Nghiên cứu công nghệ LTE a và kỹ thuật tiền méo dạng ứng dụng trong hệ thống thông tin di động băng rộng

Lời mở đầu Lời mở đầu Với phát triển không ngừng công nghệ, chất lượng sống người ngày nâng cao, đặc biệt lĩnh vực công nghệ thông tin truyền thông Các hệ thống thông tin nghiên cứu, thử nghiệm triển khai trải khắp giới gần hệ thống thông tin di động 4G với công nghệ LTE-Advanced tâm điểm phát triển công nghệ nhà mạng Dịch vụ viễn thông theo nhu cầu phát triển kinh tế xã hội ngày hôm đa dạng phong phú Các dịch vụ viễn thông truyền thống trước phân tách làm hai loại dịch vụ thoại truyền liệu, môi trường băng rộng (bản chất mạng hoàn toàn IP) cho phép khả truyền đồng thời lúc thoại, liệu, hình ảnh hình thức di động, cố định, nơi, chỗ làm cho thị trường viễn thông thay đổi hình thức, nội dung dịch vụ Hội tụ cung cấp dịch vụ mục đích theo đuổi nhà thiết kế hệ thống, cung cấp thiết bị dịch vụ Băng rộng môi trường đáp ứng yêu cầu hội tụ công nghệ dịch vụ Chính công nghệ băng rộng nghiên cứu, áp dụng phát triển rộng rãi toàn cầu cho phép dung lượng, tốc độ đường truyền lên đến hàng trăm Mb/s chí đạt 1Gb/s Công nghệ LTE gần LTE-Advanced nghiên cứu, phát triển triển khai nhiều nơi giới Công nghệ triển khai đáp ứng nhu cầu đòi hỏi xã hộingày cao tốc độ truyền tin, độ xác, đa dạng hoá dịch vụ Tuy vậy, khuếch đại sử dụng hệ thống thông tin liên lạc nói chung công nghệ LTE-Advanced nói riêng có đặc tính phi tuyến nằm đầu cuối phạm vi hoạt động hệ thống Đặc tính phi tuyến tạo mở rộng phổ gây can nhiễu kênh lân cận cho hệ thống bên cạnh tần số phát Đồng thời gây méo tần số phát làm giảm chất lượng tín hiệu Để giảm đặc tính phi tuyến, khuếch đại cần hoạt động mức lượng thấp, nhiên, điều dẫn tới hiệu suất thấp, độ tin cậy thấp chi phí hoạt động hiệu Một phương án nghiên cứu, áp Lời mở đầu dụng để điều hành khuếch đại hoạt động công suất tối đa sử dụng kỹ thuật tiền méo số (DPD) Nội dung luận án gồm có chương: Chương : Giới thiệu Giới thiệu trình phát triển hệ thống thông tin di động xuất công nghệ 4G LTE-Advanced Chương : Công nghệ LTE thông tin di động Trình bày công nghệ LTE bao gồm: kiến trúc vật lý, truy nhập vô tuyến, dịch vụ LTE tình hình triển khai LTE giới Chương : Công nghệ LTE-Advanced thông tin di động Giới thiệu phát triển LTE-Advanced công nghệ đề xuất cho LTE-Advanced Chương : Kỹ thuật tiền méo số LTE-Advanced Giới thiệu kỹ thuật tiền méo số sử dụng LTE-Advanced, cụ thể sử dụng mạch tiền méo số (DPD) Trong khuôn khổ luận án này, Em nghiên cứu thực với mục đích áp dụng kiến thức tiếp thu nhà trường, giới nhằm tìm hiểu kỹ thuật quan trọng tương lai phát triển LTE-Advanced kỹ thuật tiền méo số Với kỹ thuật tiên tiến này, đặc tính phi tuyến khuếch đại giảm thiểu, nâng cao hiệu suất khuếch đại, độ tin cậy giảm chi phí hoạt động Trong trình thực luận án không tránh khỏi nhiều thiếu sót, em mong nhận nhiều ý kiến đóng góp thầy cô giáo, đồng nghiệp để luận án hoàn thiện mang tính thực tế Qua lời mở đầu, em xin gửi lời trân trọng cảm ơn PGS.TS Nguyễn Hữu Trung tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt luận án Em xin chân thành cảm ơn! Mục lục Lời mở đầu Mục lục Danh sách hình vẽ Danh sách bảng .7 Chương 1: .8 Giới thiệu 1.1 Giới thiệu 1.2 Quá trình phát triển thông tin di động trước LTE 1.3 Các động lực cho LTE 11 1.4 Quá trình 3GPP 14 Chương 2: .17 Công nghệ LTE thông tin di động 17 2.1 Tổng quan công nghệ LTE 17 2.1.1 Giới thiệu công nghệ LTE 17 2.1.2 Các dịch vụ triển khai LTE .21 2.1.3 Quản lý tài nguyên vo tuyến 26 2.2 Kiến trúc mạng LTE 26 2.3 Truy nhập vô tuyến LTE 32 2.3.1 Các chế độ truy nhập vô tuyến .32 2.3.2 Băng tần truyền dẫn .33 2.3.3 Kỹ thuật đa truy nhập 34 2.3.4 Kỹ thuật đa anten MIMO .36 2.4 Lớp vật lý LTE 39 2.4.1 Điều chế 39 2.4.2 Truyển tải liệu người sử dụng hướng lên 40 2.4.3 Truyển tải liệu người sử dụng hướng xuống .45 2.5 Các thủ tục truy nhập LTE 50 2.5.1 Dò tìm tế bào 50 2.5.2 Truy nhập ngẫu nhiên 51 Kết luận chương 52 Chương 3: .53 Công nghệ LTE – Advanced thông tin di động 53 3.1 LTE - Advanced .53 3.2 Những công nghệ đề xuất cho LTE - Advanced 54 3.2.1 Băng thông phổ tần 54 3.2.2 Giải pháp đa anten 55 3.2.3 Truyền dẫn đa điểm phối hợp 55 3.2.4 Các lặp chuyển tiếp 56 3.2.5 MCMC CDMA .57 3.2.5.1 Hệ thống Multicarrier CDMA 57 3.2.5.2 Hệ thống Multicode CDMA .61 3.2.5.3 Hệ thống MCMC CDMA 65 Kết luận chương 69 Chương 4: .70 Kỹ thuật tiền méo số LTE - Advanced 70 4.1 Méo số LTE - Advanced 70 4.2 Mạch tiền méo số đa thức 73 4.3 Ví dụ triển khai DPD 76 Kết luận hướng nghiên cứu 82 Các thuật ngữ viết tắt 83 Tài liệu tham khảo .85 Danh sách hình vẽ Hình 1.1: Tổ chức 3GPP 15 Hình 2.1: Định hướng phát triển hệ mạng di động 18 Hình 2.2: Các định hướng phát triển phiên LTE 19 Hình 2.3: Cấu trúc tổ chức mạng băng thông 20 Hình 2.4: Kiến trúc mạng LTE 21 Hình 2.5: Cấu trúc mạng LTE áp dụng SAE 27 Hình 2.6: Kiến trúc LTE SAE 27 Hình 2.7: Cấu trúc tổ chức mạng LTE 28 Hình 2.8: OFDMA SC-FDMA truyền chuỗi ký hiệu liệu QPSK 35 Hình 2.9: Các chế độ truy nhập kênh vô tuyến 37 Hình 2.10: MIMO 2x2 tiền mã hóa 38 Hình 2.11: Các chòm điểm điều chế LTE 39 Hình 2.12: Cấp phát tài nguyên hướng lên điều khiển lập biểu eNodeB 41 Hình 2.13: Cấu trúc khung LTE FDD 42 Hình 2.14: Tốc độ liệu TTI theo hướng lên 42 Hình 2.15: Cấu trúc khe đường lên với tiền tố vòng ngắn dài 43 Hình 2.16: Chuỗi mã hóa kênh PUSCH 44 Hình 2.17: Ghép kênh thông tin điều khiển liệu 45 Hình 2.18: Cấp phát tài nguyên đường xuống eNodeB 46 Hình 2.19: Cấu trúc khe đường xuống cho băng thông 1.4MHz 47 Hình 2.20: Chuối mã hóa kênh DL-SCH 47 Hình 2.21: Ví dụ chia sẻ tài nguyên đường xuống PDCCH & PDSCH 48 Hình 2.22: Sự tạo thành tín hiệu hiệu hướng xuống 49 Hình 2.23: Thủ tục truy nhập ngẫu nhiênt .50 Hình 3.1: Ví dụ khối tập kết sóng mang .55 Hình 3.2: Truyền dẫn đa điểm phối hợp 56 Hình 3.3: Chuyển tiếp LTE -Advanced 57 Hình 3.4: Sự tạo tín hiệu MC-CDMA cho người dùng 58 Hình 3.5: Nguyên tắc tạo tín hiệu MC-CDMA .59 Hình 3.6: Máy phát MC-CDMA tuyến xuống .60 Hình 3.7: Sơ đồ khối phát Multi-Code CDMA kiểu song song 61 Hình 3.8: Sơ đồ khối thu Multi-Code CDMA kiểu song song 62 Hình 3.9: Mô hình phát thu hệ thống Multi-code CDMA kiểu truyền M-ary 63 Hình 3.10: Mô hình Multi-Code CDMA tổng quát 64 Hình 3.11: Sự tạo tín hiệu rời rạc PMC-MC-CDMA 66 Hình 3.12: Sơ dồ rút gọn cho tạo tín hiệu rời rạc PMC-MC-CDMA 67 Hình 3.13: Sự tạo tín hiệu rời rạc MMC-MC-CDMA .68 Hình 4.1: Nguyên lý tiền méo số 71 Hình 4.2: Cấu trúc tiền méo số .73 Hình 4.3: Cấu trúc có nhớ đa thức cấu trúc đa thức phi tuyến 75 Hình 4.4: Hệ thống DPD kết hợp SystemVue, máy phát tín hiệu, tín hiệu phân tích 76 Hình 4.5: Trích xuất mô hình (a) với đầu vào đầu PA, (b) với đầu vào đầu băng thông 78 Hình 4.6: Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz 79 Hình 4.7: Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz 80 Hình 4.8: Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz kênh 20MHz không lân cận 80 Hình 4.9: Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz kênh 20MHz không lân cận 81 Danh sách bảng Bảng 2.1: Các yêu cầu hiệu suất phổ lưu lượng người dùng 25 Bảng 2.2: So sánh 3G LTE 32 Bảng 4.1: So sánh kỹ thuật tuyến tính hóa .70 Chương Giới thiệu Chương 1: Giới thiệu 1.1 Giới thiệu Truyền thông di động thành nhu cầu thiết yếu đời sống Trải qua nhiều thập kỷ, từ công nghệ đắt tiền cho phạm vi hẹp người dùng, trở thành hệ thống phổ biến sử dụng hầu khắp nơi giới Từ thí nghiệm thông tin vô tuyến thực Guglielmo Marconi từ năm 1890, thông tin vô tuyến di động phát triển thời gian dài Để hiểu rõ hệ thống thông tin di động phức tạp ngày cần phải hiểu chúng bắt nguồn phát triển Nhiệm vụ phát triển công nghệ di động thay đổi, không mối quan tâm quốc gia hay khu vực mà trở thành nhiệm vụ quan trọng tổ chức tiêu chuẩn hóa toàn cầu ví dụ Dự án thành viên hệ 3(3GPP) liên quan đến hàng nghìn người Công nghệ di động thường chia thành hệ, 1G hệ thống vô tuyến di động tương tự sử dụng vào năm 1980, 2G hệ thống điện thoại di động kỹ thuật số đầu tiên, 3G hệ thống di động xử lý liệu băng thông rộng Tiến hóa thời gian dài viết tắt tên tiếng Anh LTE thường gọi Chương Giới thiệu “4G” nhiều tranh cãi cho LTE phiên 10, biết đến LTEAdvanced bước phát triển thực lên hệ thứ 4, với phiên phát hành (phiên 8) sau đánh nhãn “3,9G” Cuộc đua để tăng số vào hệ thông tin di động thực chất vấn đề ghi lại nhãn Thực tế, cần phải rõ LTE LTE-Advanced có công nghệ, “Advanced” chẳng qua nhãn gắn thêm vào để làm bật mối liên quan LTE phiên 10 (LTE-Advanced) ITU/IMT- Advanced Việc không biến LTE-Advanced trở thành hệ thống khác hẳn với LTE bước phát triển cuối LTE Khía cạnh quan trọng khác phải kể đến việc tiếp tục phát triển LTE LTE-Advanced nhiệm vụ mà 3GPP thực hiện, diễn đàn phát triển hệ thống 3G (WCDMA/HSPA) 1.2 Quá trình phát triển thông tin di động trước LTE Hiệp hội truyền thông liên bang Hoa Kỳ (FCC) phê duyệt dịch vụ có tính thương mại cho điện thoại di động phương tiện giao thông năm 1946, từ nhà cung cấp AT&T Năm 1947, AT&T giới thiệu khái niệm mạng tế bào tái sử dụng tần số vô tuyến, sau trở thành tảng cho tất hệ thống thông tin di động hệ Các hệ thống giống khai thác vài nhà quản trị mạng điện thoại độc quyền nhà mạng điện thoại có dây suốt năm 1950 1960, đa phần chúng sử dụng thiết bị cồng kềnh tiêu tốn lượng việc dùng xe dịch vụ khiến số lượng người dùng bị giới hạn Sự gia tăng thuê bao nhu cầu sử dụng thông tin di động ngày trở thành mối quan tâm lớn từ nhiều phía, không lúc đầu từ phía nhà khai thác Các hệ thống thông tin di động quốc tế hình thành vào đầu năm 1980, tiếng NMT xuất nước Bắc Âu, AMPS Mỹ, TACS châu Âu, J-TACS Nhật Thiết bị nhiên cồng kềnh, phải dùng xe dịch vụ, chất lượng âm thoại chưa tương xứng, tượng xuyên âm gọi “cross-talk” nhiều người dùng diễn thường xuyên NMT phát triển khái niệm “chuyển vùng” dịch vụ cho người du lịch bên Chương Giới thiệu phạm vi phủ sóng nhà mạng họ sử dụng Điều đem lại thị trường lớn cho mạng điện thoại di động, thu hút nhiều công ty tham gia vào thị trường kinh doanh mạng điện thoại di động Các hệ thống mạng di động tương tự tế bào hệ hỗ trợ “các dịch vụ điện thoại đời cũ” (POTS) – định nghĩa thoại với số dịch vụ bổ sung liên quan Với đời truyền thông kỹ thuật số năm 1980, tạo nên hội để phát triển hệ thứ hai cho hệ thống chuẩn giao tiếp di động dùng kỹ thuật số Công nghệ số đem lại hội tăng cường khả hệ thống, đem lại chất lượng dịch vụ đồng khả phát triển nhiều thiết bị di động hấp dẫn có tính di động cao Tại châu Âu, dự án GSM (ban đầu Groupe Special Mobile, sau trở thành Hệ thống di động toàn cầu) có mục đích phát triển hệ thống điện thoại di động toàn châu Âu năm 1980 ủy ban viễn thông CEPT(Hội nghị châu  cho nhà quản lý Bưu Viễn thông (CEPT) bao gồm nhà quản lý viễn thông từ 48 quốc gia) sau tiếp tục thực Viện tiêu chuẩn cho viễn thông châu Âu (ETSI) Chuẩn GSM dựa vào đa truy nhập phân chia thời gian TDMA, tiêu chuẩn Mỹ US-TDMA Nhật PDC giới thiệu vào khoảng thời gian Một chuẩn phát triển sau gọi đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) hay IS – 95 hoàn thiện Mỹ vào năm 1993 Tất chuẩn “băng hẹp” có nghĩa chúng hướng vào dịch vụ “băng thông thấp” chẳng hạn thoại Khi truyền thông di động số hệ hai xuất hiện, đem lại hội cung cấp dịch vụ liệu mạng truyền thông di động Các dịch vụ chủ yếu giới thiệu 2G tin nhắn văn (SMS) dịch vụ liệu chuyển mạch dịch vụ email thư điện tử hay ứng dụng dịch vụ khác, ban đầu có tốc độ liệu đỉnh khiêm tốn 9.6 kbit/s Tốc độ liệu cao giới thiệu sau cho hệ thống 2G đạt cách gán nhiều khe thời gian cho người dùng thông qua lược đồ mã hóa sửa đổi 10 Chương Kỹ thuật tiền méo số LTE-A Trong số kỹ thuật tuyến tính, DPD kỹ thuật có hiệu suất So với kỹ thuật hồi tiếp truyền thẳng DPD có nhiều ưu điểm: khả tuyến tính hóa tốt, bảo toàn hiệu suất khuếch đại công suất, khả sử dụng vi xử lý tín hiệu kỹ thuật số chuyển đổi Các nguyên lý DPD thể hình 4.1 thêm mạch số làm méo trước dải tần để tạo thành phần phi tuyến thêm vào đến đặc tính nén khuếch đại công suất Bằng cách tăng mạch số làm méo với hệ số nén khuếch đại công suất, ta có kết sau chèn méo tín hiệu trở nên tuyến tính Bộ khuếch đại công suất sử dụng lên đến điểm bão hòa trì tín hiệu tuyến tính tốt, làm tăng đáng kể hiệu Hình 4.1 Nguyên lý tiền méo số Đầu DPD vd(t) công suất khuếch đại đầu biểu diễn bằng: (4.1) Khuếch đại công suất tuyến tính hóa khi: (4.2) Có hai loại DPD, mô hình nhớ mô hình có nhớ Loại nhớ sử dụng cho khuếch đại công suất có phi tuyến không nhớ, tức là, đầu phụ thuộc vào đầu vào thông qua chế phi tuyến Phi tuyến tức thời thường đặc trưng AM/PM AM/PM đáp ứng 71 Chương Kỹ thuật tiền méo số LTE-A khuếch đại công suất, biên độ tín hiệu đầu độ lệch pha đầu khuếch đại công suất hàm biên độ đầu vào Cả hai thuật toán đa thức bảng tra cứu (LUT) sử dụng cho mô hình không nhớ Khi băng thông tín hiệu rộng, khuếch đại công suất bắt đầu thể tính nhớ Điều đặc biệt khuếch đại công suất lớn sử dụng eNB Nguyên nhân hiệu ứng nhớ gán cho số nhiệt thành phần mạng khử méo phụ thuộc vào tần số Kết đầu khuếch đại công suất không phụ thuộc vào nhớ Đối với khuếch đại công suất, méo không nhớ đạt với mức tuyến tính hạn chế: đó, DPD với mô hình hiệu ứng nhớ cần phải sử dụng Thuật toán quan trọng cho mô hình với nhớ cho DPD chuỗi Volterra đạo hàm Tuy nhiên, có nhiều hệ số chuỗi Volterra làm cho chuỗi không sử dụng cho ứng dụng thực tế, người ta sử dụng mô hình đa thức để thay Đa thức nhớ xem trường hợp đặc biệt mô hình tổng quát Hammerstein chi tiết hóa cách kết hợp với mô hình Wiener Có hai cách tiếp cận để xây dựng mạch tiền méo số với cấu trúc nhớ Cách tiếp cận xác định trực tiếp nghịch đảo đáp ứng khuếch đại công suất Cách tiếp cận gọi kiến trúc học tập trực tiếp (DLA) Tuy nhiên, có nghịch đảo hệ thống phi tuyến với nhớ nói chung nhiệm vụ khó khăn Phương pháp thứ hai sử dụng kiến trúc học tập gián tiếp (IDLA) để thiết kế mạch tiền méo Ưu điểm IDLA giúp loại bỏ số yêu cầu cho mô hình tham số ước tính khuếch đại công suất Hình 4.2 minh họa IDLA, sử dụng kỹ thuật tiền méo Đường hồi tiếp có nhãn " Đào tạo tiền méo" (khối A) có tín hiệu đầu vào y(n)/G, G khuếch đại tín hiệu nhỏ đầu vào (n) tín hiệu đầu Các mạch tiền méo thực tế xác đường hồi tiếp (bản A); có tín hiệu đầu vào x(n) tín hiệu đầu (n) Lý tưởng nhất, y(n) = Gx(n), điều làm cho z(n) = (n) sai số e(n) = Với y(n) z(n) cho trước, cấu trúc cho phép tìm trực 72 Chương Kỹ thuật tiền méo số LTE-A tiếp thông số khối A Thuật toán hội tụ lượng lỗi ||e(n)||2 giảm thiểu Hình 4.2 Cấu trúc tiền méo số 4.2 Mạch tiền méo nhớ đa thức Hình minh họa 4.2 thể kiến trúc DPD x(n) tín hiệu đầu vào cho mạch tiền méo, có tín hiệu z(n) đưa vào khuếch đại công suất để tạo đầu ra y(n) Dạng tổng quát phi tuyến với nhớ hữu hạn chiều dài Q+1 mô tả chuỗi Volterra, bao gồm tổng tích chập đa chiều Trong nhánh đào tạo hình 4.2, chuỗi Volterra mạch tiền méo mô tả bằng: (4.3) Trong đó: (4.4) Trong Zk tích chập chiều k đầu vào với hạt nhân Volterra hk Tổng quát chuỗi lũy thừa với nhớ hữu hạn chiều dài Q+1 z(n) biểu diễn sau: 73 Chương Kỹ thuật tiền méo số LTE-A (4.5) Một mạch tiền méo có nhớ đa thức sử dụng hạt nhân đường chéo chuỗi Volterra xem trường hợp khái quát mạch tiền méo Hammerstein Mạch tiền méo có nhớ đa thức sử dụng để tuyến tính hóa khuếch đại công suất với hiệu ứng nhớ Mạch tiền méo tạo cách sử dụng kiến trúc học tập gián tiếp, loại bỏ số yêu cầu cho mô hình giả định tham số ước tính khuếch đại công suất So với mạch tiền méo Hammerstein, mạch tiền méo nhớ đa chiều cần có nhiều điều kiện Tuy nhiên, mạch thiết thực thông số dễ dàng ước tính cách bình phương nhỏ Trong nhánh đào tạo hình 4.2, mạch tiền méo nhớ đa chiều mô tả (4.6) Trong y(n) z(n) tương ứng đầu vào đầu mạch tiền méo nhánh đào tạo, akq hệ số mạch tiền méo 74 Chương Kỹ thuật tiền méo số LTE-A Hình 4.3 Cấu trúc có nhớ đa thức cấu trúc đa thức phi tuyến Cấu trúc nhớ đa thức cấu trúc đa thức Qth thể hình 4.3 Nếu Q = cấu 4.3(a) đa thức không nhớ Kể từ mô hình phương trình (*) tuyến tính hệ số, hệ số mạch tiền méo akq tính phương pháp bình phương nhỏ Bằng cách định nghĩa chuỗi: (4.7) Hội tụ z = Ua Trong đó: 75 Chương Kỹ thuật tiền méo số LTE-A Áp dụng bình phương nhỏ cho z = Ua: (4.8) Trong (∙)H thành phần liên hợp Sau nhận hệ số nhớ đa chiều hệ số nạp vào lọc phi tuyến hình 4.3(b) 4.3 Ví dụ triển khai DPD Lý tưởng hóa công cụ để thực thuật toán DPD tránh phụ thuộc vào nguồn cung cấp chipset phần cứng để khởi tạo mô hình, tích hợp với phần lại hệ thống phụ xử lý băng tần để giảm thiểu chi phí Ngoài ra, kết nối với công cụ khác để xác thực phần cứng quan trọng Ví dụ mô tả minh họa cụ thể cho khái niệm DPD: Hình 4.4 Hệ thống DPD kết hợp SystemVue, máy phát tín hiệu, tín hiệu phân tích Quá trình xử lý mạch tiền méo DUT đo thực nghiệm phương pháp sử dụng sóng phức hợp tức thời băng tần Một thiết lập 76 Chương Kỹ thuật tiền méo số LTE-A điển hình thể hình 4.4 Các dạng sóng kỹ thuật số băng tần tải máy phát tín hiệu vector (VSG) đưa quaDUT Đầu DUT sau chuyển đổi lấy mẫu tín hiệu vector phân tích (VSA) Dữ liệu đầu vào đầu sử dụng để tạo mô hình xử lý: mô hình DPD mô hình khuếch đại công suất (PA) cho mô hình DUT Để chọn tín hiệu phân tích cần tính đến sóng hài thứ tự thứ thứ băng thông tín hiệu Quá trình đo lường DPD tiến hành qua năm bước hình 4.4 Hai phương pháp để trích xuất mô hình DPD tùy thuộc vào lựa chọn tín hiệu Phương pháp (a) hình 54sử dụng đầu vào PA (điểm B A hình 4.4) Phương pháp (b) hình 4.4 sử dụng đầu vào baseband đầu PA (điểm C A hình 4.4) Quá trình năm bước để kiểm tra DUT với DPD sau: Bước 1: Tạo tín hiệu kích thích DPD Các dạng sóng kích thích DPD (ví dụ, 802.11ac, LTE/LTE-A, WCDMA,…) tạo tải thông qua mạng LAN GPIB vào VSG Bước 2: Thu tín hiệu đầu PA Đáp ứng đầu vào đầu PA (điểm B A hình 4.4), PA đầu (điểm A hình 4.4) thu từ VSA PA đầu thu cách chèn PA VSG VSA với hiệu chuẩn tín hiệu thích hợp, bao gồm tín hiệu đệmvà suy hao Bước 3: Tạo mô hình DPD Bước để trích xuất mô hình DPD dựa đầu vào đầu PA Bước bao gồm ước tính thời gian trễ có điều chỉnh cho phù hợp Độ trễ lan truyền thông qua DUT tạo khoảng chênh lệch mẫu sử dụng để tính toán tức thời AM/PM đặc tính AM/PM DUT Khoảng chênh lệch chuyển thành phân tán AM/PM đặc tính AM/PM mà bị hiểu sai coi hiệu ứng nhớ Bước 4: Sử dụng tiền méo với tín hiệu kích thích Các đáp ứng DPD + PA thu cách kích thích mô hình DPD trích xuất tải dạng sóng đầu DPD vào VSG Các dạng sóng đầu PA sau thu từ VSA 77 Chương Kỹ thuật tiền méo số LTE-A Bước 5: Kiểm tra hiệu suất DPD Các đáp ứng DPD + PA xác minh cải thiện hiệu suất DPD Hình 4.5 Trích xuất mô hình (a) với đầu vào đầu PA, (b) với đầu vào đầu băng thông Bước phương pháp (b) cần tính toán thời gian trễ Điều thực cấp lấy mẫu để đồng hóa dạng sóng đầu PA thực tế dạng sóng mô băng tần tín hiệu kích hoạt sử dụng để thu tín hiệu VSA dạng sóng băng dạng sóng lý tưởng thời gian trì hoãn Thời gian trì hoãn thô lần ước tính phương trình sau: (4.9) Trong N số lượng mẫu thu 78 Chương Kỹ thuật tiền méo số LTE-A Các kết hiển thị hình Hình 4.6 minh họatích hợp kênh lân cậnsóng mang 20 MHz Các điểm thấp tín hiệu kích thích, điểm cao đáp ứng khuếch đại công suất DPD, điểm đáp ứng khuếch đại công suất có DPD Cải thiện hiệu suất kênh lân cận thấy rõ hình Hình 4.7 minh họa tín hiệu đường xuống LTE-Advanced tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz Hình 4.8 minh họa tín hiệu đường xuống LTE-Advanced tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz kênh 20MHz không lân cận Hình 4.9 minh họa tín hiệu đường xuống LTE-Advanced tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz kênh 20MHz không lân cận Hình 4.6 Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz 79 Chương Kỹ thuật tiền méo số LTE-A Hình 4.7 Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz Hình 4.8 Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz kênh 20MHz không lân cận 80 Chương Kỹ thuật tiền méo số LTE-A Hình 4.9 Đường đặc tính DPD tích hợp kênh lân cận sóng mang 20 MHz kênh 20MHz không lân cận 81 Chương Kỹ thuật tiền méo số LTE-A Kết luận hướng phát triển Công nghệ LTE-Advanced công nghệ mới, triển khai toàn giới với khả truyền tải tốc độ cao sử dụng băng tần hiệu Vì việc thực nghiên cứu kỹ thuật sử dụng công nghệ LTE-Advanced đòi hỏi thiết yếu, sở cho việc triển khai thực tế Dựa vào lý thuyết kết mô trình bày, người thực luận văn bước đầu giải toán tăng hiệu suất cho khuếch đại công suất sử dụng công nghệ LTE-Advanced Với kết đạt được, người thực luận văn hướng tới nghiên cứu phát triển nội dung như: thiết kế, tính toán thực tế tối ưu hóa mạng thông tin di động sử dụng công nghệ LTE-Advanced 82 Danh mục chữ viết tắt 3GPP 3rd Generation Partnership Project AMC Adaptive Modulation and Coding AMPS Advanced Mobile Phone Service) CAPEX Capital expenditure CDMA Code Division Multiple Access CQI Channel Quality Indicator EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution EPC Evovled Packet Core EPS Evolved Packet System EUTRA Evolved UMTS Terrestrial Radio Access GPRS General Packet Radio System GSM Global System for Mobile HSDPA High Speed Downlink Packet Access HSOPA High Speed OFDM Packet Access) HSPA High Speed Packet Access HSUPA High Speed Uplink Packet Access ITU International Telecommunication Union LTE Long Term Evolution LTE-Advanced Long Term Evolution-Advanced MBMS Multimedia Broadcast Multicast System MBS Mobile Broadband System MIMO Multiple-Input, Multiple-Output MME Mobility Management Entity OFDMA Orthogonal Frequency-Division Multiplexing OPEX Operational Expenses PAPR Peak to Average Power Ratio 83 PDCCH Physical Downlink Control Channel PDSCH Physical Downlink Shared Channel PNC Public Network Computing QoS Quality of Service QPSK Quadrature-Phase Shift Keying SC-FDMA Single Carrier Frequency Domain Multiple Access SGW Serving Gateway SINR Signal to Interference plus Noise Ratio SMR Specialized Mobile Radio SVC Switched Virtual Connection TASC Total Access Communication System TDMA Time Division Multiple Access UMTS Universal Mobile Telecommunication System WCDMA Wideband Code Division Multiple Access WiBro Wiless Broadband System WiMAX Wordwide Interoperability for Microwave Access 84 Tài liệu tham khảo Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Skold and Per Beming, “3G Evolution HSPA and LTE Mobile Broadband”, Academic Press, 2007 2.Harri Holma, Antti Toskala (2009) ,“LTE for UMTS – OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access”, John Wiley & Sons Ltd Agilent Technologies (2009), “3GPP Long Term Evolution: System Overview, Product Development,and Test Challenges.” Farooq Khan (2009), “LTE for 4G Mobile Broadband: Air Interface Technologies and Performance”, Cambridge University Press 5.C.Gessner (2008), “UMTS Long Term Evolution (LTE) Technology Introduction”, Rohde-Schwarz Erik Dahlman, Stefan Parkvall and Johan Skold, “LTE/LTE – Advanced for mobile broadband.” Agilent Technologies (2013), “LTE and the Evolution to 4G Wireless: Design and Measurement Challenges”, Moray Rumney Các website tham khảo : www.vntelecom.org www.dientucongnghe.net www.wikipedia.org www.3gpp.org www.ieee.org 85 ... Chương Công nghệ LTE thông tin di động Chương 2: Công nghệ LTE thông tin di động 2.1 Tổng quan công nghệ LTE 2.1.1 Giới thiệu công nghệ LTE Công nghệ LTE hướng phát triển nâng cấp lên công nghệ băng. .. : Công nghệ LTE- Advanced thông tin di động Giới thiệu phát triển LTE- Advanced công nghệ đề xuất cho LTE- Advanced Chương : Kỹ thuật tiền méo số LTE- Advanced Giới thiệu kỹ thuật tiền méo số sử dụng. .. bị di động, cho phép ứng dụng công nghệ cao vào hệ thống di động Ngoài phát triển thị trường hệ thống di động vận hành triển khai nhờ cạnh tranh nhà vận hành mạng, thách thức từ công nghệ di động