Các biện pháp nâng cao chất lượng viễn thông trong hệ thống LTE

- - CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG VIỄN THÔNG TRONG HỆ THỐNG LTE NỘI DUNG  Tăng tốc độ truyền liệu  tăng chất lượng dịch vụ viễn thông  Tăng tốc độ truyền liệu rìa tế bào (cải thiện throughput) nhằm cung cấp dịch vụ cách đồng  Giảm chi phí bit, kéo theo cải thiện hiệu phổ  Sử dụng phổ linh hoạt hơn, băng băng có trước  Đảm bảo thiết bị UE tiêu thụ công suất hợp lý  Một số biện pháp nâng cao chất lượng + giảm độ trễ thiết lập kết nối truyền dẫn Tăng tốc độ truyền dẫn  Biện pháp  Mở rộng băng thông truyền phát: Băng thông truyền phát mở rộng lên đến 100MHz, so với 3G (5Mhz) tăng gấp 20 lần  Sử dụng kĩ thuật MIMO: 2x2, 4x4, 8x8  Sử dụng kĩ thuật điều chế bậc cao 64QAM  Sử dụng phương pháp ghép sóng mang trực giao OFDM để tăng hiệu sử dụng phổ tần Mở rộng băng thông truyền dẫn  Ghép sóng mang 20MHz tạo thành băng thông phát 100MHz Kĩ thuật MIMO 2x2 Kĩ thuật MIMO 4x4 Kĩ thuật MIMO 8x8 Điều chế số bậc cao 64QAM symbol mang bit liệu Điều chế OFDM tăng hiệu sử dụng phổ tần Tăng tốc độ truyền liệu rìa tế bào Sử dụng kĩ thuật Relay OFDMA Vs SC-FDMA OFDMA Vs SC-FDMA Similarities – Block-wise data processing and use of Cyclic Prefix – Divides transmission bandwidthinto smaller sub-carriers – Channel inversion/equalization is done in frequency domain – SC-FDMA is regarded as DFT-Precoded or DFT-Spread OFDMA  Difference – Signal structure: In OFDMA each sub-carrier only carries information related to only one data symbol while in SC-FDMA, each sub-carrier contains information of all data symbols – Equalization: Equalization for OFDMA is done on persubcarrier basis while for SC-FDMA, equalization is done overthe group of sub-carriers used by transmitter – PAPR: SC-FDMA presents much lower PAPR than OFDMA does – Sensitivity to freq offset: yes for OFDMA but tolerable to SCFDMA  Sử dụng phổ linh hoạt Kĩ thuật tích hợp sóng mang CA (Carriers Aggregation) Công nghệ LTE , LTE-A sử dụng băng thông truyền phát theo chuẩn 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 MHz Để tăng tốc độ truyền liệu, công nghệ LTE-A yêu cầu băng thông truyên phát lên đến 100Mhz, muốn thực điều này, người ta sử dụng công nghệ tích hợp sóng mang Mô hình tích hợp sóng mang Thiết kế đảm bảo UE tiêu thụ công suất hợp lý Sử dụng kĩ thuật điều chế đơn sóng mang SC-FDM đường Uplink để giảm mức tiêu thụ công suất PAPR Nâng cao chất lượng dịch vụ Bằng việc sử dụng mã hóa kênh có tốc độ thấp, khả chống lỗi cao  đảm bảo chất lượng thông tin Việc giảm độ trễ kênh LTE Rel Trễ thiết lập kết nối : < 100 ms Trễ mặt phẳng người dùng (trễ vô tuyến chiều) : < 10 ms LTE Advanced Rel 10 + IMT- Advanced Trễ thiết lập kết nối : < 50 ms Trễ mặt phẳng người dùng (trễ vô tuyến chiều) : < ms Thích nghi đường truyền  Khác với mạng hệ cũ( 2G,2.5G, 3G) cung cấp dịch vụ chuyển mạch kênh với tốc độ gần không đổi  HSPA(3.5G) LTE 4G thực điều chỉnh tốc độ truyền liệu thông tin (điều chế tốc độ mã hóa kênh) cách linh động phù hợp với dung lượng kênh vô tuyến hành cho người dùng  Thích nghi đường truyền có quan hệ chặt chẽ tới việc thiết kế sơ đồ mã hóa kênh FEC Thích nghi đường truyền  Trên đường xuống, eNodeB thường chọn phương pháp điều chế, loại điều chế tốc độ mã tùy thuộc vào việc dự báo điều kiện kênh truyền  dựa thông tin phản hồi thị chất lượng kênh (CQI: Channel Quality Indicator) phát từ thiết bị người dùng UE đường lên  Trên đường lên, eNodeB đánh giá trực tiếp điều kiện kênh truyền thăm dò kênh  dựa tín hiệu thăm dò tham chiếu SRS Thích nghi điều chế  Điều chế bậc thấp (vd.BPSK,QPSK) cho phép chịu mức nhiễu đường truyền tốt cung cấp tốc đô truyền liệu thấp  Điều chế bậc cao (64QAM) cung cấp tốc độ bit cao dẽ bị lỗi có độ nhạy cao với nhiễu, tạp âm lỗi ước lượng kênh, sử dụng SINR đủ cao Thích nghi mã hóa  Đối với sơ đồ điều chế định,tốc độ mã chọn tùy thuộc vào điều kiện kênh truyền vô tuyến  Một mã có tốc độ thấp sử dụng điều kiện kênh truyền xấu  Và sử dụng tốc độ mã hóa cao trường hợp SINR cao Sự thích nghi tốc độ mã thực phương pháp lược bớt (puncturing) lặp lại đầu mã  xem xét RateMatching LTE Phản hồi CQI LTE  Tính chu kì độ phân giải tần số sử dụng UE để báo cáo CQI điều khiển eNodeB Trong miền thời gian, báo cáo định kì không định kì hỗ trợ  Các kênh PUCCH sử dụng để báo cáo CQI theo định kì  Các kênh PUSCH dùng để báo cáo CQI không theo định kì  Ngoài kết hợp với số báo hiệu phản hồi Chỉ số ma trận tiền mã hóa (PMI) dẫn hạng (RI) Phản hồi CQI LTE  Phản hồi CQI định kì phản hồi CQI không định kì Thông tin báo nhận kênh PHICH  Mô hình kênh vật lý Mã hóa kênh Điều chế Ánh xạ lớp Tiền mã hóa [...]... mang SC-FDM trên đường Uplink để giảm mức tiêu thụ công suất PAPR Nâng cao chất lượng dịch vụ Bằng việc sử dụng các bộ mã hóa kênh có tốc độ thấp, khả năng chống lỗi cao  đảm bảo chất lượng của thông tin Việc giảm độ trễ trên kênh LTE Rel 8 Trễ thiết lập kết nối : < 100 ms Trễ mặt phẳng người dùng (trễ vô tuyến 2 chiều) : < 10 ms LTE Advanced Rel 10 + IMT- Advanced Trễ thiết lập kết nối : < 50... hoạt Kĩ thuật tích hợp sóng mang CA (Carriers Aggregation) Công nghệ LTE , LTE- A sử dụng các băng thông truyền phát theo chuẩn là 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 MHz Để tăng tốc độ truyền dữ liệu, công nghệ LTE- A yêu cầu 1 băng thông truyên phát lên đến 100Mhz, muốn thực hiện được điều này, người ta sử dụng một công nghệ mới đó là tích hợp các sóng mang con Mô hình tích hợp sóng mang Thiết kế đảm bảo UE tiêu... đường truyền  Khác với các mạng thế hệ cũ( 2G,2.5G, 3G) chỉ cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh với tốc độ gần như là không đổi  HSPA(3.5G) và LTE 4G thực hiện điều chỉnh tốc độ truyền dữ liệu thông tin (điều chế và tốc độ mã hóa kênh) 1 cách linh động phù hợp với dung lượng kênh vô tuyến hiện hành cho mỗi người dùng  Thích nghi đường truyền có quan hệ chặt chẽ tới việc thiết kế các sơ đồ mã hóa kênh... hơn trong trường hợp của SINR cao Sự thích nghi về tốc độ mã được thực hiện bằng phương pháp lược bớt (puncturing) hoặc lặp lại đầu ra của bộ mã chính  xem xét bộ RateMatching trong LTE Phản hồi CQI trong LTE  Tính chu kì và độ phân giải tần số được sử dụng bởi UE để báo cáo CQI và cả 2 đều được điều khiển bởi eNodeB Trong miền thời gian, cả 2 báo cáo định kì và không định kì được hỗ trợ  Các kênh... bậc cao (64QAM) cung cấp tốc độ bit cao hơn nhưng dẽ bị lỗi do có độ nhạy cao hơn với nhiễu, tạp âm và các lỗi ước lượng kênh, vì vậy chỉ sử dụng khi SINR là đủ cao Thích nghi mã hóa  Đối với một sơ đồ điều chế nhất định,tốc độ mã có thể được chọn tùy thuộc vào điều kiện kênh truyền vô tuyến  Một mã có tốc độ thấp hơn có thể được sử dụng trong điều kiện kênh truyền xấu  Và sử dụng tốc độ mã hóa cao. .. với thời gian trải trễ Td  tạo ra xuyên nhiễu giữa các symbol(ISI) Giải quyết: Trong OFDM, luồng các symbol dữ liệu nối tiếp tốc độ cao sẽ được chuyển đổi sang song song  tăng độ dài của symbol trên mỗi sóng mang con lên một hệ số cỡ M sao cho nó trở lên dài hơn đáng kể độ trải trễ của kênh Kĩ thuật OFDM Quá trình điều chế OFDM trên kênh truyền  Trong quá trình thực hiện điều chế OFDM thêm CP nhằm... từ đường Downlink từ các trạm cơ sở, sau đó các tín hiệu đó tiếp tục được xử lí (chẳng hạn như mật mã và ghép nối, phân đoạn dữ liệu) Giảm chi phí trên bit, cải thiện hiệu quả sử dụng phổ  Sử dụng điều chế bậc cao 16QAM, 64QAM  Sử dụng phương pháp điều chế sóng mang trực giao OFDMA trên đường Downlink và SC-FDMA trên đường Uplink Kĩ thuật OFDM Vấn đề: Một luồng dữ liệu tốc độ cao thường gặp vấn đề... liên kết cố định giữa trạm gốc eNodeB và thiết bị di động Mục đích: - Cải thiện tỉ số tín hiệu SINR nhận được - Tăng cường độ bao phủ và throughput trên các đường biên cell Phân loại các kĩ thuật Relay Các trạm Relay chuyển tiếp tín hiệu vô tuyến có các loại khác nhau tương ứng với từng kĩ thuật Relay Relay layer 1 Relay layer 2 Relay layer 3 Mô hình cho Relay Layer 1 Trạm Relay đóng vai trò chỉ là... có quan hệ chặt chẽ tới việc thiết kế các sơ đồ mã hóa kênh FEC Thích nghi đường truyền  Trên đường xuống, eNodeB thường chọn phương pháp điều chế, loại điều chế và tốc độ mã tùy thuộc vào việc dự báo điều kiện kênh truyền  dựa trên thông tin phản hồi chỉ thị chất lượng kênh (CQI: Channel Quality Indicator) được phát từ thiết bị người dùng UE trên đường lên  Trên đường lên, eNodeB đánh giá trực... không định kì được hỗ trợ  Các kênh PUCCH chỉ sử dụng để báo cáo CQI theo định kì  Các kênh PUSCH được dùng để báo cáo CQI không theo định kì  Ngoài ra còn kết hợp với 1 số báo hiệu phản hồi Chỉ số ma trận tiền mã hóa (PMI) và chỉ dẫn hạng (RI) Phản hồi CQI trong LTE  Phản hồi CQI định kì và phản hồi CQI không định kì Thông tin báo nhận trên kênh PHICH  Mô hình kênh vật lý Mã hóa kênh Điều chế Ánh ... công suất hợp lý  Một số biện pháp nâng cao chất lượng + giảm độ trễ thiết lập kết nối truyền dẫn Tăng tốc độ truyền dẫn  Biện pháp  Mở rộng băng thông truyền phát: Băng thông truyền phát mở rộng... tiêu thụ công suất PAPR Nâng cao chất lượng dịch vụ Bằng việc sử dụng mã hóa kênh có tốc độ thấp, khả chống lỗi cao  đảm bảo chất lượng thông tin Việc giảm độ trễ kênh LTE Rel Trễ thiết lập... (Carriers Aggregation) Công nghệ LTE , LTE- A sử dụng băng thông truyền phát theo chuẩn 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 MHz Để tăng tốc độ truyền liệu, công nghệ LTE- A yêu cầu băng thông truyên phát lên đến