*OFDMA
OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access - Đa truy nhập phân tần trực giao) là một công nghệ đa sóng mang phát triển dựa trên nền kĩ thuật OFDM. Trong OFDMA, một số các sóng mang con, không nhất thiết phải nằm kề nhau, được gộp lại thành một kênh con (sub- channel) và các user khi truy cập vào tài nguyên sẽ được cấp cho một hay nhiều kênh con để truyền nhận tùy theo nhu cầu lưu luợng cụ thể.
OFDMA có một số ưu điểm như là tăng khả năng linh hoạt, thông lượng và tính ổn định đươc cải thiện. Việc ấn định các kênh con cho các thuê bao cụ thể, việc truyền nhận từ một số thuê bao có thể xảy ra đồng thời mà không cần sự can thiệp nào, do đó sẽ giảm thiểu những tác động như nhiễu đa truy xuất.
*Vô tuyến được định nghĩa bằng phần mềm - SDR
Lợi ích của vô tuyến được định nghĩa bằng phần mềm SDR mang lại hiệu suất xử lý cao để phát triển các trạm gốc và thiết bị đầu cuối đa băng, đa chuẩn. Mặc dù trong tương lai các đầu cuối sẽ thích ứng với giao diện vô tuyến để sẵn sàng cho công nghệ truy nhập vô tuyến, ở thời điểm hiện nay điều này đã được thực hiện nhờ có cơ sở hạ tầng. SDR mang lại nhiều lợi ích cho một số cơ sở hạ tầng. Ví dụ để tăng dung lượng mạng tại thời điểm nhất định (ví dụ như 1 sự kiện thể thao), nhà khai thác sẽ cấu hình lại mạng của họ nhờ việc lắp thêm vào trạm gốc vài thiết bị modem. SDR khiến cho việc cấu hình lại này rất dễ dàng.
Trong bối cảnh các hệ thống 4G, SDR sẽ tạo điều kiện dễ dàng cho một tập hợp rất nhiều các picocell và microcell đa chuẩn. Đối với nhà sản xuất, việc này có thể là một sự hỗ trợ lớn trong việc cung cấp các thiết bị
đa chuẩn, đa băng và giảm đi những nỗ lực phát triển và hạ giá thành thông qua việc xử lý đa kênh một cách đồng thời.
*MIMO – Multiple Input Multiple Output
MIMO sử dụng ghép kênh tín hiệu giữa rất nhiều các anten phát (đa thành phần không gian) trên miền thời gian hoặc miền tần số. Điều này rất phù hợp với OFDM, bởi vì có thể xử lý các tín hiệu thời gian độc lập ngay khi dạng sóng OFDM được thiết lập chính xác cho kênh. Đặc điểm này của OFDM giúp cho công đoạn xử lý được đơn giản hoá đi rất nhiều. Tín hiệu phát đi bởi m anten được n anten thu lại. Việc xử lý các tín hiệu thu được có thể mang lại một vài cải thiện hiệu năng: phạm vi, chất lượng của tín hiệu thu và hiệu suất phổ.
Đặc tính Lợi ích
Độ lợi tín hiệu: Tín hiệu ngõ vào từ nhiều anten được kết hợp lại để tối ưu công suất có sẵn nhằm thiết lập mức vùng phủ đã cho.
Vùng phủ tốt hơn: Việc tập trung năng lượng gửi ra trong một tế bào sẽ làm tăng vùng phủ của trạm gốc. Yêu cầu công suất tiêu thụ thấp hơn dẫn đến kích thước handset sẽ nhỏ hơn.
Sự loại bỏ nhiễu: Antenna pattern có thể được tạo ra do các nguồn nhiễu đồng kênh, việc cải thiện tỷ số tín hiệu trên nhiễu của tín hiệu thu được.
Tăng dung lượng:Việc điều khiển chất lượng các null tín hiệu chính xác và giảm nhiễu kết hợp với việc sử dụng lại tần số sẽ làm tăng dung lượng mạng. Kỹ thuật thích nghi (như là đa truy cập phân chia theo không gian) hổ trợ việc sử dụng lại tần số trong cùng một tế bào.
Phân tập không gian: Thông tin được tập hợp từ mảng anten được dùng để tối thiểu fading và các tác động của truyền đa đường không mong muốn.
Loại bỏ đa đường: Có thể giảm tác động trải trể của kênh, cho phép truyền tốc độ bit cao hơn mà không cần dùng bộ cân bằng.
Hiệu quả công suất: kết hợp các ngõ vào đến nhiều thiết bị để tối ưu tăng ích xử lý có sẳn trên đường xuống .
Chi phí giảm: Chi phí khuyếch đại công suất, công suất tiêu thụ giảm và độ tin cậy cao hơn.
Bảng 3: Các đặc tính và lợi ích của hệ thống anten thông minh
4.2.4. Các tính năng của LTE
Từ quan điểm kỹ thuật, mục đích cơ bản của LTE là cung cấp các tốc độ số liệu cao hơn cho cả truyền dẫn đường lên và đường xuống. Ngoài việc tăng tốc độ số liệu thực, LTE còn làm giảm trễ gói; giới hạn xác định tình trạng phản ứng lại của trò chơi điện tử, VoIP, thoại video và các dịch vụ thời gian thực.
Từ khía cạnh nhà khai thác, độ rộng băng tần kênh linh hoạt và chế độ hòa hợp FDD/TDD của LTE cho phép sử dụng sóng mang hiện tại và nguồn phổ tần trong tương lai một cách hiệu quả hơn. LTE cũng cung cấp một nền tảng mạnh mẽ hơn cho các nhà khai thác để cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng hấp dẫn trong miền di động.
Sau đây là các đặc điểm quan trọng của LTE:
- Tăng cường giao diện không gian cho phép tăng tốc độ số liệu: LTE được xây dựng trên một mạng truy nhập vô tuyến hoàn toàn mới dựa trên công nghệ OFDM. Được chỉ rõ trong 3GPP Release 8, giao diện không gian LTE kết hợp đa truy nhập và điều chế dựa trên OFDMA cho đường xuống, cùng với SC-FDMA cho đường lên. OFDM chia phổ tần khả dụng thành hàng nghìn sóng mang con cực hẹp, mỗi trong số chúng mang một phần của tín hiệu. Ở LTE, hiệu quả sử dụng phổ tần của OFDM được tăng cường lên nhờ các sơ đồ điều chế bậc cao hơn như là 64QAM, FEC tinh vi như là bit đuôi, mã hóa xoắn, mã hóa turbo, cùng với các kỹ thuật vô tuyến bổ sung như MIMO và định dạng chùm lên đến 4 anten mỗi trạm. Kết quả là thông lượng trung bình gấp 5 lần của HSPA, tốc độ số liệu đường xuống cực đại về mặt lý thuyết là 300 Mbit/s cho mỗi phổ tần 20 MHz, tốc độ đường lên theo lý thuyết của LTE có thể đạt 75 Mbit/s cho mỗi phổ tần 20 MHz.
- Hiệu quả sử dụng phổ tần cao: Hiệu quả sử dụng phổ tần cao hơn của LTE cho phép các nhà khai thác cung cấp ngày càng tăng số lượng khách hàng trong vùng phổ tần đang tồn tại và trong tương lai với chi phí phân phối mỗi bit được giảm xuống.
- Kế hoạch tần số linh hoạt: LTE có thể được cung cấp tối ưu trong ô có kích thước lên đến 5 km, khả dụng trong ô có bán kính lên đến 30 km, và sự thực thi bị giới hạn trong các ô có bán kính lên đến 100 km.
- Trễ được giảm: Bằng cách giảm thời gian round-trip xuống còn 10 ms hoặc thậm chí ít hơn (so với 40-50 ms cho HSPA), LTE cung cấp trải nghiệm người sử dụng đáp ứng nhanh hơn. Điều này cho phép các dịch vụ tương tác, thời gian thực như là trò chơi điện tử nhiều người, hội thảo video/audio chất lượng cao.
- Môi trường toàn IP: Một trong những tính năng đáng kể nhất của LTE là sự chuyển dịch đến mạng lõi hoàn toàn dựa trên IP với giao diện mở và kiến trúc đơn giản hóa. Sâu xa hơn, phần lớn công việc chuẩn hóa của 3GPP nhắm đến sự chuyển đổi kiến trúc mạng lõi đang tồn tại sang hệ thống toàn IP. Trong 3GPP, sự khởi đầu này được xem như Tiến hóa kiến trúc hệ thống (SAE) và hiện nay được gọi là Lõi gói cải tiến (EPC). Chúng cho phép cung cấp các dịch vụ linh hoạt hơn và sự liên hoạt động đơn giản với các mạng di động phi 3GPP và các mạng cố định. EPC dựa trên các giao thức TCP/IP – giống như phần lớn các mạng số liệu cố định ngày nay- vì vậy cung cấp các dịch vụ giống PC như thoại, video, tin nhắn và các dịch vụ đa phương tiện. Sự chuyển dịch lên kiến trúc toàn gói cũng cho phép cải thiện sự phối hợp với các mạng truyền thông không dây và cố định khác.
- Cùng tồn tại với các chuẩn và hệ thống trước: Người sử dụng LTE sẽ có thể thực hiện các cuộc gọi từ thiết bị đầu cuối của mình và phải truy nhập đến các dịch vụ số liệu cơ sở, thậm chí khi họ nằm trong vùng không phủ sóng LTE. Do đó, cho phép chuyển giao các dịch vụ xuyên suốt, liền, trôi chảy trong khu vực phủ sóng của HSPA, WCDMA hay GSM/GPRS/EDGE. Hơn thế nữa, LTE/SAE hỗ trợ không chỉ chuyển giao trong hệ thống, liên hệ thống mà còn chuyển giao liên miền giữa miền chuyển mạch gói và miền chuyển mạch kênh.
- Khả năng giảm chi phí: Đưa ra những tính năng như RAN đa nhà cung cấp hoặc mạng tự tối ưu SON sẽ giúp giảm OPEX và cung cấp tiềm năng giảm chi phí trên mỗi bit thấp hơn.