ĐATN nghiên cứu hệ thống thông tin di động 4g LTE

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: "Nghiên Cứu Hệ Thống Thông Tin Di Động 4G LTE" Hà Nội, tháng /2022 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc ĐỀ TÀI THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC 1/ Tên đề tài TTTN: Nghiên cứu hệ thống thông tin di động 4G LTE 2/ Nội dung chính: Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin di động giới thiệu công nghệ LTE Chương 2: Kiến trúc mạng giao thức Chương 3: Truy nhập vô tuyến LTE Chương 4: Lớp vật lý LTE Chương 5: Các thủ tục truy nhập Chương 6: Tình hình triển khai 4G LTE Thế Giới Việt Nam 4/ Ngày giao : 09/03/2022 5/ Ngày nộp: 09/05/2022 TRƢỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây,mạng không dây ngày trở nên phổ biến với đời hàng loạt công nghệ khác Wi-Fi (802.1x), WiMax (802.16) Cùng với tốc độ phát triển nhanh, mạnh mạng viễn thông phục vụ nhu cầu sử dụng hàng triệu người ngày Hệ thống di động hệ thứ hai, với GSM CDMA ví dụ điển hình phát triển mạnh mẽ nhiều quốc gia Tuy nhiên, thị trường viễn thông mở rộng thể rõ hạn chế dung lượng băng thông hệ thống thông tin di động hệ thứ hai Sự đời hệ thống di động hệ thứ ba với công nghệ tiêu biểu WCDMA hay HSPA tất yếu để đáp ứng nhu cầu truy cập liệu, âm thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng thông rộng người sử dụng Cũng giống thuật ngữ 2G hay 3G, 4G từ viết tắt cụm từ “fourth generation” (thế hệ thứ 4) để thuận tiện cho chương trình marketing nhà mạng Dịch vụ viễn thông hay kết nối không dây sử dụng công nghệ thực khác biệt phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ thông thường, mạng khơng dây sử dụng cơng nghệ 4G có tốc độ nhanh mạng 3G từ đến 10 lần Hiện giới tồn chuẩn công nghệ lõi mạng 4G WiMax Long Term Evolution (LTE) WiMax chuẩn kết nối không dây phát triển IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) LTE chuẩn 3GPP, phận liên minh nhà mạng sử dụng công nghệ GSM Cả WiMax LTE sử dụng công nghệ thu phát tiên tiến để nâng cao khả bắt sóng hoạt động thiết bị, mạng lưới Tuy nhiên, công nghệ sử dụng dải băng tần khác Mạng 4G với tốc độ cao hẳn giúp cho tốc độ truyền tải liệu hệ thống mạng cải thiện đáng kể đưa dịch vụ cao cấp sử dụng ứng dụng di động, video trực tiếp mạng, hội nghị truyền hình hay chơi game trực tuyến… bùng nổ thực lllllllll Tuy nhiên, điểm “lợi hại” mạng 4G thay cách hoàn hảo đường truyền Internet cố định (kể đường truyền cáp quang) với tốc độ khơng thua kém, vùng phủ sóng rộng lớn có tính di động cao Để tài “Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE (Long Term Evolution)” em tập trung vào tìm hiểu tổng quan công nghệ LTE kỹ thuật thành phần sử dụng công nghệ để hiểu rõ thêm tiềm hấp dẫn mà công nghệ mang lại tình hình triển khai cơng nghệ giới VIỆT NAM Đề tài gồm chương : Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin di động giới thiệu công nghệ LTE Chương 2: Kiến trúc mạng giao thức Chương 3: Truy nhập vô tuyến LTE Chương 4: Lớp vật lý LTE Chương 5: Các thủ tục truy nhập Chương 6: Tình hình triển khai LTE Thế Giới Việt Nam Để thực đồ án tốt nghiệp này, em sử dụng kiến thức trang bị năm đại học kiến thức chọn lọc từ tài liệu thầy giáo, giáo ngồi trường Ngồi ra, đồ án sử dụng tài liệu phổ biến rộng rãi Internet Mặc dù cố gắng, hạn chế thời gian hiểu biết có hạn sinh viên nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Để đồ án hoàn thiện hơn, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy giáo, giáo bạn sinh viên lllllllll LỜI CẢM ƠN lllllllll NHẬN XÉT ( Của GVHD ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… lllllllll MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN NHẬN XÉT CHƢƠNG - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG & GIỚI THIỆU VỀ MẠNG 4G LTE 15 Tổng quan hệ thống thông tin di động: 15 1.1.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ( 1G) 15 1.1.2 Hệ thống thông tin di động hệ thứ hai ( 2G) 17 1.1.3 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ( 3G) 22 1.1 Giới thiệu mạng 4G LTE 24 CHƢƠNG - KIẾN TRÚC MẠNG VÀ GIAO THỨC 28 1.1 Kiến trúc mạng LTE 28 1.1.1 Tổng quan cấu hình kiến trúc hệ thống 29 1.1.2 Thiết bị ngƣời dùng ( UE) 30 1.1.3 E-UTRAN NodeB (eNodeB) 31 1.1.4 MME (Mobility Management Entity) : 33 1.1.5 Cổng phục vụ ( S-GW) 36 2.1.6 Cổng mạng liệu gó i( P-GW) 38 2.1.7 Chức sách tính cƣớc tài nguyên ( PCRF) 40 2.1.8 Máy chủ thuê bao thƣờng trú (HSS) 42 2.2 thống Các giao diện giao thức cấu hình kiến trúc hệ 42 2.3 QoS kiến trúc dịch vụ mang chuyển 47 2.4 Giao thức trạng thái chuyển tiếp trạng thái 48 2.5 Hỗ trợ tính di động liên tục 49 2.6 Kiến trúc hệ thống phát quảng bá đa điểm 53 CHƢƠNG - TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE 58 3.1 Các chế độ truy nhập vô tuyến 58 lllllllll 3.2 Băng tần truyền dẫn 58 3.3 Các băng tần đƣợc hỗ trợ 59 3.4 Kỹ thuật đa truy nhập cho đƣờng xuống OFDMA 61 3.4.1 OFDM 61 3.4.2 Các tham số OFDMA 64 3.4.3 Truyền dẫn liệu hƣớng xuống 67 3.5 Kỹ thuật đa truy nhập đƣờng lên LTE SC-FDMA 69 3.5.1 SC-FDMA 69 3.5.2 Các tham số SC-FDMA 71 3.5.3 Truyền dẫn liệu hƣớng lên 72 3.5.4 So sánh OFDMA SC-FDMA 74 3.6 Tổng quan kỹ thuật đa ăng ten MIMO 76 3.6.1 Đơn đầu vào Đơn đầu (SISO) 77 3.6.2 Đơn đầu vào đa đầu (SIMO) 78 3.6.3 Đa đầu vào đơn đầu (MISO) 78 3.6.4 Đa đầu vào đa đầu (MIMO) 78 3.6.5 Ăng ten MIMO 4G LTE 81 3.6.5.I Chế độ truyền dẫn đa ăng ten đƣờng xuống LTE 82 3.6.5.2 Chế độ đa ăng ten hƣớng lên LTE 84 CHƢƠNG - LỚP VẬT LÝ LTE 86 4.1 Các kênh truyền tải ánh xạ chúng tới kênh vật lý 86 4.2 Điều chế 88 4.3 Truyền tải liệu ngƣời sử dụng hƣớng lên 89 4.4 Truyền dẫn liệu ngƣời dùng hƣớng xuống 95 4.5 Truyền dẫn tín hiệu lớp vật lý hƣớng lên 99 4.5.1 Kênh điều khiển đƣờng lên vật lý ( PUCCH) 101 4.5.2 Cấu hình PUCCH 102 4.5.3 Báo hiệu điều khiển PUSCH 102 4.6 Cấu trúc PRACH (Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý) 106 lllllllll 4.7 Truyền dẫn báo hiệu lớp vật lý hƣớng xuống 108 4.7.1 Kênh thị định dạng điều khiển vật lý (PCFICH) 108 4.7.2 Kênh điều khiển hƣớng xuống vật lý ( PCDCH) 109 4.7.3 Kênh thị HARQ vật lý ( PHICH) 111 4.7.4 Các chế độ truyền dẫn hƣớng xuống 111 4.7.5 Kênh quảng bá vật lý ( PBCH) 112 4.7.6 Tín hiệu đồng 113 4.8 Các thủ tục lớp vật lý 114 4.8.1 Thủ tục HARQ 114 4.8.2 Ứng trƣớc định thời 116 4.8.3 Điều khiển công suất 117 4.8.4 Nhắn tin 118 4.8.5 Thủ tục báo cáo phản hồi kênh 118 4.8.6 Hoạt động chế độ bán song công 119 4.8.7 Các lớp khả UE đặc điểm đƣợc hỗ trợ 120 4.9 Đo lƣờng lớp vật lý 121 4.9.1 Đo lƣờng eNodeB 121 4.9.2 Đo lƣờng UE 122 4.10 Cấu hình tham số lớp vật lý 122 CHƢƠNG - CÁC THỦ TỤC TRUY NHẬP 124 5.1 Thủ tục dò tìm 124 5.1.1 Các bƣớc thủ tục dò tìm 124 5.1.2 Cấu trúc thời gian/tần số tín hiệu đồng 126 5.1.3 Dị tìm ban đầu dị tìm lân cận 128 5.2 Truy nhập ngẫu nhiên 130 5.2.1 Bƣớc : Truyền dẫn phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên 132 5.2.2 Bƣớc : Đáp ứng truy nhập ngẫu nhiên 136 5.2.3 Bƣớc 3: Nhận dạng thiết bị đầu cuối 137 5.2.4 Bƣớc 4: Giải tranh chấp 138 lllllllll CHƢƠNG 6: TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 140 Triển khai LTE giới 140 Triển khai LTE VIỆT NAM 140 KẾT LUẬN 144 lllllllll dù ngun tắc khơng hấp dẫn từ góc độ phức tạp Vì vậy, khoảng trống việc truyền tải liệu thiết bị đầu cuối điều hướng lại tới tần số khác cho mục đích đo đạc liên tần số, tạo Điều thực cách HSPA, cụ thể cách tránh lập kế hoạch cho thiết bị đầu cuối khung đường xuống 5.2 Truy nhập ngẫu nhiên Một yêu cầu cho hệ thống di động tế bào khả cho thiết bị đầu cuối yêu cầu thiết lập kết nối Điều thường gọi truy nhập ngẫu nhiên phụ vụ hai mục đích LTE, cụ thể thiết lập đồng hướng lên thiết lập nhận dạng thiết bị đầu cuối nhất, C-RNTI, biết đến hai mạng thiết bị đầu cuối Do đó, truy nhập ngẫu nhiên sử dụng không cho truy nhập ban đầu mà chuyển giao từ LTE_DETACHED (LTE_tách biệt) LTE_IDLE (LTE_rảnh rỗi) tới LTE_ACTIVE (LTE_tích cực), sau thời gian không hoạt động hướng lên đồng hướng lên bị LTE_ACTIVE Tổng quan truy nhập ngẫu nhiên thể hình 5.3, bao gồm bốn bước : ❖ Bước bao gồm truyền tải phần mở đầu truy nhập- ngẫu nhiên, cho phép eNodeB ước tính định thời truyền tải thiết bị đầu cuối Đồng hướng lên cần thiết khơng thiết bị đầu cuối khơng thể truyền liệu hướng lên 130 ❖ Bước thứ hai bao gồm mạng truyền lệnh ứng trước định thời đến để điều chỉnh định thời truyền thiết bị đầu cuối, dựa phép đo định thời bước Ngoài việc thiết lập đồng hướng lên, bước hai định nguồn tài nguyên hướng lên cho thiết bị đầu cuối sử dụng bước thứ ba thủ tục truy nhập ngẫu nhiên ❖ Bước thứ ba bao gồm truyền dẫn nhận dạng thiết bị đầu cuối di động cách sử dụng UL-SCH tương tự liệu lập lịch biểu thông thường Nội dung xác tín hiệu phụ thuộc vào trạng thái thiết bị đầu cuối, đặc biẹt dù trước có biết đến mạng hay khơng ❖ Bước thứ tư bước cuối bao gồm truyền dẫn thông điệp phân giải tranh chấp từ mạng tới thiết bị đầu cuối DL-SCH Bước giải tranh chấp có nhiều thiết bị đầu cuối cố gắng để truy nhập vào hệ thống cách sử dụng tài nguyên truy nhập hệ thống Hình 5.3 Tổng quan thủ tục truy nhập ngẫu nhiên 131 5.2.1 Bƣớc : Truyền dẫn phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên Bước thủ tục truy nhập ngẫu nhiên việc truyền phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên Mục đích phần mở đầu để với mạng diện cố gắng truy nhập ngẫu nhiên để có đồng thời gian hướng lên hạm vi phần nhỏ tiền tố vịng hướng lên Nhìn chung, truyền dẫn phẩn mở đầu truy nhập ngẫu nhiên trực giao không trực giao với liệu người sử dụng Trong WCDMA phần mở đầu không trực giao với việc truyền liệu hướng lên Điều cung cấp lợi ích việc khơng có cấp phát nửa -tĩnh (semi-statically) nguồn tài nguyên cho truy nhập ngẫu nhiên Tuy nhiên, với việc điều khiển nhiễu truy nhập ngẫu nhiên - tới - liệu, công suất truyền phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên phải điều khiển cẩn thận Trong WCDMA, điều giải thông qua việc sử dụng thủ tục dốc-công suất( power-ramping), mà thiết bị đầu cuối tăng công suất phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên phát thành công trạm gốc Mặc dù giải pháp phù hợp với vấn đề nhiễu, thủ tục dốc tạo độ trễ thủ tục truy nhập ngẫu nhiên tồn Do đó, từ quan điểm trễ, thủ tục truy nhập ngẫu nhiên khơng địi hỏi dốc cơng suất có lợi Trong LTE, việc truyền tải phần tiêu đề truy nhập ngẫu nhiên thực trực giao với truyền dẫn liệu người dùng hướng lên, kết khơng có dốc cơng suất cần thiết ( thông số kỹ thuật tất cho phép dốc công suất) Trực giao việc truyền liệu người dùng từ thiết bị đầu cuối khác cố gắng truy nhập ngẫu nhiên đạt hai miền thời gian miền tần số Mạng thông tin quảng bá tới tất thiết bị đầu cuối mà việc truyền dẫn phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên tài nguyên thời gian - tần số cho phép Để tránh can nhiễu 132 liệu phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên, mạng tránh việc lập lịch biểu truyền dẫn hướng lên nguồn tài nguyên thời gian- tần số Điều minh họa hình 5.4 Từ đơn vị thời gian cho truyền liệu LTE 1ms, khung dành riêng cho truyền dẫn phần mở đầu Trong phạm vi tài nguyên dành riêng, phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên truyền Trong miền tần số, phần mở dầu truy nhập ngẫu nhiên có băng thơng tương ứng với sáu khối tài nguyên ( 1,08MHz) Điều phù hợp với băng thơng nhỏ mà LTE hoạt động Do đó, cấu trúc phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên tương tự đựoc sử dụng, băng thông truyền dẫn ô Đối với triển khai sử dụng cấp phát phổ lớn hơn, nhiều tài nguyên truy nhập ngẫu nhiên xác định miền tần số, cung cấp khả truy nhập ngẫu nhiên tăng lên Hình 5.4 Minh họa cho truyền dẫn phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên Một thiết bị đầu cuối thực cố gắng truy cập ngẫu nhiên, trước truyền dẫn phần mở đầu, đạt đồng đường xuống từ thủ tục dò tìm Tuy nhiên, định thời đường lên ( thảo luận ) chưa thiết lập Khởi đầu khung đường lên thiết bị đầu cuối định nghĩa tương bắt đầu khung đường xuống thiết bị đầu cuối Do trễ lan truyền trạm gốc thiết bị đầu cuối, việc truyền dẫn hướng lên bị chậm trễ tương định thời truyền dẫn hướng xuống trạm gốc Vì vậy, khoảng cách thiết bị đầu cuối trạm gốc chưa biết, 133 có khơng chắn việc định thời hướng lên tương ứng với hai lần khoảng cách trạm gốc thiết bị đầu cuối, lên tới 6,7^s/km Để tính tốn cho không chắn để tránh gây nhiễu với khung không sử dụng, khoảng thời gian bảo vệ sử dụng, mà chiều dài thực tế phần mở đầu ngắn 1ms Được minh họa hình 5.5, độ dài phần mở đầu khoảng thời gian bảo vệ Hình 5.5 Định thời phần mở đầu eNodeB cho người sử dụng truy nhập ngẫu nhiên khác Với chiều dài phần mở đầu khoảng 0,9ms, có 0,1ms thời gian bảo vệ cho phép kích thước lên tới 15km Trong ô lớn mà thời gian định thời khơng chắn thời gian bảo vệ lớn thời gian bảo vệ bản, thời gian bảo vệ bổ sung tạo cách không lập lịch biểu truyền dẫn hướng lên khung sau nguồn tài nguyên truy nhập ngẫu nhiên Các chuỗi phần mở đầu chia thành nhóm 64 chuỗi nhóm Như phần cấu hình hệ thống, cấp phát nhóm cách xác định một vài chuỗi Zadoff-Chu gốc dịch vòng cần thiết để tạo tập phần mở đầu Số lượng nhóm phải đủ lớn để tránh cần thiết phải lập kế hoạch chuỗi cẩn thận ô Khi thực cố gắng truy nhập ngẫu nhiên, thiết bị đầu cuối chọn 134 chuỗi ngẫu nhiên từ tập chuỗi cấp phát cho ô mà thiết bị đầu cuối cố gắng truy nhập Một thiết bị đầu cuối khác thực cố gắng truy nhập ngẫu nhiênbằng cách sử dụng chuỗi tương tự thời điểm tức thời tương tự, khơng có xung đột sảy cố gắng có khả cao phát mạng Xử lý trạm gốc việc thực riêng, nhờ có tiền tố vịng kèm phần mở đầu nên việc xử lý miền tần số có độ phức tạp thấp Một ví dụ quy chế minh họa hình 5.6 Hình 5.6 Sự phát phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên miền tần số Các mẫu cửa sổ thu thập chuyển đổi thành biểu diễn miền tần số cách sử dụng FFT Chiều dài sổ 0,8ms, tương đương với chiều dài chuỗi ZC mà khơng có tiền tố vịng Điều cho phép xử lý định thời khơng chắn lên tới 0,1ms phù hợp với thừoi gian bảo vệ xác định Đầu FFT, thể cho tín hiệu nhận miền tần số, nhân lên với biểu diễn miền tần số liên hợp phức chuỗi ZadoffChu gốc kết cho qua IFFT Bằng cách quan sát đầu IFFT, phát thay đổi chuỗi Zadoff-Chu gốc 135 truyền trễ Về bản, đỉnh IFFT đầu khoảng i tương ứng với chuỗi dịch chuyển chu kỳ thứ i trễ đưa vị trí đỉnh khoảng Điều thực miền tần số tính tốn hiệu cho phép phát nhiều cố gắng truy nhập ngẫu nhiên cách sử dụng chuỗi dịch vòng khác tạo từ chuỗi Zadoff-Chu gốc; trường hợp có nhiều cố gắng truy nhập đơn giản đỉnh khoảng tương ứng 5.2.2 Bƣớc : Đáp ứng truy nhập ngẫu nhiên Để đáp ứng cố gắng truy nhập ngẫu nhiên phát hiện, bước thứ hai thủ tục truy nhập ngẫu nhiên mạng truyền thơng điệp DL-SCH, có chứa : ❖ Chỉ số chuỗi phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên mạng phát với phản hồi hợp lệ ❖ Tính tốn hiệu chỉnh định thời cách thu nhận phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên ❖ Một trợ cấp lập lịch biểu, nguồn tài nguyên mà thiết bị đầu cuối sử dụng cho việc truyền tải thông điệp bước thứ ba ❖ Một nhận dạng tạm thời sử dụng cho truyền thông tiếp diễn thiết bị đầu cuối mạng Trong trường hợp mạng phát nhiều cố gắng truy nhập ngẫu nhiên ( từ thiết bị đầu cuối khác ), thông điệp phản hồi riêng lẻ nhiều thiết bị đầu cuối di động kết hợp vào truyền dẫn đơn Vì vậy, thông điệp phản hồi lập lịch biểu DL-SCH kênh điều khiển L1/L2 cách sử dụng nhận dạng dành riêng cho phản hồi truy nhập ngẫu nhiên Tất thiết bị đầu cuối truyền phần mở đầu giám sát kênh điều khiển L1/L2 cho phản hồi truy nhập ngẫu nhiên Sự định thời thông điệp phản hồi không cố định đặc tả kỹ thuật nhằm đáp ứng đầy đủ nhiều 136 truy nhập đồng thời Nó cung cấp vài linh hoạt việc vận hành trạm gốc Miễn thiết bị đầu cuối thực truy nhập ngẫu nhiên nguồn tài nguyên phần mở đầu khác sử dụng, không xung đột sảy từ việc truyền tín hiệu đường xuống điều rõ dàng với thiết bị đầu cuối mà có thơng tin bị liên quan Tuy nhiên, có xác xuất định tranh chấp, nhiều thiết bị đầu cuối sử dụng phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên giống lúc Trong trường hợp này, nhiều thiết bị đầu cuối phản ứng lại thông điệp phản hồi đường xuống diễn lúc xung đột sảy Việc giải ác xung đột phần bước trình bày Tranh chấp nguyên nhân mà HARQ không sử dụng cho truyền dẫn phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên Một thiết bị đầu cuối nhận phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên dành cho thiết bị đầu cuối khác có định thời hướng lên khơng xác Nếu HARQ dùng, định thời ACK/NACK cho thiết bị đầu cuối khơng gây nhiễu cho tín hiệu điều khiển hướng lên từ người sử dụng khác Sau thu nhận phẩn hồi truy nhập ngẫu nhiên bước hai, thiết bị đầu cuối hiệu chỉnh định thời truyền dẫn hướng lên tiếp tục tới bước ba 5.2.3 Bƣớc 3: Nhận dạng thiết bị đầu cuối Sau bước thứ hai, hướng lên thiết bị đầu cuối đồng thời gian Tuy nhiên, trước liệu người sử dụng truyền tới / từ thiết bị đầu cuối, nhận dạng ô ( C-RNTI) phải gán cho thiết bị đầu cuối Tùy thuộc vào trạng thái thiết bị đầu cuối, cần phải trao đổi thơng điệp bổ sung Trong bước thứ ba, thiết bị đầu cuối trao đổi thông điệp cần thiết với mạng cách sử dụng nguồn tài nguyên phân công phẩn 137 hồi truy nhập ngẫu nhiên bước thứ hai Truyền dẫn thông điệp hướng lên theo cách giống với việc lập lịch biểu liệu hướng lên thay gắn vào phần mở đầu bước có lợi số lý Thứ nhất, số lượng thông tin truyền thiếu đồng hướng lên nên phải hạn chế tối đa cần thiết phải có khoảng thời gian bảo vệ lớn làm cho việc truyền dẫn tương đối tốn Thứ hai, việc sử dụng kế hoạch truyền dẫn hướng lên “ thông thường” cho phép việc truyền dẫn thông điệp với trợ giúp kích thước phương án điều chế cần phải điều chỉnh, ví dụ, với điều kiện vơ tuyến khác Cuối cùng, cho phép HARQ với kết hợp mềm cho thông điệp hướng lên Sau khía cạnh quan trọng, đặc biệt tình mà phủ sóng bị hạn chế, cho phép sử dụng một vài việc truyền phát lại để thu thập đủ lượng cho tín hiệu hướng lên nhằm đảm bảo xác suất đủ lớn truyền dẫn thành công Lưu ý, việc truyền phát lại RLC không sử dụng cho tín hiệu RRC hướng lên bước ba Một phần quan trọng thông điệp hướng lên bao gồm nhận dạng thiết bị đầu cuối mà việc nhận dạng sử dụng phần chế giải tranh chấp bước thứ tư Trong trường hợp thiết bị đầu cuối chế độ LTE_ACTIVE ( LTE_tích cực), kết nối đến ô biết có C-RNTI gán, C-RNTI sử dụng nhận dạng thiết bị đầu cuối thông điệp hướng lên Nếu khơng nhận dạng thiết bị đầu cuối mạng lõi sử dụng mạng truy nhập vô tuyến cần phải tham gia vào mạng lõi trước trả lời thông điệp đường lên bước 5.2.4 Bƣớc 4: Giải tranh chấp Bước cuối thủ tục truy nhập ngẫu nhiên gồm thông điệp đường xuống cho giải tranh chấp Lưu ý rằng, từ bước hai, nhiều thiết bị đầu cuối thực cố gắng truy nhập ngẫu nhiên đồng thời cách 138 sử dụng chuỗi phần mở đầu tương tự bước để lắng nghe thông điệp phản hồi tương tự bước thứ hai có nhận dạng tạm thời tương tự Do đó, bước thứ tư, thiết bị đầu cuối tiếp nhận thông điệp đường xuống so sánh nhận dạng thông điệp với nhận dạng chúng truyền bước thứ ba Chỉ thiết bị đầu cuối mà quan sát thấy phù hợp nhận dạng nhận bước thứ tư nhận dạng truyền phần bước thứ ba khai báo thủ tục truy nhập ngẫu nhiên thành công Nếu thiết bị đầu cuối chưa gán CRNTI, nhận dạng tạm thời từ bước thứ hai nâng cấp tới C- RNTI Thông điệp giải tranh chấp truyền DL-SCH, cách sử dụng nhận dạng tạm thời từ bước thứ cho việc gán địa thiết bị đầu cuối kênh điều khiển L1/L2 Từ đồng hướng lên thiết lập, HARQ áp dụng cho tín hiệu đường xuống bước Các thiết bị đầu cuối có phù hợp nhận dạng mà chúng truyền bước thứ ba thông điệp chúng nhận bước thứ tư truyền xác nhận HARQ hướng lên Các thiết bị đầu cuối mà khơng tìm thấy phù hợp nhận dạng nhận bước thứ tư nhận dạng truyền tương ứng phần bước thứ ba coi thất bại thủ tục truy nhập ngẫu nhiên cần phải khởi động lại thủ tục truy nhập ngẫu nhiên từ bước Rõ dàng khơng có phản hồi HARQ truyền từ thiết bị đầu cuối 139 CHƢƠNG 6: TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM Triển khai LTE giới Theo khảo sát gần có 80% nhà cung cấp dịch vụ di động (telco) giới sử dụng công nghệ GSM (gồm GSM, GPRS/EDGE, HSPA) Theo giới chuyên gia phân tích đánh giá, lợi hạ tầng sẵn có số lượng người sử dụng đơng đảo lý để phát triển thị trường di động băng thông rộng với công nghệ HSPA LTE Đặc tả kỹ thuật cơng nghệ LTE có khả tương thích gần hồn hảo với cơng nghệ tảng GSM Khơng GSM, telco sử dụng công nghệ CDMA không bỏ qua hội chuyển tiếp lên 4G với công nghệ LTE Bên cạnh sản phẩm mới, hội nghị giới di động (MWC) thường niên nơi công nghệ định hướng phát triển ngành viễn thông di động giới thiệu rộng rãi đến công chúng Tại MWC 2011 Barcelona (Tây Ban Nha), LTE đề tài quan tâm nhiều Thực tế cho thấy, hầu hết hãng sản xuất thiết bị viễn thông hàng đầu giới: Alcatel-Lucent, Ericsson, Motorola, Nokia, Nokia Siemens Networks, Huawei, LG Electronics, Samsung, NEC, Fujitsu nhận tiềm to lớn bắt tay với telco lớn giới (Verizon Wireless, AT&T, France Telecom- Orange, NTT DoCoMo, T-Mobile, China Mobile, ZTE ) thực thử nghiệm quan trọng công nghệ LTE đạt thành công đáng kể Triển khai LTE VIỆT NAM Bộ TT&TT vừa cho biết hoàn thiện thủ tục để cấp phép thử nghiệm LTE cho EVN Telecom Gtel Như vậy, có doanh nghiệp thử nghiệm công nghệ tiền 4G Hình 6.1 Ericsson phối hợp với Cục Tần số Vơ tuyến điện thử nghiệm công nghệ LTE Hà Nội 140 Trước đó, Bộ TT&TT đồng ý cho VNPT, Viettel, FPT Telecom, CMC VTC thử nghiệm mạng di động công nghệ LTE Thời gian thử nghiệm năm Theo Luật Viễn thông, doanh nghiệp phải đấu giá tần số để lấy giấy phép Sau đấu giá, doanh nghiệp chuyển nhượng tần số muốn Việc đấu giá tần số nhằm tránh tình trạng xin giấy phép để “giữ chỗ” Ngày 10/10/2010, VNPT tuyên bố hoàn thành trạm BTS theo cơng nghệ LTE đặt tịa nhà Internet, lô 2A, làng Quốc tế Thăng Long, Cầu Giấy, Hà Nội với tốc độ truy cập Internet lên đến 60 Mbps Giai đoạn dự án thử nghiệm cung cấp dịch vụvô tuyến băng rộng công nghệ LTE VNPT VDC triển khai với 15 trạm BTS Hà Nội, bán kính phủ sóng trạm khoảng 1km Hình 6.2 Trạm gốc LTE Về phía Viettel,tập đồn cho biết,sẽ phối hợp với Huawei tiến hành lắp đặt, tích hợp thiết bị LTE quận Tân Bình, TP.HCM Trước đó, Viettel tiến hành thử nghiệm Hà Nội Cụ thể, Viettel tiến hành thử nghiệm hệ thống mạng hoàn chỉnh với 40 trạm LTE hai quận Đống Đa Ba Đình Sau đó, dự kiến q 1/2011, Viettel cung cấp dịch vụ 4G cho số khách hàng dùng thử.Mạng cho biết, triển khai, mạng 4G không ảnh hưởng đến chất lượng mạng 3G 2G cung cấp cho khách hàng Theo giới chuyên môn, từ Việt Nam bắt đầu thử nghiệm cơng nghệ 3G đến thức thương mại hóa tới năm Vì vậy, vài năm tới khơng phải thời điểm thích hợp để triển khai công nghệ Theo Luật Viễn thông, doanh nghiệp phải đấu giá tần số để lấy giấy phép Sau đấu giá, doanh nghiệp chuyển nhượng tần số muốn Việc đấu giá tần số nhằm tránh tình trạng xin giấy phép để “giữ chỗ” Bộ TT&TT cho biết tới Bộ tiến hành tổng kết năm cấp phép triển khai dịch vụ di động 3G Việc tổng kết tập trung đánh giá hiệu học 141 kinh nghiệm trình triển khai mạng 3G Đây sở quan trọng để Bộ TT&TT để tiến hành cấp phép 4G thời gian tới Mạng 4G phủ sóng khoảng 95% dân số Việt Nam Hình 6.3: Trải nghiệm sản phẩm viễn thông công nghệ thông tin Nam phối hợp với Tập đoàn liệu quốc tế IDG Việt Nam tổ chức, chủ trì Bộ TT&TT, vào sáng 27/7, Hà Nội Với chủ đề, “Phát triển đa dạng hoá dịch vụ 4G LTE nhằm mang lại chất lượng hiệu cho tổ chức người tiêu dùng”, buổi hội thảo cập nhật thảo luận hội, thách thức lộ trình xây dựng phát triển mạng 4G LTE Việt Nam Đồng thời, mang đến học kinh nghiệm quốc tế giới thiệu chế quản lý khoa học, giải pháp công nghệ đột phá nhằm phát triển tối đa tiềm mạng 4G LTE Việt Nam Đánh giá phát triển 4G LTE đóng vai trị quan trọng kỷ nguyên kết nối giới, từ năm 2010, Bộ TT&TT quy hoạch cho phép doanh nghiệp viễn thông Việt Nam thử nghiệm công nghệ mạng di động hệ 142 Năm 2016, Bộ TT&TT cấp phép cho doanh nghiệp viễn thông thử nghiệm 4G băng tần 1800 MHz 2600 MHz Hiện có doanh nghiệp cấp phép thức Viettel, VinaPhone-VNPT, MobiFone Gmobile doanh nghiệp Viettel, VinaPhone MobiFone thức cung cấp dịch vụ băng rộng 4G LTE thị trường Đến thời điểm này, doanh nghiệp triển khai 4G băng tần 1800 MHz Theo báo cáo, nhà mạng Việt Nam triển khai 43.000 trạm thu phát sóng 4G (BTS) tồn quốc theo tính tốn, số lượng trạm BTS bảo đảm nhu cầu phục vụ khoảng 95% dân số Phát biểu Hội thảo, Thứ trưởng Bộ TT&TT Phạm Hồng Hải cho biết, năm 2017 đánh giá thời điểm triển khai mạnh mẽ mạng 4G Việt Nam, điều tạo hội cho phát triển bùng nổ loại hình dịch vụ tảng 4G Với việc tốc độ kết nối, truy cập liệu tăng, dịch vụ Internet truyền thống nhanh chóng dịch chuyển, đáp ứng nhu cầu người sử dụng lúc, nơi “Cùng đó, hàng loạt dịch vụ, ứng dụng khác phát triển dịch vụ tảng IoT, ứng dụng cho smart city… tảng 4G LTE không đem lại doanh thu, lợi nhuận cho doanh nghiệp viễn thông mà kéo theo hệ sinh thái dịch vụ, ứng dụng phát triển đó”, ơng Hải thơng tin thêm 143 KẾT LUẬN Kết đạt đƣợc đồ án Đồ án trình bày tồn cảnh dịch vụ lợi ích mà hệ thống thơng tin di đông 4G đạt để phục vụ sống người Đổng thời đồ án trình bày dịch vụ mà thống di động 4G cung cấp: thương mại di động, định vị/ dẫn, đặt hàng di động, chăm sóc sức khỏe, y tế cộng , chúng phục vụ, thay đổi lối sống người Những vấn đề kỹ thuật xây dựng tảng dịch vụ sở hạ tầng thống tác giả nghiên cứu trình bày luận văn Những cơng nghê then chốt để thống 4G đạt dung lượng lớn, tốc độ cao, bảo mật: kỹ thuật ăngten MIMO, OFCDM, chứng thực dựa sinh trắc học Trong đồ án, trình bày bốn miền mơ hình tham chiếu thống 4G: miền ứng dụng dịch vụ, miền tảng dịch vụ, miền mạng lõi chuyển mạch gói, miền truy cập vơ tuyến Ngoài ra, đặc điểm cấu trúc mạng NGN trình bày mạng NGN sở hạ tầng cho thống thông tin viễn thơng nói chung thống di động nói riêng Từ trình bày thống di động sở hạ tầng mạng NGN 144 ... chức nghiên cứu phát triển hệ thống thông tin di động giới tiến hành nghiên cứu áp dụng thực tế chuẩn cho hệ thống thông tin di động: Thông tin di động 3G 1.1.3 Hệ thống thông tin di động hệ thứ... HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG & GIỚI THIỆU VỀ MẠNG 4G LTE 15 Tổng quan hệ thống thông tin di động: 15 1.1.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ( 1G) 15 1.1.2 Hệ thống thông tin. .. thiết bị LTE 121 lllllllll 14 CHƢƠNG - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG & GIỚI THIỆU VỀ MẠNG 4G LTE Tổng quan hệ thống thông tin di động: Các hệ thống thông tin di động đời