Đang tải... (xem toàn văn)
Mạng thông tin di động 3G đang được ứng dụng hiện nay đã có thể giải quyết một phần nào đó nhưng trong tương lai không còn xa với sự phát triển không ngừng của công nghệ như hiện nay thì mạng 3G cũng không thể đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng với những yếu điểm đang còn tồn tại trong mạng 3G.
Đồ án tốt nghiệp đại chọc Mục lục MỤC LỤC !"#$%&$''()*+ 1.1. Mở đầu 1 1.2. Tổ chức 3GPP và các phiên bản phát hành 1 1.3. Quá trình tiểu chuẩn hóa HSPA trong 3GPP 2 +(+, /,012%345/6(%%7 +(7, /,012%345/6(%%( 1.4. Kế hoạch nghiên cứu phát triển LTE 5 1.5. IMT-ADVANCED và lộ trình phát triển tới 4G 8 1.6. Tổng quan LTE 10 +8+9:;<=9>?-;@/,++ +874ABC3D,E/6;F-G,H/IBC3D,E/6/6JK=LMN/6++ +8(,O/6>JP/6=9>?-+7 +8*?-=-Q3D,R3S/+7 +8TU34PM;</6+( +88V/6D,W+* +8X23Y/6:JK/6+* +8Z4H/G,1D,R3S/+T +8[\/63\/3]I3J^/63_:`:_:(%%$+T +8+a_:Q/;FFBb:;<D,b:3]D+8 1.7. So sánh các công nghệ mạng di động trên con đường đi tới 4G 16 1.8. Tổng kết 18 !"c$de+[ 2.3. Các vấn đề liên quan đến việc triển khai 28 7(+<>/,,5]3D,RI?:34H/G,17[ 2.4. Tổng kết 31 !"fg'he(7 Wanchay Nengthong -D06VT2 i Đồ án tốt nghiệp đại chọc Mục lục 3.1 Truy nhập vô tuyến 32 (++?3,9/634-iF/Mj/k;JK/6 -9/6flI;JK/6>m/2nl(7 (+*2o,U34P/,F-1/3p/q->rD>p1/3p//1=-DD543s(Z (+TU34PB->r:1=3It451M:1=3([ (+8u/,>/,,5]3D,R([ 3.2. Kiến trúc giao diện vô tuyến 42 (7+$k41M5>/G:5/345>v;F-G,H/>m/Gw3O3-iw/** (77k;F-G,H/34-i/,xDBO34JK/6qBpM-B1::p==:5/345>s*8 (7(it4M$yT( (7*%hkD,i=:1>>1ip4n>`Dx3>zTX (7T_:34]/63,_e8a (78-\/6M{>?-8+ c8( gcf8* Wanchay Nengthong -D06VT2 ii Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ |/,++w/34|/,:_:D,_3,I/,345/6(%%7 * |/,+7_:G}3,-x3;JP: pB ~3/6,m/:b-:,52%* |/,+(_:G}3,-x3;JP:>o1:,•/:,5M1/,BN:/6,m/:b-2%T 8 |/,+*cw,5]:,/6,m/:b-rm-:, /en$8 |/,+TR:,b::W1/,0B;F-D,9;F_/(%%X |/,+X:,-iH/;R34]/63,_345/6e++ |/,+Zhm-:S-34ABC3D,E/6345/6e+7 |/,7+cw/34€:B]/6e7a 7a p5Mp:,•-34_:,/,?B:,5B<33xD:_:OJ^/63o/,J5Mp345/6‚ƒ2%_:O:W1 B<3p5MpG,O/6:S/=LMN/6B<334]B1/3p/|:_:p5Mp;„3,…1,J†/6,S-,w3:_::,b: /Y/6:W1$p5MpD,b:3]D,^/5Mp345/6‚ƒ2%‡/0:,•-34_:,/,?B:,5:_: ˆ-iw3;•/,$$:W1B<3O_:ˆ-iw3;•/,:,-iH/615‡>xDtH-‰_:p5Mp;JP:Gw3/93` B]/6>Š3,O/6ˆ-1615M?/2+9/6/,J615M?/-345/6‚ƒ2%65I41615M?/ 6{1:_:p5Mp>I‹715M?/‹7:,@;JP:=LMN/66{1:_:p5Mp:0:_:O>Œ/:x/15M?/ ‹7;JP:=LMN/6;H,U34PM;</6:,w;<•:,:o:15M?//Ii:Ž/6;JP:=LMN/6:,5:_: :,b:/Y/6ˆ-•/>z3I/6-im/O3-iw/$$/,F-O15M?/BC3D,E/6;F-G,H/‹769/6 /,J615M?/-4345/6‚ƒ2%,J/6G,O/6:0:,b:/Y/6,U34P34O15M?//Ii,U 34P:,b:/Y/6Q/;•/,3]p5Mp15M?/‹7;JP:=LMN/6;H,U34PM;</6u3BQ3,^/ q:,-iH/60s7a 77 |/,77]/6>Š2eq,|/,•M]/6;^/6•/s77 |/,7(cw/34€:BO,|/,e3R/6ˆ-_33,p5$7(Z777* |/,7*cw/34€:BO,|/,e:, /t•:,-iH/615;H6•B3,K61//6‘37T |/,7Tcw/34€:BO,|/,e=1-G,;„:,-iH/61578 /,78%,Œ/tRtY/63S/>Š3]7,’:W1/6-im/t•/n7aaa7[ |/,7X<3uMNF:_:,3,b:e3,ŒB/,xD3…/6tJ`:I5D,Œ/tRD,R:W1B<3,?3,9/6 2;„;JP:34H/G,1(a |/,(+xDtH-D,N3,-<:Gm/,;JK/6 -9/6345/6BF/3,K61/IBF/3S/=9(T |/,(7F-D,9/,A-6{1:_:O(8 |/,((,~D=5/6:O/63,p53,K61/I3S/=9*a |/,(*cw/34€:6153,b:eq;JK/6 -9/6s** |/,(T%,Œ/;5]/I,PD;5]/$*T *[ |/,(8uMNF=o_/, ]:_:Gm/,>56:`:_:Gm/,34-iF/3•*[ |/,(X?:>o1:,•/;•/,M]/634-iF/Mj/345/6;JK/6 -9/6qtm/34_sI;JK/6>m/qtm/ D,•sT7 |/,(Z153,b:$y;\/6t<IG,O/6;\/6t<TT Wanchay Nengthong-D06VT2 iii Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ |/,([,F-rw/34|/,,it4Mn$y=5/6=5/6TT TZ |/,(+aO,|/, L>z>`Dx3>z;^/6•/:,5n2TZ T[ T[ 8a |/,(+7_:34]/63,_:W1e8a |/,(+(<3uMNF>-\/6M{>?-e87 Wanchay Nengthong-D06VT2 iv Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục bảng biểu DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Mục tiêu của 4G……………………………………………….….………8 Bảng 1.2. So sánh thông số tốc độ và hiệu suất sử dụng phổ tần giữa LTE trên đường xuống và HSDPA………………………………………………… ……….13 Bảng 1.3. So sánh thông số tốc độ và hiệu suất sử dụng phổ tần giữa LTE trên đường lên và HSUPA…………………………………………………… ……… 13 Bảng 1.4. So sánh LTE và Wimax………………………………………… ……17 Bảng 2.1. Các yêu cầu về hiệu suất phổ và lưu lượng người dùng 28 Wanchay Nengthong-D06VT2 v Đồ án tốt nghiệp đại học Thuật ngữ và viết tắt THUẬT NGỮ VÀ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 2G Second Generation Thế hệ thứ 2 3G Third Generation Thế hệ thứ 3 3GPP ird 3 Generation Partnership Project Đề án các đối tác thế hệ thứ ba 3GPP2 ird 3 Generation Partnership Project Đề án các đối tác thế hệ thứ ba 2 ACK Acknowledgement Công nhận AM Acknowledged Mode Chế độ công nhận ARQ Automatic Repeat- reQuest Yêu cầu phát lại tự động BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CN Core Network Mạng lõi CPC Continuous Packet Connectivity Kết nối gói liên tục CQI Channel Quality Indicator Chỉ thị chất lượng kênh CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra vòng dư DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng DCH Dedicated Channel Kênh riêng DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc DFTS- OFDM DFT-Spread OFDM OFDM trải phổ DFT DL Downlink Đường xuống DRX Discontinuous Reception Thu không liên tục EDGE Enhanced Data for GSM Evolution Phát triển tăng cường số liệu cho GSM E-DCH Enhanced Dedicate Channel Kênh riêng tăng cường eNodeB E-UTRAN Node B Nút B của E-UTRAN E-UTRA Evolved UTRA Truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS phát triển FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo tần số FDM Frequency Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo tần số FDMA Frequency Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo Wanchay Nengthong-D06VT2 vi Đồ án tốt nghiệp đại học Thuật ngữ và viết tắt Access tần số GERAN GSM EDGE Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến GSM EDGE GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS cổng GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến nói chung GPS Global Positionning System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System For Mobile Communication Hệ thống thông tin di động toàn cầu HARQ Hybrid Automatic Repeat request Yêu cầu phát lại tự động linh hoạt HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường chú HSDPA High Speed Downlink Packet Access Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao HSPA High-Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao HSS Home Subscriber Server Server thuê bao nhà HSUPA High-Speed Uplink Packet Access Truy nhập gói đường lên tốc độ cao IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phương tiện IP IMT-2000 International Mobile Telecommunications 2000 Thông tin di động quốc tế 2000 ITU International Telecommunications Union Liên đoàn viễn thông quốc tế ITU-R International Telecommunications Union- Radio Sector Liên đoàn viễn thông quốc tế bộ phận vô tuyến Iu Giao diện để thông tin giữa RNC và mạng lõi Iub Giao diện được sử dụng để thông tin giữa nút B và RNC Iur Giao diện được sử dụng để thông tin giữa các RNC LTE Long Term Evolution Phát triển dài hạn MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MBMS Multimedia Broadcast Multicast Service Dịch vụ quảng bá đa phương đa phương tiện MBSFN Multicast Broadcast Single Frequency Network Mạng đơn tần quảng bá đa phương MCCH MBMS Control Channel Kênh điều khiển MBMS MCH Multicast Control Channel Kênh điều khiển đa phương MIMO Multi-Input Multi-Output Nhiều đầu vào nhiều đầu ra MTCH MBMS Trafic Channel Kênh lưu lượng MBMS Wanchay Nengthong-D06VT2 vii Đồ án tốt nghiệp đại học Thuật ngữ và viết tắt OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao PDCP Packet-Data Convergence Protocol Giao thức hội tụ số liệu gói PDU Packet Data Unit Đơn vị số liệu gói PHY Physical Layer Lớp vật lý QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vuông góc QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RAT Radio Access Technology Công nghệ truy nhập vô tuyến RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RLC Radio Link Control Điều khiển kết nối vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến RRM Radio Resource Management Quản lý tài nguyên vô tuyến SAE System Architecture Evolution Phát triển kiến trúc mạng SC-FDMA Single Carrier- Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số đơn sóng mang SCH Synchronization Channel Kênh đồng bộ SDU Service Data Unit Đơn vị số liệu dịch vụ SGSN Serving GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS phục vụ TDD Time Division Duplex Ghép song công phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TD- SCDMA Time Division-Synhcronous Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã đồng bộ-Phân chia theo thời gian UL Uplink Đường lên UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống thông tin di động toàn cầu UTRA UMTS Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS Uu Giao diện được sử dụng để thông tin giữa nút B và UE WCDMA Wideband Code Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo Wanchay Nengthong-D06VT2 viii Đồ án tốt nghiệp đại học Thuật ngữ và viết tắt Access mã băng rộng WG Working Group Nhóm công tác VoIP Voice over IP Thoại trên IP X2 Giao diện giữa các eNodeB Wanchay Nengthong-D06VT2 ix Đồ án tốt nghiệp đại học Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại ngày nay, thông tin di động là một trong những lĩnh vực phát triển nhanh nhất của viễn thông. Nhu cầu sử dụng của con người ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng, các dịch vụ đa phương tiện mới ngày càng đa dạng như: thoại, video, hình ảnh và dữ liệu. Để đáp ứng về nhu cầu chất lượng dịch vụ ngày càng tăng cao đó, các hệ thống thông tin di động không ngừng được cải tiến và được chuẩn hóa bởi các tổ chức trên thế giới. Việc các hệ thống thông tin di động tiến lên 4G là một điều tất yếu. Thông tin di động từ khi ra đời đã trải qua nhiều thế hệ và hiện nay mạng thông tin di động 3G đang được sử dụng rộng rãi với các giải pháp kĩ thuật công nghệ được sử dụng để có thể khai thác tài nguyên vô tuyến như là TDMA, FDMA, SDMA và CDMA nhưng thực tế cho thấy chưa tìm thấy ở các hệ thống thông tin di động trước đây một phương pháp nào có thể tối ưu hóa phổ tần, một tài nguyên vô cùng quan trọng trong thông tin vô tuyến. Mạng thông tin di động 3G đang được ứng dụng hiện nay đã có thể giải quyết một phần nào đó nhưng trong tương lai không còn xa với sự phát triển không ngừng của công nghệ như hiện nay thì mạng 3G cũng không thể đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng với những yếu điểm đang còn tồn tại trong mạng 3G. Để giải quyết vấn đề này thì bên cạnh việc nâng cấp cơ sở hạ tầng của các mạng cũ thì các nhà cung cấp mạng cũng đã và đang nghiên cứu tiến hành và xây dựng một mô hình mạng mới để có thể phục vụ cho tương lai không xa và mạng thông tin di động được nhắc đến ở đây là mạng thông tin di động tiền 4G (LTE) của chuẩn UMTS do 3GPP phát triển. 3GPP đặt ra yêu cầu cao cho LTE, bao gồm giảm chi phí cho mỗi bit thông tin, cung cấp dịch vụ tốt hơn, sử dụng linh hoạt các băng tần hiện có và băng tần mới, đơn giản hóa kiến trúc mạng với các giao tiếp mở và giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ ở thiết bị đầu cuối.Mục tiêu thiết kế của LTE nhằm đạt được tốc độ truyền dẫn đường xuống tối đa là 100 Mbps và tốc độ đường lên là 50 Mbps. Người sử dụng sẽ cảm thấy điện thoại của họ được kết nối mọi lúc. Chính vì những ưu điểm mang tính thực tế rất cao và rất cần thiết đối với mỗi sinh viên như vậy nên em đã chọn đề tài nghiên cứu của mình là : “Giao diện vô tuyến LTE” làm chủ đề nghiên cứu. Wanchay Nengthong-D06VT2 x [...]... tới mạng lõi thông qua giao diện S1 Giống như giao diện Iu trong WCDMA/HSPA Ngoài ra giao diện giữa các eNodeB là X2 Giao diện X2 chỉ được sử dụng giữa các eNodeB có các ô lân cận Giao diện X2 được sử dụng để hỗ trợ di động chế độ tích cực Giao diện này cũng được sử dụng cho các chức năng quản lý tài nguyên vô tuyến RRM nhiều ô Giao diện mặt phẳng điều khiển X2 giống như giao diện Iur trong WCDMA/HSPA... như một thực thể logic Điều này cho phép đơn giản hóa minh họa và dễ hiểu kết nối tới LTE RAN và WCDMA/HSPA EPC kết nối tới LTE RAN thông qua giao diện S1 và đến Internet thông quan giao diện SGi Ngoài ra EPC kết nối tới HSS thông qua giao diện S6 S1 là giao diện giữa các eNodeB với EPC Giao diện S1 rất giống với giao diện Iu-ps Các mặt phẳng người sử dụng của S1 và Iu-ps là các tunnel truyền tải được... WCDMA/HSPA Thay vào đó các giao thức SGSN của mạng lõi được sử dụng Bằng cách tiếp cận này, chỉ cần thay đổi tối thiểu đối với mạng lõi gói sử dụng cho WCDMA/HSPA, trong khi vẫn có thể đảm bảo chuyển giao nhanh và êm ả đến và từ LTE Khi chuyển giao từ WCDMA/HSPA tới LTE, EPC nhận kết nối từ SGSN Điều này được thực hiện qua giao diện S3, giao diện này được xây dựng trên cơ sở giao diện Gn được sử dụng cho... nổi bật là kỹ thuật vô tuyến OFDMA (đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao) , kỹ thuật anten MIMO (Multiple Input Multiple Output – đa vào đa ra ) Wanchay Nengthong-D06VT2 19 Chương II Kiến trúc LTE Ngoài ra hệ thống này sẽ chạy hoàn toàn trên nền IP (all-IP network), và hỗ trợ cả 2 chế độ FDD và TDD Hình 2.1 cho thấy tổng quan về mạng truy nhập vô tuyến LTE, các Node giao diện và sự khác biệt... thế chuyển giao này cũng gần giống như ấn định lại SGSN bằng cách chuyển mạch mặt phẳng người sử dụng vào EPC thay vì vào GGSN Wanchay Nengthong-D06VT2 23 Chương II Kiến trúc LTE Hình 2.3 Kiến trúc mô hình LTE tổng quát theo TR 23 822 Trong mô hình LTE tổng quát GERAN/UTRAN hay miền Internet được nối tới LTE thông qua lõi GPRS qua các giao diện như đã trình bày, kết nối tới SAE thông qua giao diện S3,... vô tuyến CDMA của WCDMA, trong đó các công nghệ truy nhập vô tuyến của LTE sử dụng đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA) Có thể nói HSPA là hậu 3G và LTE là tiền 4G với công nghệ LTE sẽ đem lại cho viễn thông di động thế giới tiền gần đến 4G hơn Trong chương này chúng ta cũng đã xét lộ trình tiến lên 4G Công nghệ truy nhập vô tuyến cho 4G sẽ có thể gọi là IMT2000 -Adv Chương này cũng... mọi eNodeB trong mạng Vì EPC là neo và LTE RAN chỉ gồm eNodeB, nên EPC cần được cập nhật thông tin rằng nó sẽ định tuyến gói số liệu của người sử dụng đến eNodeB nào Đây là điểm khác biệt lớn nhất so với WCDMA/HSPA, trong khi đó RNC che dấu kiểu di động này đối với mạng lõi Trong giao diện S6 trên hình trên là giao diện nối EPC đến HSS Đây là phát triển giao diện Gr được sử dụng cho mạng lõi WCDMA/HSPA... quan LTE Có thể tóm tắt các nhiệm vụ nghiên cứu LTE và SAE như sau : 1 Về phần vô tuyến (LTE) : Cải thiện hiệu suất phổ tần, thông lượng người sử dụng, trễ Đơn giản hoá mạng vô tuyến Hỗ trợ hiệu quả các dịch vụ gói như : MBMS, IMS 2 Về phần mạng (SAE): Cải thiện trễ, dung lượng và thông lượng Đơn giản mạng lõi Tối ưu hoá lưu lượng IP và các dịch vụ Đơn giản hoá việc hỗ trợ và chuyển giao. .. thông tin di động 3G lên 4G Kết quả nghiên cứu của LTE là đưa ra được chuẩn mạng truy nhập vô tuyến với tên gọi là E-UTRAN (Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu tăng cường), để đơn giản trong đề tài ta sẽ gọi chung là LTE Trong các phần dưới đây ta sẽ xét tổng quan kiến trúc LTE và kế hoạch nghiên cứu nó trong 3GPP 1.6.1 Tốc độ số liệu đỉnh Mục tiêu LTE cho các yêu cầu tốc độ số liệu đỉnh đường xuống... cứu được tiến hành trong các nhóm TSG 3GPP LTE/ SAE dưới sự điều hành của PCG (Project Coordination Group: nhóm điều phối đề án 3GPP) được cho trên hình 1.5 Wanchay Nengthong-D06VT2 6 Chương I Lộ trình phát triển thông tin di động 3G lên 4G PCG (nhóm điều phối đề án) TSG GERAN (mạng truy nhập vô tuyến) GERAN WG1 (các vấn đề vô tuyến) TSG RAN (mạng truy nhập vô tuyến) TSG SA (các vấn đề dịch vụ và hệ thống) . quốc tế bộ phận vô tuyến Iu Giao diện để thông tin giữa RNC và mạng lõi Iub Giao diện được sử dụng để thông tin giữa nút B và RNC Iur Giao diện được sử dụng để thông tin giữa các RNC LTE Long Term. đề vô tuyến) TSG GERAN (mạng truy nhập vô tuyến) TSG RAN (mạng truy nhập vô tuyến) TSG SA (các vấn đề dịch vụ và hệ thống) RAN WG1 (đặc tả lớp 1 vô tuyến) RAN WG2 (đặc tả lớp 2 và 3 vô. Network Mạng truy nhập vô tuyến RAT Radio Access Technology Công nghệ truy nhập vô tuyến RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RLC Radio Link Control Điều khiển kết nối vô tuyến RNC Radio Network