TỔNG QUAN về 4g LTE

1 TỔNG QUAN VỀ 4G LTE Nội dung I Quá trình hình thành 4G LTE 1 1 Quá trình phát triển 1 2 Kì vọng đối với 4G LTE II Các đặc điểm kỹ thuật của 4G LTE 2 1 Cấu trúc mạng 4G LTE 2 2 Kỹ thuật đa truy nhập đường downlink OFDMA 2 3 Kỹ thuật đa truy nhập đường uplink SC FDMA 2 4 Phương pháp chống hiện tượng đa đường (multipath) dùng Cyclic Prefix 2 5 Công nghệ MIMO 2 6 Cấu trúc dữ liệu của LTE 2 7 Các đặc tính kỹ thuật về tốc độ và bán kính cell III Tổng kết 2 I Quá trình hình thành 4G LTE  4G LTE được.

TỔNG QUAN VỀ 4G LTE Nội dung I Quá trình hình thành 4G LTE 1.1 Quá trình phát triển 1.2 Kì vọng 4G LTE II Các đặc điểm kỹ thuật 4G LTE 2.1 Cấu trúc mạng 4G LTE 2.2 Kỹ thuật đa truy nhập đường downlink OFDMA 2.3 Kỹ thuật đa truy nhập đường uplink SC-FDMA 2.4 Phương pháp chống tượng đa đường (multipath) dùng Cyclic Prefix 2.5 Công nghệ MIMO 2.6 Cấu trúc liệu LTE 2.7 Các đặc tính kỹ thuật tốc độ bán kính cell III.Tổng kết I Quá trình hình thành 4G LTE   4G LTE phát triển tổ chức 3GPP, từ 3G WCDMA Rel99  Rel5  Rel6  Rel7 4G LTE Rel8, 10 LTE kì vọng có tốc độ liệu hiệu suất sử dụng phổ tần vượt trội so với 3G độ trễ tín hiệu giảm linh hoạt việc lựa chọn băng tần cấp phát tài ngun vơ tuyến 1.1 Q trình phát triển công nghệ di động 4G LTE (Long Term Evolution) công nghệ di động hệ thứ tư đời năm 2009, phát triển bới 3GPP từ công nghệ di động hệ thứ ba UMTS  Trước thời điểm đời LTE, tổ chức tồn song song 3GPP 3GPP2 hướng tới tiêu chuẩn IMT-2000 dành cho 3G 3GPP2 tập trung vào hướng phát triển cdmaOne, cdma 2000 EV-DO 3GPP tập trung vào GSM, WCDMA HSPA Cả tổ chức hướng tới phát triển công nghệ di động hệ thứ 4, nhiên có LTE 3GPP chọn bước tiến cho cơng nghệ di động 4G đó, LTE có khả tương thích với 3G UMTS 2G GSM cao so với cdma 2000 cdmaOne  4G LTE Rel8, Rel9 Rel10 HSPA+ Rel8 Rel9 nhánh phát triển song song 3GPP 1.2 Kì vọng 4G LTE     Tốc độ truyền liệu 100 Mbps DL 50 Mbps UL cho LTE Rel8 Tốc độ liệu biên cell cao gấp 2, lần so với HSPA Rel6 Độ trễ đường truyền thấp: Dưới 10ms với luồng liệu 100ms với luồng báo hiệu Hiệu suất sử dụng phổ tần cao Cho phép lựa chọn băng tần cấp phát tài nguyên vơ tuyến cách linh hoạt Theo dõi q trình phát triển từ 3G WCDMA, 4G LTE Rel8 tạo bước tiến lớn  Về tốc độ truyền liệu, LTE Rel8 kì vọng đạt tới 100 Mbps DL 50 Mbps UL tốc độ truyền data lớp vật lý với băng thông kênh 10 MHz Đây bước nhảy vọt tốc độ truyền liệu xét tới khởi điểm 3G WCDMA Rel99 384 kbps (DL&UL) HSPA+ Rel7 với 42 Mbps DL 11.5 Mbps UL Mặc dù vậy, LTE Rel8 chưa coi 4G chưa đáp ứng chuẩn 1Gbps ITU công nghệ di động hệ thứ tư, điều mà LTE – Advance Rel10 làm  Về hiệu suất sử dụng phổ tần, LTE Rel8 đạt 10 bps/Hz với băng tần 10 MHz tốc độ liệu 100 Mbps Đây rõ ràng cải thiện đáng kể từ 3G WCDMA với 4.2 bps/Hz tương ứng 42Mbps peak băng tần 10 MHz Rel7  Độ trễ LTE Rel8 giảm luồng báo hiệu luồng liệu: Dưới 100 ms cho luồng báo hiệu chuyển trạng thái UE từ Idle mode sang connected mode 5ms cho luồng liệu truyền UE xét gói liệu nhỏ truyền điều kiện khơng tải Khi so sánh với 3G WCDMA, phải tới trung bình 1s cho luồng báo hiệu UE từ Idle mode sang connected mode 50ms cho luồng liệu small packet truyền điều kiện không tải  LTE mang tới linh hoạt cho nhà mạng việc lựa chọn băng tần 700 Mhz, 900 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz 2600 MHz với băng thông kênh truyền 1.4, 3, 5, 10, 15 20 MHz LTE hỗ trợ chế TDD (Time Division Duplex) FDD (Frequency Divion Duplex), cho phép lựa chọn tách độ rộng băng thông kênh truyền đối xứng cho đường uplink downlink (FDD) sử dụng độ rộng băng thông kênh truyền tách biệt mặt thời gian (TDD) Việc lựa chọn kỹ thuật đa truy nhập LTE mang tới linh hoạt lớn việc cấp phát tài nguyên cho người dùng II Các đặc điểm kỹ thuật 4G LTE  Cấu trúc hệ thống tinh giảm, tách riêng luồng báo hiệu liệu  Áp dụng công nghệ điều khiển đa truy nhập OFDMA downlink SC-FDMA uplink  Áp dụng công nghệ anten MIMO  Áp dụng kỹ thuật chống hiệu ứng đa đường Cyclic Prefix  Cấu trúc liệu cho phép cấp phát tài nguyên vô tuyến linh hoạt 2.1 Cấu trúc mạng 4G LTE    Gồm thành phần chính: Thành phần vơ tuyến E-UTRAN (Evolved – Universal Terrestrial Access Network) thành phần Packet Core EPC (Evolved Packet Core) Loại bỏ node mạng RNC so với 3G Tách riêng luồng báo hiệu (control plane) liệu (user plane) 2.1.1 Topology Mạng 4G thường nhăc tới với thuật ngữ EPS (Evolved Packet System) EPS bao gồm thành phần: Thành phần vô tuyến E-UTRAN (Evolved – Universal Terrestrial Access Network) thành phần Packet Core EPC (Evolved Packet Core) Mặc dù thuật ngữ LTE thường dùng để mạng 4G nói chung, thực chất LTE dùng để đề cập tới bước phát triển lên 4G từ 3G UMTS dành cho thành phần vô tuyến SAE dùng để đề cập tới bước phát triển từ 3G Packet Core Khi so sánh với cấu trúc mạng 3G tại:    LTE có cấu trúc tương tự bỏ node mạng RNC, phần chức RNC gộp với chức NodeB vào node mạng eNodeB đảm nhiệm Cấu trúc Packet Core 4G có thay đổi với việc tách riêng luồng báo hiệu luồng liệu Cấu trúc Packet Core bao gồm thành phần MME đảm nhiệm chức xử lý tất luồng báo hiệu (Control Plane) E-UTRAN EPC P/S-GW đảm nhiệm xử lý luồng liệu (User Plane) MME thực chất phiên nâng cấp phần mềm SGSN P-S/GW phiên nâng cấp phần mềm từ GGSN mạng 3G Với việc cấu trúc mạng 4G loại bỏ thành phần node mạng RNC tất luồng báo hiệu UE xử lí riêng biệt phần tử MME, độ trễ (latency) mảng báo hiệu giảm đáng kể so với mạng 3G 2.1.2 Flow kết nối chức cụ thể phần tử mạng 4G   Luồng báo hiệu (control plane) kết nối từ UE tới eNodeB thuộc E-UTRAN quản lý MME cho thủ tục xác thực thuê bao (luồng từ MME tới HSS), charge cước (MME tới S-GW PCRF), thủ tục thiết lập kết nối, mobility, … (MME tới S/P-GW) Luồng liệu (user plane) kết nối từ UE tới eNodeB thuộc E-UTRAN kết nối tới SAE GW (S/P-GW) trước nối tới mạng       - Chức thành phần mạng 4G LTE: eNodeB (Evolved NodeB) phần tử mạng hệ thống quản lý chức vô tuyến, hoạt động cầu nối UE EPC EnodeB điểm cuối tất giao thức vơ tuyến phía UE tiếp nhận liệu kết nối vô tuyến kết nối IP phía EPC Các chức eNodeB gồm có: o Điều khiển q trình truyển tải liệu (báo hiệu data) từ UE theo giao diện vô tuyến truyền tải liệu tới EPC o Quản lí, cấp phát tài ngun vơ tuyến lập lịch truyền liệu cho UE o Quản lí tính di động (mobility) UE, chuyển giao liên eNodeB định tuyến tới MME S-GW tương ứng cho UE trình di chuyển MME (Mobility Management Entity) phần tử mạng thuộc EPC chịu trách nhiệm cho luồng báo hiệu (control plane) thành phần vô tuyến E-UTRAN thành phần mạng lõi EPC Các chức MME gồm có: o Chức xác thực bảo mật UE o Quản lí trình UE detach/attach khỏi vào mạng o Quản lí tính di động UE, lựa chọn S-GW P-GW tương ứng o Theo dõi trạng thái UE quản lý chế paging o Quản lí EPS bearer S-GW (Serving Gateway) node mạng kết thúc giao diện hướng tới E-UTRAN luồng liệu (user plane) chuyển tiếp liệu data tới EPC Các chức SGW gồm có: o Định tuyến chuyển tiếp gói liệu liệu người sử dụng o Điểm chốt trình UE di chuyển liên e-NodeB từ 4G sang 3G o Charge cước thuê bao roaming P-GW (Packet Data Network Gateway) node mạng nằm biên EPC, giao tiếp với mạng liệu bên Các chức P-GW gồm có: o Cấp phát địa IP cho UE o Quản lí sách QoS o Quản lí chế charging o Lọc gói tin Packet filtering PCRF (Policy and Charging Resource Function) node mạng chịu trách nhiệm lưu giữ thực thi sách charge cước thuê bao HSS (Home Subscription Server) node mạng lưu giữ tồn thơng tin profile thuê bao, dịch vụ thuê bao đăng ký … Một số giao diện mạng 4G quy ước sau: Giao diện X2 S1 S5/S8 S11 Kết nối Giữa eNodeB Giữa eNodeB EPC Giữa S-GW P-GW Giữa MME S-GW 2.2 Kỹ thuật đa truy nhập đường Downlink OFDMA    OFDMA khắc phục nhược điểm TDMA (2G) CDMA (3G) đồng thời kết hợp ưu điểm kỹ thuật OFDMA dựa phương pháp ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM, dải tần cho phép chia nhỏ thành nhiều sóng mang có dải tần hẹp 15 kHz trực giao với OFDMA có hiệu suất sử dụng phổ tần cao có tỉ lệ cơng suất PAR (Peak-toAverage), khơng thể áp dụng cho đường uplink Theo dõi trình phát triển từ công nghệ đa truy nhập từ 1G, 2G, 3G tới 4G: Xuất phát điểm từ 1G FDMA: Điều chế đơn sóng mang, user cấp dải tần hẹp dải tần cho phép phép sử dụng dải tần hẹp tồn thời gian sử dụng dịch vụ Phát triển từ FDMA, 2G TDMA: Điều chế đơn sóng mang, user cấp dải tần hẹp với FDMA, thay sử dụng dải tần hẹp đó, user cấp time slot xác định user cấp dải tần thay truyền khoảng thời gian timeslot cấp Tiến tới 3G CDMA: Đã khơng cịn có phân chia tần số thời gian cho user Thay vào tất user truyền miền thời gian, điều chế đơn sóng mang phân biệt với mã trực giao Và 4G, 3GPP lựa chọn kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian tần số với công nghệ đa truy nhập phân chia tần số trực giao OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) OFDMA kỹ thuật đa truy nhập dựa phương pháp ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), dải tần cho phép chia nhỏ thành nhiều sóng mang (sub-carrier) có dải tần hẹp 15 kHz trực giao với Phương pháp ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM trường hợp đặc biệt phương pháp điều chế đa sóng mang (multi-carrier modulation), luồng liệu transmitter phân tách thành nhiều luồng liệu truyền song song, luồng liệu đưa vào điều chế lên sóng mang (sub-carrier) cuối ghép đầu transmitter Các công nghệ đa truy nhập FDMA, TDMA CDMA sử dụng phương pháp điều chế đơn sóng mang, luồng liệu transmitter điều chế lên sóng mang Khi so sánh với phương pháp điều chế đa sóng mang khác, điều đặc biệt OFDM chỗ sóng mang (sub-carrier) có phổ tần chồng lên có tính trực giao với Tính trực giao sóng mang đảm bảo thời điểm lấy mẫu luồng liệu điều chế sóng mang định, liệu lấy mẫu từ sóng mang khác Với tính trực giao, đảm bảo sóng mang khơng gây nhiễu lẫn Với đặc tính trên, OFDMA có ưu điểm nhược điểm sau:  Ưu điểm: o OFDMA cho phép truyền luồng liệu tổng hợp từ nhiều luồng liệu sóng mang với tốc độ cao nhiều so với việc truyền đơn sóng mang CDMA 3G o Thêm vào đó, yêu cầu tốc độ truyền liệu tăng lên, tương ứng bắt buộc khoảng thời gian cho kí hiệu (symbol interval) phải ngắn lại Đến chừng mực đó, việc truyền liệu tốc độ cao tương đương với symbol có thời gian ngắn với phương pháp điều chế đơn sóng mang 3G CDMA có giới hạn, đến ngưỡng symbol interval nhỏ nhiều so với trễ đường truyền (propagation delay) nhiễu xuyên ký hiệu ISI trở trành vấn đề trầm trọng Với việc truyền liệu tốc độ thấp (tương đương symbol interval ngắn) nhiều sóng mang con, OFDMA vợt qua giới hạn 3G CDMA vấn đề với ISI giảm đáng kể o Với việc sóng mang liên tiếp chồng lấn phổ tần số lên nhau, hiệu suất sử dụng phổ tần tăng lên đáng kể mà vấn đảm bảo không gây nhiễu lần  Nhược điểm: o LTE phải có thiết kế đảm bảo sóng mang ln trực giao, chống lại tượng dịch tần Doppler người dùng di chuyển với tốc độ cao OFDM ý nghĩa tính trực giao sóng mang khơng đảm bảo o OFDM có tỉ lệ công suất peak/average (PAR) cao Một cách tự nhiên, áp dụng điều chế đa sóng mang, truyền với nhiều sóng mang dẫn tới tượng chênh lệch lớn cơng suất sóng mang Mức độ chênh lệch lớn buộc power amplifier transmitter bù lại lượng công suất thiếu số sóng mang so với sóng mang có cơng suất peak Mặc dù khơng phải chưa phải vấn đề với đường downlink từ eNodeB tới UE, đường uplink khiến UE tốn nhiều cơng suất dành cho việc bù lại này, từ tăng giá thành giảm tuổi thọ pin đầu cuối làm giảm hiệu suất công suất phát Đây lí OFDM khơng áp dụng cho đường uplink, mà cần phải có phương pháp khác khắc phục hạn chế 2.3 Kỹ thuật đa truy nhập đường lên SC-FDMA (Single Carrier FDMA) SC-FDMA trường hợp đặc biệt OFDMA, khắc phục nhược điểm tỷ lệ PAR cao OFDMA Với hạn chế OFDMA tỉ lệ PAR cao trình bày trên, phải cần có phương pháp sử dụng điều chế đơn sóng mang giữ lại ưu điểm OFDMA Và SC-FDMA lựa chọn kỹ thuật đa truy nhập đường lên cho LTE SC-FDMA thực chất trường hợp đặc biệt OFDMA SC- FDMA giữ lại hầu hết nguyên lý OFDMA thỏa mãn điều kiện điều chế đơn sóng mang SC-FMDA khơng điều chế ký hiệu (symbol) lên sóng mang sub-carrier OFDMA mà tách bit symbol ghép lên sóng mang sub-carrier để từ tạo thành carrier Như ví dụ hình vẽ bên dưới, OFDM, symbol điều chế sub-carrier, với độ rộng sub-carrier 15kHz SC-FDMA, symbol truyền carrier có độ rộng 60 kHz Để thực việc này, thiết bị đầu cuối uplink phải bổ sung thêm thành phần DFT precoding với mục đích tách bit đơn lẻ symbol mapping lên sóng mang trước tổng hợp liệu truyền với mục đích đạt việc truyền carrier đầu tín hiệu cuối Với đặc tính trên, SC-FDMA có ưu điểm nhược điểm sau:   Ưu điểm: Khắc phục nhược điểm tỉ lệ công suất peak/average (PAR) cao OFDMA mà giữ nguyên ưu điểm OFDMA Tăng độ phức tạp mặt thiết bị cho thiết bị đầu cuối eNodeB 10 2.4 Kỹ thuật Cyclic Prefix chống lại hiệu ứng đa đường   Cyclic Prefix (CP) thành phần bit dư thừa đặt đầu symbol để chống lại tượng ISI sinh hiệu ứng đa đường Lựa chọn độ dài CP trade-off khả chống đa đường hiệu suất sử dụng phổ tần Hiệu ứng đa đường (multipath) vấn đề lớn lĩnh vực di động Hiện tượng kết trình va đập, phản xạ từ vật thể môi trường truyền Tại đầu thu nhận nhiều tín hiệu nhiều thời điểm khác nhau, dẫn tới tượng nhiễu xuyên ký hiệu (ISI) Hiệu ứng đa đường không giải tốt tạo thăng giáng lớn chất lượng tín hiệu 3G WCDMA khắc phục tượng đa đường cách sử dụng thu RAKE với thuật toán cho trước để tổng hợp tất tín hiệu đa đường tạo tín hiệu tốt Tuy nhiên, yêu cầu tốc độ liệu ngày cao 4G tới mức độ định, thu RAKE đầu thu đòi hỏi mức độ phức tạp cao, làm tăng chi phí tuổi thọ pin thiết bị đầu cuối Do đó, phương pháp khác (Cyclic Prefix) áp dụng cho 4G để khắc phục hạn chế Cyclic Prefix phương pháp sử dụng số lượng bit định phần cuối symbol, copy lên phần đầu symbol Phần tiền tố dư thừa gọi Cyclic Prefix 11 Không dùng Cyclic Prefix Sử dụng Cyclic Prefix  Nếu không sử dụng Cyclic Prefix, thành phần tín hiệu phản xạ symbol thứ N, đến chậm, gây nhiễu cho symbol thứ N+1 làm tính trực giao OFDM Mỗi symbol có thời gian symbol interval = Tn  Mỗi symbol sau thêm phần tiền tố có thời gian dài Tn+ Tcp Tại đầu thu, trình giải điều chế với symbol quy ước loại bỏ lượng Cyclic Prefix, từ đảm bảo tín hiệu đa đường symbol thứ N không gây nhiễu cho symbol N+1  Để đảm bảo điều này, độ dài Cyclic Prefix phải đủ dài để lớn độ trễ lớn tất đường phản xạ tức phần dư thừa loại bỏ giải điều chế bao gồm thành phần nhiễu đa đường Tuy nhiên, độ dài tăng tới số lớn tính chất việc chèn thêm số lượng bit dư thừa vào phần đầu symbol làm hiệu suất sử dụng phổ tần giảm Một Cyclic Prefix thông thường kéo dài 4.7 micro second, tương đương với trễ đường truyền 1.4 Km 2.5 Công nghệ MIMO (Multiple Input- Multiple Output)   MIMO công nghệ sử dụng nhiều anten thu phát thiết bị đầu cuối eNodeB Áp dụng MIMO có ưu điểm so với 3G: Tăng tốc độ truyền liệu, tăng hiệu suất phổ tần dung lượng hệ thống, mở rộng vùng phủ biên cell có khả chống hiệu ứng fading tốt 2.5.1 Khái niệm MIMO công nghệ anten giới thiệu từ năm 1998 áp dụng lĩnh vực thông tin vô tuyến liệu truyền đồng thời nhiều anten thu phát để có độ lợi phân tập sau tổng hợp tín hiệu thiết bị thu 12 Một hệ thống MIMO chia thành MIMO Downlink MIMO Uplink Với hệ thống MIMO có cấu hình X x Y Downlink yêu cầu X TRX eNodeB Y TRX UE MIMO X x Y Uplink có X TRX UE Y TRX eNodeB Tuy nhiên thời điểm tại, khả hỗ trợ hầu hết UE thị trường hạn chế Tx, hệ thống MIMO 2x2 4x4 Downlink (hay gọi tắt MIMO 2Rx 4Rx) có 1Tx/2Rx 1Tx/4Rx UE Các cấu hình MIMO áp dụng thực tế: Cấu hình MIMO 2Rx (MIMO 2x2 Downlink) 4Rx (MIMO 4x4 Downlink) NodeB Số lượng Tx Số lượng Rx 2 4 UE Số lượng Tx 1 Số lượng Rx Ghi chú: Số lượng Rx UE phụ thuộc vào dòng thiết bị đầu cuối UE Cat tới Cat hỗ trợ Rx Từ Cat trở đi, UE có khả hỗ trợ Rx 2.5.2 Cơ chế hoạt động MIMO có chế tồn đồng thời beam-forming , spatial diversity spatial multiplexing với điều kiện hoạt động độ lợi phân tập (gain) khác Việc áp dụng chế cho UE dựa vào điều kiện hoạt động chế  Điều kiện hoạt động: Dựa điều kiện vô tuyến UE đo đạc báo cáo lên eNodeB, lập lịch (scheduler) eNodeB chọn chế hoạt động thích hợp UE  Cơ chế hoạt động: Cơ chế Đặc điểm Mục đích sử dụng Điều kiện áp dụng Kết Beamforming Tất công suất phát downlink đượctập trung vào nhánh anten (Tx) có khả chống nhiễu tốt Cải thiện chất lượng vùng phủ biên cell Trong điều kiện chất lượng kênh truyền cho UE tồi, áp dụng cho đường downlink Độ lợi phân tập Array Gain – mức độ cải thiện SNR nhánh anten phát Spatial Diversity Truyền liệu nhánh anten (Tx), tín hiệu nhận đầu thu chọn lọc để thu tín hiệu tốt Tăng khả chống lại hiệu ứng fading Trong điều kiện chất lượng kênh truyền cho UE tồi, áp dụng cho đường uplink Độ lợi phân tập Diveristy Gain – tỷ lệ thuận với số lượng anten phân tập thu/phát Spatial Multiplexing Tách từ luồng liệu tốc độ cao tách thành luồng liệu độc lập có tốc độ chậm nhánh (Tx) anten phát Tăng tốc độ liệu, dung lượng hệ thống hiệu suất sử dụng phổ tần Trong điều kiện chất lượng kênh truyền cho UE tốt Độ lợi phân tập Multiplexing Gain – tăng tốc độ lên số lân tỷ lệ thuận với số lượng anten thu/phát 13 Beam-forming Spatial Diversity Spatial Multiplexing  Ưu điểm việc sử dụng MIMO 4G LTE so với 3G WCDMA o Tăng chất lượng vùng phủ biên cell (cell edge) sử dụng chế beamforming MIMO o Tăng khả chống lại hiệu ứng fading với chế Spatial Diveristy, mức độ cải thiện tỉ lệ thuận với số lượng anten thu phát sử dụng o Tăng tốc độ liệu, dung lượng hệ thống hiệu suất sử dụng phổ tần sử dụng chế spatial multiplexing MIMO  Nhược điểm MIMO làm tăng độ phức tạp đòi hỏi nhiều anten eNodeB thiết bị đầu cuối người dùng 2.6 Cấu trúc khung liệu LTE Cấu trúc khung liệu LTE có loại khác nhau, phụ thuộc vào chế chọn FDD hay TDD 2.6.1 Cấu trúc khung LTE FDD Type Dưới góc nhìn cấu trúc khung vật lý, với chế FDD, khung liệu (radio frame) có độ dài 10 ms, chia làm 10 sub-frame có độ dài sub-frame 1ms Trong đó, sub-frame bao gồm time slot, mối time slot có độ dài 0.5 ms 14 Trong đó, cấu trúc time slot tổng hợp tất OFDM symbol tất sóng mang sub-carrier Trong trường hợp dải tần kênh 10 MHz sử dụng, time slot l mảng (array) 600 sub-carrier sub-carrier chứa OFDM symbol Dưới góc nhìn tài ngun cấp phát cho UE, Resource Block (RB) đơn vị tài nguyên nhỏ cấp phát cho user RB có độ rộng tần 180 kHz, chứa 12 sóng mang subcarrier Trong RB lại phân chia thành đơn vị nhỏ Resource Element (RE), với RE tương ứng với symbol sub-carrier Qua đó, tài nguyên vô tuyến cấp cho user theo miền thời gian tần số cách linh hoạt 15 2.6.2 Cấu trúc khung LTE TDD Type Cấu trúc khung liệu LTE TDD tương tự với LTE FDD Tuy nhiên, với đặc điểm chế TDD đường downlink uplink truyền băng tần phân biệt miền thời gian, cấu trúc khung liệu tách tương ứng, cụ thể Tương tự LTE FDD, radio frame truyền kênh có độ dài 10ms Với radio frame, để đáp ứng đặc điểm chế TDD, frame tách thành half-frame có độ dài ms Mỗi half-frame chia tiếp thành sub-frame, sub-frame dài 0.1 ms Cấu trúc sub-frame TDD hoàn toàn tương tự với FDD Điều khác biệt cấu trúc halfframe TDD chỗ, half-frame, sub-frame dành cho truyền downlink S sub-frame guard band đường downlink uplink 2.7 Các đặc tính kỹ thuật tốc độ bán kính cell 4G LTE 2.7.1 Tốc độ liệu peak lý thuyết Dải tần Cấu hình MIMO Điều chế 2Rx 10 MHz Tốc độ liệu thực (không bao gồm báo hiệu) 77 Mbps DL/24 Mbps UL 64 QAM Rx 150 Mbps DL/24 Mbps UL 16 2Rx 116 Mbps DL/36 Mbps UL Rx 230 Mbps DL/36 Mbps UL 2Rx 155 Mbps DL/49 Mbps UL Rx 300 Mbps DL/49 Mbps UL 15 MHz 20 MHz 2.7.2 Throughput trung bình cell (Average Cell Throughput)  Throughput trung bình cell tỷ lệ thuận với độ rộng dải tần, từ throughput Mbps cho dải tần 1.4 MHz tới 13.5 Mbps cho dải tần 20 MHz xét tới ví dụ khoảng cách trạm-trạm (ISD) 500m  Throughput trung bình cell tỷ lệ nghịch với khoảng cách trạm-trạm, từ 11Mbps cho 500m khoảng cách trạm-trạm xuống Mbps với 9000m khoảng cách trạm-trạm, xét tới dải tần 15 MHz 2.7.3 Bán kính cell (Cell range)   Bán kính cell tính tốn dựa tổng suy hao đường truyền vô tuyến Xét với độ rộng dải tần, bán kính cell giảm dần với băng tần LTE tăng từ 900 MHz tới 2600 MHz tăng dần với loại địa hình triển khai từ thành phố tới vùng làng quê 17  Bán kính cell tỷ lệ nghịch với throughput trung bình cell Các cell có thiết kế với bán kính lớn có throughput trung bình thấp ngược lại III.Tổng kết     Sử dụng phương pháp ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM kết hợp điều chế bậc cao 64 QAM công nghệ MIMO, 4G LTE Rel8 có tốc độ truyền liệu vượt trội so với 3G Với cấu trúc mạng tinh giảm phân tách luồng control plane/user plane kết hợp với cấu trúc khung liệu 10ms, LTE 4G đạt bước tiến độ trễ cho luồng báo hiệu liệu Với việc sử dụng OFDM MIMO, hiệu suất sử dụng phổ tần LTE 4G tăng lên đáng kể so với 3G Và điểm khác biệt cuối 4G LTE với 3G WCDMA nằm mức độ linh hoạt việc lựa chọn triển khai băng tần linh hoạt cấp phát tài nguyên vô tuyến cho người dùng 18 ...I Quá trình hình thành 4G LTE   4G LTE phát triển tổ chức 3GPP, từ 3G WCDMA Rel99  Rel5  Rel6  Rel7 ? ?4G LTE Rel8, 10 LTE kì vọng có tốc độ liệu hiệu suất sử dụng phổ... khung liệu 10ms, LTE 4G đạt bước tiến độ trễ cho luồng báo hiệu liệu Với việc sử dụng OFDM MIMO, hiệu suất sử dụng phổ tần LTE 4G tăng lên đáng kể so với 3G Và điểm khác biệt cuối 4G LTE với 3G WCDMA... 11.5 Mbps UL Mặc dù vậy, LTE Rel8 chưa coi 4G chưa đáp ứng chuẩn 1Gbps ITU công nghệ di động hệ thứ tư, điều mà LTE – Advance Rel10 làm  Về hiệu suất sử dụng phổ tần, LTE Rel8 đạt 10 bps/Hz với