Tổng quan mạng 4g LTE và giải pháp của viettel trong việc triển khai 4g ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ THÚY HÒA TỔNG QUAN MẠNG 4G LTE VÀ GIẢI PHÁP CỦA VIETTEL TRONG VIỆC TRIỂN KHAI 4G Ở VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT VIỄN THÔNG HÀ NỘI - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ THÚY HÒA TỔNG QUAN MẠNG 4G LTE VÀ GIẢI PHÁP CỦA VIETTEL TRONG VIỆC TRIỂN KHAI 4G Ở VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT VIỄN THÔNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Văn Khang HÀ NỘI - 2019 Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn công trình nghiên cứu thực cá nhân tơi, chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu Các số liệu, nội dung trình bày luận văn hoàn toàn hợp lệ đảm bảo tuân thủ quy định bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ Tơi xin chịu trách nhiệm đề tài nghiên cứu Học viên Nguyễn Thị Thúy Hịa HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hồ Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập thực nghiên cứu đề tài làm luận văn tốt nghiệp cao học, cố gắng thân, nhận quan tâm, giúp đỡ nhiệt tình thầy hướng dẫn thầy cô giảng dạy, nhiều tập thể, cá nhân ngồi trường Trước hết, tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Bách khoa Hà Nội, tồn thể thầy giáo Viện Điện tử - Viễn thông truyền đạt cho kiến thức tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Đặc biệt, xin cảm ơn sâu sắc thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Khang hướng dẫn nhiệt tình ý kiến đóng góp quý báu để luận văn tơi hồn thành tốt Trong q trình nghiên cứu nhiều lý khác nhau, luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, hạn chế Tơi mong nhận thơng cảm đóng góp ý kiến thầy, cô giáo bạn Xin chân thành cảm ơn! HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ LTE Giới thiệu chương Quá trình phát triển LTE 3 Điểm vượt trội LTE so với mạng khác 3.1 LTE 3G 3.2 LTE WIMAX 11 KẾT LUẬN CHƢƠNG 13 CHƢƠNG II: KIẾN TRÚC MẠNG LTE 14 Giới thiệu chương 14 Kiến trúc mạng LTE 14 Các đường giao tiếp lõi với mạng truy cập vô tuyến 25 Các đường giao tiếp với sở liệu người dùng 25 Cấu trúc chuyển vùng Roaming 25 Kết nối với mạng khác 26 Các kênh sử dụng E-UTRAN 27 Các giao thức cấu hình kiến trúc hệ thống 28 Một số đặc tính kênh truyền 31 9.1 Trải trễ đa đường: 31 9.2 Các loại fading 32 9.3 Dịch tần Doppler 32 9.4 Nhiễu MAI LTE 32 HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang KẾT LUẬN CHƢƠNG 34 CHƢƠNG III: TRUY CẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE 35 Giới thiệu chương 35 Các chế độ truy nhập vô tuyến 35 Các kỹ thuật sử dụng LTE 36 Kỹ thuật truy cập phân chia theo tần số trực giao OFDM 36 Kỹ thuật SC-FDMA 47 Kỹ thuật MIMO 49 KẾT LUẬN CHƢƠNG 53 CHƢƠNG IV: GIẢI PHÁP CỦA VIETTEL VỚI CÔNG NGHỆ LTE TẠI VIỆT NAM 54 Giới thiệu chương 54 Thực trạng 54 Đề xuất giải pháp kỹ thuật, công nghệ 55 Kết triển khai 57 Dịch vụ Data 57 Dịch vụ thoại chất lượng cao (VoLTE) 60 Công nghệ Internet of things (Internet vạn vật IoT) 61 7.1 Các cấu hình triển khai NB IoT 64 7.2 Ảnh hưởng NB IoT inband mạng LTE có 65 7.3 Ảnh hưởng NB IoT guard-band mạng LTE có 66 KẾT LUẬN CHƢƠNG 67 KẾT LUẬN LUẬN VĂN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang DANH MỤC HÌNH Hình 1: Sơ đồ tóm lượt phát triển hệ thống TTDD Hình 2: Lộ trình phát triển LTE công nghệ khác 11 Hình 3: Sự chuyển đổi cấu trúc UTRAN sang E-UTRAN 15 Hình 4: Kiến trúc EPS 15 Hình 5: Các thành phần mạng EPS 16 Hình 6: eNodeB kết nối tới nút logic khác chức 17 Hình 7: MME kết nối tới nút logic khác chức 19 Hình 8: Các kết nối S-GW tới nút logic khác chức 21 Hình 9: P-GW kết nối tới node logic khác chức 23 Hình 10: PCRF kết nối tới nút logic khác & chức 24 Hình 11: Cấu trúc chuyển vùng truy cập với P-GW mạng nhà 26 Hình 12: Kiến trúc liên mạng với 3G UMTS 26 Hình 13: Ngăn xếp giao thức mặt phẳng điều khiển EPS 29 Hình 14: Ngăn xếp giao thức mặt phẳng người dùng EPC 30 Hình 15: Các ngăn xếp giao thức mặt phẳng điều khiển mặt phẳng người dùng cho giao diện X2 31 Hình 16: Truyền đơn sóng mang 36 Hình 17: Nguyên lý FDMA 36 Hình 18: Nguyên lý đa sóng mang 36 Hình 19: So sánh phổ tần OFDM với FDMA 37 Hình 20: Tần số-thời gian tín hiệu OFDM 37 Hình 21: Các sóng mang trực giao với 38 Hình 22: Biến đổi FFT 39 Hình 23: Thu phát OFDM 40 Hình 24: Chuỗi bảo vệ GI 40 Hình 25: Sóng mang OFDMA 43 HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang Hình 26: OFDM OFDMA 43 Hình 27: Chỉ định tài nguyên OFDMA LTE 44 Hình 28: Cấu trúc khối tài nguyên 45 Hình 29: Cấu trúc bố trí tín hiệu tham khảo 46 Hình 30: Đặc tính đường bao tín hiệu OFDM 46 Hình 31: PAPR cho tín hiệu khác 47 Hình 32: OFDMA SC-FDMA 48 Hình 33: Thu phát SC-FDMA miền tần số 49 Hình 34: Mơ hình SU-MIMO MU-MIMO 50 Hình 35: Ghép kênh khơng gian 51 HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT 3GPP Third Generation Tổ chức chuẩn hóa mạng di động Partnership Project hệ thứ Adaptive Antenna System Hệ thống antenna thích ứng A AAS Acknowledgement (In ACK ARQ Protocols) Adjacent Channel ACLR Leakage Ratio Access Gateway (in AGW LTE/SAE) Acknowledged Mode AM (RLC Configuration) Adaptive Modulation And AMC Coding Automatic Repeat- ARQ Request Báo nhận (trong giao thức ARQ) Hệ số rò rỉ kênh lân cận Cổng truy nhập Chế độ báo nhận (cấu hình RLC) Mã hóa điều chế thích nghi Yêu cầu lặp lại tự động B BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BER Bit-Error Rate Tỷ lệ lỗi bit BLER Block-Error Rate Tỷ lệ lỗi khối Broadcast/Multicast Trung tâm dịch vụ Service Center broadcast/multicast BM-SC BPSK Binary Phase-Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân BS Base Station HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà Trạm gốc Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang BSC Base Station Controller Khối điều khiển trạm gốc BTC Block Turbo Code Mã turbo khối BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc Convolutional Code Mã chập C CC Code-Division CDM Multiplexing Code Division Multiple CDMA Access Ghép kênh phân chia theo mã Đa truy nhập phân chia theo mã CN Core Network Mạng lõi CP Cyclic Prefix Tiền tố tuần hoàn Continuous Packet CPC Connectivity Khả kết nối gói liên tục CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung CQI Channel Quality Indicator Chỉ thị chất lượng kênh truyền CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra tính dư tuần hoàn CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh D DCCH DCH DFE DFT DFTS-OFDM DL Dedicated Control Channel Dedicated Channel Decision Feedback Equalization Discrete Fourier Transform Kênh điều khiển dành riêng Kênh dành riêng Cân hồi tiếp để định Biến đổi fourier rời rạc DFT-Spread OFDM, See OFDM trải phổ DFT, Also SC-FDMA xem SC-FDMA Downlink Đường xuống HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang + Băng tần 2.100 Mhz: Hiện tiến hành refarming mạng 3G để dành tần số cho mạng 4G triển khai công nghệ ghép Carrier Aggriation nhiều tần số 4G 1.800 4G 2.100 - Về mặt công nghệ mạng 4G: + Đang triển khai cấu hình băng thơng 10Mhz (nơng thơn, lưu lượng thấp), 15Mhz 20Mhz (cho khu vực thành thị, thủ phủ, trạm lưu lượng cao) + Triển khai MIMO 4x4 cho 100% số trạm - Về mặt vùng phủ: Triển khai 36.000 trạm cấu hình cao 4T4R trạm đảm bảo vùng phủ (có tốc độ 3Mbps) > 95% diện tích Việt Nam băng tần 1800MHz, phổ tần rộng 15MHz, 5MHz sử dụng cho 2G, giai đoan refarmming nốt 5MHz để nâng cấp lên 4G 20MHz tần số 1.800MHz Tại khu vực lưu lượng cao, Viettel triển khai anten búp sóng hẹp (30 độ sector thay 60 độ bình thương giúp tăng gấp đơi dung lượng cho sector phục vụ) - Về thoại: Viettel triển khai dịch vụ thoại chất lượng cao VoLTE toàn quốc, dịch vụ hỗ trợ dòng điện thoại Iphone Samsung Galaxy giúp cải thiện chất lượng dịch vụ thoại tiếng, chia sẻ khả phục vụ nhu cầu thoại tiếng cho mạng 2G/3G Đề xuất giải pháp kỹ thuật, công nghệ Viettel sẵn sàng hạ tầng để triển khai 4G tần số 2.600Mhz cấp phép tần số sử dụng từ Bộ Thông tin Truyền thông - Giải pháp refarming băng tần 1.800 2.100 dùng chung 4G với 2G 3G tối ưu hiệu sử dụng băng tần ->Đã thực rút 20Mhz băng 1.800 10Mhz băng 2.100 - Sử dụng tần số Guardband 4G 15Mhz 20Mhz cho cell 2G Inbulding để đảm bảo chất lượng dịch vụ ->Đã thực cho trạm inbuilding trạm 2G hết tần số cần nâng cấp cấu hình (2.000 vị trí) - Triển khai GP ghép CA tần số 1.800 – 2.100 -2.600 nâng cao tốc độ người dùng ->Thử nghiệm ghép CA tổng 20Mhz 1800 + 10Mhz 2100 + 20Mhz 2600, tốc độ đỉnh đạt 375 Mbps với MIMO 2x2 750 Mbps với MIMO 4x4 HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 55 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang Để đáp ứng xu dịch vụ nhu cầu nhà mạng, mạng lõi di động cần thay đổi kiến trúc công nghệ sau: - Chia mạng thành nhiều mạng nhỏ theo nhu cầu (Network Slicing) để linh hoạt cung cấp dịch vụ IoT, 5G theo đặc trưng riêng loại dịch vụ nhóm khách hàng - Thực module hóa phần tử mạng để thực Network Slicing cách mềm dẻo hiệu Chuyển dịch từ node mạng (Network Element) thành khối chức (Network Function), tách biệt triệt để phần điểu khiển (Control Plan) lưu lượng (User Plan) - Thực phân tán khối chức gần khách hàng (mức tỉnh, huyện) để đảm bảo độ trễ thấp dịch vụ - Thực ảo hóa phần tử mạng (NFV: Network Function Virtualization) Hiện lộ trình triển khai ảo hóa nhà mạng thường chia thành hai giai đoạn: + Giai đoạn 1: Ảo hóa chức mạng hạ tầng phần cứng chung theo vendor + Giai đoạn 2: Triển khai ảo hóa theo mơ hình kiến trúc đầy đủ NFV (Cloud), hỗ trợ MANO (Management and Orchestration) cho phép quản lý việc cấp phát tài nguyên cấu hình dịch vụ tự động cho nhiều vendor - Nhu cầu: Xu đến 2023, nhà mạng thực ảo hóa hạ tầng mạng lưới nhằm + Tối ưu chi phí CAPEX OPEX (Nokia dự đốn tiết kiệm 30%) + Đơn giản hóa vận hành khai thác cho phép quản lý tự động việc khai báo dịch vụ, cấp phát/thu hồi tài nguyên, dự phòng dịch vụ, sửa lỗi hạ tầng ảo hóa mạng lưới + Sẵn sàng triển khai mạng Core 5G, ảo hóa yêu cầu bắt buộc HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 56 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang Kết triển khai Triển khai 36.000 trạm cấu hình cao 4T4R trạm đảm bảo vùng phủ (có tốc độ 3Mbps) > 95% diện tích Việt Nam băng tần 1800MHz, phổ tần rộng 15MHz, 5MHz sử dụng cho 2G, giai đoan refarmming nốt 5MHz để nâng cấp lên 4G 20MHz tần số 1800MHz Tại khu vực lưu lượng cao, Viettel triển khai anten búp sóng hẹp (30 độ sector thay 60 độ bình thương giúp tăng gấp đơi dung lượng cho sector phục vụ) Ngồi ra, Viettel thực refarmming 10Mhz tần số 2100 3G để triển khai bổ sung tài nguyên 4G tần 2100 với công nghệ ghép Carrier Aggriation nhiều tần số Dịch vụ Data Nhằm nắm bắt thời cách mạng 4.0 Viettel nhà mạng Việt Nam thức đưa 4G vào vận hành nhà mạng có vùng phủ 4G toàn quốc bắt đầu cung cấp dịch vụ Thay triển khai trước khu vực thành thị mở rộng vùng phủ sóng, với mong muốn tạo hạ tầng kết nối siêu băng rộng có chất lượng tốt từ bắt đầu cung cấp dịch vụ, Viettel đưa định mang tính chiến lược: Triển khai 4G diện rộng đến vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa Việc làm thể tâm thực hóa khát vọng người dân có điện thoại thơng minh kết nối internet tốc độ cao để làm việc, học tập, giải trí tiện ích sống Viettel triển khai 36.000 trạm thu phát sóng tháng, phủ 95% dân số, 100% trạm thu phát 4G Viettel sử dụng công nghệ 4T4R (4 phát, thu), cho phép mở rộng vùng phủ sóng lên 1, lần tăng tốc độ download lên gần lân so với công nghệ 2T2R (2 phát thu) phổ biến giới Bên cạnh đó, với quan điểm đầu tư mạng 4G siêu tốc độ đại giới Theo thống kê GSA cho thấy, tính đến hết tháng 01/2017 có 581 doanh nghiệp viễn thơng tồn giới cung cấp 4G, có 10% nhà mạng sử dụng cơng nghệ 4T4R (gồm hãng viễn thông HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 57 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang thuộc Top đầu giới: Vodafone, Orange, T.Mobile, Telefonica, Singtel, China Mobile,…) Trên thực tế, tốc độ download trung bình 4G Viettel dao động mức từ 30 – 50 Mbps, nhanh mạng 3G triển khai từ 7-10 lần Tốc độ cho phép ứng dụng công nghệ thông tin cần băng thông rộng tốc độ cao triển khai, hứa hẹn mang lại nhiều thay đổi lĩnh vực y tế, giáo dục, nông nghiệp, du lịch, đặc biệt phát triển Chính phủ điện tử, hỗ trợ hoạt động hành cơng,… Viettel cung cấp gói cước 4G đa dạng theo đối tượng khách hàng với mức giá dự kiến rẻ 3G từ 40-60%, đồng thời đảm bảo tiêu chí "dùng nhiều, giá rẻ" Cùng với việc đưa gói cước linh hoạt phù hợp, Viettel hỗ trợ đổi sim 4G miễn phí, để nhiều người dân sở hữu trải nghiệm tiện ích 4G Viettel Bộ Thông tin Truyền thông cấp phép triển khai cung cấp dịch vụ 4G chọn 1.800 MHz để triển khai cho thấy 1.800 MHz có ưu điểm lợi định so với băng tần khác - Gần 50% mạng LTE thương mại giới triển khai băng tần 1800 MHz: Với tần số 1.800 MHz, độ khỏe sóng hạn chế vùng phủ trạm thu phát không lớn, dẫn tới số lượng trạm thu phát nhiều đó, chi phí triển khai mạng lưới tăng lên tương đối Tuy nhiên, theo thống kê thực tế Hiệp hội nhà cung cấp dịch vụ di động toàn cầu (GSA) 1.800 MHz lại phổ tần phổ biến cho triển khai thương mại hóa cơng nghệ 4G LTE có tới 246 tổng số 521 mạng LTE thương mại triển khai băng tần này, chiếm tỉ trọng 47% Cũng theo GSA, mạng LTE sử dụng băng tần 1800 MHz hay gọi LTE1800 triển khai 110 tổng số 170 quốc gia giới thương mại hóa 4G HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 58 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang - Gần 60% thiết bị hỗ trợ LTE hoạt động 1.800 MHz: Ngồi chiếm ưu tuyệt đối số mạng thương mại, 1.800 MHz băng tần có số lượng thiết bị hỗ trợ người dùng lớn có đến 3.889 tổng số 6.504 mẫu thiết bị hỗ trợ LTE, tương đương gần 60% hoạt động băng tần Và điều cho thấy, nhà mạng nhà nghiên cứu, sản xuất cung cấp thiết bị quan tâm đến băng tần Việc triển khai 4G LTE băng tần không phụ thuộc vào ưu điểm lợi băng tần mà cịn phụ thuộc nhiều vào mức độ sẵn sàng khả phổ biến thiết bị đầu cuối hỗ trợ có mặt thị trường, điều cho thấy việc nhà mạng Việt Nam vừa cấp phép chọn 1800 MHz để triển khai cung cấp dịch vụ 4G định nghiên cứu kỹ phù hợp với xu hướng chung giới qua đảm bảo tỉ lệ thành công cao dịch vụ thương mại tung thị trường * Các gói cƣớc Mobile Internet Viettel Hiện nay, Viettel bắt đầu triển khai công nghệ không dây 4G nhằm giúp cho khách hàng có trải nghiệm tuyệt vời chất lượng tốc độ sử dụng Mobile Internet di động Tính đến thời điểm cơng nghệ 4G xem công nghệ khơng dây chuẩn dự đốn thay hoàn toàn cho thiết bị mạng dây nhờ tốc độ truyền tải tối đa lên đến 1,5 Gb/s Khi lắp đặt mạng dây bạn phải tốn chi phí để lắp đặt cần thuê người sửa chữa xảy lỗi đường truyền Nhưng với mạng 4G, khơng cần phải lo ngại điều Cách thức cài đặt sử dụng mạng 4G không khác biệt nhiều so với mạng 3G tốc độ 4G lại hoàn toàn vượt trội Tốc độ đường truyền tối đa 4G Viettel đạt đến tốc độ 150 Mb/s, nghĩa mạng 4G Viettel nhanh gấp lần so với tốc độ đường truyền mạng 3G trước Với tốc độ HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 59 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang bạn sử dụng hết tính trực tuyến tiện ích nghe nhạc, xem phim, chơi game, mà không cần lo đường truyền mạng yếu Các gói cước thơng dụng: Gói cước DMAX200, Gói cước DMAX, Gói cước MIMAX90, Gói cước MIMAX Dịch vụ thoại chất lƣợng cao (VoLTE) Ngày 24/12/2018, Viettel nhà mạng cung cấp dịch vụ thoại chất lượng cao (VOLTE) Việt Nam, giới thiệu dịch vụ thoại chất lượng cao VoLTE - Voice over LTE hoạt động tảng mạng 4G mang tới trải nghiệm gọi điện chân thực tới khách hàng - VoLTE thay cho giải pháp CS Fallback vốn hoạt động tảng mạng 2G/3G Lợi ích thời gian thiết lập gọi VoLTE khoảng 2,7 giây, chưa tới nửa thời gian so với trước đây, giúp người dùng có cảm nhận gọi kết nối nhanhsau bấm phím gọi - Về chất lượng gọi, VoLTE cung cấp thoại chất lượng cao (HD Voice), mang tới chất lượng tuyệt hảo chocác khách hàngcó nhu cầucao gọi điện Công nghệ HD Voice giúp đảm bảo âm băng rộng, dải tần âm mở rộng từ 50Hz - 7kHz, gọi thông thường có dải tần âm giới hạn từ 0,3kHz - 3,4kHz Do đó, VoLTE loại bỏ tạp âm giúp chất lượng gọi thoại tốt nhiều lần Khách hàng có cảm nhận âm trung thực, trẻo, nghe rõ mơi trường có nhiều tiếng ồn xung quanh đường phố, công trường… - Viettel phối hợp với hãng điện thoại Samsung, Oppo để cập nhật phần mềm tương thích với dịch vụ VoLTE Các điện thoại Apple iPhone từ iPhone chạy iOS 11.2 trở lên tương thích sẵn với dịch vụ Hệ thống dịch vụ VoLTE triển khai 500.000 khách hàng, tiếp tục mở rộng thời gian tới HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 60 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang - Với dịch vụ VoLTE, thuê bao thực gọi trực tiếp mạng 4G với chất lượng âm trung thực hơn, tốc độ kết nối gọi nhanh hơn, không cần chuyển 3G để gọi Cước phí dịch vụ tương đương thoại thơng thường Hiện toàn mạng triển khai hỗ trợ dòng máy Iphone từ IOS 11.2 trở lên Samsung S7E hãng - VoLTE dịch vụ ưu đãi dành riêng cho khách hàng VIP Viettel Khách hàng nhận tin nhắn mời thông qua sử dụng cần đăng ký miễn phí qua tin nhắn SMS (hoặc tra cứu ứng dụng My Viettel), bật tính gọi điện thơng qua mạng 4G LTE điện thoại di động Phần lớn smartphone hỗ trợ mạng 4G sử dụng tính cập nhật phần mềm tương thích - Dịch vụ VoLTE sử dụng máy gọi đến máy nhận gọi đăng ký kích hoạt dịch vụ thiết bị Trong trường hợp hai thiết bị chưa hỗ trợ VoLTE, hệ thống Viettel tự động chuyển mạng 2G/3G để thực gọi theo cách cũ - Mạng 4G Viettel đánh giá vị trí số Việt Nam tốc độ, ổn định theo đánh giá Speedtest Cục Viễn thông Việt Nam, nhờ vào việc đầu tư tới 37.000 trạm phát sóng 4G khắp nước, phủ sóng từ thành thị miền quê, hải đảo Với việc có thêm dịch vụ gọi thoại chất lượng cao VoLTE, Viettel khẳng định trọng vào nâng cao trải nghiệm khách hàng khía cạnh Cơng nghệ Internet of things (Internet vạn vật IoT) Bắt đầu từ năm 2018, hạ tầng kết nối vạn vật hình thành, Viettel bắt đầu sâu vào đầu tư cho hạ tầng IoT mới, cho phép thiết bị IoT công suất tiêu thụ lượng nhỏ tồn lâu, thiết bị theo chuẩn Narrow-band IoT (NB-IoT) Ngày 3/12/2018, Viettel công bố kích hoạt thành cơng 30 trạm phát sóng ứng dụng công nghệ NB- HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 61 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang IoT Hà Nội Đây công nghệ có khoảng 70 nhà mạng giới triển khai Ở Việt Nam, Viettel nhà mạng thử nghiệm tảng Toàn hệ thống hạ tầng tảng cho IoT Viettel sẵn sàng cung cấp cho khách hàng vào nửa đầu năm 2019 - Tại Hội nghị di động Thế giới (MWC) 2019 với chủ đề "Intelligent Connectivity - Kết nối thông minh" diễn Barcelona (Tây Ban Nha) theo danh sách 50 nhà mạng giới triển khai thành công NB-IoT (công nghệ giúp triển khai kết nối vạn vật) Hiệp hội di động Thế giới (GSMA) cơng bố, Tập đồn Cơng nghiệp - Viễn thông Quân đội (Viettel) đại diện Việt Nam góp mặt Đây cơng nghệ phát triển dành cho thiết bị nhằm hỗ trợ kết nối Internet vạn vật (IoT) Toàn hệ thống hạ tầng tảng IoT Viettel sẵn sàng cung cấp cho khách hàng từ nửa đầu năm 2019 Tại Hà Nội, dự kiến từ tháng 12/2018, Viettel tiếp tục triển khai cơng nghệ TP.Hồ Chí Minh đến hết quý I năm 2019, hướng đến việc triển khai toàn quốc thị trường nước mà Viettel hợp tác khai thác, đảm bảo cho cộng đồng doanh nghiệp triển khai sản phẩm, giải pháp kết nối IoT thực với công nghệ tiên tiến giới Với cột mốc này, Viettel trở thành nhà mạng Việt Nam, đồng thời nằm nhóm 70 nhà mạng giới triển khai mạng NB-IoT thương mại - Kết nối Internet vạn vật (Internet of Things - IoT) liên mạng, thiết bị kết nối, thiết bị thông minh, trang thiết bị khác nhúng với phận điện tử, phần mềm, cảm biến khả kết nối mạng máy tính giúp cho thiết bị thu thập truyền tải liệu Đặc điểm nhóm tính kết nối truyền tin ít, tốc độ thấp Cơng nghệ NBIoT có khả ngắt kết nối với thiết bị khơng hoạt động Chính HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 62 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang thời gian liên lạc thiết bị đầu cuối kéo dài tới năm mà không cần thay pin - Trong cách mạng 4.0, Viettel xác định phải trở thành doanh nghiệp tiên phong Việt Nam Hiện nay, khái niệm khách hàng mở rộng, không người Khách hàng vạn vật - Theo ước tính, đến năm 2020 có khoảng 20 tỷ thiết bị gắn cảm biến điều khiển thông qua công nghệ NB-IoT, chiếm đến 74% tổng thiết bị sử dụng toàn cầu Đây tiền đề để tạo nên xã hội số đích thực cách mạng công nghiệp 4.0 - Gần 40.000 trạm 4G phủ rộng khắp Việt Nam lợi lớn doanh nghiệp việc chủ động triển khai IoT “Việc triển khai thành công NB-IoT cách thực hóa sứ mệnh Viettel, thể cam kết, nỗ lực chúng tơi xã hội thơng minh hơn", lãnh đạo tập đồn nói - Viettel tiếp tục thử nghiệm số ứng dụng dựa hạ tầng kết nối tảng IoT như: Đỗ xe thông minh (smart parking), giám sát chất lượng khơng khí (air monitoring), giám sát vị trí (location tracking), thiết bị đo lường (metering devices) Đây ứng dụng ban đầu để tạo sở cho phát triển bùng nổ hệ sinh thái dịch vụ IoT thời gian tới HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 63 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang * Nghiên cứu lý thuyết ảnh hƣởng công nghệ NB IOT lên mạng LTE 7.1 Các cấu hình triển khai NB IoT 3GPP định nghĩa cấu hình triển khai cho mạng NB IoT: Inband, guardband standalone Cấu hình Inband: NB IoT chiếm dụng số resource block mạng LTE có để cung cấp dịch vụ Cấu hình guard-band: NB IoT chiếm dụng resource block nằm phần guard band mạng LTE có để cung cấp dịch vụ Cấu hình Standalone: NB IoT xem mạng riêng biệt, tái sử dụng băng tần thừa sau refarm mạng RAT khác (GSM, UMTS, LTE) có guard-band với RAT Ưu, nhược điểm cấu sau: Ƣu điểm Cấu hình Nhƣợc điểm - Tận dụng hạ tầng phần cứng có sẵn, khơng cần bổ sung thêm thiết bị In-band - Triển khai đơn giản, nhanh chóng - Phù hợp với khu vực khơng cần trải nghiệm cao LTE HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà - Ảnh hưởng tới chất lượng mạng LTE có - Một số tính mạng LTE khơng thể tương thích với NB IoT - Nếu khơng triển khai NB IoT cosite tồn LTE site, LTE non-IoT cell tạo hiệu ứng gần-xa gây suy giảm chất lượng NB IoT LTE 64 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang - Yêu cầu BW LTE >=3MHz - Tận dụng hạ tầng phần cứng có - Phát xạ ngồi band vi phạm pháp luật sẵn, không cần bổ sung thêm thiết sở Guard-band - Cần nâng cấp phần mềm RF để hỗ trợ bị - Không ảnh hưởng tới chất lượng lọc số mạng LTE có - Yêu cầu BW LTE >=10MHz - Không ảnh hưởng tới chất lượng - Cần bổ sung thiết bị tăng chi phí mạng LTE có Standalone - Dễ dàng tăng vùng phủ DL - Cần đảm bảo khoảng guard-band cách tăng công suất RAT nằm band tần liền kề - Dễ dàng triển khai lốm đốm 7.2 Ảnh hƣởng NB IoT inband mạng LTE có Khi triển khai mode in-band, NB IoT chiếm dụng số PRB mạng LTE có làm tài nguyên mạng cho ->Số lượng PRB khả dụng mạng LTE bị giảm bớt ->Capacity mạng LTE bị suy giảm Tùy theo băng thông mạng LTE dẫn tới mức độ suy giảm khác Cell bandwidth Decrease in Downlink Single UE Decrease in Uplink Single UE peak peak throughput throughput MHz 7% to 23% 14.5% to 21.5% MHz 8% to 14.5% 1% to 4.5% 10 MHz 6% to 10.5% 3.5% to 7% 15 MHz 5% to 7.5% 3% to 12.5% 20 MHz 4% to 7.5% 3.5% to 7% Mức độ suy giảm cell throughput theo lý thuyết NB IoT chiếm PRB Trong triển khai thực tế, cần tính tốn tới nhiễu inter-cell nhiễu NB IoT với LTE, mức độ suy giảm throughput lớn hơn, tùy theo tham số triển khai: khoảng cách trạm-trạm, số lượng user, tải serving cell neighbor cell… Theo đánh giá Huawei, kịch triển khai thực tế: HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 65 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang - Khoảng cách trạm-trạm 500m - Số lượng UE: 10 - Tải mạng: 20% - Tỷ lệ truyền gói kích cỡ lớn với gói kích cỡ nhỏ: 1:4 Mức độ suy giảm user throughput trung bình suy giảm sau: Cell Bandwidth Decrease in the Average User Throughput MHz 15% to 30% MHz 10% to 25% 10 MHz 8% to 20% 15 MHz 5% to 15% 20 MHz 3% to 10% 7.3 Ảnh hƣởng NB IoT guard-band mạng LTE có - Theo lý thuyết, NB IoT guard-band tận dụng PRB LTE khơng sử dụng vùng guard-band, khơng gây ảnh hưởng tới chất lượng mạng LTE có - Theo đánh giá Ericsson, NB IoT guard-band không gây suy giảm chất lượng mạng LTE có HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 66 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang KẾT LUẬN CHƢƠNG Chương trình bày phương án đề xuất để cung cấp dịch vụ thoại LTE đưa so sánh phương án dựa tiêu trí khác phương thức hoạt động, dịch vụ hỗ trợ yêu cầu hệ thống mạng, từ đưa đánh giá chung phương án Theo phương án có ưu nhược điểm riêng tùy theo khía cạnh đánh giá Và khơng có phương án tốt cho trường hợp mà phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác Các giải pháp Viettel trình triển khai 4G Việt Nam HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 67 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang KẾT LUẬN LUẬN VĂN Công nghệ LTE công nghệ mới, tiếp tục nghiên cứu triển khai toàn giới, với khả truyền tải tốc độ cao kiến trúc mạng đơn giản , sử dụng băng tần hiệu hoàn tồn tương thích với hệ thống GSM & WCDMA dựa mạng tồn IP LTE trở thành hệ thống thơng tin di động tồn cầu tương lai Vì việc tìm hiểu cơng nghệ LTE cần thiết có ý nghĩa thực tế Đề tài đề cập cách tổng quan công nghệ LTE, trọng tâm gồm phần: o Tổng quan công nghệ LTE o Cấu trúc mạng LTE o Truy cập vô tuyến LTE o Giải pháp Viettel công nghệ LTE Việt Nam Người thực đề tài chọn đề tài nhằm nâng cao hiểu biết, đồng thời đề tài mẻ, phù hợp với thực tế Nội dung đồ án tìm hiểu cơng nghệ LTE nói chung kỹ thuật truyền liệu nói riêng cơng nghệ LTE qua đưa điểm vượt trội LTE so với công nghệ đương thời khác 3G, Wimax… HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 68 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang TÀI LIỆU THAM KHẢO LTE for UMTS: Evolution to LTE-Advanced Harri Holma &Antti Toskala LTE, LTE-Advanced and WiMAX: Towards IMT-Advanced Networks Najah Abu Ali, Abd-Elhamid M Taha, Hossam S Hassanein Harri Holma and Antti Toskala both of Nokia Siemens Netwworks, Filand; LTE for UMTS-OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access; John Wiley & Sons, Ltd Mô hệ thống thông tin vô tuyến sử dụng Matlab- Trần Xuân Nam Matlab ứng dụng viễn thông- Phạm Hồng Liên Lộ trình triển khai LTE- Tập đồn Cơng nghiệp Viễn thông Quân đội Các nguồn Internet - Internation.viettel.vn - http://vnreview.vn - http://www.en.wikipedia.org - http://www.vi.wikipedia.org - http://www.vntelecom.vn - http://www.google.com.vn - http://wiki.hsc.com/ HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 69 Lớp: CH2016B - KTVT ... CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam? ?? để có hội nghiên cứu, tìm... cập vô tuyến LTE Chƣơng 4: Giải pháp Viettel với công nghệ LTE Việt Nam HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS... lý 4G LTE dịch vụ 4G LTE HVTH: Nguyễn Thị Thúy Hoà 13 Lớp: CH2016B - KTVT Tổng quan mạng 4G LTE giải pháp Viettel việc triển khai 4G Việt Nam PGS.TS Nguyễn Văn Khang CHƢƠNG II: KIẾN TRÚC MẠNG LTE