báo cáo thưc tập mạng 4G LTE và 5G

Tìm hiểu về hệ thống mạng 4G LTE và 5G trong tương lai. báo cáo thực tập tốt nghiệp trường học viện công nghệ bưu chính viễn thông. Thực tập công ty TNHH TMDV Viễn Thông Thiên Tú. Các công nghệ trong mạng 4G LTE và 5G

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THÔNG II _ BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG HỆ: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NIÊN KHÓA: 2013-2018 Đề tài: NGHIÊN CỨU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G VÀ KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI SANG THẾ HỆ 5G Sinh viên thực hiện: HOÀNG XUÂN TẤN MSSV: N13DCVT138 Lớp: D13CQVT02-N Giáo viên hướng dẫn: TRẦN TRUNG DUY TP.HCM – Tháng Năm 2017 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THÔNG II _ BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG HỆ: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NIÊN KHÓA: 2013-2018 Đề tài: NGHIÊN CỨU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G VÀ KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI SANG THẾ HỆ 5G Sinh viên thực hiện: HOÀNG XUÂN TẤN MSSV: N13DCVT138 Lớp: D13CQVT02-N Giáo viên hướng dẫn: TRẦN TRUNG DUY TP.HCM – Tháng Năm 2017 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt đợt thực tập báo cáo này, trước tiên em chân thành biết ơn sâu sắc tất quý Thầy Cô Trường Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông Thầy Cô Khoa Viễn Thông II tận tâm truyền đạt kiến thức quý báu cho em suốt trình học tập trường Hơn nữa, em xin chân thành cảm ơn Thầy TS Trần Trung Duy giảng viên hướng dẫn trực tiếp cho em suốt thời gian thưc tập Về phía Công Ty TNHH Thương Mại Dịch Vụ Viễn Thông Thiên Tú, em xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh Đạo công ty tạo điều kiện giúp cho em có hội thực tập Công ty, đồng thời em xin cảm ơn Anh Chị phòng Dự Án- Thi Công, đặc biệt anh Nguyễn Tấn Lợi hướng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thành đợt thực tập làm báo cáo cách hoàn chỉnh hơn, giúp em vận dụng kiến thức học tập trường vào thực tế cách sâu sắc Cuối em xin gửi lời chúc tốt đẹp đến toàn thể quý Thầy Cô Trường Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, mong quý Thầy Cô có thật nhiều sức khỏe ngày thành công nghiệp giảng dạy Chúc Ban Lãnh Đạo Anh Chị phòng Dự Án- Thi Công toàn thể Công ty TNHH Thương Mại Dịch Vụ Viễn Thông Thiên Tú dồi sức khỏe hoàn thành công việc thật xuất sắc Chúc Công ty liên tục phát triển vững mạnh trở thành doanh nghiệp hàng đầu lĩnh vực viễn thông TP.HCM, tháng năm 2017 Sinh viên thực Hoàng Xuân Tấn MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH STT Hình 1.1 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Tên hình Sơ đồ tổ chức công ty Thiên Tú Sự tích hợp mạng khác dẫn đến 4G Sự kết hợp mạng khác Các mạng khác co thể truy nhập vào hệ thống Tốc độ truyền liệu mạng 4G Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM Phổ tín hiệu OFDM với sóng mang Tiết kiệm băng thông sử dụng OFDM Mô hình cấu trúc mạng 4G Trang 7 8 10 10 11 12 Hình 2.9 Tốc độ công nghệ Wimax LTE 14 Hình 2.10 Cấu trúc mạng LTE 14 Hình 2.11 Liên kết IP UE với PDNs 15 Hình 2.12 Mạng truy nhập vô tuyến 15 Hình 2.13 Mạng Core 16 Hình 2.14 Kiến trúc Roaming 16 Hình 2.15 Công nghệ 4G 17 Hình 2.16 Tổng số di động kết nối hệ theo năm ( theo GSMA Intelligence) 18 Hình 2.17 Các sóng mang thành phần truyền dẫn băng rộng LTE-Advanved 19 Hình 2.18 Khối tập hợp sóng mang 20 Hình 2.19 Các kiểu kết hợp sóng mang 20 Hình 2.20 Mô hình hệ thống MIMO MxN 21 Hình 2.21 Ghép kênh không gian V-BLAST 22 Hình 2.22 Hệ thống Single user MIMO 22 Hình 2.23 Hệ thống Multi User MIMO 23 Hình 2.24 Sự khác thu nhận LTE LTEAdvanced 23 Hình 2.25 Hình 2.18 Cấu hình MIMO 8x8 24 Hình 2.26 Hệ thống phối hợp với nút chuyển tiếp 24 Hình 2.27 Kỹ thuật chuyển tiếp 25 Hình 2.28 Chuyển tiếp chiều 25 Hình 2.29 Chuyển tiếp chiều 26 Hình 3.1 Mạng di động hệ 5G đưa vào năm 2020 27 Hình 3.2 Mô hình trạm HAPS 28 Hình 3.3 Mô hình trạm HAPS tương lai ( ảnh : Internet) 29 Hình 3.4 Cấu trúc mạng 5G – The NanoCore 30 Hình 3.5 Điện toán đám mây 32 Hình 3.6 All-IP Network 33 Hình 3.7 Cấu trúc máy thu phát UE 34 Hình 3.8 Cấu trúc công nghệ đa lõi cấu hình lại 35 Hình 3.9 Cấu trúc mạng 5G giả định 36 DANH MỤC CÁC BẢNG STT Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Tên bảng Đặc điểm anten thông minh So sánh tham số LTE LTE-Advanced So sánh tham số LTE-Advanced với công nghệ khác LỜI NÓI ĐẦU Trang 18 19 Hiện nay, ngành công nghiệp đà phát triển lĩnh vực công nghiệp viễn thông phát triển theo ngày với nhiều công nghệ dịch vụ ưu đãi Sự phát triển công nghệ theo xu hướng IP hóa tích hợp công nghệ Trong năm vừa qua mạng thông tin hệ thứ ba đời mang lại cho người sử dụng nhiều tiện ích dịch vụ mới,… có số nhược điểm tốc độ truyền liệu tối đa 2Mbps khó cho việc download loại file liệu có dung lương lớn, khả đáp ứng thời gian thực hội nghị truyền hình chưa cao, chưa đáp ứng yêu cầu ngày cao người dùng, tính mở mạng chưa cao khả tích hợp mạng khác chưa tốt, … Do phải có mạng di động để khắc phục những nhược điểm Từ đó, người ta bắt đầu nghiên cứu mạng di động có tên gọi hệ thống mạng di động 4G.Việc nghiên cứu công nghệ giúp ta nắm bắt xu hướng công nghệ để đáp ứng nhu cầu thị trường tương lai Do em chọn đề tài "NGHIÊN CỨU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G VÀ KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI SANG THẾ HỆ 5G" CÁC NỘI DUNG CHÍNH CỦA BÁO CÁO: o Chương I : Giới thiệu quan thực tập o Chương II : Nghiên cứu hệ thống thông tin di động 4G o ChươngIII: Hệ thống thông tin di động CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CƠ QUAN THỰC TẬP 1.1 Sơ lược công ty TNHH Thương Mại Dịch Vụ Viễn Thông Thiên Tú Tên đối ngoại: THIENTU CO.,LTD Loại hình doanh nghiệp: Công ty trách nhiệm hữu hạn Địa chỉ: 145B Nguyễn Đình Chính, Phường 11, Quận Phú Nhuận, Tp.HCM Điện thoại: (08) 39975966 Fax: (08) 38479909 Website: http://www.thientu.com.vn Mã số doanh nghiệp: 0302171851 Ngày cấp GPKD: Ngày 01 tháng 12 năm 2000 1.2 Quá trình hình thành phát triển công ty Khi thành lập, công ty Thiên Tú cung cấp dịch vụ đơn giản cho nhà mạng viễn thông di động nước Mobifone, Vinaphone …với công việc thiết kế xây dựng nhà trạm anten, lắp đặt thiết bị outdoor, dựng trụ Không dừng lại mức độ này, ban lãnh đạo công ty Thiên Tú trọng đầu tư mạnh để phát triển nguồn nhân lực, cử người học nước tăng cường trang thiết bị kỹ thuật Đến Thiên Tú trở thành nhà thầu lĩnh vực dịch vụ viễn thông cho công ty nước Từ chỗ nhà thầu công ty viễn thông nước, Thiên Tú đối tác thường xuyên uy tín, ký kết hợp đồng trực tiếp với công ty nước Ericsson, Alcatel Lucent, Huawei, Nokia Siemens Networks, ZTE, Nortel Network… Thiên Tú cung cấp trọn gói dịch vụ từ sản xuất, lắp đặt, bảo dưỡng trụ cột anten, nhà trạm BTS, tổng đài MSC/BSC, thiết bị indoor outdoor, sửa chữa, bảo trì, bảo dưỡng thiết bị viễn thông, hệ thống điện công nghiệp… đến cho thuê hạ tầng viễn thông nhà trạm, cột anten, cung cấp dịch vụ ứng cứu, bảo trì bảo dưỡng cho trạm BTS Trong trình hình thành phát triển mạng di động 3G VN từ năm 2009, có không đóng góp thầm lặng chuyên viên kỹ thuật Thiên Tú, người lặng lẽ ngày đêm thi công lắp đặt hệ thống 3G cho nhà mạng Mobifone Vinaphone khu vực phía Nam Trong lĩnh vực cung cấp dịch vụ Contact Center cho nhà mạng viễn thông, thương hiệu Thiên Tú khẳng định với khả cung ứng dịch vụ trọn gói, không chăm sóc khách hàng đối tác qua điện thoại mà qua website, chat, email, SMS Để vươn lên vị nhà cung cấp dịch vụ Contact Center chuyên nghiệp, Thiên Tú đầu tư đồng cho hạ tầng kỹ thuật lẫn hệ thống đào tạo nhân chuyên nghiệp Ban đầu, Thiên Tú cung cấp nhân lực làm việc trụ sở đối tác, đến công ty có Contact Center trang bị hạ tầng kỹ thuật chuẩn quốc tế, thiết bị đại với 500 nhân viên, cung cấp dịch vụ cho nhà mạng di động Vinaphone, Mobifone Vietnamobile Với hỗ trợ chuyên môn Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, công ty xây dựng hệ thống tự đào tạo nghiệp vụ cho nhân viên làm việc Contact Center Đây mạnh mà nhà cung cấp dịch vụ có Những cột mốc phát triển công ty Năm 2000:Thành lập công ty Thiên Tú với dịch vụ thi công lắp đặt trạm thu phát sóng (BTS) với số lượng 60 nhân viên Năm 2004: Cung cấp dịch vụ Call Center cho trung tâm thông tin di động Mobifone Vinaphone với 150 điện thoại viên (khai thác viên) Năm 2007: Triển khai lắp đặt trạm thu phát sóng cho Trung tâm viễn thông Mobifone, Vinaphone, EVN, Vietnamobile Năm 2008: Cung cấp dịch vụ Contact Center cho Trung tâm thông tin di động Vinaphone Năm 2009: Mở rộng quy mô Contact Center cho Trung tâm thông tin di động Mobifone Vinaphone với số lượng 500 điện thoại viên (khai thác viên) Tháng năm 2009: Triển khai khảo sát thi công lắp đặt hệ thống 3G cho đối tác Mobifone Vinaphone khu vực phía Nam Tháng năm 2010: Mở rộng quy mô cung cấp dịch vụ Contact Center Trung tâm thông tin di động Vietnamobile Tháng 9-2016: Triển khai khảo sát lắp đặt dự án 3G cho mạng Vietnammobile Tháng 10-2016: DỰ ÁN: Phát triển mạng vô tuyến tỉnh phía Nam mạng Vinaphone giai đoạn 2016-2017, cho 4G Bình Dương Tháng 11-2016: DỰ ÁN: "Phát triển mạng vô tuyến tỉnh trọng điểm phía Nam mạng Vinaphone giai đoạn 2016-2017” cho 3G-4G tỉnh HUG Hiện nay, công ty tiếp tục mở rộng, phát triển khẳng định vai trò công phát triển mạng thông tin di động nói riêng, mạng viễn thông nói chung thời kì đổi công nghệ nâng cao khoa học kỹ thuật, mà mũi nhọn công nghệ thông tin thông tin truyền thông Qua 10 hình thành phát triển, công ty đạt thành tựu đáng kể, từ dịch vụ cung cấp hạ tầng viễn thông cung ứng dịch vụ Contact Center Thiên Tú không xa lạ với nhà mạng Việt Nam Đặc biệt, Thiên Tú trở thành đối tác lớn hãng công nghệ hàng đầu giới ZTE, Erisson, Siements… CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G 3.1.Giới thiệu chung Sự phát triển công nghệ thông tin di động không dừng lại công nghệ 4G/LTE- Advanced Mỗi phiên tiếp tục nâng cao hiệu suất hệ thống với lĩnh vực ứng dụng mới.Công nghệ bổ sung thêm ứng dụng kết nối điện thoại di động, tự động hóa nhà, giao thông vận tải thông minh, an ninh sách điện tử, … Cho đến tổ chức Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) chưa công bố rộng rãi yêu cầu cụ thể chi tiết công nghệ tích hợp vào mạng 5G.Công nghệ 5G nghiên cứu nhà khoa học tìm kiếm giải pháp thích hợp nhất.Dự kiến, việc triển khai mạng 5G bắt đầu vào năm 2020 tới năm 2025 phổ biến toàn cầu Hình 3.1.Mạng di động hệ 5G đưa vào năm 2020 Theo dự kiến yêu cầu mạng 5G, có khác biệt lớn hệ với hệ 5G bao gồm:  Mức tiêu thụ pin thấp hơn, tăng tuổi thọ pin  Xác suất tắc nghẽn thấp  Độ trễ giảm bớt đáng kể so với LTE  Tốc độ nhanh hơn, cung cấp nhiều kết nối ổn định đáng tin cậy hơn, phạm vi bao phủ tốt tốc độ liệu cao viền tế bào giúp cho giải vấn đề liên quan đến diện tích phủ sóng (thậm chí biển, nơi trạm phát sóng đất liền phủ sóng bắt tín hiệu 5G)  An toàn hơn, tiết kiệm lượng, bổ sung thêm tính cho phần cứng  Đồng thời truyền nhiều đường truyền liệu  Khoảng tốc độ liệu 1Gbps di động  Hiệu phổ hệ thống cao đáng kể so với 4G SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN LỚP: D13CQVT02 Trang CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G Web không dây toàn cầu (WWWW: World Wide Wireless Web), ứng dụng web không dây dựa bao gồm đầy đủ khả đa phương tiện vượt tốc độ 4G để kết nối nơi trái đất  Các ứng dụng kết hợp với cảm biến nhân tạo thông minh (AI), sống người bao phủ cảm biến nhân tạo giao tiếp với điện thoại di động thông minh Khả tương tác linh hoạt hỗ trợ nhiều loại thiết bị khác máy tính bảng, thiết bị đeo tay, …  Không gây hại cho sức khỏe người  Lệ phí lưu lương truy cập rẻ chi phí triển khai sở hạ tầng thấp Thế hệ 5G công nghệ mà cung cấp tất ứng dụng có thể, cách sử dụng thiết bị bao quát, kết nối hầu hết sở hạ tầng thông tin liên lạc tồn tại.Các thiết bị đầu cuối 5G đa cấu hình lại kích hoạt nhận thức vô tuyến.Nó có phần mềm xác định phương pháp điều chế vô tuyến.Các mạng di động 5G tập trung vào việc phát triển thiết bị đầu cuối cho truy cập công nghệ mạng không dây khác lúc kết hợp luồng khác từ công nghệ khác Điểm đặc biệt cải tiến hệ 5G so với mạng hệ trước (dùng trạm cở sở mặt đất) mạng 5G sử dụng trạm HAPS (High Altitude Stratospheric Platform Stations)  Hình 3.2 Mô hình trạm HAPS Các trạm HAPS máy bay bóng thiết kế để hoạt động độ cao thấp, treo lơ lửng vị trí cố định thời gian dài, khoảng cách từ 17km – 22km so với mặt đất hoạt động vệ tinh HAPS cung cấp nguồn pin, động tế bào lương mặt trời Nó làm việc trạm phát so sánh với anten cao truyền tín hiệu giao tiếp không dây Đó kỹ thuật tốt việc phục vụ dịch vụ thông tin không dây băng SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN LỚP: D13CQVT02 Trang CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G thông rộng Trạm HAPS cung cấp phạm vi với bán kính khoảng tầm 30 Km Do thiết lập trạm HAPS thay phải dùng số trạm sở đặt mặt đất khu vực ngoại ô nông thôn hệ trước Trạm HAPS không yêu cầu bệ phóng đắt tiền vệ tinh mà cung cấp cho hiệu chi phí dễ dàng triển khai, sử dụng trường hợp khẩn cấp tai nạn HAPS cung cấp tuyến liên kết quan sát với công suất cao ứng dụng băng thông rộng Do cao có tác động gió nên trạm HAPS thay đổi tùy vị trí theo chiều dọc chiều ngang Sự chuyển động làm thay đổi, sai lệch góc nhìn thiết bị đầu cuối mặt đất Nếu thay đổi lớn bề rộng chùm tia anten yêu cầu tăng hoạt động liên kết.Nhờ sử dụng cách khắc phục nhiều hạn chế giúp đường truyền tín hiệu thẳng giảm tình trạng bị cản trở nhà cao tầng Do trạm nằm cao nên có khả bao phủ diện tích rộng lớn giúp cho làm giảm vấn đề diện tích phủ sóng Hình 3.3 Mô hình trạm HAPS tương lai ( ảnh : Internet) Mặc dù có số cải tiến công nghệ không dây hệ 5G có thách thức cho phát triển : • Tối ưu hóa phép đo hiệu suất: việc đánh giá mạng thông tin liên lạc không dây thường đặc trưng cách tính toán hai phép đo hiệu suất, độ phức tạp cao Đối với đánh giá đầy đủ công hệ thống không dây 5G, số liệu hiệu suất nên xem xét.Chúng bao gồm hiệu quang phổ, hiệu lượng, độ trễ, độ tin cậy, tính công người dùng, QoS, độ phức tạp thực Như vậy, có khuôn khổ chung để đánh giá hiệu suất hệ thống không dây 5G • Mô hình kênh thực tế củahệ thống không dây 5G: mô hình thực tế kênh với độ xác hoàn toàn, độ phức tạp cao Chẳng hạn hệ thống MIMO lớn, mô hình áp dụng trực tiếp cho kênh MIMO lớn SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN LỚP: D13CQVT02 Trang CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G • • • Tích hợp tiêu chuẩn khác nhau: Mỗi thực hành kỹ thuật có tiêu chuẩn riêng họ (F.eks Telecom có 3GPP, 3GPP2, ITU, IETF, vv) Để tích hợp tiêu chuẩn khác nhau, đòi hỏi phải có cách tiếp cận có hệ thống tiêu thụ thời gian Nền tảng phổ biến: Không có kiến trúc chung cho kết nối thực hành kỹ thuật khác Một quan quản lý chung cần thiết, mà tạo tảng chung cho tất thực hành kỹ thuật để hợp thức vấn đề kết nối liên thông chia sẻ kiến thức Khả tương tác số loại truy cập không dây: Khả tương tác liền mạch mạng không đồng giúp cho thành công hệ thống 5G với công nghệ truy cập phát triển khác Một giải pháp nhằm đảm bảo khả tương tác số loại truy cập mạng không dây đưa phát triển chuẩn IEEE 802.21.IEEE 802.21 tập trung vào việc tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển giao mạng không dây khác môi trường không đồng loại phương tiện nào.Mục đích IEEE 802.21 để giảm bớt việc sử dụng nút di động cách cung cấp chuyển giao không bị gián đoạn mạng không đồng nhất.Nó đóng góp phần quan trọng việc hướng đến khả tương tác lại mạng không dây 5G hệ thống truyền thông di động.Khả tương tác thiết lập lại cấu hình cung cấp cho nhà mạng với khả để lựa chọn, với khoản đầu tư tối thiểu mạng truy cập không dây thay thê Việc lựa chọn thực dựa số tiêu chí như:  Kiểm soát tắc nghẽn  Chia sẻ phổ hiệu  Sự cân chia sẻ mạng không dây tồn không gian khác  So sánh truy cập tài nguyên sẵn có truy nhập dịch vụ riêng biệt SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN LỚP: D13CQVT02 Trang CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G 3.2.Cấu trúc mạng 5G Hình 3.4 Cấu trúc mạng 5G – The NanoCore 3.2.1.Flatter IP network Mạng Flat IP chắn giải pháp quan trọng để làm cho 5G áp dụng tất loại công nghệ Để đáp ứng nhu cầu khách hàng cho ứng dụng thời gian thực liệu gửi qua mạng điện thoại di động băng thông rộng, nhà khai thác không dây chuyển sang cấu trúc mạng flat IP Mạng cung cấp phương thức để nhận biết thiết bị sử dụng tên ký hiệu, khác với cấu trúc có phân cấp sử dụng “ normal” địa IP Với việc chuyển san kiến trúc flat IP, nhà khai thác di động có thể:  Giảm số lượng phần tử mạng liệu đường dẫn đến giảm chi phí hoạt động  Giảm độ trễ hệ thống cho phép ứng dụng hoạt động với độ sai lệch thấp trễ  Phát triển truy cập vô tuyến gói mạng lõi độc lập với đến mức độ lớn so với trước tạo linh hoạt kế hoạch lập mạng triển khai  Phát triển mạng lõi linh hoạt phục vụ sở cho đổi dịch vụ thông qua điện thoại di động mạng truy nhập IP chung  Tạo tảng cho phép nhà khai thác dịch vụ di động băng thông rộng để cạnh tranh với mạng dây SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN LỚP: D13CQVT02 Trang CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G Mạng 5G sử dụng Flat IP làm cho dễ dàng cho RAN (Radio Access Network) khác để nâng cấp mạng NanoCore 3.2.2.Hệ thống Aggregator Mạng lưới viễn thông theo hình thức phân cấp, lưu lương truy cập thuê bao gộp chung lại tập hợp điểm (BSC/RNC) sau đo chuyển đến cổng Hệ thống Flat IP làm giảm công suất tập hợp điểm lưu lương chuyển trực tiếp từ trạm gốc đến cổng phương tiện truyền thông.Tất mạng sử dụng (GSM, CDMA, Wimax Wireline) kết nối với Super Core với công suất lớn.Điều thực sở hạ tầng mạng nhất.Giải pháp Super Core loại bỏ tất chi phí liên kết phức tạp cho nhà điều hành mạng.Nó làm giảm số lượng tồn mạng kết thúc kết nối, làm giảm đáng kể độ trễ Tuy nhiên hệ thống có yêu cầu :  Yêu cầu dự phòng cao: theo giải pháp Super Core, tất nhà khai thác mạng dịch chuyển đến sở hạ tầng Do yêu cầu dự phòng cao an toàn lõi mạng  Tính minh bạch nhà khai thác mạng: liên quan đến liệu thuê bao khâu quản lý, vv… Kết cấu Super Core quan điều hành phủ quản lý 3.2.3.Công nghệ 5G 3.2.3.1.Cloud Computing ( điện toán đám mây) Cloud Computing công nghệ sử dụng internet máy chủ từ xa trung tâm để trì liệu ứng dụng điện toán đám mây.Trong 5G mạng máy chủ từ xa trung tâm lưu trữ nội dung mà cung cấp Điện toán đám mây cho phép người dùng doanh nghiệp sử dụng ứng dụng mà không cần cài đặt truy nhập tập tin cá nhân máy có truy cập internet.Điều sử dụng Nanocore, nơi mà người dùng truy cập vào tài khoản riêng nhà cung cấp nội dung toàn cầu thông qua Nanocore hình thức đám mây SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN LỚP: D13CQVT02 Trang CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G Hình 3.5 Điện toán đám mây Điện toán đám mây kỹ thuật để truy cập liệu văn bản, ứng dụng, file video, file nhạc,…từ nơi mà không cần mang theo thiết bị lưu trữ liệu Bởi tất thông tin người sử dụng điện toán đám mây truy cập tất liệu từ nơi giới vào lúc nào.Ví dụ Gmail, tất tài liệu lưu trữ máy chủ Gmail quy trình thực đám mây.Người sử dụng cung cấp cho lệnh sau trình xảy máy chủ Gmail kết hiển thị hình Sự phát triển điện toán đám mây cung cấp cho nhà khai thác hội to lớn.Kể từ điện toán đám mây liên kết mạng, cho thấy tầm quan mạng lưới thúc đẩy phát triển mạng lưới Nó đòi hỏi nhà cung cấp dịch vụ an toàn đáng tin cậy, Người sử dụng điện toán đám mây tránh chi phí vốn cho Nanocore, làm giảm chi phí mua sở hạ tầng vật lý cách cho thuê sử dụng từ nhà cung cấp bên thứ ba Các phân đoạn điện toán đám mây, chia làm phân đoạn sau:  Ứng dụng (Applications)  Nền tảng (Platform)  Cơ sở hạ tầng (Infrastructure) Mỗi phân đoạn phục vụ cho sản phẩm khác phục vụ cho doanh nghiệp cá nhân với mục đích ứng dụng khác SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN LỚP: D13CQVT02 Trang CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G 3.2.3.2.All IP Network Hình 3.6 All-IP Network All-IP Network (AIPN) tiến hóa hệ thống 3GPP để đáp ứng nhu cầu dịch vụ ngày tăng thị trường viễn thông di động Nó chủ yếu tập trung vào cải tiến công nghệ chuyển mạch gói, mạng AIPN cung cấp phát triển liên tục tối ưu hóa giải pháp hệ thống nhằm tạo lợi cạnh tranh hiệu suất chi phí All-IP dựa ứng dụng điện thoại di động dịch vụ cổng thông tin điện thoại di động, thương mại di động, chăm sóc sức khỏe, phủ, ngân hàng số lĩnh vực khác Những lợi ích cấu trúc Flat IP là:  Chi phí truy cập thấp  Truy cập liền mạch  Kinh nghiện người dùng cải thiện  Giảm độ trễ hệ thống  Truy cập vô tuyến tách riêng phát triển mạng lõi Các vấn đề quan trọng All IP:  Hỗ trợ cho loạt hệ thống truy cập khác  Khả thích ứng di chuyển từ thiết bị đầu cuối khác  Khả lựa chọn hệ thống truy cập thích hợp  Cung cấp dịch vụ ứng dụng tiên tiến  Khả xử lý hiệu tối ưu  Mức độ bảo mật cao SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN LỚP: D13CQVT02 Trang CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G 3.2.3.3.Nano technology Công nghệ Nano việc áp dụng công nghệ nano để kiểm soát trình quy mô nanomet, tức 0.1 100 nm Công nghệ gọi công nghệ Nano phân tử ( MNT : Molecular Nanotechnology).Công nghệ nano coi cách mạng công nghiệp ngành công nghệ viễn thông thay đổi hoàn toàn tương lai Vì ứng dụng tương lai yêu cầu nhớ tính toán điện nhiều để cung cấp tốc độ liệu cao hơn, mà công nghệ giải thách thức Do công nghệ nano cung cấp giải pháp hiệu cho khả tính toán hiệu quả, cảm biến, mở rộng nhớ tương tác với người máy Công nghệ nano có tác động đáng kể thiết bị điện thoại di động mạng lõi sau: Điện thoại di động trở thành thiết bị thông tin liên lạc thiếu giới công nghệ đại.Công nghệ nano thiết bị điện thoại di động giúp cho cảm biến thông minh ứng dụng nhiều ngành công nghiệp, giao thông vận tải, thông tin liên lạc, y tế, thông tin an toàn Các mạng lõi đòi hỏi tốc độ, công suất cao, đáng tin cậy để tương tác ngày nhiều công nghệ truy cập không đồng Hiện công nghệ nano sử dụng xử lý tín hiệu kỹ thuật số ( DSP: Digital Signal Processing) 3.2.4.Cấu trúc mạng 5G giả định 3.2.4.1 Thiết bị đầu cuối đa cấu hình lại Hình 3.7 Cấu trúc máy thu phát UE Trong đó: Analog-to-digital conversion (ADC): Bộ biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số Digital-to-analog conversion (DAC): Bộ biến đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự Digital down converter (DDC) : Bộ biến đổi xuống tín hiệu số Digital up-converter (DUC) : Bộ biến đổi lên tín hiệu số Tín hiệu nhận từ anten qua thu Rx RF sau đưa đến ADC để chuyển đổi từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, tiếp đến đưa vào DDC để SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN LỚP: D13CQVT02 Trang CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G biến đổi xuống tín hiệu số tín hiệu đưa vào xử lý băng gốc ( Base-band Processing) xử lý liệu để đưa tới người sử dụng Nếu từ người sử dụng tín hiệu qua xử lý liệu sau đến xử lý băng gốc cho qua DUC để biến đổi lên tín hiệu số cho qua DAC để biến đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự, sau đưa đến phát Tx phát 3.2.4.2 Công nghệ đa lõi cấu hình lại(Reconfigurable Multi-Technology Core: RMTC) Thách thức công nghệ đa lõi cấu hình lại để giải việc gia tăng sô thuê bao Các công nghệ truy cập vô tuyến khác dựa khả tương tác chế Cốt lõi hội tụ công nghệ Nano nói trên, điện toán đám mây, nhận thức vô tuyến dựa tất tảng IP.Lõi cấu hình lại thay đổi chức truyền thông tùy thuộc mạng trạng thái người dùng yêu cầu.Việc cấu hình lại hai phần cứng phần mềm Cấu hình lại phần cứng chủ yếu thực nhà điều hành, thêm thiết bị bổ sung để tăng lực mạng lưới cụ thể thời gian Tuy nhiên, việc cấu hình lại phần mềm với sức mạnh SDR tự động cấu hình lại Có nghĩa chương trình (chạy việc xử lý cấu hình lại yếu tố) liên kết truyền thông yếu tố chế biến cấu hình lại thời gian chạy.Các yếu tố xử lý khác sử dụng cho mục đích khác Mục đích chung vi xử lý hoàn toàn lập trình để thực nhiệm vụ tính toán khác Hình 3.8 Cấu trúc công nghệ đa lõi cấu hình lại Trong đó: SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN LỚP: D13CQVT02 Trang CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G Local Reconfiguration Database (LRD): Cơ sở liệu thiết lập lại cấu hình địa phương Reconfiguration Data models (RDM):Mô hình liệu cấu hình lại Reconfiguration Control and Management unit (RCM): Điều khiển tái cấu hình lại đơn vị quản lý Cloud Computing Resources (CCR): Nguồn tài nguyên điện toán đám mây Reconfigurable Serving Gateway (RS-GW): Cổng phục vụ cấu hình lại Reconfigurable Packet data network Gateway (RP-GW):Cổng mạng liệu gói cấu hình lại Reconfigurable-Interoperability Control (RIC): Điều khiền tương tác cấu hình lại Mobility Management Entity (MME) : Tổ chức quản lý tính di động Home Subscriber Database (HSD): Cơ sở liệu nhà thuê bao Hình 3.9 Cấu trúc mạng 5G giả định Hình 3.9 Cho thấy đề xuất cấu trúc mạng 5G Tất IP dựa ứng dụng di động dịch vụ cổng thông tin di động, thương mại di động, chăm sóc sức khỏe di động, … cung cấp thông qua đám nguồn tài nguyên điện toán đám mây (CCR) CCR nối công nghệ đa lõi cấu hình lại (RMTC) với liệu cấu hình lại từ xa (RRD) gắn liền với mô hình liệu cấu hình lại ( RDM) RMTC kết nối với công nghệ truy cập vô tuyến khác nhau, từ 2G/GERAN đến 3G/UTRAN SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN LỚP: D13CQVT02 Trang CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G 4G/EUTRAN 802.11 x WLAN 802.16 x WMAN Tiêu chuẩn khác kích hoạt IS/95, EV-DO, CDMA2000,… SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN LỚP: D13CQVT02 Trang KẾT LUẬN Sau nghiên cứu qua đề tài:" Nghiên cứu công nghệ hệ thống thông tin di động 4G khả triển khai sang hệ 5G" nhờ giúp đỡ bảo tận tình thầy giáo Ts Trần Trung Duy em hiểu thêm nhiều cấu trúc công nghệ áp dụng mạng di động từ mạng 4G 5G Nhờ phát triển công nghệ qua thời kỳ mà giúp cho người gắn kết với nhau, sống văn minh hiểu biết thêm lịch sử Cũng nhờ mạng di động làm cho người không khoảng cách Ví dụ người khoảng cách xa nhờ vào công nghệ mạng thiết bị đầu cuối khác giúp ta trao đổi tài liệu, thông tin cách đơn giản nhất, thuận tiện DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Ký hiệu 4G 5G CDMA GSM Tên tiếng Anh Fourth Generation Fifth Generation Code Divition Multiple Access Global System for Mobile Communication QoS Quality of Service AMC Adaptation and Modulation Coding OFDM Orthogonal frequency-division multiplexing OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access MMS Multimedia Messaging Service FDM Frequency Division Multiplexing LTE Long Term Evolution ITU International Telecommunication Union UAP Universal Access Point RAP Radio Access Point DVB Digital Video Broadcasting WLAN Wireless Local Area Network PSTN Public Switching Telephone Network 3GPP IEEE STE STD VBLAST 3rd Generation Partnership Project Institute of Electrical and Electronic Engineers Space – Time Encoder Space – Time Decoder Vertical Bell labs layered space-time SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN Tên tiếng Việt Thế hệ thứ Thế hệ thứ Đa truy nhập phân chia theo mã Hệ thống toàn cầu cho truyền thông di động Chất lượng dịch vụ Điều chế mã hóa thích ứng Ghép kênh phân chia tần số trực giao Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao Tin nhắn đa phương tiện Ghép kênh theo tần số Công nghệ LTE Tổ chức Liên minh Viễn thông Quốc tế Nhiều điểm truy nhập chung Điểm truy nhập vô tuyến Truyền hình kỹ thuật số Mạng nội không dây Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Dự án đối tác hệ thứ Viện kỹ sư điện điện tử Bộ mã hóa không gian thời gian Bộ giải mã hóa không gian thời gian Ghép kênh không gian LỚP: D13CQVT02 Trang MIMO Multiple Input Multiple Output INS WWW W RNC S-GW P-GW EPS ISDN Initial Network Selection World Wide Wireless Web Hệ thống thông tin đa đầu vào đa đầu Lựa chọn mạng ban đầu Web không dây giới Radio Network Controller Serving Gateway Packet Data Network Gateway Evolved Packet Switched System Intergrated Service Digital Network Bộ điều khiển mạng vô tuyến Cổng dịch vụ Cổng mạng liệu gói Hệ thống chuyển mạch gói Mạng tích hợp số đa dịch vụ SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN LỚP: D13CQVT02 Trang TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Advanced Transmission Schemesfor the 4th Generation of MobileCommunication Systems,18 Juli 2011 Prospective of Fifth Generation Mobile Communications International Journal of Next-Generation Networks (IJNGN), Dr Anwar M Mousa University of Palestine,Gaza- Palestine, Vol.4, No.3,September 2012 5G: Future Mobile Technology-Vision 2020,International Journal of Computer Applications (0975 – 8887) Volume 54– No.17, September 2012 Imthiyaz Ali,5G the nanocore, march 5, 2011 giảng Thông tin di động, Ths Bùi Đình Thịnh, Đại học Hàng hải Đề tài KHCN nghiên cứu ứng dụng công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile, Nguyễn Đình Chiến Hiểu rõ công nghệ mạng 4G SVTH: HOÀNG XUÂN TẤN LỚP: D13CQVT02 Trang ... cho em có hội thực tập Công ty, đồng thời em xin cảm ơn Anh Chị phòng Dự Án- Thi Công, đặc biệt anh Nguyễn Tấn Lợi hướng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thành đợt thực tập làm báo cáo cách hoàn chỉnh... thống báo hiệu, điều khiển lưu lương, bảo mật thông tin,…Đồng thời cung cấp sở hạ tầng cho lớp dịch vụ cung cấp loại hình dịch vụ Các chức điều khiển như: • Chức báo hiệu: báo hiệu mạng lõi báo. .. viên hướng dẫn: TRẦN TRUNG DUY TP.HCM – Tháng Năm 2017 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt đợt thực tập báo cáo này, trước tiên em chân thành biết ơn sâu sắc tất quý Thầy Cô Trường Học Viện Công Nghệ