nghiên cứu công nghệ lte và các giải pháp áp dụng triển trai lte trên mạng lưới mobifone

2G 2nd Generation of Mobile Telephone Systems GSM 3G 3G 3rd Generation of Mobile Telephone Systems UMTS 3GPP 3GPP 3rd Generation Partnership Project4G 4th Generation of Mobile Telephone

B GIÁO D O

-

Ph

NGHIÊN C U CÔNG NGH LTE VÀ CÁC GI I PHÁP ÁP   

D NG TRI N KHAI LTE TRÊN M  I MOBIFONE

LU THU T 

K thut Vi n thông 

Hà Ni  

I H C BÁCH KHOA HÀ N I  

-

Ph

NGHIÊN C U CÔNG NGH LTE VÀ CÁC GI I PHÁP ÁP D   NG

TRI N KHAI LTE TRÊN M  I MOBIFONE  

Chuyên ngành : K thut Vin thông

LU THU T 

K thut Vi n thông 

NG D N KHOA H C :

TS PHN

Hà Ni  

C NG HÒA XÃ H I CH    T NAM

   c l p T do H nh phúc  

B N XÁC NH N CH NH S A LU     

H và tên tác gi  luPhm 

tài lu Nghiên c u công ngh LTE và các gi i pháp áp d ng tri

khai LTE trên mi Mobifone

Chuyên ngành:K thut Vin thông

Mã s SV: CB140233

Tác ging d n khoa h c và H  ng ch m lu 

nh n tác gi   a ch a, b sung lu  n h p H ng ngày 28/10/2016 v i các n i dung sau:  

- a cha các li chính t trong lu 

-  sung thêm các p h n m u, k  t lu

-  sung thêm trích d n tài li u tham kh o   

- rình bày lunh

Ngày tháng 

TS Phn Ph

CH CH H T  NG



M c L c ụ ụ

L 4

DANH MC CH T TT 5VI DANH MC HÌNH V 9

DANH MC BNG BI U 11

LU 12

M CÔNG NGH LTE VÀ LTE-A 14

1.1 M   14

1.2 T ng quan v công ngh LTE và LTE- 14   A 1.3 C u trúc m ng LTE: 16 

  c u trúc m ng LTE 16

1.3.2 Các thành ph n, ch ng lõi EPC: 16

1.4 C u trúc kênh trên giao di n vô tuy  n 19

1.4.1 Kênh logic: bao gu khi n 19

1.4.2 Kênh v n chuy n 20 

1.4.3 Kênh vt lý 21

1.4.4 Báo hi u v t lý 21 

1.5 Kênh truy n t i LTE và ch  ng d ch v    QoS 22

 LTE 25

1.7 Các th t n trong h thng LTE 26

1.7.1 Th t c tìm ki  m mng (Cell Searching) 26

1.7.2 Th t c truy nh p ng u nhiên (Random Access) 26   

1.7.3 Th t u khi n tài nguyên vô tuy n (Radio Resource Control) 27

1.7.4 Th t c thi t l p kênh truy n t i m  nh và truy nhu 28

1.7.5 Kích hot l  i RRC.i k t n 31

1.7.6 Th t c yêu c u kênh dành riêng 33  

1.7.7 Th t c chuy n giao trong LTE 34  

1.7.8 VoLTE 39

1.8 M t ph  i u khi n EPS 39

Lu   c s k thu t 

Ph- CB140233 Page 2 2014B - KTVT

1.9 M t ph i dùng: 41

1.10 Công ngh  ng LTE Advanced 42

1.10.1 T ng quan v LTE Advanced 42 

1.10.2 Công ngh ghép nhi u t n s sóng mang 42   

1.10.3 Công ngh MIMO b c cao 44

1.10.4 Trm phát lp 44

 i h p hom 45

1.11 K t lu  45

I PHÁP VÀ K T QU TRI N KHAI TH C T LTE      TRÊN MNG MOBIFONE 47

2.1 M   47

2.2 T ng quan v m ng 2G, 3G hi n t    i ca Mobifone 47

2.2.1 Hi n tr ng m  i 2G trên mng Mobifone 47

2.2.2 Hi n tr ng m  i 3G 49

2.2.3 Các ph n t m ng b     trin khai m ng LTE 51

2.3 Gi i pháp tri n khai LTE trên m ng Mobifone 52  

2.3.1 Gi i pháp tri n 1800 (LTE 1800) 52

ng 2G và tái quy ho ch t n s 2G 1800 53  

2.4 Kt qu trin khai th nghi m th  c t công ngh LTE trên m ng Mobifone56  2.5 Kt lu 61

 XÂY D NG THU T TOÁN CHUY N GIAO T    PHNG B NG PH M MM NS3 62 

3.1 M   62

 62

 62

3.4 Mô ph ng thu t toán chuy n giao t   ng ph n m m NS3 66 

3.5 Kt qu mô phc 66

3.6 Phân tích k t qu mô ph ng: 71  

3.7 Kt lu 72

KT LUN 73

KIN NGH   XU T 74 TÀI LIU THAM KH O 75 PH  L C MÃ CODE MÔ PH NG B NG PHN MM NS3 76

Lu   c s k thu t 

Ph- CB140233 Page 4 2014B - KTVT



 ng n i dung c a lu    

hi u, nghiên c u và vi t ra T t c      c tôi th c hi n c n th n và có s nh      

ng cng d n N i dung c a lu   o và s d ng  

m t s thông tin, tài li u t các ngu n sách, t p chí       c li t kê trong danh m c các   tài liu tham kh o 

Tôi xin ch u trách nhi m v  i nhng n Tác gi 

Ph

2G 2nd Generation of Mobile Telephone Systems (GSM) 3G

3G 3rd Generation of Mobile Telephone Systems (UMTS) 3GPP 3GPP 3rd Generation Partnership Project

4G 4th Generation of Mobile Telephone Systems (LTE)

AAA Authorization, Authentication, Accounting

AMPS Advanced Mobile Phone System

ARPU Average Revenue Per User

ATCA Advanced Telecommunications Computing Architecture

BCCH Broadcast Control Channel

BER Bit Error Ratio

CCCH Common Control Channel

CDMA Code Division Multiple Access

CDMA2000 Code Division Multiple Access (3G standard competing to

WCDMA and mainly used in US and parts of Asia and Africa)

DCCA Diameter Credit Control Application DPI

DCCH Dedicated Control Channel

DC-HSDPA Dual Carrier or Dual Cell High-Speed Downlink Packet Access

DC-HSUPA Dual Carrier or Dual Cell High-Speed Uplink link Packet Access

DL-SCH Downlink Shared Channel

DPI Deep Packet Inspection

DTCH Dedicated Traffic Channel

EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution

eNodeB Base Station in LTE EPC

Lu   c s k thu t 

Ph- CB140233 Page 6 2014B - KTVT

EPS Enhance Packet Service

eLAA Enhanced License Assisted Access

FDD Frequency Division Duplex

FDMA Frequency Division Multiple Access

Flexi NG Flexi Network Gateway Gbps

GPRS General Packet Radio System / Service GW

GSM Global System for Mobile Telecomumination Gx

Gxc Interface between S-GW and PCRF

HARQ hybrid Automatic Repeat Request

HLR Home Location Register

HSDPA High-Speed Downlink Packet Access

HSPA High Speed Packet Access

HSPA+ Evolved High Speed Packet Access

HSS Home Subscriber server

I-HSPA Internet - High Speed Packet Access IP

IMS IP Multimedia subsystem

ISSU In-service Software Upgrade

LTE Long Term Evolution (or 4G mobile networks)

MBMS Multimedia Broadcast Multicast Service

MCCH Multicast Control Channel

Mcps Mega chip per second

MIMO Multiple Input Multiple Output

MME Mobility Management Entity

MMS Multi-media Message Service

MPP Multi-core Packet Processor

MSC Mobile Switching Center

MTCH Multicast Traffic Channel

OFDM Orthogonal frequency-division multiplexing

OMA Operation and Maintenance Agent

OPEX Operational Expenditure / Operating Expense OSI

PBCH Physical Broadcast Channel

PCCH Paging Control Channel

PCFICH Physical Control Format Indicator Channel

PCRF Policy and Charging Rules Function

PDCCH Physical Downlink Control Channel

PDCP Packet Data Convergence Protoco

PDSCH Physical Downlink Shared CHannel

PHICH Physical Hybrid ARQ Indicator Channel

PMCH Physical Hybrid ARQ Indicator Channel

PRACH Physical Random Access Channel

PUCCH Physical Uplink Control Channel

PUSCH Physical Uplink Shared Channel

RACH Random Access Channel

RNC Radio Network Controller (in 3G or UMTS) Rx

Lu   c s k thu t 

Ph- CB140233 Page 8 2014B - KTVT

RRC Radio Resource Control

SAE System Architecture Evolution

SCTP Stream Control Transmission Protocol

SNMP Simple Network Management Protocol S-GW

SON Self Organizing Networks

Tbps Terabit per Second

TD-CDMA Time Division CDMA

TDD Time Division Duplex

TDMA Time Division Multiple Access

UL-SCH Uplink Shared Channel

UMTS Universal Mobile Telecommunication System (aka WCDMA)

UTRAN

UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network

VLR Visitor Location Register

WCDMA Wideband Code Division Multiple Access

Hình 1.1 Cu trúc m ng LTE 16

Hình 1.2 Mô hình các kênh trong LTE 22

Hình 1.3 Kênh truy n t i và QoS [2] 22

Hình 1.4 Th  t c truy nh p ng u nhiên [3] 27 

Hình 1.5 Th  t c thi t l p kênh m  nh và truy nh    u [3] 30

Hình 1.6 Kích hot l i k t ni RRC 32

Hình 1.7 Th  t c yêu c u c p kênh dành riêng [3] 33 

Hình 1.8 Chuyn giao trên giao di n X2 [3] 35

Hình 1.9 Chuyn giao trên giao di n S1 [3] 38

  m t phu khi n LTE 40

  m t phu khi n e№deB-e№deB, MME-MME 41

  m t phi dùng LTE 41

Hình 1.13 Công ngh  43

Hình 1.14 Carrier Aggregation vng h p sóng mang khác nhau [14] 43

 các tr m Relay №de trong công ngh LTE Advanced [10] 44 

-A [8] 45

Hình 2.1 Cu trúc m ng GSM/GRPS/EDGE MobiFone [1] 47

Hình 2.2 Phân b thi t b 2G Mobifone 49 

Hình 2.3 C 50

Hình 2.4 Phân b thi t b 3G mobifone 51 

ng quy hon cho các công ngh trên th gii [1] 53

Hình 2.6 Thc hin Refarming t n s GSM 1800 ph  c v cho LTE 53

Hình 2.7 Di tn GSM 1800 c a Mobifone 54

Hình 2.8 Quy hoch t n s 1800 MHz sau Re-farming 55

Hình 2.9 RSRP (Idle) 57

Hình 2.10 SINR (Idle) 58

Hình 2.11 DL throughput 59

Hình 3 1 Thut toán A3 62

Lu   c s k thu t 

Ph- CB140233 Page 10 2014B - KTVT

 thu t toán chuy n giao m i 64  

Hình 3.3 Thut toán chuy n giao m i trên giao di n X2 64  

Hình 3 4 Quá trình mô phng v i TTT=5120 ms 66

Hình 3 5 Quá trình dch mã code ph n m m 67 

Hình 3 6 Quá trình mô phng v i TTT=2560 ms 68

   th th  m chuy n giao ng v i UE có v n t c 300 km/h 70   

    th s l n chuy n giao ng v i UE có v n t c 300 km/h 70    

   th th  m chuy n giao ng v i UE có v n t c 50 km/h 71   

    th s l n chuy n giao ng v i UE có v n t c 50 km/h 71    

B ng 1.1 L ch s phát tri n các phiên b n c a 3GPP 15   

B ng 2.1 Quy ho ch tn LTE 1800 và GSM 1800 54

B ng 2.2 Quy ho ch t n s GSM 1800 hi n t c Refarming 55

B ng 2.3 B ng phân b t n s 1800 MHz sau Re-farming 55    

B ng 2.4 B ng màu th hi n RSCP 56   

B ng 2.5 K t qu  56

B ng 2.6 B ng màu th hi n SINR 57   

B ng 2.7 K t qu SINR 57

B ng 2.8 B ng màu th hi n Download throughput 58   

B ng 2.9 K t qu Download throughput 59

B ng 2.10 B ng KPI Drivingtest LTE 61  

B ng 3.1 B ng k  t qu Handover khi UE  các v n t c và TTT khác nhau 69 

Lu   c s k thu t 

Ph- CB140233 Page 12 2014B - KTVT



Th  gi i có s phát tri  t b c v  c vi n thông trong ba th p k   va qua t h   thng th nh n h thng th 3 và 

n m nh m h th   ng th 4 (4G) có c n

hong trên n n t ng IP v  ng t n nay công ngh  LTE phát trit k h   thng nào Theo báo cáo c a t  chc

n tháng 11/821 nhà m ng thu c 170 qu  

m i hóa m ng 4G v s   i  c tính 1453 t thuê bao chim 20 % s  ng

ng toàn c u [6]  n tháng 5/2016 t i Vi t Nam c 3 nhà m ng Mobifone, Vinaphone và    

 nghi m tri n khai 4G thành công và s    i hóa toàn qu c  khi có cp phép t n s  chính thc

Lý do ch Nghiên c u công ngh LTE và các gi i pháp áp d ng tri    n khai LTE trên mi Mobifone nh t công ngh LTE là công ngh m   i

và ph bi n nh   i hóa trên th gi   c trin khai th  nghi m t i Vi t Nam Công ngh     c nhu c u s d ng internet t   c

 cao mà các công ngh khác hi n t i không th     c Th 2 n m v  c các công ngh trong LTE s giúp các k   n Vi t Nam làm ch công ngh vi   n thông hi n t   có th trin khai và tng LTE hi u qu t i Vi t Nam    

Mu c a Lu u k  c  i m công ngh  LTE, các giao dic th t c và thu t toán; Tìm hi u quá trình tri    n khai th nghi m th c t công ngh LTE trên m ng Mobifone; Nghiên c u thu       t toán chuy n giao trên giao di n X2   ng trên m ng Mobifone t    

ra thut toán tn giao trên giao di n này 

N 

u v công ngh LTE và LTE-   A

    u v công ngh LTE, LTE-A bao g m c u trúc    

mc, th t c và giao di n vô tuy n    