CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MẠNG LTE
1.3. GIỚI THIỆU VỀ LTE
1.3.1. Đặc điểm của mạng LTE
Phần lớn tiêu chuẩn LTE hướng đến việc nâng cấp 3G UMTS để cuối cùng có thể thực sự trở thành công nghệ truyền thông di động 4G. Một lượng lớn cơng việc là nhằm mục đích đơn giản hóa kiến trúc hệ thống, vì nó chuyển từ mạng UMTE sử dụng kết hợp chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói sang hệ thống kiến trúc phẳng tồn IP. E-UTRA là giao diện vô tuyến của LTE. So với hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 mạng LTE có những ưu điêm vượt trội như: Tốc độ dữ liệu cao hơn rất nhiều lần so với 3G; tăng hiệu quả sử dụng phổ và giảm thời gian trễ; cấu trúc mạng sẽ đơn giản hơn, và sẽ khơng cịn sử dụng chuyển mạch kênh; hiệu quả trải phổ tăng 4 lần và tăng 10 lần user/cell so với WCDMA; độ rộng băng tần linh hoạt cũng là một ưu điểm quan trọng của LTE đối với WCDMA. Nó có các tính năng chính như sau:
- Hiệu suất phổ cao: Kỹ thuật OFDM ở Downlink giúp hạn chễ nhiễu đa đường và SC- FDMA ở Uplinh giúp PARP thấp.
- Tốc độ dữ liệu cao: Tăng tốc độ dữ liệu bằng biện pháp phát nhiều dòng dữ liệu độc lập qua các antena riêng lẻ. Tốc độ tải xuống đỉnh lên tới 299.6 Mbit/s và tốc độ tải lên đạt 75.4 Mbit/s phụ thuộc vào kiểu thiết bị người dùng. 5 kiểu thiết bị đầu cuối khác nhau đã được xác định từ một kiểu tập trung vào giọng nói tới kiểu thiết bị đầu cuối cao cấp hỗ trợ các tốc độ dữ liệu đỉnh. Tất cả các thiết bị đầu cuối đều có thể xử lý băng thông rộng 20 MHz.
- Độ trễ thấp: Trễ truyền dẫn dữ liệu tổng thể thấp (thời gian trễ đi-về dưới 5 ms cho các gói IP nhỏ trong điều kiện tối ưu), trễ tổng thể cho chuyển giao thời gian thiết lập kết nối nhỏ hơn so với các công nghệ truy nhập vô tuyến kiểu cũ.
- Cải thiện hỗ trợ cho tính di động, thiết bị đầu cuối di chuyển với vận tốc lên tới 350 km/h hoặc 500 km/h vẫn có thể được hỗ trợ phụ thuộc vào băng tần.
30
- OFDMA được dùng cho đường xuống, SC-FDMA dùng cho đường lên để tiết kiệm công suất.
- Hỗ trợ cả hai hệ thống dùng FDD và TDD cũng như FDD bán song công với cùng công nghệ truy nhập vô tuyến.
- Hỗ trợ cho tất cả các băng tần hiện đang được các hệ thống IMT sử dụng của ITU-R.
- Tăng tính linh hoạt phổ tần: độ rộng phổ tần 1,4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz và 20 MHz được chuẩn.
- Hỗ trợ kích thước tế bào từ bán kính hàng chục m (femto và picocell) lên tới các macrocell bán kính 100 km.
- Hỗ trợ ít nhất 200 đầu cuối dữ liệu hoạt động trong mỗi tế bào có băng thơng 5 MHz.
- Hỗ trợ hoạt động với các chuẩn cũ.
- Tính di động : Tốc độ di chuyển tối ưu là 0-15 km/h nhưng vẫn hoạt động tốt với tốc độ di chuyển từ 15-120 km/h, có thể lên đến 500 km/h tùy băng tần.
- Giao diện vơ tuyến chuyển mạch gói.
- Sử dụng các tần số cấp phép để đảm bảo chất lượng dịch vụ : LTE sử dụng các dải tần số khác nhau trong dải 700 MHz-2,6 GHz điển hình bao gồm: 2100 MHz, 1900 MHz, 1700 MHz, 2600 MHz, 900 MHz, 800 MHz.
- Độ rộng BW :1,4 MHz; 3 MHz; 5 MHz; 10 MHz; 15 MHz; 20 MHz. Hỗ trợ cả 2 trường hợp độ dài băng lên và băng xuống bằng nhau hoặc không. Băng thông linh hoạt trong vùng từ 1.4 MHz đến 20 MHz, điều này có nghĩa là nó có thể hoạt động trong các dải băng tần của 3GPP. Trong thực tế, hiệu suất thực sự của LTE tùy thuộc vào băng thông chỉ định cho các dịch vụ và khơng có sự lựa chọn cho phổ tần của
31
chính nó. Điều này giúp đáng kể cho các nhà khai thác trong chiến lược về kinh tế và kỹ thuật. Triển khai tại các tần số cao, LTE là chiến lược hấp dẫn tập trung vào dung lượng mạng, trong khi tại các tần số thấp nó có thể cung cấp vùng bao phủ khắp nơi. Mạng LTE có thể hoạt động trong bất cứ dải tần được sử dụng nào của 3GPP. Nó bao gồm băng tần lõi của IMT-2000 (1.9-2 GHz) và dải mở rộng (2.5 GHz), cũng như tại 850-900 MHz, 1800 MHz, phổ AWS (1.7- 2.1 GHz)…Băng tần chỉ định dưới 5MHz được định nghĩa bởi IUT thì phù hợp với dịch vụ IMT trong khi các băng tần lớn hơn 5MHz thì sử dụng cho các dịch vụ có tốc độ cực cao. Tính linh hoạt về băng tần của LTE có thể cho phép các nhà sản xuất phát triển LTE trong những băng tần đã tồn tại của họ.
Bảng 1.1. Tốc độ dữ liệu hướng lên, hướng xuống , RTT của các cấu trúc mạng [6]