Kỹ thuật sc -fdma triển khai trong 3gpp lte

Kỹ thuật sc -fdma triển khai trong 3gpp lte

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THÔNG II _____________ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NIÊN KHÓA: 2008-2013 Đề tài: KỸ THUẬT SC-FDMA TRIỂN KHAI TRONG LTE Mã số đề tài: 12 408160003 Sinh viên thực hiện: LÊ THANH BÌNH MSSV: 408160003 Lớp: Đ08VTA1 Giáo viên hướng dẫn: PHẠM THANH ĐÀM TP.HCM – 12/2012 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THÔNG II _____________ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NIÊN KHÓA: 2008-2013 Đề tài: KỸ THUẬT SC-FDMA TRIỂN KHAI TRONG LTE Mã số đề tài: 12 408160003 NỘI DUNG: - CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ LTE - CHƯƠNG II: KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP SC-FDMA - CHƯƠNG III: TRIỂN KHAI SC-FDMA TRONG 3GPP LTE - CHƯƠNG IV: MÔ PHỎNG ĐÁNH SC-FDMA Sinh viên thực hiện: LÊ THANH BÌNH MSSV: 408160003 Lớp: Đ08VTA1 Giáo viên hướng dẫn: PHẠM THANH ĐÀM TP.HCM – 12/2012  Mục lục  SVTH: Lê Thanh Bình LỚP: Đ08VTA1 ii MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH VẼ iii DANH MỤC BẢNG iv LỜI MỞ ĐẦU v CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE 1 1.1 LTE trên lộ trình phát triển lên 4G của 3GPP 1 1.2 Đặc điểm yêu cầu thiết kế của LTE 3 1.2.1 Khả năng của LTE 3 1.2.2 Hiệu năng hệ thống 3 1.2.3 Kiến trúc và quá trình chuyển đổi 4 1.2.4 Khía cạnh liên quan tới triển khai 5 1.2.5 Quản lý tài nguyên vô tuyến 5 1.2.6 Mức độ phức tạp 6 1.2.7 Chi phí, giá thành và dịch vụ 6 1.3. Các tính năng quan trọng của LTE 6 1.3.1 Sơ đồ truyền dẫn 6 1.3.2 Lập biểu phụ thuộc kênh và thích ứng tốc độ 7 1.3.3 Điều phối nhiễu giữa các ô 7 1.3.4 HARQ với kết hợp mềm 8 1.3.5 Hỗ trợ đa anten 8 1.3.6 Hỗ trợ quảng bá và đa phương 8 1.3.7 Linh hoạt phổ 8 1.4 Kiến trúc mạng LTE 9 1.4.1 Kiến trúc truy nhập vô tuyến E-UTRAN 9 1.4.2 Hệ thống mạng lõi EPC 10 1.4.3 Các giao diện liên kết 12 1.4.4 Giao thức giao diện vô tuyến 13 1.5 Tổng kết chương 13 CHƯƠNG II: KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP SC-FDMA 14 2.1 Sơ lược về công nghệ truyền dẫn đường xuống OFDM 14 2.2 Hệ thống đơn sóng mang với bộ cân bằng miền tần số SC/FDE 15 2.3 Nguyên lý truyền dẫn SC-FDMA 16 2.3.1 Sơ đồ khối và nguyên lý hệ thống SC-FDMA 16 2.3.2 Sắp xếp các sóng mang 20 2.3.3 Trình bày các tín hiệu SC-FDMA trong miền thời gian 21 2.3.3.1 Các kí hiệu miền thời gian của IFDMA 21 2.3.3.2 Các kí hiệu miền thời gian của LFDMA 23 2.3.3.3 Các kí hiệu miền thời gian của DFDMA 24  Mục lục  SVTH: Lê Thanh Bình LỚP: Đ08VTA1 iii 2.4 SC-FDMA và OFDMA 26 2.5 SC-FDMA và DS-CDMA/FDE 28 2.6 SC-CFDMA 29 2.6.1 Lập lịch phụ thuộc kênh 29 2.6.2 SC-CFDMA 30 2.7 Tổng kết chương 32 CHƯƠNG III: TRIỂN KHAI SC-FDMA TRONG 3GPP LTE 33 3.1 Lớp giao thức và kênh truyền 33 3.2 Cấu trúc khung thời gian và tần số đường lên 34 3.2.1 Khung vô tuyến và khe thời gian 34 3.2.2 Khối tài nguyên 36 3.3. Các tín hiệu tham khảo 38 3.3.1 Nhiều tín hiệu tham khảo 40 3.3.2 Các tín hiệu tham khảo để thăm dò kênh 40 3.4 Xử lý kênh truyền tải đường lên 41 3.5 Tổng kết chương 43 CHƯƠNG IV: MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ SC-FDMA 44 4.1 Giới thiệu 44 4.2 Chương trình mô phỏng 45 4.2.1 Thể hiện miền tần số và thời gian bộ lọc Raise-cosin 45 4.2.2 PAPR của tín hiệu SC-FDMA 46 4.2.2.1 Sơ đồ thuật toán tính PAPR 47 4.2.2.2 Mô phỏng PAPR với cùng hệ số Roll-off 49 4.2.2.3 Mô phỏng PAPR không tạo dạng xung 51 4.2.2.4 Mô phỏng PAPR với các hệ số Roll-off khác nhau 53 4.2.3 SER của tín hiệu SC-FDMA 54 4.2.3.1 Sơ đồ thuật toán tính SER 55 4.2.3.2 Mô phỏng SER dùng bộ can bằng MMSE 56 4.2.3.2 Mô phỏng SER dùng bộ can bằng ZERO 57 4.3 Tổng kết chương 58 KẾT LUẬN 59 THUẬT NGỮ & TỪ VIẾT TẮT 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63  Danh mục hình vẽ - Danh mục bảng  SVTH: Lê Thanh Bình LỚP: Đ08VTA1 iv DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Lộ trình đưa ra các phát hành trong 3GPP 1 Hình 1.2 Tiến trình phát triển 3G lên 4G 2 Hình 1.3 Chuyển đổi trạng thái trong LTE 3 Hình 1.4 Yêu cầu đối với trễ mặt phẳng người sử dụng 3 Hình 1.5 Băng tần hoạt động của LTE 5 Hình 1.6 Các trạng thái chuyển đổi của UE trong LTE và UMTS 6 Hình 1.7 Điều phối nhiễu giữa các ô 8 Hình 1.8 Ghép song công theo thời gian và tần số 9 Hình 1.9 Kiến trúc mạng LTE 10 Hình 1.10 Mô hình kiến trúc mạng lõi EPC đơn giản 11 Hình 2.1 Lỗi ICI trong OFDMA 15 Hình 2.2 Cấu trúc bộ thu và phát của SC/FDE và OFDM 15 Hình 2.3 Sự khác nhau trong tiến trình tách sóng giữa SC/FDE và OFDM 15 Hình 2.4 Sắp xếp kí hiệu điều chế lên sóng mang con trong OFDM và SC/FDE 16 Hình 2.5 Cấu trúc bộ phát và thu của SC-FDMA và OFDMA 16 Hình 2.6 Chèn CP 18 Hình 2.7 Miền thời gian và tần số bộ lọc Raise-cosine 18 Hình 2.8 Phân bố PAPR với các hệ số Rolloff 19 Hình 2.9 Sắp xếp các sóng mang LFDMA và DFDMA 20 Hình 2.10 Cấp phát sóng mang cho các đầu cuối theo chế độ phân bố và chế độ nội vùng 20 Hình 2.11 Các kiểu sắp xếp sóng mang trong SC-FDMA 21 Hình 2.12 Các kí hiệu truyền dẫn SC-FDMA trong miền thời gian 25 Hình 2.13 Biên độ các kí hiệu SC-FDMA 25 Hình 2.14 PAPR của các tín hiệu SC-FDMA 26 Hình 2.15 SC-FDMA và OFDMA với sự khác nhau trong bộ thu 26 Hình 2.16 Khác nhau trong phát các ký hiệu giữa SC-FDMA và OFDMA 27 Hình 2.17 So sánh giữa OFDMA và SC-FDMA với việc phát các ký hiệu QPSK 27 Hình 2.18 Hệ thống DS-CDMA với bộ cân bằng miền tần số 28 Hình 2.19 Trải phổ với vai trong chuỗi dữ liệu và trao đổi chuỗi ký hiệu để trải phổ với (1, 1, 1, 1) với kích cỡ khối là 4 29 Hình 2.20 Lập lịch hệ thống SC-FDMA 30 Hình 2.21 Kiểu sắp xếp sóng mang lai SC-CFDMA 31 Hình 2.22 Hệ thống SC-CFDMA 31 Hình 2.23 Sắp xếp sóng mang trong SC-FDMA và SC-CFDMA 31 Hình 2.24 Thông lượng theo tốc độ di chuyển và kiếu sắp xếp sóng mang 32 Hình 2.25 Thông lượng người sử dụng theo các kiểu sắp xếp khác nhau 32 Hình 3.1 Kiến trúc giao thức của 3GPP LTE 33 Hình 3.2 Cấu trúc khung trong miền thời gian 34 Hình 3.3 Cấu trúc khung theo ghép song công phân chia thời gian 35 Hình 3.4 Cấu trúc khung theo ghép song công phân chia tần số 35  Danh mục hình vẽ - Danh mục bảng  SVTH: Lê Thanh Bình LỚP: Đ08VTA1 v Hình 3.5 Khối tài nguyên gồm 12 sóng mang con và khoảng cách sóng mang là 15Khz 36 Hình 3.6 Ấn định tài nguyên đường lên LTE 36 Hình 3.7 Nhảy tần đường lên LTE 37 Hình 3.8 Khối tài nguyên tổng thể của đường lên LTE 37 Hình 3.9 Các tín hiệu tham khảo được chèn vào khối thứ tư từng khe đường lên 38 Hình 3.10 Tạo tín hiệu tham khảo trong miền tần số 38 Hình 3.11 Phương pháp tạo tín hiệu tham khảo đường lên 39 Hình 3.12 Truyền dẫn các tín hiệu tham khảo thăm dò kênh 41 Hình 3.13 Các bước xử lý kênh truyền tải đường lên 42 Hình 3.14 Chức năng HARQ của lớp vật lý 42 Hình 3.15 Khối xử lý DFT-OFDM của các kí hiệu 43 Hình 4.1 Giao diện chương trình mô phỏng 44 Hình 4.2 Giao diện mô phỏng hàm lọc Raise-cosin 45 Hình 4.3 Miền thời gian và tần số bộ lọc Raise-cosin với các hệ số Roll-off khác nhau 46 Hình 4.4 Giao diện mô phỏng PAPR 47 Hình 4.5 Thuật toán mô phỏng PAPR 48 Hình 4.7 Kết quả mô phỏng với Roll-off = 0.3, điều chế QPSK 49 Hình 4.8 Kết quả mô phỏng với Roll-off = 0.3, điều chế 16QAM 50 Hình 4.9 Kết quả mô phỏng với Roll-off = 0.3, điều chế 64QAM 50 Hình 4.10 Mô phỏng PAPR không tạo dạng xung với điều chế QPSK 51 Hình 4.11 Mô phỏng PAPR không tạo dạng xung với điều chế 16QAM 52 Hình 4.12 Mô phỏng PAPR không tạo dạng xung với điều chế 64QAM 52 Hình 4.13 Kết quả mô phỏng với Roll-off = 0.15, điều chế QPSK 53 Hình 4.14 Kết quả mô phỏng với Roll-off = 0.99, điều chế QPSK 53 Hình 4.15 Giao diện mô phỏng SER 54 Hình 4.16 Thuật toán mô phỏng SER 55 Hình 4.17 SER trong các kiểu sắp xếp sóng mang của SC-FDMA trong mô hình kênh cho người đi bộ (3km/h) 56 Hình 4.18 SER trong các kiểu sắp xếp sóng mang của SC-FDMA trong mô hình kênh cho phương tiện di chuyển (120km/h) 56 Hình 4.19 SER trong các kiểu sắp xếp sóng mang của SC-FDMA trong mô hình kênh cho người đi bộ (3km/h) 57 Hình 4.20 SER trong các kiểu sắp xếp sóng mang của SC-FDMA trong mô hình kênh cho phương tiện di chuyển (120km/h) 57 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 So sánh thông số tốc độ và hiệu suất sử dụng băng tần trên đường xuống và đường lên giữa LTE với HSDPA 4 Bảng 1.2 Bảng mô tả gián đoạn chuyển giao 5 Bảng 3.1 Kênh vật lý 33 Bảng 3.2 Các băng thông khả dụng đường lên LTE 37  Lời mở đầu  SVTH: Lê Thanh Bình LỚP: Đ08VTA1 vi LỜI MỞ ĐẦU Sự phát triển không ngừng của công nghệ vô tuyến cùng với nhu cầu sử dụng của con người ngày càng tăng cả về số lượng, chất lượng và các dịch vụ đa phương tiện mới như: thoại, video, hình ảnh và dữ liệu đã thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển, cải tiến của thông tin di động. Từ các thế hệ di động nền tảng ban đầu 1G, 2G với mục tiêu chủ yếu là hỗ trợ dịch vụ thoại và truyền số liệu tốc độ thấp thì đã nhanh chóng phát triển lên các thế hệ thông tin di động tốc độ cao, ứng dụng rộng như 3G, LTE hay các thế hệ tiếp sau Kể từ khi ra đời vào cuối năm 1940, thông tin di động đã phát triển qua nhiều thế hệ và đang tiến một bước dài trên con đường công nghệ của nó. Thông tin di động đem lại cho con người khả năng thông tin mọi lúc, mọi nơi. Nếu như hệ thống thông tin di động 2G ra đời với mục tiêu chủ yếu là hỗ trợ dịch vụ thoại và truyền số liệu tốc độ thấp dựa trên nền tảng của hệ thống tương tự, được đánh dấu là sự thành công của công nghệ GSM với hơn 70% thị phần thông ti di động trên toàn cầu hiện nay thì thế hệ thông tin di động thứ ba ra đời lại đáp ứng các nhu cầu dịch vụ số liệu tốc độ cao như: điện thoại thấy hình, video streamming, hội nghị truyền hình, nhắn tin đa phương tiện (MMS)… Trong tương lai, nhu cầu các dịch vụ số liệu sẽ ngày càng tăng và có khả năng vượt quá nhu cầu thông tin thoại. Có thể thấy hệ thống thông tin di động 3G đã khá phổ biến và vì vậy, việc các hệ thống thông tin di động tiến lên 4G là một điều tất yếu. LTE, một chuẩn của tổ chức 3GPP, là một trong các con đường khác nhau tiến lên 4G, với mục tiêu tăng dung lượng truyền dẫn, giảm giá thành dịch vụ cũng như thiết bị đầu cuối, cải thiện chất lượng các dịch vụ hiện tại và tương lai. Điểm đáng chú ý trong công nghệ LTE là áp dụng hai lược đồ truy nhập OFDMA cho đường xuống và SC-FDMA triển khai cho đường lên. SC-FDMA mang nhiều ưu thế hơn so với OFDMA cho triển khai đường lên. Trong SC-FDMA các kí hiệu được phát đi lần lượt thay vì phát đi song song như OFDMA, vì thế cách sắp xếp này làm giảm đáng kể sự thăng giáng của đường bao tín hiệu của dạng sóng phát. Do đó các tín hiệu SC-FDMA có PAPR thấp hơn các tín hiệu OFDMA mà vẫn đảo bảo tốc độ và độ phức tạp tương đương như hệ thống OFDMA, khi PAPR thấp làm tăng hiệu suất bộ khuyếch đại công suất điều này dẫn tới tăng vùng phủ và chi phí máy đầu cuối giảm thấp. Hơn nữa SC-FDMA có nhiều kiểu sắp xếp sóng mang khác nhau cho phép linh hoạt hơn trong các chế độ, điều kiện truyền dẫn khác nhau. Xuất phát từ những vấn đề trên, quyển đồ án được xây dựng với lựa chọn nghiên cứu đề tài “Kỹ thuật SC-FDMA triển khai trong 3GPP LTE”, theo đó, đề tài tiến hành nghiên cứu các nội dung chính theo bố cục gồm bốn chương: Chương 1: Tổng quan về công nghệ LTE. Sơ lược lộ trình tiến lên 4G của 3GPP, tổng quan về công nghệ LTE với các mục tiêu yêu cầu thiết kế, các tính năng quan trọng của LTE và kiến trúc hệ thống của mạng.  Lời mở đầu  SVTH: Lê Thanh Bình LỚP: Đ08VTA1 vii Chương 2: Kỹ thuật đa truy nhập SC-FDMA. Trình bày nguyên lý cơ bản của kỹ thuật đa truy nhập SC-FDMA, cùng với các kiểu sắp xếp sóng mang khác nhau đem lại độ linh hoạt cao trong truyền dẫn, phân tích đặc tính PAPR của tín hiệu SC-FDMA. So sánh kỹ thuật SC-FDMA với các lược đồ đa truy nhập khác như OFDMA và DS/CDMA. Kiểu sắp xếp sóng mang lai SC-CFDMA cho thông lượng cao. Chương 3: Triển khai SC-FDMA trong 3GPP LTE. Trình bày cấu trúc tổng thể miền thời gian khung truyền dẫn đường lên trong 3GPP LTE dựa trên lược đồ truyền dẫn SC-FDMA, quá trình xử lý kênh truyền tải đường lên. Chương 4: Mô phỏng đánh giá SC-FDMA. Dựa vào các kết quả nghiên cứu, xây dựng thuật toán tính toán, đánh giá PAPR, SER của lược đồ truyền dẫn SC-FDMA với các kiểu sắp xếp sóng mang khác nhau với lược đồ truyền dẫn OFDMA. Được sự quan tâm, giúp đỡ và chỉ bảo tận tình trong quá trình nghiên cứu của thầy Th.s Phạm Thanh Đàm và những ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo trong bộ môn vô tuyến cùng với sự nỗ lực của bản thân, đồ án được hoàn thành với nội dung được giao ở mức độ và phạm vi nhất định. Tuy nhiên do trình độ và thời gian có hạn, quyển đồ án chắc chắn không tránh khỏi những sai sót. Rất mong được sự chỉ dẫn của các thầy cô giáo cũng như ý kiến đóng góp của các bạn bè. Em xin chân thành cảm ơn Thầy Phạm Thanh Đàm đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian làm đồ án để em có được kết quả ngày hôm nay. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn vô tuyến cũng như các thầy cô trong khoa viễn thông và bạn bè đã có những ý kiến đóng góp và tạo điều kiện cho em được hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp của mình. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 11 năm 2012 Sinh viên: Lê Thanh Bình  Chương 1: Tổng quan về công nghệ LTE  SVTH: Lê Thanh Bình LỚP: Đ08VTA1 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE 1.1. LTE trên lộ trình phát triển lên 4G của 3GPP LTE viết tắt của Long Term Evolution là công nghệ được nhắc đến rất nhiều trên con đường phát triển của ngành viễn thông nói chung hay thông tin di động nói riêng. Được xem là công nghệ của thế hệ di động thứ 4 tồn tại trong giai đoạn đầu 4G, LTE tiếp nối dòng công nghệ GSM/GPRS/UMTS/HSPA, chuẩn hóa bởi 3GPP, được phát triển để nâng cao tốc độ truy cập dữ liệu vô tuyến khi mà các hệ thống thông tin di động băng rộng đang phát triển rộng rãi và 3G sẽ dần không đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng đường truyền tốc độ cao. Đảm trách trong các công tác chuẩn hóa WCDMA/HSPA với những thành công đáng kể, 3GPP đã và tiếp tục nghiên cứu phát triển hệ thống lên 4G, tiến tới xây dựng một chuẩn chung cho công nghệ 4G. Có thể tổng kết hoạt động tiêu chuẩn hóa của tổ chức 3GPP từ năm 1999 đến 2008 theo thời gian đưa ra các phát hành như sau: Hình 1.1: Lộ trình đưa ra các phát hành trong 3GPP Cuối năm 1999 mốc phát triển đầu tiên cho WCDMA đã đạt đượ c khi phát hành R99 (R3) được công bố chứa đựng tất cả các đặc tả WCDMA. Phát hành R4 được đưa ra sau đó vào đầu năm 2001. Tiếp theo là phát hành R5 đượ c đưa ra vào năm 2002 và R6 vào năm 2004. Phát hành R7 được đưa ra vào nửa cuối năm 2006. Ở các phát hành đầu R99 cho đến R4, mặc dù dung lượng và tốc độ truyền dẫ n được cải thiện đáng kể nhưng khi các dịch vụ số liệu được đưa vào triể n khai trên các mạng thương mại thì dung lượng, tốc độ vẫn là những đòi hỏi cần phải được giải quyết . Do đó, bước cải tiến đầu tiên đối với WCDMA chỉ được đánh dấu bởi sự ra đời củ a kênh truyền tải mới HS-DSCH ở R5 hoàn thành vào đầu năm 2002 làm nền tả ng xây dựng hệ thống truy nhập gói tốc độ cao HSPA bao gồm cả đường lên (HSDPA: High Speed Down Link Packet Access) và đường xuống (HSUPA: High Speed Up Link Packet Access). HSDPA được 3GPP chuẩn hóa trong R5 với phiên bản tiêu chuẩn đầ u tiên vào năm 2002 và được thương mại hóa vào năm 2005 còn HSUPA đượ c 3GPP  Chương 1: T ổng quan về công nghệ LTE  SVTH: Lê Thanh Bình LỚP: Đ08VTA1 2 Các nghiên cứu của LTE được xây dựng dựa trên việc phát triển hiệu năng của hệ thống R6 RAN cải thiện đáng kể độ trễ, cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cao và nâng cao hiệu quả sử dụng phổ tần số, là một bước tiến dài so với chuẩn HSPA của mạng W-CDMA, công nghệ nguyên thủy của truyền dữ liệu gói 3G. LTE là một bước quan trọng trên con đường xây dựng hệ thống thông tin di động thế hệ 4. Tầm phát triển LTE được đánh giá đã đạt đến 3,9G, tiến đến rất gần trên con đường phát triển mạng băng thông rộng di động tốc độ cao tiên tiến thế hệ thứ tư, thế hệ 4G. LTE là một trong số các con đường tiến lên 4G. LTE cho phép chuyển đổi từ từ 3G UMTS sang giai đoạn đầu 4G sau đó sẽ là IMT Advance. Ngoài LTE của 3GPP thì 3GPP2 cũng đang thực hiện kế hoạch nghiên cứu LTE cho mình, hệ thống do 3GPP2 đưa ra là UMB. Chương trình khung của kế hoạch này bắt đầu từ năm 2000. Ngoài ra WiMAX cũng có kế hoạch lên 4G. Hình 1.2: Tiến trình phát triển 3G lên 4G chuẩn hóa trong R6 vào tháng 12 năm 2004 cho đến năm 2007 mạng bắt đầu được thương mại hóa. Với tốc độ tối đa là 14,4 Mbps đối với đường xuống HSDPA và đạt đến 42Mbps trong phát hành R7 HSPA+ (HSPA Evolution), các phiên bản trên mặc dù được cải tiến khá nhiều song tốc độ thực sự chưa cao để có thể đáp ứng tốt hơn cho các dịch vụ hiện tại và trong tương lai. Hơn nữa cùng với sự xuất hiện công nghệ WiMAX 802.16 đã được IEEE chuẩn hóa với tốc độ lên tới hàng trăm Mbps, 3GPP đã nghiên cứu và đưa ra công nghệ LTE hay gọi là Super 3G. Dự án bắt đầu từ cuối năm 2004 đầu năm 2005, nhằm đảm bảo tính cạnh tranh của mạng 3G trong vòng 10 năm tới. [...]... lý truyền dẫn SC- FDMA 2.3.1 Sơ đồ khối và nguyên lý hệ thống SC- FDMA Hình 2.5 thể hiện sơ đồ khối hệ thống SC- FDMA và OFDMA : Hình 2.5: Cấu trúc bộ phát và thu của SC- FDMA và OFDMA xp: Ký hiệu số liệu thứ p (p = 0,1,2,…,P-1) trong khối số liệu đầu vào SC- FDMA Xn: Mẫu n (n = 0,1,2,…,P-1) trong miền tần số của tín hiệu đầu ra của DFT Xi: Sóng mang con thứ i (i = 0,1,2,…,N-1) được điều chế trong miền tần... chèn vào mỗi kí hiệu để tránh nhiễu ISI Hình 2.15: SC- FDMA và OFDMA với sự khác nhau trong bộ thu SVTH: Lê Thanh Bình LỚP: Đ08VTA1 26  Chương 2: Kỹ thuật đa truy nhập SC- FDMA Hình 2.16: Khác nhau trong phát các ký hiệu phát giữa SC- FDMA và OFDMA Theo điều kiện phát hiện dữ liệu tại bộ thu, OFDMA thực hiện chúng trên mỗi sóng mang trong khi đó SC- FDMA thực hiện chúng sau khi hoạt động của IDFT, bởi... LỚP: Đ08VTA1 14  Chương 2: Kỹ thuật đa truy nhập SC- FDMA Hình 2.1: Lỗi ICI trong OFDM 2.2 Hệ thống đơn sóng mang với bộ cân bằng miền tần số SC/ FDE Các nhược điểm của OFDM làm cho nó không thực sự thích hợp cho việc truyền dẫn theo đường xuống, vì vậy một phương pháp đa truy nhập mới sử dụng DFTS-OFDM với tên gọi SC- FDMA được 3GPP nghiên cứu và áp dụng trên đường lên cho LTE SC- FDMA cải tiến của hệ thống... cao nhất sau đó tới LFDMA và cuối cùng thấp nhất là IFDMA Hình 2.14: PAPR của các tín hiệu SC- FDMA và OFDMA 2.4 SC- FDMA và OFDMA Lược đồ khối của bộ phát OFDMA và SC- FDMA cho thấy chúng có nhiều điểm chung Điểm khác biệt duy nhất giữa chúng là sự hiện diện của khối DFT trong lược đồ khối SC- FDMA Vì lý do này mà SC- FDMA đôi khi còn được gọi là DFTS-OFDMA Các điểm giống nhau khác giữa hai khối bao gồm:... Chương 2: Kỹ thuật đa truy nhập SC- FDMA chọn lọc tần số của kênh, máy thu SC- FDMA sử dụng bộ cân bằng miền tần số tuyến tính ít phức tạp hơn Cuối cùng là xử lý DFT ngược kích thước P sau đó thực hiện giải điều chế 2.3.2 Sắp xếp các sóng mang Trong SC- FDMA các ký hiệu truyền dẫn được sắp xếp lên các sóng mang con theo hai cách là phân bố (DFDMA: Distributed FDMA) và nội vùng (LFDMA: Localized SC- FDMA)... cũng được phát đi lần lượt trong miền thời gian Chúng ta có thể thấy rằng các kí hiệu miền thời gian của DFDMA có cùng cấu trúc như các kí hiệu LFDMA 3 * m   c p , m x p , c p ,m là trọng số phức p 0 Hình 2.12: Các kí hiệu truyền dẫn SC- FDMA trong miền thời gian Hình 2.13: Biên độ các kí hiệu SC- FDMA SVTH: Lê Thanh Bình LỚP: Đ08VTA1 25  Chương 2: Kỹ thuật đa truy nhập SC- FDMA Dựa trên hình sắp xếp... nhập vô tuyến đã cho phép tăng hiệu năng truyền dẫn vô tuyến của LTE đặc biệt là dung lượng hệ thống một cách đáng kể Chương này cũng xét đến kiến trúc hệ thống, mô hình mạng cũng như các tính năng quan trọng, đặc thù của LTE SVTH: Lê Thanh Bình LỚP: Đ08VTA1 13  Chương 2: Kỹ thuật đa truy nhập SC- FDMA CHƯƠNG II KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP SC- FDMA 2.1 Sơ lược về công nghệ truyền dẫn đường xuống OFDM Ghép... khác) LTE hỗ trợ cả ghép song công, bán song công phân chia theo tần số FDD và ghép song công phân chia theo thời gian TDD Các hệ thống FDD được triển khai trong các ấn định băng kép với một băng cho tryền dẫn đường xuống và một băng khác của truyền dẫn đường lên Các hệ thống TDD được triển khai trong các ấn định băn tần đơn LTE còn có khả năng định lại kích cỡ trong miền tần số và hoạt động trong. .. thống được áp dụng cho từng kí hiệu trong miền thơi gian, vì thế PAPR của kí hiệu SC- FDMA giống như trường hợp tín hiệu đơn sóng mang thông thường Trong trường hợp LFDMA, tín hiệu thời gian là các bản sao chính xác của các kí hiệu thời gian đầu vào trong P vị trí mẫu N-P là tổng có trọng số của tất cả các kí hiệu trong khối vào 2.3.3 Trình bày các tín hiệu SC- FDMA trong miền thời gian 2.3.3.1 Các kí... độ/công suất hoặc mã hóa kênh để khắc phục hiện tượng phổ rỗng này Hình 2.3: Sự khác nhau trong tiến trình tách sóng giữa SC/ FDE và OFDM SVTH: Lê Thanh Bình LỚP: Đ08VTA1 15  Chương 2: Kỹ thuật đa truy nhập SC- FDMA Hình 2.4: Sắp xếp ký hiệu điều chế lên sóng mang con trong OFDM và SC/ FDE Có thể nói ưu điểm của hệ thống SC/ FDE so với OFDM là: - Park thấp hơn do điều chế đơn sóng mang tại phía phát, Nhạy . KỸ THUẬT SC- FDMA TRIỂN KHAI TRONG LTE Mã số đề tài: 12 408160003 NỘI DUNG: - CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ LTE - CHƯƠNG II: KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP SC- FDMA - CHƯƠNG III: TRIỂN KHAI SC- FDMA. SC- FDMA. So sánh kỹ thuật SC- FDMA với các lược đồ đa truy nhập khác như OFDMA và DS/CDMA. Kiểu sắp xếp sóng mang lai SC- CFDMA cho thông lượng cao. Chương 3: Triển khai SC- FDMA trong 3GPP LTE. . 2.4 SC- FDMA và OFDMA 26 2.5 SC- FDMA và DS-CDMA/FDE 28 2.6 SC- CFDMA 29 2.6.1 Lập lịch phụ thuộc kênh 29 2.6.2 SC- CFDMA 30 2.7 Tổng kết chương 32 CHƯƠNG III: TRIỂN KHAI SC- FDMA TRONG 3GPP LTE