tổng quan về công nghệ 3g và công nghệ 4g

NỘI DUNG I Sự phát tiển công nghệ 1G đến 4G I.1 phát triển công nghệ di động Hình 1.1 Sự phát triển công nghệ di động Khi nghành thông tin quảng bá vô tuyến phát triển ý tưởng thiết bị điện thoại vô tuyến đời tiền thân mạng thông tin di động sau Năm 1946, mạng vô tuyến thử nghiệm ST Louis, bang Misouri mỹ Sau năm 50, việc phát minh chất bán dẫn ảnh hưởng lớn đến lĩnh vực thông tin di động ứng dụng linh kiện bán dẫn vào thông tin di động cải thiện số nhược điểm mà trước chưa làm Thuật ngữ thông tin di động tế bào đờivào năm 70, kết hợp vùng phủ sóng riêng lẻ thành công, giải đc toán khó dung lượng 1.2 Sự thay đổi chất công nghệ Hình 1.2 Sơ đồ tóm lược trình phát triển mạng thông tin di động tế bào 1.2.1 Công nghệ 1G Công nghệ 1G khởi đầu giản đơn, 1G chữ viết tắt công nghệ điện thoại không dây hệ (1st Generation) Các điện thoại di động chuẩn analog, sử dụng công nghệ 1G với tín hiệu sóng analog, giới thiệu thị trường vào năm 1980 Một công nghệ 1G phổ biến NMT(Nordic Mobile Telephone) sử dụng nước Bắc Âu, Tây Âu Nga Cũng có số công nghệ khác AMPS(Advanced Mobile Phone Sytem – hệ thống điện thoại di động tiên tiến) sử dụng Mỹ Úc, TACS(Total Access Communication Sytem – hệ thống giao tiếp truy cập tổng hợp) sử dụng Anh, C-45 Tây Đức, Bồ Đào Nha Nam Phi, Radiocom 2000 Pháp RTMI Italia Công nghệ 1G có nhược điểm dung lượng thấp, xác suất rớt gọi cao, khả chuyển gọi không tin cậy, chất lượng âm kém, chế đệ bảo mật 1.2.2 Công nghệ 2G Công nghệ 2G: công nghệ GSM Hình 1.3 Sơ đồ cấu trúc mạng GSM Công nghệ 2G xuất điện thoại kỹ thuật số, dùng công nghệ 2G, với sóng Digital Thế hệ thứ hai 2G mạng di động thức mắt chuẩn GSM Hà Lan, công ty Radiolinja( phận Elisa) triển khai vào năm 1991 So với 1G, ba lợi ích chủ yếu mạng 2G : - Những gọi di động mã hóa kĩ thuật số - Cho phép tăng hiệu kết nối thiết bị - Bắt đầu có khả thực dịch vụ số liệu điện thoại di động – khởi đầu tin nhắn SMS Những công nghệ 2G chia làm hai dòng chuẩn : TDMA(Time – Divison Mutiple Access: Đa truy cập phân chia theo thời gian), CDMA( Code Divison Multple Access: Đa truy cập phân chia theo mã), tùy thuộc vào hình thức ghép kênh sử dụng Các chuẩn công nghệ chủ yếu 2G bao gồm: - GSM(thuộc TDMA) có nguồn gốc từ châu Âu, sử dụng tất quốc gia lục địa Ngày nay, công nghệ GSM sử dụng với 80% điện thoại di động giới - IS-95 gọi AKA CDMAOne(thuộc CDMA, thường gọi ngắn gọn CDMA Mỹ) sử dụng chủ yếu châu Mỹ số vùng châu Á Ngày nay, thuê bao sử dụng chuẩn chiếm khoảng 17% toàn giới Hiện tại, nước Mexico, Ấn Độ, Úc Hàn Quốc có nhiều nhà cung cấp mạng CDMA chuyển sang cung cấp mạng GSM - PDC (thuộc TDMA) mạng tư nhân, Nextel sử dụng Mỹ, Telus Mobility triển khai Canada - IS-136 aka D-AMPS (thuộc TDMA thường gọi tắt TDMA Mỹ) mạng lớn thị trường Mỹ chuyển sang GSM Thuận lợi khó khăn 2G : Ở công nghệ 2G tín hiệu kĩ thuật số sử dụng để trao đổi điện thoại tháp phát sóng, làm tăng hiệu phương diện chính: Thứ nhất, liệu số giọng nói nén ghép kênh hiệu so với mã hóa Analog nhờ sử dụng nhiều hình thức mã hóa, cho phép nhiều gọi mã hóa dải băng tần Thứ hai, hệ thống kĩ thuật số thiết kế giảm bớt lượng sóng radio phát từ điện thoại Nhờ vậy, thiết kế điện thoại 2G nhỏ gọn hơn; đồng thời giảm chi phí đầu tư tháp phát sóng Hơn nữa, mạng 2G trở nên phổ biến công nghệ triển khai số dịch vụ liệu Email SMS Đồng thời, mức độ bảo mật cá nhân cao so với 1G Tuy nhiên, hệ thống mạng 2G có nhược điểm, tốc độ dịch vụ, tốc độ truy cập thấp, băng thông thấp( 200khz), không đáp ứng dịch vụ yêu cầu băng thông rộng… 1.2.3 Công nghệ 2,5G Hình 1.4 Mô hình công nghệ 3,5G Công nghệ 2,5G bước đệm 2G với 3G công nghệ điện thoại không dây Khái niệm 2,5G dùng để miêu tả hệ thống di động 2G có trang bị hệ thống chuyển mạch gói bên cạnh hệ thống chuyển mạch kênh truyền thống Trong khái niệm 2G 3G thức định nghĩa khái niệm 2,5G lại không Khái niệm dùng cho mục đích tiếp thị 2,5G tiền đề, công nghệ để tiến tới công nghệ mạng 3G dùng sở hạ tầng tồn 2G mạng GSM CDMA GPAS công nghệ nhà cung cấp dịch vụ viễn thông GSM sử dụng Và giao thức, EDGE cho GSM, CDMA 2000 1x-RTT cho CDMA, đạt chất lượng dịch vụ 3G (vì dùng tốc độ truyền liệu 144Kb/s), xem dịch vụ 2,5G chậm vài lần so với dịch vụ 3G thật 1.2.4 Công nghệ 3G Công nghệ 3G : Công nghệ đương đại Hình1.5 Cấu trúc mạng 3G 3G công nghệ truyền thông hệ thứ 3, cho phép truyền liệu thoại liệu thoại (tải liệu, gửi email, tin nhắn nhanh SMS, hình ảnh,…) Hệ thống 3G yêu cầu mạng truy cập radio hoàn toàn khác so với hệ thống 2G Trong dịch vụ 3G, gọi video thường mô tả dịch vụ trọng tâm phát triển Có mạng xây dựng tảng 3G: UMTS (Universal Mobile Telephone System) triển khai mạng GSM sẵn có CDMA2000: có khả truyền tải mức 3G cho mạng CDMA Tốc độ hai mạng sánh với chất lượng kết nối DSL Ưu điểm công nghệ 3G băng thông lớn, tốc độ truy cập cao, sử dụng dịch vụ băng thông rộng 1.2.5 Công nghệ 3,5G Hình 1.6 Mô hình mạng 3,5G Công nghệ 3,5G: Công nghệ HSDPA Cũng 2,5G, công nghệ 3,5G ứng dụng nâng cấp dựa công nghệ có 3G Một đại diện tiêu biểu 3,5G HSDPA (High Speed Downlink Package Access) – công nghệ truy nhập gói đường truyền xuống tốc độ cao) Đây giải pháp mang tính đột phá mặt công nghệ, phát triển sở hệ thống 3G W-CDMA HSDPA cho phép download liệu máy điện thoại có tốc độ tương đương tốc độ đường truyền ADSL, vượt qua cản trở cố hữu tốc độ kết nối điện thoại thông thường HSDPA bước tiến nhằm nâng cao tốc độ khả mạng di động tế bào hệ thứ UMTS HSDPA thiết kế cho ứng dụng dịch vụ liệu như: dịch vụ (tải file, phân phối email), dịch vụ tương tác (duyệt web, truy cập server, tìm phục hồi sở liệu), dịch vụ Streaming 1.2.6 Công nghệ 4G Hình 1.7 Mô hình mạng 4G Công nghệ 4G: công nghệ đa phương tiện di động tương lai 4G công nghệ truyền thông không dây hệ thứ 4, cho phép truyền tải liệu với tốc độ tối đa điều kiện lý tưởng tới 1-1,5 GB/s Những công nghệ đình đám lên gần WiMAX 802.16m, Wibro, UMB, 3G LTE, DVB – H… dù đáp ứng tốc độ truyền lớn, song xem công nghệ tiền 4G (pre-4G) Tên gọi 4G IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineer) đặt để diễn đạt ý nghĩa “3G nữa” Bảng 1.1 Tốc độ số mạng thông tin di động II CÔNG NGHÊ 3G 2.1 Tổng quan hệ thống thông tin di động 3G 3G (third-generation technology) công nghệ truyền thông hệ thứ ba, cho phép truyền liệu thoại liệu thoại (tải liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh ) Công nghệ 3G vừa cho phép triển khai dịch vụ cao cấp vừa làm tăng dung lượng mạng điện thoại nhờ vào việc sử dụng hiệu hiệu suất phổ Có mạng xây dựng tảng 3G: • UMTS (Universal Mobile Telephone System) triển khai mạng GSM sẵn có • CDMA2000: có khả truyền tải mức 3G cho mạng CDMA Tốc độ hai mạng sánh với chất lượng kết nối DSL Các tiêu chuẩn xây dựng mạng 3G 3G bao gồm tiêu chuẩn là: • W-CDMA • CDMA2000 • TD-SCDMA 2.1.1 W-CDMA W-CDMA (Wideband Code Divison Multiple Access) chuẩn liên lạc di động 3G song hành với chuẩn GSM W-CDMA công nghệ tảng cho công nghệ 3G khác UMTS FOMA W-CDMA tập đoàn ETSI NTT DoCoMo (Nhật Bản) phát triển riêng cho mạng 3G FOMA Sau đó, NTT DoCoMo trình bày đặc tả lên Hiệp hội Viễn thông quốc tế (ITU) xin công nhận danh nghĩa thành viên chuẩn 3G quốc tế có tên IMT-2000 ITU chấp nhận W-CDMA thành viên IMT-2000 sau chọn W-CDMA giao diện tảng cho UMTS UMTS (Universal Mobile Telephone System) UMTS dựa công nghệ W-CDMA, giải pháp tổng quát cho nước sử dụng công nghệ GSM UMTS tổ chức 3GPP quản lý, 3GPP đồng thời chịu trách nhiệm chuẩn mạng di động GSM, GPRS EDGE UMTS có tên gọi 3GSM, dùng nhấn mạnh liên kết 3G chuẩn GSM UMTS hỗ trợ tốc độ truyền tải liệu đến 1920 Kbps, thực tế hiệu suất đạt vào khỏang 384 Kbps WCDMA tiêu chuẩn giao diện không gian đầu tiên, sớm hoàn thiện hệ tiêu chuẩn sử dụng rộng rãi Hiện nay, mạng UMTS nâng cấp lên mạng HSDPA (High Speed Packet Access) – gọi với tên 3,5G HSDPA cho phép đẩy nhanh tốc độ tải đường xuống với tốc độ lên tới 10 Mbps 2.1.2 CDMA2000 CDMA2000 chuẩn 3G quan trọng, thực chất kế thừa phát triển từ chuẩn 2G CDMA IS-95 Chuẩn CDMA2000 quản lý 3GPP2, tổ chức hoàn toàn độc lập với 3GPP CDMA2000 công nghệ nâng cấp từ CDMA, cho phép truyền tải liệu mạng di động Năm 2000, CDMA2000 công nghệ 3G thức triển khai CDMA2000 gồm phiên bản:  1xRTT: phiên CDMA2000, cho phép truyền tải liệu với tốc độ 307 Kbps (tải xuống) 153 Kbps (tải lên) CDMA2000 1xRTT mang lại chất lượng thoại tốt kênh CDMA 1,25 MHz đơn lẻ  1xEV (1x Evolution): công nghệ 1xEV cung cấp tốc độ tải xuống tải lên lớn theo hai giai đoạn triển khai: giai đoạn tăng tốc độ tải xuống tối đa 2,4 Mbps giai đoạn tăng tốc độ truyền tải lên 4,8 Mbps  3x: CDMA2000 3x sử dụng kênh CDMA 1,25 KHz Công nghệ chuẩn CDMA2000, dành cho nước cần băn thông KHz cho mục đích sử dụng mạng 3G CDMA2000 3x có tên 3xRTT, MC-3x IMT-CDMA MultiCarrier 3x 2.2 Giới thiệu công nghệ HSPA Mặc dù công nghệ 3G WCDMA cho phép tốc độ liệu gói lên đến 2Mbps, nhiên tiêu chuẩn thiết kế hệ thống WCDMA số hạn chế sau: • Không tận dụng ưu liệu gói vốn phổ biến đường trục hữu tuyến • Thiết kế dịch vụ Mbps không hiệu chưa đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ số liệu • Không thể xử lý tốc độ liệu cao lên đến 10 Mbps Do đó, R5 tiếp tục phát triển để khắc phục hạn chế R5 phát triển quan trọng mạng vô tuyến 3G kể từ WCDMA chấp nhận công nghệ mạng vô tuyến 3G HSPA (High-Speed Packet Access) công nghệ truyền dẫn không dây di động, gồm hai giao thức HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) Mục tiêu HSPA mở rộng giao tuyến giao diện vô tuyến WCDMA, tăng cường hiệu dung lượng (tốc độ số liệu đỉnh cao) WCDMA Để đạt mục tiêu này, HSPA sử dụng số kĩ 10 Hình: Mô hình cấu trúc mạng 4G III.1 Công nghệ WiMAX 3.1.1 Giới thiệu WiMAX tên viết tắt hệ thống truy cập không dây băng rộng theo tiêu chuẩn IEEE 802 – 16 - “Worldwide Interoperability for Microwave Access” WiMAX sử dụng cho ứng dụng, bao gồm kết nối băng rộng chặng cuối (last mile), điểm nóng (hotspots) kết nối tốc độ cao cho khách hàng WiMAX cung cấp kết nối mạng MAN tốc độ tới 70Mb/s trạm gốc WiMAX phủ sóng trung bình từ 5km đến 10km 3.1.2 Các tiêu chuẩn công nghệ WiMAX WiMAX dựa tiêu chuẩn 802.16 IEEE HiperMAN ETSI 19 Hình 3.1 Các chuẩn IEEE 802.16 IEEE 802.16-2001: Chuẩn xây dựng từ tháng 9/2000 IEEE thông qua vào tháng 12/2001 IEEE 802.16.2-2001: Đề cập vào tháng 10/2007 tập trung vào giải vấn đề can nhiễu dải hoạt động cố định 10 – 66GHz đặc biệt quan tâm tới dải từ 23.5-43.5GHz IEEE802.16 Con 1-2003:[5] chuẩn công bố phù hợp thực thi giao diện không gian MAN-SC vô tuyến dải 10-66GHz IEEE 802.16 Con 2-2003: [5] Tiêu chuẩn giới thiệu cấu trúc thiết bị đo mục đích đo, kiểm tra phù hợp tiêu kỹ thuật trạm gốc trạm thuê bao dựa giao diện không gian xác định chuẩn 802.16 IEEE 802.16a: Được thông qua tháng 1/2003, phiên bổ sung cho thiếu sót 802.16-2001 với việc bổ xung thêm dải tần số 2- 11 GHz IEEE 802.16b: Chuẩn hoạt động băng tầng từ – Ghz với mục đích cung ứng dịnh vụ với chất lượng cao (QoS) IEEE 802.16c: chấp nhận vào tháng 12/2002 sửa đổi chuẩn 802.16-2001 IEEE 802.16-2004 hay IEEE 802.16d: Được IEEE thông qua tháng 6/2004 Chuẩn sử dụng băng tầng có quyền từ – 11 Ghz Đây băng tầng thu hút nhiều quan tâm tín hiệu truyền vượt chướng ngại đường truyền IEEE 802.16-2004 Tập trung vào ứng dụng cố định lưu trú dải tần số -11 GHz 20 IEEE 802.16e: Được thông qua tháng 12/2005 Diễn đàn WiMAX bắt đầu trình chứng nhận thiết bị ban đầu băng tần 3.3 đến 3.8 GHz 5.7 đến 5.8 GHz IEEE 802.16e: Hỗ trợ cho việc khai thác kết hợp dịch vụ cố định di động tần số GHz IEEE 802.16j: Bây IEEE bắt tay vào chuẩn hóa 802.16j để phục vụ cho việc Relay (WiMAX Mesh network) Hình 3.2 Mô hình mạng Mesh WiMAX - - 3.1.3 Lợi ích việc dùng relay BS liệt kê hình vẽ Có thể kể đến lợi ích sau: Thay liên lạc trực tiếp với BS, người dùng liên lạc thông qua nhiều Relay BS với đường truyền tốt tốc độ cao hơn, hiệu truyền cao hơn, v.v Relay BS dùng để tăng vùng phủ sóng mạng WiMAX (relay BS rẻ lắp đặt BS WiMAX) Người dùng không cần tiêu tốn lượng lớn để liên lạc với BS (tiết kiệm lượng tiêu thụ thiết bị di động) 802.16m: Đang nghiên cứu chuẩn hóa Ngoài có nhiều chuẩn bổ sung khác triển khai giai đoạn chuẩn hóa 802.16g, 802.16f, 802.16h Mô hình ứng dụng WiMAX Mô hình cố định sử dụng thiết bị theo tiêu chuẩn IEEE.802.16-2004 Tiêu chuẩn gọi “không dây cố định” thiết bị thông tin làm việc với anten đặt cố định nhà thuê bao Anten đặt nhà cột tháp tương tự chảo thông tin vệ tinh 21 Hình 3.3 Mô hình ứng dụng WiMAX cố định WiMAX cố định phục vụ cho loại người dùng như: xí nghiệp, khu dân cư nhỏ lẻ, mạng cáp truy nhập WLAN công cộng nối tới mạng đô thị, trạm gốc BS mạng thông tin di động mạch điều khiển trạm BS Về cách phân bố theo địa lý, người dùng phân tán địa phương nông thôn vùng sâu vùng xa khó đưa mạng cáp hữu tuyến đến Hình 3.4 Mô hình WiMAX di động Mô hình WiMAX di động sử dụng thiết bị phù hợp với tiêu chuẩn IEEE 802.16E thông qua năm 2005 Tiêu chuẩn 802.16E bổ sung cho tiêu chuẩn 802.16-2004 hướng tới người dùng cá nhân di động, làm việc băng tần thấp 6GHz Mạng lưới phối hợp WLAN, mạng di động cellular 3G tạo thành mạng di động có vùng phủ sóng rộng 22 Hình 3.5 Mô hình cấu trúc WiMAX 3.2 Công nghệ LTE 3.2.1 Giới thiệu công nghệ LTE LTE viết tắt cụm từ Long Term Evolution, có nghĩa Tiến hóa dài hạn LTE hệ thứ tư tương lai chuẩn UMTS4 (4G, thực chất LTE coi 3,9G) 3GPP phát triển UMTS hệ thứ dựa WCDMA triển khai toàn giới -Tốc độ đỉnh tức thời với băng thông 20MHz: Tải xuống: 300Mbps; tải lên: 75Mbps -Dung lượng liệu truyền tải trung bình người dùng MHz so với mạng HSDPA là: Tải xuống gấp đến lần; tải lên: gấp tới lần 23 Hình 3.6 Mô hình công nghệ LTE Để đạt mục tiêu có nhiều kĩ thuật áp dụng, kĩ thuật vô tuyến OFDMA(đa truy cập phân chia theo tần số trực giao), kỹ thuật anten MIMO (đa nhập đa xuất) Ngoài hệ thống chạy hoàn toàn IP (all-IP network), hỗ trợ chế độ FDD TDD 3.2.2 Các đặc điểm LTE 24 Bảng 3.1 Các đặc điểm LTE - Tăng tốc độ truyền liệu: Trong điều kiện lý tưởng hệ thống hỗ trợ tốc độ liệu đường xuống đỉnh lên tới 326Mb/s với cấu hình 4*4 MIMO( multiple input multiple output ) vòng 20MHZ băng thông - Dải tần co giãn được: Dải tần vô tuyến hệ thống LTE có khả mở rộng từ 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 20MHz chiều lên xuống Điều dẫn đến linh hoạt sử dụng hiệu băng thông - Đảm bảo hiệu suất di chuyển: LTE tối ưu hóa hiệu suất cho thiết bị đầu cuối di chuyển từ đến 15km/h, hỗ trợ với hiệu suất cao (chỉ giảm ít) di chuyển từ 15 đến 120km/h, vận tốc 120 km/h hệ thống trì kết nối toàn mạng tế bào, chức hỗ trợ từ 120 đến 350km/h chí 500km/h tùy thuộc vào băng tần - Giảm độ trễ mặt phẳng ngƣời sử dụng mặt phẳng điều khiển: + Giảm thời gian chuyển đổi trạng thái mặt phẳng điều khiển: Giảm thời gian để thiết bị đầu cuối( UE - User Equipment) chuyển từ trạng thái nghỉ sang nối kết với mạng,và bắt đầu truyền thông tin kênh truyền, thời gian phải nhỏ 100ms + Giảm độ trễ mặt phẳng người dùng: Nhược điểm mạng tổ ong (ô) độ trễ truyền cao nhiều so với mạng đường dây cố định - Sẽ không chuyển mạch kênh: Tất dựa IP, tính đáng kể LTE chuyển dịch đến mạng lõi hoàn toàn dựa IP với giao diện mở kiến trúc đơn giản hóa Sâu xa hơn, phần lớn công việc chuẩn hóa 3GPP nhắm đến chuyển đổi kiến trúc mạng lõi tồn sang hệ thống toàn IP 25 - Độ phủ sóng từ 5-100km: Trong vòng bán kính 5km LTE cung cấp tối ưu lưu lượng người dùng, hiệu suất phổ độ di động, phạm vi lên đến 30km có giảm nhẹ cho phép lưu lượng người dùng hiệu suất phổ lại giảm cách đáng kể chấp nhận - Kiến trúc mạng đơn giản so với mạng 3G thời - OFDMA ,SC-FDMA MIMO sử dụng LTE: Hệ thống hỗ trợ băng thông linh hoạt nhờ sơ đồ truy nhập OFDMA & SC-FDMA - Giảm chi phí: Yêu cầu đặt cho hệ thống LTE giảm thiểu chi phí trì hiệu suất nhằm đáp ứng cho tất dịch vụ  So sánh công nghệ LTE với công nghệ Wimax triển vọng cho công nghệ LTE -Về công nghệ LTE WiMax có số khác biệt có số nét tương đồng Cả công nghệ dựa tảng IP dùng ky thuật MIMO để cải thiện chất lượng truyền nhận tín hiệu,đường xuống từ chạm thu phát đến thiết bị đầu cuối tăng tốc kĩ thuật OFDM hỗ trợ truyền tải liệu đa phương tiện video.Theo lý thuyết chuẩn Wimax cho tốc độ tải xống 70Mbps, LTE 300Mbps -Đường lên từ thiết bị đầu cuối đến chạm thu phát có khác công nghệ Wimax dùng OFDMA(1 biến thể OFDM),còn LTE dùng kỹ thuật SC-FDMA.Về lý thuyết SC-FDMA thiết kế làm hiệu thiết bị đầu cuối tiêu thụ lượng thấp OFDMA -LTE có ưu Wimax thiết kế tương thích với phương thức TDD, điều có ngĩa LTE có nhiều phổ tần sử dụng Wimax -LTE hiệp hội từ nhà khai thác GMS chấp nhận công nghệ băng rộng công nghệ tương lai hệ di động thống trị thi trường di động toàn cầu với khoảng 2.5 tỉ thuê bao LTE cho phép tận dụng hạ tầng GMS có sẵn Wimax phải xây dựng lại từ đầu -Hiệu suất hệ thống: 26 Bảng 2:Hiệu suất LTE IV SỰ LIÊN QUAN CỦA CÔNG NGHỆ 3G VÀ 4G Hệ thống thông tin di động hệ sang hệ qua giai đoạn trung gian hệ 2,5G sử dụng công nghệ TDMA FDMA mạng GPRS Ở hệ thứ hệ thống thông tin di động có xu hòa nhập thành tiêu chuẩn khả phục vụ với tốc độ lên đên 2Mbit/s gọi hệ thống thông tin di động băng rộng Có nhiều tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thứ W-CDMA CDMA2000 đưa vào hoạt động năm đầu Công nghệ CDMA trở thành tiêu chuẩn giao diện vô tuyến cho hệ thống thông tin di động Thế hệ thứ 4: công nghệ : chuẩn WIMAX2 phát triển (IEEE) LTE phát triển 3GPP Đặc điểm sử dụng công nghệ ang- ten tiên tiến để tiếp nhận xử lí, thêm đặc điểm sử dụng băng tần khác IV.1 Một số công nghệ quan trọng 4G 4.1.1 OFDMA : Orthogonal Frequence Division Mutiple Access Công nghệ cho phép tăng độ độ rộng ký hiệu truyền dẫn dung sai đa đường lớn nhiều so với dịch vụ trước đây, cho phép khắc phục nhược điểm dịch vụ đơn sóng mang trước Là kỹ thuật đa truy cập vào kênh truyền OFDM, dạng cải tiến OFDM Là kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số trực giao, chia băng tần thành băng con, băng sóng mang con, không gian chia thành nhiều thuê bao để sử dụng lúc 27 4.1.2 MIMO : Multiple Input Multiple Output Công nghệ truyền thông không dây, bên phát bên thu tín hiệu sử dụng nhiều ang-ten để tối ưu hóa tốc độ truyền nhận liệu, đồng thời làm giảm lỗi nhiễu sóng, tín hiệu Điểm thay đổi khác biệt công nghệ 4G sử dụng chuyển mạch gói mà không kết hợp chuyển mạch kênh chuyển mạch gói công nghệ 3G  Tăng tốc độ truyền dẫn liệu, mở rộng tầm phủ sóng băng thông, giảm chi phí truyền tải 4.2 Sự khác 3G 4G Về tốc độ truy cập - Hiện tại, công nghệ 3G cho phép truy cập Internet không dây gọi có hình ảnh 4G phát triển thuộc tính kế thừa từ công nghệ 3G Về lí 28 thuyết mạng không dây sử dụng công nghệ 4G có tốc độ nhanh đến 10 lần, tốc độ tối đa 3G tốc độ tải xuống 14Mbps 5.8 Mbps tải lên, với 4G tốc độ đạt tới 100Mbps người dùng di động 1Gbps với người dùng cố định Về băng tầng 3G sử dụng băng tần theo chuẩn quy định quốc tế cho UL : 1885 -2025Mhz, DL 2110 – 2200 Mhz với tốc độ từ 144Kbps đến 2Mbps, độ rộng băng thông 5Mhz 4G LTE hoạt động với băng tần 700 – 2,6Ghz với mục tiêu tốc độ liệu cao, độ trễ thấp, công nghệ truy cập sóng vô tuyễn gói liệu tối ưu, tốc độ DL 100Mbps băng thông 20Mhz , UL 50Mbps với ang-ten thu ang-ten phát, độ trễ nhỏ 5ms, với băng thông linh hoạt ưu điểm LTE so với WCDMA, BW từ 5Mhz, 10Mhz, 15Mhz,20Mhz hiệu trải phổ tăng lần 10 lần số người dùng /cell so với WCDMA  Cấu trúc mạng đơn giản hơn, không chuyển mạch kênh, tăng hiệu sử dụng phổ thời gian trễ 4.3 Tầm quan trọng công nghệ 3G 4G hệ thống NGN tương lai Tầm quan trọng công nghệ mạng 3G 4G tốc độ truy nhập so với hệ mạng thông tin di động tế báo trước Các hệ thống thông tin di động hệ 1G 2G 2,5G cho băng thông hẹp, tốc độ chậm 29 Chỉ đáp ứng dịch vụ băng hẹp tốc độ thấp Còn hệ thứ thứ có tốc độ lên đến Mbps đến Gbps Đáp ứng ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ ngày cao dung lượng truyền dẫn tốc độ cao như: Các dịch vụ giải trí, âm số, thoại,… Giải : • Các dịch vụ tương tác đa phương tiện : Truyền hình hội nghị, Internet • • • • không dây Tính di động toàn cầu tính di chuyển dịch vụ Hạ giá thành Tăng độ khả dụng hệ thống thông tin di động Công thức Shannon: Đây công thức đánh giá kĩ thuật hệ thống viễn thông C=B*log2(1+S/N) Trong đó: C: capacity (bits/second) B: bandwidth (Hertz) S: signal power (Watt) N: noise power (Watt) Theo công thức C=B*log2(1+S/N) C phụ thuộc vào B S/N radio,log2 log số Đây công thức quan trọng viễn thông, ý nghĩa C : Tốc độ bit lớn truyền qua hệ thống với độ xác cho 30 • Để tăng tốc độ kênh truyền: Tác động vào B : trải phổ, internet băng thông rộng, xin thêm phổ tần Tác động vào S/N :như phân tập, MIMO hay đơn giản tăng công suất phát (tăng S) tăng cường biện pháp lọc thật chặn, chống nhiễu kênh gần (giảm N) Vì để đánh giá tốc độ kĩ thuật hệ thống viễn thông băng thông , công suất phát tín hiệu, điều kiện môi trường tham số chọn 4.4 Vị trí 3G G mạng NGN Trong cấu trúc mạng dịch vụ NGN ( góc độ dịch vụ ) Mạng 3G 4G thuộc vào lớp truy nhập truyền dẫn Công nghệ 3G 4G đáp ứng tốt lực truyền tải truy nhập 31 32 V KẾT LUẬN Trong vòng hai thập kỷ gần viễn thông lĩnh vực có tốc độ phát triển nhanh đến chóng mặt, đặc biệt thông tin di động Điều tạo sở hạ tầng rộng khắp, làm cho loại hình dịch vụ trở lên đa dạng, phong phú với chất lượng dịch vụ nâng cao, đáp ứng nhu cầu người xã hội LTE đại diện cho bước tiến trọng yếu khả thông tin di động LTE chuẩn hoá 3GPP, đưa kiến trúc mặt phẳng dựa tảng IP đơn giản phiên R8 Để tăng khả hỗ trợ cho dịch vụ liệu chuyển mạch gói, 3GPP tiếp tục phát triển chuẩn hóa phiên LTE từ R8 lên R10 phát triển phiên khác tương lai cho phép cải thiện tốc độ truyền dẫn liệu đường xuống đường lên Mạng 4G LTE-Advanced R10 cải thiện dung lượng mạng đáng kể đặc biệt đường lên sử dụng phương thức xử lý kênh giao vận, báo hiệu tham khảo, truyền liệu đa anten, báo hiệu điều khiển L1/L2, hiệu chỉnh thời gian UE khả cao đạt tốc độ liệu đỉnh 3Gbps cho đường xuống 1,5Gbps cho đường lên dải tần cấp phát 100MHz, cho phép nhà khai thác đưa nhiều dịch vụ tốc độ bit cao, cải thiện QoS dịch vụ có đạt chi phí thấp Ở Việt Nam LTE đặc biệt LTE-Advanced phiên 10 nhiều mẻ với phát triển mạnh mẽ viễn thông giới mà cụ thể LTE R11 nghiên cứu triển khai 33 ... tìm phục hồi sở liệu), dịch vụ Streaming 1.2.6 Công nghệ 4G Hình 1.7 Mô hình mạng 4G Công nghệ 4G: công nghệ đa phương tiện di động tương lai 4G công nghệ truyền thông không dây hệ thứ 4, cho phép... mạng 3,5G Công nghệ 3,5G: Công nghệ HSDPA Cũng 2,5G, công nghệ 3,5G ứng dụng nâng cấp dựa công nghệ có 3G Một đại diện tiêu biểu 3,5G HSDPA (High Speed Downlink Package Access) – công nghệ truy... ứng cho tất dịch vụ  So sánh công nghệ LTE với công nghệ Wimax triển vọng cho công nghệ LTE -Về công nghệ LTE WiMax có số khác biệt có số nét tương đồng Cả công nghệ dựa tảng IP dùng ky thuật