(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE

(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE(Đồ án tốt nghiệp) Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE

LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, người thực đề tài xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất thầy cô môn tin học viễn thông thầy cô khoa công nghệ thông tin ứng dụng ln nhiệt tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức suốt thời gian học tập trường, tảng giúp người thực thực đề tài tốt nghiệp Người thực đề tài xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Trần Trung Tín, người hết lịng hướng dẫn, bảo suốt thời gian làm đồ án, giúp người thực có hướng đắn để hồn thành đề tài Xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến người bạn hết lòng giúp đỡ người thực thời gian qua Một lần xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Đồn Thanh Bình Trang i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .iv DANH MỤC HÌNH VẼ viii DANH MỤC BẢNG BIỂU x MỞ ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ( 1G) .2 1.1.2 Hệ thống thông tin di động hệ thứ hai ( 2G) 1.1.3 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ( 3G) .5 1.2 GIỚ THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE CHƯƠNG – KIẾN TRÚC HỆ THỐNG MẠNG 4G LTE VÀ GIAO THỨC 11 2.1 TỔNG QUAN .11 2.1.1 Giới thiệu công nghệ LTE .11 2.1.2 So sánh công nghệ LTE với công nghệ Wimax triển vọng cho công nghệ LTE 12 2.1.2.1 So sánh công nghệ LTE với công nghệ Wimax 12 2.1.2.2 Những triển vọng cho công nghệ LTE 13 2.2 KIẾN TRÚC MẠNG LTE 13 2.2.1 Tổng quan cấu hình kiến trúc hệ thống .15 2.2.1.1 Thiết bị người dùng ( UE) 16 2.2.1.2 E-UTRAN NodeB (eNodeB) 17 2.2.1.3 Thực thể quản lý tính di động (MME) 18 2.2.1.4 Cổng phục vụ ( S-GW) .21 2.2.1.5 Cổng mạng liệu gói( P-GW) 23 2.2.1.6 Chức sách tính cước tài nguyên ( PCRF) 25 2.2.1.7 Máy chủ thuê bao thường trú (HSS) 26 2.2.2 Các giao diện giao thức cấu hình kiến trúc hệ thống 26 Trang ii 2.2.2.1 Giao thức trạng thái chuyển tiếp trạng thái .30 2.2.2.2 Hỗ trợ tính di động liên tục 31 CHƯƠNG – TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE 34 3.1 CÁC CHẾ ĐỘ TRUY NHẬP VÔ TUYẾN .34 3.2 BĂNG TẦN TRUYỀN DẪN .34 3.3 CÁC BĂNG TẦN ĐƯỢC HỖ TRỢ 34 3.4 KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP CHO ĐƯỜNG XUỐNG OFDMA 36 3.4.1 Các tham số OFDMA 38 3.4.2 Truyền dẫn liệu hướng xuống 40 3.5 KỸ THẬT ĐA TRUY CẬP ĐƯỜNG LÊN LTE SC-FDMA 42 3.5.1 SC-FDMA 42 3.5.2 Các tham số SC-FDMA 43 3.5.3 Truyền liệu hướng lên 44 3.6 SO SÁNH OFDMA VÀ SC-FDMA 46 3.7 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT ĐA ĂNG TEN MIMO 48 3.7.1 Đơn đầu vào Đơn đầu (SISO) 48 3.7.2 Đơn đầu vào đa đầu (SIMO) 48 3.7.3 Đa đầu vào đơn đầu (MISO) 49 3.7.4 đầu vào đa đầu (MIMO) 49 3.8 TINH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TẠI VIỆT NAM 51 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG 53 4.1 GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH 53 4.2 HỆ THỐNG THU PHÁT SC-FDMA 54 4.3 SO SÁNH HIỆU SUẤT KHI THUÊ BA THAY ĐỔI TRẠNG THÁI 59 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO xi NHÂN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN xii Trang iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 3GPP Third Generation Partnership Dự án đối tác hệ thứ ba Project ACK Acknowledgement Sự báo nhận AMPS Advanced Mobile Phone Sytem Hệ thống điện thoại di động tiên tiến BB Baseband Băng gốc BCH Broadcast Channel Kênh phát quảng bá BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân BSC Base Station Controller Điều khiển trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc BW Bandwidth Dải thông CDM Code Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo mã CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CP Cyclic Prefix Tiền tố vịng CQI Channel Quality Information Thơng tin chất lượng kênh C-RNTI Radio Network Temporary Nhận dạng tạm thời mạng vô tuyến Identifier tế bào DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng DCI Downlink Control Information Thông tin điều khiển đường xuống DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi fourier rời rạc DL Downlink Đường xuống UL uplink Đường lên DTX Discontinuous Transmission Truyền phát không liên tục DwPTS Downlink Pilot Time Slot Khe thời gian điều khiển đường xuống Enhanced Data Rates for GSM Tốc độ liệu tăng cường cho Evolution GSM phát triển EPC Evolved Packet Core Mạng lõi gói phát triển EPDG Evolved Packet Data Gateway Cổng liệu gói phát triển E- Evolved Universal Terrestrial Truy nhập vơ tuyến mặt đất tồn UTRAN Radio Access cầu phát triển FD Frequency Domain Miền tần số EDGE Trang iv FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia tần số FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia tần số FFT Fast Fourier Transform Biến đổi furier nhanh GGSN Gateway GPRS Support Node Nút cổng hỗ trợ GPRS GPRS General packet radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GPS Global Positioning System Hệ thống định vị tồn cầu GRE Generic Routing Encapsulation Đóng gói định tuyến chung GSM Global System for Mobile Hệ thống truyền thông di động toàn Communications cầu GTP GPRS Tunneling Protocol Giao thức đường hầm GPRS GTP-C GPRS Tunneling Protocol, Mặt phăng điều khiển, giao thức Control Plane đường hầm GPRS Globally Unique Temporary Nhận dạng tạm thời toàn Identity 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 Truy nhập gói đường xuống tốc độ Access cao GUTI HS-DSCH High Speed Downlink Shared Channel HSCSD Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao High Speed Circuit Switched Data Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao HSS Home Subscriber Server Máy chù thuê bao thường trú HSUPA High Speed Uplink Packet Access Truy nhập gói đường lên tốc độ cao ID Identity Nhận dạng IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi furier nhanh nghịch đảo IMS IP Multimedia Subsystem Hệ thống đa phương tiện IP IMT International Mobile Truyền thông di động quốc tế Telecommunications IP Internet Protocol Giao thức Internet ISDN Integrated Services Digital Mạng số dịch vụ tích hợp Trang v Network LNA low noise ampliíler Khuyêch đại âm nhiễu thấp LO Local Oscillator Bộ dao động nội 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 Hệ thống phát quảng bá đa điểm đa System phương tiện MBR Maximum Bit Rate Tốc độ bít tối đa MGW Media Gateway Cổng phương tiện MIMO Multiple Input Multiple Output Đa đầu vào đa đầu 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 NACK Negative Acknowledgement Báo nhận không thành công NAS Non-access Stratum Tầng không truy nhập NAS Network Address Table Bảng địa mạng NB Narrowband Băng hẹp NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu OFDM Orthogonal Frequency Division Ghép kênh phân chia tần số trực Multiplexing giao Orthogonal Frequency Division Đa truy nhập phân chia tần số trực Multiple Access giao 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 PCCPCH Primary Common Control Kênh vật lý điều khiển chung sơ Physical Channel cấp OFDMA PCFICH Physical Control Format Indicator Kênh thị dạng điều khiển vật lý Channel PCM Pulse Code Modulation Điều chê xung mã PCRF Policy and Charging Resource Chức tính cước tài nguyên Function sách PCS Personal Communication Services Dịch vụ truyền thông cá nhân Trang vi PDCCH Physical Downlink Control Kênh điều khiên đường xuống vật Channel lý PDCP Packet Data Convergence Protocol Giao thức hội tụ liệu gói PDN Packet Data Network Mạng liệu gói PDU Payload Data Unit Đơn vị liệu tải tin P-GW Packet Data Network Gateway Cổng mạng liệu gói PHICH Physical HARQ Indicator Channel Kênh thị HARQ vật lý PHY Physical Layer Lớp vật lý PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PMIP Proxy Mobile IP IP di động ủy nhiệm PRACH Physical Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý PS Packet Switched Chuyên mạch gói PUCCH Physical Uplink Control Channel Kênh điều khiên hướng lên vật lý PUSCH Physical Uplink Shared Channel Kênh chia sẻ hướng lên vật lý QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chê biên độ cầu phương QCI QoS Class Identifier Nhận dạng cấp QoS QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha vng góc RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyên RAR Random Access Response Đáp ứng truy nhập ngẫu nhiên RB Resource Block Khối tài nguyên RBG Radio Bearer Group Nhóm truyền tải vô tuyên RF Radio Frequency Tần số vô tuyên Trang vii DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu Tên hình hình Trang 1.1 Tiến trình phát triển thơng tin di động 2.1 Lộ trình phát triển LTE công nghệ khác 12 2.2 Phát triển kiến trúc 3GPP hướng tới kiến trúc phẳng 14 2.3 Sự chuyển đổi cấu trúc mạng từ UTRANsang E-UTRAN 15 2.4 Kiến trúc hệ thống cho mạng có E-UTRAN 15 2.5 eNodeB kết nối tới nút logic khác chức 18 2.6 MME kết nối tới nút logic khác chức 20 2.7 Các kết nối S-GW tới nút logic khác chức 22 2.8 P-GWkết nối tới node logic khác chức 24 2.9 PCRF kết nối tới nút logic khác & chức 25 2.10 Ngăn xếp giao thức mặt phẳng điều khiển EPS 27 2.11 Năn xếp giao thức mặt phẳng người dùng EPC 29 2.12 Các ngăn xếp giao thức mặt phẳng điều khiển mặt phẳng người dùng cho giao diện X2 29 2.13 Trạng thái UE chuyển tiếp trạng thái 31 2.14 Hoạt động chuyển giao 32 2.15 Khu vực theo dõi cập nhật cho UE trạng thái RRC rảnh rỗi 33 3.1 Biểu diễn tần số-thời gian tín hiệu OFDM 36 3.2 Sự tạo ký hiệu OFDM có ích sử dụng IFFT 37 3.3 Sự tạo chuỗi tín hiệu OFDM 37 3.4 Cấp phát sóng mang cho OFDM & OFDMA 38 3.5 Cấu trúc khung loại 38 3.6 Cấu trúc khung loại 39 3.7 Thể cấu trúc lưới tài nguyên đường xuống cho fdd tdd 39 3.8 Ghép kênh thời gian - tần số OFDMA 40 3.9 Phát thu OFDMA 41 Trang viii 3.10 Sơ đồ khối DFT-S-OFDM 43 3.11 Lưới tài nguyên đường lên 44 3.12 Phát & thu hướng lên LTE 45 3.13 So sánh OFDMA & SC-FDMA truyền chuỗi ký hiệu liệu QPSK 47 3.14 Các chế độ truy nhập kênh vơ tuyến 48 3.15 MIMO 2*2 , khơng có tiền mã hóa 50 3.16 Ericsson phối hợp với Cục Tần số Vô tuyến điện thử nghiệm công nghệ LTE Hà Nội 51 Trang ix DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu Tên bảng Trang bảng 1.1 2.1 3.1 Các đặc điểm cơng nghệ LTE Tóm tắt giao thức giao diện cấu hình kiến trúc hệ 30 thống Các băng tần vận hành cho E-UTRAN 35 Trang x ... Trang Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THƠNG TIN DI ĐỘNG 1.1.1 Hệ thống. .. VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ( 1G) .2 1.1.2 Hệ thống thông tin. .. việc nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE cần thiết có ý nghĩa thực tế, nhằm tăng tốc độ truyền liệu hệ thống mạng thông tin di động Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu kiến trúc hệ thống