật) Masayoshi Son cho biết
nhà mạng này cũng ủng hộ việc đưa LTE trở thành chuẩn mạng thế hệ tiếp theo
dựa trên các ưu điểm giá thành thấp, tốc độ mạng cao và hiệu suất tần số tốt hơn
hẳn các hệ mạng khác. Ông cũng chỉ ra rằng số đông luôn đóng vai trò quyết
định trong các vấn đề tương tự và vì thế với 2/3 dân số thế giới, khi hậu thuẫn
cho LTE, các nhà mạng Châu Á gần như đã quyết định xong số phận của một
chuẩn mạng 4G chung cho toàn cầu.
Theo số liệu của Hiệp hội các nhà sản xuất di động toàn cầu GSA, tới giữa
năm2010, thế giới đã có 80 nhà mạng tại 33 quốc gia cam kết phát triển lên LTE,
trong đó có 21 nhà mạng ở khu vực châu Á-Thái Bình Dương. Tại Đông Nam
Á đã có M1, SingTel và StarHub đều ở Singapore triển khai LTE.
Các nhà phát triển thiết bị
Qualcomm cũng đã thông báo một lộ trình sản phẩm mới, bổ sung công nghệ
4G LTE cho tất cả các modem Gobi của họ. Dựa trên sự thành công của Gobi,
Qualcomm (đối tác của các hãng sản xuất máy tính: Sony, Acer, Lenovo, Dell,
HP...) chuẩn bị tập trung vào các dòng sản phẩm: e-reader, thiết bị chơi game,
modem USB và các ứng dụng thương mại M2M (mobile to mobile – di động tới
di động). Các chipset mới gồm: MDM9200 hỗ trợ tốc độ lên đến 100Mbps,
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 52
tương thích ngược với HSPA, MDM9600 hỗ trợ tốc độ 100Mbps, tương thích
ngược với HSPA+ và EV-DO (Rev. A và Rev. B).
Cũng tại MWC, RIM - nhà sản xuất nổi tiếng với sản phẩm BlackBerry - xác
nhận kết nối LTE sẽ được trang bị cho dòng sản phẩm mới PlayBook của mình
từ giữa năm 2011. “PlayBook là máy tính bảng chuyên nghiệp đầu tiên dành
cho những người thực sự muốn hoàn tất mọi việc” - Đại diện RIM cho biết. Và
với mong muốn giúp người dùng tận dụng được hết mọi chức năng của sản
phẩm, một kết nối mạnh mẽ như LTE chính là yêu cầu không thể thiếu cho
PlayBook.
Trong khi đó, với khoảng 170 thiết bị di động đang chính thức hoạt động trên
hệ điều hành Android, Google ủng hộ mạnh mẽ LTE. Eric Schmidt - CEO của
Google- cho rằng “LTE sẽ là nền tảng cho những ứng dụng mạnh mẽ mà hiện giờ
chúng ta chỉ mới tưởng tượng đến”. Ông tin tưởng rằng thiết bị di động với hệ
điều hành mở (nhưAndroid), điện toán đám mây, và hạ tầng LTE chính là
những điều kiện đưa con người bước vào giai đoạn mới của sự phát triển công
nghệ.
Samsung Craft là chiếc điện thoại 4G đầu tiên tính cho đến thời điểm này
sử dụng công nghệ không dây tốc độ cao LTE. Cũng theo Samsung, nhà
mạng MetroPCS (Mỹ) LTE đầu tiên sẽ được chọn là đơn vị phân phối chính thức
của mẫu máy này sau khi vượt qua các đối thủ tên tuổi khác như Verizon, AT&T,
T-Mobile, và Cricket. Cước dữ liệu hàng tháng là 55 USD.
Hình 4.1 Samsung Craft - Chiếc điện thoại sử dụng mạng LTE đầu tiên trên thế
giới
Nhà khai thác dịch vụ viễn thông TeliaSonera đã liên kết với hãng điện tử
Samsung để giới thiệu chiếc MTXT có hỗ trợ dịch vụ LTE tại Thụy Điển. Đó
là chiếc MTXT X430 của Samsung có khối lượng 2kg, màn hình 14” (đường
chéo 35,6 cm) và bộ vi xử lý i3 của Intel. Bên cạnh việc hỗ trợ LTE, X430
cũng dùng được với mạng 3G hay GSM để truy cập Internet.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 53
Hình 4.2 Laptop X430
Theo tin từ TeliaSonera và Samsung, X430 là chiếc MTXT hỗ trợ LTE đầu
tiên có mặt trên thị trường. Cũng tại cuộc triển lãm điện tử tiêu dùng quốc tế CES
2011 tại Las Vegas, Mỹ hồi tháng trước, hãng viễn thông Verizon đã thông báo
trong thời gian tới sẽ có 2 chiếc MTXT của HP hỗ trợ LTE. Verizon vẫn chưa
cho biết thời điểm cụ thể tung ra 2 MTXT này, chỉ nói chúng sẽ sớm có mặt, vào
giữa năm nay. Các sản phẩm của Verizon không thể truy cập vào hệ thống
mạng LTE của TeliaSonera và ngược lại. Do cả hai nhà khai thác viễn thông
này sử dụng công nghệ mạng di động thế hệ mới LTE với các dải băng tần
khác nhau. TeliaSonera cũng không hề “hé lộ” về kế hoạch tung ra các sản phẩm
điện thoại thông minh và những thiết bị khác tương thích với LTE, nhưng họ có
tiết lộ rằng số lượng thiết bị mới hỗ trợ LTE sẽ dần xuất hiện trong năm nay và cả
năm tới.
4.2. Triển khai LTE tại VIỆT NAM
Bộ TT&TT vừa cho biết hiện đang hoàn thiện thủ tục để cấp phép thử
nghiệm LTE cho EVN Telecom và Gtel. Như vậy, đã có 7 doanh nghiệp được
thử nghiệm công nghệ tiền 4G này.
Hình 4.3 Ericsson phối hợp với Cục Tần số Vô tuyến điện thử nghiệm công ghệ
LTE tại Hà Nội.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 54
Trước đó, Bộ TT&TT đã đồng ý cho VNPT, Viettel, FPT Telecom, CMC và
VTC được thử nghiệm mạng di động công nghệ LTE. Thời gian thử nghiệm là
1 năm.
Theo Luật Viễn thông, các doanh nghiệp sẽ phải đấu giá tần số để lấy giấy
phép này. Sau khi đấu giá, các doanh nghiệp có thể chuyển nhượng tần số nếu
muốn. Việc đấu giá tần số là nhằm tránh tình trạng xin giấy phép để “giữ chỗ”.
Ngày 10/10/2010, VNPT đã tuyên bố hoàn thành trạm eNB theo công nghệ
LTE đầu tiên đặt tại tòa nhà Internet, lô 2A, làng Quốc tế Thăng Long, Cầu Giấy,
Hà Nội với tốc độ truy cập Internet có thể lên đến 60 Mbps. Giai đoạn 1 dự án
thử nghiệm cung cấp dịch vụ vô tuyến băng rộng công nghệ LTE của VNPT sẽ
được VDC triển khai với 15 trạm thu phát gốc tại Hà Nội, bán kính phủ sóng mỗi
trạm khoảng 1km.
Hình 4.4 Trạm gốc
LTE
Về phía Viettel, tập đoàn này cũng cho biết, sẽ phối hợp với Huawei
tiến hành lắp đặt, tích hợp thiết bị LTE tại quận Tân Bình, TP.HCM. Trước đó,
Viettel cũng đã tiến hành thử nghiệm ở Hà Nội. Cụ thể, Viettel sẽ tiến hành thử
nghiệm một hệ thống mạng mới hoàn chỉnh với 40 trạm LTE tại hai quận Đống
Đa và Ba Đình. Sau đó, dự kiến trong quý 1/2011, Viettel sẽ cung cấp dịch vụ
4G cho một số khách hàng dùng thử.Mạng này cho biết, khi triển khai, mạng 4G
sẽ không ảnh hưởng đến chất lượng mạng 3G và 2G đang cung cấp cho khách
hàng.
Theo giới chuyên môn, từ khi Việt Nam bắt đầu thử nghiệm công nghệ 3G
đến khi chính thức thương mại hóa đã mất tới 6 năm. Vì vậy, một vài năm tới sẽ
không phải là thời điểm thích hợp để triển khai công nghệ này.
Bộ TT&TT cho biết sắp tới Bộ sẽ tiến hành tổng kết 1 năm cấp phép triển khai
dịch vụ di động 3G. Việc tổng kết này sẽ tập trung đánh giá hiệu quả và bài
học kinh nghiệm trong quá trình triển khai mạng 3G. Đây sẽ là cơ sở quan
trọng để Bộ TT&TT để tiến hành cấp phép 4G trong thời gian tới.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 55
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Công nghệ LTE là một công nghệ mới, đã và đang được tiếp tục nghiên cứu
và triển khai trên toàn thế giới, với khả năng truyền tải tốc độ cao kiến trúc mạng
đơn giản , sử dụng băng tần hiệu quả và hoàn toàn tương thích với các hệ thống
trước đó ( GSM & WCDMA ) và dựa trên một mạng toàn IP. LTE có thể trở
thành hệ thống thông tin di động toàn cầu trong tương lai. Vì vậy việc tìm hiểu
về công nghệ LTE là cần thiết và có ý nghĩa thực tế.
Trong đồ án này em đã đề cập một cách tổng quan về công nghệ LTE, trọng
tâm gồm các phần :
Tìm hiểu quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động cho
đến nay, giới thiệu về công nghệ LTE.
Tìm hiểu về kiến trúc mạng LTE
Tìm hiểu các công nghệ OFDMA, SC_FDMA và MIMO
LTE là một công nghệ phát triển sau so với WIMAX, nhưng với các đặc tính
tuyệt vời mà nó đem lại, nên hiện nay đã có rất nhiều các nhà mạng lớn trên thế
giới đã ủng hộ và lựa chọn để triển khai. Các nhà chế tạo thiết bị đầu cuối cũng đã
tiến hành tích hợp công nghệ LTE vào sản phẩm của mình. Tại Việt Nam thì các
nhà mạng cũng đã tiến hành thử ngiệm công nghệ LTE và cũng đã đạt được những
kết quả khả quan. Do vậy, việc nắm bắt công nghệ LTE là hết sức cần thiết
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 56
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Ngày tháng năm 2011
ThS. NGUYỄN ĐỨC CHÍ
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 57
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
Ngày tháng năm 2011
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 58
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình từ phía
các thầy giáo, cô giáo. Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô
giáo trong Bộ môn ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG và các thầy cô trong trường và đặc
biệt là ThS: NGUYỄN ĐỨC CHÍ đã giúp đỡ và hướng dẫn em hoàn thành bản
đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
HCM ngày tháng năm 2012
Sinh viên NGHIÊM VĂN HUY
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO
http://www.myebook.vn/ebook/giao-duc--hoc-tap/cao-dang--dai-hoc/wimax
hspa-va-lte-phan-tich-so-sanh.316461.html
www.Thongtincongnghe.com
www.Vntelecom.org
www.Tapchibcvt.gov.vn
www.Tudiencongnghe.net
www.Xahoithongtin.com
http://vi.wikipedia.org
http://thegioitinhoc.vn