Truy nhập vô tuyến và giao diện vô tuyến trong công nghệ lte

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: TRUY NHẬP VÔ TUYẾN VÀ GIAO DIỆN VÔ TUYẾN TRONG CÔNG NGHỆ LTE Sinh viên thực hiện: Niên khoá: Người hướng dẫn: MAI XUÂN HỒNG Lớp 48 K – ĐTVT 2007 - 2012 PGS.TS NGUYỄN HOA LƯ NGHỆ AN, 01 - 2012 LỜI NĨI ĐẦU Thơng tin di động ngày trở thành ngành công nghiệp viễn thông phát triển nhanh mang lại nhiều lợi nhuận cho nhà khai thác Sự phát triển thị trường viễn thông di động thúc đẩy mạnh mẽ việc nghiên cứu triển khai hệ thống thông tin di động tương lai 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 Mặc dù hệ thống thông tin di động hệ 2.5G hay 3G phát triển không ngừng nhà khai thác viễn thông lớn giới bắt đầu tiến hành triển khai thử nghiệm chuẩn di động hệ có nhiều tiềm trở thành chuẩn di động 4G tương lai, LTE (Long Term Evolution) Các thử nghiệm trình diễn chứng tỏ lực tuyệt vời công nghệ LTE khả thương mại hóa LTE đến gần Trước đây, muốn truy cập liệu, bạn phải cần có đường dây cố định để kết nối Trong tương lai khơng xa với LTE, bạn truy cập tất dịch vụ lúc nơi di chuyển: xem phim chất lượng cao HDTV, điện thoại thấy hình, chơi game, nghe nhạc trực tuyến, tải sở liệu v.v… với tốc độ “siêu tốc” Đó khác biệt mạng di động hệ thứ (3G) mạng di động hệ thứ tư (4G) Tuy mẻ mạng di động băng rộng 4G kỳ vọng tạo nhiều thay đổi khác biệt so với mạng di động Xuất phát từ vấn đề trên, lựa chọn đề tài tốt nghiệp là: “Truy nhập vô tuyến giao diện vô tuyến công nghệ LTE ” Đề tài vào tìm hiểu tổng quan công nghệ LTE kỹ thuật thành phần sử dụng cơng nghệ để hiểu rõ thêm tiềm hấp dẫn mà công nghệ mang lại Nội dung đồ án bao gồm chương:  Chương Tổng quan công nghệ LTE;  Chương Truy nhập vô tuyến LTE;  Chương Kiến trúc giao diện vô tuyến LTE Tuy nhiên LTE công nghệ nghiên cứu, phát triển hoàn thiện giới hạn kiến thức người trình bày nên đồ án chưa đề cập hết vấn đề công nghệ LTE tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng góp ý kiến thầy, cô bạn Nghệ An, tháng năm 1012 Sinh viên thực Mai Xuân Hồng MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU CÁC TỪ VIẾT TẮT CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE 13 1.1 Giới thiệu công nghệ LTE 13 1.2 So sánh công nghệ LTE với công nghệ WIMAX triển vọng công nghệ LTE 17 1.3 Kết luận 29 CHƯƠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE 30 2.1 Hệ thống truyền dẫn LTE 30 2.2 Hoạch định phụ thuộc kênh truyền thích ứng tốc độ 34 2.3 Sự hỗ trợ nhiều anten (Multiple antenna support) 38 2.4 Hỗ trợ multicast broadcast 39 2.5 Tính linh hoạt phổ tần số 40 2.6 Các thủ tục truy nhập LTE 43 2.7 Kết luận 60 CHƯƠNG KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE 61 3.1 Điều khiển liên kết vô tuyến (RLC: radio link control ) 62 3.2 Điều khiển truy nhập môi trường (MAC: medium access control) 64 3.3 Lớp vật lý (PHY: physical layer) 79 3.4 Các trạng thái LTE 82 3.5 Luồng liệu 83 3.6 Kết luận 85 KẾT LUẬN CHUNG 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Kiến trúc mạng LTE 14 Hình 1.2 Lộ trình phát triển LTE công nghệ khác 17 Hình 1.3 Phân bố phổ băng tần lõi GHz nguyên IMT-2000 27 Hình 1.4 Một ví dụ cách thức LTE thâm nhập bước vào phân bố phổ hệ thống GSM triển khai 27 Hình 2.1 Hoạch định phụ thuộc kênh miền thời gian tần số 36 Hình 2.2 Một ví dụ điều phối nhiễu liên tế bào, nơi mà phần phổ bị giới hạn công suất truyền dẫn 37 Hình 2.3 FDD vs TDD FDD: Frequency Division Duplex; TDD: Time Divison Duplex; DL:Downlink; UL: Uplink 40 Hình 2.4 Tín hiệu đờng sơ cấp thứ cấp 45 Hình 2.5 Việc phát tín hiệu đồng miền tần số 46 Hình 2.6 Tổng quan thủ tục truy cập ngẫu nhiên 49 Hình 2.7 Minh họa nguyên lý truyền dẫn preamble truy cập ngẫu nhiên 51 Hình 2.8 Định thời Preamble eNodeB cho người sử dụng truy cập ngẫu nhiên khác 52 Hình 2.9 Việc phát preamble truy cập ngẫu nhiên 53 Hình 2.10 Việc dị tìm Preamle truy cập ngẫu nhiên miền tần số 54 Hình 2.11 Việc nhận không liên tục (DRX) cho paging 59 Hình 3.1 Kiến trúc giao thức LTE (đường xuống) 62 Hình 3.2 Phân đoạn hợp đoạn RLC 63 Hình 3.3 Ví dụ ánh xạ kênh logic với kênh truyền dẫn 68 Hình 3.4 Việc lựa chọn định dạng truyền dẫn đường xuống (bên trái) đường lên (bên phải) 72 Hình 3.5 Giao thức hybrid-ARQ đồng không đồng 76 Hình 3.6 Nhiều tiến trình hybrid-ARQ song song 76 Hình 3.7 Mơ hình xử lý lớp vật lý đơn giản cho DL-SCH 79 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 3.8 Mơ hình xử lý lớp vật lý đơn giản cho UL-SCH 80 Hình 3.9 Các trạng thái LTE 82 Hình 3.10 Một ví dụ l̀ng liệu LTE……………………………………………….84 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 LTE WIMAX………………………………………………………… 18 Bảng 1.2 So sánh dịch vụ 3G so với 4G LTE……………………………… 19 Bảng 1.3 Các yêu cầu hiệu suất phổ lưu lượng người dùng………………… 24 Bảng 1.4 Yêu cầu thời gian gián đoạn LTE – GSM, LTE – WCDM…………… 26 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt 4G AIPN MC AMPS AWGN BER CDMA CMTS CRC Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt Fourth Generation Hệ thống thông tin di động hệ All IP Network Mạng toàn IP Adaptive Modulation Coding Điều chế mã hố thích nghi Amercan Mobile Phone System Additive White Gaussian Noise Bit Error Rate Code Division Multiple Access Hệ thống thông tin di động Mỹ Nhiễu trắng Tỉ lệ lỗi bít Đa truy nhập phân chia theo mã Cellular MobileTelephone System Hệ thống điện thoại di động tổ ong Cyclic Redundancy Kiểm tra tính dư tuần hồn DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng DFTSOFDM DFT-Spread OFDM, See Also SC-FDMA OFDM trải phổ DFT, xem SC-FDMA DownLink Tuyến xuống DL-SCH Downlink Shared Channe Kênh chia sẻ đường xuống DPCCH Dedicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý dành riêng DL DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý dành riêng DTCH Dedicated Traffic Channe Kênh lưu lượng dành riêng EDGE Enhanced Data Rate for Tốc độ số liệu gói tăng Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an GSM eNodeB EPC FBSS FDMA FDM Enhanced NodeB Các trạm sở LTE Evolved Packet Core Lõi gói cải tiến Fast Base Station Switching Frequency Division Multiple Access Frequency Division Multiplexing Chuyển mạch trạm gốc nhanh Đa truy nhập phân chia theo tần số Ghép kênh phân chia theo tần số FFT Fast Fourrier Transform Biến đổi Fourrier nhanh FM Frequency Modulation Điều chế tần số GSM EDGE RAN Mạng truy nhập vô tuyến GSM EDGE Gateway Mobile Services MSC cổng GERAN GMSC GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vơ tuyến gói chung GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động toàn cầu HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest Tự động lặp lại yêu cầu theo hình thức lai HHO Hard Handoff Chuyển vùng cứng HLR Home Location Register Bộ đăng ký vị trí thường trú HO Hand Off or Hand Over Chuyển vùng HSS Home Subscriber Server Hệ thống máy chủ thuê bao thường trú IFFT Inverse Fast Fourrier Transform Biến đổi Fourrier nhanh nghịch đảo Inter Channel Interference Nhiễu xuyên kênh Inverse Discrete Fourier Transform Sự Biến đổi Fourier ngược International Mobile Telecommunication Tiêu chuẩn thông tin di động toàn cầu ICI IDFT IMT-2000 10 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an mechanism) Sau giải mã thành công, khối truyền tải phân kênh thành kênh logic thích hợp thực việc xếp lại kênh logic cách sử dụng số thứ tự (sequence numbers) Ngược lại, HSPA dùng số thứ tự MAC riêng biệt cho việc xếp lại Nguyên nhân việc phụ trợ cho WCDMA lý vấn đề tương thích ngược, kiến trúc RLC MAC giữ nguyên giới thiệu HSPA Mặt khác, LTE, lớp giao thức thiết kế đồng thời, dẫn đến có giới hạn thiết kế Tuy nhiên, nguyên lý đằng sau xếp lại tương tự hệ thống, chỉ có số thứ tự sử dụng khác Cơ chế hybrid-ARQ sửa lỗi truyền dẫn nhiễu biến đổi kênh truyền khơng dự đốn (noise or unpredictable channel variations) Như thảo luận trên, RLC có khả yêu cầu truyền lại, mà nghe lần đầu không cần thiết Tuy nhiên, truyền lại RLC cần thiết mà chế hybrid-ARQ dựa MAC có khả sửa hầu hết lỗi truyền dẫn, hybrid-ARQ đơi thất bại việc phân phối khối liệu mà không bị lỗi tới RLC, gây khoảng trống (gap) thứ tự khối liệu không lỗi (error-free data blocks) phân phối tối RLC Điều thường xảy tín hiệu phản hời bị sai, ví dụ, NAK thể sai thành ACK đầu phát, nguyên nhân việc mát liệu Xác suất xảy điều khoảng 1%, xác suất lỗi cao dịch vụ dựa TCP yêu cầu việc phân phối gói TCP gần không lỗi Một cách cụ thể hơn, nghĩa tốc độ liệu trì 100 Mbit/s xác suất gói liệu chấp nhận phải thấp 10-5 Về bản, TCP xem tất lỗi gói liệu tắt nghẽn Các lỗi gói liệu kích hoạt chế tránh tắc nghẽn, với tăng lên tương ứng tốc độ liệu, trì chất lượng tốt tốc độ liệu cao, RLC-AM đáp ứng mục tiêu quan trọng cho việc đảm bảo phân phối liệu không bị lỗi tới TCP 77 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Vì vậy, từ thảo luận trên, lý có hai chế truyền lại hiểu rõ phần tín hiệu phản hời Tuy chế hybrid-ARQ thực việc truyền lại nhanh, cần thiết phải gửi bit báo cáo tình trạng ACK/NAK tới đầu phát nhanh tốt – lần cho chu kỳ TTI Mặc dù lý thuyết đạt xác suất lỗi thấp theo mong muốn phản hồi ACK/NAK, xác suất lỗi thấp lại kèm với chi phí tương đối cao mặt công suất truyền dẫn ACK/NAK Việc giữ chi phí cách hợp lý thơng thường dẫn đến tỷ lệ lỗi phản hồi (a feedback error rate) khoảng 1% định đến tỷ lệ lỗi dư hybrid-ARQ (the hybrid-ARQ residual error rate) Tuy báo cáo trạng thái RLC phát thường xuyên đáng kể so với ACK/NAK hybrid-ARQ, chi phí việc đạt độ tin cậy 10-5 thấp nhỏ Vì vậy, việc phối hợp hybrid ARQ với RLC mang lại kết hợp tốt thời gian khứ hồi (roundtrip time) nhỏ chi phí phản hời vừa phải mà hai thành phần bổ sung cho Vì RLC hybrid ARQ định vị node, khả tương tác chúng trở nên chặt chẽ Ví dụ, chế hybrid-ARQ phát lỗi phục hồi, việc truyền báo cáo trạng thái RLC kích hoạt thay phải đợi để phát báo cáo trạng thái theo định kỳ Điều khiến cho RLC truyền lại PDUs bị nhanh Cho nên, mức độ đó, việc kết hợp hybrid ARQ RLC xem chế truyền lại với hai chế phản hời trạng thái Trên lý thuyết, có tranh luận tạo trường hợp tương ứng HSPA Tuy nhiên, việc RLC hybrid ARQ định vị node khác HSPA nhìn chung làm cho tương tác chúng trở nên không chặt chẽ 78 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 3.3 Lớp vật lý (PHY: physical layer) Lớp vật lý chịu trách nhiệm cho việc mã hóa, xử lý hybrid-ARQ lớp vật lý (physical-layer hybrid-ARQ processing), điều chế, xử lý đa anten (multi-antenna processing), ánh xạ tín hiệu tới tài nguyên thời gian-tần số vật lý thích hợp Một nhìn đơn giản việc xử lý DL-SCH đưa hình 3.7 Các khối lớp vật lý điều khiển động (dynamically controlled) lớp MAC thể màu xám, cịn khối vật lý cấu hình bán tĩnh thể màu trắng Hình 3.7 Mơ hình xử lý lớp vật lý đơn giản cho DL-SCH Khi đầu cuối di động hoạch định chu kỳ TTI kênh DL-SCH, lớp vật lý nhận khối truyền tải (hai khối truyền tải trường hợp ghép kênh 79 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an không gian) mang liệu để truyền Với khối truyền tải, CRC đính kèm khối truyền tải đính kèm CRC mã hóa riêng biệt với Tốc độ mã hóa kênh, bao gờm tốc độ phù hợp cần thiết, hồn tồn định kích thước khối truyền tải, sơ đồ điều chế (the modulation scheme), lượng tài nguyên cấp phát cho việc truyền dẫn Tất đại lượng lựa chọn scheduler đường xuống Phiên dư thừa (redundancy version) dùng điều khiển giao thức hybrid-ARQ tác động đến q trình xử lý thích ứng tốc độ (the rate matching processing) để tạo tập hợp bit mã hóa xác Cuối cùng, trường hợp ghép kênh không gian, việc ánh xạ anten điều khiển scheduler đường xuống Hình 3.8 Mơ hình xử lý lớp vật lý đơn giản cho UL-SCH 80 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Đầu cuối di động hoạch định thu tín hiệu phát thực tiến trình lớp vật lý ngược lại Lớp vật lý đầu cuối di động thông báo cho giao thức hybrid-ARQ biết việc truyền dẫn có giải mã thành cơng hay khơng Thơng tin sử dụng phần chức MAC hybrid-ARQ đầu cuối di động để định có u cầu truyền lại hay khơng Việc xử lý lớp vật lý kênh UL-SCH gần giống với việc xử lý DL-SCH Tuy nhiên, ý scheduler MAC eNodeB chịu trách nhiệm lựa chọn định dạng truyền tải cho đầu cuối di động tài nguyên sử dụng cho truyền dẫn đường lên miêu tả mục 3.2.3 Việc xử lý lớp vật lý UL-SCH thể dạng đơn giản qua hình 3.8 Các kênh truyền tải đường xuống cịn lại dựa quy trình xử lý lớp vật lý chung DL-SCH, có số giới hạn tập hợp tính sử dụng Đối với việc quảng bá thông tin hệ thống kênh BCH, đầu cuối di động phải có khả thu kênh thơng tin bước trước truy cập vào hệ thống Do đó, định dạng truyền tải phải ưu tiên gửi tới thiết bị đầu cuối, khơng có điều khiển động tự động (dynamic control) tới tham số truyền dẫn từ lớp MAC trường hợp Đối với truyền dẫn thông điệp nhắn gọi (paging messages) kênh PCH, thích ứng động tham số truyền dẫn sử dụng vài phạm vi Nói chung, việc xử lý trường hợp tương tự với việc xử lý DL-SCH thơng thường MAC điều khiển việc điều chế, lượng tài nguyên, ánh xạ anten Tuy nhiên, trường hợp đường lên chưa thiết lập đầu cuối di động tìm gọi, hybrid ARQ khơng thể sử dụng lúc đầu cuối di động phát thông báo ACK/NAK Kênh MCH dùng cho truyền dẫn MBMS, điển hình hoạt động mạng đơn tần số việc truyền từ nhiều tế bào tài nguyên với định dạng giống 81 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an thời điểm Vì vậy, việc hoạch định truyền dẫn MCH phải điều phối tế bào liên quan chế lựa chọn tự động tham số truyền dẫn MAC thực 3.4 Các trạng thái LTE Trong LTE, đầu cuối di động tờn nhiều trạng khác minh họa hình 3.9 Khi bật nguồn, đầu cuối di động vào trạng thái LTE DETACHED (tách biệt LTE) Trong trạng thái này, đầu cuối di động hệ thống mạng Trước diễn liên lạc đầu cuối di động mạng đầu cuối di động cần phải đăng ký hệ thống mạng cách sử dụng thủ tục truy cập ngẫu nhiên để vào trạng thái LTE ACTIVE (tích cực LTE), LTE DETACHED trạng thái sử dụng chủ yếu bật nguồn, đầu cuối di động đăng ký với hệ thống mạng, thường chuyển sang trạng thái khác LTE ACTIVE LTE IDLE (rỗi LTE) Hình 3.9 Các trạng thái LTE LTE ACTIVE trạng thái sử dụng đầu cuối di động sẵn sàng cho việc phát thu liệu Trong trạng thái này, đầu cuối di động kết nối với tế bào cụ thể mạng Một nhiều địa chỉ IP gán cho thiết bị đầu cuối di động, “Chỉ số nhận dạng tạm thời mạng vô tuyến tế bào” (Cell Radio Network Temporary Identifier – CRNTI) để nhận dạng thiết bị đầu cuối, thông số dùng cho mục đích báo hiệu đầu cuối di động mạng LTE ACTIVE chia thành hai trạng thái IN SYNC OUT OF SYNC, phụ thuộc vào 82 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an đường lên có đờng với hệ thống mạng hay không Từ LTE sử dụng đường lên trực giao sở FDMA/TDMA, việc đờng truyền dẫn đường lên từ nhiều đầu cuối di động cần thiết cho chúng đến eNodeB thời điểm (xấp xỉ) Tóm lại eNodeB đo thời gian đến phiên truyền dẫn từ đầu cuối di động trạng thái truyền tích cực (actively transmitting) gửi mệnh lệnh hiệu chỉnh thời gian (timing-correction commands) đường xuống Miễn đường lên trạng thái IN SYNC việc truyền dẫn đường lên liệu người dùng báo hiệu điều khiển L1/L2 thực Trong trường hợp khơng có truyền dẫn diễn cửa sổ thời gian xác định, xếp thời gian hiển nhiên không thực được, đường lên thiết lập trạng thái OUT OF SYNC Trong trường hợp này, đầu cuối di động cần thực thủ tục truy cập ngẫu nhiên để khôi phục lại đồng đường lên LTE IDLE trạng thái tích cực thấp, mà đầu cuối di động trạng thái ngủ phần lớn thời gian để làm giảm tiêu hao nguồn pin Lúc đồng đường lên khơng trì hoạt động truyền dẫn đường lên xảy truy cập ngẫu nhiên để chuyển sang trạng thái LTE ACTIVE Trong đường xuống, đầu cuối di động định kỳ thức dậy để page cho gọi đến Thiết bị đầu cuối di động giữ địa chỉ IP thơng tin nội (internal information) khác để nhanh chóng chuyển sang trạng thái LTE ACTIVE cần thiết Vị trí thiết bị đầu cuối di động cung cấp cục cho hệ thống mạng cho mạng biết đến nhóm tế bào mà việc paging đầu cuối di động thực 3.5 Luồng liệu Để tóm tắt l̀ng liệu đường xuống xun qua tất lớp giao thức, ví dụ minh họa đưa hình 3.10 cho trường hợp với gói IP, hai gói tải tin vơ tuyến gói tải tin vơ tuyến khác Luồng liệu cho trường 83 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an hợp truyền dẫn đường lên tương tự PDCP thực (tùy chọn) việc nén tiêu đề IP, sau mã hóa Một tiêu đề PDCP thêm vào, mang theo thông tin cần thiết cho việc giải mã thiết bị đầu cuối di động Đầu PDCP cung cấp tới RLC Giao thức RLC thực việc hợp đoạn phân đoạn PDCP SDUs thêm vào tiêu đề RLC Tiêu đề sử dụng cho việc phân phối theo trình tự (trên kênh logic) đầu cuối di động việc nhận dạng RLC PDUs trường hợp cần truyền lại Các RLC PDUs chuyển tiếp tới lớp MAC, lớp có số lượng RLC PDUs, sau kết hợp chúng lại vào MAC SDU đính kèm tiêu đề MAC để tạo thành khối truyền tải Kích thước khối truyền tải phụ thuộc vào tốc độ liệu tức thời lựa chọn chế thích ứng đường truyền (the link adaptation mechanism) Do đó, chế thích ứng đường truyền tác động đến hai tiến trình xử lý MAC RLC Cuối cùng, lớp vật lý đính thêm mã CRC vào khối truyền tải với mục đích phát lỗi, thực mã hóa điều chế, sau phát tín hiệu thành vào khơng gian Hình 3.10 Một ví dụ l̀ng liệu LTE 84 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 3.6 Kết luận Giao diện vô tuyến phần quan trong hệ thống LTE Dữ liệu truyền đường xuống dạng gói IP tải tin SEA Trước truyền qua giao diện vô tuyến, gói IP đến qua nhiều phần tử Q trình tổng kết mơ tả chi tiết chương 85 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an KẾT LUẬN CHUNG Sau thời gian làm đồ án, chỉ dẫn tận tình PGS.TS Nguyễn Hoa Lư, động viên ủng hộ từ phía gia đình bè bạn giúp cho tơi hồn thành đờ án Đây dịp để tơi tự củng cố, hồn thiện nâng cao kiến thức Theo yêu cầu đề từ trước, đồ án làm bật ưu điểm công nghệ LTE, kỹ thuật tiên tiến sử dụng cơng nghệ Tuy cịn tiếp tục nghiên cứu, thử nghiệm phát triển với kết bước đầu khả quan lợi kiến trúc mạng đơn giản khả dễ dàng tích hợp với mạng 3G 2G mà khơng cần thay đổi tồn sở hạ tầng mạng có, cơng nghệ LTE chứng tỏ tiềm mạnh mẽ so với cơng nghệ đối thủ mà điển hình WIMAX Cho dù đời muộn so với WiMAX, cơng nghệ LTE có tính cạnh tranh cao tương lai, ngồi ưu điểm sẵn có, LTE cịn nhận nhiều ủng hộ từ tập đồn viễn thơng lớn giới, Ericsson, Nokia-Siemens Networks, Alcatel-Lucent, T-Mobile, Vodafone Đặc biệt Việt Nam nhu cầu người dùng tăng nhanh, với phát triển nhanh chóng cơng nghệ Chắc chắn LTE lựa chọn mang tới cho trải nghiệm tuyệt vời sử dụng 86 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, Sách “Thông tin di động hệ ba”, Nhà xuất Bưu Điện, 2001 [2] 3GPP TS 36.300, EUTRA and EUTRAN overall description, Stage Available at http://www.3gpp.org [3] Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Sköld and Per Beming, “3G Evolution HSPA and LTE for Mobile Broadband”, Academic Press, 2007 [4] Rysavy Research, “EDGE, HSPA and LTE broadband innovation”, 3G Americas, 2008 [5] Freescale Semiconductor, Inc Long Term Evolution Protocol Overview 10/2008 [6] Ahmed Hamza Long Term Evolution (LTE) - A Tutorial October 13, 2009 [7] Rysavy Research, HSPA to LTE-Advanced: 3GPP Broadband Evolution to IMT Advanced (4G), September 2009 87 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 88 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 89 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 90 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn