Công nghệ LTE được hứa hẹn là sẽ đem lại bước đột phá trong công nghệ mạng viễn thông trên thế giới. Và hiện nay đã được triển khai tại hầu hết các quốc gia tại châu Âu, Châu Mĩ, và một số nước châu Á. Số lượng người dùng lớn nhất thế giới. Tại Việt Nam, đến năm 2015 dự tính sẽ triển khai các dịch vụ mạng 4G đầu tiên. Trong đồ án này em trình làm hai phần chính: •Phần 1: oNêu rõ cái nhìn khái quát về các công nghệ viễn thông từ 1G,2G,3G… oSo sánh ưu nhược điểm của công nghệ LTE và đối thủ của nó là Wimax. oĐi sâu phân tích cấu trúc khung dữ liệu trong lớp vật lí và mô hình các kênh truyền trong lớp vật lí. •Phần 2: oGiới thiêu chức năng và nhiệm vụ phần mềm thiết kế hệ thống SystemVue. oXây dưng mô hình kênh truyền trên phần mềm SystemVue. oThực hiện mô phỏng hệ thống kênh truyền. Người thực hiện đồ án: Nguyễn Thành Luân, điện tử 1 khóa 53 – Viện Điện tử Viễn thông
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BỘ MÔN HỆ THỐNG VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN LỚP VẬT LÍ CƠNG NGHỆ LTE - ADVANCED Sinh viên thực : NGUYỄN THÀNH LUÂN Lớp ĐT1 – K53 Giảng viên hướng dẫn : TS NGUYỄN VŨ THẮNG Hà Nội, 06 – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: …………….………….…… Số hiệu sinh viên: ……………… Khố:…………………….Viện : Điện tử - Viễn thơng Ngành: ……………… Đầu đề đồ án: ……………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… ……… Các số liệu liệu ban đầu: …………………………………… …………………………………………… …… ……………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………….… ……………………… ………………………………………………………………………………………………………… Nội dung phần thuyết minh tính tốn: ……………………………………………………………………………………………………………… ….……………… …………………………………………………………………………………………………………………… ….………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ….… Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): ……………………………………………………………………………………………………………………… ….……… ………………………………………………………………………………………………………………… ……….……… …………………………………………………………………………………………………………………………………… Họ tên giảng viên hướng dẫn: ……………………………………………………… …………………… Ngày giao nhiệm vụ đồ án: ………………………………………………….…………… Ngày hoàn thành đồ án: ……………………………………………………………………… …………… Ngày tháng năm Chủ nhiệm Bộ môn Giảng viên hướng dẫn Sinh viên hoàn thành nộp đồ án tốt nghiệp … ngày…….tháng…… năm…… Cán phản biện i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Số hiệu sinh viên: Ngành: Khoá: Giảng viên hướng dẫn: Cán phản biện: Nội dung thiết kế tốt nghiệp: Nhận xét cán phản biện: Ngày tháng năm Cán phản biện ( Ký, ghi rõ họ tên ) LỜI NÓI ĐẦU Những thành tựu ngành viễn thông mang lại bước tiến vượt bậc cho người, xóa khoảng cách châu lục, đem người đến gần Thế hệ mạng di động vào năm 1980, sau 30 năm phát triển đến công nghệ LTE dẫn đầu giới số lượng người dùng Từ ý nghĩa nên em chọn đề tài tốt nghiệp em “Nghiên cứu tổng quan hệ thống lớp vật lí cơng nghệ LTE - Advanced” – công nghệ ITU công nhận đạt chuẩn mạng 4G Đề tài giúp em có nhìn tổng quan mơ hình kênh truyền, cấu trúc khung liệu, tham số hệ thống định vượt trội mạng LTE – Advanced so với mạng khác Bên cạnh đó, sau khai hoàn thành đề tài tạo động lực thúc đẩy em có thêm ý định tiếp tục mở rộng nghiên cứu sang thành phần khác mạng để hiểu sâu mạng LTE – Advanced Lời cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Vũ Thắng tận tình giúp đỡ, định hướng cho em trình nghiên cứu từ lúc bắt đầu tới lúc hồn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, người ln sát cánh tạo điều kiện tốt giúp em hoàn thành luận văn TĨM TẮT LUẬN VĂN Cơng nghệ LTE hứa hẹn đem lại bước đột phá công nghệ mạng viễn thông giới Và triển khai hầu hết quốc gia châu Âu, Châu Mĩ, số nước châu Á Số lượng người dùng lớn giới Tại Việt Nam, đến năm 2015 dự tính triển khai dịch vụ mạng 4G Trong đồ án em trình làm hai phần chính: Phần 1: o Nêu rõ nhìn khái quát công nghệ viễn thông từ 1G,2G,3G… o So sánh ưu nhược điểm công nghệ LTE đối thủ Wimax o Đi sâu phân tích cấu trúc khung liệu lớp vật lí mơ hình kênh truyền lớp vật lí Phần 2: o Giới thiêu chức nhiệm vụ phần mềm thiết kế hệ thống SystemVue o Xây dưng mô hình kênh truyền phần mềm SystemVue o Thực mô hệ thống kênh truyền Người thực đồ án: Nguyễn Thành Luân, điện tử khóa 53 – Viện Điện tử Viễn thông ABSTRACT LTE technology promises to bring a breakthrough in telecommunication technology in the world Currently, it has been implemented at the most of countries in Europe, America, and a lot of Asian countries that the number of user is lagest in the world In Vietnam, 2015 is expected to deploy the first 4G network service In this thesis I submitted in two parts: Part 1: o Explain overview of his telecommunications technology from 1G, 2G, 3G o Compare the advantages and disadvantages of LTE and Wimax its rivals o Deeper analysis of the data frame structure and model of the physical layer channels in the physical layer Part 2: o Introduce the functions and tasks of SystemVue software that professional to design system telecommunication o Develop the channel model in SystemVue software o Perform system simulation for channels The implementation of thesis : Luan Nguyen Thanh, Electronic 1, K53 - School of Electronics and Telecommunications is DANH SÁCH HÌNH VẼ SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1 - Tiến trình phát triển công nghệ qua hệ mạng di động Hình 1.2 – Kiến trúc tổng quan mạng LTE-Advance Hình 2.1 – Sơ đồ khối eNodeB 11 Hình 2.2 – Sơ đồ chức đường downlink 13 Hình 2.3 – Sơ đồ chức phần uplink 13 Hình 3.1 – Cấu trúc khung loại cho lớp vật lí 14 Hình 3.2 – Bảng cấu hình phân phối chức cho slot 15 Hình 3.3 – Bảng quy định chiều dài tiền tố CP (Cyclic prefix) 15 Hình 3.4 – Cấu trúc khung loại 16 Hình 3.5 – Tham số cho khối tài nguyên 16 Hình 3.6 – Bảng tham số phân định số port anten cho kênh uplink 17 Hình 3.7 – Sơ đồ lưới tài nguyên lớp vật lí 17 Hình 3.8 – Sơ đồ khối chung cho kênh vận chuyển 19 Hình 3.9 – Sơ đồ minh họa trình phân đoạn khối bit 21 Hình 3.10 – Sơ đồ minh họa trình xếp khối liệu thành phần tài nguyên 21 Hình 3.11 – Ví dụ minh họa mã hóa Tail biting convolution code 22 Hình 3.12 – Bảng quy định giản đồ mã hóa tương ứng cho kênh vận chuyển 23 Hình 3.13 – Bảng quy định giản đồ mã hóa tương ứng cho thơng tin điều khiển 23 Hình 3.14 – Sơ đồ nguyên lí Turbo code 25 Hình 3.15 – Cấu trúc Turbo code 26 Hình 3.17 – Sơ đồ khối Rate matching 28 Hình 3.18 – Minh họa khối bit sau thu thập lựa chọn 28 Hình 3.19 – Mơ hình đệm vịng cho mã tubor 30 Hình 3.20 – Mơ hình đệm vịng cho mã chập 31 Hình 3.21 – Sơ đồ khối kênh vật lí 31 Hình 3.22 – Bộ xáo trộn 32 Hình 3.23 – Bộ điều chế 33 Hình 3.24 – Quá trình ánh xạ cho lớp 34 Hình 3.25 – Quá trình ánh xạ cho từ mã port anten 35 Hình 3.26 – Quá trình ánh xạ cho từ mã 35 Hình 3.27 – Quá trình ánh xạ cho từ mã lớp 36 Hình 3.28 – Quá trình ánh xạ cho từ mã lớp 36 Hình 3.29 – Khối tiền mã hóa 36 Hình 3.30 – Q trình tiền mã hóa phát đa hướng sử dụng CDD 38 Hình 3.30 – Minh họa trình ánh xạ lên lưới tài nguyên 41 Hình 4.1 – Quá trình mã hóa kênh cho kênh UCI 44 Hình 4.2 – Sơ đồ khối chức kênh UL – SCH 48 Hình 4.3 – Thủ tục cho trình truy cập ngẫu nhiên kênh RACH 49 Hình 4.4 – Định dạng phần mào đầu cho truy cập ngẫu nhiên 50 Hình 4.5 – Sơ đồ khối kênh vật lí PUSCH 50 Hình 4.6 – Cấu trúc khe thời gian cho truy cập ngẫu nhiên 51 Hình 4.7 – Mơ hình kênh vận chuyển DL - SCH 52 Hình 4.8 – Minh họa mã chập rate 1/3 53 Hình 4.9 – Sơ đồ khối kênh vận chuyển DCI 55 Hình 4.10 – Bộ mã chập 1/3 56 Hình 4.11 – Sơ đồ khối phối hợp tốc độ kênh DCI 56 Hình 4.12 – Sau interlacing ba chùm liệu 57 Hình 4.13 – Sơ đồ khối kênh vật lí PDSCH 60 Hình 4.14 – Sơ đồ khối kênh vật lí PDCCH 61 Hình 4.15 – Sơ đồ khối kênh vật lí PCFICH 63 Hình 4.16 – Quá trình ánh xạ tài nguyên kênh PCFICH 64 Hình 4.17 – Sơ đồ khối kênh vật lí PHICH 66 DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 – Khuyến cáo 3GPP mã hóa sử dụng cho kênh PUSCH .33 Bảng 3.2 – Quy định số lớp số từ mã tương ứng cho trình ánh xạ lớp 34 Bảng 3.3 – Bảng quy định codebook cho lớp tương ứng 39 Bảng 3.4 – Bảng quy định codebook cho port với v = 39 Bảng 3.5 – Bảng quy định codebook cho port với v = 40 Bảng 3.6 – Bảng quy định codebook cho port với v = 40 Bảng 3.7 – Bảng quy định codebook cho port với v = 41 Bảng 4.1 – Bảng mã chuỗi (20,A) theo khuyến cáo 3GPP 46 Bảng 4.3 – Quy định chiều dài phần mào đầu truy cập ngẫu nhiên 51 Bảng 4.6 – Quy định chuỗi mặt lạ cho gán mã CRC kênh PBCH 53 Bảng 4.7 – Từ mã CFI tương ứng với số CFI 58 Bảng 4.8 – Chuỗi mã (20,A) 60 Bảng 4.9 – Quy định trình ánh xạ với từ mã lớp tương ứng 62 Bảng 4.10 – Quy định cấu hình PHICH cho khung 65 ... 1.1.4 Thế hệ 4G (Fourth Generation ): 1.2 So sánh công nghệ LTE với công nghệ Wimax 1.3 Khái quát công nghệ LTE- Advance: 1.3.1 1.3.2 Những điểm bật công nghệ LTE- Advance:... 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE 1.1 Giới thiệu chung hệ điện thoại trước công nghệ LTE 1.1.1 Thế hệ 1G (First Generation): 1.1.2 Thế hệ 2G (Second Generation): 1.1.3 Thế hệ. .. Thế hệ mạng di động vào năm 1980, sau 30 năm phát triển đến công nghệ LTE dẫn đầu giới số lượng người dùng Từ ý nghĩa nên em chọn đề tài tốt nghiệp em ? ?Nghiên cứu tổng quan hệ thống lớp vật lí