Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam

Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam MỤC LỤC CÁC THUẬT NGỮ TỪ VIẾT TẮT 1 1.2.1 Tiềm năng công nghệ 13 1.2.3 Các vấn đề liên quan đến việc triển khai 16 1.2.4 Kiến trúc và sự dịch chuyển 18 1.2.5Quản lý tài nguyên vô tuyến 18 1.2.6 Độ phức tạp 19 1.3 Kết luận chương 1 19 2.1Công nghệ LTE đường xuống OFDM và đường lên SC-FDMA 20 2.2Hoạch định phụ thuộc kênh truyền và sự thích ứng tốc độ 21 2.2.2 Hoạch định đường lên 23 2.2.3 Điều phối nhiễu liên tế bào 24 2.3 ARQ hỗn hợp với việc kết hợp mềm 25 2.4 Sự hỗ trợ nhiều anten 25 2.5 Hỗ trợ multicast và broadcast 26 2.6 Tính linh hoạt phổ 27 2.6.1 Tính linh hoạt trong sắp xếp song công 27 2.6.2 Tính linh hoạt trong băng tần hoạt động 28 2.6.3 Tính linh hoạt về băng thông 28 3.1 RLC– điều khiển liên kết vô tuyến 31 3.2.2 Hoạch định đường xuống 36 3.2.3 Hoạch định đường lên 38 3.2.4 Hybrid ARQ 41 3.3 PHY - lớp vật lý 45 3.4 Các trạng thái LTE 46 3.5 Luồng dữ liệu 48 5.4.1 So sánh công nghệ LTE với công nghệ Wimax 109 5.4.3 WiMAX và LTE không phải là 4G 114 6.2.1 Xa lộ rộng 119 SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam 6.2.2 Sẽ “đi” như thế nào? 121 6.2.3 Công nghệ 4G ra mắt thị trường Việt Nam 122 SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam CÁC THUẬT NGỮ TỪ VIẾT TẮT 3GPP Third Generation Partnership Project Tổ chức chuẩn hóa mạng di động thế hệ thứ 3 AAS Adaptive Antenna System Hệ thống antenna thích ứng ACK Acknowledgement (In ARQ Protocols) Báo nhận (trong giao thức ARQ) ACLR Adjacent Channel Leakage Ratio Hệ số rò rỉ kênh lân cận AGW Access Gateway (In LTE/SAE) Cổng truy nhập AM Acknowledged Mode (RLC Configuration) Chế độ báo nhận (cấu hình RLC) AMC Adaptive Modulation And Coding Mã hóa và điều chế thích nghi ARQ Automatic Repeat-Request Yêu cầu lặp lại tự động BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BER Bit-Error Rate Tỉ lệ lỗi bít BLER Block-Error Rate Tỉ lệ lỗi khối BM-SC Broadcast/Multicast Service Center Trung tâm dịch vụ broadcast/multicast Binary Phase-Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân BS Base Station Trạm gốc BSC Base Station Controller Khối điều khiển trạm gốc BTC Block Turbo Code Mã turbo khối BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc CC Convolution Code Mã chập CDM Code-Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo mã CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CN Core Network Mạng lõi CPC Continuous Packet Connectivity Khả năng kết nối gói liên tục CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung CQI Channel Quality Indicator Chỉ thị chất lượng kênh truyền CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra tính du tuần hoàn CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 1 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng DCH Dedicated Channel Kênh dành riêng DFE Decision Feedback Equalization Cân bằng hồi tiếp để quyết định DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi fourier rời rạc DFTS- OFDM DFT-Spread OFDM, See Also SC-FDMA OFDM trải phổ DFT, cũng được xem như là SC-FDMA DL Downlink Đường xuống DL-SCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống DPCCH Dedicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý dành riêng DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý dành riêng DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh dữ liệu vật lý dành riêng DRX Discontinuous Reception Sự thu nhận không liên tục DTCH Dedicated Traffic Channel Kênh lưu lượng dành riêng DTX Discontinuous Transmission Sự phát không liên tục E-DCH Enhanced Dedicated Channel Kênh dành riêng nâng cao eNodeB E-UTRAN NodeB NodeB E-UTRAN EPC Evolved Packet Core Lõi gói cải tiến ETSI European Telecommunication Standards Institute Sự phát không liên tục FCC Federal Communications Commission Hội đồng truyền thông liên bang FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia theo tần số FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FFT Fast Fourier Transform Biến đổi fourier nhanh GERAN GSM EDGE RAN Mạng truy nhập vô tuyến GSM EDGE GPRS General Packet Radio Services Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp GSM Global Sytem For Mobile Communications Hệ thống truyền thông di động toàn cầu HARQ Hybrid ARQ ARQ hỗn hợp HSCSD High Speed Circuit Switched Data Dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú HS- DSCH High-Speed Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 2 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam 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 HSUPA High Speed Uplink Packet Access Truy nhập gói đường lên tốc độ cao IEEE Institute Of Electrical And Electronics Engineers Viện kỹ sư điện và điện tử IFFT Inverse FFT FFT đảo ngược IMS IP Multimedia Subsystem Hệ thống con đa truyền thông IP IR Incremental Redundancy Sự dư thừa gia tăng LTE Long Term Evolution Sự phát triển dài hạn MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MBMS Multimedia Broadcast/Multicast Service Broadcast đa truyền thông/dịch vụ multicast MBS Multicast And Broadcast Service Dịch vụ multicast và broadcast MIMO Multiple Input Multiple Ouput Nhiều đầu vào nhiều đầu ra MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động NAK Negative Acknowledgement (In ARQ Protocols) Báo nhận thất bại (trong giao thức ARQ) NodeB NodeB, a logical node handling transmission/reception in multiple cells. Commonly, but not necessarily, corresponding to a base station Một node logic điều khiển việc phát và thu trong nhiều tế bào. Có khi còn xem như tương ứng với một trạm gốc. OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao PAPR Peak to Average Power Ratio Hệ số công suất đỉnh trên trung bình PAR Peak to Average Ratio Hệ số đỉnh trên trung bình PCCH Paging Control Channel Kênh điều khiển tìm gọi PCH Paging Channel Kênh tìm gọi PCI Pre-conding Control Indication Chỉ thị điều khiển tìm gọi PDCCH Physical Downlink Control Channel Kênh điều khiển đường xuống vật lý PDCP Packet Data Convergence Protocol Giao thức hội tụ dữ liệu gói PDSCH Physical Downlink Shared Kênh chia sẻ đường xuống vật lý SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 3 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam Channel PDU Protocol Data Unit Đơn vị dữ liệu giao thức PHY Physical layer Lớp vật lý QAM Quadrature Amplitudr Modulation Điều chế biên độ cầu phương QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha cầu phương RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RB Resource Block Khối tài nguyên RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RLC Radio Link Protocol Giao thức liên kết vô tuyến RNC Radio Network Controller Khối điều khiển mạng vô tuyến ROHC Robust Header Compression Nén tiêu đề mạnh mẽ RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến RS Reference Symbol Ký hiệu tham khảo RSN Retransmission Sequence Number Số thứ tự truyền lại SC- FDMA Single Carrier FDMA FDMA đơn sóng mang SDMA Spatial Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo không gian SFBC Space Frequency Block Coding Mã hóa khối không gian-tần số SIR Signal To Interference Ration Hệ số tín hiệu trên nhiễu SNR Signal To Noise Ratio Hệ số tín hiệu trên tạp âm TD- CDMA Time Dvision-Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã và thời gian TDD Time Division Duplex Song công phân chia thời gian TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TD- SCDMA Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã đồng bộ, phân chia theo thời gian TF Transport Format Định dạng truyền tải TFC Transport Format Combination Sự kết hợp định dạng truyền tải TM Transparent Mode (RLC Configuration) Chế độ trong suốt (cấu hình RLC) TTI Transmission Time Interval Khoảng thời gian truyền dẫn SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 4 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam UE User Equipment, the 3GPP name for the mobile terminal Thiết bị người dùng, tên 3GPP đặt cho thiết bị đầu cuối di động UL Uplink Đường lên UL-SCH Uplink Shared Channel Kênh chia sẻ đường lên UM Unacknowledgement Mode (RLC Configuration) Chế độ không báo nhận (cấu hình RLC) UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu UTRA Universal Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu UTRAN Universal Terrestrial Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu WCDM A Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập băng rộng phân chia theo mã VoIP Voice Over IP Thoại qua IP SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 5 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Kiến trúc của mạng LTE 14 CÁC THUẬT NGỮ TỪ VIẾT TẮT 1 1.2.1 Tiềm năng công nghệ 13 1.2.3 Các vấn đề liên quan đến việc triển khai 16 1.2.4 Kiến trúc và sự dịch chuyển 18 1.2.5Quản lý tài nguyên vô tuyến 18 1.2.6 Độ phức tạp 19 1.3 Kết luận chương 1 19 2.1Công nghệ LTE đường xuống OFDM và đường lên SC-FDMA 20 2.2Hoạch định phụ thuộc kênh truyền và sự thích ứng tốc độ 21 2.2.2 Hoạch định đường lên 23 2.2.3 Điều phối nhiễu liên tế bào 24 2.3 ARQ hỗn hợp với việc kết hợp mềm 25 2.4 Sự hỗ trợ nhiều anten 25 2.5 Hỗ trợ multicast và broadcast 26 2.6 Tính linh hoạt phổ 27 2.6.1 Tính linh hoạt trong sắp xếp song công 27 2.6.2 Tính linh hoạt trong băng tần hoạt động 28 2.6.3 Tính linh hoạt về băng thông 28 3.1 RLC– điều khiển liên kết vô tuyến 31 3.2.2 Hoạch định đường xuống 36 3.2.3 Hoạch định đường lên 38 3.2.4 Hybrid ARQ 41 3.3 PHY - lớp vật lý 45 3.4 Các trạng thái LTE 46 3.5 Luồng dữ liệu 48 5.4.1 So sánh công nghệ LTE với công nghệ Wimax 109 SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 6 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam 5.4.3 WiMAX và LTE không phải là 4G 114 6.2.1 Xa lộ rộng 119 6.2.2 Sẽ “đi” như thế nào? 121 6.2.3 Công nghệ 4G ra mắt thị trường Việt Nam 122 SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 7 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các yêu cầu về hiệu suất phổ và lưu lượng người dùng Error: Reference source not found Bảng 1.2: Yêu cầu về thời gian gián đoạn, LTE-GSM và LTE-WCDMA Error: Reference source not found Bảng 5.3: Tiến trình phát triển các chuẩn của 3GPP .Error: Reference source not found Bảng 5.4 So sánh đặc điểm nổi bật của WiMAX và 3G LTEError: Reference source not found SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 8 [...]... nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam Đề tài sẽ đi vào tìm hiểu tổng quan về công nghệ LTE cũng như là những kỹ thuật và thành phần được sử dụng trong công nghệ này để có thể hiểu rõ thêm về những tiềm năng hấp dẫn mà công nghệ này sẽ mang lại.Đề tài của em bao gồm 6 chương: Chương 1: Giới thiệu về công nghệ và mục tiêu thiết kế LTE Chương... nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam 9 SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay thông tin di động phát triển rất nhanh đã mang lại nhiều lợi nhuận cho các nhà khai thác Khởi nguồn từ dịch vụ thoại đắt tiền cho một số ít người, đến nay với sự ứng dụng rộng rãi các thiết... thiếu sót Rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn 11 SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VÀ MỤC TIÊU THIẾT KẾ LTE 1.1 Giới thiệu về công nghệ LTE LTE là thế hệ thứ tư tương lai của chuẩn UMTS do 3GPP phát triển, UMT dựa trên WCDMA Để đảm bảo tính cạnh tranh cho... MSSV: 507102014 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam hoàn toàn trên nền IP, và hỗ trợ cả 2 chế độ FDD và TDD Hình 1.1: Kiến trúc của mạng LTE 1.2 Mục tiêu thiết kế LTE Những hoạt động của 3GPP trong việc cải tiến mạng 3G vào mùa xuân năm 2005 đã xác định đối tượng, những yêu cầu và mục tiêu cho LTE Những mục tiêu và yêu cầu này được dẫn chứng bằng tài liệu trong văn bản... những điều kiện để LTE có thể được triển khai trên những băng tần IMT-2000, nghĩa là khả năng cùng tồn tại với các hệ thống băng tần WCDMA/HSPA và GSM Những yêu cầu 16 SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam LTE về mặt độ linh hoạt phổ là khả năng triển khai việc truy nhập vô tuyến dựa trên LTE cho dù phân bố... hoạt phổ cho LTE 17 SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam dưới dạng băng thông truyền dẫn được hỗ trợ Hình 1.3: Một ví dụ về cách thức LTE thâm nhập từng bước vào phân bố phổ của một hệ thống GSM đã được triển khai Yêu cầu về độ linh hoạt phổ đòi hỏi LTE phải có khả năng mở rộng trong miền tần số và có thể hoạt... Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam Được chia thành: hỗ trợ nâng cao cho QoS end to end, hỗ trợ hiệu quả cho truyền dẫn ở lớp cao hơn, và hỗ trợ cho việc chia sẻ tải cũng như là quản lý chính sách thông qua các công nghệ truy cập vô tuyến khác nhau Việc hỗ trợ nâng cao cho QoS end to end yêu cầu cải thiện sự giữa thích ứng giữa dịch vụ, ứng dụng và các điều kiện về... thuật của LTE có khả năng cung cấp đồng thời cả dịch vụ thoại và MBMS 1.2.3 Các vấn đề liên quan đến việc triển khai Các yêu cầu liên quan đến việc triển khai bao gồm các kịch bản, độ linh hoạt phổ, trải phổ, sự cùng tồn tại và làm việc với nhau giữa LTE với các công nghệ truy cập vô tuyến khác của 3GPP như GSM và WCDMA/HSPA Những yêu cầu về kịch bản triển khai bao gồm: trường hợp LTE được triển khai như... CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam loại thành các kênh điều khiển, được dùng cho việc truyền dẫn các thông tin về cấu hình và điều khiển cần thiết cho hoạt động của hệ thống LTE, và các kênh lưu lượng, được sử dụng cho dữ liệu người dùng Tập hợp các loại kênh logic được chỉ định cho LTE bao gồm: - Kênh điều khiển quảng bá (BCCH): sử... tế bào là một vấn đề triển khai với phạm vi lớn và khó có thể nhìn thấy được 24 SV: Dương Thu Hằng Khoa CNTT- ĐH Phương Đông MSSV: 507102014 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ LTE và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam trong các chi tiết kỹ thuật Điều này cũng có nghĩa là việc điều phối nhiễu chỉ có thể được áp dụng với một nhóm các tế bào đã được lựa chọn, dựa trên những yêu cầu triển khai riêng biệt 2.3 ARQ