Đang tải... (xem toàn văn)
Công nghệ mạng 4G LTELTEA hiện đã và đang được triển khai rộng khắp trêntoàn thế giới, tuy nhiên vẫn chưa đủ đáp ứng nhu cầu thông tin giải trí với chất lượngngày càng cao của người dùng. Chất lượng tín hiệu bị suy giảm rõ rệt, thậm chí mất kếtnối tại những khu vực có mật độ cao người sử dụng (sân vận động, lễ hội, bến xe,...)hay di chuyển trên các phương tiện giao thông tốc độ cao (tàu điện, tàu hỏa). Hơn nữa,mạng 4G không hỗ trợ các công nghệ truy nhập vô tuyến đa dạng hiện nay, để có thểđáp ứng yêu cầu IoT.
GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm 2017 Giảng viên hướng dẫn (ký, ghi rõ họ tên) Page | GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện ) ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Hà Nội, ngày tháng năm 20 Giảng viên phản biện (ký, ghi rõ họ tên) Page | GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH LỜI CẢM ƠN Qua thời gian thực đồ án tốt nghiệp, em tìm hiểu, bổ sung học hỏi thêm nhiều kiến thức hội thiết thực bổ ích để em cọ xát với thực tế,làm quen với mơi trường làm việc, từ có mục tiêu, kế hoạch rõ ràng cho công việc tương lai Trong thời gian thực đồ án tốt nghiệp, em tham khảo ý kiến giáo viên hướng dẫn, tìm hiểu tài liệu Tuy nhiên kiến thức hạn chế nên khơng tránh khỏi sai sót, mong nhận góp ý chân thành thầy cô bạn để báo cáo thực tập hoàn thiện Qua đây, em xin gửi tới lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Th.S Trần Vũ Kiên giảng viên khoa Điện Tử Viễn Thông - trường đại học Điện Lực trực tiếp hỗ trợ, tận tình hướng dẫn, bổ sung kiến thức mà thân em thiếu giúp đỡ em suốt q trình em hồn thiện đồ án tốt nghiệp Trong trình thực nghiên cứu đồ án tốt nghiệp khó tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận góp ý thầy Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy cô ! Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm 2017 Sinh viên thực (ký, ghi rõ họ tên) Phạm Văn Thành Page | GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH MỤC LỤC NHẬN XÉT NHẬN XÉT LỜI CẢM ƠN DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 11 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 11 1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 13 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 17 CHƯƠNG II: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G 18 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 18 2.1.1 Khái niệm hệ thống di động thứ 18 2.1.2 Bối cảnh hệ thống thông tin di động 5G 18 2.2 NỀN TẢNG CỦA HỆ THỐNG DI ĐỘNG 5G 20 2.3 KIẾN TRÚC GIẢ ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G – THE NANOCORE 22 2.3.1 Flatter IP network 22 2.3.2 Hệ thống Aggregator 23 2.3.3 Công nghệ hệ thống di động 5G 24 2.3.4 Cấu trúc mạng 5G giả định 27 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 32 CHƯƠNG : SỰ VƯỢT TRỘI CỦA 5G VỀ TRẠM HAPS 33 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 33 3.2 TRẠM HAPS 35 3.2.1 Mơ hình trạm HAPS 35 3.2.2 Hệ Thống kiến trúc mạng HAPS 37 3.2.3 Phân bố dải tần HAPS 38 Page | GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH 3.2.4 Vùng phủ HAPS 39 3.2.5 Ưu điểm trạm HAPS so với trạm mặt đất vệ tinh 41 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 42 KẾT LUẬN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 Page | GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Cấu trúc mạng tế bào 13 Hình Nền tảng hệ thống di động 5G 20 Hình 2 Cấu trúc mạng 5G – The NanoCore 22 Hình Điện tốn đám mây 24 Hình All-IP Network 25 Hình Cấu trúc máy thu phát UE 27 Hình Cấu trúc cơng nghệ đa lõi cấu hình lại 29 Hình Cấu trúc mạng 5G giả định 30 Hình Mạng di động hệ 5G đưa vào năm 2020 33 Hình Mơ hình trạm HAPS 35 Hình 3 Mơ hình trạm HAPS tương lai 36 Hình Kiến trúc HAPS 38 Hình Phạm vi phủ sóng cho hệ thống dựa HAPS 40 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH DANH MỤC VIẾT TẮT o0o Ký hiệu Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt 1G First Generation Thế hệ thứ 2G Second Generation Thế hệ thứ 3G Third Generation Thế hệ thứ 4G Fourth Generation Thế hệ thứ 5G Fifth Generation Thế hệ thứ BS Base Station Trạm gốc MS Mobile Station Trạm di động BTS Base Transceiver Stations Trạm thu phát gốc DCMCS Digital Cellular Mobile Hệ thống thông tin di động tế bào Communication Systems số CT Cordless Telecome Vô tuyến viễn thông không dây WLL Wireless Local Loop Vành vô tuyến địa phương FDMA Frequency Divition Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số TDMA Time Divition Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian CDMA Code Divition Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã FDD Frequecy Divition Duplex Song công phân chia theo tần số TDD Time Divition Duplex Song công phân chia theo thời gian TACS Total Access Communications Hệ thống tổng truy nhập thông tin System AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động nâng cao GSM Global System for Mobile ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hệ thống toàn cầu cho truyền Page GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH Communication thông di động High-Speed Downlink Packet Truy cập gói đường xuống tốc độ Access cao HSUPA High-Speed Uplink Packet Access Truy cập gói đường lên tốc độ cao QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ AMC Adaptation and Modulation Coding Điều chế mã hóa thích ứng OFDM Orthogonal frequency-division Ghép kênh phân chia tần số trực multiplexing giao Orthogonal Frequency Division Kỹ thuật đa truy nhập phân chia Multiple Access theo tần số trực giao MMS Multimedia Messaging Service Tin nhắn đa phương tiện FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh theo tần số LTE Long Term Evolution Công nghệ LTE ITU International Telecommunication Tổ chức Liên minh Viễn thông Union Quốc tế UAP Universal Access Point Nhiều điểm truy nhập chung RAP Radio Access Point Điểm truy nhập vô tuyến ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao không đối HSDPA OFDMA xứng DVB Digital Video Broadcasting Truyền hình kỹ thuật số WLAN Wireless Local Area Network Mạng nội không dây PSTN Public Switching Telephone Mạng điện thoại chuyển mạch Network công cộng 3GPP 3rd Generation Partnership Project Dự án đối tác hệ thứ IEEE Institute of Electrical and Electronic Viện kỹ sư điện điện tử Engineers STE Space – Time Encoder Bộ mã hóa khơng gian thời gian STD Space – Time Decoder Bộ giải mã hóa không gian thời ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH gian V-BLAST Vertical Bell labs layered space – Ghép kênh không gian time MIMO Multiple Input Multiple Output Hệ thống thông tin đa đầu vào đa đầu INS Initial Network Selection Lựa chọn mạng ban đầu WWWW World Wide Wireless Web Web khơng dây tồn giới BSS Base Station Systems Hệ thống trạm gốc MSC Mobile Switching Centre Tổng đài thông tin di động AUC Authentication Centre Trung tâm nhận thực HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú EIR Equipment Identity Register Bộ ghi số nhận diện thiết bị VLR Visistor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến S-GW Serving Gateway Cổng dịch vụ S-GW Packet Data Network Gateway Cổng mạng liệu gói EPS Evolved Packet Switched System Hệ thống chuyển mạch gói BSC Base Station Controller Đài điều khiển trạm gốc ISDN Intergrated Service Digital Network Mạng tích hợp số đa dịch vụ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH LỜI MỞ ĐẦU Các công nghệ giao tiếp không dây ngày gần thiếu sống thường nhật, đời thay đổi cách liên lạc, làm việc giải trí truyền thống người Qua thời gian hệ di động sau đời theo chu kì 10 năm năm 1990 Con người nói chuyện với gửi tin nhắn text sóng vơ tuyến với tần số băng thông thấp Các hệ di động không dây 2G( WAP), 3G (GPRS) hay 4G (LTE) sử dụng công nghệ truyền tin ngày nhanh hơn, WAP, CDMA2000, GPRS, Long term Evolution-LTE, WiMax (IEEE 802.16) Thực tế nhu cầu sử dụng dịch vụ thiết bị đầu cuối ngày đa dạng gia tăng, lực truyền tải liệu nâng cao để đáp ứng nhu cầu người sử dụng Các yêu cầu hướng đến công nghệ giao tiếp di động tương lai, hệ truyền thông di động thứ năm (5G) Do em chọn đề tài " Hệ Thống Thông Tin Di Động Thế Hệ Thứ Sự Vượt Trội Của 5G Trạm HAPS " Nội dung đề tài gồm chương sau: Chương I : Tổng quan hệ thống thông tin di động Chương II : Hệ thống thông tin di động 5G ChươngIII: Sự vượt trội 5G công nghệ trạm HAPS Do vài yếu tố khách quan chủ quan nên đồ án có hạn chế Em mong đóng góp ý kiến thầy bạn để đồ án em hoàn thiện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 10 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH Hình 2.7 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 ngun điện tốn đám mây (CCR) CCR nối cơng nghệ đa lõi cấu hình lại (RMTC) với liệu cấu hình lại từ xa (RRD) gắn liền với mơ hình liệu cấu hình lại ( RDM) RMTC kết nối với công nghệ truy cập vô tuyến khác nhau, từ 2G/GERAN đến 3G/UTRAN 4G/EUTRAN 802.11 x WLAN 802.16 x WMAN Tiêu chuẩn khác kích hoạt IS/95, EV-DO, CDMA2000,… Khả tương tác trình tiêu chuẩn chế cho phép hai thiết bị đầu cuối RMTC để lựa chọn từ hệ thống truy cập không đồng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 31 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN 2.4 SVTT: PHẠM VĂN THÀNH KẾT LUẬN CHƯƠNG Sau tìm hiểu chương : “Hệ thống thơng tin di động 5G” mạng hệ di động 5G mạng mới, phải đến năm 2020 thức đưa vào sử dụng nên nghiên cứu giả định, nghiên cứu kỹ mặt công nghệ Chúng ta bước vào kỷ nguyên Internet of Things, công nghệ mạng 5G kỳ vọng giúp thực hóa điều cách nhanh chóng Hỗ trợ người dùng trải nghiệm dịch vụ chất lượng cao, kiểm soát tốt sống Tuy vậy, thách thức an tồn thơng tin mà mạng di động 5G phải đối mặt không nhỏ Tuy nhiên, thời điểm công nghệ 5G đạt đến độ chín muồi, thời gian dài để nhà khoa học nghiên cứu đưa phương án bảo vệ an tồn thơng tin tối ưu cho hệ thống ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 32 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH CHƯƠNG : SỰ VƯỢT TRỘI CỦA 5G VỀ TRẠM HAPS 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ mạng 4G LTE/LTE-A triển khai rộng khắp toàn giới, nhiên chưa đủ đáp ứng nhu cầu thông tin giải trí với chất lượng ngày cao người dùng Chất lượng tín hiệu bị suy giảm rõ rệt, chí kết nối khu vực có mật độ cao người sử dụng (sân vận động, lễ hội, bến xe, ) hay di chuyển phương tiện giao thông tốc độ cao (tàu điện, tàu hỏa) Hơn nữa, mạng 4G không hỗ trợ công nghệ truy nhập vô tuyến đa dạng nay, để đáp ứng yêu cầu IoT Do đó, Liên minh viễn thông quốc tế ITU định nghĩa mạng thông tin di động hệ với tên gọi IMT-2020 (hay ngắn gọn 5G), dự kiến tiêu chuẩn hóa vào năm 2018 triển khai dịch vụ từ năm 2020 Hình 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: - Xác suất tắc nghẽn thấp - Độ trễ giảm bớt đáng kể so với LTE ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 33 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN - SVTT: PHẠM VĂN THÀNH 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 khơng thể 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 - Web khơng dây tồn 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, … - Khơng gây hại cho sức khỏe người - Lệ phí lưu lương truy cập rẻ chi phí triển khai sở hạ tầng thấp Như giới thiệu mạng 5G đời với mục tiêu đáp ứng yêu cầu vô khắt khe kết nối truyền dẫn với tham số kỹ thuật vô ấn tượng, mà 5G đặc trưng việc sử dụng loạt công nghệ đại như: Mơ hình trạm HAPS, Massive MIMO, trạm gốc thơng minh, truyền tải RAN sóng mm, dạng sóng mới, truyền dẫn không trực giao, truy nhập phổ tần chia sẻ, phối hợp liên node nâng cao, truyền tải đồng thời thu nhận, tích hợp quản lý multi-RAT, truyền thơng thiết bị đến thiết bị (D2D), đường trục không dây tích hợp truy cập, mạng tính di động linh hoạt, nhận thức bối cảnh mạng, mạng di động nhỏ (SCNs)… ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 34 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN 3.2 SVTT: PHẠM VĂN THÀNH TRẠM HAPS 3.2.1 Mơ hình trạm HAPS Thế hệ 5G cơng 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 Các thiết bị đầu cuối 5G đa cấu hình lại kích hoạt nhận thức vơ 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 cơng nghệ mạng khơng 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 Mơ 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 khơng dây Đó kỹ thuật tốt việc phục vụ dịch vụ thông tin không dây băng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 35 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH 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 nêntrạm 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 Mơ hình trạm HAPS tương lai Cơng nghệ HAPS (High Altitude Platform Station), hay HALE (High Altitude Long Endurance Stratospheric Station) dùng khí cầu (hay vật bay nhẹ khơng khí) điều khiển từ mặt đất để giữ vị trí địa tĩnh độ cao khoảng 20 km, nơi không cú giú tầng bình lưu, làm trạm khơng gian cho dịch vụ viễn thông hay viễn thám ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 36 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH Thiết kế cho thời gian phục vụ dài (khoảng 2~5 năm kéo xuống bảo trì bổ sung thiết bị lần), khí cầu trang bị pin mặt trời pin nhiên liệu để mang tải hữu ích khoảng 1000 kg, làm nhiệm vụ tháp chuyển tiếp thông tin di động cao thành phố với diện tích phủ sóng khoảng 19.000 km2, dùng làm mạng sơ cấp nối tới hàng triệu thuê bao, làm sở hạ tầng cho dịch vụ vô tuyến băng rộng (2 Mbps đến 10 Mbps) dải 47 GHz (sóng millimét) cho ứng dụng Internet, TH số, TH On-line, video conferencing, điều khiển trực tuyến từ xa, v.v với giá rẻ nhiều so với vệ tinh (vài cent/phút cho kênh Internet Mbps, lên 10 Mbps), thời gian trễ 0,3 millisec, ngắn hàng nghìn lần so với vệ tinh địa tĩnh GEO không cần chuyển giao nhiệm vụ từ vệ tinh bay trước sang vệ tinh liền kề sau chùm vệ tinh quỹ đạo thấp LEO Dải tần dành cho dịch vụ viễn thơng khí cầu tầng bình lưu 47 MHz (kênh lên: 47.9-48.2 GHz; kênh xuống: 47.2-47.5 GHz) 3.2.2 Hệ Thống kiến trúc mạng HAPS HAPS có khả mang theo lượng lớn tải trọng giao tiếp không dây cung cấp dịch vụ băng rộng có dung lượng cao cho người dùng cuối Kiến trúc mạng viễn thơng cao cấp HAPS trình bày hình 3.4 Có hai loại liên kết tải thiết bị mặt đất : - Liên kết cổng liên kết người dùng Đối với liên kết người dùng, thông tin liên lạc tảng thiết bị đầu cuối người dùng mặt đất tế bào xếp cho phép tần số đáng kể - Liên kết cổng HAPS định nghĩa liên kết vô tuyến HAP tương đối cố định trạm cổng HAPS mặt đất, nằm trong(UAC) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 37 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH Hình Kiến trúc HAPS Có ba kiến trúc đề xuất cho hệ thống truyền thông HAPS Sự khác biệt chúng chủ yếu sở hạ tầng mạng Chúng : - Hệ thống HAPS - Hệ thống HAPS tích hợp - Hệ thống vệ tinh HAPS tích hợp mặt đất 3.2.3 Phân bố dải tần HAPS Về phân bổ dải tần số, điều kiện nghiêm ngặt chế không can thiệp bảo vệ áp dụng hệ thống HAPS sử dụng dải tần số tương tự lân cận Phải lựa chọn tần số để tránh nhiễu với hệ thống truyền thông có khác Cần phải có kỹ thuật giảm nhiễu để chia sẻ tần số hệ thống HAPS dịch vụ khác WRC-2000 tổ chức Istanbul, quy định dải tần số sau sử dụng cho việc sử dụng truyền thông di động hệ dựa hệ thống SPF sở đồng đẳng - Ở khu vực 3: 1885 - 1980 MHz: băng thông 95 MHz 2010 - 2025 MHz: băng thông 15 MHz ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 38 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH 2110 - 2170 MHz: băng thông 60 MHz - Ở khu vực 2: 1885 - 1980 MHz = băng thông 95 MHz 2110 - 2160 MHz = băng thông 50 MHz Cuối cùng, WRC-2000, sử dụng băng tần 31GHz 28GHz cho dịch vụ cố định (FS) cách sử dụng SPF số quốc gia sau: 27.5 - 28.35 GHz (băng thông 850 MHz cho đường xuống) Chia sẻ với dịch vụ cố định FS (dịch vụ cố định), dịch vụ di động (MS), dịch vụ vệ tinh cố định đường lên (FSS) 31,0 - 31,3 GHz (băng thông 300 MHz cho đường lên) Chia sẻ với FS thông thường MS Liền kề với dịch vụ khoa học (SS) sử dụng cảm biến thụ động dải từ 31,3 - 31,8 GHz 3.2.4 Vùng phủ HAPS Vùng phủ sóng HAP phụ thuộc vào góc độ cao độ cao Tín hiệu HAPS có khả cung cấp phạm vi vùng phủ đáng ý có bán kính thể lên đến 400 km tương đương với 258 trạm mặt đất Sự bao phủ đặc biệt đạt cách sử dụng tế bào truyền qua từ ăng-ten tạo chùm tia đặc biệt máy bay truyền thông tàu HAPS tổng diện tích phủ sóng chia thành ba khu thể hình 3.5 Các khu vực cần thiết để đảm bảo người dùng có dịch vụ băng rộng quán toàn đường hầm rộng khoảng 1000km Các khu mô tả đây: - Vùng phủ khu vực đô thị (UAC) - Vùng phủ khu vực ngoại thành (SAC) - Vùng phủ khu vực nông thôn (RAC) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 39 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH Hình Phạm vi phủ sóng cho hệ thống dựa HAPS Vùng phủ khu vực đô thị (UAC) Vùng phủ khu vực đô thị xác định diện tích 36 đến 43 km, khỏi điểm trực tiếp Góc độ cao tương đối từ 30° đến 90° có đường truyền quan sát Vùng phủ khu vực ngoại thành (SAC) Vùng phủ khu vực ngoại thành từ UAC đến 76,5km 90,5km, tùy thuộc vào độ cao vận hành Góc tương đối cao từ 15° đến 30° chướng ngại vật gần người nhận gây tín hiệu bóng mờ suy giảm tín hiệu trực tiếp Vùng phủ khu vực nông thôn (RAC) Vùng phủ khu vực nơng thơn dành riêng cho mục đích sử dụng điểm cao điểm truy cập rộng rãi dải tần số thấp Góc tương đối độ cao từ 5° đến 150° ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 40 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH 3.2.5 Ưu điểm trạm HAPS so với trạm mặt đất vệ tinh Sự phát triển dịch vụ truyền thông từ HAPS dẫn đến nhiều ứng dụng HAPS có ưu điểm tiềm sau trạm mặt đất vệ tinh : So với hệ mặt đất - Vùng phủ sóng rộng (vì vị trí trêncao) - Truyền theo tầm nhìn thẳng nên fading đa lộ trình nhỏ - Dải tần rộng - Lắp đặt nhanh So với vệ tinh địa tĩnh GEO - Thời gian trễ truyền sóng nhỏ gần 2000 lần - Tổn hao đường truyền nhỏ 60 dB, cho phép dải tần rộng - Giá thành rẻ, lắp đặt nhanh So với vệ tinh tầm thấp LEO - Địa tĩnh, hoạt động - Thời gian trễ truyền sóng nhỏ 15 lần - Tổn hao đường truyền nhỏ 30 dB - Giá thành rẻ, lắp đặt nhanh Chế tạo điều khiển đơn giản nhiều so với vệ tinh phần: Khâu bơm khí, đưa lên vị trí, hạ xuống, tự động quản lý trạm, v.v Năng lượng : Pin mặt trời hiệu cao, pin nhiên liệu Tải hữu ích bao gồm : Cấu trúc mạng, chuyển mạch định tuyến, anten nhiều búp, thông tin mạng tổ ong, thiết bị mặt đất, cần thay đổi nhỏ để thích nghi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 41 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN 3.3 SVTT: PHẠM VĂN THÀNH KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương : “Sự vượt trội hệ thống thông tin di động 5G” Trong trình nghiên cứu mạng so với mạng di động hệ trước sử dụng trạm HAPS treo lơ lửng giống vệ tinh tầm thấp Giúp cho diện tích phủ sóng rộng Đổi việc truyền dẫn góp phần mang lại nhiều ứng dụng Nếu 4G tập trung vào việc cải thiện khả tốc độ kết nối 5G bao gồm tất điều bổ sung thêm nhân tố quan trọng trí thơng minh nhân tạo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 42 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH KẾT LUẬN Sau nghiên cứu qua đề tài:" Hệ Thống Thông Tin Di Động Thế Hệ Thứ Sự Vượt Trội Của 5G trạm HAPS" nhờ giúp đỡ bảo tận tình thầy giáo Th.S Trần Vũ Kiên em hiểu thêm nhiều cấu trúc công nghệ áp dụng mạng di động từ mạng 1G, 2G, 3G, 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 khơng 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 Trong trình làm đồ án vừa qua em học hỏi nhiều kiến thức, học hỏi , trau dồi thêm nhiều kỹ Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy trường Đại học Điện Lực tận tình truyền đạt kiến thức quý báu cho em suốt trình học tập nghiên cứu trường Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Trần Vũ Kiên tận tình hướng dẫn em hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 43 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN SVTT: PHẠM VĂN THÀNH TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách tham khảo: 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 J.D.Parsons, The mobile radio propagation channel-Second Edition, A John Wiley & Sons, Ltd, Publication, United Kingdom-2000 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 Đề tài KHCN nghiên cứu ứng dụng công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile, Nguyễn Đình Chiến [6] J.D.Parsons, The mobile radio propagation channel-Second Edition, A John Wiley & Sons, Ltd, Publication, United Kingdom-2000 Các Web Site tham khảo: https://www.ericsson.com.review https://www.ericsson.com/tems https://www.telestone.com https://www.gsmworld com https://www.umtsworld.com https://telecom-newsrf.blogspot.com/search?q=5g ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 44 GVHD : TRẦN VŨ KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTT: PHẠM VĂN THÀNH Page 45 ... cầu hướng đến công nghệ giao tiếp di động tương lai, hệ truyền thông di động thứ năm (5G) Do em chọn đề tài " Hệ Thống Thông Tin Di Động Thế Hệ Thứ Sự Vượt Trội Của 5G Trạm HAPS " Nội dung đề tài... Chương I : Tổng quan hệ thống thông tin di động Chương II : Hệ thống thông tin di động 5G ChươngIII: Sự vượt trội 5G công nghệ trạm HAPS Do vài yếu tố khách quan chủ quan nên đồ án có hạn chế Em... THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G 18 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 18 2.1.1 Khái niệm hệ thống di động thứ 18 2.1.2 Bối cảnh hệ thống thông tin di động 5G 18 2.2 NỀN TẢNG CỦA HỆ THỐNG DI