CÔNG NGHỆ MIMO và OFDM TRIỂN KHAI TRONG MẠNG DI ĐỘNG 4g LTE

HOÀNG VĂN QUANG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KỸ THUẬT VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ CÔNG NGHỆ MIMO OFDM TRIỂN KHAI TRONG MẠNG DI ĐỘNG 4G-LTE HOÀNG VĂN QUANG 2015 - 2017 HÀ NỘI - NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ MIMO OFDM TRIỂN KHAI TRONG MẠNG DI ĐỘNG 4G-LTE HOÀNG VĂN QUANG CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: 8520203 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.NGUYỄN VŨ SƠN HÀ NỘI -NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan luận văn kết tìm hiểu riêng em hướng dẫn Tiến Sỹ Nguyễn Vũ Sơn Các nội dung nghiên cứu, kết luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí trang web theo danh mục tài liệu luận văn Ngày tháng 12 năm 2017 Học viên thực Hoàng Văn Quang LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn, trước tiên, em xin cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy cô Viện Đại Học Mở Hà Nội nói chung thầy khoa Đào tạo Sau Đại Học nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo, TS Nguyễn Vũ Sơn, thầy tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn em suốt trình làm luận văn kỹ thuật Trong thời gian làm việc với thầy, em tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tinh thần làm việc, thái độ nghiêm cứu khoa học nghiêm túc, hiệu Đây điều cần thiết cho em q trình học tập cơng tác Sau cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, đóng góp ý kiến giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 10 MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 1.1 Giới thiệu hệ mạng di động phát triển 1.1.1 Thế hệ di động (1G) 1.1.2 Thế hệ thứ hai (2G) 1.1.3 Thế hệ 2,5G 1.1.4 Thế hệ thứ ba (3G) 1.1.5 Thế hệ thứ tư (4G) 1.2 Kết luận chương CHƯƠNG 2: MẠNG DI ĐỘNG 4G-LTE 2.1 Sơ đồ khối chức khối 2.1.1 Tổng quan công nghệ 4G-LTE 2.1.2 Kiến trúc mạng 4G-LTE 2.1.3 Các dịch vụ triển khai 4G-LTE 12 2.1.4 Quản lý tài nguyên vô tuyến 16 2.2 Truy nhập vô tuyến 4G-LTE 17 2.2.1 Các chế độ truy nhập vô tuyến 17 2.2.2 Băng tần truyền dẫn 17 2.3 Công nghệ MIMO 18 2.3.1 Ưu điểm 19 2.3.2 Nhược điểm 19 2.3.3 Các loại nhiễu 19 2.2.3.1 Nhiễu trắng Gaussian 19 2.2.3.2 Nhiễu liên ký tự ISI (Inter symbol interference) 20 2.3.4 Fading 20 2.3.5 Beamfomer - tạo búp sóng ,Beamforming-Kỹ thụật hướng búp sóng 22 2.3.5.1 Beamfomer 22 2.3.5.2 Beamforming 22 2.3.5 Các khái niệm phân tập 23 2.3.5.1 Phân tập tần số (Frequency Diversity) 23 2.3.5.2 Phân tập gian (Time Diversity) 24 2.3.5.3 Phân tập không gian (Space Diversity) 24 2.3.5.4 Phân tập phân cực (Polarization Diversity) 25 2.4 Công nghệ OFDM 26 2.4.1 Tổng quan kỹ thuật OFDM 26 2.4.2 Nguyên tắc đa truy nhập đường xuống OFDM 27 2.4.3 Phương pháp điều chế đơn sóng mang 30 2.4.4 Phương pháp điều chế đa sóng mang FDM 31 2.4.5 Phương pháp điều chế đa sóng mang trực giao OFDM 33 2.5 Kỹ thuật OFDMA truyền liệu hướng xuống 37 2.5.1 Kỹ thuật OFDMA 37 2.5.2 Truyền liệu hướng xuống 41 2.6 Kỹ thuật phân chia tần số hệ thống băng rộng 44 2.7 Kết luận chương 45 CHƯƠNG 3: TRIỂN KHAI MẠNG 4G-LTE TẠI VIỆT NAM 46 3.1 Thực trạng mạng di động Việt Nam triển khai 4G-LTE 46 3.1.1 Tình hình dịch vụ 2G, 2.5G 46 3.1.2 Tình hình dịch vụ 3G vấn đề tồn Việt nam 46 3.1.2.1 Nhược điểm ưu điểm 3G 3.5G 46 3.1.1.2 Tình hình dịch vụ 3G Việt Nam 49 3.2 Dịch vụ thúc đẩy mạng 4G (LTE cung cấp) mạng 4G-LTE Việt Nam 49 3.3 Thuận lợi khó khăn triển khai 4G-LTE Việt nam 54 3.3.1 Những điều kiện thuận lợi 54 3.3.2 Thực trạng khó khăn 56 3.4 Tình hình phát triển 4G Viettel 57 3.5 Tình hình phát triển 4G Mobifone 58 3.6 Tình hình phát triển 4G VNPT 58 3.7 Kết luận chương 59 KẾT LUẬN LUẬN VĂN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Q trình phát triển hệ mạng di động Hình 1.2: Ghép kênh phân chia theo tần số Hình 2.1 Kiến trúc mạng LTE/SAE .7 Hình 2.2 Cấu trúc tổ chức mạng LTE Hình 2.3 : Mơ hình kênh MIMO với Nt anten phát Nr anten thu 17 Hình 2.4- Nhiễu trắng .18 Hình 2.5 - Nhiễu liên ký tự ISI 18 Hình 2.6- tượng fading 19 Hình 2.7- Mảng tuyến tính đồng dạng có nt phần tử cách .20 Hinh 2.8 : Phân loại phân tập 21 Hình 2.9 - Phân tập theo tần số 22 Hình 2.10- Phân tập theo thời gian 22 Hình 2.11 – phương pháp phân tập .23 Hình 2.12 Biểu diễn tần số-thời gian tín hiệu OFDM 24 Hình 2.13 : Phổ OFDM .25 Hình 2.14: Tài nguyên đường xuống 4G-LTE 26 Hình 2.15: Cấu trúc miền thời gian tần số đường xuống 4G-LTE 26 Hình 2.16: Cấu trúc khung khe đường xuống 4G-LTE 27 Hình 2.17: Biểu diễn phổ tín hiệu miền thời gian 28 Hình 2.18: Mật độ phổ tín hiệu đa sóng mang 29 Hình 2.19: Hệ thống đa sóng mang 29 Hình 2.20: Biểu diễn tín hiệu OFDM miền tần số 32 Hình 2.21: Biểu diễn tín hiệu OFDM miền thời gian 32 Hình 2.22: Ưu điểm OFDM so với điều chế đơn sóng mang 33 Hình 2.23 Ưu điểm OFDM so với FDM 35 Hình 2.24 : Cấp phát sóng mang cho OFDM OFDMA .36 Hình 2.25: Cấu trúc khung Loại 36 Hình 2.26: Cấu trúc khung loại .37 Hình 2.27: Lưới tài nguyên đường xuống .38 Hình 2.28: Ghép kênh thời gian tần số OFDMA 41 Hình 2.29: Phát thu OFDMA 42 Hình 2.30: Ghép kênh phân chia theo tần số 43 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 So sánh điểm bật 3G va 4G-LTE 11 Bảng 2.2 Các yêu cầu hiệu suất phổ lưu lượng người dùng 15 Bảng 2.3 Số lượng khối tài nguyên cho băng thông 4G-LTE khác (FDD &TDD) .38 Bảng 2.4 Các chiều dài tiền tố vòng lấy mẫu (đơn vi đo ) 40 Bảng 3.1 So sánh ứng dụng dịch vụ 3G so với 4G-LTE 48 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3G: Third Generation Mobile 4G: Fourth Generation Mobile AWGN: Additive White Gaussian Noise BER: Bit Error Rate CDMA: Code Division Multiple Access E-RAN: Evolved Radio Access Network E- UTRAN: Enhanced Universal Terrestrial EPC: Evolved Packet Control FDD: Frenquency Division Duplex FDMA: Frequency Division Multiple Access GPRS: General Packet Radio Service HARQ: Hybrid Automatic Repeat reQuest HSDPA: High Speed Downlink Packet Access IMS: IP Multimedia Subsystem LTE: Long Term Evolution MIMO: Multiple Input Multiple Output MISO: Multiple Input Single Output MME: Mobility Management Entity MMSE: Minimum Mean Square Error OFDM: Orthogonal Frequency Division QoS: Quality of Service SNR: Signal to Noise Ratio SISO: Single Input Single Output TDD: Time Division Duplex UMTS: Universal Mobile Telecommunications System UTRAN: UMTS Teresstrial Radio Access Network mang lại chi phí thấp Khả hỗ trợ tốc độ liệu tính di động HSDPA chưa có phiên trước 3GPP Các kỹ thuật HSDPA là: - Kỹ thuật phát đa mã - Phát kênh chia sẻ - Điều chế mã hóa thích ứng - u cầu lặp lại tự động nhanh HARQ Mục đích HSDPA hỗ trợ truy cập gói đường xuống tốc độ cao cách sử dụng kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HS-DSCH) hỗ trợ thoại tích hợp kênh DCH liệu tốc độ cao kênh HS-DSCH sóng mang (tương tự DSCH Release 99) Lợi ích HSDPA cho đường xuống hầu hết lưu thông liệu 3G đợi đường xuống Release nói cải tiến, nâng cấp đường lên, gọi nâng cấp đường lên HSUPA (HSUPA: High Speed Uplink Packet Access) HSUPA sử dụng tương tự đặc điểm HSDPA, thay áp dụng cho đường xuống lại áp dụng cho đường lên Điều làm tăng tốc độ truyền đường xuống Các mạng thông tin di động hệ WCDMA hệ 3,5G HSDPA HSUPA đời giúp đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng tốc độ truyền liêu 2Mb/s với mạng WCDMA, 10Mb.s đường xuống cơng nghệ 3,5G), truy nhập nhiều dịch vụ như: truy nhập internet tốc độ cao hay truyền hình hội nghị Bên cạnh mạng di động nhược điểm: tốc độ truyền liệu chưa cao, chất lượng dịch vụ thời gian thực chưa cao, đặc biệt tính di động Khi người dùng vào vùng phủ mạng khác khơng thể phục vụ IP4 sử dụng gây hạn chế không đủ địa để triển khai theo yêu cầu mạng Khả triển khai dịch vụ mạng khó hạn chế tốc độ truyền thông băng tần 48 Đòi hỏi người dùng mong muốn sử dụng nhiều loại hình dịch vụ khác với tốc độ truyền cao lên tới hàng trăm Mb/s, có chất lượng tốt, thâm nhập vào mạng từ nơi, có khả sử dụng dịch vụ dễ dàng 3.1.1.2 Tình hình dịch vụ 3G Việt Nam Các mạng thông tin di động Việt Nam hoạt động với công nghệ 2G, 3G triển khai 4G Với công nghệ 3G triển khai cung cấp dịch vụ cho khách hàng từ cuối năm 2009 tới Chất lượng dịch vụ gia tăng đáng kể, tốc độ đạt 42Mb/s Giá cước dịch vụ dịch vụ 3G có nhiều thay đổi phù hợp với người sử dụng Dù chất lượng 3G chưa đáp ứng nhu cầu người sử dụng Bên cạnh với phát triển công nghệ, nhu cầu dịch vụ người dùng ngày tăng Trước điện thoại di động chủ yếu dùng để nghe gọi nhắn tin Hiện với phổ biến thiết bị điện thoại di động thơng minh dịch vụ giải trí, trang mạng xã hội, trang tin tức có ứng dụng điện thoại di động Tỷ lệ khách hàng truy cập internet qua điện thoại di động, sử dụng mạng xã hội hay ứng dụng giải trí yêu cầu tốc độ cao, ổn định ngày tăng cao Mặc dù nhà mạng ln đưa sách đầu tư cải tiến chất lượng mạng 3G cách nâng cao chất lượng vùng phủ, mở rộng phạm vi phát sóng, đưa sách ưu đãi hợp lý Với nhu cầu ngày tăng khách hàng, gói cước tiêu chuẩn nhà mạng khó đảm bảo nhu cầu sử dụng Tốc độ 3G đỉnh đạt 42Mb/s, nơi đạt tốc độ Do ứng dụng Data Video call, Mobile TV có chất lượng thấp chưa thu hút người sử dụng 3G Việc triển khai 4G-LTE thời điểm điều tất yếu để giúp triển khai ứng dụng băng rộng tốc độ cao live stream, gamming cho khách hàng cách tốt 3.2 Dịch vụ thúc đẩy mạng 4G (LTE cung cấp) mạng 4G-LTE Việt Nam Dịch vụ mạng 4G-LTE Qua việc kết nối đường truyền tốc độ cao, băng thông linh hoạt, hiệu suất sử dụng phổ cao giảm thời gian trễ gói 4G-LTE hứa hẹn cung cấp nhiều 49 dịch vụ đa dạng Đối với khách hàng, có thêm nhiều ứng dụng dòng liệu lớn, tải chia sẻ video, nhạc nội dung đa phương tiện Bảng 3.1: So sánh ứng dụng dịch vụ 3G so với 4G-LTE Dịch vụ Môi trường (3G) Môi trường 4G-LTE Âm thời gian thực VoIP, video hội nghị chất Thoại (rich voice) lượng cao Tin nhắn P2F(P2F SMS, MMS, email ưu tiên Các tin nhắn photo, IM, messaging) thấp email di động, tin nhắn video Lướt web Truy cập đến dịch vụ Duyệt siêu nhanh, tải online trực tuyến, trình duyệt nội dung lên mạng xã WAP thông qua GPRS hội mạng 3G Thơng tin cước phí Người dùng trả qua Tạp chí trực tuyến, dòng (paid infornation) mạng tính cước chuẩn.Chính âm chất lượng cao yếu dựa thông tin văn Riêng (personalization) tư Chủ yếu âm chuông Âm thực (thu âm (ringtone) Cũng bao gồm gốc từ người nghệ sĩ, hình chờ (screensavers) trang web cá nhân) nhạc chờ (ring tone) Games Tải chơi game trực Kinh nghiệm game trực tuyến tuyến qua mạng cố định di động 50 Video/TV theo yêu Chạy tải video Các dịch vụ quảng bá tivi, cầu (video/TV on tivi theo dúng yêu cầu demand) dòng video chất lượng cao Nhạc Tải đầy đủ track Lưu trữ tải nhạc chất dịch vụ âm Nội dung tin nhắn lượng cao Tin nhắn đồng cấp sử dụng ba Phân phối tý lệ rộng thành phần tương video clip, dịch vụ tác với media khác M-comerce karaoke Thực giao dịch Điện thoại cầm tay (thương mại qua toán qua mạng di động thiết bị toán qua điện thoại) mạng tốc độ cao phép giao dịch thực nhanh chóng Mạng liệu di Truy cập đến mạng nội Chuyến đổi file p2p, động (Mobile data sở liệu ứng dụng kinh doanh, ứng networking) cách sử dụng ứng dụng chia sẽ, thông tin dụng CRM M2M, di động intranet/extranet Người dùng di động có nhiều hội tiếp cận với lựa chọn phong phú dịch vụ với chất lượng tốt u cầu băng thơng tiếp tục tăng nhanh thời gian tới khả xử lý đầu cuối người dùng không ngừng tăng lên với đòi hỏi trải nghiệm cao Các dịch vụ trước thực máy tính, Các dịch vụ thúc đẩy phát triển 4G Ứng dụng live steam Tháng 8/2015, Facebook lần đầu mắt tính phát video trực tiếp từ ứng dụng Facebook Mentions tới số người dùng Chỉ sáu tháng sau đó, tính phát 51 video trực tiếp (live stream) với tên gọi Facebook Live bắt đầu mở rộng tới người dùng Facebook, ban đầu Mỹ tiến dần đến nước khác tồn cầu có Việt Nam Các đài truyền hình VTV VTC bắt đầu sử dụng Facebook để phát trực tiếp chương trình truyền hình mạng xã hội Trên bình diện tồn cầu, báo cáo Ericsson Mobility dự kiến tới năm 2021, video chiếm khoảng 70% lưu lượng liệu di động với mức tăng trưởng lưu lượng hàng năm 55% Kể từ tính phát video trực tiếp mắt, 15 tháng vừa qua, việc xem video smartphone giới trẻ toàn giới tăng 127% Sự xuất mạng 4G năm 2017 giúp giới trẻ Việt Nam bắt nhịp với trào lưu giới trải nghiệm dịch vụ ngày ưu việt Ứng dụng game-mobile: Với tính vượt trội tốc độ, 4G dịch vụ quan trọng game thủ Độ trễ thấp 4g yếu tố quan trọng dành cho game thủ di động, yếu tố định trò chơi trực tuyến Mạng 4G cho phép game thủ chơi game multiplayer điện thoại, laptop hay máy chơi game cầm tay với sản phẩm game hình ảnh đẹp hơn, tốc độ nhanh khả bị lỗi Với khả đó, chắn nhà phát triển game bỏ qua lợi tốc độ tính di động dịch vụ 4G Nhiều game hấp dẫn di động dựa ưu việt 4G đầu tư khai thác Các game thủ trực tuyến ngày sử dụng nhiều thiết bị di động 4G wi-fi router, Clear Spot Clearwire vàSprint Overdrive (các thiết bị cho phép thiết bị khác kết nối Internet qua mạng 3G/4G) cách nhận tín hiệu 4G sau nhanh chóng chuyển chúng đến thiết bị chơi game qua mạng wi-fi nội Từ tảng chơi game có kết nối wi-fi tích hợp sẵn, game thủ dễ dàng sử dụng moderm di động để chia sẻ kết nối 4G với nhiều thiết bị khác (tùy loại modem họ dùng) Một cách rõ ràng khác để game thủ tận dụng lợi mạng 4G, sử dụng thiết bị bỏ túi để chơi game thông qua dịch vụ trực tuyến Xbox Live 52 Microsoft Nhiều dòng điện thoại tích hợp wi-fi router, hỗ trợ lên đến thiết bị bổ sung, cho phép hoạt động trung tâm băng thông rộng di động, giúp cho game thủ dễ dàng muốn tụ họp Ứng dụng dựa tảng đám mây (Cloud Based Apps) Trong năm gần đây, công nghệ điện toán đám mây trở thành cách mạng thay đổi cách thức lưu trữ, phân phối thông tin Công nghệ ứng dụng nhiều sống hàng ngày, nhắc đến nhiều kiện cơng nghệ tồn giới Việt Nam Hầu hết sử dụng cơng nghệ điện tốn đám mây Các dịch vụ email Gmail, Yahoo mail,… ứng dụng sử dụng cơng nghệ điện tốn đám mây Ngồi ra, bạn muốn có kho lưu trữ thơng tin tốt hơn, đăng ký sử dụng phần mềm điện toán đám mây tiếng mạng Dropbox, Google Drive, OneDrive Việt Nam cố gắng đuổi theo phần lại giới việc áp dụng công nghệ điện toán đám mây Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông Viettel, VNPT, MobiFone triển khai dịch vụ năm vừa qua kết khiêm tốn Năm nay, hy vọng có bước đột phát việc cung cấp dịch vụ Điện tốn đám mây với mơ hình kinh doanh gia tăng khách hàng việc chuyển đổi mơ hình hoạt động từ việc lưu trữ sử dụng dịch vụ phía khách hàng lên “mây” Dữ liệu lớn (Big Data) Phân tích liệu Việt Nam xem thị trường Big Data tiềm hàng đầu khu vực châu Á Đó nhận định ông Shane Rigby, chuyên gia tư vấn cấp cao hội nghị quốc tế“Big Data Innovation Summit 2016” tổ chức ngày 26/8/2016 TP HCM Trong vòng năm dung lượng liệu số toàn giới đạt số 44 zettabytes (44 nghìn tỉ gigabytes), gấp 10 lần so với Ít phần ba lượng liệu vận hành tảng điện toán đám mây Phần lớn doanh nghiệp sở hữu khối lượng liệu Big Data hàng đầu Việt Nam chưa tư 53 liệu, cần trang bị thông tin để tái cấu trúc hệ thống, thiết lập sở hạ tầng thông tin, thu thập, xử lý, để liệu Big Data phát huy giá trị to lớn Phản ứng khẩn cấp chữa bệnh từ xa Các hệ thống dựa 4G-LTE trang bị cho đơn vị y tế, cảnh sát, cứu hỏa để cung cấp việc quản lý dịch vụ khẩn cấp y tế cách nhanh chóng, giá thành rẻ tốt Giúp truyền hồ sơ kích thước lớn nhanh chóng cung cấp dịch vụ video tương tác cho giám sát hướng dẫn từ xa 3.3 Thuận lợi khó khăn triển khai 4G-LTE Việt nam 3.3.1 Những điều kiện thuận lợi - 4G-LTE phát triển cung cấp dịch vụ thị trường - Với cơng nghệ có khoảng 850 triệu th bao dự báo chạm mốc khoảng 4,1 tỷ thuê bao vào năm 2021 - Thị trường smartphone cho thấy tình trạng trì trệ vài năm qua với tốc độ tăng trưởng thấp so với năm trước, 2017 năm phục hồi Nghiên cứu từ IDC cho biết thị trường smartphone tăng trưởng 4.2% năm 2017, trái ngược mức suy giảm 2.5% năm 2016 Công ty dự báo thời kỳ tăng trưởng năm kết thúc vào năm 2021 diễn với tỷ lệ tăng trưởng kép hàng năm 3.8% Với mức tăng trưởng này, dự kiến doanh số smartphone năm 2017 đạt 1.53 tỷ máy, đạt 1.77 tỷ máy năm 2021 Ở lĩnh vực tảng, Android tiếp tục cai trị tảng hệ điều hành nhiều OEM lựa chọn để hỗ trợ họ phân khúc giá rẻ Điện thoại với hình inch cao tăng lên, chiếm khoảng 91% thiết bị Android năm 2021 Có phát triên nhờ nỗ lực chung từ nhiều phía, nhà mạng, nhà sản xuất, nhà cung cấp người tiêu dùng việc phổ biến bính dân thiết bị cho đễ dịch vụ sử dụng smartphone Châu Á - Thái Bình Dương, Trung Đơng Châu Phi động lục thúc đẩy tăng trưởng thị trường bán smartphone Theo băng thơng rộng di động lhơng phần bổ sung cho 54 băng rộng cộ định mà trở thành phương thức truy cập internet chủ yếu người dùng - Việt nam chậm hưởng lợi công nghệ 4G - Thị trường Việt nam triển khai 4G-LTE cho vào khai thác thức Là nhà mạng cấp giấy phép thương mại hóa dịch vụ 4G thị trường, VNPT triển khai lắp đặt nhanh chóng trạm 4G nhiều địa bàn trọng điểm toàn quốc Trong quý I, VNPT VinaPhone cung cấp thức dịch vụ 4G TP lớn HN, TP HCM 11 tỉnh thành nước Dự kiến cuối năm 2017, VNPT triển khai mạng lưới, đảm bảo phủ sóng 4G tất tỉnh, thành phố nước với số lượng khoảng 15.000 trạm 4G Tính đến ngày 15/3/2017, Viettel nhà mạng có phủ sóng 4G rộng nhất, với gần 99% tổng số quận, huyện Việt Nam Viettel phát sóng gần 18.000 trạm 4G, đưa cơng nghệ diện 704 quận, huyện thuộc 63 tỉnh/thành phố tồn quốc, phủ sóng tới 704 quận, huyện Dự kiến từ đến hết tháng 3/2017, Viettel phát sóng 7.300 trạm 4G, nâng tổng số trạm 4G Viettel lên gần 28.000 trạm toàn quốc Giai đoạn đầu tiên, MobiFone dự kiến phát triển thuê bao tất tỉnh thành phố thuê bao chủ yếu tập trung thành phố lớn như: Hà Nội, Tp.HCM, Hải Phòng, Cần Thơ Đà Nẵng Các giai đoạn tiếp tục mở rộng vùng phủ sóng 4G tỉnh lại, vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa Trong năm 2017, MobiFone dự kiến triển khai khoảng 8.000 trạm 4G, triển khai 53 tỉnh thành Gần nhiều địa bàn nước, doanh nghiệp viễn thông gồm VNPT, Viettel MobiFone rục rịch cho phép thuê bao di động đổi SIM 4G để trải nghiệm thử số khu vực có sóng 4G dù chưa thức Bên cạnh xây dựng hạ tầng, nhà mạng đẩy mạnh mảng dịch vụ Theo VinaPhone, quy mô chiến lược đầu tư vào nhóm dịch vụ Mobile Internet 55 xác định lợi cạnh tranh VinaPhone năm 2017 Tuỳ theo gói sản phẩm cụ thể, giá cước 4G thấp tương đương 3G Một vấn đề người tiêu dùng quan tâm chất lượng 4G, tránh theo “vết xe đổ 3G” Tại buổi làm việc với VNPT đây, Bộ trưởng, Chủ nhiệm Văn phòng Chính phủ Mai Tiến Dũng, Tổ trưởng Tổ cơng tác Thủ tướng Chính phủ hai lần nhấn mạnh đến đạo Thủ tướng nhà mạng phải đảm bảo chất lượng cung cấp dịch vụ 4G 3.3.2 Thực trạng khó khăn Khơng Việt Nam mà nhiều nước giới, câu chuyện chọn băng tần để triển khai 4G gây nhiều tranh cãi Trên thực tế, quốc gia nhận thức cần phải tìm tiếng nói chung lựa chọn băng tần cho 4G-LTE Trong trường hợp quốc gia lựa chọn nhiều băng tần khác cho 4G dẫn tới thiết bị đầu cuối đắt thiết bị phải hỗ trợ nhiều băng tần Một khó khăn đặt việc roaming quốc tế vô phức tạp 4G triển khai nhiều băng tần Tuy nhiên, giới tình trạng nhóm nước chọn băng tần 4G khác nhau, cộng đồng EU chọn băng tần 1800 MHz 900 MHz, nhà mạng Mỹ Verizon, AT&T T-Mobile chọn băng tần 700MHz 1700MHz mạng Sprint lại chọn băng tần 850MHz 1900MHz, Nhật Bản cấp phép cho LTE băng tần 1500 MHz, 1700 MHz 2000 MHz, số nước châu Á ủng hộ băng tần 2100MHz 2600MHz… Khi đề cập đến lộ trình cấp phép 4G Việt Nam, ơng Lê Văn Tuấn, Cục phó Cục Tần số Vơ tuyến điện cho biết, quan điểm Việt Nam cấp phép tần số phải trung lập mặt công nghệ, cho phép doanh nghiệp chủ động triển khai công nghệ phù hợp với nhu cầu thị trường; miễn đảm bảo đủ băng thông cho doanh nghiệp cung cấp dịch vụ quan trọng nhất, phải đảm bảo hài hòa băng tần Việt Nam nước nhập công nghệ 56 Quý I/2017 giai đoạn nước rút để nhà mạng chạy đua hoàn thiện hạ tầng, phủ sóng 4G Trên thực tế, nhà mạng thực chương trình đổi SIM 4G vài tháng qua để chờ đợi ngày thức khai trương mạng 4G Trong tháng này, VinaPhone nhiều khả công bố khai trương mạng 4G thành phố lớn 3.4 Tình hình phát triển 4G Viettel Nhà mạng quân đội công bố lắp đặt 36.000 trạm phát sóng, phủ 95% dân số Việt Nam, tốc độ download trung bình đạt 30-50 Mbps Nhận giấy phép cung cấp dịch vụ di động 4G từ tháng 10/2016, Viettel vừa thức khai trương mạng 4G thị trường Việt Nam “Siêu tốc” từ đại diện nhà mạng nhắc lại nhiều lần phát biểu công bố dịch vụ 4G Việt Nam Theo ơng Hồng Sơn, Phó tổng giám đốc Viettel, nhà mạng giới có vùng phủ sóng 4G rộng khắp tồn quốc bắt đầu cung cấp dịch vụ Các trạm phát sóng 4G sử dụng công nghệ 4T4R (4 phát thu) cho phép mở rộng vùng phủ sóng lên 1,4 lần, tăng tốc độ download lần so với công nghệ 2T2R Hiện có 10% nhà mạng giới dùng cơng nghệ 4T4R Do đó, Viettel cam kết tốc độ download trung bình mạng 4G đạt mức 30-50 Mbps, cao gấp 7-10 lần so với mạng 3G triển khai Về gói cước, hãng viễn thơng qn đội cho hay cước 4G rẻ 40-60% so với 3G, với tiêu chí “dùng nhiều rẻ” Quan trọng hơn, nhà mạng có lượng thuê bao lớn Việt Nam cung cấp dòng máy 4G họ tự phát triển với giá 1,3 triệu đồng Qua khảo sát số địa phương khó khăn Việt Nam, dòng máy giá rẻ hỗ trợ 4G quan trọng để nhà mạng phổ cập 4G Hiện tại, dòng máy hỗ trợ 4G phổ biến tầm giá triệu đồng, gây khơng khó khăn cho người dùng tiếp cận 57 Viettel nhà mạng Việt Nam cung cấp dịch vụ 4G thương mại Trước vào tháng 11/2016, VNPT VinaPhone cơng bố mạng 4G Tuy nhiên, sóng 4G đơn vị phủ Phú Quốc (Kiên Giang) 3.5 Tình hình phát triển 4G Mobifone Tại Hội nghị giao ban quản lý nhà nước quý 1/2017 Bộ Thông tin truyền thông (TT&TT) diễn chiều ngày 5/4/2017, Bộ trưởng Bộ TT&TT Trương Minh Tuấn nhắc nhở lãnh đạo MobiFone cần đạo riết việc triển khai 4G Bộ trưởng Trương Minh Tuấn cho rằng, việc triển khai 4G MobiFone thời gian qua chậm, hạ tầng không phát triển Trước đó, thời điểm nhận giấy phép 4G vào cuối tháng 10/2016, MobiFone cho biết họ xây dựng 4.500 trạm phát sóng 4G dự kiến số 30.000 trạm phát sóng 4G giai đoạn 2017 - 2018 MobiFone dự kiến triển khai rộng rãi toàn tỉnh/thành phố nước, đảm bảo vùng phủ sóng 4G rộng khắp vào quý I/2017 Tuy nhiên, đến hết quý thông tin việc triển khai 4G nhà mạng chưa có nhiều Các động thái thị trường đổi sim 4G, truyền thông mắt 4G địa phương Mobifone mờ nhạt so với nhà mạng khác 3.6 Tình hình phát triển 4G VNPT Theo dự kiến, hết năm 2017, VNPT đảm bảo phủ sóng 4G tất tỉnh, thành phố nước với số lượng khoảng 15.000 trạm 4G Đây mục tiêu Tổng Công ty Hạ tầng mạng (VNPT Net) đơn vị thuộc Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam VNPT đặt năm 2017 Thông tin đưa Hội nghị triển khai kế hoạch năm 2017 VNPT Net vừa diễn sáng ngày 11/1/2017 VNPT Net cho hay triển khai phủ sóng 4G khu vực thị trường trọng điểm tỉnh, thành phố (Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh, Cà Mau, Bạc Liêu, Kiên 58 Giang, Lâm Đồng, Bình Dương, Vũng Tầu, Đồng Nai) thời gian cuối năm 2016 đầu năm 2017 Dự kiến cuối năm 2017, VNPT Net triển khai mạng lưới, đảm bảo phủ sóng 4G tất tỉnh, thành phố nước với số lượng khoảng 15.000 trạm 4G Ngày 3/11/2016, VNPT thức cung cấp dịch vụ viễn thông VinaPhone 4G băng tầng 1800MHz sau ngày kể từ Bộ Thông tin Truyền thông cấp phép VNPT doanh nghiệp thức triển khai dịch vụ 4G Việt Nam Sự kiện khai trương thức đánh dấu mốc cung cấp VinaPhone 4G cho khách hàng Phú Quốc mở đầu cho chiến lược phủ sóng 4G tới toàn tỉnh thành nước, để người dân Việt Nam sử dụng lợi ích mà công nghệ 4G mang lại, bắt nhịp xu hướng tồn cầu, mở kỷ ngun cơng nghệ Đối với 4G, VinaPhone cung cấp gói dịch vụ dung lượng cao với mức giá cạnh tranh Quy mô chiến lược đầu tư vào nhóm dịch vụ Mobile Internet xác định lợi cạnh tranh VinaPhone năm 2017 Tuỳ theo gói sản phẩm cụ thể, giá cước 4G thấp tương đương 3G Ngoài ra, so với 3G, cách đóng gói sản phẩm 4G linh hoạt với nhóm nhu cầu nhỏ Bên cạnh đó, VinaPhone có nhiều sách trợ giá thiết bị cho khách hàng, tặng hotspot phát wifi cho khách hàng cam kết cước để tối ưu chi phí khách hàng phải trả 3.7 Kết luận chương Trong chương nhận biết thực trạng nhà mạng việc triển khai mạng 4G-LTE, khó khăn thách thức, thuận lợi vấn đề tồn Việt Nam 59 KẾT LUẬN LUẬN VĂN Với ưu điểm LTE lựa chọn sáng giá Việc chọn đề tài nhằm mục đích nâng cao hiểu biết, phù hợp với thực tế Nội dung luận văn tìm hiểu cơng nghệ Mimo Ofdm triển khai mạng di động 4G/LTE Tìm hiểu q trình phát triển hệ thống thơng tin di động, mô tả tổng quan thông tin di động LTE, công nghệ tiền 4G LTE bước tiến đáng kể q trình phát triển cơng nghệ hỗ trợ kết nối không dây, với ưu điểm vượt trội tốc độ tối ưu mạng Tuy nhiên, liệu LTE có trở thành câu chuyện thành cơng hay không ngành công nghiệp di động cần thời gian kiểm chứng LTE công nghệ mạng dễ triển khai, chất lượng tốt, mang đến tốc độ cao độ trễ thấp với khoảng cách xa LTE hỗ trợ nhiều dải thông tần số khác nhau, như: 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz, 20MHz Tùy thuộc vào loại công nghệ LTE triển khai, dải thơng tần số có đơi chút ý nghĩa khác xét mặt khả Một nhà mạng chọn triển khai LTE với băng tần nhỏ, sau nâng cấp lên lượng mật độ thuê bao thay đổi Dữ liệu gửi mạng 4G sử dụng cơng nghệ mạng chuyển mạch gói (packet-switching), so với công nghệ cũ sử dụng mạng chuyển mạch (circuitswitching) Dữ liệu phân tán thành gói nhỏ chuyển tới địa cần gưi thông qua hướng dẫn truyền thuận lợi LTE sử dụng hai loại giao diện khơng khí khác nhau, dùng để tải xuống (từ tháp tới thiết bị) cho chiều tải lên (từ thiết bị tới tháp) Nhờ vậy, LTE tối ưu hóa kết nối không dây theo hai chiều, với khả hỗ trợ thời lượng pin tốt thiết bị di động Với chiều tải về, LTE sử dụng giao diện OFDMA (đa truy cập phân tầng theo tần số trực giao), ngược với giao diện CDMA (đa truy cập phân tầng theo mã) TDMA (đa truy cập phân tầng theo thời gian) dùng từ năm 1990 OFDMA sử dụng 60 công nghệ MIMO (đa nhập - xuất), giúp thiết bị có vơ số kết nối tới điểm mạng, ổn định kết nối giảm độ trễ đáng kể Nó giúp tăng số lượng kết nối tới điểm truy cập, thấy lợi ích MIMO thiết bị mạng hỗ trợ chuẩn WiFi N Tuy nhiên, có điểm hạn chế MIMO hoạt động tốt thiết bị nhận tín hiệu cách xa Ngược lại, dùng mạng LTE với máy để gần nhau, tốc độ kết nối bị ảnh hưởng Trong trình thực hiên luận văn, em nhận giúp đỡ tận tình thầy giáo TS Nguyễn Vũ Sơn giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này.Vì kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên luận văn khơng tránh khỏi sai sót, mong góp ý thầy giáo bạn 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Trần Minh Tuấn, "Cơng Nghệ LTE/4G Chiến lược, lộ trình phát triển Việt nam", Nhà xuất Thông tin truyền thông, 2016 [2] Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Skold, "4G LTE/ LTE0Advanced for Mobile Broadband" Academic Press is imprint of Elsevier, 2011 [3] http://www.3gpp.org/LTE [4] Xiupei Zhang, Jangsu Kim, Heung-Gyoon Ryu: Multi-Access Interference in LTE Uplink with Multiple Carrier Frequency Offsets: Department of Electronic Engineering, Chungbuk National University, Cheong Ju, Korea 316-763: 2009 IEEE [5] http://en.wikipedia.org/wiki/4G [6] http://ictnews.vn/vien-thong/hoi-thao-4g-lte-2017-se-ban-chuyen-da-dang-hoadich-vu-va-chat-luong-4g-156451.ict [7] http://www.pcworld.com.vn/articles/cong-nghe/cong-nghe/2015/05/1238814/hesinh-thai-cho-mang-4g-lte/ 62 ... CƠNG NGHỆ MIMO OFDM TRIỂN KHAI TRONG MẠNG DI ĐỘNG 4G-LTE, tập trung tìm hiểu vào cơng nghệ OFDMA MIMO Nội dung luận văn chia làm chương: Chương 1: Tổng quan lịch sử phát triển Chương 2: Mạng di động. .. di động 4G-LTE Chương 3: Triển khai mạng 4G -LTE Việt nam CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 1.1 Giới thiệu hệ mạng di động phát triển Hình 1.1: Quá trình phát triển hệ mạng di động 1.1.1...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ MIMO OFDM TRIỂN KHAI TRONG MẠNG DI ĐỘNG 4G-LTE HOÀNG VĂN QUANG CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT