Nghiên cứu công nghệ lte – advanced ứng dụng trong thông tin di động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH 621.382 KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ LTE-ADVANCED ỨNG DỤNG TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG GV hướng dẫn: ThS PHẠM MẠNH TOÀN SV thực hiện: DƯƠNG THỊ NGÂN Lớp: 51K1 - ĐTVT NGHỆ AN - 2012 NGHỆ AN - 1/2015 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC ĐỒ THỊ HÌNH VẼ viii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Qúa trình phát triển thơng tin di động từ hình thành đến 1.2 Những tồn khó khăn kỹ thuật thông tin di động 1.3 Môi trường vô tuyến thông tin di động 1.4 Hệ thống thông tin di động 4G LTE công nghệ LTE nâng cao 1.4.1 Hệ thống thông tin di động 4G 1.4.2 Các dịch vụ hệ thống di động 4G cung cấp 1.4.3 Công nghệ LTE-Advanced 10 CHƯƠNG XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN THỊ TRƯỜNG DI ĐỘNG TOÀN CẦU VÀ CÁC TIÊU CHUẨN HÓA 12 2.1 Dự báo liệu tăng trưởng xu hướng di động 12 2.2 Thu liệu vô tuyến 15 2.3 Thiết bị điện thoại di động băng rộng 21 2.4 Ứng dụng di động băng rộng 25 2.5 Triển khai di động băng rộng quang phổ 29 2.6 Phiên 12 mạng UMTS, mạng HSPA tiến hóa (HSPA +) LTE / EPC / LTE- Advanced 34 2.6.1 HSPA HSPA + tiến thời gian lên 34 2.6.2 Tiến thời gian lên LTE LTE-Advanceded 38 2.7 Phát hành chuẩn 12 3GPP 42 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ LTE VÀ CÔNG NGHỆ LTE-ADVANCED 44 3.1 Công nghệ LTE 44 3.1.1 Giới thiệu công nghệ LTE 44 3.1.2 Quản lý tài nguyên vô tuyến 45 3.1.3 Các công nghệ truy cập vô tuyến LTE 45 3.2 Các công nghệ đề xuất cho LTE-Advanced 51 3.2.1 Phối hợp đa điểm (COMP) phát thu 51 3.2.2 Carrier Aggregation (CA) 56 3.2.3 Tín hiệu thủ tục để tránh nhiễu tồn 63 3.2.4 Băng thông phổ tần 64 3.2.5 Giải pháp đa ang ten 64 3.2.6 Các lặp chuyển tiếp 65 3.3 Cải tiến HSPA+ 66 3.3.1 Cải tiến đường xuống 66 3.3.2 Cải tiến đường lên 67 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 LỜI NĨI ĐẦU Thơng tin di động ngày trở thành ngành công nghiệp phát triển vô nhanh chóng Mặc dù hệ thống thơng tin di động hệ 3G hay 3.5G dang phát triển không ngừng công nghệ ngày phát triển, nhu cầu sử dụng ngày tăng thúc đẩy nhà khai thác viễn thông giới tiến hành triển khai chuẩn di động hệ hệ thống thơng tin di động thứ tư Xuất phát từ vấn đề đề lựa chọn đề tài tốt nghiệp là:”Nghiên cứu công nghệ LTE – Advanced ứng dụng thông tin di động” Mục tiêu đồ án nêu hoạt động hệ thống LTE – Advanced, tìm hiểu cộng nghệ mới, cải tiến chất lượng dịch vụ để đảm bảo đáp ứng yêu cầu ngày cao người dùng mạng di động Đề tài gồm chương: Chương 1: Tổng quan thông tin di động Chương 2: Xu hướng thị trường tồn cầu mốc lịch sử tiêu chuẩn hóa, Chương 3: LTE VÀ LTE-ADVANCED Mặc dù, LTE – Advanced cơng nghệ cịn mới, q trình tìm hiểu em nhận thấy đồ án làm tài liệu tham khảo cho khóa sau đà hoàn thiện giới hạn kiến thức thời gian nên đồ án em khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy Sinh viên thực Dương Thị Ngân i LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn ThS Phạm Mạnh Toàn giúp em thực tốt đồ án Xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo khoa Điện Tử Viễn thông giảng dạy, giúp đỡ em hồn thành chương trình đào tạo Trong q trình thực đồ án giới hạn kiến thức thời gian thực đồ án nên đồ án em khơng tránh khỏi sai sót Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy ii TĨM TẮT Đồ án nghiên cứu công nghệ LTE công nghệ LTE-Advanced LTE ( Long Term Evolution), công nghệ mạng không dây hệ (thế hệ thứ tư) dần trở thành tiêu chuẩn tồn cầu Các cơng kỹ thuật lte sử dụng kỹ thuật đa truy nhập, kỹ thuật đa anten LTE-Avanced phiên nâng cấp tiêu chuẩn LTE Dựa tảng kiến trúc mạng LTE nâng cấp kỹ thuật LTE Các kỹ thuật LTE-Advanced sử dụng phối hợp đa điểm, tổng hợp sóng mang, giải pháp đa anten, Ccác lặp chuyển tiếp ASTRACT This thesis research technologies LTE and LTE-Advanced LTE (Long Term Evolution) is wireless technology the next generation (fourth generation) is gradually becoming a global standard The LTE technique used is multiple access technique, multi-antenna techniques LTE-Avanced is the upgraded version of the LTE standard Based on the LTE network architecture and technical upgrading of LTE The LTE-Advanced technique used is carrier aggregation, multi antenna enhancement, relays, coordinated multipoint-comp iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AMPS Advance Mobile Phone service Cải tiến dịch vụ điện thoại di động NTM Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động bắc âu TACS Total Access communication Tổng số truy cập hệ thống thông system tin liên lạc FSK Frequency Shift Keying Khóa dịch tần FDMA Frequency Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo tần Access số GSM Globai system for Mobile Hệ thống điện thoại tồn cầu DCS Digital cordless system Hệ thống khơng dây số TDMA Time division multiple access Đa truy nhập phân chia theo thời gian CDMA code division multiple access Đa truy nhập phân chia theo mã ITU International Telecommunication Liên Hiệp Quốc Tế Truyền Union Thông W-CDMA Widi band CDMA CDMA băng rộng TD-CDMA Time Division CDMA CDMA phân chia theo thời gian HSDPA High Speed Uplink Packet Access Gói truy cập đường xuống tốc độ cao MIMO Multi output multi input Đa đầu vào đa đầu HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gối tốc độ cao iv TDD Time Division Duplex Song công theo thời gian FDD Frequency Division Duplex Song công theo tần số GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vơ tuyến gói tổng hợp EDGE GSM Evolution Sự phát triển GSM IMS IP Multimedia Subsystem Đa phân hệ IP IP Internet Protocol Giao thức mạng MBMS Multimedia Broadcast Dịch vụ đa phương tiện phát Multimedia Sẻvice sóng đa điểm TTI Transmission Time Interval Khoảng thời gian phát RNC Radio Network Controller Thiết bị điều khiển mạng vô tuyến DC-HSPA DMB Dual Carrier-High Speed Packet Gói truy cập tốc độ cao hai sóng Access mang Digital Multimedia Broadcasting Truyền đa phương tiện kỹ thuật số EPS Evolved Packet system Hệ thống gói tiến hóa EPC Evolved Packet Core Lõi gói tiến hóa OFDM Orthogonal Frequency Division Ghép kênh phân chia tần số trực Multiplexing giao SM Spatial Multiplexing Không gian đa hợp MIMO Multi output multi input Đa dầu vào đa đầu MU-MIMO Multi-User MIMO (MU-MIMO) Đa người dùng MIMO v SC-FDMA Synchronization Channel- Đa truy nhập phân chia theo tần Frequency Division Multiple số kênh đồng Access AAS Active Antenna Systems Hệ thống anten hoạt động RRU Radio Remote Units Các đơn vị phát từ xa DPS Dynamic Point Selection Lựa chọn điểm chức JP / JT Joint Processing/Joint Điểm xử lý/ điểm phát Transmission PDSCH Physical Downlink Shared Kênh vật lý chia đường xuống Channel Channel-State Information- Ký hiệu kênh thông tin trạng thái Reference Symbol tham chiếu Channel-State Information- Đo kênh thông tin trạng thái Interference Measurement tham chiếu RRC Radio Control Resource Nguồn điều khiển vô tuyến CQI Channel Quality Indications Các dẫn chất lượng kênh DMRS Demodulation Reference Signal Tín hiệu tham chiếu giải điều CSI-RS CSI-IM chế PUCCH Physical Uplink Control Channel Kênh vật lý điều khiển đường xuống Acknowledgement/Negative Lời báo nhận/ phủ định lời báo Acknowledgement nhận TDD Time Division Duplex Song công theo thời gian HDO Half Duplex Operation Hoạt động bán song công ACK/NACK vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tổng kết hệ thống thông tin di động Bảng 1.2 Bảng so sánh LTE với LTE – Advanced 10 Bảng 2.1 Dự đoán yêu cầu quang phổ cho công nghệ IMT IMT-Advanced 31 Bảng 2.2: Băng tần TDD FDD 31 Bảng 3.1 Cấu hình Primary Cell(P Cell): tế bào sơ cấpBIB UL-DL 57 Bảng 3.2 Cấu hình định thời tế bào SIB-1 UL-DL 58 vii Điều quan trọng cần lưu ý khơng có thời gian giới thiệu để hỗ trợ tính Đối với sóng mang tổng hợp cặp cấu hình TDD UL-DL, cấu hình UL / DL chọn để đại diện cho cấu hình tham khảo dịng thời gian tương ứng với cấu hình tham khảo theo sau, khơng phải cần thiết cho cấu hình tham khảo DL mà giống cấu hình tham khảo UL cho trường hợp hợp định Lập kế hoạch PDSCH định thời gian HARQ Như PDSCH, việc lập kế hoạch hỗ trợ nơi kênh điều khiển PDCCH di động phục vụ cho khung phụ n lập kế hoạch PDSCH tế bào phục vụ khác khung phụ n Bảng thời gian trường hợp sau: Bảng 3.1 Cấu hình Primary Cell(P Cell): tế bào sơ cấpBIB UL-DL[11] PDSCH HARQ Cấu hình Pcell SIB-1 UL-DL định thời tế bào theo cấu hình 6 4 5 5 5 TDD UL-DL 1 2 3 4 5 5 5 6 2 Trường Trường Trường hợp A hợpB hợp C 5 Thời gian cho PDSCH HARQ lập lịch trình phân thành ba loại: + Trường hợp A: đường xuống khung phụ scell tập pcell 57 Trong trường hợp này, pcell theo sau hệ thống thơng tin khối loại (SIB1) UL-DL cấu hình thời gian lên SCell theo sau cấu hình thời gian lên pcell SIB-1 UL-DL cho trường hợp phản hồi HARQ gửi pcell + Trường hợp B: Đường xuống khung phụ scell tập mẹ pcell Các scell theo sau cấu hình thời gian lên SIB-1 UL-DL cho trường hợp B thơng tin phản hồi HARQ gửi pcell + Trường hợp C: Đường xuống khung phụ scell tập mẹ tập hợp pcell Trong trường hợp việc lập lịch giao nhau, cấu hình tham chiếu thời gian SCell PDSCH HARQ giống cấu hình SIB-1 UL-DL pcell cho tất trường hợp PUSCH Lập kế hoạch thời gian lên HARQ Bảng 3.2 Cấu hình định thời tế bào SIB-1 UL-DL[11] HARQ/ định thời PUSCH tren định thời tế bào theo cấu hình TDD UL-DL Cấu hình định thời tế bào SIB-1 UL-DL 0 0 0 1 1 2 3 4 Cấu hình định thời tế bào SIB-1 UL-DL 1 3 3 1 1 6 6 6 Trương hợp A Trường hợp B Trường hợp C Trường hợp D Lập kế hoạch để sóng mang giao hỗ trợ cho PUSCH Thời gian lên PUSCH HARQ cho việc lập lịch trình phân thành bốn loại trường hợp việc lập lịch giao nhau: 58 + Trường hợp A: Đối với trường hợp này, đường lên khung phụ scell tập hợp khung phụ UL cấu hình tế bào lịch trình SIB-1 lịch trình SIB1 cấu hình di động PUSCH RTT 10ms Trong trường hợp này, SCell PUSCH HARQ / lịch trình thời gian theo sau PUSCH lịch trình tế bào thời gian lên PUSCH + Trường hợp B: đường lên khung phụ scell tập lớn khung phụ UL cấu hình tế bào lịch trình SIB-1 cấu hình PUSCH RTT tế bào lịch SIB-1 10ms Trong trường hợp này, SCell PUSCH HARQ / lập lịch trình thời gian lên theo sau thời gian lên tế bào dự kiến cho PUSCH + Trường hợp C: Đương lên khung phụ scell tập lớn tập hợp khung phụ UL định cấu hình tế bào lịch trình SIB-1 cấu hình PUSCH RTT tế bào lịch trình SIB-1 10ms Tương tự trường hợp B, SCell PUSCH HARQ / lập lịch trình thời gian lên theo sau thời gian lên tế bào dự kiến cho PUSCH + Trường hợp D: Cấu hình PUSCH RTT tế bào lịch SIB-1 cấu hình khơng phải 10ms Trong trường hợp này, tổ hợp {6, 2}, {6, 5}, {0, 2}, {0, 4}, {0, 5}, lịch trình UL / thời gian lên HARQ nên theo cấu hình TDD 1, phần khác làm theo thời gian tế bào dự kiến Trong trường hợp tự lập kế hoạch, tế bào theo sau cấu hình thời gian lên SIB-1 UL-DL khơng phân biệt pcell SCell Truy cập mạng phản hồi Đối với TDD liên banh CA với cấu hình khác UL-DL băng tần khác nhau, UE cấu hình định dạng với PUCCH 1b PUCCH với lựa chọn kênh để truyền HARQ-ACK Đối với UE cấu hình với định dạng PUCCH để truyền HARQ-ACK, truyền HARQ-ACK thực thiết kế theo toàn Rel-10 trừ vài trường hợp ngoại lệ mà Rel-11 quy định cụ thể theo quy tắc thích hợp[11] b Hoạt động bán song cơng Một tính quan trọng cung cấp Rel-11 hỗ trợ cho CA Half Duplex Operation(HDO): hoạt động bán song công Trong trường hợp này, quy tắc đặt kết hợp khác khung phụ đường xuống 59 đường lên cho pcells scells Nếu loại khung phụ scell khác với khung phụ pcell, hành vi UE bình thường áp dụng với ràng buộc sau: - Đối với khung phụ "D" pcell "U" Scell, UE khơng truyền tín hiệu / kênh Scell - Đối với khung phụ "U" pcell "D" Scell, UE khơng nhận tín hiệu / kênh Scell - Đối với khung phụ "D" pcell "S" Scell, UE khơng truyền tín hiệu / kênh Slot Uplink Pilot Time (UpPTS): khe thời gian điều khiển đường lên Scell - Đối với khung phụ "S" pcell "D" Scell, UE khơng nhận PDSCH / EPDCCH / PMCH / Positioning Reference Channel (PRS): kênh tham chiếu định vị Scell Ngoài ra, Scell, UE dự kiến không nhận tín hiệu khác ký hiệu OFDM mà trùng với chu kì bảo vệ / UpPTS Pcell[11] c Nguyên lý EPDCCH chia sẻ tài nguyên vật lý PDSCH Không giống PDCCH, EPDCCH phân chia tần số ghép với PDSCH thể hình 3.7 EPDCCH phép chiếm nhiều cặp PRB cần thiết; đó, có khả kiểm soát lớn PDCCH Hơn nữa, nguồn lực để kiểm sốt liệu cân đối theo số lượng phục vụ người sử dụng, đó, cân đạt thơng qua tối đa hóa Hình 3.7 Đa tần số EPDCCH PDCCH - Phân bổ nguồn lực linh hoạt Cấu hình tài nguyên EPDCCH UE cụ thể Tương tự truyền liệu, mức độ chi tiết cho nguồn EPDCCH phân bổ làm nhỏ cặp 60 Physical Resource Block (PRB): khối tài nguyên vật lý, cung cấp linh hoạt lớn nguồn lực PDCCH cấu hình điều khoản ký hiệu OFDM Lợi ích bật phân bổ nguồn lực linh hoạt khả hỗ trợ phối hợp can nhiễu tế bào miền tần số, mà chứng minh cách hiệu để giảm thiểu tác động can nhiễu vào hệ thống LTE Hơn nữa, mức độ chi tiết nhỏ làm giảm, lãng phí nguồn tài nguyên số lượng người dùng phục vụ đồng thời nhỏ Để nâng cao việc sử dụng tài nguyên, EPDCCH cho UE khác phép ghép cặp PRB cách thức UE suốt - Tăng hiệu quang phổ Việc truyền tải PDCCH mang tính kế thừa lan truyền băng thông hệ thống hỗ trợ truyền tải đa dạng Nó cơng nhận giống kênh liệu, hiệu suất phổ cao đạt kênh điều khiển cách sử dụng kỹ thuật tiên tiến MIMO, tạo chùm sóng chọn lọc tần số Những kỹ thuật khơng có sẵn để truyền PDCCH , giới thiệu cho EPDCCH truyền tải cục Truyền tải cục sử dụng phản hồi CSI đáng tin cậy có sẵn Điều cho phép truyền EPDCCH hưởng lợi từ việc tăng tần số có chọn lọc từ mạng lập lịch EPDCCH vào băng thơng hẹp có điều kiện vơ tuyến tốt đến UE Với thông tin phản hồi CSI đáng tin cậy, MU-MIMO tạo chùm sóng có tính khả thi việc truyền tải cục bộ, mà nâng cao hiệu quang phổ - Độ vững mạnh Truyền tải phân bố giới thiệu EPDCCH nhằm trì vững mạnh kênh truyền điều khiển Nó sử dụng phản hồi CSI đáng tin cậy khơng có sẵn Trong đề án truyền dẫn, tài nguyên EPDCCH lan truyền băng thông rộng để hưởng lợi từ việc tăng đa dạng tần số Ngoài ra, đa dạng không gian thực Resource Element (RE): nhân tố tài nguyên cách sử dụng hai cổng ăng-ten[11] 61 d Đặc tả Các khối tạo nên PDCCH REG CCE Tương tự vậy, khối tạo nên EPDCCH Enhanced Resource Element Group(EREG): nhóm yếu tố nguồn lực nâng cao Enhanced Control Channel Element (ECCE): cải tiến kênh điều khiển phần tử Một cặp PRB phân bổ cho EPDCCH gồm 16 EREG EREG thường bao gồm nhân tố tài nguyên Một ECCE gồm EREG Do EPDCCH xây dựng với nhiều ECCE Hình 3.8 cho thấy ví dụ EREG ECCE Hình 3.8 EREG ECCE, nơi ECCE chứa EREG đưa tới vị trí phát[11] Với hai EPDCCH cấu hình cho UE, với chứa 2, 4, cặp PRB cấu cục phân tán UE giải mã tất ứng cử viên EPDCCH EPDCCH EPDCCH sử dụng tín hiệu tham chiếu giải điều chế (DMRSs) cổng ăng ten DMRS định nghĩa cho EPDCCH cặp PRB Mỗi ECCE cục ánh xạ tới cổng ăng ten DMRS thông số kỹ thuật Đối với EPDCCH cục bộ, có cổng kết hợp DMRS ăng ten xác định ECCEs, ID UE 1ECCE sử dụng cho truyền tải EPDCCH Đối với phân bố EPDCCH truyền nơi RE áp dụng để đạt lợi ích đa dạng không gian, cổng ăng ten cố định phân bổ với đồ cố định RE hai cổng ăng-ten[11] 62 3.2.3 Tín hiệu thủ tục để tránh nhiễu tồn Các UE thường hỗ trợ nhiều máy thu phát vô tuyến để hỗ trợ công nghệ khác thiết bị Ví dụ, nhiều UE hỗ trợ LTE , Wi-Fi, hệ thống định vị toàn cầu (GPS), Bluetooth, vv Đặt nhiều thách thức để ngăn chặn can nhiễu tồn máy thu phát vô tuyến công nghệ khác đặt trên thiết bị Vấn đề thể hình 3.9 Hình 3.9 ví dụ tồn nhiễu giá đỡ UE LTE[9] Trong trường hợp tách tần số máy thu phát với công nghệ khác đầy đủ, cơng nghệ lọc sử dụng để ngăn chặn thiết bị giao thoa Tuy nhiên, điều lúc xảy trường hợp nơi máy thu phát với công nghệ khác hoạt động tần số liền kề Do đó, 3GPP nghiên cứu với chế thay để giảm thiểu can nhiễu tồn UE + Các khái niệm Frequency Division Multiplex (FDM): ghép kênh phân chia theo tần số giải pháp để chuyển tín hiệu LTE xa từ Industrial, Scientific and Medical (ISM): Công nghiệp, khoa học y tế + Các khái niệm Time Division Multiplexing (TDM): ghép kênh phân chia theo thời gian giải pháp để đảm bảo việc truyền tín hiệu vô tuyến không trùng với khả thu tín hiệu vơ tuyến khác LTE Discontinuous Reception (DRX):tiếp nhận không liên tục chế sử dụng để cung cấp mẫu TDM để giải vấn đề In-Device Coexistence (IDC): tồn thiết bị DRX dựa TDM nên sử dụng cách dự đốn Ngồi ra, UE độc lập phủ định truyền LTE UL để bảo vệ ISM 63 trường hợp gặp giải pháp khác khơng thể sử dụng Ngồi ra, UE độc lập phủ nhận truyền ISM để bảo vệ tín hiệu LTE cần thiết [9] 3.2.4 Băng thơng phổ tần Mục tiêu tốc độ số liệu đỉnh LTE-Advanced cao thỏa mãn cách vừa phải cách tăng tốc độ băng thơng truyền dẫn so với cung cấp phiên LTE độ rộng băng truyền dẫn lên đế 100 MHz thảo luận nội dung LTE-Advanced Việc mở rộng độ rộng băng thực trì tính tương thích phổ Điều đạt cách sử dụng “ khối tập kết sóng mang”, nhiều sóng mang thành phần LTE kết hợp lớp vật lý để cung cấp độ rộng băng cần thiết Đối với thiết bị đầu cuối LTE, sóng mang thành phần xuất sóng mang LTE thiết bị đầu cuối LTE-Advanced khai thác tồn độ rộng băng khối kết tập Hình 3.10 minh họa trường hợp sóng mang thành phần liên tiếp khía cạnh băng gốc, điều điều kiện kiên Truy nhập đến lượng lớn phổ liên tục bậc 100MHz khơng thể có thường xun Do đó, LTE-Advanced cho phép kết tập sóng mang thành phần khơng liền kề để xử lý tình khối lượng lớn phổ liên tiếp khơng có sẵn Tuy nhiên, nên lưu ý kết tập phổ không liền kề dang thách thức từ khía cạnh thực thi Vì vậy, khối kết tập phổ hỗ trợ thiết bị đầu cuối cấp cao Truy nhập độ rộng băng tần truyền dẫn cao không hữu ích từ khía cạnh tốc độ đỉnh mà quan trọng công cụ cho việc mở rộng dộ phủ sóng với tốc độ số liệu trung bình[9] Hình 3.10 Ví dụ tập kết sóng mang[9] 3.2.5 Giải pháp đa ang ten Các công nghệ đa ăng ten, bao gồm định dạng chùm ghép kênh theo không gian thành phần công nghệ then chốt vốn có LTE chắn tiếp tục 64 đóng vai trị quan trọng LTE-Advanced Thiết kế đa ang ten cung cấp lên đến cổng ăng ten với tín hiệu tham chiếu cụ thể tương ứng đường xuống, kết hợp với tiền mã hóa dựa số mã Cấu trúc cung cấp ghép theo không gian lên đến lớp, đưa đến tốc độ bít đỉnh 300 Mbit/s định dạng chùm ( dựa số mã) Kết hợp với độ rộng băng tồn phần 100 MHz, sơ đồ ghép khơng gian LTE đạt tốc độ đỉnh 1.5Gb/s vượt xa so với yêu cầu LTE-Advanced Có thể thấy trước hỗ trợ ghép kênh theo không gian đường lên phần LTE-Advanced Việc tăng số lớp truyền dẫn đường xuống vượt xa số sử dụng phần bổ sung tăng tốc đỉnh thông qua mở rộng băng tần[5] 3.2.6 Các lặp chuyển tiếp Từ việc xem xét quỹ đường truyền, việc triển khai giải pháp chuyển tiếp khác nhằm giảm khoảng cách máy phát máy thu xuống, cho phép tăng tốc độ số liệu Các lặp đơn giản khuếch đại chuyển tín hiệu tương tự thu Khi cài đặt, lặp liên tục chuyển tín hiệu thu mà không quan tâm đến thiết bị đầu cuối vùng phủ sóng hay khơng Những lặp không hiển thị thiết bị đầu cuối trạm gốc Tuy nhiên, xem xét cấu trúc lặp cao cấp hơn, chẳng hạn sơ đồ mạng điều khiển công suất truyền lặp Các báo cáo đo đạc bổ sung từ thiết bị đầu cuối xem xét phương tiện hướng dẫn mạng mà lặp bật lên Tuy nhiên, việc điều khiển tài nguyên truyền dẫn lập biểu thường nằm trạm gốc vậy, lặp thường suốt từ khía cạnh di động Nút trung gian giải mã số liệu thu được, ưu tiên chuyển tiếp đến người dùng phục vụ Đây thường xem chuyển tiếp giải mã hóa truyền tiếp Khi nút trung gian giải mã hóa tái mã hóa khối số liệu thu tạo trễ đáng kể, lâu độ dài khung LTE 1ms Tuy nhiên, nút chuyển tiếp khơng truyền tiếp tạp âm thích nghi tốc độ thực cách riêng rẽ cho kết nối Đối với lặp, tồn nhiều tùy chọn khác phụ thuộc vào tính hỗ trợ mức cao, phân biệt hai tầng khác nhau, dựa 65 việc chuyển tiếp thực lớp ( chuyển tiếp lớp 2) hay lớp (chuyển tiếp lớp 3) [9] 3.3 Cải tiến HSPA+ Tính HSPA Rel-11 bao gồm sóng mang HSDPA, đường xuống nhánh MIMO, đường lên chùm sóng ăng ten kép MIMO với 64QAM số cải tiến nhỏ đến trạng thái Cell_FACH Những cải tiến mô tả chi tiết dành riêng HSPA + 3.3.1 Cải tiến đường xuống Cải tiến đường xuống Rel-11 bao gồm sóng mang HSDPA, nhánh MIMO giải thích phần sau sóng mang HSDPA (8C-HSDPA) mở rộng tổ hợp sóng mang HSDPA lên đến 40 MHz băng thông tổng hợp cho phép truyền tải đồng thời lên đến tám sóng mang hướng tới UE sóng mang khơng thiết cần phải nằm liền kề khối tần số liền kề nhau, sóng mang tổng hợp lại với từ nhiều băng tần sóng mang HSDPA tăng lên đỉnh cao tốc độ liệu HSDPA hệ số so với sóng mang HSDPA Những lợi ích việc tập hợp nhiều sóng mang có ý nghĩa người dùng cuối đặc biệt thực tế nguồn tài nguyên miễn phí sóng mang khác sử dụng cách linh hoạt Do bùng phát liệu người dùng, mạng lưới triển khai nhiều sóng mang, tài ngun miễn phí thường có sẵn số sóng mang người khác nạp đầy đủ Việc tăng trưởng nhìn thấy hình 3.11 cho thấy phân bố tích lũy trung bình thơng qua người sử dụng trung bình trễ gọi gói cho trường hợp tế bào vĩ mơ với tải trung bình Mbps 66 Hình 3.11 Số lượng gói UE trung bình (Mbps) Những lợi ích đáng kể phụ thuộc vào tải hệ thống Nếu tải cao, sau có tài nguyên miễn phí sóng mang khác dự kiến mang lại lợi ích tương tự tính đa sóng mang khác tiêu chuẩn Rel-8 đến Rel-10 Là bước tiến hóa tiềm năng, 4X4 MIMO hình dung, với tiềm để lần tăng gấp đơi mức đỉnh 2X2 MIMO sóng mang HSDPA phần 3GPP Rel-11 Sự kết hợp băng tần cho 8C-HSDPA giới thiệu 3GPP sóng mang cạnh băng I (2100 MHz) Việc kích hoạt / vơ hiệu hóa sóng mang thứ cấp thực NodeB thơng qua tín hiệu lớp vật lý, tín hiệu đường lên thực sóng mang 3.3.2 Cải tiến đường lên Cải tiến đường lên Rel-11 bao gồm hai chùm sóng ăng ten MIMO với 64 QAM giải thích phần sau Đường xuống kép chùm sóng ăng ten 2X2 MIMO cho phép truyền HSUPA bắt đầu nguồn từ hai ăng ten truyền Phương thức truyền dẫn giới thiệu hai bậc (dịng chùm sóng đơn) bậc (hai dịng MIMO) Bậc tăng chùm sóng cho phép phủ sóng liệu tốc độ đường lên tốt bậc MIMO tăng gấp đôi tốc độ liệu đỉnh cao đạt sóng mang Ngồi ra, cấu hình 2x4 ăng ten với Node B ăng ten Rx xem xét việc đánh giá 3GPP, có thêm ăng ten thu Bốn chiều Rx dự kiến tăng gấp đôi lực cải thiện đáng kể khả để truyền bậc 67 Với đường lên MIMO 2X2 (và 2x4) tốc độ đường lên đỉnh đạt 23 Mbps cho sóng mang 5MHz với 16 QAM Như bước tiến hóa bổ sung, điều chế 64QAM giới thiệu, đưa mức đỉnh đường lên với MIMO 35Mbps cho sóng mang MHz Để đạt tỉ lệ tín hiệu đến nhiễu đủ cao để truyền dịng kép với 64 QAM, chí anten thu, kết hợp hai yêu cầu Một lần nữa, điều tương tự với xảy đường xuống Truyền ăng ten kép đường lên xem hai tính riêng biệt Tính chùm sóng đường lên, có lợi mơi trường cung cấp tốc độ liệu đường lên tốt Tính thứ hai MIMO dịng lên , mà trường hợp hạn chế tăng gấp đôi tỷ lệ đường lên Giới thiệu 64 QAM tính mà khơng địi hỏi phải có hai ăng ten truyền, đạt với tốc độ đỉnh cao nhất, cần phải kết hợp với đường lên MIMO Số liệu hình 3.12 3.13 cho thấy lợi ích chùm sóng thơng lượng trung bình Có thể thấy lợi nhuận lên đến 20 % 80 % đạt tương ứng Hình 3.12 Độ lợi trung bình từ truyền đa dạng vịng lặp khép kín đường lên 68 Hình 3.13 Độ lợi tế bào từ truyền đa dạng vịng lặp khép kín đường lên Chùm sóng đường lên, đường lên MIMO 2X2 đường lên 64QAM (cùng với 2X2 MIMO) hỗ trợ 3GPP Rel-11[11] 69 KẾT LUẬN Công nghệ LTE – Advanced cơng nghệ cịn mới, triển khai toàn giới Tuy nhiên, với khả truyền tải tốc độ cao sử dụng băng tần hiệu quả, với yêu cầu ngày tăng chất lượng đa dạng dịch vụ ngày trở nên rõ ràng nhằm cung cấp dịch vụ tốt nhất, thuận tiện cho khách hàng Nhu cầu sử dụng thiết bị truy cập Internet tốc độ cao dành cho thiết bị di động ngày phát triển Vì vậy, nghiên cứu LTE – Advanced đòi hỏi thiết yếu, sở cho việc triển khai thực tế Ở Việt Nam với phát triển nhanh chóng nhu cầu truyền tải tốc độ cao hệ thống thông tin di động, việc nắm bắt công nghệ LTE – Advanced cần thiết, đóng vai trị định cho bước phát triển nhà mạng Việt Nam 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] AT&T, Reports Strong Eps Growth With Solid Wireless Gains, Record U-verse Results, in the Third Quarter AT&T, 23 October 2013 [2] Cisco: Visual Networking Index, Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2012-2017, February 2013 [3] Evolution to LTE Report, GSA, 17 October 2013 [4] Ericsson Mobility Report, 11 November 2013 [5] Informa Telecoms & Media, WCIS + Estimates, December 2013 [6] ITU, Measuring the Information Society report, October 2013 [7] LTE phone shipments jump more than 1.000 percent, Strategy Analytics, March 2013 [8] Telefónica’s Net Profit total 3.145 million Euros up to September and the Company Meets Annual Earnings and Debt Reduction Targets Months in Advance Telefonica 3Q Earning Report, 11 november 2013 [9] the Global Evolution of UMTS/HSDPA – 3GPP Release and Beyond 3G Americas December 2005 [10] State of the Union Address, ITU Council, July 2012, Geneva, Switzerland [11] 4G Mobile Broadband Evolution: Release 10, Release 11 Beyond – HSPA+, SAE/LTE and LTE-Advanced, Global Deployment Status HSPA-LTE, Appendix B 4G Americas, september 2012 71 ... tượng tán xạ thông tin di động[ 1] 1.4 Hệ thống thông tin di động 4G LTE công nghệ LTE nâng cao 1.4.1 Hệ thống thông tin di động 4G Hệ thống thông tin di động 4G đưa vào khai thác sử dụng số quốc... 1.4 Hệ thống thông tin di động 4G LTE công nghệ LTE nâng cao 1.4.1 Hệ thống thông tin di động 4G 1.4.2 Các dịch vụ hệ thống di động 4G cung cấp 1.4.3 Công nghệ LTE- Advanced ... viễn thông giới tiến hành triển khai chuẩn di động hệ hệ thống thơng tin di động thứ tư Xuất phát từ vấn đề đề lựa chọn đề tài tốt nghiệp là:? ?Nghiên cứu công nghệ LTE – Advanced ứng dụng thông tin