Nghiên cứu công nghệ tiền 4g LTE

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Đồ án nghiên cứu tập trung vào nhiệm vụ sau: - Cho ta biết trình phát triển hệ thống viễn thông đời công nghệ tiền 4G-LTE - Nêu đặc điểm bật công nghệ LTE so với công nghệ trước thuộc họ UMTS - Cho ta thấy cạnh tranh LTE với công nghệ khác đường tiến tới hệ thống 4G tương lai - Tình hình triển khai thử nghiệm quốc gia giới Việt Nam i LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập lâu dài làm đồ án tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu công nghệ tiền 4G-LTE” Em nhận quan tâm giúp đỡ nhiệt tình các thầy, cô giáo thuộc môn Công nghệ truyền thông tất thầy cô trường Em xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo thầy cô giáo trường Đại học Công nghệ thông tin truyền thông - Đại học Thái Nguyên quan tâm, dạy bảo tạo điều kiện giúp đỡ em suốt thời gian học tập thời gian làm đồ án tốt nghiệp Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến cô Th.S Đoàn Thị Thanh Thảo trực tiếp hướng dẫn em làm đề tài này, mang đến cho em nguồn tri thức với dạy bảo tận tình cô trình học tập nghiên cứu em Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2012 Sinh viên thực Nguyễn Thị Thắm ii LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Những nội dung đồ án em thực hướng dẫn cô giáo hướng dẫn Th.S Đoàn Thị Thanh Thảo Mọi tham khảo dùng đồ án trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nội dung đồ án lời cam đoan Thái Nguyên, tháng năm 2012 Sinh viên Nguyễn Thị Thắm iii MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN i LỜI CẢM ƠN ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH VẼ vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT x LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TIỀN 4G- LTE 1.1 Giới thiệu chương 1.2 Sự phát triển hệ thống thông tin di động 1.3 Giới thiệu công nghệ LTE 1.3.1 LTE gì? 1.3.2 Tiêu chuẩn hóa LTE 1.3.3 Các dịch vụ LTE 1.3.4 Sự cạnh tranh LTE WIMAX 10 1.4 Kết luận chương 14 CHƯƠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN VÀ KIẾN TRÚC MẠNG LTE 15 2.1 Giới thiệu chương 15 2.2 Kiến trúc mạng 15 2.2.1 Thiết bị người dùng (UE) 17 2.2.2 Mạng truy cập vô tuyến phát triển (E-UTRAN) 17 2.2.3 Mạng lõi (EPC-Evolved Packet Core) 18 2.3 Giao diện vô tuyến 20 2.4 Các loại kênh LTE 22 2.4.1 Kênh logic 22 iv 2.4.2 Kênh truyền tải 24 2.4.3 Kênh vật lý 25 2.4.3.1 Các kênh điều khiển hướng xuống tầng vật lý 25 2.4.3.2 Các kênh điều khiển hướng lên tầng vật lý 26 2.5 Truy nhập vô tuyến LTE 26 2.5.1 Chế độ truy nhập vô tuyến 26 2.5.2 Băng tần truyền dẫn 27 2.5.3 Kỹ thuật đa truy nhập cho đường xuống OFDMA 29 2.5.3.1 Kỹ thuật OFDM 29 2.5.3.2 Cấu trúc khung 32 2.5.3.3 Truyền liệu hướng xuống 34 2.5.3.4 Các ưu nhược điểm kỹ thuật OFDMA 35 2.5.4 Kỹ thuật đa truy nhập cho đường lên SC – FDMA 37 2.5.4.1 Kỹ thuật SC – FDMA 37 2.5.4.2 Các tham số SC-FDMA 38 2.5.4.3 Truyền dẫn liệu hướng lên 39 2.5.5 So sánh OFDMA SC-FDMA 40 2.5.6 Kỹ thuật đa anten LTE 41 2.6 Kiểm soát tài nguyên vô tuyến (radio resource control) 42 2.6.1 Trạng thái tích cực RRC 43 2.6.2 Trạng thái rỗi RRC 43 2.7 Kết luận chương 44 CHƯƠNG LỚP VẬT LÝ LTE 45 3.1 Giới thiệu chương 45 3.2 Mô hình lớp vật lý 45 3.2.1 Chèn CRC 46 3.2.2 Mã hóa kênh 46 v 3.2.3 Chức Hybrid – ARQ lớp vật lý 47 3.2.4 Ngẫu nhiên hóa mức độ bit 49 3.2.5 Điều chế liệu 49 3.2.6 Ánh xạ anten 50 3.2.7 Ánh xạ khối tài nguyên 51 3.3 Truyền dẫn đường xuống LTE 51 3.3.1 Sơ đồ truyền dẫn 51 3.3.2 Báo hiệu điều khiển L1/L2 đường xuống 53 3.4 Truyền dẫn đường lên LTE 54 3.4.1 Sơ đồ truyền dẫn 54 3.4.2 Báo hiệu điều khiển L1/L2 đường lên 56 3.5 Các thủ tục lớp vật lý 57 3.5.1 Thủ tục HARQ 57 3.5.2 Ứng trước định thời 59 3.5.3.Điều khiển công suất 60 3.6 Tính toán thông suất LTE 61 3.7 Kết luận chương 63 CHƯƠNG TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 64 4.1 Giới thiệu chương 64 4.2 Cơ sở hạ tầng 64 4.3 Tiềm động lực toàn cầu 65 4.4 Thị trường thiết bị LTE 66 4.5 Triển khai LTE Việt Nam 71 4.6 Kết luận chương 73 TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Tiến trình phát triển thông tin di động Hình 2.1: Sự chuyển đổi cấu trúc mạng từ UTRAN sang E-UTRAN 16 Hình 2.2: Kiến trúc hệ thống cho mạng có E-UTRAN 16 Hình 2.3: eNodeB kết nối đến nút logic khác 18 Hình 2.4: Ngăn xếp giao thức mặt phẳng người dùng 21 Hình 2.5: Ánh xạ kênh logic với kênh truyền dẫn hướng lên, hướng xuống LTE 23 Hình 2.6: Chế độ truy nhập FDD & TDD 27 Hình 2.7: Biểu diễn miền tần số - thời gian tín hiệu OFDM 30 Hình 2.8 Sự tạo ký hiệu OFDM có ích sử dụng IFFT 30 Hình 2.9: Tạo chuỗi tín hiệu OFDM 31 Hình 2.10: Cấp phát sóng mang cho OFDM & OFDMA 31 Hình 2.11 Cấu trúc khung loại 32 Hình 2.12 Cấu trúc khung loại 33 Hình 2.13: Lưới tài nguyên LTE đường xuống 33 Hình 2.14: Ghép kênh thời gian – tần số OFDMA 35 Hình 2.15: Sơ đồ khối DFT-s-OFDM 38 Hình 2.16 Lưới tài nguyên đường lên 39 Hình 2.17: So sánh OFDMA & SC-FDMA truyền chuỗi ký hiệu liệu QPSK 40 Hình 2.18: Khối anten MIMO 2x2 41 Hình 3.1: Mô hình truyền tín hiệu LTE 45 Hình 3.2: Mô hình truyền nhận tín hiệu LTE 46 Hình 3.3: Chèn CRC vào khối truyền tải đường xuống 46 Hình 3.4: Khối mã hóa Turbo LTE 47 Hình 3.5: Chức HARQ lớp vật lý trích tập hợp bit mã phát TTI cho 48 Hình 3.6: Ngẫu nhiên hóa đường xuống 49 Hình 3.7: Các chòm điều chế LTE 50 Hình 3.8: Xử lý kênh truyền tải đường xuống 51 Hình 3.9 Chuỗi xử lý cho báo hiệu điều khiển L1/L2 đường xuống 54 vii Hình 3.10: Mô hình truyền liệu đường lên lớp vật lý 54 Hình 3.11: Cấu trúc khe đường lên với tiền tố vòng ngắn dài 55 Hình 3.12: Ghép kênh liệu báo hiệu điều khiển đường lên trường hợp truyền dẫn đồng thời UL-SCH L1/L2 56 Hình 3.13: Kiến trúc tài nguyên sử dụng cho báo hiệu L1/L2 đườnng lên không truyền dẫn đồng thời UL-SCH 57 Hình 3.14: Vận hành LTE HARQ với tiến trình 58 Hình 3.15: Định thời LTE HARQ cho gói tin đường xuống 59 Hình 3.16: Điều khiển định thời hướng lên 59 Hình 3.17: Công suất hướng lên LTE với thay đổi tốc độ liệu 61 Hình 4.1: Sự phát triển phổ tần LTE 64 Hình 4.2: Số lượng người dùng LTE tính đến năm 2011 66 Hình 4.3: Trạm thu phát LTE 68 Hình 4.4: Trạm gốc LTE 72 Hình 4.5: Hệ thống mạng lõi 72 viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 So sánh thông số đặc diểm hệ thống Bảng 1.3: So sánh đặc điểm bật WiMAX 3G LTE 13 Bảng 2.1: Băng tần truyền dẫn cho LTE 28 Bảng 2.2: Số lượng khối tài nguyên cho băng thông LTE khác 34 Bảng 2.3 Tham số cấu trúc khung đường xuống (FDD & TDD) 34 ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 3GPP Third Generation Partnership Project AMPS Advanced Mobile Phone System BPSK Binary Phase Shift Keying CN Mạng lõi CP Cyclic Prefix CPIC H Common Pilot Channel CQI Channel Quality Information CRC Cyclic redundancy check CSI Channel State Information DCI Downlink Control Information DRX DwPT S EPC Discontinuous Reception Kênh hoa tiêu chung Thông tin chất lượng kênh Kiểm tra vòng dư Thông tin trạng thái kênh Thông tin điều khiển đường xuống Thu không liên tục Downlink Pilot Time Slot Evolved Packet Core Khe thời gian điều khiển đường xuống Mạng lõi gói phát triển FDD Frequency Division Duplex FDPS FFT HOM ICI IFFT Frequency Domain Packet Scheduling Fast Fourier transform High Order Modulation Inter- carrier Interference Inverse Fast Fourier Transform IMS ISI LTE MIM O NAS PCFIC H PCI PCRF Nhóm cộng tác 3GPP Hệ thống điện thoại di động tiên tiến Khóa dịch pha nhị phân Core network Tiền tố vòng Song công phân chia tần số Internet Multimedia Subsystem Inter Symbols Interference Long Term Evolution Multi input Multi output Lập biểu gói miền tần số Biến đổi Fourier nhanh Điều chế bậc cao Nhiễu liên sóng mang Biến đổi Fourier nhanh nghịch đảo Phân hệ đa phương tiện Internet Nhiễu liên ký tự Sự phát triển dài hạn Đa đường vào đa đường Non - access Stratum Physical Control Format Indicator Channel Precoding Control Indicator Policy and Charging Resource Function Tầng không truy nhập Kênh thị dạng điều khiển vật lý Chỉ thị điều khiển tiền mã hóa Chức sách tính cước tài nguyên x Các giá trị trích dẫn tạp chí chuyên ngành Tuy nhiên, tốc độ truyền liệu tầng vật lý thô không đạt thực tế nhiều lý khác nhau: - Điều chế 64-QAM dùng UE gần trạm sở Đối với đa số người dùng phục vụ cell, dùng 16-QAM (4 bit symbol) QPSK (2 bit symbol) thực tế - Các bit (mã hóa) phát lỗi (error detection) sửa lỗi (error correction) thường bổ sung vào dòng liệu, không làm tốc độ lỗi bit giao tiếp vô tuyến trở nên cao Trong điều kiện tín hiệu bình thường, người ta thấy tỷ lệ bit mã hóa tổng số bit truyền 1/3 Cho nên thực tế, phụ phí mã hóa phạm vi lên tới 25–30% tổng lượng liệu truyền - Những truyền lại: với chiến lược truyền thận trọng điều thường dẫn đến tỷ lệ truyền lại gói giao tiếp vô tuyến lên đến khoảng 20% (cứ bit truyền phải truyền lại bit) - Có phụ phí đáng kể từ kênh pilot kênh điều khiển, chẳng hạn kênh quảng bá kênh báo hiệu dành riêng cho người dùng để báo có tiếp nhận đắn gói liệu hay không để vận chuyển kết đo đạc chất lượng tín hiệu Nhiều kênh số truyền phương thức điều chế bậc thấp (QPSK chẳng hạn) để thiết bị điều kiện bất lợi nhận thông tin - Trong nhiều trường hợp thực LTE, dải tần khả dụng nhỏ 20 MHz - Khi sử dụng MIMO, cấp điều chế phải giảm xuống điều kiện truyền lý tưởng - Can nhiễu sinh việc truyền cell kế cận băng tần có ảnh hưởng tai hại Vì thực tế, nhiều khả thông suất cell đạt khoảng 30% đến 50% giá trị lý thuyết nêu Một cell có dải thông 62 truyền 10 MHz 2x2 MIMO đạt đến dung lượng tổng thể tầng IP khoảng chừng 30 Mbit/s 3.7 Kết luận chương Nội dung chương cho thấy yêu cầu kỹ thuật LTE lớp vật lý, điều giúp ta hiểu rõ công nghệ LTE từ gặp thuận lợi việc ứng dụng LTE vào thực tế 63 CHƯƠNG TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 4.1 Giới thiệu chương Chương trình bày tình hình triển khai LTE, hoạt động thử nghiệm giới Việt Nam Ngoài ra, chương đưa công chuẩn bị sở hạ tầng để tiến tới triển khai mạng LTE 4.2 Cơ sở hạ tầng Quyết định triển khai LTE thường phụ thuộc vào việc làm để tìm giải pháp với chi phí tối ưu kết hợp ba yếu tố: tốc độ liệu, vùng phủ sóng dung lượng Triển khai LTE băng tần 1800MHz cung cấp thêm lợi khu vực dùng GSM phổ tần Hình 4.1: Sự phát triển phổ tần LTE Các mạng LTE triển khai tập trung vào băng tần phổ tần 700MHz 800Mhz Có 30 băng tần xác định cho việc triển khai LTE TD-LTE băng tần 1800MHz nhà cung cấp dịch vụ truyền thông (CSP) quan tâm Lí CSP khai thác mạng 64 GSM băng tần 1800MHz tái sử dụng anten cáp anten GSM cho việc triển khai mạng LTE Vùng phủ sóng trạm gốc 1800 MHz lớn xấp xỉ gấp hai lần so với vùng phủ trạm gốc băng tần 2,6 Ghz Điều có nghĩa việc triển khai LTE băng tần 1800MHz hỗ trợ hoàn toàn mạng lưới trạm gốc GSM 1800MHz có sẵn Trạm gốc đa vô tuyến Flexi hỗ trợ đồng thời GSM LTE trình diễn Đại hội Thế giới di động tháng 2/2011 Nó cho phép CSP triển khai trạm gốc tích hợp GSM/LTE 1800 vô nhỏ gọn mà không yêu cầu thêm không gian sàn hệ thống làm mát 4.3 Tiềm động lực toàn cầu GSM 1800 sử dụng toàn châu Âu, phần lớn châu Á Thái Bình Dương châu Phi Brazil Theo Hiệp hội nhà cung cấp di động toàn cầu (GSA), 350 CSP cấp phát phổ tần 1800MHz Triển khai LTE dung lượng rỗi băng tần 1800MHz thông qua tái sử dụng tần số GSM 1800 (Refarming) giải pháp hiệu để CSP cung cấp cho khách hàng dịch vụ với độ trễ thấp, tốc độ đường lên đường xuống cao Hiện giới, 4G triển khai theo LTE Rel.8 có 17 mạng triển khai thương mại toàn cầu, cung cấp dịch vụ cho khoảng 200 triệu thuê bao.Theo thống kê Hiệp hội nhà cung cấp thiết bị di dộng (GSA), tính tới tháng năm 2012, có 285 mạng di động 93 quốc gia cam kết triển khai LTE Ngày nay, mạng LTE cung cấp tốc độ lên tới 100Mbps, nhiên tốc độ thay đổi theo địa điểm tải lượng mạng thời điểm mạng Từ số liệu thuê bao LTE toàn cầu, hãng nghiên cứu thị trường ABI rõ lợi ích to lớn mà LTE mang lại nhu cầu mạnh mẽ kết nối liệu không dây tốc độ cao Theo dự báo, LTE nhanh chóng cộng đồng nhà khai thác chấp nhận triển khai Những số liệu từ Infonetics khẳng định điều dự báo số lượng thuê bao LTE lên tới 290 triệu vào năm 2015 65 Hình 4.2: Số lượng người dùng LTE tính đến năm 2011 Hiện LTE dùng để truyền liệu, tương lai, người ta dựa vào để chuyển giọng nói Một mạng LTE Công ty Mỹ Verizon Vào đầu tháng 12/2010, mạng phủ sóng 38 thành phố Mỹ, cung cấp tốc độ truyền liệu - 12 Mb/s tải xuống - Mb/s tải lên 4.4 Thị trường thiết bị LTE Theo “Báo cáo tình trạng hệ thống thiết bị LTE” tháng 6/2011, Hiệp hội nhà cung cấp di động toàn cầu (GSA) thức ghi nhận có 137 loại thiết bị LTE khác nhau; tức thêm 40 thiết bị LTE với tốc độ phát triển 40% so với tháng 3/2011 Trong đó, thiết bị định tuyến Routers (bao gồm điểm truy nhập cá nhân) phân khúc lớn với 45 thiết bị công bố Số modem/dongle USB LTE - loại thiết bị sớm thống lĩnh thị trường thiết bị LTE thể tăng trưởng cho hệ sinh thái số 39 thiết bị Ngoài ra, thiết bị LTE không gói gọn loại thẻ liệu USB/ dongle, có 27 loại module dùng LTE khác nhau, loại điện thoại thông minh dùng LTE, loại máy tính bảng loại máy tính xách tay/netbook hỗ trợ LTE Samsung, hãng sản xuất điện thoại di động lớn thứ giới, cung cấp thiết bị LTE cho nhà mạng không dây Mỹ Trung Đông Ngoài ra, 66 hãng cho biết họ xúc tiến cung cấp dịch vụ LTE thương mại cho tám nhà mạng di động khắp giới - Các thiết bị LTE tăng mạnh số lượng Có điện thoại LTE danh sách GSA, đưa cho mạng LTE Verizon Wireless, lại mạng MetroPCS Trong vòng năm, chi tiêu nhà mạng toàn giới cho thiết bị LTE phát triển 18,6 lần, từ 1,5 tỷ USD năm 2010 lên 27,9 tỷ USD năm 2014 Theo dự báo IHS iSuppli, tổng khối lượng thị trường thiết bị chuẩn LTE tính tiền năm 2014 đạt 27,9 tỷ USD (~581.250 tỷ đồng), tăng 18,6 lần so với năm 2010 Năm 2010, tổng khối lượng thị trường đạt 1,5 tỷ USD (~31.250 tỷ đồng) Trong năm đầu tiên, Mỹ thị trường chủ yếu tiêu thụ thiết bị LTE giới Theo nhà phân tích, năm 2009, công ty Mỹ mua sắm trang thiết bị với số tiền khoảng 90 triệu USD (~1.875 tỷ đồng), tổng khối lượng thị trường 97 triệu USD (~2.021 tỷ đồng) Năm 2011, chi tiêu triển khai mạng LTE Mỹ đạt tới 1,7 tỷ USD (35.417 tỷ đồng), gần nửa tổng khối lượng thị trường giới 3,8 tỷ USD (~79.167 tỷ đồng) Đến cuối giai đoạn dự báo, Mỹ chiếm 20% tổng chi tiêu thị trường LTE Việc chuyển lên mạng kết nối di động hệ thứ (4G) bao gồm LTE diễn - Jagdish Rebello, phân ích viên cao cấp IHS iSuppli nói - Các nhà mạng phải hỗ trợ hàng loạt công nghệ đồng thời, phần lớn công nghệ 2,5G, 3,5G 4G" Do đó, nhà phân tích cho biết, giải pháp có khả làm cho việc chuyển hoá lên LTE trở nên linh hoạt trở ngại phổ biến rộng rãi Hơn nữa, số nhà cung cấp tung thiết bị cho phép xây dựng mạng LTE hạ tầng hành Tuy nhiên, nhà mạng cố gắng thận trọng việc hình thành kế hoạch giá hội cho mạng, cố gắng thoát khỏi mô hình họ thực chức trung gian tầm thường lưu chuyển liệu, Rebello nói Ví 67 dụ rõ ràng việc AT&T, nhà mạng không lần bị than phiền việc chất lượng phục vụ người dùng iPhone không ổn Hình 4.3: Trạm thu phát LTE Theo sau modem, quầy kệ xuất smartphone hỗ trợ LTE Một smartphone HTC Thunderbolt 4G với xử lý Qualcomm 1GHz với hình 4,3 inch (10,922 cm), nhớ động 768 MB, camera 8MP có khả quay video độ phân giải 720p, thêm camera phụ 1,3MP để chat video, chạy hệ điều hành Android 2.2 (Froyo) Nó trang bị Wi-Fi, Bluetooth, GPS, DLNA; nhớ 8GB (hỗ trợ microSD), loa công nghệ Dolby Mobile SRS WOW HD Khi hợp đồng với nhà mạng năm, người dùng mua với giá 250 USD (~5,21 triệu đồng) Giá không hợp đồng 500 USD (~10,417 triệu đồng) Trong sản phẩm có thẻ nhớ 32GB nên máy có tổng dung lượng nhớ 40GB Trong năm 2011, số nhà cung cấp lên kế hoạch tung máy tính bảng hỗ trợ chuẩn này.Theo dự báo Juniper Research, đến năm 2015, số thuê bao sử dụng dịch vụ kết nối theo chuẩn LTE tăng 600 lần đến 300 triệu thuê bao Trong đó, 90% người đăng ký sử dụng LTE đến năm 2015 phân bổ chủ yếu vùng: Bắc Mỹ, Tây Âu Viễn Đông, có Trung Quốc, Nhật Bản Hàn Quốc 68 - Cuộc đua thương mại hóa Trong chạy đua để trở thành nhà khai thác mạng đưa vào vận hành thương mại dịch vụ LTE, TeliaSonera đích sớm TeliaSonera telco giới thương mại hóa công nghệ LTE hai thủ đô Stockholm (Thụy Điển) Oslo (Na Uy) vào cuối năm qua tiếp tục triển khai sang Phần Lan Trong năm nay, TeliaSonera tiếp tục mở rộng mạng 4G đến 25 thành phố lớn Thụy Điển thành phố Na Uy Hãng sử dụng công nghệ LTE tần số 2,6GHz với băng thông 20MHz, tốc độ tối đa lên đến 100Mbps Về cước phí, từ đến tháng 6/2010 người dùng trả khoảng 11.000đ/tháng (4 Krona) bao gồm VAT, kể từ 6/2010 trở khách hàng phải trả khoảng 160.000đ/tháng (599 Krona) gồm 30GB liệu, người sử dụng tự trang bị modem (hiện có modem Samsung) Theo Wireless Intelligence, có khoảng 10-15 mạng LTE đưa vào phục vụ vào cuối năm 2010 lên đến 30 mạng vào cuối năm 2012 Tại thị trường Mỹ, Verizon Wireless cho biết, mạng LTE họ sử dụng phổ 10MHz hỗ trợ tốc độ từ 5Mbps-12Mbps có khoảng 100 triệu khách hàng sử dụng dịch vụ không dây tốc độ cao LTE vào cuối năm 2010 Đại diện hãng Verizon Wireless cho biết, điện thoại LTE hãng có hai chip vô tuyến Vì vậy, chúng làm việc mạng LTE mạng viễn thông công nghệ CDMA Verizon Wireless dự kiến cho mắt điện thoại không dây tích hợp công nghệ LTE vào năm 2011 Ericsson AlcatelLucent đối tác cung cấp thiết bị cho mạng LTE Verizon Wireless Tiếp theo, AT&T có kế hoạch thương mại hóa LTE vào năm 2012 Hãng tuyên bố có đủ băng thông 20MHz dành cho LTE phủ sóng cho 100 thành phố lớn Mỹ NTT DoCoMo nhà khai thác di động Nhật Bản thử nghiệm thành công LTE với tốc độ đạt đến 250Mbps tuyên bố bắt đầu đưa dịch vụ LTE vào cuối năm Giai đoạn đầu mạng LTE NTT DoCoMo sử dụng tần số 2GHz, băng thông 15MHz anten MIMO cho khoảng 20 nghìn trạm gốc Đến cuối năm 2012 chuyển sang sử dụng tần số 1,5GHz 69 Cơ quan phát triển Viễn thông CNTT Singapore (IDA) cân nhắc việc cho mắt băng tần LTE WiMAX vào năm 2012, trước năm so với thời gian dự kiến ban đầu Cùng lúc này, ba nhà khai thác di động Singtel, StarHub MobileOne cho lắp đặt thử nghiệm dịch vụ LTE tần số 2,5GHz Qualcomm vừa thông báo lộ trình sản phẩm mới, bổ sung công nghệ 4G LTE cho tất modem Gobi họ Dựa thành công Gobi, Qualcomm (đối tác hãng sản xuất máy tính: Sony, Acer, Lenovo, Dell, HP ) chuẩn bị tập trung vào dòng sản phẩm: e-reader, thiết bị chơi game, modem USB ứng dụng thương mại M2M (mobile to mobile – di động tới di động) Các chipset gồm: MDM9200 hỗ trợ tốc độ lên đến 100Mbps, tương thích ngược với HSPA, MDM9600 hỗ trợ tốc độ 100Mbps, tương thích ngược với HSPA+ EV-DO (Rev A Rev B) - Kinh nghiệm Phần Lan Về việc chuẩn hóa, nhóm 3GPP RAN hoàn thành phiên 10 cho TDD 3.5GHz (3.4-3.8 băng 41/42) Một số vấn đề tồn khác liên quan đến FDD không ảnh hưởng đến việc hoàn thiện chuẩn hóa cho TDD Trong Hội nghị LTE quốc tế lần thứ hai tổ chức New Delhi gần đây, toàn ngành công nghiệp đạt đồng thuận việc triển khai TDLTE để thiết lập chuẩn quốc tế cho Ấn Độ Theo ông Puneet Garg, Phó chủ tịch mạng Bharti Airtel Ấn Độ, công nghệ BWA nhanh trở thành thực , “Nó làm cho băng rộng không dây tốc độ cao có giá cước phải người tiêu dùng vùng đô thị nông thôn Công nghệ làm cho chi phí xây dựng mạng (TCO) rẻ hơn” Ngoài việc vận hành 12 điểm thử nghiệm TD-LTE 10 quốc gia, NSN nhà cung cấp triển khai thành công thử nghiệm TD-LTE với quy mô lớn điểm thuộc Tập đoàn thông tin di động Trung Hoa-CMCC (Hàng Châu, Hạ Môn Quảng Châu) Ngoài ra, NSN phát sóng trạm gốc LTE mình, thực thành công gọi LTE trước tất nhà cung cấp khác Bên cạnh đó, NSN đạt hai hợp 70 đồng triển khai mạng TD-LTE tham gia triển khai thử nghiệm TD-LTE Ấn Độ với Aircel, Airtel RIL Điều cho thấy NSN góp phần thúc đẩy triển khai TD-LTE toàn giới - Tốc độ LTE cao tương lai Khi thuê bao chuyển đổi từ mạng GSM sang HSPA+ LTE ngày nhiều, việc tận dụng thêm khối phổ tần GSM để triển khai LTE tăng lên Lúc đầu triển khai LTE 1800 băng thông 10 MHz sau mở rộng thêm băng thông lên 20 Mhz giúp tăng gấp đối tốc độ liệu người sử dụng Giải pháp Single RAN Advanced NSN cho phép tận dụng phổ tần dễ dàng nâng cấp phần mềm từ GSM lên LTE chí xa LTE-Advanced 4.5 Triển khai LTE Việt Nam Ở Việt Nam, khách hàng mạng di động dần làm quen với dịch vụ 3G nhà khai thác loay hoay với việc phát triển mở rộng mạng 3G BTS LTE Việt Nam - Ngay sau Bộ Thông tin Truyền thông cấp giấy phép thử nghiệm dịch vụ công nghệ 4G, Tập đoàn BCVT Việt Nam – VNPT khẩn trương tiến hành thực Dự án thử nghiệm cung cấp dịch vụ vô tuyến băng rộng công nghệ LTE, công nghệ tiền 4G - Sau 39 ngày nỗ lực triển khai, với ủng hộ quan quản lý Nhà nước, ngày 10/10/2010, trạm BTS công nghệ LTE không Việt Nam mà khu vực nước Đông Nam Á lắp đặt hoàn thành vào dịp kỷ niệm 1000 năm Thăng long – Hà Nội Trạm BTS công nghệ LTE đặt Nhà Internet, lô 2A, làng Quốc tế Thăng Long, Cầu giấy, Hà Nội Với tốc độ truy cập Internet lên đến 60 Mbps Dịch vụ truy cập Internet vô tuyến LTE đưa đến cho khách hàng ứng dụng đòi hỏi băng thông lớn Video, HDTV, giải trí trực tuyến 71 Hình 4.4: Trạm gốc LTE - Giai đoạn dự án thử nghiệm hoàn tất Hà Nội vòng hai tháng kể từ nhận giấy phép Tốc độ truy cập Internet lên đến 70 Mbps thu phát trực tiếp, đạt 20 Mbps tín hiệu đâm xuyên qua vật cản tường nhà, bê-tông… Hình 4.5: Hệ thống mạng lõi Về phía Viettel, tập đoàn cho biết, phối hợp với Huawei tiến hành lắp đặt, tích hợp thiết bị LTE quận Tân Bình, TP.HCM Trước đó, Viettel tiến hành thử nghiệm Hà Nội Cụ thể, Viettel tiến hành thử 72 nghiệm hệ thống mạng hoàn chỉnh với 40 trạm LTE hai quận Đống Đa Ba Đình - Liên doanh viễn thông Việt - Nga cung cấp dịch vụ 4G/LTE Tại Diễn đàn kinh doanh Việt Nga tổ chức Hà Nội ngày 31/10 vừa qua, thỏa thuận ký kết buổi lễ với chứng kiến Tổng thống Nga Dmitry Medvedev Chủ tịch nước Nguyễn Minh Triết, đánh dấu đời liên doanh cung cấp dịch vụ Internet băng rộng 4G dựa công nghệ LTE Việt Nam Liên doanh RusViet Telecom (“RVT”) thành lập theo thỏa thuận hợp tác VNPT tập đoàn Alltech Invesment Nga với mục đích sử dụng công nghệ 4G/LTE để cung cấp dịch vụ Internet băng rộng với tốc độ cao Việt Nam Theo kế hoạch phát triển, thị trường Việt Nam, RusViet Telecom có bước chuẩn bị để triển khai LTE số nước khác Camphuchia, Lào Myanma Ericsson giúp nhà mạng Việt Nam đo lường mức độ “khoẻ mạnh” mạng 3G để phù hợp với số lượng truyền tải liệu Kết cho thấy, công suất mạng 3G Việt Nam lớn, đủ để đáp ứng cầu người dùng phải đến năm 2015, cần đến mạng 4G 4.6 Kết luận chương Với nhu cầu sử dụng dịch vụ truy nhập băng rộng ngày lớn cấp thiết, động lực doanh nghiệp Viễn thông nước triển khai hệ thống tiền 4G-LTE Qua phân tích, đánh giá công nghệ có phạm vi ứng dụng tìm hiểu giải pháp nhà sản xuất, kết luận công nghệ LTE hoàn toàn có khả triển khai lý do: 73 – Thiết bị sản xuất dựa tiêu chuẩn chung thông qua, điều cho phép thiết bị hãng làm việc với nên việc triển khai mạng nhanh chóng hiệu – Thiết bị LTE tối ưu cho ứng dụng số liệu, điều cho phép LTE triển khai với ứng dụng riêng bên cạnh mạng 3G tối ưu cho thoại – Các kinh nghiệm kết triển khai Phần Lan động lực cho việc phát triển LTE 74 TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Công nghệ LTE công nghệ mới, tiếp tục nghiên cứu triển khai toàn giới, với khả truyền tải tốc độ cao kiến trúc mạng đơn giản, sử dụng băng tần hiệu hoàn toàn tương thích với hệ thống trước (GSM & WCDMA) dựa mạng toàn IP LTE trở thành hệ thống thông tin di động toàn cầu tương lai Vì việc tìm hiểu công nghệ LTE cần thiết có ý nghĩa thực tế Trong đề tài này, em cách tổng quan công nghệ LTE, trọng tâm gồm phần: - Tìm hiểu trình phát triển hệ thống thông tin di động nay, giới thiệu công nghệ LTE - Tìm hiểu kiến trúc mạng LTE, thành phần giao thức sử dụng - Nắm bắt công nghệ OFDMA, SC_FDMA MIMO sử dụng LTE Thiết bị LTE chuẩn hóa thương mại hóa, với kết thử nghiệm WiMAX giới Việt Nam, sách phát triển Bộ Bưu Viễn thông đưa đảm bảo cho việc triển khai LTE Việt Nam Việc triển khai LTE Việt Nam đáp ứng đòi hỏi ngày lớn nhu cầu truy nhập băng rộng, góp phần thúc đầy kinh tế phát triển, đặc biệt khu vực nông thôn, miền núi khu đô thị Nghiên cứu sâu giải pháp điều khiển LTE, đặc biệt vấn đề điều chế hệ thống anten thích nghi nhằm thiết kế vùng phục vụ có hiệu Vấn đề bảo mật vấn đề điều chế LTE nghiên cứu sâu nhằm đưa yêu cầu cụ thể phù hợp với mạng lưới Việt Nam 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] - Harri Holma, Antti Toskala (2009), LTE for UMTS – OFDMA and SCFDMA Based Radio Access, John Wiley & Sons Ltd [2] - Agilent Technologies (2009), 3GPP Long Term Evolution: System Overview, Product Development, and Test Challenges [3] - Farooq Khan (2009), LTE for 4G Mobile Broadband: Air Interface T- echnologies and Performance, Cambridge University Press [4] -C.Gessner (2008), UMTS Long Term Evolution (LTE) Technology Introduction, Rohde-Schwarz [5] - Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Skold, Per Beming (2007), 3G EVOLUTION: HSPA and LTE FOR for mobile broadband, Academic Press Các website tham khảo: www.Thongtincongnghe.com www.Vntelecom.org www.Tapchibcvt.gov.vn www.Tudiencongnghe.net www.Xahoithongtin.com 76 [...]... đã và đang tiến hành nghiên cứu UMTS Long Term Evolution (LTE) Tuy xu hướng tiến hóa công nghệ này đã và đang diễn ra nhưng có rất ít tài liệu mô tả chúng về mặt kỹ thuật, nhất là ở Việt Nam Chính vì vậy, em đã lựa chọn đề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu công nghệ tiền 4G - LTE Đề tài cố gắng mô tả sự tiến hóa của công nghệ LTE cũng như những kỹ thuật và thành phần sử dụng trong công nghệ này để hiểu rõ... giới, cho biết sẽ chọn công nghệ LTE như là một chuẩn di động tương lai, công nghệ tiếp nối của HSPA Thông báo này đã đẩy LTE tiến một bước trên cuộc cạnh tranh giữa LTE với WiMAX và cả công nghệ UMB (Ultra Mobile Broadband) của Qualcom GSMA ủng hộ các công ty và các tổ chức đang phát triển công nghệ LTE 12 Bảng 1.3: So sánh đặc điểm nổi bật của WiMAX và 3G LTE Tính năng 3GPP LTE RAN 1 802.16e/Mobile... biệt là sự 5 xuất hiện của ba công nghệ cho việc phát triển mạng di động tế bào LTE (LongTerm Evolution), UMB (Ultramobile Broadband) và WiMAX II (IEEE802.16m) 1.3 Giới thiệu công nghệ LTE 1.3.1 LTE là gì? Công nghệ UMTS Long Term Evolution (LTE) còn được gọi là EUTRA (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access) hay E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network) là công nghệ có khả năng cung cấp cho... sử dụng trong công nghệ này để hiểu rõ thêm về những tiềm năng hấp dẫn mà công nghệ này sẽ mang lại và tình hình triển khai công nghệ này trên thế giới và tại VIỆT NAM Đồ án gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan về công nghệ tiền 4G- LTE Chương 2: Truy nhập vô tuyến và kiến trúc mạng LTE Chương 3: Lớp vật lý LTE Chương 4: Triển khai LTE trên thế giới và Việt Nam Để thực hiện đồ án tốt nghiệp này, em đã sử... đóng góp của các thầy giáo, cô giáo cũng như các bạn sinh viên Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thắm 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TIỀN 4G- LTE 1.1 Giới thiệu chương Trong chương này trình bày tổng quát về công nghệ cho mạng di động băng rộng tiền 4G, những lợi ích mà công nghệ mang lại cho tương lai và sự ra đời cũng như lộ trình phát triển của các hệ thống thông tin di động thúc đẩy sự phát triển... công nghệ, và hạ tầng mạng không giới hạn đưa ra dịch vụ - Hạ tầng phải được thiết kế sao cho những đổi thay và tiến triển công nghệ có thể được mạng hỗ trợ không gây ra một bất ổn nào đối với các dịch vụ sử dụng cấu trúc mạng hiện tại Để làm được vậy, 3G tách biệt công nghệ truy cập, công nghệ truyền tải, công nghệ dịch vụ (điều khiển đấu nối) và những ứng dụng người dùng Hiện tại có nhiều chuẩn công. .. toán qua mạng tốc độ cao, giao dịch thực hiện nhanh chóng 1.3.4 Sự cạnh tranh của LTE và WIMAX Hiện thế giới đang tồn tại 2 chuẩn công nghệ lõi của mạng 4G là WiMax và LTE Cả WiMax và LTE đều sử dụng các công nghệ thu phát tiên tiến để nâng cao khả năng bắt sóng và hoạt động của thiết bị, mạng lưới Tuy nhiên, mỗi công nghệ đều sử dụng một dải băng tần khác nhau và có những thế mạnh riêng WiMax là chuẩn... so với các công nghệ của mạng di động hiện nay Về lý thuyết, theo tính toán dự kiến tốc độ truyền dữ liệu có thể lên tới 288 Mb/s Cho đến hiện nay, chưa có một chuẩn nào rõ ràng cho 4G được thông qua.Tuy nhiên, những công nghệ phát triển cho 3G hiện nay sẽ làm tiền đề cho ITU xem xét để phát triển cho chuẩn 4G Các sở cứ quan trọng để ITU thông qua cho chuẩn 4G đó chính là từ hỗ trợ của các công ty di... Rel.1 (802.16e) đã có đủ sức cạnh tranh về mặt công nghệ so với 3G LTE Tuy nhiên, nếu nhìn kỹ trên bảng so sánh thì ta thấy công nghệ 3G LTE vẫn vượt hơn 802.16e về cả tính năng di động và tốc độ truyền dữ liệu Ngày nay, tất cả đều đồng ý với nhau rằng để đạt được tốc độ dữ liệu cao chỉ có thể nhờ vào công nghệ ăngten MIMO và kỹ thuật đa truy cập OFDMA 3G LTE ra đời muộn hơn WiMAX và nó cũng không thể... quan về công nghệ LTE, khả năng trở thành công nghệ 4G của nó trong thực tế Từ đó để bắt đầu đi sâu hơn, tìm hiểu về kiến trúc mạng truy cập mạng LTE sẽ được trình bày ở chương tiếp theo 14 CHƯƠNG 2 TRUY NHẬP VÔ TUYẾN VÀ KIẾN TRÚC MẠNG LTE 2.1 Giới thiệu chương Nội dung của chương trình bày mô hình kiến trúc mạng bao gồm các phần tử trong mạng Chương này sẽ đi sâu vào vấn đề truy cập vô tuyến LTE đồng