Mạng di động thế hệ 4g

NGUYỄN VIỆT TOÀN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Nguyễn Việt Toàn KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ 4G LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG 2012 Hà Nội – Năm 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Việt Toàn MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ 4G Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử Mã số: 60.52.70 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Vũ Sơn Hà Nội – Năm 2012 Mạng di động hệ 4G MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH BẢNG LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ LTE 10 1.1 Thế hệ di động 3G động lực phát triển công nghệ LTE 10 1.2 Tổng quan LTE 12 1.3 Các dịch vụ LTE 14 CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC MẠNG VÀ TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE 16 2.1 Sự phát triển kiến trúc hệ thống (SAE-System Architecture Evolution) .16 2.2 Công nghệ đa truy nhập LTE 22 2.2.1 Khái quát công nghệ đa truy nhập LTE .22 2.2.2 OFDMA 25 2.2.3 SCFDMA 30 2.3 MIMO .33 2.3.1 Giới thiệu chung kĩ thuật đa annten .33 2.3.2 Kĩ thuật MIMO 35 CHƯƠNG 3: CÁC GIAO THỨC VÀ KÊNH TRONG LTE .38 3.1 Kiến trúc giao thức 38 3.2 Điều khiển truy nhập môi trường 40 3.3 Điều khiển liên kết vô tuyến 44 3.4 Giao thức hội tụ liệu gói 48 3.5 Điều khiển tài nguyên vô tuyến .49 3.6 Kiến trúc kênh LTE 52 3.6.1 Các kênh đường xuống .52 3.6.2 Các kênh đường lên 55 CHƯƠNG 4: LỚP VẬT LÝ 58 4.1 Truyền liệu người sử dụng đường lên .58 4.2 Truyền liệu người sử dụng đường xuống 61 4.3 Truyền tín hiệu báo hiệu lớp vật lý đường lên .65 4.3.1 Kênh điều khiển đường lên vật lý (PUCCH) 66        1                             Mạng di động hệ 4G 4.3.2 Tín hiệu điều khiển kênh PUSCH 68 4.3.3 Các tín hiệu tham chiếu 71 4.4 Truyền tín hiệu báo hiệu lớp vật lý đường xuống 73 4.4.1 Kênh báo khuôn dạng điều khiên vật lý (PCFICH) 74 4.4.2 Kênh điều khiển đường xuống vật lý .74 4.4.3 Kênh thị HARQ vật lý 77 4.4.4 Kênh quảng bá vật lý 77 4.4.5 Tín hiệu đồng 78 4.5 Các thủ tục lớp vật lý .79 4.5.1 Thủ tục HARQ 79 4.5.2 Định thời sớm 83 4.5.3 Điều khiển công suất 85 4.5.4 Tìm gọi 86 4.5.5 Thủ tục truy nhập ngẫu nhiên 87 4.5.6 Thủ tục dò tìm cell .89 4.5.7 Thủ tục báo cáo phản hồi kênh 90 CHƯƠNG 5: CHUYỂN GIAO VÀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN TRONG LTE .93 5.1 Chuyển giao .93 5.1.1 Giới thiệu .93 5.1.2 Quản lý di động trạng thái nghỉ 94 5.1.3 Chuyển giao mạng LTE 96 5.1.4 Chuyển giao liên hệ thống 101 5.2 Quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM-Radio Resoure Management) 102 5.2.1 Điều khiển truy nhập thông số QoS .103 5.2.2 Thích ứng đường truyền định trình động đường xuống 105 5.2.3 Thích ứng đường truyền định trình động đường lên 109 5.2.4 Thu phát không liên tục 112 5.2.5 Duy trì kết nối RRC 113 CHƯƠNG 6: TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 115 6.1 Triển khai LTE giới .115 6.1.1Thương mại hóa 116 6.1.2 Các nhà phát triển thiết bị .118        2                             Mạng di động hệ 4G 6.2 Triển khai LTE VIỆT NAM 120 6.3 4G chơi không dễ cho nhà mạng 122 KẾT LUẬN 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO 125 CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT 126        3                             Mạng di động hệ 4G DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình1 Động lực cho phát triển LTE 12 Hình1 Các mục tiêu LTE 12 Hình1 Các sơ đồ truy nhập LTE 13 Hình1 Kiến trúc mạng LTE 14 Hình Kiến trúc 3GPP phát triển hướng tới cấu trúc mạng phẳng 16 Hình 2 Kiến trúc hệ thống có E-UTRAN 17 Hình Kết nối eNodeB tới nút logic khác chức .19 Hình Các kết nối MME với nút logic khác chức 20 Hình Các kết nói S-GW tới nút logic khác chức 20 Hình Các kết nối P-GW tới nút logic khác chức 21 Hình Các kết nối PCRF với nút logic khác chức 21 Hình Máy phát đơn sóng mang 23 Hình Nguyên tắc FDMA 23 Hình 10 Nguyên tắc đa sóng mang .24 Hình 11 Tính trực giao sóng mang .24 Hình 12 Chuyển đổi từ nối tiếp sang song song OFDMA 26 Hình 13 Hiệu kênh lên tín hiệu có thời gian kí tự dài ngắn 26 Hình 14 Thu phát OFDMA 27 Hình 15 Tạo khoảng bảo vệ cho kí hiệu OFĐMA 27 Hình 16 Phân bố kí hiệu tham khảo sóng mang kí hiệu 28 Hình 17 Đặc tính đường bao tín hiệu OFDMA 29 Hình 18 Các yêu cầu độ lùi khuếch đại công suất cho sóng đầu vào khác 30 Hình 19 Thu phát SC-FDMA miền tần số 31 Hình 20 Điều chỉnh tốc độ liệu hệ thống SC-FDMA 31 Hình 21 Ánh xạ nguồn SC-FDMA 33 Hình 22 Đa truy nhập với chia sẻ tài nguyên miền tần số 33 Hình 23 Nguyên tắc MIMO với cấu hình 2-2 anten 36 Hình 24 Các kí hiệu tham chiếu OFDMA hỗ trợ truyền hai anten eNodeB 36 Hình 25 Nguyên tắc đa người dùng với thiết bị có anten phát .37 Hình Kiến trúc giao thức vô tuyến LTE 38 Hình Các giao thức vô tuyến mặt phẳng điều khiển LTE .39 Hình 3 Các giao thức vô tuyến mặt phẳng điều khiển LTE .40 Hình Các giao thức vô tuyến mặt phẳng người sử dụng LTE 40 Hình Tổng quan cấu trúc MAC- phía UE 40 Hình Một số chức lớp MAC 41 Hình Cấu trúc MAC PDU loại trọng tải kênh DL-SCH UL-SCH 43 Hình Cấu trúc MAC PDU với đáp ứng nhập ngẫu nhiên .44 Hình Tổng quan cấu trúc lớp RLC 44 Hình 10 Một số chức lớp RLC 45 Hình 11 Chế độ suốt 46 Hình 12 Chế độ không công nhận .46 Hình 13 Chế độ công nhận 47 Hình 14 Tổng quan cấu trúc lớp PDCP .48        4                             Mạng di động hệ 4G Hình 15 Một số chức lớp PDCP 49 Hình 16 Các chức lớp PDCP .49 Hình 17 Các trạng thái RRC E-UTRAN chuyền đổi mạng 3GPP 51 Hình 18 Kiến trúc kênh LTE .52 Hình 19 Sơ đồ ánh xạ kênh đường xuống 52 Hình 20 Sơ đồ ánh xạ kênh đường lên 55 Hình Điều khiển phân bố nguồn tài nguyên đường lên eNodeB .58 Hình Cấu trúc khung FDD LTE .59 Hình Tỉ lệ liệu TTI hướng đường lên 59 Hình 4 Cấu trúc khe thời gian với tiền tố chu trình ngắn mở rộng .60 Hình Chuỗi mã hóa kênh PUSCH 60 Hình Ghép kênh tín hiệu điều khiển liệu đường lên 61 Hình Phân bổ tài nguyên đường xuống eNodeB .62 Hình Cấu trúc khe thời gian cho băng thông lớn 1.4 MHz .62 Hình Ví dụ chia sẻ nguồn tài nguyên đường xuống hai kênh PDCCH PDSCH 63 Hình 10 Chuỗi mã hóa kênh DL-SCH 64 Hình 11 Quá trình tạo tín hiệu đường xuống 64 Hình 12 Sơ đồ khối điều chế CAZAC ứng dụng cho CQI 67 Hình 13 Nguyên tắc trải phổ khối áp dụng ACK/NACK với SF=4 67 Hình 14 Thủ tục yêu cầu định trình 68 Hình 15 Ánh xạ khối tài nguyên logic kênh PUCCH vào khối tài nguyên vật lý 68 Hình 16 Nguyên tắc điều chế liệu tín hiệu điều khiển 69 Hình 17 Các trường liệu tín hiệu điều khiển kênh PUSCH .70 Hình 18 Truyền tín hiệu tham chiếu thăm dò kênh khung 72 Hình 19 Ánh xạ sóng mang cho tín hiệu tham chiếu thăm dò kênh 73 Hình 20 Phân bổ tài nguyên kênh PDCCCH từ kênh PCFICH cho băng thông lớn 1.4 MHz 74 Hình 21 Chuỗi mã hóa kênh PDCCH 77 Hình 22 Vị trí kênh PBCH tần số trung tâm 77 Hình 23 Các tín hiệu đồng khung 78 Hình 24 Giao thức hybrid-ARQ đồng không đồng 80 Hình 25 Nhiều tiến trình hybrid-ARQ song song .81 Hình 26 Đề xuất đình thời đường lên 85 Hình 27 Công suất đường lên LTE với tốc độ liệu thay đổi 86 Hình 28 Việc nhân không liên tục (DRX) cho tìm gọi .87 Hình 29 Tổng quan thủ truy cập ngẫu nhiên 88 Hình 30 Tín hiệu đồng phụ 90 Hình 31 Thủ tục báo cáo thông tin trạng thái kênh 91 Hình Quản lý di động trạng thái nghỉ trạng thái kết nối RRC 94 Hình Tổng quan trạng thái nghỉ 94 Hình Lý thuyết vùng theo dõi 96 Hình Các thủ tục chuyển giao tần số 97 Hình 5 Chuyển mạch mặt phẳng người sử dụng chuyển giao 98 Hình Chuẩn bị chuyển giao 99 Hình Thực chuyển giao 99        5                             Mạng di động hệ 4G Hình Hoàn thành chuyển giao 99 Hình Tổng quát thủ tục chuyển giao liên hệ thống 102 Hình 10 Tổng quan cấu trúc giao thức mặt phẳng người dùng mặt phẳng điều khiển eNodeB ánh xạ chức RRM vào lớp khác 103 Hình 11 Các chức lớp 2: định trình động, thích ứng đường truyền, quản lý HARQ 106 Hình 12 Nguyên tắc định trình miền tần số .107 Hình 13 Độ lợi từ FDPS 107 Hình 14 Minh họa ba bước giải thuật định trinh gói .109 Hình 15 Đình trình gói miền tần số tính đến HARQ 109 Hình 16 Tương tác chức RRM đuờng lên .110 Hình 17 Chức thích ứng đường truyền lên dựa mã hóa điều chế thích ứng nhanh 111 Hình 18 Chu kì DRX 113 Hình 19 DRX dài ngắn .113 Hình 20 Các trường hợp giải phóng kết nối RRC 114 Hình Samsung Craft- Chiếc điện thoại 4G sử dụng mạng LTE giới 119 Hình Laptop X430 119 Hình Ericsson phối hợp với Cục tần số Vô tuyến điện thử nghiệm công nghệ LTE Hà Nội 120 Hình Trạm gốc LTE 121 Hình Hệ thống mạng lõi 121        6                             Mạng di động hệ 4G DANH SÁCH BẢNG Bảng Các định dạng PDCCH kích thước chúng 75 Bảng Các loại CQI dịch vụ tương ứng 105        7                             Mạng di động hệ 4G trì sóng mang EPS địa IP.Sự giải phóng kết nối RRC mang lại lợi ích kết nối không hoạt động thời gian dài số kết nối tối đa RRC trạm gốc đạt Hình 20 Các trường hợp giải phóng kết nối RRC        114                             Mạng di động hệ 4G CHƯƠNG 6: TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 6.1 Triển khai LTE giới Theo khảo sát gần có 80% nhà cung cấp dịch vụ di động giới sử dụng công nghệ GSM (gồm GSM, GPRS, HSPA) Theo giới chuyên gia phân tích đánh giá, lợi hạ tầng sẵn có số lượng người sử dụng đông đảo lý để phát triển thị trường di động băng thông rộng với công nghệ HSPA LTE Đặc tả kỹ thuật công nghệ LTE có khả tương thích gần hoàn hảo với công nghệ tảng GSM Không GSM, mạng di động sử dụng công nghệ CDMA không bỏ qua hội chuyển tiếp lên 4G với công nghệ LTE Bên cạnh sản phẩm mới, hội nghị giới di động (MWC) thường niên nơi công nghệ định hướng phát triển nghành viễn thông di động giới thiệu rộng rãi đến với công chúng Tại MWC Barcelona (Tây Ban Nha) LTE đề tài quan tâm nhiều Thực tế cho thấy, hầu hết hãng sản xuất thiết bị viễn thông hàng đầu giới:Motorola,Nokia, Nokia Siemens Networks, Huawei, LG Electronics, Samsung, NEC, Fujitsu nhận tiềm to lớn bắt tay với telco lớn giới (Verizon Wireless,AT&T, France Telecom-Orange,NTT DoCoMo, T-Mobile, China Mobile, ZTE ) thực thử nghiệm quan trọng công nghệ LTE đạt thành công đáng kể Trong đó, Nokia công bố thử nghiệm thành công LTE với tốc độ lên đến 173Mbps môi trường đô thị với nhiều thuê bao lúc tần số 2,6GHz, băng thông 20MHz Alcatel-Lucent thông báo thử nghiệm thành công LTE với tốc độ tải đạt 80Mbps (Trung Quốc) cho biết trình diễn thành công LTE với mức tốc độ tải 130Mbps Tiếp đó, Motorola tuyên bố, họ cộng tác với nhà khai thác di động Anh hoàn nghiệm kết nối trời công nghệ LTE, tần số 700MHz 2,6GHz Mới đây, Motorola tiếp tục công bố họ hoàn tất thử nghiệm giai đoạn công nghệ TD-LTE (TD Mode –        115                             Mạng di động hệ 4G LTE) với Bộ Công nghiệp CNTT (MIIT) Trung Quốc, tốc độ tải xuống thực tế đạt 80Mbps Các thử nghiệm trình diễn chứng tỏ khả tuyệt vời công nghệ LTE khả thương mại hóa LTE đến gần Kế hoạch thử nghiệm triển khai công nghệ LTE công ty hợp tác thúc đẩy đến thức có dịch vụ LTE thương mại hoá 6.1.1Thương mại hóa Trong chạy đua để trở thành để trở thành nhà khai thác mạng đưa vào vận hành thương mại dịch vụ LTE, TeliaSoner đích sớm nhất.TeliaSonera telco giới thương mại hóa công nghệ LTE hai thủ đô Stockholm (Thụy Điển) Oslo (Na Uy) vào năm 2010 tiếp tục triển khai sang Phần Lan Song hành với chiến dịch triển khai mạng 4G LTE, TeliaSonera tiếp tục mở rộng mạng Turbo-3G (công nghệ HSPA) nhằm tăng dung lượng khu vực phủ sóng 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 Telstra (Úc) nhà mạng giới thức xác nhận việc triển khai LTE cách rộng rãi Theo nhà mạng này, họ thử nghiệm LTE tử cuối năm 2011 khu vực trung tâm thành phố lớn Úc Cùng lúc này, Ericsson nhà sản xuất thiết bị phát triển hạ tầng phục vụ hệ thống mạng tần số 1800 MHz Sirrea Wireless đưa thị trường thiết bị hỗ trợ người dùng tương thích ngược với hệ mạng 3G 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 100MHz hỗ trợ tốc độ từ 5Mbps đến 12Mbps Đại diện hãng Verizon Wireless cho biết điện thoại LTE hang có hai chip vô tuyến Chúng làm việc        116                             Mạng di động hệ 4G mạng LTE mạng viễn thông công nghệ CDMA Erricson Alcatel-Lucent đối tác cung cấp thiết bị cho mạng LTE Verizon Wireless Tiếp theo AT&T có kế hoạch thương mại hóa LTE năm 2011 Hãng tuyên bố có đủ băng thông 20MHz dành cho LTE để phủ song cho 100 thành phố lớn Mỹ NTT DoCoMo nhà khai thác di động Nhật thử nghiệm thành công LTE với tốc độ đạt đến 250 Mbps tuyên bố bắt đầu đưa dịch vụ LTE từ 2011 Giai đoạn đầu mạng LTE NTT DoCoMo sử dụng tần số 2GHz, băng thông 15 MHz anten MIMO cho khoảng 20.000 trạm gốc Và đến cuối năm 2012 chuyển sang sử dụng tần số 1,5GHz Hiện nay, Ericsson hang cung cấp sở hạ tầng mạng cho NTT DoCoMo Song hành với NTT DoCoMo nhà mạng KDDI, Softbank Mobile, eMobile quan quản lý viễn thông Nhật Bản-Bộ nội truyền thông phê chuẩn kế hoạch triển khai mạng LTE 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 Tại triển lãm CES hồi đầu năm Las Vegas, Verizon Wireless giới thiệu nhiều sản phẩm sử dụng công nghệ LTE: gồm mẫu tablet, mẫu smartphone, mẫu laptop mẫu hotspot di động Tất chúng đến từ đơn vị OEM khác sử dụng loại chipset khác Đại diện nhà mạng với số thuê bao lớn giới China Mobile (Trung Quốc) hay Bharti Airrel (Ấn độ) liên kết thành lập nhóm phát triển chuẩn LTE gọi tắt GTI Chủ tịch Softbank Mobile (Nhật) Masayoshi Son cho biết nhà mạng ủng hộ việc đưa LTE trở thành chuẩn mạng dựa ưu điểm giá thành thấp, tốc độ mạng cao vả hiệu suất tần số tốt hẳn hệ thống khác Theo số liệu Hiệp hội nhà sản xuất di động toàn cầu GSA, tới năm 2010, giới có 80 nhà mạng 33 quốc gia cam kết phát triển lên LTE,        117                             Mạng di động hệ 4G có 21 nhà mạng khu vực châu Á-Thái Bình Dương Tại Đông Nam Á có M1, SingTel StarHub Singapore triển khai LTE Các thử nghiệm trình diễn chứng tỏ khả tuyệt vời công nghệ LTE 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, điện thoại thấy hình, chơi game trực tuyến, tải sở liệu v.v… Và nhớ: với tốc độ siêu tốc 6.1.2 Các nhà phát triển thiết bị Qualcomm thông báo lộ trình sản phẩm mới, bổ sung công nghệ 4G LTE cho tất ác 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 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 RIM kỳ vọng vào phiên PlayBook dành cho Sprint xem câu trả lời cho trích lâu giới hạn sử dụng PlayBook thiếu điện thoại BlackBerry Phát biểu với AllThingsD, RIM cho biết: "Công ty định ưu tiên tập trung vào hướng phát triển thiết bị hoạt động băng tầng 4G LTE Chúng tiếp tục phát triển kết hợp với nhà mạng nhằm mang lại cho thị trường Hoa Kì mẫu máy tính bảng hỗ trợ 4G mang tính cách tân mạnh mẽ.” Trong đó, với khoảng 170 thiết bị di động thức hoạt động hệ điều hành Android, Google ủng hộ mạnh mẽ LTE Eric Schimdt-CEO google cho “LTE tảng cho ứng dụng mạnh mẽ mà tưởng tượng đến” Ông tin tưởng thiết bị di động với hệ điều hành mở Android, điện toán đám mây hạ tầng LTE điều kiện đưa người bước vào giai đoạn phát triển công nghệ        118                             Mạng di động hệ 4G Samsung Craft điện thoại 4G thức sử dụng công nghệ không dây tốc độ cao LTE Cũng theo Samsung, nhà mạng MetroPCS (Mỹ) LTE chọn đơn vị phân phối thức mẫu máy sau vượt qua tên tuổi lớn khác Verion, AT&T, T-mobile Criket Cước liệu hang tháng 55USD Hình Samsung Craft- Chiếc điện thoại 4G sử dụng mạng LTE giới Nhà khai thác dịch vụ viễn thông TeliSonera liên kết với hãng điện tử Samsung để giới thiệu máy tính xách tay có hỗ trợ dịch vụ LTE Thủy Điển Đó máy tính xách tay X430 Samsung có khối lượng 2kg, hình 14” vi xử lý i3 Intel Bên cạnh việc hỗ trợ LTE, X430 dùng với mạng 3G hay GSM để truy cập internet Hình Laptop X430        119                             Mạng di động hệ 4G 6.2 Triển khai LTE VIỆT NAM Bộ TT&TT vừa cho biết hoàn thiện thủ tục để cấp phép thử nghiệm LTE cho EVN Telecom Gtel Như vậy, có doanh nghiệp thử nghiệm công nghệ tiền 4G Hình Ericsson phối hợp với Cục tần số Vô tuyến điện thử nghiệm công nghệ LTE Hà Nội Trước đó, Bộ TT&TT đồng ý choVNPT,Viettel,FPT Telecom,CMC VTC thử nghiệm mạng di động công nghệ LTE Thời gian thử nghiệm năm Theo Luật Viễn thông, doanh nghiệp phải đấu giá tần số để lấy giấy phép Sau đấu giá, doanh nghiệp chuyển nhượng tần số muốn Việc đấu giá tần số nhằm tránh tình trạng xin giấy phép để “giữ chỗ” VNPT tập đoàn viễn thông Altech Telecom (Nga) kí kết thỏa thuận hợp tác lập liên doanh RusViet Telecom để cung câp dịch vụ dựa tảng công nghệ di động hệ tiền 4G LTE Ngày 10/10/2010, VNPT tuyên bố hoàn thành trạm BTS theo công nghệ LTE đặt tòa nhà Internet, lô 2A, làng Quốc tế Thăng Long, Cầu Giấy, Hà Nội với tốc độ truy cập Internet lên đến 60 Mbps Giai đoạn dự án thử nghiệm cung cấp dịch vụ vô tuyến băng rộng công nghệ LTE VNPT VDC triển khai với 15 trạm BTS Hà Nội, bán kính phủ sóng trạm khoảng 1km        120                             Mạng di động hệ 4G Hình Trạm gốc LTE Hình 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 nghiệm hệ thống mạng hoàn chỉnh với 40 trạm LTE hai quận Đống Đa Ba Đình Sau đó, quý 1/2011, Viettel cung cấp dịch vụ 4G cho số khách hàng dùng thử.Mạng cho biết, triển khai, mạng 4G không ảnh hưởng đến chất lượng mạng 3G 2G cung cấp cho khách hàng        121                             Mạng di động hệ 4G Theo giới chuyên môn, từ Việt Nam bắt đầu thử nghiệm công nghệ 3G đến thức thương mại hóa tới năm Vì vậy, vài năm tới thời điểm thích hợp để triển khai công nghệ Bộ TT&TT cho biết tới Bộ tiến hành tổng kết công tác cấp phép triển khai dịch vụ 3G Việc tổng kết tập trung đánh giá hiệu học kinh nghiệm trình triển khai mạng 3G Đây sở quan trọng để Bồ TT&TT tiến hành cấp phép 4G thời gian tới 6.3 4G chơi không dễ cho nhà mạng Theo thống kê Bộ Thông tin Truyền thông, sau năm triển khai, mạng 3G phủ sóng toàn quốc với tỷ lệ 93,68% dân số Thế nhưng, số lượng thuê bao nhà khai thác 3G đạt triệu ngưỡng khiêm tốn so với số 120 triệu thuê bao 2G Dù rằng, 3G biết đến mạng hệ với tính vượt trội Tổng số tiền mà hãng viễn thông cam kết đầu tư cho mạng 3G năm đầu (2009-2011) 42.000 tỷ đồng, tương đương với 2,47 tỷ đôla Hiện, hãng khai thác đầu tư tổng số tiền cho mạng 3G vào khoảng 33.000 tỷ đồng để phát triển 30.300 trạm thu phát sóng BTS Thế nhưng, doanh thu mà họ đạt tất dịch vụ 3G xấp xỉ 3.600 tỷ đồng Doanh thu thuê bao chưa đạt mức kỳ vọng khiến nhà mạng nhớ lại câu chuyện "bẫy 3G" mà Tổng giám đốc Tập đoàn Viễn thông Quân đội Viettel đề cập Để khách hàng sử dụng dịch vụ cách hoàn hảo, mạng di động phải đầu tư số lượng trạm thu phát sóng mạng 2G (cỡ khoảng 28.000 trạm) Như vậy, số tiền mà nhà mạng bỏ để phát triển hạ tầng ngang ngửa với việc xây dựng mạng di động mới, cỡ khoảng 400-500 triệu USD Để phát triển trạm BTS, nhà mạng phải bỏ số tiền tương đương với 15.000 USD, chưa kể khoản đầu tư cho hệ thống tổng đài, mạng lưới bán Khi độ phủ sóng đạt        122                             Mạng di động hệ 4G ngưỡng rộng khắp toàn quốc, nhà mạng mong hạn chế tối đa tượng liên lạc, rớt gọi        123                             Mạng di động hệ 4G KẾT LUẬN Sau thời gian làm luận văn, dẫn tận tình thầy giáo TS Nguyễn Vũ Sơn , động viên ủng hộ từ gia đình bè bạn giúp cho em hoàn thành luận văn Đây dịp để em tự củng cố, hoàn thiện nâng cao kiến thức Theo yêu cầu đề từ trước, luận văn làm bật ưu điểm công nghệ LTE, kỹ thuật tiên tiến sử dụng công nghệ Tuy tiếp tục nghiên cứu, thử nghiệm phát triển với kết bước đầu khả quan lợi kiến trúc mạng đơn giản khả dễ dàng tích hợp với mạng 3G 2G mà không cần thay đổi toàn sở hạ tầng mạng có, công nghệ LTE chứng tỏ tiềm mạnh mẽ so với công nghệ đối thủ mà điển hình WiMAX Cho dù đời muộn so với WiMAX, công nghệ LTE có tính cạnh tranh cao tương lai, ưu điểm sẵn có, LTE nhận nhiều ủng hộ “đại gia” ngành công nghệ viễn thông, Ericsson, Nokia-Siemens Networks, Alcatel-Lucent, T-Mobile, Vodafone, tập đoàn lớn khác gia nhập China Mobile, Huawei, LG Electronics, NTT DoCoMo Samsung Trong khuôn khổ luận văn tốt nghiệp chắn đề cập đến hết khía cạnh công nghệ LTE sau hoàn thành xong luận văn em tiếp tục nghiên cứu công nghệ LTE cách chuyên sâu từ làm tiền đề để tiếp tục nghiên cứu lên công nghệ LTE-Advance- công nghệ 4G thực        124                             Mạng di động hệ 4G TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Sköld and Per Beming, 3G Evolution HSPA and LTE for Mobile Broadband, Second edition, Elsevier Ltd, 2008 [2] Harri Holma and Antti Toskala, LTE for UMTS – OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access, John Wiley & Sons Ltd, 2009 [3] Myung, H.G., Goodman, D.J., ‘Single Carrier FDMA: A New Air Interface for Long Term Evolution’, Wiley, 2008 [4] Phạm Anh Dũng, Lộ trình phát triển thông tin di động 3G lên 4G, Học viện Bưu Chính Viễn Thông, 2008 [5] 3GPP TS 36.322 V8.7.0, Radio Link Control (RLC) protocol specification, Relaese [6] 3GPP TS 36.331 V8.8.0 Radio Resource Control (RRC) protocol specification, Release [7] 3GPP TS 36.323 V8.6.0, Packet Data Convergence Protocol (PDCP) specification, Release [8] 3GPP TS 36.321 V8.8.0 Medium Access Control (MAC) protocol specification, Release [9] 3GPP TS 23.002 V8.6.0, Network achitecture, Release [10] 3GPP TS 36.401 V8.7.0, Achitecture description, Release        125                             Mạng di động hệ 4G CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT Third Generation Partnership Project 3GPP Tổ chức chuẩn hóa mạng di động hệ thứ A AAS ACK AM AMC ARQ Adaptive Antenna System Acknowledgement (In ARQ Protocols) Acknowledged Mode (RLC Configuration) Adaptive Modulation And Coding Automatic Repeat-Request Hệ thống antenna thích ứng Yêu cầu lặp lại tự động Broadcast Control Channel Broadcast Channel Bit-Error Rate Block-Error Rate Binary Phase-Shift Keying Base Station Base Station Controller Block Turbo Code Base Transceiver Station Kênh điều khiển quảng bá Kênh quảng bá Tỷ lệ lỗi bit Tỷ lệ lỗi khối Khóa dịch pha nhị phân Trạm gốc Khối điều khiển trạm gốc Mã turbo khối Trạm thu phát gốc Core Network Cyclic Prefix Continuous Packet Connectivity Common Pilot Channel Channel Quality Indicator Circuit Switched Mạng lõi Tiền tố tuần hoàn Dedicated Control Channel Dedicated Channel Discrete Fourier Transform DFT-Spread OFDM, See Also SC-FDMA Downlink Downlink Shared Channel Dedicated Physical Control Channel Dedicated Physical Channel Dedicated Physical Data Channel Discontinuous Reception Dedicated Traffic Channel Discontinuous Transmission Kênh điều khiển dành riêng Kênh dành riêng Biến đổi fourier rời rạc OFDM trải phổ DFT, xem SC-FDMA Đường xuống Kênh chia sẻ đường xuống Enhanced Dedicated Channel E-UTRAN NodeB Evolved Packet Core Kênh dành riêng nâng cao NodeB E-UTRAN Lõi gói cải tiến Frequency Division Duplex Frequency Division Multiplexing Frequency Division Multiple Song công phân chia theo tần số Báo nhận (trong giao thức ARQ) Chế độ báo nhận (cấu hình RLC) Mã hóa điều chế thích nghi B BCCH BCH BER BLER BPSK BS BSC BTC BTS C CN CP CPC CPICH CQI CS Khả kết nối gói liên tục Kênh hoa tiêu chung Chỉ thị chất lượng kênh truyền Chuyển mạch kênh D DCCH DCH DFT DFTS-OFDM DL DL-SCH DPCCH DPCH DPDCH DRX DTCH DTX Kênh điều khiển vật lý dành riêng Kênh vật lý dành riêng Kênh liệu vật lý dành riêng Sự thu nhận không liên tục Kênh lưu lượng dành riêng Sự phát không liên tục E E-DCH eNodeB EPC F FDD FDM FDMA Ghép kênh phân chia theo tần số Đa truy nhập phân chia theo tần số        126                             Mạng di động hệ 4G FFT Access Fast Fourier Transform Biến đổi fourier nhanh GSM EDGE RAN General Packet Radio Services Mạng truy nhập vô tuyến GSM EDGE Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp Hybrid ARQ High Speed Downlink Packet Access High Speed Packet Access ARQ hỗn hợp Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao Truy nhập gói tốc độ cao G GERAN GPRS H HARQ HSDPA HSPA I IEEE IFFT IMT-2000 IR ITU Institute Of Electrical And Electronics Engineers Inverse FFT International Mobile Telecommunications 2000 Incremental Redundancy International Telecommunications Union Viễn thông di động quốc tế 2000 Long Term Evolution Sự phát triển dài hạn Medium Access Control Multimedia Broadcast/Multicast Service Multicast And Broadcast Service Multiple Input Multiple Ouput Mobile Switching Center Điều khiển truy nhập môi trường Viện kỹ sư điện điện tử FFT đảo ngược Sự dư thừa gia tăng Hiệp hội viễn thông quốc tế L LTE M MAC MBMS MBS MIMO MSC Broadcast đa truyền thông/dịch vụ multicast Dịch vụ multicast broadcast Nhiều đầu vào nhiều đầu Trung tâm chuyển mạch di động N Negative Acknowledgement (In ARQ Protocols) NodeB, a logical node handling transmission/reception in multiple cells Commonly, but not necessarily, corresponding to a base station NAK NodeB Báo nhận thất bại (trong giao thức ARQ) Một node logic điều khiển việc phát thu nhiều tế bào Có xem tương ứng với trạm gốc O Orthogonal Frequency Division Multiplexing Orthogonal Frequency Division Multiple Access OFDM OFDMA Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao P PAPR PAR PCCH PCH PCI PDCCH PDCP PDSCH PDU PHY Peak to Average Power Ratio Peak to Average Ratio Paging Control Channel Paging Channel Pre-coding Control Indication Physical Downlink Control Channel Packet Data Convergence Protocol Physical Downlink Shared Channel Protocol Data Unit Physical layer Hệ số công suất đỉnh trung bình Hệ số đỉnh trung bình (giống PAPR) Kênh điều khiển tìm gọi Kênh tìm gọi Chỉ thị điều khiển tiền mã hóa Kênh điều khiển đường xuống vật lý Giao thức hội tụ liệu gói Kênh chia sẻ đường xuống vật lý Đơn vị liệu giao thức Lớp vật lý        127                             Mạng di động hệ 4G Q Quadrature Amplitude Modulation Quality of Service Quadrature Phase Shift Keying QAM QoS QPSK Điều chế biên độ cầu phương Chất lượng dịch vụ Khóa dịch pha cầu phương R RAN RB RF RLC RNC ROHC RRC RS RSN Radio Access Network Resource Block Radio Frequency Radio Link Protocol Radio Network Controller Robust Header Compression Radio Resource Control Reference Symbol Retransmission Sequence Number Mạng truy nhập vô tuyến Khối tài nguyên Tần số vô tuyến Giao thức liên kết vô tuyến Khối điều khiển mạng vô tuyến Nén tiêu đề mạnh mẽ Điều khiển tài nguyên vô tuyến Ký hiệu tham khảo System Architecture Evolution Single Carrier FDMA Space Frequency Block Coding Signal To Interference Ratio Signal To Noise Ratio Sự phát triển kiến trúc hệ thống FDMA đơn sóng mang Số thứ tự truyền lại S SAE SC-FDMA SFBC SIR SNR Mã hóa khối không gian-tần số Hệ số tín hiệu nhiễu Hệ số tín hiệu tạp âm T TF Transport Format Transport Format Combination Transparent Mode (RLC Configuration) Transmission Time Interval TFC TM TTI Định dạng truyền tải Sự kết hợp định dạng truyền tải Chế độ suốt (cấu hình RLC) Khoảng thời gian truyền dẫn U User Equipment, the 3GPP name for the mobile terminal Uplink Unacknowledgement Mode (RLC Configuration) Universal Mobile Telecommunications System Universal Terrestrial Radio Access Universal Terrestrial Radio Access Network UE UL UM UMTS UTRA UTRAN Thiết bị người dùng, tên 3GPP đặt cho thiết bị đầu cuối di động Đường lên Chế độ không báo nhận (cấu hình RLC) Hệ thống viễn thông di động toàn cầu Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu W WCDMA Wideband Code Multiple Access Division Đa truy nhập băng rộng phân chia theo mã V VoIP Voice Over IP Thoại qua IP Zadoff-Chu Chuỗi Zadoff-Chu Z ZC        128                             ... LTE 1.1 Thế hệ di động 3G động lực phát triển công nghệ LTE Sự phát triển nhanh chóng dịch vụ số liệu mà IP đặt yêu công nghệ viễn thông di động Thông tin di động hệ sử dụng công nghệ số hệ thống... hệ thứ tư (4G) Tuy mẻ mạng di động băng rộng 4G kỳ vọng tạo nhiều thay đổi khác biệt so với mạng di động Xuất phát từ vấn đề trên, em lựa chọn đề tài tốt nghiệp là :Mạng di động hệ 4G Đề tài vào... nơi di chuyển: xem phim chất lượng cao HDTV, điện thoại thấy hình, chơi game, nghe nhạc trực tuyến, tải sở liệu v.v… với tốc độ “siêu tốc” Đó khác biệt mạng di động hệ thứ (3G) mạng di động hệ