CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.3. Băng tần triển khai LTE
1.3.2. Băng tần 700MHz
Cho đến lúc này, có 10 băng tần FDD và 4 băng tần số TDD khác nhau đã được định nghĩa trong 3GPP có thể được sử dụng cho LTE. Nhiều băng tần khác cũng được đưa ra như băng 700MHz ở Hoa kỳ.
FCC đã đưa ra đấu giá 62 MHz trong băng tần số 700 MHz. Băng này có giá trị cao do tần số của băng tần này thấp nên cho phép tín hiệu truyền xa hơn và cung cấp chất lượng phủ sóng trong các tòa nhà tốt hơn các băng tần số cao như băng 2,5 GHz. Vì vậy, các nhà khai thác cần ít trạm gốc hơn để phủ sóng một vùng điều này dẫn đến giá đầu tư thấp hơn.
Vô tuyến Verizon một thành viên của thông tin Verizon ở Hoa Kỳ và Vodafone của Châu Âu là công ty dành chiến thắng lớn nhất trong cuộc đấu giá băng tần 700 MHz. Nhà khai thác CDMA này đã chi 9,63 tỷ đôla để dành được phổ tần này trên toàn quốc với 298 triệu dân, cộng với 102 giấy phép ở các thị trường
riêng lẻ với 171 triệu dân để triển khai LTE.
Châu Âu sẽ đưa ra bán một số phổ tần số quan trọng trong băng tần số siêu cao (UHF) như băng phát thanh truyền hình ở những vùng khác nhau mà ở đó sóng TV tương tự đã được giải phóng nhưng việc này cũng mất vài năm do đa số các đài phát thanh truyền hình của các quốc gia ở Châu Âu đang sử dụng phổ tần số này. Ở Anh hoặc Thụy Điển đã quyết định dành những băng tần có giá trị cho các ứng dụng di động. Các quốc gia khác sẽ đi theo hướng này trong thời gian tới.
1.3.3.Băng tần 2600 MHz
Phổ tần số trong băng 2,5 ÷ 2,69 GHz cũng sẽ là một băng tần có giá trị cho LTE và cho Wimax ở Châu Âu. Có tối đa 140 MHz (2 x 70 MHz) phổ tần số sẽ được phân chia cho các dịch vụ FDD như LTE và 50 MHz khác cho băng TDD sẽ thích hợp nhất cho các dịch vụ Wimax. Đến bây giờ, Na Uy và Thụy Điển đã đấu giá phổ tần số này trong khi đó Hà Lan, Đức, Áo và Anh đã lập kế hoạch đấu giá. Các nhà quản lý Châu Á cũng đang xem xét băng tần này.
1.3.4.Các băng tần khác
LTE cũng có thể đóng một vai trò trong các băng tần GSM 900 MHz và 1800 MHz hoặc 2100 MHz do có ưu điểm là được sử dụng một cách rộng rải và đặc tính truyền sóng tốt. Băng 2,1 GHz cũng được ủng hộ dành cho LTE đặc biệt ở Châu Á. Ước chừng có 150 quốc gia đang sử dụng băng tần số cho các dịch vụ WCDMA nhưng không có nhiều nước sử dụng phổ tần số trong băng 2,1 GHz để mở đường cho sự triển khai LTE bên cạnh các mạng WCDMA.
Các thiết bị đầu cuối và cơ sở hạ tầng mạng đầu tiên của LTE sẽ được hỗ trợ nhiều băng tần số do đó LTE sẽ có thể nhanh chóng dành được quy mô kinh tế lớn trên thế giới. Điều này có nghĩa là các nhà khai thác có thể sử dụng LTE trong cả băng tần đang tồn tại và băng tần số mới và dần dần nó sẽ được triển khai trong tất cả các băng di động ô mạng. Trái ngược với các hệ thống di động ô mạng trước đây, LTE sẽ nhanh chóng được triển khai trên nhiều băng tần.
Có nhiều băng tần LTE được triển khai và các nhà cung cấp đang xem xét băng tần số nào có nhiều triển vọng nhất. Tuy nhiên, một khía cạnh khác đó là mỗi
nhà khai thác sẽ được cấp một độ rộng băng bao nhiêu cho các dịch vụ di động thế hệ tiếp theo. Ở đây sự khác biệt thậm chí còn lớn hơn và mỗi nhà khai thác sẽ đánh giá những lợi ích của LTE tới mức độ thay đổi theo vị trí phổ tần duy nhất của họ. 1.4.Các dịch vụ của LTE
Với những ưu điểm vượt trội hơn so với các công nghệ khác hiện nay, LTE hứa hẹn cung cấp các dịch vụ băng rộng di động với việc tăng thêm các dịch vụ giá trị gia tăng. Thông qua việc kết hợp tốc độ dữ liệu rất cao cho đường lên và đường xuống, sử dụng phổ tần hiệu quả và linh hoạt hơn, giảm trễ gói, mục tiêu bao quát của LTE là sự ổn định và tăng mức lợi nhuận trung bình trên mỗi thuê bao (ARPU) là đặc trưng của nhiều thị trường di động.
Trong diễn đàn UMTS năm 2007, các nghiên cứu phân tích đã so sánh dịch vụ được cung cấp bởi công nghệ mạng di động ngày nay với các dịch vụ của LTE thông qua tốc độ đường xuống cao hơn và giảm trễ cho các dịch vụ dữ liệu gói.Bảng 1.2 minh họa một vài dịch vụ và ứng dụng mà LTE cung cấp trong môi trường di động.
Bảng 1.2 Một vài dịch vụ và ứng dụng của LTE
Dịch vụ Môi trường hiện tại Môi trường LTE
Thoại Âm thanh thời gian thực VoIP, hội nghị hình ảnh chất lượng cao
Tin nhắn
P2P
SMS, MMS, e-mail ưu
tiên thấp Tin nhắn hình ảnh, IM, e-mail di động
Trình duyệt
Truy nhập vào dịch vụ thông tin trực tuyến, giới hạn truy nhập WAP qua
mạng GPRS và 3G
Duyệt web siêu nhanh, tải nội dung lên
các trang mạng xã hội
Thông tin
trả tiền
Nội dung mà người dùng trả tiền theo phí mạng tiêu chuẩn. Chủ yếu là thông
tin dựa trên văn bản
Báo điện tử, luồng âm thanh chất
Dịch vụ Môi trường hiện tại Môi trường LTE Cá nhân hóa Phần lớn là nhạc chuông, cũng bao gồm hình nền, nhạc chờ
Âm thanh thực (bản ghi âm gốc của ca
sĩ), các trang web di động cá nhân
Trò chơi Trò chơi trực tuyến và có thể tải về
Trải nghiệm trò chơi trực tuyến như
nhau ở cả mạng di động và cố định
TV/Video theo yêu
cầu
Xem trực tiếp và nội dung
video có thể tải về
Dịch vụ truyền hình quảng bá, truyền hình theo yêu cầu, luồng video chất
lượng cao Âm nhạc Dịch vụ radio tương tự và
tải về các bài nhạc
Tải xuống âm nhạc chất lượng cao và
lưu trữ Tin nhắn nội dung và đa phương tiện
Nhắn tin peer to peer bằng cách sử dụng nội dung bên thứ ba cũng như tương tác với phương tiện
khác
Phân bố trên phạm vi rộng các đoạn video, dịch vụ karaoke, quảng cáo hình
ảnh di động Thương mại di động (M- commerce) Đặt các giao dịch (bao gồm cả đánh bạc) và phương tiện thanh toán
thông qua mạng di động
Điện thoại di động như là thiết bị thanh toán, với chi tiết thanh toán thực hiện trên mạng tốc độ cao để cho phép hoàn
thành nhanh chóng các giao dịch Mạng số liệu di động Truy nhập các mạng nội bộ công ty và cơ sở dữ liệu cũng như là sử dụng các ứng dụng như CRM
Truyền file P2P, các ứng dụng thương mại, chia sẻ ứng dụng, truyền thông M2M, mạng nội bộ/mạng diện rộng di
động
(Nguồn: Analysys Research/UMTS Forum 2007)
Với người sử dụng, họ sẽ được trải nghiệm với các dịch vụ phạm vi rộng, chia sẻ nội dung đa phương tiện, ca nhạc, hình ảnh. Các dịch vụ này sẽ cần thông lượng lớn đáng kể để cung cấp chất lượng dịch vụ tương xứng, nhu cầu của người dùng trong tương lai sẽ được tăng bởi tính phổ biến ngày càng nhiều các dịch vụ trên các
nền tảng băng rộng như truyền dẫn hình ảnh độ phân giải cao (HDTV).
Với các thương mại, LTE cung cấp truyền tải các file lớn tốc độ cao, hội nghị truyền hình chất lượng cao, truy nhập bảo mật mạng doanh nghiệp.
Tương tự, lần đầu tiên LTE mang đặc trưng của Web 2.0 vào không gian di động. Cùng với thương mại điện tử bảo mật, LTE mở rộng các ứng dụng thời gian thực ngang hàng như trò chơi điện tử nhiều người chơi và chia sẻ thông tin.
1.5.Kiến trúc hệ thống mạng LTE
1.5.1. Kiến trúc tổng thể hệ thống LTE
Kiến trúc hệ thống LTE được phân thành 4 phần chính [3], bao gồm: 1) Thiết bị người dùng (UE).
2)Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất tổng hợp nâng cao (E-UTRAN). 3) Lõi mạng gói tiến tiến (EPC).
4) Phần dịch vụ.
Hình 1.5 cho thấy kiến trúc và các thành phần của mạng LTE/phát triển kiến trúc hệ thống (SAE). Các nút logic và các kết nối là cần thiết cho cấu hình kiến trúc mạng cơ bản. Các thành phần và chức năng này luôn luôn cần thiết khi có sự tham gia của mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS nâng cao (E-UTRAN) vào hệ thống. UE, E-UTRAN, cùng với EPC tương ứng với lớp kết nối IP. Phần này còn gọi là hệ thống gói tiên tiến (EPS). Chức năng chính của lớp này là cung cấp kết nối dựa trên IP và nó tối ưu hóa tốt nhất để phục vụ cho mục đích này. Tất cả các dịch vụ đều được cung cấp trên lớp IP. Các nút chuyển mạch kênh và các giao diện trong các kiến trúc 3GPP trước đó không có mặt trong E-UTRAN và EPC. Công nghệ IP cũng chi phối đến truyền tải dữ liệu, khi được thiết kế để hoạt động trên nền IP.
Hình 1.5 : Kiến trúc hệ thống SAE/LTE [9]
Sự phát triển mạng truy nhập E-UTRAN được tập trung tại một nút là NodeB nâng cao (eNodeB). Tất cả các chức năng vô tuyến được tập hợp tại đây, eNodeB là điểm cuối của tất cả các giao thức liên quan đến vô tuyến. E-UTRAN đơn giản là một mạng các eNodeB được kết nối tới các eNodeB lân cận bằng giao diện X2.
Một trong những sự thay đổi kiến trúc lớn nhất trong mạng lõi EPC là không tồn tại miền chuyển mạch kênh và không kết nối trực tiếp đến các mạng chuyển mạch kênh truyền thống như ISDN hoặc PSTN. EPC có chức năng tương đương với miền chuyển mạch gói trong các mạng 3GPP hiện tại. Tuy nhiên vẫn có những thay đổi đáng kể trong sự sắp xếp các chức năng và hầu hết các nút và kiến trúc cũ được hoàn thiện mới.
Hình 1.5 cũng chỉ ra một thành phần được gọi là cổng phát triển kiến trúc hệ thống (SAE). Đó là sự kết hợp của hai cổng: cổng dịch vụ (S-GW) và cổng mạng dữ liệu gói (P-GW) định nghĩa cho miền dữ liệu người dùng (UP) trong mạng EPC. Giữa hai cổng này cũng được định nghĩa giao diện giữa chúng và các hoạt động của nó cũng được tách biệt.