Nghiên cứu kỹ thuật OFDMA và ứng dụng trong LTE

Nghiên cứu kỹ thuật OFDMA và ứng dụng trong LTE Nghiên cứu kỹ thuật OFDMA và ứng dụng trong LTE Nghiên cứu kỹ thuật OFDMA và ứng dụng trong LTE luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN DANH TUYẾN NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT OFDMA VÀ ỨNG DỤNG TRONG LTE Chuyên ngành : KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS Đặng Quang Hiếu Hà Nội – Năm 2014 Mục lục LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 10 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ 11 MỞ ĐẦU 13 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE 15 1.1 Sự phát triển công nghệ LTE giới 15 1.2 Giới thiệu công nghệ LTE 16 1.3 Đặc điểm 18 1.4 So sánh LTE với HSPA WiMAX 20 1.5 Tình hình triển khai 4G LTE Việt Nam 22 1.6 Tổng kết chương 23 CHƯƠNG II: KIẾN TRÚC HỆ THỐNG LTE THEO CHUẨN 3GPP [3] 25 2.1 Giới thiệu chương 25 2.2 Kiến trúc hệ thống LTE cải tiến 3GPP 25 2.3 Cấu hình kiến trúc hệ thống mạng truy nhập E-UTRAN 27 2.3.1 Tổng quan kiến trúc hệ thống 27 2.3.2 Các thành phần logic kiến trúc hệ thống 29 2.3.2.1 Thiết bị người dùng cuối (UE) 29 2.3.2.2 E-UTRAN Node B (eNodeB) 29 2.3.2.3 Packet Data Network Gateway (GW) 36 2.3.2.4 Policy and Charging Resource Function(PCRF) 37 2.5 Tổng kết chương 40 CHƯƠNG KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE 41 3.1 Giới thiệu chương 41 3.2 RLC: radio link control – điều khiển liên kết vô tuyến 43 3.3 MAC: điều khiển truy nhập môi trường (medium access control) 45 3.3.1 Kênh logic kênh truyền tải (logical channels and transport channels) 46 3.3.2 Hoạch định đường xuống 49 3.2.3 Hoạch định đường lên 52 3.2.4 Hybrid ARQ 55 3.4 PHY: physical layer - lớp vật lý 60 3.5 Các trạng thái LTE 63 3.6 Luồng liệu 65 3.7 Tổng kết chương 66 CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG OFDMA TRONG LTE 67 4.1 Giới thiệu chương 67 4.2 Các mục tiêu thiết kế mà hệ thống LTE yêu cầu 67 4.3 OFDM 70 4.4 OFDMA 71 4.4.1 Đặc điểm OFDMA 71 4.4.2 Bộ thu phát sóng 76 4.4.3 Ưu điểm OFDMA 78 4.4.4 Nhược điểm OFDMA 78 4.4.5 Tính tốn hiệu 80 4.4.5.1 PAPR (Tỉ số cơng suất đỉnh –Trung bình) 81 4.4.5.2 BER (Tỉ lệ bit lỗi) 81 4.4.5.3 SNR (Tỉ số tín hiệu tạp âm) 81 4.4.5.4 Pe (Xác suất lỗi) 81 4.4.5.5 PSD (Mật độ phổ công suất) 82 4.4.5.6 AMC (Điều chế mã hóa thích ứng): 82 4.5 So sánh OFDMA & SC-FDMA: 86 4.6 Tổng kết chương 87 KẾT LUẬN 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn cơng trình nghiên cứu cá nhân, thực hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Đặng Quang Hiếu Các số liệu kết luận nghiên cứu trình bày luận văn trung thực chưa công bố hình thức Tơi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Học viên Nguyễn Danh Tuyến DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên tiếng Anh LTE Long Term Evolution Wideband Code Division WCDMA Multiple Access The 3rd Generation Partnership 3GPP Project AM Acknowledged Mode AMBR Aggregate maximum Bit-Rate Adaptive Modulation And AMC Coding AN Access Network Automatic Neighbour ANR Relationship ARP Allocation and retention priority ARQ Automatic Repeat Request Bearer Binding and Event BBERF Reporting Function BCCH Broadcast Control Channel BCH Broadcast Channel BER Bit Error Rate BW Band Width Complementary Cumulative CCDF Distribution Function CDMA Code division multiple access CP Control Plane DAB Digital Audio Broadcasting Diameter Credit-Control DCCA Application DCCH Dedicated Control Channel Dynamic Host Configuration DHCP Protocol DL-SCH Downlink Shared Channel DRX Discontinous Reception DTCH Dedicated Traffic Channel Nghĩa tiếng Việt Mạng cải tiến dài hạn Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng Dự án đối tác hệ thứ Chế độ phản hồi Tốc độ bit tối đa tổng hợp Điều chế mã hóa thích ứng Mạng truy nhập Mối quan hệ liền kề tự động Phân bổ trì ưu tiên Yêu cầu lặp lại tự động Hàm báo cáo kiện kết nối vận chuyển Kênh điều khiển quảng bá Kênh quảng bá Tỉ lệ lỗi bit Băng thông Hàm phân phối tích lũy bổ sung Đa truy nhập phân chia theo mã Phân hệ điều khiển Quảng bá âm số Ứng dụng điều khiển-quản lý Diameter Kênh điều khiển chuyên dụng Giao thức cấu hình máy chủ động Kênh chia sẻ đường xuống Tiếp nhận gián đoạn Kênh lưu lượng chuyên dụng DVB DwPTS EPC EPS ESM EUTRAN FDD FFT GBR GPRS GRE GTP HSGW HSPA Digital Video Broadcasting Downlink Pilot Time Slot Evolved Packet Core Network Evolved Packet System EPS Session Management Evolved Universal Terrestrial Radio Access Frequency-division duplexing Fast Fourier Transforms Guaranteed Bit Rate General packet radio service Generic Routing Encapsulation GPRS Tunneling Protocol HRPD Serving Gateway High Speed Packet Access HSS Home Subscription Server Quảng bá truyền hình số Khe thời gian lái đường xuống Mạng lõi gói cải tiến Hệ thống gói cải tiến Quản lý phiên EPS Truy nhập vô tuyến mặt đất tổng quát cải tiến Ghép kênh phân chia theo tần số Biển đổi Fourier nhanh Tốc độ bit đảm bảo Dịch vụ vơ tuyến gói chung Đóng gói định tuyến chung Giao thức đường hầm GPRS Cổng phục vụ HRPD Truy nhập gói tốc độ cao Trung tâm quản lý thuê bao mạng chủ Truy nhập gói đường lên tốc độ cao Nhiễu liên sóng mang Phương tiện thực kỹ thuật internet ICI High-Speed Uplink Packet Access Inter Carrier Interchange IETF Internet Engineering Task Force IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi ngược Fourier nhanh IMS IP Multimedia Subsystem International Mobile Subscriber Identity Inter Symbo Interchange Medium Access Control Maximum Bit Rate Multicast-broadcast singlefrequency network Multicast Control Channel Modulation Coding Scheme Mobility management HSUPA IMSI ISI MAC MBR MBSFN MCCH MCS MM Phân hệ đa phương tiện IP Nhận diện thuê bao di động quốc tế Nhiễu liên kí hiệu Điều khiển truy nhập trung bình Tốc độ bit tối đa Mạng đơn tần quảng bá đa hướng Kênh điều khiển đa hướng Mơ hình mã hóa điều chế Quản lý di động MME MTCH NAK OFCS P- GW PAPR Mobility Management Entity Multicast Traffic Channel Non-Acknowledgement Offline Charging System Orthogonal Frequency-Division Multiple Access Packet Data Network Gateway Peak-To-Average Power Ratio PCC Policy and Charging Control PCCH Paging Control Channel Policy and Charging Enforcement Function Policy and Charging Resource Function Packet Data Convergence Protocol Packet Data Network Error Probability Packet Data Network Gateway Proxy Mobile IP Physical Resource Block Power Spectral Density Physical Layer Quadrature amplitude modulation QoS class of identifie Quality of Service Quadrature Phase Shift Keying resource block Radio frequency Radio Link Control Radio Link Control Acknowledge Mode Radio Resource Control OFDMA PCEF PCRF PDCP PDN Pe P-GW PMIP PRB PSD PHY QAM QCI QoS QPSK RB RF RLC RLC-AM RRC Thực thể quản lý di động Kênh lưu lượng đa hướng Không phản hồi Hệ thống tính cước sau Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao Cổng mạng liệu gói Tỉ lệ cơng suất đỉnh-trung bình Điều khiển sách tính cước Kênh điều khiển tìm gọi Hàm cưỡng sách tính cước Hàm tài nguyên sách tính cước Giao thức hội tụ liệu gói Mạng liệu gói Xác suất lỗi Cổng mạng liệu gói Khối tài nguyên vật lý Mật độ phổ công suất Lớp vật lý Điều chế biên độ vng góc Lớp nhận diện QoS Chất lượng dịch vụ Khóa dịch pha vng góc Khối tài ngun Tần số vô tuyến Điều khiển liên kết vô tuyến Chế độ phản hồi điều khiển liên kết vô tuyến Điều khiển tài nguyên vô tuyến RRM S1AP SAE SCFDMA SCS SCTP Radio resource Management S1 Application Protocol System Architecture Evolution Single Carrier Frequency Division Multiple Access Sub channels Stream Control Transmission Protocol SDMA Space Division Multiple Access SDU S-GW SNR SPR TA TBS Service Data Unit Serving Gateway Signal to Noise Ratio Subscription Profile Repository Tracking Area Transport Block Size TDD Time-division duplexing TDMA Time Division Multiple Access TDSCDMA TF TM UE Time Division Synchronous Code Division Multiple Access Transport Format Transparent Mode User Equipment Universal Integrated Circuit Card Uplink shared channel Unacknowledged Mode Ultra Mobile Broadband Universal Mobile Telecommunications System User Plane Uplink Pilot Time Stot Universal Subscriber Identity Module UICC UL-SCH UM UMB UMTS UP UpPTS USIM Quản lý tài nguyên vô tuyến Giao thức ứng dụng S1 Kiến trúc hệ thống cải tiến Đa truy nhập phân chia theo tần số đơn sóng mang Kênh Giao thức truyền tải điều khiển luồng Đa truy nhập phân chia theo không gian Đơn vị liệu dịch vụ Cổng phục vụ Tỉ lệ tín hiệu tạp âm Quản lý thơng tin th bao Vùng theo dõi Kích thước khối chuyển vận Ghép kênh phân chia theo thời gian Đa truy nhập phân chia theo thời giạn Đa truy nhập phân chia theo thời gian đồng mã Định dạng chuyển vận Chế độ suốt Thiết bị người dùng Thẻ vi mạch phổ dụng Kênh chia sẻ đường lên Chế độ không phản hồi Siêu băng tần di động Hệ thống thông tin di động tổng quát Phân hệ người sử dụng Khe thời gian lái đường lên Mô đun nhận diện thuê bao chung UTRAN WiMAX Universal Terrestrial Radio Access Network Worldwide Interoperability for Microwave Access Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất tổng quát Liên hiệp mở rộng truy nhập vi sóng Để xem xét tất mơ hình mã hóa điều chế MCS số kich thước khối vận chuyển (TBS), phương pháp tính tốn sau cung cấp để đạt tốc độ đỉnh DL LTE - Với ăng-ten Tx hai cổng phát sóng rank 2, ta có từ mã với TBS từ mã, mã ánh xạ tới lớp Ví dụ, BW l0MHz 50 PRBs , TBS 26 cao 36.696 bit từ mã với điều chế 64QAM Vì vậy, tỷ lệ cao 2x36696 = 73.392 bit / s với điều chế 64QAM thể Bảng 4.2 - Với ăng-ten TX bốn cổng truyền sóng rank, ta có từ mã với khối vận chuyển cho từ mã, mã ánh xạ tới lớp Ví dụ, BW 10MHz 50 PRBs , TBS cao cho lớp lấy [ 2xN ] RB 75.376 bit với điều chế 64QAM Vì vậy, tỷ lệ cao 2x75376 = 150.752 bit / s với 64QAM Cho ví dụ, LTE DL với 20MHz khơng gian ghép kênh x 4, I_ TBS = 26, N_ TBS _ lớp = 100 , ta có kích thước khối vận chuyển cho lớp 149.776 bit Với hai từ mã TBS với không gian ghép kênh 4x4, tỷ lệ cao * TBS_L2 = * 149.776 /1ms = 299,552 Mbps Bảng 4.2 Tốc độ đỉnh với loại máy phát khác Số luồng Tốc độ đỉnh LTE DL (Mbit/sec) liệu song 1.4 10 15 20 song MHz MHz MHz MHz MHz MHz 1x1 4.392 11.064 18.336 36.696 55.056 75.376 2x2 8.784 22.128 36.672 73.392 110.11 150.75 4x4 17.52 44.304 73.392 150.75 220.27 299.55 Bảng 4.2 Tốc độ đỉnh với loại máy phát khác 4.4.2 Bộ thu phát sóng Bộ thu, phát OFDMA mơ tả hình 4.7, hình phổ có sẵn chia thành sóng mang trực giao Khoảng cách sóng mang cho hệ thống LTE 15 KHz với 66.67μs thời gian ký tự OFDMA Luồng liệu tốc độ cao 76 qua điều biến, mơ hình điều chế thích nghi BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM áp dụng Các ký tư điều chế chuyển đổi thành thành phần tần số song song (sóng mang con) chuỗi chuyển đổi song song Giai đoạn IFFT chuyển đổi ký hiệu liệu phức tạp vào miền thời gian tạo ký hiệu OFDM Một băng bảo vệ gọi tiền tố tuần hoàn sử dụng ký hiệu OFDMA để loại bỏ nhiễu liên ký hiệu thu Về nguyên tắc, chiều dài tiền tố tuần hoàn TCP, thể hình 4.8 bao gồm chiều dài tối đa thời gian phân tán dự kiến thực Tuy nhiên, thảo luận, tăng chiều dài tiền tố tuần hồn, mà khơng giảm khoảng cách sóng mang ∆f nói đến chi phí thêm công suất băng thông Đặc biệt suy hao cơng suất, kích thước tế bào tăng lên hiệu hệ thống ngày bị giới hạn công suất, cần đánh đổi tổn hao cơng suất tiền tố tuần hồn nhiễu tín hiệu thời gian phân tán khơng bao trùm tiền tố tuần hồn [4] Hình 4.7 Sơ đồ khối OFDMA-LTE Bộ thu không xử lý ISI phải xem xét tác động kênh cho sóng mang thực thay đổi biên độ tần số phụ thuộc pha Trong LTE, 77 OFDMA sử dụng hai loại CP gồm CP bình thường CP mở rộng CP bình thường sử dụng cho tần số cao (khu vực thành thị) CP mở rộng cho tần số thấp (vùng nơng thơn) [6] Hình 4.8 Kí hiệu OFDM với tiền tố tuần hoàn 4.4.3 Ưu điểm OFDMA Các ưu điểm OFDMA liệt kê đây: - Hiệu suất phổ cao - băng thơng sóng mang điều chỉnh với sóng mang liên kề , khơng có phổ lãng phí - Với nhiều sóng mang truyền song song , thời gian biểu ký hiệu dài sử dụng, OFDMA có dung sai tốt với môi trường đa đường loại bỏ nhiễu liên ký hiệu tốt - Đặc biệt với tiền tố tuần hồn, nhiễu liên ký hiệu tối thiểu hóa OFDM linh hoạt việc phân bổ cơng suất tốc độ tối ưu sóng mang bang hẹp Đa dạng tần số ưu điểm với phổ rộng - Ưu điểm quan trọng OFDM khả chống chịu tác hại đa trễ fading (fading) kênh vô tuyến Nếu khơng có bảo vệ đa đường, ký hiệu tín hiệu nhận chồng chéo lên miền thời gian, dẫn đến nhiễu liên ký hiệu (ISI) 4.4.4 Nhược điểm OFDMA OFDMA có số nhược điểm so sánh với hệ thống sóng mang đơn: 78 - Vì số lượng sóng mang tăng , tín hiệu miền thời gian tổng hợp giống nhiễu Gaussian , có Tỷ số cơng suất đỉnh - trung bình cao (PAPR) , thể hình 4.9 gây vấn đề cho khuếch đại Việc cho phép đỉnh sai lệch vấn đề điều gây tái sinh quang phổ kênh lân cận Việc điều chỉnh khuếch tránh biến dạng thường đòi hỏi tăng chi phí , kích cỡ tiêu thụ điện - Hình 4.9 Vấn đề PAPR OFDMA Khoảng cách chặt chẽ sóng mang Để tối giản hóa hiệu ứng tổn hao gây việc chèn CP, mong muốn có ký hiệu dài, có ý nghĩa gần giống bị gây cách chèn CP, nghĩa sóng mang có khoảng cách gần - Các lỗi đồng hóa gây nhiễu đa truy nhập nghiêm trọng - Nhiều tín hiệu người dùng trộn lẫn miền tần số miền thời gian gây khó khăn việc đồng hóa - Tăng ích phân bố OFDM , khả chống fading chọn lọc tần số, bị phần sóng mang cấp cho user, sóng mang tương tự sử dụng tất ký hiệu OFDM 79 4.4.5 Tính tốn hiệu Để phân tích hiệu OFDMA, tín hiệu truyền người dùng với M sóng mang phân bổ thể : D = [𝑑𝑑0 𝑑𝑑1 𝑑𝑑2 … … 𝑑𝑑𝑚𝑚−1 ]𝑇𝑇 (4.1) Trong []T tốn tử giao hốn di kí hiệu điều chế Sau điều chế IFFT, vector ký hiệu S là: S = 𝐹𝐹𝑁𝑁∗ 𝑇𝑇𝑁𝑁,𝑀𝑀 𝐷𝐷 (4.2) Trong TN, M ma trận ánh xạ cho việc gán sóng mang giá trị phần tử định việc cấp phát sóng mang phân bố cấp phát sóng mang cục 𝐹𝐹𝑁𝑁∗ N điểm ma trận IFFT []* đại diện cho toán tử liên hợp Thêm vào đó, 𝐹𝐹𝑁𝑁 = [𝐹𝐹1𝑇𝑇 , 𝐹𝐹2𝑇𝑇 , … … , 𝐹𝐹𝑁𝑁𝑇𝑇 ]𝑇𝑇 (4.3) Và 𝑓𝑓𝑖𝑖 = √𝑁𝑁 2𝜋𝜋 2𝜋𝜋 2𝜋𝜋 �0, 𝑒𝑒 −𝑗𝑗 𝑁𝑁 𝑖𝑖 , 𝑒𝑒 −𝑗𝑗 𝑁𝑁 2𝑖𝑖 , … … , 𝑒𝑒 −𝑗𝑗 𝑁𝑁 (𝑛𝑛−1)𝑖𝑖 � (4.4) Sau kênh fading trình FFT, tín hiệu nhận miền tần số là: R = HTN,MD + n (4.5) Trong H = chẩn (HK) HK đáp ứng kênh tần số sóng mang k n vector nhiễu AWGN R=[r(0),r(1),r(2),…….,r(N-1)]T (4.6) Phân tích hiệu OFDMA LTE tính theo thơng số điều quan trọng kỹ thuật đa truy nhập, với thơng số có 80 thể dự đốn kỹ thuật có khả thi hay khơng, để nghiên cứu hiệu suất OFDMA theo thơng số tính tốn: 4.4.5.1 PAPR (Tỉ số cơng suất đỉnh –Trung bình) PAPR tính cách đại diện cho CCDF- hàm phân phối tích lũy bổ sung (Complementary Cumulative Distribution Function) PAPR Các CCDF PAPR xác suất mà PAPR cao giá trị PAPR định PAPR0 (Pr {PAPR> PAPRO}) Đây biện pháp quan trọng sử dụng rộng rãi cho việc mô tả đầy đủ đặc điểm cơng suất tín hiệu [6] 4.4.5.2 BER (Tỉ lệ bit lỗi) BER tỷ lệ bit lỗi tổng số bit truyền khoảng thời gian BER= (số bit lỗi) / (số bit phát) (4.7) 4.4.5.3 SNR (Tỉ số tín hiệu tạp âm) SNR tỷ lệ bit lượng (Eb) mật độ phổ cơng suất tạp âm (N0) thể db SNR = 𝐸𝐸𝑏𝑏 (4.8) 𝑁𝑁0 Đối với kiểu điều chế nào, BER thể điều kiện SNR BER đo cách so sánh với tín hiệu phát với tín hiệu nhận được, tính tốn số lượng lỗi tổng số bit truyền 4.4.5.4 Pe (Xác suất lỗi) Xác suất lỗi (Pe) tỷ lệ lỗi xảy tín hiệu nhận Để phát hiện, xác suất lỗi ký hiệu M- PSK M-QAM kênh AWGN xác định biểu thức sau; Cho M-PSK Pe cho bởi: P ≅ �1 − Trong đó, √𝑀𝑀 � 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 �� 3𝐸𝐸𝑎𝑎𝑎𝑎 2(𝑀𝑀−1)𝑁𝑁0 � (4.9) 81 No = Mật độ nhiễu AWGN Eav = Giá trị trung bình lượng ký hiệu phát M-QAM 4.4.5.5 PSD (Mật độ phổ công suất) Mật độ phổ công suất (PSD) chức quan trọng mô tả phân bố công suất tín hiệu tần số Trong thơng tin di động, thực định đắn quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM) trạm gốc, PSD đóng vai trị quan trọng, đặc biệt việc phân bổ định dạng truyền tải bao gồm điều chế băng thông Pxx(m) = 1 𝑓𝑓𝑠𝑠 𝑛𝑛 Trong đó, |𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝑁𝑁 {𝑋𝑋 (𝑁𝑁)}|2 (4.10) fs= Tần số lấy mẫu N= số điểm FFT 4.4.5.6 AMC (Điều chế mã hóa thích ứng): Điều chế mã hóa thích ứng AMC đề xuất hầu hết tiêu chuẩn không dây để lưu trữ dung lượng hệ thống cao hơn, điều chế thích ứng sử dụng để tối đa hóa thơng lượng liệu sóng mang phụ phân phối cho người sử dụng Việc dựa phép đo SINR sóng mang với việc áp dụng kiểu điều chế nhằm tối đa hóa hiệu quang phổ 82 Hình 4.10 Mối quan hệ PAPR Pr điều chế BPSK Hình 4.11 Mối quan hệ PAPR Pr điều chế QPSK 83 Hình 4.12 Mối quan hệ PAPR Pr điều chế 16QAM Hình 4.13 Mối quan hệ PAPR Pr điều chế 64QAM 84 Hình 4.14 Mối quan hệ SNR BER kĩ thuật điều chế Hình 4.15 Mối quan hệ SNR Pe kĩ thuật điều chế 85 Hình 4.16 Mối quan hệ FS PSD 4.5 So sánh OFDMA & SC-FDMA: Hình 4.17: So sánh OFDMA & SC-FDMA Bên trái hình 4.17, M sóng mang 15kHz liền kề đặt vào địa điểm mong muốn băng thơng kênh sóng mang điều chế với chu kỳ ký hiệu OFDMA 66,7μs ký hiệu liệu QPSK Trong ví dụ này, bốn sóng mang con, bốn ký hiệu đưa song song Đây ký hiệu liệu QPSK có 86 pha sóng mang điều chế cơng suất sóng mang giữ khơng đổi ký hiệu Sau chu kỳ ký hiệu OFDMA trôi qua, CP chèn vào bốn ký hiệu truyền song song Để cho hình ảnh nhìn rõ ràng nên CP hiển thị khoảng trống, nhiên, thực lấp đầy với kết thúc ký hiệu tiếp theo, có nghĩa cơng suất truyền dẫn liên tục có gián đoạn pha biên ký hiệu Để tạo tín hiệu truyền đi, IFFT thực sóng mang để tạo M tín hiệu miền thời gian Chúng lần luợt vec tơ tổng hợp để tạo dạng sóng miền thời gian cuối sử dụng để truyền dẫn Sự tạo thành tín hiệu SC-FDMA bắt đầu với qui trình đứng trước đặc biệt sau tiếp tục cách tương tự OFDMA Tuy nhiên trước hết ta xem hình bên phải hình 4.17 Sự khác biệt rõ ràng OFDMA truyền bốn ký hiệu liệu QPSK song song sóng mang con, SC-FDMA truyền bốn ký hiệu liệu QPSK loạt bốn lần , với ký hiệu liệu chiếm M × 15kHz băng thơng Nhìn cách trực quan, tín hiệu OFDMA rõ ràng đa sóng mang với ký hiệu liệu sóng mang con, tín hiệu SC-FDMA xuất nhiều sóng mang 4.6 Tổng kết chương Hiệu sử dụng OFDMA LTE phụ thuộc vào nhiều thông số Loại điều chế BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM đóng vai trị quan trọng Hình 4.16 cho thấy mối quan hệ tần số lấy mẫu (Fs) mật độ phổ công suất (PSD) hình 4.10,4.11,4.12,4.13 cho thấy sử dụng loại điều chế bậc cao tỷ lệ cơng suất đỉnh trung bình (PAPR) giảm loại điều chế bậc cao cách hiệu để giảm vấn đề PAPR cao OFDMA Mặt khác hình 4.14, 4.15 cho thấy điều chế bậc cao sử dụng tăng SNR làm tăng Pe BER tạo vấn đề nghiêm trọng hệ thống thơng tin liên lạc Do đó, cần cân cần thiết 87 lựa chọn loại điều chế để giảm PAPR, Pe, BER tăng SNR 88 KẾT LUẬN Qua việc trình bày nội dung chương, luận văn đưa kiến thức chi tiết công nghệ LTE, tình hình phát triển triển vọng ứng dụng tương lai Việt Nam Lần lượt qua chương I, II III giới thiệu tổng quan cơng nghệ mạng LTE, đặc điểm tính bật mà công nghệ LTE mang lại, so sánh với công nghệ di động Bên cạnh trình bày kiến trúc hệ thống, phần tử mạng chức phần tử công nghệ Về mặt cấu trúc, phần tử mạng công nghệ LTE phát triển công nghệ 3G với chức tương tự nhiên tối giản hóa chức khả làm việc hiệu sử dụng Node Phương thức truyền tải truy nhập có cải tiến đáng kể để đáp ứng khả truyền tải tốc độ cao, phục vụ số lượng lớn khả bao phủ rộng Chương cuối tập trung vào việc trình bày phương pháp đa truy nhập OFDMA việc truy nhập đường xuống nhằm cải thiện chất lượng đường truyền Trong tương quan với phương thức đa truy nhập khác, OFDMA thể đặc tính vượt trội khả phân phối tài nguyên vô tuyến, hiệu suất sử dụng phổ đặc biệt khả chống chịu với loại nhiễu ICI, ISI trễ fading, đa đường… LTE hứa hẹn trở thành công nghệ mạng cho nhà mạng Việt Nam tương lai gần, việc nắm bắt công nghệ LTE cần thiết để đảm bảo việc triển khai thời gian tới Với khả có cơng nghệ điện thoại thiết bị di động, LTE tảng để triển khai loại hình dịch vụ thời gian thực tốc độ cao đáp ứng nhu cầu ngày cao người dùng LTE bước đệm cần thiết để công nghệ băng rộng tiếp tục nghiên cứu, phát triển công nghệ mạng hệ (5G) tương lai không xa 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://en.wikipedia.org/wiki/LTE_(telecommunication) [2] LTE – An End-to-End Description of Network Architecture and Elements 3GPP LTE Encyclopedia 2009 [3] LTE for UMTS: OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access Editor(s): Harri Holma, Antti Toskala Published Online: 31 MAR 2009 [4] Erik Dahlman, Stefan Pariwall, and Johan Skiild, "4G L TElL TE­Advanced for Mobile Broadband", Academic Press of Elsevier, Oxford, USA, 2011 [5] M M Rana, "Clipping Based P APR Reduction Method for L TE OFDMA Systems", International Journal of Electrical & Computer Sciences IJECS-IJENS Vol 10 No: 05, 15 Oct 2010 [6] Abdul Samad Shaikh and Khatri Chandan Kumar, "Performance Evaluation of L TE Physical Layer Using SC-FDMA & OFDMA" , Master Thesis, Blekinge Institute of Technology, School of Engineering, Department of Radio Communication, November 2010 [7] T Zemen, "OFDMA/SC-FDMA Basics for 3GPP LTE (E­UTRA)", Forschungszentrum Telekommunikation Wien (FTW), April 24, 2008 [8] Yapeng Wang, Xu Yang, Athen Ma, and Laurie Cuthbert, "Intelligent Resource Optimization Using Semi-Smart Antennas in LTE OFDMA Systems", Proceedings of ICCTA, 2009 [9] Cristina Ciochina and Hikmet Sari, "a Review of OFDMA and Single-Carrier FDMA and Some Recent Results", IEEE Advances In Electronics and Telecommunications, Vol 1, No 1, April 2010 [10] Marcelino H., Zeng Hua-shen, and Guan Yanbin, "Performance analysis of OFDMA system in next generation wireless communication networks", 3rd IEEE International Conference on Computer Science and Information Technology (ICC SIT), 2010 90 ... khác tất quốc gia sử dụng công nghệ LTE Dù đóng mác dịch vụ khơng dây 4G, tiêu kỹ thuật LTE quy định loạt tài liệu Phiên 3GPP, không đáp ứng yêu cầu kỹ thuật liên minh 3GPP áp dụng cho hệ tiêu chuẩn... thông báo họ dự định chuyển lên chuẩn LTE Sự tiến hóa LTE LTE Advanced, chuẩn hóa vào tháng năm 2011 Dịch vụ dự kiến cung cấp bắt đầu vào năm 2013 Đặc tả kỹ thuật LTE tốc độ tải xuống đỉnh đạt 300... UMTS/HSPA, LTE nhờ sử dụng kỹ thuật điều chế loạt giải pháp công nghệ khác lập lịch phụ thuộc kênh thích nghi tốc độ liệu, kỹ thuật đa anten để tăng dung lượng tốc độ liệu Các tiêu chuẩn LTE tổ chức