CÔNG NGHỆ LTE CHO MẠNG DI ĐỘNG BĂNG RỘNG

BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ MỞ ĐẦU Thông tin di động ngày trở thành ngành công nghi ệp vi ễn thông phát triển nhanh mang lại nhiều lợi nhuận cho nhà khai thác S ự phát triển thị trường viễn thông di động thúc đẩy mạnh mẽ việc nghiên cứu triển khai hệ thống thông tin di động tương lai Hệ th ống di động hệ thứ hai, với GSM CDMA ví dụ ển hình phát tri ển m ạnh mẽ nhiều quốc gia Tuy nhiên, thị trường viễn thông mở rộng th ể rõ hạn chế dung lượng băng thông h ệ th ống thông tin di đ ộng hệ thứ hai Sự đời hệ thống di động hệ thứ ba v ới công ngh ệ tiêu biểu WCDMA hay HSPA tất yếu để đáp ứng nhu cầu truy cập liệu, âm thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng thơng r ộng ng ười s dụng Mặc dù hệ thống thông tin di động hệ 2.5G hay 3G v ẫn phát triển không ngừng nhà khai thác viễn thông l ớn th ế gi ới b đ ầu tiến hành triển khai thử nghiệm chuẩn di động hệ có nhi ều ti ềm trở thành chuẩn di động 4G tương lai, LTE (Long Term Evolution) Các thử nghiệm trình diễn chứng tỏ lực tuyệt v ời công nghệ LTE khả thương mại hóa LTE đến gần Trước đây, muốn truy cập liệu, bạn phải cần có đường dây cố định để kết n ối Trong tương lai không xa với LTE, bạn truy cập tất d ịch v ụ m ọi lúc m ọi n di chuyển: xem phim chất lượng cao HDTV, điện thoại thấy hình, ch game, nghe nhạc trực tuyến, tải sở liệu v.v… với tốc độ “siêu t ốc” Đó khác biệt mạng di động hệ thứ (3G) m ạng di đ ộng th ế h ệ thứ tư (4G) Tuy mẻ mạng di động băng rộng 4G kỳ vọng tạo nhiều thay đổi khác biệt so với mạng di động hi ện GVHD: Thầy Lê Minh Hiếu Trang vii SVTH: Phạm Văn Trung BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ Xuất phát từ vấn đề trên, em lựa chọn đề tài tốt nghi ệp là: “Công nghệ LTE cho mạng di động băng rộng” Đề tài vào tìm hi ểu t quan công nghệ LTE kỹ thuật thành phần sử dụng công nghệ để hiểu rõ thêm ti ềm h ấp d ẫn mà công nghệ mang lại LỜI CẢM ƠN Sau khoảng thời gian học tập trường, khoảng thời gian khó quên chúng em Thầy cô bảo tận tình để giúp cho chúng em trang bị kiến thức để vững vàng bước vào đời Để ngày hôm nay, em xin gởi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Công nghệ Điện tử - Thông tin hướng dẫn, truyền đạt kiến thức cho chúng em Em xin gởi lời cảm ơn đặc biệt đến thầy Lê Minh Hiếu, người trực tiếp tận tình hướng dẫn để em hồn thành đề tài Xin gởi lời cám ơn đến ba má động viên giúp đỡ vật chất tinh thần cho năm qua, đồng cảm ơn đến bạn bè luôn bên cạnh Xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc Người thực Phạm Văn Trung GVHD: Thầy Lê Minh Hiếu Trang vii SVTH: Phạm Văn Trung BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ NHẬN XÉT GVHD: Thầy Lê Minh Hiếu Trang vii SVTH: Phạm Văn Trung BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ MỤC LỤC MỞ ĐẦU I LỜI CẢM ƠN iv NHẬN XÉT v MỤC LỤC vi DANH MỤC HÌNH viii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Tổng quan hệ thống thông tin di động 1.1.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ( 1G) 1.1.2 Hệ thống thông tin di động hệ thứ hai ( 2G) 1.1.3 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ( 3G) CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MẠNG DI ĐỘNG 4G 2.1.Tổng quan mạng 4G 2.2 Mơ hình tham chiếu hệ thống di động 4G 2.2.1 Bốn miền mơ hình tham chiếu 2.2.1.1 Miền dịch vụ ứng dụng 2.2.1.2 Miền tẳng dịch vụ 2.2.1.3 Miền mạng lõi chuyển mạch gói 2.2.1.4 Miền truy cập vơ tuyến 2.2.2 Mơ hình tham chiếu nhìn từ tẳng dịch vụ 2.2.2.1 Sự thuận tiện cho người dùng 2.2.2.2 Các dịch vụ tiên tiến GVHD: Thầy Lê Minh Hiếu Trang vii SVTH: Phạm Văn Trung BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ 2.2.2.3 Quản lý hệ thống 2.2.3 Mô hình tham chiếu sở hạ tầng hệ thống 2.2.3.1 Các ví dụ điển hình giao tiếp cho mạng truy cập vơ tuyến 2.2.3.2 Cấu hình chức cho nút/thiết bị đầu cuối hệ thống di động 4G CHƯƠNG 3: CẤU TRÚC MẠNG LÕI CỦA MẠNG DI ĐỘNG 4G-LTE 3.1 Công nghệ LTE 3.2 Cấu trúc LTE 3.3 Các kênh sử dụng E-UTRAN 3.4 Giao thức LTE (LTE Protocols) PHỤ LỤC 1: BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT PHỤ LỤC 2: TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: Thầy Lê Minh Hiếu Trang vii SVTH: Phạm Văn Trung BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tiến trình phát triển thơng tin di động Hình 2.1 Mơ hình tham chiếu hệ thống di động 4G Hình 2.2 Mơ hình tham chiếu tảng dịch vụ Hình 2.3 Mơ hình tham chiếu tảng dịch vụ: tiện nghi người dùng Hình 2.4 Mơ hình tham chiếu tảng dịch vụ: Dịch vụ nâng cao Hình 2.5 Mơ hình tham chiếu tảng dịch vụ quản lý hệ thống Hình 2.6.Giao diện vơ tuyến ngữ cảnh thực tế truy cập vơ tuyến Hình 2.7 Ví dụ cấu hình chức cho nút/các thiết bị đầu cuối Hình 3.1 Cấu trúc UMTS LTE Hình 3.2 Cấu trúc hệ thống di động 4G-LTE Hình 3.3 Cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập 3GPP Hình 3.4 Cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập 3GPP khơng phải 3GPP Hình 3.5 Cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập 3GPP liên mạng với CDMA 2000 Hình 3.6 Giao thức UTRAN Hình 3.7 Giao thức E-UTRAN Hình 3.8 Phân phối chức lớp MAC, RLC, PDCP GVHD: Thầy Lê Minh Hiếu Trang vii SVTH: Phạm Văn Trung BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Tổng quan hệ thống thông tin di động 1.1.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ( 1G) Công nghệ di động công nghệ tương tự, hệ thống truyền tín hiệu tương tự, mạng điện thoại di động nhân loại, khơi mào Nhật vào năm 1979 Những cơng nghệ thuộc hệ thứ kể đến là:  NMT (Nordic Mobile Telephone – Điện thoại di động Bắc Âu) sử dụng nước Bắc Âu, Tây Âu Nga  AMPS (Advanced Mobile Phone Sytem – Hệ thống điện thoại di động tiên tiến) sử dụng Mỹ Úc  TACS (Total Access Communication Sytem – Hệ thống truyền thơng truy nhập tồn phần) sử dụng Anh Hình 1.1 Tiến trình phát triển thông tin di động Hầu hết hệ thống hệ thống tương tự dịch vụ truyền chủ yếu thoại Với hệ thống này, gọi bị nghe trộm bên thứ ba Những điểm yếu hệ 1G dung lượng thấp, xác suất rớt gọi cao, khả chuyển gọi không tin cậy, chất lượng âm kém, khơng có chế độ bảo mật…do hệ thống 1G đáp ứng nhu cầu sử dụng 1.1.2 Hệ thống thông tin di động hệ thứ hai ( 2G) BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ Hệ thống di động hệ thứ sử dụng truyền vô tuyến số cho việc truyền tải Những hệ thống mạng 2G có dung lượng lớn hệ thống mạng hệ thứ Một kênh tần số đồng thời chia cho nhiều người dùng (bởi việc chia theo mã chia theo thời gian) Sự xếp có trật tự tế bào, khu vực phục vụ bao bọc tế bào lớn, tế bào lớn phần tế bào làm tăng dung lượng hệ thống xa Có chuẩn hệ thống 2G: Hệ Thống Thơng Tin Di Động Tồn Cầu (GSM) dẫn xuất nó; AMPS số (D-AMPS); Đa Truy Cập Phân Chia Theo Mã IS-95; Mạng tế bào Số Cá Nhân (PDC) GSM đạt thành công sử dụng rộng rãi hệ thống 2G  GSM GSM sử dụng băng tần 900MHz Sử dụng kỹ thuật đa truy nhập theo thời gian TDMA có số phát sinh, vấn đề quan trọng hệ thống mơ hình số 1800 (DCS 1800; đƣợc biết GSM 1800) PCS 1900 (hay GSM 1900) Sau sử dụng Bắc Mĩ Chilê, DCS 1800 tìm thấy số khu vực khác giới Nguyên băng tần số thiếu dung lượng băng tầng 900 MHz Băng tần 1800MHz sử dụng ý nghĩa phổ biến người sử dụng Vì trở nên hoàn toàn phổ biến, đặc biệt khu vực đơng dân cư Vì đồng thời băng tần di động sử dụng, điện thoại sử dụng băng tần 1800MHz có thành phần khác sử dụng lên mạng 900MHz Hệ thống GSM 900 làm việc băng tần hẹp, dài tần từ (890960MHz) Trong băng tần đƣợc chia làm phần : + Đường lên từ (890 – 915) MHz + Đường xuống từ (935 – 960)MHz Băng tần gồm 124 sóng mang chia làm băng, băng rộng 25MHz,khoảng cách sóng mang kề 200KHz Mỗi kênh sử dụng tần số riêng biệt cho đường lên xuống gọi kênh song công Khoảng cách tần số không đổi 45MHz Mỗi kênh vô tuyến mang khe thời gian TDMA khe thời gian kênh vật lý trao đổi thông tin MS mạng GSM Tốc độ từ 6.5 – 13 Kbps GSM cung cấp dịch vụ thoại nhắn tin ngắn, nhu cầu truy nhập internet dịch vụ từ người sử dụng lớn nên GSM phát triển lên 2.5G GMS GPRS HSCSD EDGF BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ Trong :  HSCSD ( High Speed Circuit Switched Data) - Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao: Một vấn đề quan trọng lớn GSM đơn giản tốc độ liệu chậm GSM sở cải thiện tốc độ người dùng trƣớc 9.6Kbps Sau theo lý thuyết tốc độ người dùng 14.4Kbps, khơng thơng dụng cho HSCSD cách đơn dàng cho thứ tải lên Những phương pháp thay khe thời gian, trạm di động sử dụng nhiều khe thời gian cho kết nối liệu.Những bổ sung dòng thương mại, giá trị tối đa thường khe thời gian Một khe thời gian sử dụng tốc độ 9.6Kbps 14.4Kbps Tồn tốc độ số khe thời gian nhân với tốc độ liệu khe thời gian Đây mối tương quan không phức tạp để nâng cấp dung lượng hệ thống, u cầu việc nâng cấp phần mềm mạng có nhiều trở ngại Vấn đề quan trọng việc sử dụng tài ngun sóng vơ tuyến cách khan Bởi chuyển mạch- mạch, HSCSD phân bố việc sử dụng khe thời gian cách liên tục khơng có thứ truyền  GPRS (General Packet Radio Service) - Dịch vụ vơ tuyến gói chung: GPRS hệ thống vô tuyến thuộc giai đoạn trung gian, hệ thống 3G xét mạng lõi GPRS cung cấp kết nối số liệu chuyển mạch gói với tốc độ truyền lên tới 171,2Kbps (tốc độ số liệu đỉnh) hỗ trợ giao thức Internet TCP/IP X25, nhờ tăng cường đáng kể dịch vụ số liệu GSM Cơng việc tích hợp GPRS vào mạng GSM tồn trình đơn giản Một phần khe giao diện vô tuyến dành cho GPRS, cho phép ghép kênh số liệu gói đƣợc lập lịch trình trước số trạm di động Phân hệ trạm gốc cần nâng cấp phần nhỏ liên quan đến khối điều khiển gói (PCU- Packet Control Unit) để cung cấp khả định tuyến gói đầu cuối di động nút cổng (gateway) Một nâng cấp nhỏ phần mềm cần thiết để hỗ trợ hệ thống mã hoá kênh khác Mạng lõi GSM tạo thành từ kết nối chuyển mạch kênh mở rộng cách thêm vào nút chuyển mạch số liệu gateway mới, gọi GGSN (Gateway GPRS Support Node) SGSN (Serving GPRS Support Node) GPRS giải pháp chuẩn hố hồn tồn với giao diện mở rộng chuyển thẳng lên 3G cấu trúc mạng lõi  EDGE ( Enhanced Data Rates for GSM Evolution ): Tốc độ số liệu tăng cường để phát triển GSM: EDGE phát nhiều bit gấp lần GPRS chu kỳ Đây lý cho tốc độ bit EDGE cao ITU định nghĩa 384kbps giới hạn tốc độ liệu cho dịch vụ để thực chuẩn IMT9 BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ 2000 môi trường không lý tưởng 384kbps tương ứng với 48kbps khe thời gian, giả sử đầu cuối có khe thời gian gọi cao, khả chuyển gọi khơng tin cậy, chất lượng âm kém, khơng có chế độ bảo mật…do hệ thống 1G đáp ứng nhu cầu sử dụng EDGE kỹ thuật truyền dẫn 3G chấp nhận triển khai phổ tần có nhà khai thác TDMA GSM EDGE tái sử dụng băng tần sóng mang cấu trúc khe thời gian GSM, thiết kế nhằm tăng tốc độ số liệu người sử dụng mạng GPRS HSCSD cách sử dụng hệ thống cao cấp cơng nghệ tiên tiến khác Vì vậy, sở hạ tầng thiết bị đầu cuối hoàn tồn phù hợp với EDGE hồn tồn tương thích với GSM GRPS  IS-95: Hệ thống mạng tế bào IS-95A đƣợc Qualcomm cho mắt vào năm 1990 sử dụng kỹ thuật truy nhập vô tuyến CDMA CDMA chia sẻ giải tần chung Mọi khách hàng nói đồng thời tín hiệu đƣợc phát giải tần Các kênh thuê bao đƣợc tách biệt cách sử dụng mã ngẫu nhiên Các tín hiệu nhiều thuê bao khác mã hoá mã ngẫu nhiên khác nhau, sau trộn lẫn phát giải tần chung phục hồi thiết bị thuê bao (máy điện thoại di động) với mã ngẫu nhiên tương ứng IS 95A(2G) phát triển tiếp lên IS 95B(2.5G) Mặc dù hệ thống thông tin di động 2G coi tiến đáng kể gặp phải hạn chế sau: Tốc độ thấp tài nguyên hạn hẹp Vì cần thiết phải chuyển đổi lên mạng thông tin di động hệ để cải thiện dịch vụ truyền số liệu, nâng cao tốc độ bit tài nguyên chia sẻ…Mặt khác, hệ thống thông tin di động ngày phát triển, không số lượng người sử dụng điện thoại di động tăng lên, mở rộng thị trường mà người sử dụng đòi hỏi dịch vụ tiên tiến không dịch vụ gọi thoại truyền thống dịch vụ số liệu tốc độ thấp có mạng Nhu cầu thị trường phân loại thành lĩnh vực như: Dịch vụ liệu máy tính, dịch vụ viễn thơng, dịch vụ nội dung số âm hình ảnh Những lý thúc đẩy tổ chức nghiên cứu phát triển hệ thống thông tin di động giới tiến hành nghiên cứu áp dụng thực tế chuẩn cho hệ thống thông tin di động: Thông tin di động 3G 1.1.3 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ( 3G) Vào năm 1992, ITU công bố chuẩn IMT-2000 (International Mobil Telecommunication -2000) cho hệ thống 3G với ưu điểm mong đợi đem lại hệ thống 3G là: + Cung cấp dịch vụ thoại chất lượng cao +Các dịch vụ tin nhắn (e-mail, fax, SMS, chat, ) 10 BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ Đặc tính hệ thống LTE : -Hoạt động băng tần : 700 MHz-2,6 GHz -Tốc độ: • DL : 100Mbps( BW 20MHz) • UL : 50 Mbps với aten thu anten phát -Độ trễ : nhỏ 5ms -Độ rộng BW linh hoạt : 1,4MHz; 3MHz; 5MHz; 10MHz; 15MHz; 20MHz Hỗ trợ trường hợp độ dài băng lên băng xuống khơng -Tính di động : Tốc độ di chuyển tối ưu 0-15 km/h hoạt động tốt với tốc độ di chuyển từ 15-120 km/h, lên đến 500 km/h tùy băng tần -Phổ tần số: • Hoạt động chế độ FDD TDD • Độ phủ sóng từ 5-100 km • Dung lượng 200 user/cell băng tần 5Mhz -Chất lượng dịch vụ : • Hỗ trợ tính đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS • VoIP đảm bảo chất lượng âm tốt, trễ tối thiểu thông qua mạng UTMS Thông số vật lí : 27 BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ 3.2 Cấu trúc LTE Sự khác SAE LTE 28 BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ Hình 3.1 Cấu trúc UMTS LTE Trước tiên ta xem khác cấu trúc UTMS LTE Song song với truy nhập vô tuyến LTE, mạng gói lõi cải tiến lên cấu trúc tầng SAE Cấu trúc thiết kế để tối ưu hiệu suất mạng, cải thiện hiệu chi phí thuận tiện thu hút phần lớn dịch vụ IP Có nhiều loại chức khác mạng tế bào Dựa vào chúng, mạng chia thành hai phần: mạng truy nhập vô tuyến mạng lõi Những chức điều chế, nén, chuyển giao thuộc mạng truy nhập Còn chức khác tính cước quản lý di động thành phần mạng lõi Với LTE, mạng truy nhập E-UTRAN mạng lõi EPC Mục đích LTE tối thiểu hóa số node Vì vậy, người phát triển chọn cấu trúc đơn node Trạm gốc phức tạp NodeB mạng truy nhập vơ tuyến WCDMA/HSPA, gọi eNodeB (Enhance Node B) Những eNodeB có tất chức cần thiết cho mạng truy nhập vô tuyến LTE, kể chức liên quan đến quản lý tài nguyên vô tuyến Giao diện vơ tuyến sử dụng E-UTRAN cịn S1 X2 Trong S1 giao diện vô tuyến kết nối eNodeB mạng lõi S1 chia làm hai loại S1U giao diện eNodeB SAE –GW S1-MME giao diện eNodeB MME X2 giao diện eNodeB với 29 BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ Hình 3.2 Cấu trúc hệ thống di động 4G-LTE Mạng lõi: mạng lõi mở rộng hoàn toàn mạng lõi hệ thống 3G, bao phủ miền chuyển mạch gói Vì vậy, có tên : Evolved Packet Core (EPC) Cùng mục đích E-UTRAN, số node EPC giảm EPC chia luồng liệu người dùng thành mặt phẳng người dùng mặt phẳng điều khiển Một node cụ thể định nghĩa cho mặt phẳng, cộng với Gateway chung kết nối mạng LTE với internet hệ thống khác EPC gồm có vài thực thể chức - MME (Mobility Management Entity): chịu trách nhiệm xử lý chức mặt điều khiển, liên quan đến quản lý thuê bao quản lý phiên - Gateway dịch vụ (Serving Gateway): vị trí kết nối giao tiếp liệu gói với EUTRAN Nó cịn hoạt động node định tuyến đến kỹ thuật 3GPP khác - P-Gateway (Packet Data Network): điểm đầu cuối cho phiên hướng mạng liệu gói bên ngồi Nó Router đến mạng Internet - PCRF (Policyand Charging Rules Function): điều khiển việc tạo bảng giá cấu hình hệ thống đa phương tiện IP IMS (the IP Multimedia Subsystem) cho người dùng - HSS (Home Subscriber Server): nơi lưu trữ liệu thuê bao cho tất liệu người dùng Nó sở liệu chủ trung tâm trung tâm nhà khai thác Các miền dịch vụ bao gồm IMS (IP Multimedia Sub-system) dựa nhà khai thác, IMS không dựa nhà khai thác dịch vụ khác IMS kiến trúc mạng nhằm tạo thuận tiện cho việc phát triển phân phối dịch vụ đa phương tiện đến người dùng, họ kết nối thông qua mạng truy nhập IMS hỗ trợ nhiều phương thức truy nhập GSM, UMTS, CDMA2000, truy nhập hữu tuyến băng rộng cáp xDSL, cáp quang, cáp truyền hình, truy nhập vơ tuyến băng rộng WLAN, WiMAX IMS tạo điều kiện cho hệ thống mạng khác tương thích với IMS hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích cho người dùng lẫn nhà cung cấp dịch vụ Nó tập trung nghiên cứu thu hút quan tâm lớn giới công nghiệp Tuy nhiên IMS gặp phải khó khăn định chưa thật đủ độ chín để thuyết phục nhà cung cấp mạng đầu từ triển khai Kiến trúc IMS cho phức tạp với nhiều thực thể vô số chức khác Cấu trúc LTE liên kết với mạng khác: 30 BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ Hình 3.3 Cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập 3GPP Hình 3.4 Cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập 3GPP 3GPP 31 BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ Hình 3.5 Cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập 3GPP liên mạng với CDMA 2000 3.3 Các kênh sử dụng E-UTRAN Kênh vật lý : kênh vật lý sử dụng cho liệu người dùng bao gồm: -PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) : phụ tải có ích (payload) -PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) : PUSCH dùng để mang liệu người dùng Các tài nguyên cho PUSCH định subframe việc lập biểu đường lên Các sóng mang định 12 khối tài nguyên (RB) nhảy từ subframe đến subframe khác PUSCH dùng kiểu điều chế QPSK, 16QAM, 64QAM -PUCCH(Physical Uplink Control Channel): có chức lập biểu, ACK/NAK -PDCCH(Physical Downlink Control Channel): lập biểu, ACK/NAK -PBCH(Physical Broadcast Channel): mang thông tin đặc trưng cell Kênh logic : định nghĩa thơng tin mang bao gồm: -Kênh điều khiển quảng bá (BCCH) : Được sử dụng để truyền thông tin điều khiển hệ thống từ mạng đến tất máy di động cell Trước truy nhập hệ thống, đầu cuối di động phải đọc thông tin phát BCCH để biết hệ thống lập cấu nào, chẳng hạn băng thông hệ thống 32 BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ -Kênh điều khiển tìm gọi (PCCH) : sử dụng để tìm gọi đầu cuối di động mạng khơng thể biết vị trí chúng cấp độ ô cần phát tin tìm gọi nhiều ô (vùng định vị) -Kênh điều khiển riêng (DCCH) : sử dụng để truyền thông tin điều khiển tới/từ đầu cuối di động Kênh sử dụng cho cấu hình riêng đầu cuối di động chẳng hạn tin chuyển giao khác -Kênh điều khiển đa phương (MCCH) : sử dụng để truyền thông tin cần thiết để thu kênh MTCH -Kênh lưu lượng riêng (DTCH) : sử dụng để truyền số liệu người sử dụng đến/từ đầu cuối di động Đây kiểu logic sử dụng để truyền tất số liệu đường lên người dùng số liệu đường xuống người dùng MBMS -Kênh lưu lượng đa phương (MTCH) : Được sử dụng để phát dịch vụ MBMS Kênh truyền tải : bao gồm kênh sau: -Kênh quảng bá (BCH) : có khn dạng truyền tải cố định chuẩn cung cấp - Nó sử dụng để phát thơng tin kênh logic -Kênh tìm gọi (PCH) : sử dụng để phát thơng tin tìm gọi kênh PCCH, PCH hỗ trợ thu không liên tục (DRX) phép đầu cuối tiết kiệm công suất ắc quy cách ngủ thức để thu PCH thời điểm quy định trước -Kênh chia sẻ đường xuống (DL-SCH) : kênh truyền tải để phát số liệu đường xuống LTE Nó hỗ trợ chức LTE thích ứng tốc độ động lập biểu phụ thuộc kênh miền thời gian miền tần số Nó hổ trợ DRX để giảm tiêu thụ công suất đầu cuối di động mà đảm bảo cảm giác kết nối giống chế CPC HSPA DL-DCH TTI 1ms -Kênh đa phương (MCH) : sử dụng để hỗ trợ MBMS Nó đặc trưng khn dạng truyền tải bán tĩnh lập biểu bán tĩnh Trong trường hợp phát đa ô sử dụng MBSFN, lập biểu lập cấu hình khn dạng truyền tải điều phối ô tham gia phát MBSFN 3.4 Giao thức LTE (LTE Protocols) 33 BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ Ở LTE chức RLC chuyển vào eNodeB, chức PDCP với mã hóa chèn tiêu đề Vì vậy, giao thức liên quan lớp vô tuyến chia trước UTRAN NodeB RNC chuyển thành UE eNodeB Hình 3.6 Giao thức UTRAN Hình 3.7 Giao thức E-UTRAN 34 BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ Hình 3.8 Phân phối chức lớp MAC, RLC, PDCP Chức MAC(Medium Access Control) bao gồm : -Lập biểu -Điều khiển ưu tiên (Priority handling) -Ghép nhiều kênh logic khác kênh truyền đơn RLC Chức PDCP bao gồm: -Mã hóa (ciphering) -Chèn tiêu đề 35 BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ KẾT LUẬN Công nghệ 4G- 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 hồn tồn tương thích với hệ thống GSM & WCDMA dựa mạng toàn IP 4G-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 4G- LTE, trọng tâm gồm phần :  Tổng quan hệ thống thông tin di động  Tổng quan mạng di đông 4G-LTE  Cấu trúc mạng lõi mạng di động 4G-LTE 36 BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT 1G One Generation Cellular 2G Second Generation Cellular 3G Third Generation Cellular 4G Four Generation Cellular 3GPP ACK BCCH BCH BW CDMA CAPEX DL-SCH DL Third Generation Patnership Project Acknowledgement Broadcast Control Channel Broadcast Channel Band Width Code Division Multiple Access Capital Expenditure Downlink Share Channel Downlink 37 Hệ thống thông tin di động hệ thứ Hệ thống thông tin di độngthế hệ thứ hai Hệ thống thông tin di độngthế hệ thứ ba Hệ thống thông tin di độngthế hệ thứ tư Dự án hợp tác hệ Tín hiệu xác nhận Kênh điều khiển quảng bá Kênh quảng bá Băng thông Đa truy cập phân chia theo mã Chi phí vốn Kênh chia sẻ đường xuống Hướng xuống BÁO CÁO THỰC TẬP EDGE E-UTRAN EPC ENodeB FDMA FDD FEC GSM GERAN GPRS GI HSDPA HDTV HSOPA HO HSPA HSS ITU IP IMS ISI IFFT LTE MS BTS MIMO MME MAC MU-MIMO MoU MCS OFDM CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ EnhanceData rates for GSM Evolution Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Evolved Packet Core Enhance NodeB Frequency Division Multiple Access Frequency Division Duplexing Forward Error Correction Global System for Mobile GSM/EDGE Radio Access Network General Packet Radio Service Guard Interval High Speed Downlink Packet Access High Definition Television High Speed OFDM Packet Access Handover High Speed Packet Access Home Subscriber Server International Telecommunication Union Internet Protocol IP Multimedia Sub-system Inter-Symbol Interference Inverse Fast Fourier Transform Long Term Evolution Mobile Station Base Station Multi Input Multi Output Mobility Management Entity Medium Access Control Multi User – MIMO PCH PDSCH Minutes of Using Modulation Coding Scheme Orthogonal Frequency Division Multiple Orthogonal Frequency Division Multiple Access Paging Channel Physical Downlink Shared Channel PUCCH Physical Uplink Control Channel OFDMA 38 Tốc độ liệu tăng cường cho mạng GSM cải tiến Mạng truy nhập vô tuyến cải tiến Mạng lõi gói NodeB cải tiến Đa truy cập phân chia theo tần số Ghép kênh phân chia theo tần số Sửa lỗi hồi tiếp Hệ thống di động toàn cầu Mạng truy nhập vơ tuyến GSM/EDGE Dịch vụ gói vơ tuyến thơng dụng Khoảng bảo vệ Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao Tivi có độ phân giải cao Truy cập gói OFDM tốc độ cao Chuyển giao Truy nhập gói tốc độ cao Quản lý thuê bao Đơn vị viễn thông quốc tế Giao thức internet Hệ thống đa phương tiện sử dụng IP Nhiễu liên ký tự Biến đổi Fourier ngược Tiến hóa dài hạn Trạm di động Base Station Đa ngõ vào đa ngõ Quản lý tính di động Điều khiển trung nhập trung bình Đa người dung – Đa ngõ vào đa ngõ Thời gian sử dụng Kỹ thuật mã hóa điều chế Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao Kênh tin nhắn Kênh vật lý chia sẻ đường xuống Kênh vật lý điều khiển đường BÁO CÁO THỰC TẬP PBCH PCCH QoS RLC RB RE RSRP RS SDR SNR SC-FDMA SMS SAE SGSN SU-MIMO TDMA UMB UL UTRAN UTMS UE WCDMA WAP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ Physical Broadcast Channel Paging Control Channel Quality of Services Radio Link Control Resource Block Resource Element Reference Signal Receive Power Reference Signal Software - Defined Radio Signal to Noise Ratio Single Carrier Frequency Division multiple Access Short Message Service System Architecture Enhance Serving GPRS Support Node Single User Multi Input Multi Output Time Division Multiple Access Ultra Mobile Broadband Uplink UTMS Terrestrial Radio Access Networks Universal Telecommunication Mobile System User Equipment Wideband Code Division Multiple Access Wireless Applicaion protocol 39 lên Kênh vật lý quảng bá Paging Control Channel Chất lượng dịch vụ Điều khiển kết nối vô tuyến Khối tài ngun Thành phần tài ngun Cơng suất thu tín hiệu tham khảo Tín hiệu tham khảo Phần mềm nhận dạng vơ tuyến Tỷ số tín hiệu nhiễu Đa truy cập phân chia theo tần số trực giao đơn sóng mang Tin nhắn ngắn Cấu trúc hệ thống tăng cường Nút cung cấp dịch vụ GPRS Đơn user-Đa ngõ vào đa ngõ Đa truy cập phân chia theo thời gian Di động băng rộng mở rộng Đường lên Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất Hệ thống thông tin di động Thiết bị người dùng (Di động) Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng Giao thức ứng dụng không dây BÁO CÁO THỰC TẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TTDĐ DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Nguyễn Phạm Anh Dũng, “ Thông tin di động hệ thứ 3” , học viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng, 2002 TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng- Lộ trình phát triển 3G lên 4G Phan Minh Đức- Kỹ thuật điều chế đa sóng mang Tác giả: TS Đặng Đình Lâm, TS Chu Ngọc Anh, ThS Nguy ễn Phi Hùng, ThS Hoàng Anh – Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2004.- Hệ th ống thông tin di động 3G xu hướng phát triển http://vi.wikipedia.org/wiki/4G http://vi.wikipedia.org/wiki/LTE http://www.thongtincongnghe.com/article/3121 40 ... Khoảng bảo vệ Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao Tivi có độ phân giải cao Truy cập gói OFDM tốc độ cao Chuyển giao Truy nhập gói tốc độ cao Quản lý thuê bao Đơn vị viễn thông quốc tế Giao thức internet... hiệu cao Cơ sở hạ tầng hệ thống di động 4G triển khai truyền dẫn dung lượng lớn, tốc độ cao truyền dẫn đa phương tiện chất lượng cao Cơ sở hạ tầng có đặc tính thơng báo QoS Nền tảng dịch vụ bao. .. Các kênh thuê bao đƣợc tách biệt cách sử dụng mã ngẫu nhiên Các tín hiệu nhiều thuê bao khác mã hoá mã ngẫu nhiên khác nhau, sau trộn lẫn phát giải tần chung phục hồi thiết bị thuê bao (máy điện