LỜI NÓI ĐẦUCông nghệ LTE đang được nghiên cứu và phát triển rộng rãi trên thế giới; cung cấpcho người dùng tốc độ truy cập dữ liệu nhanh lên đến hàng trăm Mb/s thậm chí đạt1Gb/s, cho phé
Trang 1ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : THS.PHẠM VĂN PHÁT
SVTH:HỒ TIN
ĐỀ CƯƠNG
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CẤP CAO ĐẲNG
Tên đề tài : TÌM HIỂU ĐO KIỂM ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÙNG PHỦ
Ngày nhận đề tài: 05/05/2020 Ngày bảo vệ: 08/2020
Mục tiêu đề tài , phạm vi đề tài
Hiểu về kiến trúc hệ thống thông tin di động, các thông số đánh giá chất lượng sóng vô tuyến cũng như các bước trong công tác đo kiểm đánh giá chất lượng vùng phủ trong hệ thống thông tin di động.
Phương pháp nghiên cứu, lựa chọn giải pháp công nghệ
Quá trình đo kiểm và đánh giá chất lượng vùng phủ là một quá trình liên tục không ngừng giúp có thể nhận biết sớm các vấn đề về vùng phủ của hệ thống thông tin di động để phục vụ quá trình tối ưu hệ thống, đảm bảo tính ổn định của mạng lưới thông tin di động và nâng cao khả năng phục vụ khách hàng.
Nội dung chính của đồ án
Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin di động
Chương 2: Mạng 4G LTE
Chương 3: Phương pháp đo kiểm- kết quả và đánh giá chất lượng vùng phủ sóng 4G tại khu vực Sơn Trà- Đà Nẵng
Trang 2- Tham khảo và tìm hiểu đề tài
3 Tuần - Tìm hiểu và phân tích khảo sát mạng 4G
-Làm báo cáo đề tài
3 Tuần
-Hoàn thành báo cáo và gửi cho GVHD để xem xét góp ý lần cuối trước khi in và báo cáo
-Nộp quyển báo cáo và báo cáo đề tài
2 Tuần -Làm slide (10-20 slide), báo cáo với GVHD
Hồ Tin Nguyễn Mạnh Huy
Ths.PHẠM VĂN PHÁT
Trang 3NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ tên sinh viên:
Họ tên sinh viên:
Lớp: Mã SV: Khoa: Khoa Điện-Điện tử Mã SV: Ngành:
Tên đề tài:
I Nhận xét GVHD: 1 Ưu điểm:
2.Nhược điểm:
II Điểm đánh giá:
Ngày….tháng… năm 2019
Giảng viên hướng dẫn
Ths.Phạm Văn Phát
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Sau khoảng thời gian học tập tại trường, đây là khoảng thời gian khó quên đối vớichúng em Thầy cô đã chỉ bảo tận tình để giúp cho chúng em trang bị kiến thức để vữngvàng bước vào đời
Để được như ngày hôm nay, em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong bộ môn
Điện Tử Viễn Thông cũng như các thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử đã hướng dẫn, truyền đạt kiến thức cho chúng em Em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến thầy Ths Phạm Văn Phát người đã trực tiếp tận tình hướng dẫn để em có thể hoàn thành đề tài này.
Cùng với sự nỗ lực của bản thân chúng em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao
Trong quá trình thực hiện do thời gian và khả năng có hạn, đồ án của em không tránhkhỏi những thiếu sót Do đó em rất mong nhận được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầygiáo bộ môn để đồ án cũng như kiến thức của em ngày càng hoàn thiện hơn
Lời sau em xin được gửi lời tri ân sâu sắc đến thầy Ths Phạm Văn Phát đã tận tình
hướng dẫn chúng em trong khoảng thời gian, để chúng em có thể hoàn thành nhiệm vụcủa mình một cách sớm nhất Em cảm ơn thầy rất nhiều ạ !
Đà Nẵng, ngày…tháng…năm 2020Sinh viên thực hiện : Hồ Tin - Nguyễn Mạnh Huy
Trang 5LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ LTE đang được nghiên cứu và phát triển rộng rãi trên thế giới; cung cấpcho người dùng tốc độ truy cập dữ liệu nhanh lên đến hàng trăm Mb/s thậm chí đạt1Gb/s, cho phép phát triển thêm nhiều dịch vụ truy cập sóng vô tuyến mới dựa trên nềntàng hoàn toàn IP… Việt Nam là nước ứng dụng công nghệ nên trước khi triển khai côngnghệ LTE vào Việt Nam cần phải nghiên cứu về các khía cạnh kỹ thuật, kinh tế, luậtpháp,… của công nghệ LTE
Vì vậy mục đích nghiên cứu đề tài là đề đề xuất chính sách của triển khai LTE tạiViệt Nam nhằm hướng tới: Sử dụng đúng quy hoạch, hiệu quả tài nguyên viễn thông –tần số vô tuyến điện, lựa chọn những doanh nghiệp thích hợp để triển khai mạng 4GLTE/SAE
Đề tài của em bao gồm 3 chương :
Chương 1 : Tổng quan về hệ thống thông tin di dộng
Chương 2 : Mạng 4G-LTE
Chương 3 : Đo kiểm và đáng giá chất lượng vùng phủ LTE
Trong quá trình thực hiện đồ án có thiếu sót rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô
Trang 6MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin di động.
09
1.1.2 Hệ thống thông tin di dộng 2G… 09
1.1.2.1 GSM phát triển lên 2.75G… 11
1.1.3 Hệ thống thông tin di dộng 3G,3.5G 12
1.1.3.1 Đặc điểm kĩ thuật chính của mạng 3G 13
1.1.3.2 Thế hệ 3.5G 14
1.1.4 Hệ thống thông tin di dộng 4G 15
1.1.4.1 Các đặc điểm công nghệ của 4G 16
1.1.5 Hệ thống thông tin di động 5G… 17
1.1.5.1 Các đặc điểm công nghệ của 5G 17
Chương 2: Mạng 4G LTE 20
2.1 Cấu trúc mạng 4G LTE 20
2.1.1 Lớp thiết bị người dùng (UE) và miền dịch vụ (Services) 21
2.1.1.1 Lớp thiết bị người dùng (UE) User Equipment 22
2.1.1.2 Miền dịch vụ (Services) 23
2.1.2 Lớp mạng truy nhập vô tuyến E-UTRAN 24
2.1.2.1 ENobeB 25
2.1.3 Lớp kiến trúc mạng lõi EPC(EPC – Evolved Packet Core) 27
2.1.3.1 Thực thể quản lý di động MME(Mobility Management Entity) 28
2.1.3.2 Cổng phục vụ S-GW(Serving gateway) 30
2.1.3.3 Gateway mạng dữ liệu gói P-GW(Packet Data Network gateway 30
2.1.3.4 Chức năng quản lý chính sách và tính cước PCRF(Policy and Charging Resource Function) 32
2.1.3.5 Máy chủ quản lý thuê bao thường trú HSS (Home Subscriber Server) 34 2.2 Các kĩ thuật và công nghệ chính sử dụng trong mạng 4G- LTE 34
Trang 72.2.1 Công nghệ điều khiển đa truy nhập OFDMA downlink và SC-FDMA
uplink 36
2.2.2 Kỹ thuật anten MIMO 37
2.3 Mạng 4G LTE Việt Nam và Thế Giới 40
Chương 3 :Phương pháp đo kiểm- kết quả và đánh giá chất lượng vùng phủ sóng 4G tại khu vực Sơn Trà- Đà Nẵng 40
3.1 Phương pháp đo kiểm và đánh giá chất lượng mạng 43
3.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng và dịch vụ 4G 43
3.1.2 Phương pháp đo kiểm đánh giá chất lượng mạng và dịch vụ 4G… 45
3.1.3 Một số công cụ đo kiểm và đánh giá chất lượng mạng và dịch vụ 4G hiện nay 47 3.2 Các tham số cho việc đo kiểm và đánh giá chất lượng mạng và dịch vụ 4G 50
3.2.1 Công suất tín hiệu thu RSRP (Reference Signal Received Power)… 52
3.2.2 Chất lượng tín hiệu thu RSRQ (Reference Received Quality)… 52
3.2.3 Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu SNR (Signal To Noise Ratio) 53
3.2.4 Tham số đo liên quan tốc độ dữ liệu LTE DL&UL… 54
3.2.5 Các tham số đo liên quan chất lượng dịch vụ thoại… 54
3.2.6 CELL ID và TAC 55
3.3 Phân tích đánh giá chất lượng vùng phủ nhà mạng Vietnamobile khu vực ven biển Đà Nẵng… 55
3.3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu… 55
3.3.2 Phân tích, đánh giá chất lượng vùng phủ và dịch vụ 56
Kết luận 61
Trang 8Danh Mục Hình Vẽ
Hình 1.1 Quá trình phát triển từ GSM-EDGE 11
Hình 1.2 Các đặc điểm công nghệ của 4G 17
Hình 2.1 Cấu trúc cơ bản của hệ thống 4G-LTE 22
Hình 2.2 Giao diện kết nối của eNodeB trong E-UTRAN 24
Hình 2.3: ENobeB 26
Hình 2.4: Sơ đồ MME 28
Trang 9Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin di động 1.1 Lịch sử phát triển hệ thống mạng di động từ 1G-5G
1.1.1 Hệ thống thông tin di dộng 1G (hệ thống tương tự).
1
Lịch sử phát trển :
Công nghệ di động đầu tiên là công nghệ tương tự, là hệ thống truyền tín hiệu tương tự(analog), là mạng điện thoại di động đầu tiên của nhân loại, được khơi mào ở Nhật vàonăm 1979 Những công nghệ chính thuộc thế hệ thứ nhất này có thể kể đến là : NMT(Nordic Mobile Telephone) được sử dụng ở các nước Bắc Âu, Tây Âu và Nga Cũng cómột số công nghệ khác như AMPS (Advanced Mobile Phone System – hệ thống điệnthoại di động tiên tiến) được sử dụng ở Mỹ và Úc; TACS (Total Access CommunicationSystem – hệ thống giao tiếp truy cập tổng hợp) được sử dụng ở Anh, C45 ở Tây Đức, BồĐào Nha và Nam Phi, Radiocom 2000 ở Pháp; và RTMI ở Italia
ở Châu âu Năm 1987, 13 quốc gia ký vào bản ghi nhớ và đồng ý giới thiệu mạng GSMvào năm 1991 Năm 1988, Trụ sở chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI – EuropeanTelecommunication Standards Institute) được thành lập, có trách nhiệm biến đổi nhiềutiến cử kỹ thuật GSM thành chuẩn European Sự phát triển kỹ thuật từ FDMA -1G, 2G -
là kết hợp FDMA và TDMA Tất cả các chuẩn của thế hệ này đều là chuẩn kỹ thuật số vàđược định hướng thương mại, bao gồm: GSM, iDEN, D-AMPS, IS-95, PDC, CSD, PHS,
Trang 10GPRS, HSCSD, WiDEN và CDMA2000 (1xRTT/IS-2000) Trong đó khoảng 60% sốmạng hiện tại là theo chuẩn của châu Âu.
Ful(n) = 890 MHz + (0,2MHz) * n
Fdl(n) = Ful(n) + 45MHz
Với 1 <= n <= 124 - sử dụng các phương pháp đa truy nhập chính là :
+ Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA - Frequency Division Multiple Access ).+ Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA – Time Division Multiple Access).+ Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA – Code Division Multiple Access)
3
Các hệ thống điển hình:
Thế hệ thứ hai (2G) xuất hiện vào những năm 90 với mạng di động đầu tiên, sử dụng
kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) Trong thời kỳ của thế hệ thứ hai,nền công nghệ thông tin di động đã tăng trưởng vượt trội cả về số lượng thuê bao và cácdịch vụ giá trị gia tăng Các mạng thế thứ hai cho phép truyền dữ liệu hạn chế trongkhoảng từ 9.6 kbps đến 19.2 kbps Các mạng này được sử dụng chủ yếu cho mục đíchthoại và là các mạng chuyển mạch kênh Tương tự như trong 1G, không tồn tại mộtchuẩn chung toàn cầu nào cho 2G, hiện nay các hệ thống 2G dựa trên 3 chuẩn công nghệchính sau:
Trang 11- D- AMPS (Digital AMPS): Được sử dụng tại Bắc Mỹ D-AMPS đang dần được thaythế bởi GSM/GPRS và CDMA2000.
- GSM (Global System for Mobile Communications): Các hệ thống triển khai GSM được
sử dụng rất rộng rãi trên thế giới (ngoại trừ Bắc Mỹ, Nhật) Hệ thống GSM dồn kênhphân chia tần số được sử dụng, với mỗi đầu cuối di động truyền thông trên một tần số vànhận thông tin trên một tần số khác cao hơn (chênh lệch 80MHz trong D-AMPS và55MHz trong GSM) Trong cả hai hệ thống, phương pháp dồn kênh phân chia thời gianlại được áp dụng cho một cặp tần số, làm tăng khả năng cung cấp dịch vụ đồng thời của
hệ thống Tuy nhiên, các kênh GSM rộng hơn các kênh AMPS (200kHz so với 30kHz)qua đó GSM cung cấp độ truyền dữ liệu cao hơn D-AMPS
- CDMA (code Division Multiple Access): CDMA sử dụng công nghệ đa truy cập thôngqua mã Nhờ công nghệ này mà CDMA có thể nâng cao dung lượng cung cấp đồng thờicác cuộc gọi trong một cell cao hơn hẳn so với hai công nghệ trên
- PDC (Personal Digital Cellular): Là chuẩn được phát triển và sử dụng duy nhất tại NhậtBản Giống như D-AMPS và GSM, PDC sử dụng TDMA
4.Những ưu nhược điểm của 2G so với 1G và tình hình phát triển :
- Bắt đầu có khả năng thực hiện các dịch vụ số liệu trên điện thoại di động
- khởi đầu là tin nhắn SMS
- Những cuộc gọi di động được mã hóa kĩ thuật số
- Cho phép tăng hiệu quả kết nối các thiết bị
Những công nghệ 2G được chia làm hai dòng chuẩn : TDMA (Time – Divison MutipleAccess : Đa truy cập phân chia theo thời gian), và CDMA ( Code Divison MultpleAccess : Đa truy cập phân chia theo mã), tùy thuộc vào hình thức ghép kênh được sửdụng
1.1.2.1 GSM Phát triển lên 2.75G :
Hình 1.1 Quá trình phát triển từ GSM-EDGE
Trang 12- HSCSD = High Speed Circuit Switched Data: số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao:
- GPRS = General Packet Radio Service: dịch vụ vô tuyến gói chung:
Hệ thống GPRS - bước đầu tiên hướng tới 3G Mở rộng kiến trúc mạng GSM Truy cập tốc độ cao và hiệu quả tới những mạng chuyển mạch gói khác (tăng tới 115kbps)
- EDGE = Enhanced Data Rates for GSM Evolution: tốc độ số liệu tăng cường để phát triển GSM:
EDGE có thể phát nhiều bit gấp 3 lần GPRS trong một chu kỳ Đây là lý do chính cho tốc
độ bit EDGE cao hơn ITU đã định nghĩa 384kbps là giới hạn tốc độ dữ liệu cho dịch vụ
để thực hiện chuẩn IMT-2000 trong môi trường không lý tưởng 384kbps tương ứng với48kbps trên mỗi khe thời gian, giả sử một đầu cuối có 8 khe thời gian 2,5G cung cấp một
số lợi ích của mạng 3G (ví dụ chuyển mạch gói), và có thể dùng cơ sở hạ tầng đang tồntại của 2G trong các mạng GSM và CDMA GPAS là công nghệ được các nhà cung cấpdịch vụ viễn thông GSM sử dụng Và giao thức, như EDGE cho GSM, và CDMA 20001x-RTT cho CDMA, có thể đạt chất lượng như các dịch vụ 3G (vì dùng tốc độ truyền dữliệu 144Kb/s), nhưng vẫn được xem như dịch vụ 2,5G bởi vẫn chậm hơn vài lần so vớidịch vụ 3G thật sự
1.1.3 Hệ thống thông tin di dộng 3G,3.5G.
Các mạng 3G đã được đề xuất để khắc phục những nhược điểm của các mạng 2G
và 2.5G đặc biệt ở tốc độ thấp và không tương thích giữa các công nghệ như TDMA vàCDMA giữa các nước Vào năm 1992, ITU công bố chuẩn IMT-200 (InternationalMobile Telecommunication-2000) cho hệ thống 3G với các ưu điểm chính được mongđợi đem lại bởi hệ thống 3G là:
- Cung cấp dịch vụ thoại chất lượng cao
- Các dịch vụ tin nhắn (e-mail, fax, SMS, chat, )
- Các dịch vụ đa phương tiện (xem phim, xem truyền hình, nghe nhạc, )
- Truy nhập Internet (duyệt Web, tải tài liệu, )
- Sử dụng chung một công nghệ thống nhất, đảm bảo sự tương thích toàn cầu giữa các hệthống
Trang 13Để thoả mãn các dịch vụ đa phương tiện cũng như đảm bảo khả năng truy cập Internetbăng thông rộng, IMT-2000 hứa hẹn cung cấp băng thông 2Mbps, nhưng thực tế triểnkhai chỉ ra rằng với băng thông này việc chuyển giao rất khó, vì vậy chỉ có những người
sử dụng không di động mới được đáp ứng băng thông kết nối này, còn khi đi bộ băngthông sẽ là 384 Kbps, khi di chuyển bằng ô tô sẽ là 144Kbps Theo đặc tả của ITU mộtcông nghệ toàn cầu sẽ được sử dụng trong mọi hệ thống IMT-2000, điều này dẫn đến khảnăng tương thích giữa các mạng 3G trên toàn thế giới Tuy nhiên, hiện nay trên thế giớitồn tại hai công nghệ 3G chủ đạo: UMTS(W-CDMA) và CDMA2000
-UMTS (W-CDMA):
UMTS (Universal Mobile Telephone System), dựa trên công nghệ W-CDMA, là giảipháp được ưa chuộng cho các nước đang triển khai các hệ thống GSM muốn chuyển lên3G UMTS được hỗ trợ bởi Liên Minh Châu Âu và được quản lý bởi 3GPP (thirdGeneration Partnership Project), tổ chức chịu trách nhiệm cho các công nghệ GSM,GPRS UMTS hoạt động ở băng thông 5MHz, cho phép các cuộc gọi có thể chuyển giaomột cách hoàn hảo giữa các hệ thống UMTS và GSM đã có
-CDMA2000: Một chuẩn 3G quan trọng khác là CDMA2000, chuẩn này là sự tiếp nốiđối với các hệ thống đang sử dụng công nghệ CDMA trong thế hệ 2 CDMA2000 đượcquản lý bởi 3GPP2, một tổ chức độc lập và tách rời khỏi 3GPP của UMTS CDMA2000
có tốc độ truyền dữ liệu từ 144Kbps đến Mbps Hệ thống CDMA2000 không có khả năngtương thích với các hệ thống GSM hoặc D-AMPS của thế hệ thứ 2
-TD-SCDMA: Chuẩn được ít biết đến hơn là TD-SCDMA đang được phát triển tại TrungQuốc bởi các công ty Datang và Siemens
1.1.3.1. Đặc điểm kỹ thuật chính của mạng 3G.
Đặc điểm nổi bật nhất của mạng 3G là khả năng hỗ trợ một lượng lớn các kháchhàng trong việc truyền tải âm thanh và dữ liệu – đặc biệt là ở các vùng đô thị - với tốc độcao hơn và chi phí thấp hơn mạng 2G
3G sử dụng kênh truyền dẫn 5 MHz để chuyển dữ liệu Nó cũng cho phép việctruyền dữ liệu ở tốc độ 384 Kbps trong mạng di động và 2 Mbps trong hệ thống tĩnh
Trang 14CDMA được dùng trong mạng IMT-2000 3G là WCDMA (Wideband CDMA)
Tần số: hiện tại có 6 băng sử dụng cho UMTS/WCDMA, tập trung vào UMTS tần số cấp
phát trong 2 băng Uplink (1885 – 2025)MHz và Downlink (2110 – 2200) MHz
UMTS sử dụng WCDMA như một cơ cấu vận chuyển vô tuyến Điều chế trênđường uplink và downlink là khác nhau Downlink sử dụng dịch khóa pha cầu phương(QPSK) cho tất cả những kênh vận chuyển Tuy nhiên, Uplink sử dụng 2 kênh riêng biệt
để thực hiện quay vòng của bộ phát ở trạng thái on và off để không gây ra nhiễu trênđường audio, những kênh đôi ( dual channel phase chifl keying) dùng để mã hóa dữ liệungười dùng tới I hoặc đầu vào In-phase tới bộ điều chế DQPSK, và điều khiển dữ liệu đãđược mã hóa bằng việc sử dụng mã khác nhau tới đầu vào Q hoặc quadrature tới bộ điềuchế
- cdma2000, chuẩn 3G khác Nó là một sự nâng cấp cdmaOne Nó sử dụng trải phổ rộng
do đó có thể phát và thu thông tin nhanh hơn và hiệu quả hơn, phát dữ liệu internetnhanh, video, và phát nhạc chất lượng CD Tuy nhiên, có nhiều phần tử cdma2000 được
Trang 15gọi là cdma20001X, 1X-EV-DV, 1X EV-DO, và cdma2000 3X Chúng phát dịch vụ 3Gkhi chiếm dữ một phổ tần nhỏ (1,25 MHz mỗi sóng mang).
1.1.3.2. Thế hệ 3.5G :
3,5G là những ứng dụng được nâng cấp dựa trên công nghệ hiện có của 3G.Công nghệ của 3,5G chính là HSDPA (High Speed Downlink Package Access) Đây làgiải pháp mang tính đột phá về mặt công nghệ, được phát triển trên cơ sở của hệ thống3G W-CDMA
HSDPA cho phép download dữ liệu về máy điện thoại có tốc độ tương đương tốc
độ đường truyền ADSL, vượt qua những cản trở cố hữu về tốc độ kết nối của một điệnthoại thông thường HSDPA là một bước tiến nhằm nâng cao tốc độ và khả năng củamạng di động tế bào thế hệ thứ 3 UMTS HSDPA được thiết kế cho những ứng dụng dịch
vụ dữ liệu như: dịch vụ cơ bản (tải file, phân phối email), dịch vụ tương tác (duyệt web,truy cập server, tìm và phục hồi cơ sở dữ liệu), và dịch vụ Streaming
- Sự giới hạn của giải phổ sử dụng
- Thiếu cơ chế chuyển tải “seamless” (liền mạch) giữa đầu cuối với đầu cuối khi mở rộngmạng con di động với mạng cố định
- Mặc dù được hứa hẹn khả năng chuyển vùng toàn cầu, nhưng do tồn tại những chuẩncông nghệ 3G khác nhau nên gây khó khăn trong việc chuyển vùng (roamming) giữa cácmôi trường dịch vụ khác biệt trong các băng tần số khác nhau
Trong nỗ lực khắc phục những vấn đề của 3G, để hướng tới mục tiêu tạo ra một mạng diđộng có khả năng cung cấp cho người sử dụng các dịch vụ thoại, truyền dữ liệu và đặcbiệt là các dịch vụ băng rộng multimedia tại mọi nơi (anywhere), mọi lúc (anytime),
Trang 16mạng di động thế hệ thứ tư - 4G (Fourth Generation) đã được đề xuất nghiên cứu và hứahẹn những bước triển khai đầu tiên trong vòng một thập kỷ nữa.
1.1.4.1 Các đặc điểm công nghệ của 4G.
Hiện nay, 4G mới đang ở giai đoạn đầu của quá trình phát triển với nhiều cách tiếp cậntương đối khác nhau ta sẽ xem xét 5 đặc điểm cơ bản, là động lực cho sự phát triển hệthống di động 4G
-Hỗ trợ lưu lượng IP
-Hỗ trợ tính di động tốt
-Hỗ trợ nhiều công nghệ vô tuyến khác nhau
- Không cần liên kết điều khiển
- Hỗ trợ bảo mật đầu cuối-đầu cuối
Trang 17Hình 1.2 Các đặc điểm công nghệ của 4G
1.1.5 Hệ thống thông tin di động 5G.
Mạng di động 5G ra đời để giải quyết các bài toán của 4G bằng cách cải tiến tốc độ,vùng phủ sóng và mức độ tin cậy Khi số lượng thiết bị kết nối Internet ngày càng tăng,đòi hỏi tốc độ cao thì 4G sẽ khó có thể đáp ứng nhu cầu
1.1.5.1 Các đặc điểm công nghệ của 5G.
5G sử dụng tần số 30-300 GHz, trong khi đó 4G là dưới 6 GHz Tần số cao giúp
dữ liệu truyền đi với dung lượng lớn hơn, hỗ trợ các thiết bị đòi hỏi băng thông rộng và
Trang 18có tính định hướng cao, nên 5G có thể sử dụng ngay bên cạnh các tín hiệu không dâykhác mà không gây nhiễu.
Trong khi đó, các cột phủ sóng 4G phát theo mọi hướng, có khả năng gây lãng phínăng lượng và công suất phát sóng ngay cả tại điểm không có thiết bị kết nối Internet.5G sử dụng bước sóng ngắn hơn, cho phép giảm kích thước ăng-ten so với hiện nay
mà vẫn đem lại khả năng điều hướng chính xác Một trạm phát có thể sử dụng nhiều ten định hướng, cho phép hỗ trợ tới 1.000 thiết bị trên mỗi mét Những điều này giúp 5Gtruyền dữ liệu nhanh, chính xác hơn, độ trễ nhỏ hơn
ăng-Tuy nhiên, 5G chỉ hoạt động tốt khi đường truyền từ trạm phát tới thiết bị không bịvật cản Tần số cao cũng dễ bị hấp thụ bởi độ ẩm, mưa và các vật thể khác Điều nàyđồng nghĩa với việc tín hiệu không truyền được xa Do đó, 5G đòi hỏi nhiều trạm pháthơn, ăng-ten cần đặt tại những vị trí tối ưu nhất định
Một điểm khác nữa là 5G có thể "hiểu" được loại dữ liệu nào mà thiết bị yêu cầu,qua đó điều chỉnh chế độ năng lượng Chẳng hạn, khi lướt web, thiết bị 5G sẽ hoạt độngvới chế độ năng lượng thấp, nhưng sẽ chuyển sang mức cao hơn khi phát video độ phângiải cao
Tốc độ tối đa lý tưởng của 5G nhanh hơn 20 lần so với 4G Tốc độ đỉnh tối thiểu khitải xuống với mạng 5G đạt 20 Gigabit mỗi giây, trong khi 4G là 1 Gigabit mỗi giây Con
số này đề cập đến các thiết bị không di chuyển, kết nối trực tiếp với trạm phát Khi dichuyển, đặc biệt trên các phương tiện giao thông tốc độ cao, thì tốc độ sẽ thay đổi
Tuy nhiên, người dùng thông thường sẽ khó được trải nghiệm tốc độ này vì có rấtnhiều yếu tố ảnh hưởng tới băng thông Khách hàng sẽ chủ yếu quan tâm tới tốc độ thực
tế hay băng thông trung bình Trên mạng 5G thử nghiệm, 5G đạt tốc độ tải xuống tốithiểu 100 Megabit mỗi giây Nhà mạng Verizon đạt 300 Megabit mỗi giây tới 1 Gigabitmỗi giây
Trang 19Mạng 5G Mạng 4G
Tốc độ - Theo lý thuyết, tốc độ ước tính
đạt 10Gbp/s (10 gigabit mỗi giây), gấp
- Theo lý thuyết, tốc
độ đạt 1 – 1.5 Gbp/s
- Độ trễ (ping) là 75ms.
Ví dụ: Tốc độ 4G cho phépxem video “8k” và tải một
bộ phim 3D là 6 phút
Băng tần sử
dụng Tần số cao của băng tần không dây nằm khoảng 30 GHz - 300 GHz Tần số thấp của băngtần 700 MHz - 2600 MHz
Độ phủ sóng Rộng, do sử dụng trạm HAPS treo lơ
lửng trên không trung
Bị giới hạn, vì sửdụng trạm được xây trên mặt đất
Hỗ trợ kết nối
thiết bị Kết nối gấp 10-100 lần số lượng thiết bị kết nối cùng một lúc như:
-Điện thoại thông minh
-Máy móc hạng nặng
-Mạng cảm biến sử dụng trong các tòa nhà, thành phố, nông trại,…
-Hệ thống giao thông, cơ sở hạ tầng
=>Kết nối giữa các thiết bị cá nhân người dùng và giữa các thiết bị máy móc với nhau
Kết nối giữa các thiết bị cá nhân người dùng ở khu vực nhất định
Trang 20Giảm thiểu tuyệt đối tình trạng gián đoạn giữa các thiết bị Khó kiểm soát được tình trạng gián đoạn, chuyển
mạng giữa các thiết bị
Tiết kiệm điện
năng Giảm tới 90% tiêu hao điện năng cho việc sử dụng mạng
=>Giúp tăng 10 năm tuổi thọ pin cho các điện thoại dung lượng pin thấp…
Không có nổi bật về hiệu quả sử dụng năng lượng của thiết bị
Bảng so sánh mạng 5G và 4G
Trang 21Chương 2 : Mạng 4G-LTE 2.1 Tổng quan về cấu trúc mạng 4G-LTE.
LTE (Long Term Evolution) là một chuẩn truyền thông di động do 3GPP phát triển
từ chuẩn UMTS UMTS thế hệ thứ ba dựa trên WCDMA đã được triển khai trên toàn thếgiới Để đảm bảo tính cạnh tranh cho hệ thống này trong tương lai, tháng 11/2004 3GPP
đã bắt đầu dự án nhằm xác định bước phát triển về lâu dài cho công nghệ UMTS với têngọi Long Term Evolution (LTE) 3GPP đặt ra yêu cầu cao cho LTE bao gồm giảm chiphí cho mỗi bit thông, cung cấp dịch vụ tốt hơn, sử dụng linh hoạt các băng tần mới, đơngiản hóa kiến trúc mạng với các giao tiếp mở và đáng kể năng lượng tiêu thụ ở thiết bịđầu cuối
Mục tiêu của LTE đó là:
- Tốc độ đỉnh tức thời với băng thông 20MHz:
Tải xuống :100Mbps; Tải lên :50Mbps
- Dung lượng dữ liệu truyền tải của mỗi người dùng trên 1MHz so với mạngHSDPA RE1.6:
Tải xuống: gấp 3 đến 4 lần ; Tải lên: gấp 2 đến 3 lần
- Hoạt động tối ưu hóa với tốc độ di chuyển của thuê bao là 0-15km/h Vẫn duytrì hoạt động khi thuê bao di chuyển với tốc độ từ 120-350km/h (thậm chí500km/h tùy băng tần)
- Các chỉ tiêu phải đảm bảo trong bán kính vùng phủ trong km, giảm chút íttrong phạm vi đến 30km Từ 30-100km thì không hạn chế
- Độ giải băng thông linh hoạt: có thể hoạt động với băng :
1.25MHz, 1.6MHz, 25MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz, 20MHz cả chiều lên
và chiều xuống
Để đạt được mục tiêu này, sẽ có rất nhiều kỹ thuật mới được áp dụng trong đó nỗi bậttrong đó nổi bật là kỹ thuật vô tuyến OFDMA, kỹ thuật anten MIMO Ngoài ra hệ thốngnày sẽ chạy hoàn toàn trên nền IP (all-IPnetwork), và hỗ trợ cả 2 chế độ FDD và TDD
Trang 22Cấu trúc mạng 4G-LTE được thiết kế với mục tiêu hỗ trợ hoàn toàn chuyển mạch góivới tính di động linh hoạt, nâng cao tốc độ dữ liệu, giảm trễ và chất lượng dịch vụ cao.
Hệ thống được phát triển hoàn toàn dựa trên kiến trúc toàn IP với một thiết kế phẳng hơn,đơn giản hơn chỉ với 2 nút cụ thể là eNodeB và thực thể quản lý di động MME Nó cungcấp kết nối IP giữa thiết bị người dùng UE và mạng dữ liệu gói PDN Thuật ngữ LTE baohàm mạng truy nhập vô tuyến E-UTRAN kết hợp với mạng lõi phát triển EPC tạo thành
hệ thống gói EPS thực hiện theo các chỉ dẫn của mạng Chức năng quan trọng nhất có lẽ
là UE cung cấp giao diện người sử dụng – các ứng dụng tới cho người sử dụng
Hình 2.1 Cấu trúc cơ bản của hệ thống 4G-LTE
2.1.1 Lớp thiết bị người dùng (UE) và miền dịch vụ (Services).
Trang 232.1.1.1 Lớp thiết bị người dùng (UE)
UE là thiết bị đầu cuối mà người sử dụng dùng để kết nối Thông thường UE làcác thiết bị cầm tay như điện thoại thông minh hoặc các card dữ liệu được sử dụng nhưtrong 2G và 3G UE thường có một module để nhận dạng thuê bao gọi là USIM(Universal Subscriber Identity Module), đây là một module riêng biệt với các phần cònlại của UE thường được gọi là thiết bị đầu cuối TE (Terminal Equipment) USIM thườngđược sử dụng để nhận dạng và xác thực thuê bao và dùng các khóa bảo mật cho việc bảo
vệ truyền tải trong giao diện vô tuyến Chức năng chính của UE là nền tảng cho các ứngdụng kết nối, giúp cho tín hiệu kết nối với mạng được thiết lập, duy trì và ngắt khi người
sử dụng yêu cầu Điều này bao gồm các chức năng quản lý tính di động như chuyển giao,thông báo vị trí của thiết bị và những việc đó sẽ đươc UE thực hiện theo các chỉ dẫn củamạng Chức năng quan trọng nhất có lẽ là UE cung cấp giao diện người sử dụng – cácứng dụng tới cho người sử dụng
2.1.1.2 Miền dịch vụ (Services).
Miền dịch vụ có thể bao gồm các hệ thống trong đó có một vài nút logic Miềndịch vụ được phân loại theo các loại dịch vụ có thể được cung cấp cùng với một mô tảngắn về cơ sở hạ tầng cần phải cung cấp cho chúng:
- Các dịch vụ của nhà cung cấp dựa trên IMS (IP Multimedia System): Các nhàcung cấp dịch vụ có thể cung cấp các dịch vụ thông qua hệ thống IMS bằng cách sử dụnggiao thức SIP (Session Initiation Protocol)
- Các dịch vụ của nhà cung cấp không dựa trên IMS: Các dịch vụ này không đượcđịnh nghĩa trong các tiêu chuẩn Một cách đơn giản các nhà cung cấp có thể đặt một máychủ trong mạng của họ và UE kết nối tới máy chủ đó thông qua một vài giao thức đượccho phép mà được hỗ trợ bởi các ứng dụng của UE
- Các dịch vụ khác không được cung cấp bởi các nhà cung cấp mạng di động ví dụnhư các dịch vụ được cung cấp qua Internet: Các kiến trúc này không được đề cập đếntrong các tiêu chuẩn của 3GPP, và nó phụ thuộc vào yêu cầu của dịch vụ Cấu hình điểnhình sẽ là UE kết nối tới một máy chủ trong mạng Internet
2.1.2 Lớp mạng truy nhập vô tuyến E-UTRAN.
Trang 24Các thiết bị người dùng UE kết nối với E-UTRAN để truyền dữ liệu tới mạng lõi.E-UTRAN là một mạng lưới bao gồm các trạm gốc Một trạm gốc hay e-NodeB điều chế
và giải điều chế tín hiệu vô tuyến để liên lạc với các UE eNodeB sau đó hoạt động nhưmột điểm chuyển tiếp tạo và gửi các gói tin IP đi và đến mạng lõi Mạng di động đượcthiết kế chuyển kết nối từ một thiết bị truy cập vô tuyến trong E-UTRAN này sang E-UTRAN khác khi UE được kết nối thay đổi vị trí
ENodeB (eNB), tạo ra một kiến trúc phẳng (hình 2.3) Không có bộ điều khiểnthông minh tập trung và các eNB thường được kết nối với nhau bằng giao diện X2 vàhướng tới mạng lõi bằng giao diện S1 (hình 2.3) Lý do phân phối thông tin tình báo giữacác trạm gốc trong LTE là để tăng tốc thiết lập kết nối và giảm thời gian cần thiết choviệc bàn giao Đối với người dùng cuối, thời gian thiết lập kết nối cho phiên dữ liệu thờigian thực trong nhiều trường hợp rất quan trọng, đặc biệt là trong trò chơi trựctuyến Thời gian chuyển giao là cần thiết cho các dịch vụ thời gian thực nơi người dùngcuối có xu hướng kết thúc cuộc gọi nếu quá trình chuyển giao mất quá nhiều thời gian
Hình 2.2 Giao diện kết nối của eNodeB trong E-UTRAN
Trang 25Bộ thiết lập cho eNodeB một thành phần quan trọng để đạt được tài nguyên vô tuyếnđược điều chỉnh nhanh và sử dụng hiệu quả Tùy vào yêu cầu sử dụng của UE trong mỗikhoảng thời gian truyền (TTI) mà eNodeB sẽ:
Xem xét môi trường vô tuyến vật lý trên mỗi UE Các UE báo cáo chất lượng vôtuyến cảm nhận của họ, như là một đầu vào cho bộ thiết lập để quyết định nên sử dụng sơ
đồ Điều chế và Mã hóa nào Giải pháp dựa trên sự thích ứng nhanh chóng với các biếnthể kênh, sử dụng HARQ (Yêu cầu lặp lại tự động) với kết hợp mềm và thích ứng tốc độ
- Ưu tiên các yêu cầu dịch vụ QoS giữa các UE LTE hỗ trợ cả trì hoãn các dịch vụthời gian thực nhạy cảm cũng như các dịch vụ datacom yêu cầu tốc độ cao dữ liệu cao
- Thông báo cho các UE về tài nguyên vô tuyến được phân bổ ENB lập lịch cho các
UE cả trên đường xuống và trên đường lên Đối với mỗi UE được lên lịch trong TTI, dữliệu người dùng sẽ được mang theo Khối vận chuyển (TB) DL có thể có tối đa hai TBđược tạo ra trên mỗi TTI trên mỗi UE - nếu sử dụng ghép kênh không gian TB đượcphân phối trên một kênh vận chuyển Trong LTE, số lượng kênh bị giảm so vớiUMTS Đối với mặt phẳng người dùng, chỉ có một kênh vận chuyển được chia sẻ theomỗi hướng Do đó, TB được gửi trên kênh, có thể chứa các bit từ một số dịch vụ, đượcghép với nhau
2.1.2.1ENobeB
E – UTRAN đơn giản có thể hiểu là một mạng các ENodeB kết nối với nhau, cácENodeB được phân bố khắp các vùng phủ sóng của mạng.ENodeB là trạm gốc mới pháttriển từ NodeB trong UTRAN của UMTS và là nút mạng duy nhất trong mạng truynhập vô tuyến E - UTRAN ENodeB vừa thực hiện chức năng như một NodeB bìnhthường vừa thực hiện chức năng điều khiển như RNC (Radio Network Controller), việcđơn giản hóa kiến trúc này cho phép giảm thời gian trễ trong các hoạt động của giaodiện vô tuyến.ENodeB hoạt động như một cầu nối lớp 2 giữa UE và mạng lõi EPC,ENodeB là điểm kết thúc của tất cả các giao thức vô tuyến về phía UE và chuyển tiếp dữliệu giữa kết nối vô tuyến và các kết nối IP tương ứng về phía EPC Trong vai trònày các ENodeB thực hiện việc nén/giải nén các tiêu đề IP, mã hóa/giải mã các dữliệu trên mặt phẳng người sử dụng
Trang 26Các giao diện kết nối của ENodeB:
- ENodeB kết nối với thiết bị của người sử dụng thông qua giao diện LTE – Uu bằng giao thức OFDMA (theo hướng xuống) và giao thức SC – FDMA (theo hướng lên)
- ENodeB kết nối với thực thể quản lý di động MME thông qua giao thức S1 – APtrên giao diện S1 – MME (hay S1 – C) cho các lưu lượng của mặt phẳng điều khiển
- ENodeB kết nối với Serving Gateway (S - GW) thông qua giao thức GTP – U trêngiao diện S1 – U cho các lưu lượng của mặt phẳng người sử dụng
Cả 2 giao diện S1 – MME và S1 – U được gọi chung là giao diện S1 là giao diện kết nối từ ENodeB tới mạng lõi EPC
- ENodeB sử dụng giao thức X2 – AP trên giao diện X2 để kết nối với các ENodeBkhác
Hình 2.3 eNodeB
Trang 27ENodeB cũng thực hiện nhiều các chức năng trên mặt phẳng điều khiển:
- Quản lý tài nguyên vô tuyến RRM (Radio Resource Management): điều khiển
việc sử dụng tài nguyên trên các giao diện vô tuyển như phân bố tài nguyên dựa trênyêu cầu, cấu hình và lập lịch lưu lượng theo các yêu cầu QoS, liên tục giám sát việc
sử dụng tài nguyên trên giao diện vô tuyến
- Quản lý tính di động MM (Mobility Management): đo đạc và phân tích mức độ
tín hiệu trên các kết nối với UE, quản lý các UE trong vùng phủ sóng của ENodeB,kết nối tới các ENodeB khác để trao đổi các thông tin chuyển giao giữa ENodeB đó
và MME, lựa chọn MME khi có yêu cầu từ một UE, cung cấp dữ liệu mặt phẳngngười sử dụng tới các cổng dịch vụ S – GW Các ENodeB có thể phục vụ đồng thờinhiều UE trong vùng phủ sóng của nó nhưng mỗi UE chỉ được kết nối tới mộtENodeB trong cùng một thời điểm Một ENodeB có thể kết nối tới nhiều MME và S –
GW nhằm mục đích phân tải và dự phòng, tuy nhiên mỗi UE chỉ được phục vụ bởimột MME và S – GW tại một thời điểm và ENodeB phải chịu trách nhiệm về việcđịnh tuyến cũng như phải duy trì việc theo dõi các liên kết này
2.1.3 Lớp kiến trúc mạng lõi EPC.
Một trong những thay đổi lớn nhất trong kiến trúc mạng lõi EPC của 4G-LTE làmcho hệ thống này khác biệt so với các hệ thống trước đó là trong lớp kiến trúc mạng lõichỉ sử dụng một phương thức chuyển mạch là chuyển mạch gói.Kiến trúc của mạng lõiEPC hướng tới là một kiến trúc đơn giản, một kiến trúc hoàn toàn IP cùng với việc phânchia lưu lượng theo các mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng người sử dụng, hỗ trợ tốc độcao hơn và trễ nhỏ hơn nhưng lại giảm được chi phí
Các thành phần của mạng lõi EPC bao gồm:
- Thực thể quản lý di động MME, cổng phục vụ S-GW (Serving Gateway), gatewaymạng dữ liệu gói P-GW (Packet Gateway), chức năng quản lý chính sách và tính cướcPCRF (Policy and Charging Rules Function), máy chủ quản lý thuê bao thường trú HSS(Home Subscriber Server)
Trang 282.1.3.1 Thực thể quản lý di động MME.
Hình 2.4 Sơ đồ MMEThực thể quản lý tính di động MME là thành phần điều khiển chính trong mạng lõiEPC Nó chỉ hoạt động trong miền điều khiển mà không tham gia vào miền dữ liệu ngườidùng Các chức năng chính của MME bao gồm:
- Chức năng xác thực và bảo mật: Khi một UE đăng ký vào mạng lần đầu tiên,MME sẽ thực hiện việc khởi tạo việc xác thực theo các bước sau: đầu tiên MME sẽ tìmkiếm định danh thường trú của UE từ các mạng khác hoặc từ chính UE, sau đó yêu cầu từmáy chủ quản lý thuê bao thường trú trong mạng chủ của UE các vector xác thực có chứacác cặp tham số xác thực có dạng yêu cầu – đáp ứng; gửi các yêu cầu tới UE và so sánhđáp ứng nhận được từ UE với một đáp ứng nhận được từ mạng chủ Chức năng này làcần thiết để đảm bảo rằng UE đúng là thiết bị mà MME đang cần xác thực MME có thểlặp lại việc xác thực khi cần hoặc theo các chu kỳ MME sẽ tính toán để tạo ra các khóa
mã hóa và khóa bảo vệ toàn vẹn từ các khóa chính nhận được trong các vector xác thựccủa mạng chủ, và nó sẽ điều khiển các thiết lập liên quan trong mạng truy nhập vô tuyến
E – UTRAN cho các mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng người sử dụng một cách riêng
Trang 29biệt Để bảo vệ sự riêng tư của UE, MME sẽ cung cấp cho mỗi UE một định danh tạmthời Globally Unique Temporary Identity (GUTI), điều này giúp cho việc gửi các địnhdanh thường trú của UE – International Mobile Subscriber Identity (IMSI) trên giao diện
vô tuyến được tối thiểu hóa Các định danh GUTI có thể được cấp lại theo định kỳ đểngăn chặn việc theo dõi UE không được xác thực
- Chức năng quản lý tính di động: MME theo dõi vị trí của tất cả các UE trong khuvực dịch vụ của nó Khi một UE lần đầu tiên đăng ký vào mạng, MME tạo một mục cho
UE và tín hiệu và báo hiệu vị trí tới máy chủ HSS trong mạng chủ của UE MME yêu cầucác tài nguyên thích hợp cho việc thiết lập tại ENodeB cũng như tại S – GW mà nó đãchọn cho UE MME điều khiển việc thiết lập và giải phóng tài nguyên dựa trên sự thayđổi trạng thái hoạt động của UE MME cũng tham gia vào việc điều khiển tín hiệu choviệc chuyển giao thông tin trạng thái hoạt động của UE giữa các ENodeB, S – GW hoặccác MME khác MME cũng có liên quan tới mọi sự thay đổi của ENodeB, bởi vì nókhông có các RNC riêng biệt để giấu đi các sự kiện thay đổi này Một UE nhàn rỗi sẽ báocáo vị trí của nó hoặc là theo định kỳ hoặc là khi nó di chuyển vào một vùng theo dõi(Tracking Area) khác Nếu dữ liệu được nhận từ các mạng ngoài của một UE rảnh rỗi, thìMME sẽ được thông báo và yêu cầu các ENodeB trong vùng theo dõi lưu trữ lại cácthông tin đó trong mục của UE
- Chức năng quản lý hồ sơ thuê bao và dịch vụ kết nối:Tại thời điểm một UE đăng
ký vào mạng, MME có trách nhiệm lấy hồ sơ thuê bao từ mạng chủ và lưu trữ thông tinnày trong suốt thời gian phục vụ UE Hồ sơ này sẽ xác định các kết nối PDN (PacketData Network) sẽ được cấp cho UE để kết nối vào mạng MME sẽ tự động thiết lập sóngmang mặc định để có thể cung cấp cho UE các kết nối IP cơ bản Điều này bao gồm báohiệu trên mặt phẳng điều khiển với ENodeB và S – GW Tại bất kỳ thời điểm nào saunày, MME cần phải tham gia vào việc thiết lập các sóng mang dành riêng cho các dịch vụđiều đó sẽ có hiệu quả trong việc xử lý nhanh hơn MME có thể nhận các yêu cầu thiếtlập sóng mang dành riêng hoặc là từ S – GW nếu như yêu cầu được xuất phát từ vùngdịch vụ của các nhà cung cấp dịch vụ hoặc trực tiếp từ UE nếu như UE yêu cầu một kếtnối cho một dịch vụ mà không biết được cung cấp bởi vùng dịch vụ của nhà cung cấpdịch vụ nào, và không thể khởi tạo được từ đó
Trang 302.1.3.2 Cổng phục vụ S-GW.
Hình 2.5 S-GWSGW định tuyến và chuyển tiếp các gói dữ liệu người dùng, đồng thời đóng vai trò là
mỏ neo di động cho mặt phẳng người dùng trong quá trình chuyển giao giữa eNB và là
mỏ neo cho tính di động giữa LTE và các công nghệ 3GPP khác (chấm dứt giao diện S4
và chuyển tiếp lưu lượng giữa các hệ thống 2G / 3G và PDN GW) Đối với các UE trạngthái không hoạt động, SGW chấm dứt đường dẫn dữ liệu DL và kích hoạt phân trang khi
dữ liệu DL đến UE Nó quản lý và lưu trữ các bối cảnh UE, ví dụ như các tham số củadịch vụ mang IP, thông tin định tuyến nội bộ mạng Nó cũng thực hiện sao chép lưulượng người dùng trong trường hợp đánh chặn hợp pháp
2.1.3.3 Gateway mạng dữ liệu gói P-GW.
P – GW là các bộ định tuyến biên giữa EPS và các mạng chuyển mạch gói khác.Thông thường P – GW hoạt động như một nút IP được gắn với UE, nó thực hiện cácchức năng chọn và lọc lưu lượng đi qua theo yêu cầu của dịch vụ Tương tự như S – GW,các P – GW cũng được khai tháctại một vị trí trung tâm trong mạng của các nhà cung cấpdịch vụ Chức năng của P – GW là phân bố các địa chỉ IP tới cho UE, và UE sẽ dùng địa