(Tiểu luận) nghiên cứu lý thuyết, tìm hiểu hệ thống thông tin di động 4g lte, các kiến trúc và các chế độ truy nhập vô tuyến sử dụng trong mạng

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 h 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 h 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 h 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 vòng CQI Channel Quality Information Thông 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 vô tuyến mặt đất toàn UTRAN Radio Access cầu phát triển FD Frequency Domain Miền tần số EDGE Trang iv h 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 vơ tuyến gói chung GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GRE Generic Routing Encapsulation Đóng gói định tuyến chung GSM Global System for Mobile Hệ thống truyền thơng di động tồn 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 h 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 cơng 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 h 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 vơ tun RF Radio Frequency Tần số vô tuyên Trang vii h 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 cơng 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 h 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 vô 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 h 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 h Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE 3.7 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT ĐA ĂNG TEN MIMO Trung tâm LTE ý tưởng kỹ thuật đa ăng ten, sử dụng để tăng vùng phủ sóng khả lớp vật lý Thêm vào nhiều ăng ten với hệ thống vô tuyến cho phép khả cải thiện hiệu suất tín hiệu phát có đường dẫn vật lý khác Có ba loại kỹ thuật đa ăng ten Đầu tiên giúp sử dụng trực tiếp phân tập đường dẫn xạ đường dẫn bị mát fading khác khơng Thứ hai việc sử dụng kỹ thuật hướng búp sóng (beamforming) cách điều khiển mối tương quan pha tín hiệu điện phát vào ăng ten với lượng truyền lái theo tự nhiên Loại thứ ba sử dụng phân tách không gian (sự khác biệt đường dẫn cách tách biệt ăng ten) thông qua việc sử dụng ghép kênh theo không gian tạo chùm tia, gọi kỹ thuật đa đầu vào, đa đầu (MIMO ) Hình 3.12 cho thấy, có cách để thực việc sử dụng kênh vơ tuyến Để đơn giản ví dụ miêu tả sử dụng hai ăng ten Hình 3.14 Các chế độ truy nhập kênh vô tuyến 3.7.1 Đơn đầu vào Đơn đầu (SISO) Chế độ truy nhập kênh vô tuyến đơn giản đơn đầu vào đơn đầu (SISO), có ăng ten phát ăng ten thu sử dụng Đây hình thức truyền thơng mặc định kể từ truyền vơ tuyến bắt đầu sở để dựa vào tất ký thuật đa ăng ten so sánh 3.7.2 Đơn đầu vào đa đầu (SIMO) Một chế độ thứ hai thể hình 3.14 đơn đầu vào đa đầu (SIMO), sử dụng máy phát hai nhiều máy thu SIMO thường gọi phân tập thu Chế độ truy nhập kênh vơ tuyến đặc biệt thích hợp cho SVTH: Đồn Thanh Bình – Lớp ccvt 03B Trang 48 h Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE điều kiện tín hiệu-nhiễu(SNR) thấp Trong có độ lợi lý thuyết đạt 3dB hai máy thu sử dụng, khơng có thay đổi tốc độ liệu có dịng liệu truyền, vùng phủ sóng biên ô cải thiện giảm SNR sử dụng 3.7.3 Đa đầu vào đơn đầu (MISO) Chế độ đa đầu vào đơn đầu (MISO) sử dụng số máy phát hai nhiều máy thu (hình 3.14 cho thấy có máy phát máy thu cho đơn giản) MISO thường gọi phân tập phát Cùng liệu gửi hai ăng ten phát với chế độ mã hóa mà máy thu nhận biết máy phát Phân tập phát làm tăng mạnh tín hiệu bị phading làm tăng hiệu suất điều kiện SNR phấp MISO không làm tăng tốc độ liệu, hỗ trợ tốc độ liệu tương tự cách sử dụng lượng Phân tập phát tăng cường với phản hồi vịng đóng từ máy thu để truyền cân tối ưu pha công suất sử dụng cho ăng ten phát 3.7.4 đầu vào đa đầu (MIMO) Phương thức truyền cuối thể hình 3.14 truyền đầy đủ MIMO, yêu cầu hai nhiều máy phát hai nhiều máy thu MIMO làm tăng công suất phổ cách phát nhiều luồng liệu lúc tần số thời gian, tận dụng đầy đủ lợi đường dẫn khác kênh vô tuyến Đối với hệ thống mơ tả MIMO, phải có nhiều máy thu với nhiều luồng phát Số lượng luồng phát không nhầm lẫn với số lượng ăng ten phát Hãy xem xét trường hợp phân tập phát (MISO) có hai máy phát có dịng liệu Thêm phân tập thu (SIMO) khơng chuyển cấu hình vào MIMO, có hai ăng ten phát hai ăng ten thu có liên quan Nói cách khác SIMO+MISO # MIMO Nó ln có số máy phát nhiều số luồng liệu cách không khác cách Nếu N luồng liệu truyền từ N ăng ten, liệu khơng giải xáo trộn cách đầy đủ số máy thu từ tạo chồng chéo luồng mà khơng có bổ sung phân tập theo khơng gian tạo nhiễu Tuy nhiên mặt không gian việc tách biệt N luồng qua tối thiểu N ăng ten, N máy thu tái tạo lại đầy đủ liệu ban đầu luồng cung cấp tương quan đường dẫn nhiễu kênh vơ tuyến đủ thấp SVTH: Đồn Thanh Bình – Lớp ccvt 03B Trang 49 h Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE Một yếu tố quan trọng cho hoạt động MIMO việc truyền từ ăng ten phải nhận dạng để máy thu xác định kết hợp việc truyền mà nhận việc nhận dạng thường thực với tín hiệu đạo, sử dụng mẫu trực giao cho ăng ten Sự phân tập không gian kênh vô tuyến nghĩa MIMO có khả làm tăng tốc độ liệu Hình thức MIMO gán dòng liệu cho ăng ten thể hình 3.15 Hình 3.15 MIMO 2*2 , khơng có tiền mã hóa Trong dạng này, luồng liệu gán cho ăng ten biết đến ánh xạ trực tiếp Kênh sau trộn lên truyền hai với bên nhận, ăng ten nhận thấy kết hợp luồng Giải mã tín hiệu nhận q trình khéo léo bên nhận, việc phân tích mẫu nhận dạng máy phát để xác định xem kết hợp luồng truyền Việc áp dụng lọc nghịch đảo tổng hợp luồng nhận để tái tạo lại liệu gốc Một dạng tiên tiến MIMO bao gồm tiền mã hóa đặc biệt để phù hợp với việc truyền dẫn chế độ đặc biệt kênh Kết tối ưu luồng lan truyền qua nhiều ăng ten phát Với kỹ thuật để làm việc hiệu máy phát phải có hiểu biết điều kiện kênh truyền, trường hợp FDD điều kiện phải cung cấp thời gian thực thơng tin phản hồi từ UE Như làm phức tạp thêm cách đáng kể cho việc tối ưu hóa hệ thống cung cấp với hiệu suất cao Tiền mã hóa với hệ thống TDD không yêu cầu nhận phản hồi máy phát xác định cách độc lập điều kiện kênh truyền việc phân tích tín hiệu nhận tần số Những lợi ích mặt lý thuyết MIMO chức số lượng SVTH: Đoàn Thanh Bình – Lớp ccvt 03B Trang 50 h Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE ăng ten truyền nhận, điều kiện lan truyền vô tuyến, khả máy phát để thích nghi với điều kiện thay đổi, SNR Trường hợp lý tưởng đường dẫn kênh truyền vơ tuyến hồn tồn khơng tương quan, thể riêng biệt, kết nối cáp vật lý khơng có xuyên âm máy phát máy thu Các điều kiện gần không đạt không gian tự Các giới hạn MIMO đạt điều kiện lý tưởng dễ dàng xác định, cho hệ thống 2X2 với hai luồng liệu đồng thời làm tăng gấp đôi cơng suất tốc độ liệu MIMO hoạt động tốt điều kiện SNR cao với đường cực tiểu tầm nhìn Kết là, MIMO đặc biệt phù hợp với môi trường nhà, tạo mức độ cao đa đường cực tiểu tầm nhìn 3.8 TINH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TẠI 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 cơng nghệ tiền 4G Hình 3.16 Ericsson phối hợp với Cục Tần số Vô tuyến điện thử nghiệm công nghệ LTE Hà Nội 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 hồn thành trạm BTS theo cơng nghệ LTE đặt tịa nhà Internet, lơ 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 SVTH: Đồn Thanh Bình – Lớp ccvt 03B Trang 51 h Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE 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 3.17 Trạm gốc LTE Về phía Viettel, tập đồn cho biết, 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 công 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 kinh nghiệm trình triển khai mạng 3G Đây sở quan trọng để Bộ TT&TT để tiến hành cấp phép 4G thời gian tới SVTH: Đồn Thanh Bình – Lớp ccvt 03B Trang 52 h Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE CHƯƠNG 4: MƠ PHỎNG 4.1 GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH Trong giao diện lựa chọn hai vấn đề để mô phỏng: Hệ thống thu phát SC-FDMA So sánh hiệu suất hệ thống thuê bao thay đổi trạng thái SVTH: Đồn Thanh Bình – Lớp ccvt 03B Trang 53 h Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE 4.2 HỆ THỐNG THU PHÁT SC-FDMA Lựa chọn vấn đề 1: Trong chương trình mơ này, người thực chọn: Dữ liệu vào: 64 bit Kiểu điều chế: 16QAM Số khối: 16 Số symbol/khối:1 Kích thước FFT: 512 Số user:1 Dữ liệu đầu vào gồm 64 bit chuyển từ nối tiếp sang song song, sau nhóm bit lại với đem điều chế 16QAM, ta có 16 kí tự (symbol) Thực FFT, đưa 16 kí tự dạng số phức miền thời gian chuyển miền tần số Ánh xạ 16 kí tự lên 512 sóng mang theo kiểu IFDMA Do số khối (blocksize) chọn 16 nên khối chứa tối đa 32 kí tự (tức 32 user) Vì ta chọn số user nên khối chứa kí tự Do đó, kí tự đặt cách 31 sóng mang con, sóng mang chèn zero vào (zero padding) Biến đổi IFFT 512 điểm để đưa tín hiệu lại miền thời gian Thực chèn khoảng bảo vệ CP chuyển từ song song sang nối tiếp để phát Bên thu thực ngược lại Đối với trường hợp điều chế kiểu 64QAM, thông số đưa vào là: SVTH: Đồn Thanh Bình – Lớp ccvt 03B Trang 54 h Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE Dữ liệu vào: 96 bit Kiểu điều chế: 64QAM Số khối: 16 Số symbol/khối:1 Kích thước FFT: 512 Số user:1 Trường hợp tương tự 16QAM, khác số bit liệu đưa vào 96 bit, điều chế 64QAM nhóm bit lại với nhau, ta 16 kí tự Sau đó, thực tương tự trường hợp 16QAM Chọn nút A, liệu vào gồm 64 bit ngẫu nhiên: 64 bit điều chế 16QAM_nhóm bit thành kí tự (symbol), ta 16 kí tự Chọn nút B ta thấy chịm kí tự Sở dĩ ta khơng nhìn thấy đầy đủ 16 kí tự chịm số kí tự bị trùng lấp Đem 16 kí tự điều chế FFT, nút C: SVTH: Đồn Thanh Bình – Lớp ccvt 03B Trang 55 h Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE Sau đó, đem tín hiệu ánh xạ lên 512 sóng mang con, thực biến đổi IFFT 512 điểm, chuyển tín hiệu từ miền tần số miền thời gian Chọn D: Chèn khoảng bảo vệ CP, kích thước CP 20.Tại E SVTH: Đồn Thanh Bình – Lớp ccvt 03B Trang 56 h Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE Phát tín hiệu lên kênh truyền mơi trường nhiễu AWGN, tín hiệu nhiễu ngẫu nhiên F: Tín hiệu thu có cộng nhiễu G Loại CP, tín hiệu trả kích thước 512 (H): SVTH: Đồn Thanh Bình – Lớp ccvt 03B Trang 57 h Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE Lấy FFT 512 điểm đưa tín hiệu miền tần số, điểm I: Giải ánh xạ sóng mang con, ta thu lại 16 kí tự (K): Thực giải điều chế 16QAM chuyển liệu từ song song sang nối tiếp, ta 64 bit (L): Mô hệ thống SCFDMA 10 user trường hợp: cô định, di chuyển chậm (đi bộ), di chuyển nhanh (đi xe) SVTH: Đồn Thanh Bình – Lớp ccvt 03B Trang 58 h Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE 4.3 SO SÁNH HIỆU SUẤT KHI THUÊ BA THAY ĐỔI TRẠNG THÁI Lựa chọn vấn đề Nhận xét: Trong trường hợp user cố định (lí tưởng), hệ thống đạt chất lượng tốt tức tỉ lệ lỗi bit Đối với trường hợp user di chuyển nhanh (thực tế), hệ thống đạt chất lượng SVTH: Đồn Thanh Bình – Lớp ccvt 03B Trang 59 h Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE KẾT LUẬN Công nghệ LTE công nghệ mới, tiếp tục nghiên cứu triển khai toàn giới, với khả truyền tải tốc độ cao kiến trúc mạng đơn giản , sử dụng băng tần hiệu hồn tồn tương thích với hệ thống trước (GSM & WCDMA) dựa mạng tồn IP LTE trở thành hệ thống thơng tin di động tồn cầu tương lai Vì việc tìm hiểu cơng nghệ LTE cần thiết có ý nghĩa thực tế Trong đồ án em đề cập cách tổng quan công nghệ LTE, trọng tâm gồm phần :  Tìm hiểu q trình phát triển hệ thống thơng tin di động nay, giới thiệu công nghệ LTE  Tìm hiểu kiến trúc mạng LTE, thành phần giao thức sử dụng  Nắm bắt công nghệ OFDMA, SC_FDMA MIMO sử dụng giao diện vô tuyến LTE  Tình hình triển khai LTE giới VIỆT NAM LTE công nghệ phát triển sau so với WIMAX, với đặc tính tuyệt vời mà đem lại, nên có nhiều nhà mạng lớn giới ủng hộ lựa chọn để triển khai Các nhà chế tạo thiết bị đầu cuối tiến hành tích hợp cơng nghệ LTE vào sản phẩm Tại việt nam nhà mạng tiến hành thử ngiệm công nghệ LTE đạt kết khả quan Do vậy, việc nắm bắt công nghệ LTE cần thiết Tuy nhiên, dù nhóm cố gắng thời gian hạn chế, trình độ kinh nghiệm cịn có hạn nên nội dung tiểu luận chắn khơng tránh khỏi sai sót, đề tài cịn hạn chế mà dừng lại mức độ tìm hiểu kiến trúc hệ thống, kỹ thuật đa truy nhập giao thức công nghệ LTE thực mô hệ thống thu phát SC-FDMA, so sánh hiệu suất thuê bao thay đổi trạng thái SVTH: Đồn Thanh Bình – Lớp ccvt 03B Trang 60 h TÀI LIỆU THAM KHẢO Harri Holma, Antti Toskala (2009) , LTE for UMTS - OFDMA and SC- FDMA BasedRadio Access, John Wiley & Sons Ltd Agilent Technologies (2009), 3GPP Long Term Evolution: System Overview, Product Development,and Test Challenges Farooq Khan (2009), LTE for 4G Mobile Broadband: Air Interface Technologies and Performance, Cambridge University Press C.Gessner (2008), UMTS Long Term Evolution (LTE) Technology Introduction, Rohde-Schwarz Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Skold, Per Beming (2007), 3G EVOLUTION: HSPA andLTE FOR for mobile broadband, Academic Press Các website tham khảo : www.Thongtincongnghe.com www.Vntelecom.org www.Tapchibcvt.gov.vn www.Tudiencongnghe.net www.Xahoithongtin.com Trang xi h NHÂN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Trang xii h