Đề tài tìm hiểu về công nghệ 4g lte

I.Giới thiệu•Trong xã hội ngày nay nhu cầu về trao đổi thông tin, truyền dữ liệu, các dịch vụ trên thiết bị di động ngày càng cao. •Các hệ thống thông tin di động 2G, 2,5G, 3G vẫn đang hoạt động khá trơn tru và ngày càng phát triển với những thế mạnh của mình.•Tuy nhiên chúng vẫn phần nào chưa đáp ứng được mong đợi của những khách hàng có nhu cầu sử dụng truyền dữ liệu tốc độ cao.•Hệ thống thống tin di động sử dụng công nghệ LTE được phát triển sẽ giải quyết được những khó khăn trên.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG MÔN: GIAO TIẾP MÁY TÍNH VÀ THU NHẬN DỮ LIỆU ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ 4G LTE GVHD : NGUYỄN QUỐC KHOA SVTH : NGUYỄN DUY SANG 1020177 Năm học: 2013-2014 Tìm hiểu công nghệ 4G LTE Page MỤC LỤC I II III IV V VI VII VIII Giới thiệu .2 Tổng quang công nghệ LTE .2 LTE làm việc nào? Ưu điểm công nghệ 4G LTE Triển vọng .5 Thực tiễn 4G Việt Nam .6 Tại 4G 4G ‘Thực’ So sánh LTE Wimax .7 Tìm hiểu công nghệ 4G LTE Page I Giới thiệu • Trong xã hội ngày nhu cầu trao đổi thông tin, truyền liệu, dịch vụ thiết bị di động ngày cao • Các hệ thống thông tin di động 2G, 2,5G, 3G hoạt động trơn tru ngày phát triển với mạnh • Tuy nhiên chúng phần chưa đáp ứng mong đợi khách hàng có nhu cầu sử dụng truyền liệu tốc độ cao • Hệ thống thống tin di động sử dụng công nghệ LTE phát triển giải khó khăn II.Tổng quan công nghệ LTE • LTE (viết tắt cụm từ Long Term Evolution, có nghĩa Tiến hóa dài hạn), công nghệ coi công nghệ di động hệ thứ (4G, thực chất LTE coi 3,9G) • 4G LTE chuẩn cho truyền thông không dây tốc độ liệu cao dành cho điện thoại di động thiết bị đầu cuối liệu Nó dựa công nghệ mạng GSM/EDGE UMTS/HSPA, LTE nhờ sử dụng kỹ thuật điều chế loạt giải pháp công nghệ khác lập lịch phụ thuộc kênh thích nghi tốc độ liệu, kỹ thuật đa anten để tăng dung lượng tốc độ liệu • Các tiêu chuẩn LTE tổ chức 3GPP (Dự án đối tác hệ thứ 3) ban hành quy định loạt tiêu kỹ thuật Phiên (Release 8), với cải tiến nhỏ mô tả Phiên • Công nghệ 4G chia hai "trường phái" LTE Wimax Cũng giống Blu-Ray HD DVD, hai "trường phái" công nghệ di động có chiến không tiếng súng diễn vô ác liệt • Tuy nhiên, chiến bắt đầu ngã ngũ với chiến thắng nằm tay LTE • Dịch vụ LTE thương mại giới hãng TeliaSonera giới thiệu Oslo Stockholm vào ngày 14/12/2009 LTE hướng nâng cấp tự nhiên cho sóng mang với mạng GSM/UMTS, nhà mạng dựa công nghệ CDMA Verizon Wireless au by KDDI Nhật tuyên bố họ chuyển lên công nghệ LTE Tìm hiểu công nghệ 4G LTE Page III LTE làm việc nào? • Tốc độ đỉnh tức thời với băng thông 20Mhz  Tải lên : 50 Mbps  Tải xuống : 100Mbps • Dung lượng liệu truyền tải trung bình người dùng 1Mhz so với mạng HSDPA Rel.6:  Tải lên : gấp đến lần  Tải xuống : gấp đến lần • Hoạt động tối ưu với tốc độ di chuyển thuê bao 0-15 km/h Vẫn hoạt động tốt với tốc độ từ 15-120 km/h Vẫn trì hoạt động thuê bao di chuyển với tốc độ từ 120-350 km/h (thậm chí 500 km/h tùy băng tần) • Các tiêu phải đảm bảo bán kính vùng phủ sóng 5km, giảm chút phạm vi đến 30km Từ 30-100km không hạn chế • Độ dài băng thông linh hoạt: hoạt động với băng tần 1.25Mhz, 1.6 Mhz, 10Mhz, 15Mhz 20Mhz chiều lên chiều xuống Hỗ trợ hai trường hợp độ dài băng lên băng xuống không Để đạt mục tiêu này, có nhiều kĩ thuật áp dụng, bật kĩ thuật vô tuyến OFDMA (đa truy cập phân chia theo tần số trực giao), kĩ thuật anten MIMO (Multiple Input Multiple Output) Ngoài hệ thống chạy hoàn toàn IP (all-IP Network), hỗ trợ hai chế độ FDD TDD Tìm hiểu công nghệ 4G LTE Page BĂNG TẦN TRIỂN KHAI LTE Công nghệ LTE phù hợp triển khai độ rộng băng tần phạm vi từ 1.25 MHz đến 20 MHz, nữa, hoạt động tất băng tần 3GPP theo cặp phổ tần không theo cặp phổ tần CÁC TÙY CHỌN NÂNG CẤP LÊN LTE LTE cung cấp đường tiến hóa cho nhà khai thác triển khai tất công nghệ 3GPP phi 3GPP Song song với giao diện vô tuyến cấp cao nó, LTE yêu cầu tiến hóa từ mạng chuyển mạch lai kênh/gói trở thành môi trường đơn giản hóa, toàn IP Dựa họ chuẩn UMTS/HSPA, LTE tăng cường khả công nghệ mạng tế bào để thỏa mãn yêu cầu ngày cao khách hàng có thói quen với dịch vụ băng rộng cố định Như vậy, hợp môi trường định hướng thoại mạng di động với khả dịch vụ tập trung số liệu cho Internet cố định Tìm hiểu công nghệ 4G LTE Page IV Ưu điểm công nghệ 4G LTE • LTE cung cấp tốc độ liệu cao cho đường lên đường xuống • Ngoài làm tăng tốc độ số liệu thực LTE làm giảm trễ gói • Tăng cường giao diện không gian cho phép tăng tốc độ số liệu LTE xác định mạng truy nhập vô tuyến hoàn toàn dựa công nghệ OFDM cho đường xuống SC-FDMA cho đường lên • Hiệu sử dụng phổ tần OFDM nâng cao nhờ sử dụng kỹ thuật diều chế bậc cao 64QAM Mã hóa turbo, mã hóa xoắn kỹ thuật vô tuyến bổ sung kỹ thuật MIMO kết thông lượng trung bình tăng lên lần so với HSPA • Môi trường toàn IP LTE chuyển dịch tới mạng lõi toàn IP với giao diện mở kiến trúc đơn giản hóa Đây bước chuyển đổi 3GPP từ hệ thống mạng lõi tồn kết hợp song song trước chuyển mạch kênh chuyển mạch gói sang mạng lõi sử dụng chuyển mạch gói • Hiệu trải phổ tăng lần so với WCDMA • Độ rộng băng tần linh hoạt • Có thể tồn với chuẩn hệ thống trước giúp giảm chi phí triển khai V Triển vọng • Trên giới có nhiều hãng viễn thông lớn triển khai hoạt động mạng LTE Mạng NTT DoCoMo Nhật tiên phong đặt mục tiêu khai trương dịch vụ vào năm 2009 • Các mạng Verizon Wireless, Vodafone, China Mobile tuyên bố hợp tác thử nghiệm LTE vào năm Việc triển khai sở hạ tầng cho LTE bắt đầu nửa sau năm 2009 cung cấp dịch vụ vào năm 2010 • Mạng Telstra Úc gần xác nhận phát triển theo hướng LTE Hãng TeliaSonera, nhà cung cấp lớn cho thị trường Bắc Âu vùng Baltic cam kết sử dụng công nghệ LTE cho thị trường • Ngày 11/6/2008, theo Financial Times, cổ phiếu Nortel, nhà sản xuất viễn thông tiếng Canada, tăng 13% hãng tuyên bố tập trung nỗ lực nghiên cứu không dây vào công nghệ LTE thay công nghệ đối thủ Wimax • 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 trƣờng đô thị với nhiều thuê bao lúc Trên băng tần 2.6 Ghz với 20 Mhz băng thông, tốc độ vƣợt xa tốc độ yêu cầu 100 Mbps Tìm hiểu công nghệ 4G LTE Page • Cuộc gọi thoại điện thoại LTE đƣợc trình diễn vào Hội nghị Thế giới di động (Mobile World Congress) đƣợc tổ chức vào tháng 2/2008 Barcelona, Tây Ban Nha Vào tháng vừa qua, mạng NTT DoCoMo thử nghiệm LTE đạt đến tốc độ 250 Mbps • Đầu tháng 10/2010, hãng viễn thông Ericsson Việt Nam phối hợp với cục Tần số Vô tuyến điện Bộ Thông tin Truyền thông trình diễn công nghệ LTE – công nghệ tiền 4G trước chứng kiến Bộ mạng di động Việt Nam • Đợt thử nghiệm vừa diễn băng tần 2300 – 2400 Mhz Kết thúc thử nghiệm tốc độ đo tốc độ tải xuống đạt 80 Mbps, tải lên đạt 20 Mbps Vượt xa tốc độ truy nhập ADSL • Thuê bao LTE toàn cầu tăng mức ấn tượng, từ 75 triệu tháng 12 năm 2012 lên 126 triệu vào tháng năm 2013 VI Thực tiễn 4G Việt Nam Tìm hiểu công nghệ 4G LTE Page • Hiện tại, bạn thấy đồ phía trên, Việt Nam thuộc nhóm quốc gia có kế hoạch triển khai mạng LTE Mặc dù nhiều nhà mạng rục rịch thử nghiệm người dùng chưa nhận thông tin thức • Theo số nhận định chuyên gia nước am hiểu thị trường di động Việt nam, 3G đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng liệu người dùng, nhà mạng phải vội vàng Khó nói thời gian xác để triển khai 4G LTE nước nhà, với tốc độ tăng trưởng chóng mặt doanh số thiết bị di động bán tương lai mạng băng thông rộng không dây không xa • 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 VII Tại nói 4G 4G “Thực” • Các quan tiêu chuẩn viễn thông thương đặt tiêu chí “chính thức” dịch vụ 4G với tốc độ “khủng” mà công nghệ giới phải nhiều năm đạt mức • Nhưng nhà kinh doanh tiếp thị lại nghĩ với tốc độ nay, 4G tạo bước nhảy vọt xứng đáng gọi mạng không dây “thế hệ kế tiếp” VIII So sánh LTE Wimax • Về công nghệ, LTE Wimax có số khác biệt có nhiều điểm tương đồng Cả hai công nghệ dựa tảng IP Cả hai dùng kĩ thuật MIMO để cải thiện chất lượng truyền/nhận tín hiệu, đường xuống từ trạm thu phát đến thiết bị đầu cuối đầu tăng tốc kĩ thuật OFDM hỗ trợ truyền tải liệu đa phương tiện video • Theo lý thuyết, chuẩn Wimax (802.16e) cho tốc độ tải xuống tối đa 70Mbps, LTE dự kiến cho tốc độ đến 300Mbps Tuy nhiên, LTE triển khai thị trường Wimax nâng cấp lên chuẩn 802.16m (còn gọi Wimax 2.0) có tốc độ tương đương cao Tìm hiểu công nghệ 4G LTE Page • Đường lên từ thiết bị đầu cuối đến trạm thu phát có khác công nghệ WiMax dùng OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access – biến thể OFDM), LTE dùng kỹ thuật SC-FDMA (Single Carrier - Frequency Division Multiple Access) • Về lý thuyết, SC-FDMA thiết kế làm việc hiệu thiết bị đầu cuối tiêu thụ lượng thấp OFDMA • TE có ưu WiMax thiết kế tương thích với phương thức TDD (Time Division Duplex) FDD (Frequency Division Duplex) Ngược lại, WiMax tương thích với TDD (theo báo cáo công bố đầu năm nay, WiMax Forum làm việc với phiên Mobile WiMax tích hợp FDD) TDD truyền liệu lên xuống thông qua kênh tần số (dùng phương thức phân chia thời gian), FDD cho phép truyền liệu lên xuống thông qua kênh tần số riêng biệt Điều có nghĩa LTE có nhiều phổ tần sử dụng WiMax • Tuy nhiên, khác biệt công nghệ ý nghĩa định chiến WiMax LTE • Hiện WiMax có lợi trước LTE: mạng WiMax triển khai thiết bị WiMax có mặt thị trường, LTE sớm phải đến năm 2010 người dùng trải nghiệm • Tuy nhiên LTE có lợi quan trọng so với WiMax LTE hiệp hội nhà khai thác GSM (GSM Association) chấp nhận công nghệ băng rộng di động tương lai hệ di động thống trị thị trường di động toàn cầu với khoảng 2,5 tỉ thuê bao (theo Informa Telecoms & Media) năm tới chiếm thị phần đến 89% (theo Gartner) • Hơn nữa, LTE cho phép tận dụng dụng hạ tầng GSM có sẵn (tuy cần đầu tư thêm thiết bị) WiMax phải xây dựng từ đầu Tìm hiểu công nghệ 4G LTE Page Bảng 2.1 : Tiến trình phát triển chuẩn 3GPP Tìm hiểu công nghệ 4G LTE Page 10 Bảng 2.2 : LTE Wimax • Nhận thấy lợi LTE, số nhà khai thác mạng cân nhắc lại việc triển khai WiMax có nhà khai thác định từ bỏ đường WiMax để chuyển sang LTE, đáng kể số có hai tên tuổi lớn Mỹ AT&T Verizon Wireless Theo khảo sát RCR Wireless News Yankee Group thực gần đây, có đến 56% nhà khai thác di động chọn LTE, có 30% theo 802.16e Khảo sát cho thấy nhà khai thác di động Bắc Mỹ Tây Âu nghiêng LTE, nước phát triển (đặc biệt khu vực châu Á - Thái Bình Dương) ủng hộ WiMax • Trong đua 4G, WiMax LTE hai công nghệ sáng giá Liệu hai công nghệ tồn độc lập hay sát nhập thành chuẩn chung? Hiệu WiMax LTE tương đương nhau, việc định phụ thuộc vào yếu tố sẵn sàng khả thâm nhập thị trường Tìm hiểu công nghệ 4G LTE Page 11 [...]... thấy các nhà khai thác di động ở Bắc Mỹ và Tây Âu nghiêng về LTE, trong khi các nước mới phát triển (đặc biệt là ở khu vực châu Á - Thái Bình Dương) thì ủng hộ WiMax • Trong cuộc đua 4G, WiMax và LTE hiện là hai công nghệ sáng giá nhất Liệu hai công nghệ này có thể cùng tồn tại độc lập hay sẽ sát nhập thành một chuẩn chung? Hiệu năng của WiMax và LTE tương đương nhau, do vậy việc quyết định hiện nay phụ... tại độc lập hay sẽ sát nhập thành một chuẩn chung? Hiệu năng của WiMax và LTE tương đương nhau, do vậy việc quyết định hiện nay phụ thuộc vào yếu tố sẵn sàng và khả năng thâm nhập thị trường Tìm hiểu công nghệ 4G LTE Page 11 ...Bảng 2.2 : LTE và Wimax • Nhận thấy lợi thế của LTE, một số nhà khai thác mạng đã cân nhắc lại việc triển khai WiMax và đã có nhà khai thác quyết định từ bỏ con đường WiMax để chuyển sang LTE, đáng kể trong số đó có hai tên tuổi lớn nhất tại Mỹ là AT&T và Verizon Wireless Theo một khảo sát do RCR Wireless News và Yankee Group thực hiện gần đây, có đến 56% nhà khai thác di động chọn LTE, chỉ có 30%