Giao diện LTE trong hệ thống thông tin di động thế hệ 4

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI ***** LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử GIAO DIỆN LTE TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ HỌC VIÊN: ĐỖ NGỌC ANH HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ GIAO DIỆN LTE TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã ngành: 60520203 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN HOÀI GIANG HỌC VIÊN THỰC HIỆN: ĐỖ NGỌC ANH HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tôi.Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tác giả Đỗ Ngọc Anh LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đề tài “Giao diện LTE hệ thống thông tin di động hệ 4” Tôi nhận nhiều giúp đỡ, tạo điều kiện tập thể lãnh đạo, cán bộ, giảng viên Viện Đại học Mở Hà Nội Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Hoài Giang hướng dẫn thực nghiên cứu Xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy cô giáo, người đem lại cho kiến thức bổ trợ, vô có ích năm học vừa qua Cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học Viện Đại học Mở Hà Nội tạo điều kiện cho trình học tập Cuối xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, người bên tôi, động viên khuyến khích trình thực đề tài nghiên cứu Hà Nội, ngày 12 tháng năm 2015 MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viêt tắt Danh mục bảng Danh mục hình CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ 4G VÀ LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN 1.1.Kiến trúc mạng 4G/LTE 1.1.1.Khái niệm mạng 4G 1.1.2.Các đặc điểm công nghệ 4G 1.1.3.Tiêu chuẩn chất lượng hệ thống mạng 4G 1.1.4.Giải pháp nâng cao chất lượng hệ thống 1.2.Chuẩn giao diện LTE 1.3.ChuẩngiaodiệnWirelessMAN 11 1.4.So sánh chuẩn giao diện 15 1.5.Quá trình phát triển từ 3G lên 4G 18 1.5.1.Một số đánh giá chọn lựa công nghệ nhà cung cấp dịch vụ 19 1.5.2.Cáccông nghệ 3G phát triển để tiến lên 4G 20 KẾT LUẬN CHƯƠNG I 24 CHƯƠNG II KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE 26 2.1 Các mục tiêu thiết kế LTE 26 2.1.1 Mục tiêu 26 2.1.2 Kiến trục mạng LTE 27 2.1.3 Các thực thể LTE 28 2.2 Một số công nghệ quan trọng LTE 30 2.3 Kiến trúc giao diện vô tuyến LTE 33 2.4 Truy nhập vô tuyến LTE 35 2.4.1 Các chế độ truy nhập vô tuyến 35 2.4.2 Kỹ thuật đa truy nhập cho đường xuống OFDMA 36 2.4.3 Kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số trực giao OFDMA 40 2.4.4 Truyền dẫn liệu hướng xuống 44 2.4.5 Kỹ thuật đa truy nhập đường lên LTE SC-FDMA 47 2.4.5.1 SC-FDMA 48 2.4.5.2 Các tham số SC-FDMA 48 2.4.6 Truyền dẫn liệu hướng lên 50 2.4.7 Kỹ thuật MIMO 53 2.5 Lớp vật lý LTE 55 2.5.1 Sơ đồ truyền dẫn đường xuống 58 2.5.2 Scheme truyền dẫn đường lên 63 KẾT LUẬN CHƯƠNG II 69 CHƯƠNG III: TRIỂN KHAI 4G TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 71 3.1 Triển khai 4G giới 71 3.2 Thực trạng phát triển mạng thông tin di động Việt Nam 77 3.2.1 Xa lộ rộng 77 3.2.2 Xu hướng nhà mạng Việt Nam 79 3.2.3 Thử nghiệm công nghệ 4G Việt Nam 80 3.3 Nhu cầu phát triển dịch vụ tốc độ cao 81 3.3.1 Ứng dụng 4G LTE việc nâng cao chất lượng thoại 82 3.3.2 Nhu cầu hệ thống sau 3G 84 3.3.3 Tình hình phát triển, sử dụng thiết bị handheld kết nối mạng không dây Việt Nam 87 3.4 Lộ trình phát triển mạng thông tin di động lên 4G 88 3.4.1 UMB 91 3.4.2 WiMAX IEEE 802.x 92 3.4.3 3GPP LTE 92 3.4.4 LTE-Advance 93 3.4.5 So sánh cách lên 4G 95 KẾT LUẬN CHƯƠNG III 98 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO CÁC THUẬT NGỮ TỪ VIẾT TẮT 3GPP Third Generation Partnership Tổ chức chuẩn hóa mạng di động Project hệ thứ AAS Adaptive Antenna System Hệ thống antenna thích ứng ACK Acknowledgement (In ARQ Báo nhận (trong giao thức ARQ) Protocols) ACLR AGW AM AMC Adjacent Channel Leakage Ratio Access Gateway (In LTE/SAE) Acknowledged Mode (RLC Configuration) Adaptive Modulation And Coding Hệ số rò rỉ kênh lân cận Cổng truy nhập Chế độ báo nhận (cấu hình RLC) Mã hóa 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 BS Broadcast/Multicast Service Center Trung tâm dịch vụ broadcast/multicast Binary Phase-Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân 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 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 DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng DCH Dedicated Channel Kênh dành riêng DFE Decision Feedback Equalization Cân hồi tiếp để định DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi fourier rời rạc DFTS- DFT-Spread OFDM, See Also OFDM trải phổ DFT, xem OFDM SC-FDMA SC-FDMA DL Downlink Đường xuống DL-SCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống DPCCH DPCH Dedicated Physical Control Channel Dedicated Physical Channel Kênh điều khiển vật lý dành riêng Kênh vật lý dành riêng DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh 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 Sự phát không liên tục Standards Institute FCC FDD FDM FDMA Federal Communications Commission Frequency Division Duplex Frequency Division Multiplexing Frequency Division Multiple Access Hội đồng truyền thông liên bang Song công phân chia theo tần số Ghép kênh phân chia theo tần số Đa truy nhập phân chia theo tần số FFT Fast Fourier Transform GERAN GSM EDGE RAN GPRS General Packet Radio Services Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp Global Sytem For Mobile Hệ thống truyền thông di động toàn Communications cầu Hybrid ARQ ARQ hỗn hợp GSM HARQ Biến đổi fourier nhanh Mạng truy nhập vô tuyến GSM EDGE cách chào mời khả truy cập Internet cho máy PC, máy tính xách tay thiết bị di động mạng UMTS/HSDPA CDMA họ Như họ bắt đầu cạnh tranh trực tiếp với nhà cung cấp dịch vụ DSL cáp Muốn cạnh tranh thành công, họ phải tăng thêm băng thông mạng • Sự cạnh tranh từ nhà cung cấp dịch vụ Internet không dây khác: số nước, nhà cung cấp dịch vụ khác chào mời khả truy cập Internet không dây broadband mạng Wifi Wimax/802.16 Những nhà cung cấp cạnh tranh trực tiếp với nhà cung cấp dịch vụ UMTS CDMA truyền thống hoạt động thị trường Một số công nghệ không dây xây dựng giai đoạn triển khai ban đầu, thiết kế để đáp ứng nhu cầu tương lai này: LTE 3GPP, HSPA+ Wimax Câu hỏi đặt bối cảnh vậy, công nghệ 3G nay, công nghệ xem 4G tương lai? Vào ngày 19/12/2007, hãng Nokia Siemens Networks công bố thử nghiệm thành công công nghệ LTE với tốc độ lên đến 173 Mb/s môi trường đô thị với nhiều thuê bao lúc Trên băng tần 2,6 GHz với 20MHz băng thông, tốc độ vượt xa tốc độ yêu cầu 100 Mbps Cuộc thử nghiệm thực tế chứng minh ban đầu quan trọng cho khái niệm LTE" Cuộc gọi thoại điện thoại LTE trình diễn vào Hội nghị Thế giới di động tổ chức vào tháng 2/2008 Barcelona, Tây Ban Nha Vào tháng 3, mạng NTT DoCoMo thử nghiệm LTE đạt đến tốc độ 250Mbps Tại triển lãm viễn thông quốc tế gần đây, nhà sản xuất Huawei, Motorola, Ericsson biểu diễn LTE với ứng dụng xem tivi chất lượng cao HDTV, chơi đấu game online Các thử nghiệm trình diễn chứng tỏ khả tuyệt vời khả thương mại hóa LTE đến gần Trước đây, muốn truy cập liệu, bạn phải cần đường dây cố định để kết nối Trong tương lai không xa với LTE, bạn truy cập tất dịch vụ lúc nơi di chuyển: xem phim chất lượng cao, 86 điện thoại thấy hình, chơi game trực tuyến, tải sở liệu v.v Và nhớ: với tốc độ siêu tốc 3.3.3 Tình hình phát triển, sử dụng thiết bị handheld kết nối mạng không dây Việt Nam Điện thoại thông minh Trong quý II năm 2013, FPT, Q-mobile, Mobistar đặc biệt VNPT Technology tung sản phẩm tầm trung, hình 3,5 inch chạy Android 4.x Các nhà sản xuất nước cho biết, số lượng thiết bị nhiều nửa cuối năm nay, bổ trợ thêm nhiều tính hình đẹp, kết nối 3G phổ biến Máy tính bảng Tablet Hiện nay, thị trường máy tính bảng đà phát triển mạnh mẽ chiếm dụng thị trường tiêu thụ lớn thiết bị công nghệ cao giới Việt Nam Thống kê thị trường cho thấy toàn ngành công nghiệp máy tính bảng phát triển với tốc độ 87 3.4 Lộ trình phát triển mạng thông tin di động lên 4G Hình 3.4: Sơ đồ tóm lược phát triển mạng thông tin di động từ 1G lên 4G Hay viết 4G, công nghệ truyền thông không dây hệ thứ tư, cho phép truyền tải liệu với tốc độ tối đa điều kiện lý tưởng lên tới 1,5 Gbit/s Cách không lâu nhóm gồm 26 công ty có Vodafone (Anh), Siemens (Đức), Alcatel (Pháp), NEC DoCoMo (Nhật Bản), ký thỏa thuận phát triển tiêu chí cao cấp cho ĐTDĐ, hệ thứ kết nối di động – tảng cho kết nối 4G tới Công nghệ 4G hiểu chuẩn tương lai thiết bị không dây Các nghiên cứu NTT DoCoMo cho biết, điện thoại 4G nhận liệu với tốc độ 100 Mbit/s di chuyển tới Gbit/s đứng yên, cho phép người sử dụng tải truyền lên hình ảnh, video clips chất lượng cao Mạng điện thoại 3G DoCoMo có tốc độ tải 384 Kbit/s truyền liệu lên với tốc độ 129 Kbit/s NTT DoCoMo hy vọng vòng 2010 2012 đưa mạng 4G vào kinh doanh 88 Và tương lai, mạng di động LTE Advance, WiMax (nhánh khác 4G)… hệ tiến nữa, cho phép người dùng truyền tải liệu HD, xem tivi tốc độ cao, trải nghệm web tiên tiến mang lại cho người dùng nhiều tiện lợi từ di động Công nghệ 4G Cơ quan chịu trách nhiệm phân loại mạng không dây ITU (International Telecommunication Union) ITU phân loại mạng viễn thông di động quốc tế (international mobile telecommunication_IMT) sau: • Các hệ thống IMT-2000: tức hệ thống mà ta gọi 3G nay, ví dụ UMTS CDMA2000 • Các hệ thống Enhanced IMT-2000: phát triển hệ thống IMT-2000 (tức sau 3G), ví dụ HSPA, CDMA 1xEvDo hệ phát triển chúng tương lai • Các hệ thống IMT-Advance: hệ thống thuộc loại xem hệ thống 4G Trong liên minh viễn thông quốc tế ITU, nhóm công tác 8F(ITU-R WP 8F) tiến hành nghiên cứu hệ thống sau IMT-2000 ITU-R WP 8F tuyên bố cần có công nghệ vô tuyến di động để đáp ứng khả cao IMT-2000, nhiên chưa rõ công nghệ Thuật ngữ IMT-Adv có bước phát triển giống IMT-2000 có khả hệ thống trước Trong giới nghiên cứu, số đề án tiến hành IMT-Advance hệ sau truy nhập vô tuyến Chẳng hạn đề án Winner hỗ trợ phần kinh tế từ liên minh châu Âu đề án dành cho nghiên cứu vấn đề Khái niệm Winner có nhiều phần tử gần giống với LTE Tuy nhiên Winner đặt mục tiêu cho tốc độ số liệu cao thiết kế cho băng thông rộng 20Mhz 89 LTE đường tiến tới 4G LTE tồn giai đoạn đầu 4G, IMT Adv LTE cho phép chuyển đổi dần từ 3G UMTS sang giai đoạn đầu 4G sau sang IMT Adv Chuyển đổi dần từ LTE sang IMT Adv chìa khóa thành công thị trường 3GPP bắt đầu hướng đến IMT-Advance cho vô tuyến vùng nội hạt tên LTE-Advance LTE-Advance phần 3GPP Release 10 IMT-Advance triển khai vào năm 2013 sau Hình 3.5 : Tốc độ bit phát triển di động đến IMT-Advance Ngoài LTE 3GPP có hướng chuyển đổi khác sang 4G 3GPP2 thực kế hoạch nghiên cứu LTE cho mình, hệ thống 3GPP2 đề xuất UMB (Ultra Mobile Broadband) Ngoài Wimax có kế hoạch tiến tới 4G Một lộ trình tiến tới mạng 4G công nghệ thể hình 1.2: 90 Hình 3.6: Sơ lược phát triển công nghệ từ 1G lên 4G 3.4.1 UMB (Ultra Mobile Broadband - Mạng thông tin di động siêu băng rộng) Chuẩn UMB phát triển 3GPP2 với kế hoạch thương mại hoá trước 2009 Một số đặc điểm kỹ thuật sau: Các kỹ thuật Multiple radio antenna tiên tiến: Multiple Input Multiple Output (MIMO), đa truy nhập phân chia theo không gian (Spatial Division Multiple Access (SDMA)) kỹ thuật beamforming antenna Các kỹ thuật quản lý nhiễu tiên tiến (Improved interference management techniques) • Tốc độ liệu cao (peak data rates) 91 • Lên tới 288 Mbps đường lên, 75 Mbps đường xuống • Lên tới 1000 người sử dụng VoIP đồng thời (với cấp phát 20 MHz FDD) 3.4.2 WiMAX IEEE 802.x Chuẩn bắt nguồn từ mạng WiFi, sau tiến lên 802.16e 802.16m 802.20 Chuẩn IEEE 802.20 gọi truy nhập vô tuyến băng rộng di động WBMA (Mobile Broadband Wireless Access) Nó hỗ trợ di chuyển với vận tốc lên tới 250 km/h Trong chuyển vùng (roaming) WiMAX nhìn chung bị giới hạn phạm vi định, chuẩn IEEE 802.20 giống 3G có khả hỗ trợ chuyển vùng toàn cầu Ngoài ra, giống WiMAX, IEEE 802.20 hỗ trợ kỹ thuật QoS nhằm cung cấp dịch vụ có yêu cầu cao độ trễ, jitter Trong mạng EEE 802.20, việc đồng đường lên đường xuống thực hiệu Dự kiến, chuẩn IEEE 802.20 tương lai kết hợp số tính IEE 802.16e mạng liệu 3G, nhằm cung cấp tạo mạng truyền thông đa dạng (rich communication) 3.4.3 3GPP LTE Hệ thống 3GPP LTE, bước cần hướng tới hệ thống mạng không dây 3G dựa công nghệ di động GSM/UMTS, công nghệ tiềm cho truyền thông 4G Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) định nghĩa truyền thông di động hệ thứ IMT Advanced chia thành hai hệ thống dùng cho di động tốc độ cao di động tốc độ thấp 3GPP LTE hệ thống dùng cho di động tốc độ cao Ngoài ra, công nghệ hệ thống tích hợp thếgiới ứng dụng chuẩn 3GPP LTE chuẩn dịch vụ ứng dụng khác, người sử dụng dễ dàng thực gọi truyền liệu mạng LTE mạng GSM/GPRS UMTS dựa WCDMA 92 3GPP LTE có khả cấp phát phổ tần linh động hỗ trợ dịch vụ đa phương tiện với tốc độ 100Mb/s di chuyển tốc độ 3km/h, đạt 30Mb/s di chuyển tốc độ cao 120km/h tốc độ truyền 30 Mb/s Tốc độ nhanh gấp lần so với tốc độ truyền liệu công nghệ HSDPA (truy nhập gói liệu tốc độ cao) Do công nghệ cho phép sử dụng dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao di chuyển tốc độ nên hỗ trợ sử dụng dịch vụ nội dung có dung lượng lớn với độ phân giải cao điện thoại di động, máy tính bỏ túi PDA, điện thoại thông minh Ưu điểm bật: • Dung lượng truyền kênh đường xuống đạt 100 Mbps kênh đường lên đạt 50 Mbps • Tăng tốc độ truyền người sử dụng mặt phẳng điều khiển • Sẽ không chuyển mạch kênh Tất dựa IP VoIP dùng cho dich vụ thoại • Kiến trúc mạng đơn giản so với mạng 3G thời Tuy nhiên mạng 3GPP LTE tích hợp cách dễ dàng với mạng 3G 2G Điều quan trọng cho nhà cung cấp mạng triển khai 3GPP LTE không cần thay đổi toàn sở hạ tầng mạng có • OFDMA MIMO sử dụng 3G LTE thay CDMA 3G 3.4.4 LTE-Advance Sự phát triển LTE Advance/IMT Advance bảng tiến triển từ dịch vụ 3G phát triển từ kĩ thuật UMTS/W-CDMA 93 Bảng 3.1: So sánh thông số đặc diểm hệ thống Một số đặc điểm LTE Advance: • Tốc độ liệu đỉnh: Gbps cho đường xuống 500 Mbps cho đường lên • Băng thông sử dụng: 20Mhz_100Mhz • Hiệu phổ đỉnh: 30bps/Hz cho đường xuống 15 bps/Hz cho đường lên • Thời gian chờ: nhỏ 50 ms chuyển từ trạng thái rỗi sang trạng thái kết nối nhỏ 5ms cho chuyển mạch gói riêng lẻ • Tính di động: giống LTE • Khả tương thích: LTE Advance có khả liên kết mạng với LTE hệ thống 3GPP Một số kĩ thuật dùng LTE-Advance: Có số kĩ thuật giúp cho LTE Advance đạt tốc độ liệu cao MIMO OFDM hai kĩ thuật Bên cạnh đó, có số kĩ thuật khác triển khai Trong số đó, kĩ thuật MC-MC-CDMA (Multicode Multicarrier 94 Code Devision Multiple Access) ứng cử nghiên cứu bàn cãi Trong khuôn khổ đề tài, người thực tiến hành nghiên cứu, mô nhằm so sánh kĩ thuật sử dụng LTE OFDM kết hợp với MIMO SC-FDMA so với MC-MC-CDMA để lựa chọn phương pháp tốt 3.4.5 So sánh cách lên 4G Đối với công nghệ WiMAX: Mặc dù người ủng hộ WiMax khẳng định 4G WiMax, quan điểm sai lầm Các phiên WiMax tương lai trở thành "ứng cử viên" tiềm tàng 4G, điều biến OFDMA thành phần chủ chốt 4G, chắn 4G WiMax WiMax hoạt động chất xúc tác 3G (hay 3GPP - công nghệ truyền thông hệ thứ ba) 3GPP2, ứng dụng điều biến OFDM, bổ sung công nghệ MIMO công nghệ antenna thông minh khác, nhằm thúc đẩy bước cải tiến Cả hai định hướng rõ ràng hành trình "lên" 4G Những người ủng hộ WiMax tự hào số ưu điểm công nghệ này, bao gồm chi phí, thời gian tung thị trường có môi trường sinh thái mạnh Với việc đưa vào ứng dụng vào năm 2007, Mobile WiMax có lợi thời gian có mặt thị trường (time-to-market) công nghệ LTE (Long Term Evolution – tiến hóa dài hạn) UMB (Ultra Mobile Broadband – băng thông siêu di động) Tuy nhiên, hệ công nghệ WiMax di động, cải tiến công nghệ MIMO, có thông lượng cao đáng kể so với công nghệ 3,5G HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access truy nhập tải gói tốc độ cao) ứng dụng 95 Các ưu điểm chi phí mà nhà cung cấp dịch vụ WiMax quảng cáo chưa chứng minh Sprint khẳng định Mobile WiMax hoạt động theo nguyên tắc tính tiền theo bit công nghệ EVDO (Evolution-Data Optimized – phát triển, tối ưu hóa liệu), có nhiều lợi từ dải băng thông rộng Mobile WiMax Mobile WiMax có hiệu suất quang phổ cao chắn có phạm vi phủ sóng nhỏ hơn, nửa phần tư bán kính phủ sóng công nghệ HSPA (High-Speed Packet Access – công nghệ truy cập tốc độ cao) Theo chuyên gia công nghệ, chi phí cho công nghệ WiMax đắt gấp đến 10 lần chi phí HSDPA Các kết sơ từ mạng thương mại SKT KT Hàn Quốc, dù mắt với quy mô nhỏ, không ưu điểm chi phí vận hành WiMax nhiều người quảng cáo Đại diện Samsung, Kiho Kim, công bố kết thử nghiệm Seoul với Korea Telecom hệ thống WiBro (băng thông vô tuyến), dung lượng khu vực hệ thống WiBro giới thực 2,8Mb/giây đường tải xuống 1Mb/giây đường tải lên WiMax sẽ cải thiện, công nghệ 3GPP 3GPP2 phát triển để hỗ trợ thông lượng cao hơn, góc trễ thấp có hiệu kinh tế lớn nhờ cân đối công nghệ MIMO với công nghệ antenna thông minh khác, dải băng tần rộng cuối điều biến OFDM Xét môi trường sinh thái, 3GPP 3GPP2 hỗ trợ mạnh từ phía hãng công nghệ, chúng tích hợp laptop thiết bị nhúng khác Đối với công nghệ LTE UMB: Một số hãng ủng hộ WiMax so sánh WiMax với HSDPA EVDO Rev A, so sánh không hợp lý chút Phép so sánh có lý “lính mới”, đối tượng không sở hữu mạng không dây hành, đôi với hầu hết hãng cung cấp di động 96 Các "di cư" từ WCDMA sang HSDPA từ EVDO sang EVDO Rev A diễn suôn sẻ mang lại nhiều lợi nhuận, nhà cung cấp dịch vụ không cần thiết phải xây dựng mạng Để nâng cấp từ mạng WCDMA lên mạng HSPA, chi phí bổ sung 10% chi phí triển khai mạng 3G Hầu hết nhà cung cấp dịch vụ tiếp tục đầu tư vào mạng 3G 3,5 G để đưa dịch vụ thoại truyền liệu có chất lượng cao Họ chưa thể thu hồi khoản đầu tư 3G chưa tin nhu cầu tiêu dùng dịch vụ truy cập di động băng thông rộng không hạn chế thực tồn trước mắt Cả 3GPP 3GPP2 có kế hoạch cải tiến không ngừng HSPA EVDO nhằm đưa dải tần băng thông cao với hiệu kinh tế lớn Nhiều nhà cung cấp dịch vụ chọn kiều "di cư" thay xây dựng mạng song song Cả 3GPP 3GPP2 cuối chuyền sang công nghệ dựa OFDMA LTE UMB Mobile WiMax cạnh tranh với hai công nghệ này, xét tiêu chuẩn lợi ích thương mại thật WiMax có lơi thời gian mắt thị trường Tuy nhiên, hầu hết nhà cung cấp dich vụ chưa sẵn sàng triển khai băng thông di động, điều làm lợi thời gian giảm bớt ý nghĩa Kể họ định xây dựng mạng băng thông di động song song nhằm đáp ứng nhu cầu liệu trị trường đông dân cư, họ chọn LTE thay Mobile WiMax Theo tổ chức thương mại 3G Americas, số đại lý công nghệ công bố kế hoạch biến hạ tầng họ trở thành tái sử dụng LTE Các cấu trúc sở hạ tầng mạng tương lai xuất thị trường vào năm sau năm sau 97 KẾT LUẬN CHƯƠNG III Chương đánh giá xu hướng phát triển công nghệ, thiết bị mạng cầm tay (handheld) cho LTE/4G xu hướng phát triển thiết bị cầm tay kết nối mạng không dây giới thời gian tới đồng thời tình hình phát triển, sử dụng thiết bị cầm tay kết nối mạng không dây nước Bên cạnh đó, chương đưa kinh nghiệm số nước tiêu biểu giới việc phát triển công nghệ 4G Và chương đưa đánh giá xu hướng triển khai LTE/4G nhà mạng giới phân tích, đánh giá xu hướng chiến lược phát triển thiết bị LTE/4G nhà cung cấp thiết bị viễn thông hàng đầu giới Alcatel-Lucent, Ericsson, Huawei Từ phân tích đánh giá mà đưa học cho Việt Nam công đổi phát triển công nghệ viễn thông Tốc độ phát triển điện thoại ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch triển khai 4G Việt Nam Hiện có 636 mẫu smartphone số lượng thiết bị cầm tay 4G bán ra, tăng 222% so với năm 2013, 30% số có mặt nước ta Các smartphone 4G giá rẻ từ 100 đến 150 USD nhà cung cấp sản xuất nhiều Bên cạnh đó, mẫu smartphone có khả khai thác triệt để băng thông mà công nghệ 4G cung cấp Theo dự đoán, mẫu smartphone 4G giá rẻ tiếp tục mắt đạt đỉnh điểm vào cuối năm 2015 Việt Nam tiến hành số hóa truyền hình lấy băng tần thừa để dùng cho mạng 4G Cuối cùng, năm 2015 mốc triển khai nằm lộ trình Quy hoạch phát triển viễn thông quốc gia trước “sốt sắng” nhà mạng nhu cầu cấp thiết xã hội, đến lúc Việt Nam đưa 4G vào lộ trình phát triển năm tới 98 KẾT LUẬN 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 & WCDM) 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 Với ưu điểm công nghệ 4G LTE, áp dụng trở nên phổ biến giới Việt Nam tiến hành thử nghiệm công nghệ 4G khả thương mại hóa thời gian tới Thêm Bộ TT&TT tiến tới việc bán đấu giá cung cấp băng tần cho 4G Việt Nam Trong đồ án em đề cập cách tổng quan công nghệ LTE, trọng tâm gồm phần : - Tìm hiểu trình phát triển hệ thống di động, xu hướng tất yếu tiến tới mạng 4G - Tìm hiểu kiến trúc mạng LTE, tìm hiểu sâu lớp cấu trúc vật lý công nghệ tiên tiến áp dụng mạng 4G - Tìm hiểu công nghệ OFDMA, SCFDMA MIMO,… Trong công nghệ 4G LTE - Tìm hiểu tình hình triển khai thới giới nói chung Việt Nam nói riêng Hướng phát triển đề tài: Sẽ nghiên cứu sâu công nghệ 4G LTE công nghệ tiên tiến ứng dụng mạng lưới khả triển khai thực tế Có thể bổ sung thêm kết nghiên cứu việc triển khai 4G Việt Nam thời gian tới Nhất nhà mạng chuẩn bị mua tần số 4G Đồng thời mở rộng sang hướng nghiên cứu công nghệ ứng dụng tảng 4G LTE-Advance Đây xu hướng 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Sköld and Per Beming, “3G Evolution HSPA and LTE for Mobile Broadband”, Academic Press, 2007 [2] Rysavy Research, “EDGE, HSPA and LTE broadband innovation”, 3G Americas, 2008 [3] “The mobile broadband evolution: 3GPP Release and beyond HSPA+, SAE/LTE and LTE-advanced”, 3G Americas, 2009 [4] H Ekström, A Furuskär, J Karlsson, M Meyer, S Parkvall, J Torsner and M Wahlqvist, “Technical Solutions for the 3G Long-term Evolution”, IEEE Communications Magazine, March 2006 [5] “WiMax LTE: Chiến hay hòa?”, Tạp chí PCWorld Việt Nam, 2008 [6] www.elsevier.com/ locate/simpat [7] www.thongtincongnghe.com [8] www.ieee.org [9] www.3gpp.org [...]... 20; 40 Tính kế thừa Mạng lõi có IMS với cấu trúc SAE Duplexing Công nghệ truy nhập: 800, 2620 MHz) Băng thông, MHz Tốc độ, Mbit/s 15 - DL 288 (4x4) 64 (2x2) 350 (4x4) - UL 98 (2x4) 28 (2x2) 200 (2x4) Độ di động 350 km/h 120 km/h 350 km/h - Truy nhập < 5 ms 20 ms < 10 ms - Chuyển giao < 50 ms 30 - 50 ms < 20 ms - DL 2x2; 2x4; 4x2; 4x4 2x2 2x2;2x4;4x2; 4x4 - UL 1x2;1x4; 2x2; 2x4 1x2 1x2; 1x4; 2x2; 2x4... thiệu LTE và kiến trúc lại UMTS như là mạng IP thế năm 2008 hệ thứ tư hoàn toàn dựa trên IP 14 hoặc đầu năm 2009 1 .4 So sánh các chuẩn giao di n So sánh công nghệ LTE và công nghệ Wimax? Cấu trúc hệ thống Cấu trúc hệ thống LTE và WiMax đều cho phép cải thiện độ trễ, nâng cao dung lượng và băng thông, với mạng lõi đơn giản, tối ưu hóa lưu lượng IP và dịch vụ Cả 2 cấu trúc đều có sự tích hợp liên tục trong. .. cứu 8 1.2 Chuẩn giao di n LTE Hình 1.5: Các giao di n trong LTE Trong đó: User Equipment là thiết bị đầu cuối, IP Connectivity Layer là lớp kết nối IP, Services connectivity layer là lớp kết nối dịch vụ Evolved Radio Access Network (RAN) Phần evolved RAN cho LTE chỉ gồm 1 thiết bị duy nhất, eNodeB (eNB), giao di n với UE eNB chứa các lớp PHYsical (PHY), Medium Access Control (MAC), Radio Link Control... nguyên theo băng thông kênh truyền 43 Bảng 2.3 Tham số cấu trúc khung đường xuống ( FDD & TDD ) 44 Bảng 2 .4 Các tham số cấu trúc khung đường lên ( FDD&TDD) 50 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Tổng quan mạng LTE 1 Hình 1.2: Hệ MIMO tiêu chuẩn và hệ MIMO phối hợp (co-operative) 5 Hình 1.3: Sử dụng Relay 6 Hình 1 .4: Femtocell trong LTE 8 Hình 1.5: Các giao di n trong LTE ... mạng thông tin di động từ 1G lên 4G 88 Hình 3.5 : Tốc độ bit và sự phát triển di động đến IMT-Advance 90 Hình 3.6: Sơ lược sự phát triển công nghệ từ 1G lên 4G 91 CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ 4G VÀ LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN 1.1 Kiến trúc mạng 4G /LTE Hình 1.1: Tổng quan mạng LTE 1.1.1 Khái niệm mạng 4G LTE (viết tắt của cụm từ Long Term Evolution, có nghĩa là Tiến hóa dài hạn), công nghệ này... công nghệ này được coi như công nghệ di động thế hệ thứ 4 (4G, nhưng thực chất LTE mới chỉ được coi như 3,9G) 4G LTE là một chuẩn cho truyền thông không dây tốc độ dữ liệu cao dành cho điện thoại di động và các thiết bị đầu cuối dữ liệu Nó dựa trên các công nghệ mạng GSM/EDGE và UMTS/HSPA, LTE nhờ sử dụng các kỹ thuật điều chế mới và một loạt các giải pháp công nghệ khác như lập lịch phụ thuộc kênh... lượng hệ thống Điều phối và gạt nhiễu Sự áp dụng công nghệ OFDMA vào hệ thống thông tin di động tổ ong (bắt đầu từ 802.16e và tiếp tục với LTE/ SAE) đã làm thay đổi lớn về gạt nhiễu ở biên tế bào Trong kỹ thuật OFDMA khả năng lập lịch chọn tần với kênh truyền đã mở ra khả năng về tối ưu hóa các thông số trong tế bào nhưng nhiễu đồng kênh trong tế bào trở nên biến đổi nhiều hơn Việc nghiên cứu các tác động. .. chuyển giao nhanh hơn và không gián đoạn, cung cấp dịch vụ liên tục giữa các hệ thống và các mạng Mạng 4G bao gồm tất cả các hệ thống của các mạng khác nhau, từ mạng công cộng đến mạng riêng, từ mạng băng rộng có quản trị mạng đến mạng cá nhân và các mạng Ad-hoc Các hệ thống 4G sẽ hoạt động kết hợp với các hệ thống 2G và 3G cũng như các hệ thống phát quảng bá băng rộng khác Thêm vào đó, mạng 4G là mạng... liệu user-plane 9 Phần lớn tiêu chuẩn LTE hướng đến việc nâng cấp 3G UMTS để cuối cùng có thể thực sự trở thành công nghệ truyền thông di động 4G Một lượng lớn công việc là nhằm mục đích đơn giản hóa kiến trúc hệ thống, vì nó chuyển từ mạng UMTE sử dụng kết hợp chuyển mạch kênh + chuyển mạch gói sang hệ thống kiến trúc phẳng toàn IP E-UTRA là giao di n vô tuyến của LTE Nó có các tính năng chính sau: •... tại WiMAX di động Rel 1 (802.16e) đã có đủ sức cạnh tranh về mặt công nghệ so với 4G LTE Tuy nhiên, nếu nhìn kỹ trên bảng so sánh thì ta thấy công nghệ 4G LTE vẫn vượt hơn 802.16e về cả tính năng di động và tốc độ truyền dự liệu Song, đối với những nhà phát triển WiMAX thì họ không chấp nhận so sánh 4G LTE với 802.16e mà phải là 802.16m (cột thứ 3 trên bảng 1.3) Nhìn vào đây ta thấy WiMAX di động Rel