TÓM tắt nội DUNG môn học TIỂU LUẬN môn TRUYỀN THÔNG DI ĐỘNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐIỆN TỰ - VIỄN THƠNG  TĨM TẮT NỘI DUNG MÔN HỌC TIỂU LUẬN MÔN TRUYỀN THÔNG DI ĐỘNG HỌC VÀ TÊN SINH VIÊN NGUYỄN PHÙNG HIẾU NGƯỜI HƯỚNG DẪN MÔN HỌC: GV.THs: Trương Tấn Quang TP.Hồ Chí Minh – Năm 2022 MỤC LỤC Mục lục Mục lục chữ viết tắt Mục lục hình ảnh TÓM TẮT PHẦN 1: TĨM TẮT MƠN HỌC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Quá trình phát triển 1.2 Thế hệ thứ 1.3 Thế hệ 2G 1.4 Thế hệ 3G 1.4 Thế hệ 4G 1.5 Thế hệ 5G CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC GSM 2.1 Cấu trúc tổng thể .4 2.2 Phân hệ vận hành bảo dưỡng OSS 2.3 Cấu trúc địa lý CHƯƠNG 3: TRUYỀN THÔNG TẾ BÀO - QUY HOẠCH MẠNG 3.1 Truyền thông tế bào – Cellular Communication .6 3.2 Quy hoạch mạng vô tuyến 3.3 Quy hoạch chi tiết 3.4 Quy hoạch vùng phủ .9 3.5 Quy hoạch lưu lượng .9 3.6 Quy hoạch cell 10 CHƯƠNG 4: CẤU TRÚC KÊNH - THỦ TỤC NHẬN THỰC VÀ BÁO HIỆU .10 4.1 Kênh vật lý 10 4.2 Kênh logic .12 4.3 Sắp xếp kênh logic kênh vật lý 12 CHƯƠNG 5: KỸ THUẬT ĐA TRUY CẬP TRẢI PHỔ VÀ CDMA 13 5.1 Định nghĩa phân loại 13 5.2 Chuỗi mã giả ngẫu nhiên PN (Pseudo – Noise) 13 5.3 Kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp – DSSS 16 5.4 Kỹ thuật CDMA 18 CHƯƠNG 6: CÔNG NGHỆ 3G WCDMA UMTS .19 6.1 Mạng 2.5G – GPRS 19 6.2 Hệ thống 3G – IMT 2000 20 CHƯƠNG 7: MẠNG 4G – LTE VÀ PHÁT TRIỂN 4G .23 7.1 Cấu trúc hệ thống LTE – Long Term Evolution 23 7.2 Các kỹ thuật then chốt 24 7.3 LTE Advanced 26 7.4 Phát triển 4G – Mạng 5G 28 PHẦN 2: NHẬN XÉT, PHÂN TÍCH TĨM LƯỢC 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 Mục lục chữ viết tắt ACI AMPS BCCH BPSK BSC BSS BTS CCCH CCH D - AMPS DCE DSSS FDMA GGSN GMSC GPRS GSM GTP ISDN ISI ME MS MSC OMC OSS OFDM OFDMA PCU TCH TDMA TRAU VLR PAPR eMBB mMTC uRLLC MIMO LTE RNS RNC TPC STBC UTRAN SC-FDMA CoMP Adjacent Channe Interference Advanced Mobile Phone System Broadcast Control Channel Binary Phase Shift Keying Base Station Controller Base Station System Base Transceiver Station Common Control Channel Control Channel Digital – Advance Mobile Phone Service Data Communication Equipment Direct Sequence Spread Spectrum Frequency Division Multiple Access Gateway Gprs Support Node Gateway Msc General Packet Radio Service Global System For Mobile Communication Gprs Tunnelling Protocol Integrated Service Digital Network Intersymbol Interference Mobile Equipment Mobile Station Mobile Services Switching Center Oprtion And Maintenance Center Operation And Support Sybsustem Orthogonal Frequency Division Multiplexing Orthogonal Frequency Division Multiple Access Packet Control Unit Traffic Channel Time Division Multiple Access Transcoder/Rate Adaptation Unit Visitor Location Register Peak To Average Power Ratio Enhanced Mobile Broadband Massive Internet Of Things Ultra- Reliable And Low Latency Communication Multi Input-Multi Output Long Term Evolution Radio Network Subsystem Radio Network Controller Transmit Power Control Space Time Block Coding = Alamouti Codes ) Universal Terrestrial Radio Access Network Single Carrier-Frequecy Division Multiple Access Coordinated Multi-Point Transmission Mục lục hình ảnh Hình 1: Quá trình phát triển .1 Hình 2: Hệ thống hệ 2G Hình 3: TDMA Hình 4: CDMA Hình 5: Dung lượng mạng CDMA Hình 6: Các dải tần hoạt động 5G .3 Hình 1: Cấu trúc tổng thể GSM Hình 2: Phân hệ trạm gốc BSS Hình 3: Trạm gốc BTS Hình 4: Bộ chuyển đổi mã phối hợp tốc độ Hình 5: Bộ điều khiển trạm gốc BSC Hình 6: Trạm di động MS Hình 7: Phân hệ vận hành bảo dưỡng OSS Hình 8: Vùng mạng vùng phục vụ Y Hình 1: Kỹ thuật sử dụng tần số Hình 2: Nhiễu đồng kênh CCI .7 Hình 3: Nhiễu kênh kế cận ACI Hình 4: Phát sóng định hướng Hình 5: Các bước quy hoạch Hình 6: Quy hoạch chi tiết Hình 7: Tính tốn số site .9 Hình 1: Kênh vật lý - FDMA_GSM900 10 Hình 2: Kênh vật lý – TDMA 11 Hình 3: Cấu trúc khung phân cấp .11 Hình 4: Cụm bình thường Cụm hiệu chỉnh tần số .11 Hình 5: Cụm đồng - SB Cụm truy cập 11 Hình 6: Cụm giả 12 Hình 7: Kênh logic 12 Hình 8: Sơ đồ cấu trúc kênh logic 12 Hình 9: Sắp xếp kênh logic kênh vật lý .13 Y Hình 1: Trải phổ .13 Hình 2: Bộ ghi dịch hồi tiếp tạo mã 14 Hình 3: Quan hệ xung dạng cực đơn cực 14 Hình 4: Dạng sóng hàm tự tương quan .15 Hình 5: Mật độ phổ công suất PSD 15 Hình 6: Mã Gold làm mã nhận dạng nguồn phát .15 Hình 7: Ma trận Hadamard 16 G Hình 8: Độ lợi xử lý - p 16 Hình 9: Trải phổ máy phát 16 Hình 10: Dạng sóng phổ 17 Hình 11: Giải trải phổ máy thu .17 Hình 12: Trải phổ DSSS - BPSK 17 Hình 13: Giải trải phổ DSSS – BPSK .18 Hình 14: Bộ phát DSSS – CDMA 18 Hình 15: Bộ thu DSSS – CDMA 19 Hình 16: Máy thu khơng chủ định 19 Hình 1: Chuyển mạch kênh CS - Chuyển mạch gói PS 19 Hình 2: Giao thức đường hầm GPRS GTP .20 Hình 3: Dải tần hoạt động FDD TDD 20 Hình 4: Thiết bị người dùng 21 Hình 5: Mạng truy nhập vơ tuyến UTRAN .21 Hình 6: Vai trị logic 21 Hình 7: Mạng lõi .21 Hình 8: Cấu trúc cell UMTS .22 Hình 9: Cấu trúc kênh vật lý riêng đường lên 22 Hình 10: Cấu trúc kênh vật lý riêng đường xuống 23 Y Hình 1: Kiến trúc phẳng 23 Hình 2: UTRAN  E-UTRAN Node B - eNB 24 Hình 3: Mạng lõi gói phát triển – EPC 24 Hình 4: Kỹ thuật OFDM 24 Hình 5: Truyền dẫn đa sóng mang 25 Hình 6: Khoảng bảo vệ GI chống ISI .25 Hình 7: Đa truy cập cho đường lên LTE 26 Hình 8: Kỹ thuật đa anten MIMO .26 Hình 9: Kết hợp sóng mang 27 Hình 10: Truyền dẫn băng rộng .27 Hình 11: Giải pháp đa anten -MIMO .27 Hình 12: Các lặp chuyển tiếp 28 Hình 13: Băng tần 5G vô tuyến NR 28 TÓM TẮT Với tốc độ khoa học công nghệ phát triển ngày cao truyền thông di động phát triển đổi theo nhu cầu sử dụng người tăng cao Truyền thông di động môn học chuyên ngành ngành mạng - viễn thông, môn học cung cấp kiến thức kiến thức công nghệ kỹ thuật truyền thông di động Nội dung mơn học có chương bao gồm: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cấu trúc GSM Chương 3: Truyền thông tế bào quy hoạch mạng Chương 4: Cấu trúc kênh – thủ tục nhận thực báo hiệu Chương 5: Kỹ thuật đa truy cập, trải phổ CDMA Chương 6: Công nghệ 3G WCDMA UMTS Chương 7: Mạng 4G – LTE Phát triển 4G Dưới tóm tắt ngắn gọn tồn nội dung mơn học truyền thơng di động Tóm tắt mơn học giúp sinh viên nắm vững khái niệm, cấu trúc, nguyên lý hoạt động, giải thích phân tích thành phần cơng nghệ truyền thơng di động Ứng dụng kiến thức học để giải vấn đề truyền thơng thực tế, có khả diễn giải, hình thành ý tưởng, thiết kế, thực vận hành hệ thống truyền thông phù hợp theo hướng đại PHẦN 1: TĨM TẮT MƠN HỌC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Quá trình phát triển Hình : Quá trình phát triển 1.2     Một hệ mạng xuất sau khoảng 10 năm Mục tiêu hệ mạng di động thay đổi theo thời gian  Tăng chất lượng dịch vụ  Mở rộng phạm vi ứng dụng Thế hệ thứ Đặc điểm: Kỹ thuật tương tự Phương pháp truy cập: FDMA Dịch vụ chủ yếu thoại Giải vấn đề phủ sóng 1.3 -     Chất lượng Bảo mật thấp Chỉ cho phép gọi nội mạng Tạo tảng cho mạng thông tin di động Thế hệ 2G Yêu cầu chuẩn hóa hệ thống Sử dụng kỹ thuật số 1.3.1 Tiêu chuẩn 2G  Chất lượng thoại tốt  Giá dịch vụ thiết bị đầu cuối thấp  Thiết bị đầu cuối gọn nhẹ  Hỗ trợ nhiều dịch vụ tính  Tận dụng hiệu suất phổ tần  Sử dụng kỹ thuật điều chế số  Tương thích với hệ thống ISDN 1.3.2 Hệ thống hệ 2G - Hệ thống GSM (Global System for Mobile communication): đời năm 1989 tiêu chuẩn hóa Viện Tiêu Chuẩn Viễn Thông Châu Âu ETSI Hệ thống CDMA (Code Division Multiple Access): đời năm 1995 tiêu chuẩn hóa QUALCOMM tên thương mại CDMA-one (IS-95) Hệ thống IS-136 (D-AMPS) Hình : Hệ thống hệ 2G 1.3.3 - Thế hệ 2G – TDMA Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA  Nhiều thuê bao chia sẻ thời gian kênh truyền theo chu kỳ  Có thể kết hợp với FDMA  Các kênh cell có khoảng cách phổ tần phải đủ lớn Hình : TDMA 1.3.4 Thế hệ 2G – CDMA - Đa truy cập phân chia theo mã CDMA  Nhiều thuê bao truy cập lúc (sử dụng mã khác nhau)  Tín hiệu từ th bao khác đóng vai trị nhiễu  Số thuê bao sử dụng kênh bị giới hạn khả tạo mã Hình : CDMA 1.3.5 Dung lượng mạng CDMA Hình : Dung lượng mạng CDMA - 1.4 - - CDMA có dung lượng mạng lớn  Hiện tượng gần – xa  giải pháp: điều khiển công suất  Nhiễu vùng biên cell  chuyển giao mềm  Fading đa đường  giải pháp: máy thu cải tiến (RAKE)  Yêu cầu tốc độ truyền dẫn Thế hệ 3G Mạng 3G phải đáp ứng tiêu chuẩn IMT2000 ITU Đặc tính / tiêu chuẩn IMT2000:  Thiết kế có nhiều tính chung để phổ biến tồn giới  Tương thích với dịch vụ IMT2000 mạng cố định  Chất lượng dịch vụ cao  Thiết bị đầu cuối nhỏ  Có khả chuyển vùng (roaming) tồn cầu Hỗ trợ dịch vụ đa phương tiện, kết nối qua internet  Hỗ trợ dịch vụ gói số liệu tốc độ cao  Di chuyển nhanh (Vehicles) - 144kbps  Đi bộ, di chuyển chậm (Pedestrians) - 384kbps  Văn phòng (indoor) - 2Mbps  Dịch vụ băng rộng (R > 2Mbps, BW > 5MHz) cung cấp 1.4 Thế hệ 4G - ITU-R đưa tiêu chuẩn 4G: IMT-Advanced - Mạng 4G hướng tới di động rộng nơi - Thuật ngữ đại diện cho mạng 4G MAGIC 1.4.1 Thế hệ 4G – đặc tính IMT – ADV  Thiết kế có nhiều tính chung để  phổ biến tồn cầu  Tương thích với dịch vụ IMT  mạng cố định  Chất lượng dịch vụ cao   1.4.2 - Chuyển vùng toàn cầu Hỗ trợ ứng dụng đa phương tiện Khả liên kết với mạng truy cập vô tuyến khác Tốc độ bit đỉnh cao hỗ trợ dịch vụ ứng dụng tiên tiến Thế hệ 4G – Công nghệ kỹ thuật OFDM (OFDMA, SC – FDMA) MIMO Hạn chế mạng 4G:  Cần phải có thiết bị tương thích để kết nối với mạng 4G  Thiết bị di động tiêu hao lượng  Thành phần hệ thống phức tạp  Chi phí dịch vụ giá thành thiết bị tương đối cao 1.5 Thế hệ 5G - Hạ tầng mạng đa kết nối, đa tảng - Kết hợp 5G, 4G WiFi - Nền tảng cho cách mạng công nghiệp 4.0 1.5.1 - Thế hệ 5G – Băng tần (BW) Về bản, 5G bao gồm dải tần có tần số hoạt động khác gồm: dải tần GHz gọi Sub – GHz (Sub – 6) dải tần mmWave (sóng milimet) Hình : Các dải tần hoạt động 5G 1.5.2 - Ứng dụng 5G Băng thông động tăng cường eMBB:  Tốc độ đỉnh 20Gbps  Tốc độ người dùng cảm nhận 100Mbps Truyền thông độ tin cậy cực cao độ trễ thấp uRLLC  Độ trễ 1ms  Tỷ lệ lỗi 10^-9, độ tin cậy cao Truyền thông số lượng máy lớn mMTC  triệu thiết bị kết nối/km^2 Hình : Dạng sóng phổ - Giải trải phổ - Baseband:  Giải trải phổ máy thu: z (t )  c(t )  r (t )  c (t )  b(t )  c(t )  n(t )  b(t )  [c(t )  n(t )] r (t )  m(t )  n(t )  c(t )  b(t )  n(t ) V   Eb V   Eb   b(t )  1 V   Eb   b(t )  1 Hình : Giải trải phổ máy thu - Trải phổ DSSS - BPSK (Passband):   b(t )  k  bk p(t  kTb ) , m(t )  c(t )  b(t ) M ( f )  C ( f ) * B( f ) , Sc (t )   c(t )  c k  S (t )  - k p (t  kTc ) Tb , S c Eb cos(2 f c t   ) Tb (t )dt  Eb b(t )c(t ) cos(2 f ct   i ); 1  1  0, 1     Tb Hình : Trải phổ DSSS Giải trải phổ DSSS – BPSK (Passband): 17 - BPSK r (t )  s (t )  n(t ) z (t )  r (t )c (t ) , w(t )  z (t ) sc (t ) V   Eb S (t )  V   Eb   b(t )  1 V   Eb   b(t )  1 cos(2 f ct   ) Tb Sc (t )  , Eb m(t ) cos(2 f c t   ) Tb Tb Tb Tb 0 V   w(t )dt   z (t ) sc (t )dt   Eb b(t ) cos (2 f ct   )dt Tb Tb Hình : Giải trải phổ DSSS – BPSK 5.4 - Kỹ thuật CDMA Bộ phát DSSS – CDMA: Si (t )  bi (t )ci (t ) sci  bi (t )ci (t ) Eb cos(2 f ct  i ) Tb N , S (t )   Si (t ) i 1 Hình : Bộ phát DSSS – CDMA - Bộ thu DSSS – CDMA:  Máy thu chủ định: V1   Eb V   Eb   b1 (t )  1 V   Eb   b1 (t )  1 r1 (t )  S1 (t )  N  S (t )  n(t ), 1 i  i sc1 (t )  , S1 (t )  b1 (t )c1 (t ) 18 cos(2 f c t  1 ) Tb cos(2 f ct  1 ) Tb N z1 (t )  c1 (t ) S1 (t )  [  Si (t )  n(t )c1 (t )] 1 i  N w1 (t )  c1 (t ) S1 (t ) S c1 (t )  [  Si (t )  n(t )]c1 (t ) S c1 (t ) 1 i   Hình : Bộ thu DSSS – CDMA Máy thu không chủ định: Tb MAI1 ( )[bi (t )  0]   bi (t   )c1 (t )ci (t   )dt bi (t   )  1,  t ,  Tb T b MAI1 ( )[bi (t )  0]  Tb [  c1 (t )ci (t   )dt ]  Tb R1i ( ) Tb Hình : Máy thu khơng chủ định CHƯƠNG 6: CƠNG NGHỆ 3G WCDMA UMTS 6.1 Mạng 2.5G – GPRS 6.1.1 Chuyển mạch kênh CS - Chuyển mạch gói PS - Hình : Chuyển mạch kênh CS - Chuyển mạch gói PS Chuyển mạch gói dựa IP 6.1.2 Giao thức đường hầm GPRS GTP – GPRS Tunnel Protocol - Cấu trúc gói tin IP truyền tunnel: 19 Hình : Giao thức đường hầm GPRS GTP 6.1.3 GPRS – General Packet Radio Service - Đối với GSM, timeslot (TS) dùng cho thuê bao không chia sẻ với thuê bao khác dù có lúc liệu khơng truyền - Chuyển mạch kênh 6.1.4 - Trong hệ thống GPRS: Nếu thuê bao có nhiều liệu cần truyền, mạng phận thêm nhiều block PDTCH (Packet Data Traffic Channel) - Chuyển mạch gói Chức thành phần SGSN:  Nhận thực, xác minh UE  Quản lý trình di động  -  Quản lý việc đăng ký UE Quản lý việc tính cước Thực việc tìm gọi UE GGSN:  Kết nối với mạng data khác  -    Truyền data theo GTP Nhận chuyển thông tin từ UE mạng Truyền data theo GTP PCU:  Phân bổ/kiểm soát kênh PDTCH chia sẻ kênh GSM/GPRS  Kiểm sốt lỗi  Tìm gọi thuê bao Hệ thống 3G – IMT 2000 6.2 - Tốc độ truy cập cao - Mềm dẻo, linh động Tương thích với hệ thống di động có 6.2.1 - Giao diện vô tuyến – WCDMA Dải tần hoạt động FDD TDD (Kỹ thuật ghép kênh): Hình : Dải tần hoạt động FDD TDD 6.2.2 Kiến trúc hệ thống WCDMA – UMTS - Thiết bị người dùng (UE)  Thiết bị di động ME (TE/UE) 20   - Universal subsriber Identity Module (USIM) Card tích hợp UMTS (UICC – UMTS IC Card) Hình : Thiết bị người dùng Mạng truy nhập vô tuyến UTRAN     Node B: Cung cấp đường truyền vô tuyến, quản lý kênh điều khiển công suất RNC: Cung cấp quản lý đường truyền vô tuyến UTRAN = xRNC RNS = xNode B + RNC Hình : Mạng truy nhập vơ tuyến UTRAN - Độ điều khiển mạng vô tuyến RNC  Physical RNC  CRNC = Controlling RNC  Logic RNC  SRNC = Serving RNC DRNC = Drift RNC  Vai trò logic Hình : Vai trị logic - Mạng lõi Hình : Mạng lõi 21 - Cấu trúc cell UMTS Hình : Cấu trúc cell UMTS 6.2.3 Mã trải phổ - Mã định kênh (Channelization code) Cch , SF ,k - Rc  3,84Mcps Hàm trực giao (hàm Walsh) OVSF SF  Rc / Rs  k  SF  6.2.4 - Mã xáo trộn/ngẫu nhiên (Scrambling code): Mã Gold Các kênh logic – LoCH Kênh logic chia làm hai nhóm:  6.2.5 Các kênh điều khiển báo hiệu (CCH) để truyền thông tin điều khiển báo hiệu: BCCH , PCCH , CCCH , DCCH Các kênh lưu lượng (TCH) để truyền thông tin người sử dụng: DTCH, CTCH  Cấu trúc kênh vật lý riêng đường lên SF  - Rc 2560 256   k Rs 10.2k k  0, ,  SF  256  Kênh vật lý = khung tần số + khe thời gian + mã định kênh ngẫu nhiên Hình : Cấu trúc kênh vật lý riêng đường lên 6.2.6 Cấu trúc kênh vật lý riêng đường xuống 22 Hình : Cấu trúc kênh vật lý riêng đường xuống CHƯƠNG 7: MẠNG 4G – LTE VÀ PHÁT TRIỂN 4G 7.1 Cấu trúc hệ thống LTE – Long Term Evolution  Kiến trúc phẳng Hình : Kiến trúc phẳng - LTE  eNodeB  SAE GW Mục tiêu:  Hệ thống toàn IP phẳng  Tính di động linh hoạt   7.1.1    Chỉ có chuyển mạch gói Tầm phủ sóng: – 100 km Tăng tốc độ data Giảm độ trễ Giảm chi phí hoạt động chi phí vốn EPS  eNode B  EPC  LTE Thiết bị người dùng (UE) - UE - User Equipment thiết bị mà người dùng đầu cuối sử dụng để liên lạc UE mobile, laptop … chứa module nhận dạng thuê bao toàn cầu ( USIM – Universal Subcriber Identity Module) - USIM sử dụng để nhận dạng xác thực người sử dụng để lấy khóa bảo mật nhằm bảo vệ việc truyền tải giao diện vô tuyến 7.1.2 UTRAN  E-UTRAN Node B - eNB 23 Hình : UTRAN  E-UTRAN Node B - eNB - RNC chia làm phần:  RNC phần báo hiệu tích hợp vào MME S-GW/P-GW  RNC phần data tích hợp vào eNB - Nhận xét: giống có số phần mềm cải tiến tích hợp vào để giải kiến trúc phẳng 7.1.3 E-UTRAN NodeB (eNodeB) - eNodeB trạm gốc vơ tuyến kiểm sốt tất chức vơ tuyến phân bố tồn vùng phủ sóng 7.1.4 Mạng lõi gói phát triển – EPC - EPC có chức điều khiển UE thiết lập thơng báo/cuộc gọi/dịch vụ - Các Node EPC: MME, S-GW, P GW, HSS, PCRF Hình : Mạng lõi gói phát triển – EPC Các kỹ thuật then chốt - Đa truy cập phân chia theo tần số trực giao: OFDMA - Đa truy cập phân chia theo tần số đơn sóng mang: SC-FDMA - Kỹ thuật đa anten: MIMO 7.2.1 Kỹ thuật OFDM - Tốc độ truyền dẫn băng thông:  Truyền dẫn tốc độ cao với chu kỳ ký hiệu hẹp băng thông rộng  Tín hiệu truyền dẫn dễ bị ảnh hưởng nhiễu liên ký hiệu ISI fading đa đường 7.2 Hình : Kỹ thuật OFDM 24 - Truyền dẫn đa sóng mang Hình : Truyền dẫn đa sóng mang Chia nhỏ băng tần thành sóng mang (subanned)  đáp ứng kênh ứng với sóng mang xem phẳng BSC (f )C BSC : BW sóng mang (f )C : bề rộng độ ổn định tần số kênh  Truyền dẫn nối tiếp đơn sóng mang o Kênh băng rộng o Ảnh hưởng ISI o Bộ cân kênh miền thời gian phức tạp  Truyền dẫn song song đa sóng mang o Kênh băng hẹp o Giảm ảnh hưởng ISI o Bộ cân kênh miền tần số đơn giản 7.2.2 Kỹ thuật điều chế OFDM - Truyền dẫn đa sóng mang: FDM OFDM  OFDM dạng kỹ thuật FDM khơng có khoảng băng tần bảo vệ sóng mang chồng lên - Phổ tần: FDM OFDM  OFDM có phổ chồng lẫn khơng có ICI nhờ sóng mang trực giao - Tính trực giao sóng mang  Mỗi sóng mang sóng sin miền thời gian có dạng sin(x)/x miền tần số  Để trực giao, tần số sóng mang số nguyên lần nghịch đảo thời gian f  k /T - - s symbol OFDM: k Nhiễu liên ký hiệu ISI miền thời gian  Nhiễu miền tần số khử nhờ tính trực giao  Trễ đa đường gây nhiễu ISI miền thời gian, ký hiệu OFDM trước gây nhiễu cho ký hiệu OFDM sau Khoảng bảo vệ GI chống ISI 25 - Hình : Khoảng bảo vệ GI chống ISI  Thêm khoảng bảo vệ GI ký hiệu OFDM  Khoảng GI phải đủ dài (lớn độ trễ cực đại) để khử hoàn tồn ISI Tiền tố vịng CP:  Chép phần cuối ký hiệu OFDM lên phần đầu  Độ dài CP phụ thuộc vào độ trễ cực đại cho phép (gần ¼ chiều dài data)  Trong LTE: CP tiêu chuẩn = 4, 69  s  cho phép độ trễ kênh đa đường ứng với 1,4km chiều dài symbol Ts  66,  s  Truyền dẫn đa sóng mang: chuyển tín hiệu băng rộng thành N sóng mang (subcarrier) băng hẹp trực giao song song 7.2.3 SC – FDMA (DFT Spread OFDM) - Đa truy cập cho đường lên LTE:  SC -FDMA: đa truy cập phân chia theo tần số đơn sóng mang  Giảm tỉ số công suất đỉnh công suất trung bình PAPR  Tín hiệu miền thời gian giống tín hiệu đơn sóng mang Hình : Đa truy cập cho đường lên LTE 7.2.4 Kỹ thuật đa anten MIMO - Ghép kênh không gian (V-BLAST: Vertical-Bell Laboratories Layered Space-Time) - Phân tập không gian (STBC: Space Time Block Coding = Alamouti Codes ) - MIMO 2x2 , MIMO 4x4 Hình : Kỹ thuật đa anten MIMO 26 7.3 LTE Advanced - Một số đặc điểm LTE – Advanced:  Tốc độ liệu đỉnh: Gbps cho đường xuống 500 Mbps cho đường lên  Băng thông sử dụng: thay đổi 5MHz-20MHz, lớn tới 40MHz hay 100MHz  Hiệu suất phổ đỉnh: 15bps/Hz cho đường xuống 6,75 bps/Hz cho đường lên  Thời gian chờ: nhỏ 50 ms chuyển từ trạng thái rỗi sang trạng thái kết nối nhỏ 5ms cho chuyển mạch gói riêng lẻ  Khả tương thích: LTE-Advance có khả liên kết mạng với LTE hệ thống 3GPP 7.3.1 Kết hợp sóng mang – Carrier Aggregation - LTE Advanced sử dụng độ rộng băng truyền dẫn cao so với LTE, UL 40MHz DL lên đến 100MHz - Độ rộng băng truyền dẫn cao nhằm hướng đến mục tiêu đạt tốc độ đỉnh cao Hình : Kết hợp sóng mang 7.3.2 Truyền dẫn băng rộng - Các sóng mang thành phần tập hợp liên tục, không liên tục qua nhiều băng tần (liên băng tần) Hình : Truyền dẫn băng rộng 7.3.3 Giải pháp đa anten -MIMO - Công nghệ đa anten MIMO công nghệ then chốt LTE LTE-Advanced - Việc sử dụng kỹ thuật MIMO giúp đạt hiệu tốc độ nâng cao chất lượng LTE-Advanced Hình : Giải pháp đa anten -MIMO 27 7.3.4 Các lặp chuyển tiếp - RNs trạm công suất thấp, cung cấp nâng cao chất lượng phủ sóng vùng biên cell hay vùng có địa hình phức tạp - Các user khu vực biên cell có SNR thấp xa trạm gốc Hệ thống 4G lại yêu cầu truyền liệu tốc độ cao nên user biên cell không đáp ứng tốc độ theo yêu cầu - Kỹ thuật chuyển tiếp mở rộng vùng phủ sóng khu vực biên cell, giúp user khu vực biên cell đảm bảo tốc độ truyền liệu cao yêu cầu hệ thống 4G Hình : Các lặp chuyển tiếp 7.3.5 Phối hợp truyền dẫn đa điểm CoMP - Tăng hiệu sử dụng mạng: việc cung cấp kết nối tới nhiều trạm lúc, liệu tận dụng tối ưu tài nguyên trạm thu phát - Giảm nhiễu: Hệ thống giúp cải thiện đáng kể tỉ lệ tín hiệu tạp âm can nhiễu thiết bị đầu cuối - Nâng cao chất lượng thuê bao: sử dụng nhiều tế bào mạng thuê bao tăng khả thu nhận giảm đáng kể việc kết nối 7.4 Phát triển 4G – Mạng 5G 7.4.1 Lớp vật lý mạng 5G - Băng tần 5G vô tuyến NR (New Radio) Hình : Băng tần 5G vô tuyến NR 7.4.2 Kiến trúc kỹ thuật khuyến nghị mạng 5G - Kiến trúc mạng:  Mạng truy cập vô tuyến đám mây C-RAN ( Cloud-RAN)  Truyền thông thiết bị thiết bị (D2D)  Cấu trúc mạng lõi Nano - Kỹ thuật:  Đa sóng mang lọc băng tần FBMC  Cơng nghệ sóng milimet  Đa truy nhập phân chia theo búp sóng BDMA  Đa truy nhập phi trực giao NOMA, SCMA  Massive MIMO  Mơ hình trạm HAPS PHẦN 2: NHẬN XÉT, PHÂN TÍCH TĨM LƯỢC 28 ĐỀ: Nhận xét, phân tích tóm lược quá trình phát triển của các thế ̣ mạng di động thế giới và tại Viê ̣t Nam SV cho biết ý kiến cá nhân Nhận xét, Phân tích tóm lược: - 1G:  1G mạng thông tin di động khơng dây giới Nó hệ thống giao tiếp thông tin qua kết nối tín hiệu analog giới thiệu lần vào năm đầu thập niên 80s  mạng 1G trở nên phổ biến giới, Việt Nam chưa thực nhiều người biết đến Vào thời điểm này, hầu hết người Việt sử dụng điện thoại bàn với kết nối có dây, phận nhỏ trang bị đàm để liên lạc qua không dây - 2G:  2G hệ thứ hai mạng di động, mắt vào năm 1992 triển khai thương mại dựa tiêu chuẩn GSM Phần Lan nhà mạng Radiolinja (hiện phần cơng ty viễn thơng Elisa Oyj)  Tín hiệu vô tuyến cài đặt thông tin mạng di động 2G tín hiệu kỹ thuật số  Ở hệ mạng 2G phiên mạng 2.5G mạng 2.75G Cụ thể sau:  Mạng 2.5G (hay cịn gọi GPRS) mắt vào năm 2000, phiên mạng nâng cao chất lượng gọi, bên cạnh đó, việc kết nối Internet thiết bị di động bắt đầu hình thành Tốc độ mạng tối đa mạng 2.5G 50 Kbps nên việc truy cập Internet tương đối khó khăn  Mạng 2.75G (hay gọi EDGE) mắt vào năm 2003, phiên chất lượng mạng cải tiến tốt nhiều so với mạng GPRS Tốc độ mạng đạt 1Mbps  truy cập Internet để đọc báo  Ở Việt Nam Mobifone nhà mạng di động Và phủ sóng mạng 2G tồn quốc vào năm 1998, nhiên, nhà mạng VinaPhone nhà mạng làm điều - 3G:  3G hệ thứ ba giới thiệu nhà mạng NTT Docomo vào năm 2001, thương mại hóa vào năm 2003, cho phép truyền tải liệu thoại liệu khác email, hình ảnh, âm thanh, video,…  Mạng 3G hỗ trợ dịch vụ truyền thông tin với tốc độ thấp 200 kbit/giây  Công nghệ 3G có tốc độ truyền liệu nhanh hơn, dung lượng mạng lớn dịch vụ mạng cải thiện nhiều  Mạng 3G phủ sóng Việt Nam vào năm 2009 VinaPhone 13 tỉnh thành phố - 4G:  4G hệ thứ tư phổ biến thời điểm (thời điểm năm 2021) Mạng 4G (LTE) mắt vào năm 2013, cho tốc độ truyền tải liệu cực nhanh, lý tưởng vào khoản 1Gb đến 1,5Gb giây 29  Công nghệ 4G công nghệ di động tiên tiến cho phép người dùng xem video nghe âm chất lượng cao thông qua giao thức Internet (Internet Protocol) end – to – end (từ đầu sang đầu kia, nguồn đến đích)  Việt Nam nước triển khai mạng 4G chậm, đến tận năm 2017 phủ sóng tồn quốc mạng 4G Tuy có chậm chút bù lại, tốc độ mạng Việt Nam tốt (ở mức 21,49 Mbps), đứng thứ Đông Nam Á, xếp sau Singapore - 5G:  5G hệ thứ năm mạng di động, phát triển khoảng – năm trở lại Và cho cịn mạnh WiFi  5G chưa phổ cập rộng rãi cho tất người dùng, thời điểm tại, chưa có nhiều quốc gia phủ sóng mạng 5G, có phí cao thiết bị hỗ trợ chưa thực nhiều  Nhưng 5G xem cách mạng lớn, hỗ trợ tốt cho IoT, VR, AR,… cơng nghệ xem chìa khóa để hướng đến tương lại người  Mạng 5G có tốc độ truyền tải liệu lớn gấp 10 lần 4G, có nghĩa điều kiện lý tưởng, 5G truyền tải liệu lên đến 10Gb giây  năm 2020, Việt Nam trở thành nước thứ năm giới làm chủ công nghệ 5G, sản xuất thiết bị hạ tầng 5G, sản xuất điện thoại 5G.   Viettel trở thành nhà mạng thị trường giúp Việt Nam bắt kịp nước đầu 5G giới Mỹ, Úc, Nhật Bản Hàn Quốc Với cơng nghệ 3G 4G Việt Nam triển khai sau giới, với 5G Việt Nam nhóm nước đầu -     Nhận xét cá nhân: Từ tồn q trình phát triển hệ mạng di động giới việt nam, ta thấy nhu cầu sử dụng internet người tăng cao có thay đổi việc sử dụng thiết bị kết nối Internet Từ nhu cầu đơn giản nghe gọi, nhắn tin đến người có nhu cầu nhiều muốn truy cập vào Internet để lướt web, gọi video, lướt Facebook, gửi email, xem video, hay chơi game trực tuyến nhiều ứng dụng lớn Các nhà cung cấp viễn thông công ty công nghệ khắp giới nghiên cứu, phát triển giải pháp công nghệ để đáp ứng nhu cầu ngày tăng cao Hiện nay, nhà mạng lớn Việt Nam triển khai mạng 5G số tỉnh thành phố nước Với công nghệ 3G 4G Việt Nam triển khai sau giới, với 5G Việt Nam nhóm nước đầu Điều cho thấy khơng có bước đầu hội nhập đầy khó khăn, đánh dấu nỗ lực cố gắng nhà mạng cung cấp dịch vụ mục đích mang đến phát triển cải tiến để không bị bỏ lại đua với các nước giới TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]Mobile Wireless Communications - Mischa Schwartz [4]thong_tin_di_dong_giáo trình.pdf [5]Giao trinh thongtindidong.pdf https://hcmcpv.org.vn/tin-tuc/viet-nam-di-cung-the-gioi-ve-cong-nghe-mang-5g-1491874731 30 https://tinhte.vn/thread/tong-quan-kien-thuc-ve-cac-the-he-mang-di-dong.270153/ https://quangnam.gov.vn/webcenter/portal/ubnd/pages_tin-tuc/chi tiet? dDocName=PORTAL125458 31 ... độ khoa học cơng nghệ phát triển ngày cao truyền thông di động phát triển đổi theo nhu cầu sử dụng người tăng cao Truyền thông di động môn học chuyên ngành ngành mạng - viễn thông, môn học cung... tóm tắt ngắn gọn tồn nội dung mơn học truyền thơng di động Tóm tắt mơn học giúp sinh viên nắm vững khái niệm, cấu trúc, nguyên lý hoạt động, giải thích phân tích thành phần cơng nghệ truyền thông. .. kiến thức kiến thức công nghệ kỹ thuật truyền thơng di động Nội dung mơn học có chương bao gồm: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cấu trúc GSM Chương 3: Truyền thông tế bào quy hoạch mạng Chương 4: