Uploaded byjackyjung1808
DOCX, PDF7,658 views

mang LTE

Báo cáo thực tập tốt nghiệp của sinh viên Đặng Anh Quyền cảm ơn thầy cô và công ty Bạch Mai vì đã hỗ trợ trong quá trình thực tập. Tài liệu tổng quan về công nghệ mạng LTE, các thế hệ di động và tiến trình phát triển của hệ thống thông tin di động tại Việt Nam. Báo cáo bao gồm các chương như lịch sử công ty, tổng quan về hệ thống thông tin di động, cấu trúc hệ thống, và các kỹ thuật sử dụng trong LTE.

Embed presentation

Downloaded 384 times
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Kỹ Thuật Điện Tử Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông đã truyền đạt, chỉ dẫn kiến thức tận tình cho em trong thời gian học tại trường. Em xin kính gửi lời cảm ơn đến cô NGUYỄN HỒNG HOA đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong thời gian thực tập và viết báo cáo này. Em xin chúc các thầy cô luôn khỏe mạnh và đạt được thêm những kết quả tốt đẹp trong sự nghiệp giáo dục. Em cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo cùng tập thể Công ty TNHH Thương Mại và Công Nghệ Thông Tin Bạch Mai đã hỗ trợ em trong thời gian thực tập vừa qua. Trong bốn tuần thực tập vừa qua chúng em đã được tham quan, trải ngiệm tại Công ty, đồng thời học hỏi được nhiều điều liên quan đến ngành học của em. Cả quá trình thực tập tại Công ty em luôn nhận được sự giúp đỡ, quan tâm từ phía Ban lãnh đạo và các anh chị trong Công ty. Đến nay thời gian thực tập đã kết thúc, Em kính chúc Ban Giám Đốc, các cô chú, các anh chị sức khỏe và thành công. Chúc Quý Công ty ngày càng phát triển vững mạnh trên con đường kinh tế hội nhập của đất nước. Hà Nội, ngày 10 tháng 8 năm 2015 Sinh Viên Đặng Anh Quyền
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ Hà Nội, ngày ….. tháng 08 năm 2015 Giảng viên hướng dẫn
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... Hà Nội, ngày….. tháng 08 năm 2015 Giảng viên phản biện
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT..........................................................................................1 LỜI MỞ ĐẦU ..............................................................................................................................3 CHƯƠNG 1 ..................................................................................................................................4 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH TM & CNTT ................................4 BẠCH MAI...................................................................................................................................4 1.1 Lịch sử hình thành và phát triển..............................................................................4 1.2 Sơ đồ cơ cấu tổ chức bộ máy của Công ty...............................................................4 CHƯƠNG 2 ..................................................................................................................................6 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE.....................................................................................................................6 2.1. Tổng quan về hệ thống thông tin di động ..................................................................6 2.1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất ( 1G)............................................6 2.1.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ( 2G)...............................................7 2.1.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 ( 3G) ..................................................7 2.2. Giới thiệu về công nghệ LTE ........................................................................................8 CHƯƠNG 3 ................................................................................................................................10 CẤU TRÚC HỆ THỐNG ........................................................................................................10 3.1 Tổng quan về cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống..................................................10 3.1.1 Thiết bị người dùng ( UE).....................................................................................11 3.1.2 Truy nhập vô tuyến mặt đất E-UTRAN...........................................................11 3.1.3 Mạng lõi EPC ..........................................................................................................12 3.2 Các kênh sử dụng trong E-UTRAN...........................................................................13 3.3 Giao thức của LTE (LTE Protocols).........................................................................14 CHƯƠNG 4 ................................................................................................................................16 TRUY CẬP VÔ TUYẾN VÀ CÁC KỸ THUẬT SỬ DỤNG TRONG LTE................16 4.1. Các chế độ truy nhập vô tuyến...................................................................................16 4.2 Các kỹ thuật sử dụng trong LTE..............................................................................16 4.2.1 Kỹ thuật đa truy nhập cho đường xuống OFDMA ........................................16 4.2.2 Kỹ thuật đa truy nhập đường lên LTE SC-FDMA.........................................18 4.2.3 Kỹ thuật MIMO......................................................................................................21 CHƯƠNG 5 ................................................................................................................................24
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM.................24 5.1 Triển khai LTE trên thế giới........................................................................................24 5.2 Triển khai LTE tại Việt Nam...................................................................................24 KẾT LUẬN.................................................................................................................................26 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................................27
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 1 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 3GPP Third Generation Partnership Project Dự án các đối tác thế hệ thứ 3 ACK Acknowledgemen Sự báo nhận AMPS Advanced Mobile Phone Sytem Hệ thống điện thoại di động tiên tiến BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển phát quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh phát quảng bá BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc BW Bandwidth Dải thông CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CP Cyclic Prefix Tiền tố vòng DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng DL Downlink Đường xuống UL Uplink Đường lên DL-SCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution Tốc độ dữ liệu tăng cường cho GSM phát triển EPC Evolved Packet Core Mạng lõi gói phát triển E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu phát triển FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia tần số FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia tần số FFT Fast Fourier Transform Biến đổi furier nhanh GPRS General packet radio service Dịch vụ vô tuyến gói chung GSM Global System for Mobile Communications Hệ thống truyền thông di động toàn cầu HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi furier nhanh nghịch đảo IMS IP Multimedia Subsystem Hệ thống con đa phương tiện IP IMT International Mobile Telecommunications Truyền thông di động quốc tế IP Internet Protocol Giao thức Internet
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 2 ISI Inter Symbols Interference Nhiễu liên ký tự LTE Long Term Evolution Sự phát triển dài hạn MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MBMS Multimedia Broadcast Multicast System Hệ thống phát quảng bá đa điểm đa phương tiện MIMO Multiple Input Multiple Output Đa đầu vào đa đầu ra NB Narrowband Băng hẹp NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia tần số trực giao Orthogonal Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia tần số trực giao PAPR Peak to Average Power Ratio Tỉ lệ công suất đỉnh tới trung bình PCH Paging Channel Kênh nhắn tin PCRF Policy and Charging Resource Function Chức năng tính cước tài nguyên và chính sách PDCCH Physical Downlink Control Channel Kênh điều khiển đường xuống vật lý PDCP Packet Data Convergence Protocol Giao thức hội tụ dữ liệu gói PDN Packet Data Network Mạng dữ liệu gói PDSCH Physical Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống vật lý QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha vuông góc SIMO Single Input Multiple Output Đơn đầu vào đa đầu ra SNR Signal to Noise Ratio Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu SMS Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 3 LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, mạng không dây ngày càng trở nên phổ biến với sự ra đời của hàng loạt những công nghệ khác nhau như Wi-Fi (802.1x), WiMax (802.16)... Cùng với đó là tốc độ phát triển nhanh, mạnh của mạng viễn thông phục vụ nhu cầu sử dụng của hàng triệu người mỗi ngày. Hệ thống di động thế hệ thứ hai, với GSM và CDMA là những ví dụ điển hình đã phát triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, thị trường viễn thông càng mở rộng càng thể hiện rõ những hạn chế về dung lượng và băng thông của các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai. Sự ra đời của hệ thống di động thế hệ thứ ba với các công nghệ tiêu biểu như WCDMA hay HSPA là một tất yếu để có thể đáp ứng được nhu cầu truy cập dữ liệu, âm thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng thông rộng của người sử dụng. Mặc dù các hệ thống thông tin di động thế hệ 2.5G hay 3G vẫn đang phát triển không ngừng nhưng các nhà khai thác viễn thông lớn trênthế giới đã tiến hành triển khai cung cấp một chuẩn di động thế hệ thứ tư có nhiều ưu điểm vượt trội đó là LTE (Long Term Evolution). Với LTE người sử dụng có thể truy cập tất cả các dịch vụ mọi lúc mọi nơi trong khi vẫn di chuyển: xem phim chất lượng cao HDTV, điện thoại thấy hình, chơi game, nghe nhạc trực tuyến, tải cơ sở dữ liệu v.v… với một tốc độ “siêu tốc”. Chính vì vậy em đã lựa chọn báo cáo thực tập về đề tài “ Tìm hiểu về công nghệ mạng LTE”. Báo cáo đi vào tìm hiểu tổng quan về công nghệ LTE cũng như là những kỹ thuật và thành phần được sử dụng trong công nghệ này để có thể hiểu rõ thêm về công nghệ này và các ưu điểm của nó. Tìm hiểu tình hình triển khai công nghệ này trên thế giới và tại VIỆT NAM. Trong quá tình thực tập và làm báo cáo do còn nhiều sai sót. Em mong nhận được các ý kiến đóng góp của các thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện Đặng Anh Quyền
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 4 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH TM & CNTT BẠCH MAI 1.1 Lịch sử hình thành và phát triển Tên công ty: Công ty TNHH Thương mại và công ngệ thông tin Bạch Mai. Tên tiếng Anh: Bach Mai Information Technology and Trading Company Limited. Trụ sở chính: C19 khu đấu giá Ngô Thì Nhậm, Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam. Điện thọai: +84 4 35665202 Fax: +84 4 35665201 Email: bmc@hn.vnn.vn Giấy phép kinh doanh: 0102000687 Mã số thuế: 0101032079 Lĩnh vực kinh doanh chủ yếu: Cung cấp các sản phẩm điệntử và công nghệ thông tin, thiết bị mạng, robot cá nhân, máy vi tính, thiết bị đầu cuối, trang thiết bị y tế, dịch vụ IT ROBO, sửa chữa và bảo trì các thiết bị điện tử. 1.2 Sơ đồ cơ cấu tổ chức bộ máy của Công ty
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 5 Hình 1.1 Sơ đồ bộ máy của Công ty Ban giám đốc Phòng kế toán, TC Phòng kinh doanh Phòng HC, nhân sự Phòng kỹ thuật, SX Khách hàng
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 6 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE 2.1. Tổng quan về hệ thống thông tin di động 2.1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất ( 1G) Công nghệ di động đầu tiên là công nghệ tương tự, là hệ thống truyền tín hiệu tuơng tự, là mạng điện thoại di động đầu tiên của nhân loại, được khơi mào ở Nhật Bản vào năm 1979. Những công nghệ chính thuộc thế hệ thứ nhất này có thể kể đến là:  NMT (Nordic Mobile Telephone – Điện thoại di động Bắc Âu) được sử dụng ở các nước Bắc Âu, Tây Âu và Nga.  AMPS (Advanced Mobile Phone Sytem – Hệ thống điện thoại di động tiên tiến) được sử dụng ở Mỹ và Úc.  TACS (Total Access Communication Sytem – Hệ thống truyền thông truy nhập toàn phần) được sử dụng ở Anh. Hình 2.1 Tiến trình phát triển của thông tin di động Hầu hết các hệ thống đều là hệ thống tương tự và dịch vụ truyền chủ yếu là thoại. Với hệ thống này, cuộc gọi có thể bị nghe trộm bởi bên thứ ba. Những điểm yếu của thế hệ 1G là dung lượng thấp, xác suất rớt cuộc gọi cao, khả năng chuyển cuộc gọi không tin cậy, chất lượng âm thanh kém, không có chế độ bảo mật…do vậy hệ thống 1G không thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng.
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 7 2.1.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ( 2G) Hệ thống di động thế hệ thứ 2 sử dụng truyền vô tuyến số cho việc truyền tải. Những hệ thống mạng 2G thì có dung lượng lớn hơn những hệ thống mạng thế hệ thứ nhất. Một kênh tần số thì đồng thời được chia ra cho nhiều người dùng (bởi việc chia theo mã hoặc chia theo thời gian). Sự sắp xếp có trật tự các tế bào, mỗi khu vực phục vụ thì được bao bọc bởi một tế bào lớn, những tế bào lớn và một phần của những tế bào đã làm tăng dung lượng của hệ thống xa hơn nữa. Có 4 chuẩn chính đối với hệ thống 2G: Hệ Thống Thông Tin Di Động Toàn Cầu (GSM) và những dẫn xuất của nó; AMPS số (D-AMPS); Đa Truy Cập Phân Chia Theo Mã IS-95 và Mạng tế bào Số Cá Nhân (PDC). GSM đạt được thành công nhất và được sử dụng rộng rãi trong hệ thống 2G. 2.1.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 ( 3G) Vào năm 1992, ITU công bố chuẩn IMT-2000 (International Mobile Telecommunication -2000) cho hệ thống 3G với các ưu điểm chính được mong đợi đem lại bởi hệ thống 3G là: + Cung cấp dịch vụ thoại chất lượng cao. + Các dịch vụ tin nhắn (e-mail, fax, SMS, chat, ...). + Các dịch vụ đa phương tiện (xem phim, xem truyền hình, nghe nhạc,...). + Truy nhập Internet (duyệt Web, tải tài liệu, ...). + Sử dụng chung một công nghệ thống nhất, đảm bảo sự tương thích toàn cầu giữa các hệ thống. Để thoả mãn các dịch vụ đa phương tiện cũng như đảm bảo khả năng truy cập Internet băng thông rộng, IMT-2000 hứa hẹn cung cấp băng thông 2Mbps, nhưng thực tế triển khai chỉ ra rằng với băng thông này việc chuyển giao rất khó, vì vậy chỉ có những người sử dụng không di động mới được đáp ứng băng thông kết nối này, còn khi đi bộ băng thông sẽ là 384 Kbps, khi di chuyển bằng ô tô sẽ là 144Kbps. Các hệ thống 3G điển hình là:  UMTS (W-CDMA) UMTS (Universal Mobile Telephone System), dựa trên công nghệ W-CDMA, là giải pháp được ưa chuộng cho các nước đang triển khai các hệ thống GSM muốn chuyển lên 3G. UMTS được hỗ trợ bởi Liên Minh Châu Âu và được quản lý bởi 3GPP tổ chức chịu trách nhiệm cho các công nghệ GSM, GPRS. UMTS hoạt động ở băng thông 5MHz, cho phép cáccuộc gọi có thể chuyển giao một cáchhoàn hảo giữa các hệ thống UMTS và GSM đã có. Những đặc điểm của WCDMA như sau: +WCDMA sử dụng kênh truyền dẫn 5 MHz để chuyển dữ liệu. Nó cũng cho phép việc truyền dữ liệu ở tốc độ 384 Kbps trong mạng di động và 2 Mbps trong hệ thống tĩnh.
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 8 +Kết cấu phân tầng: Hệ thống UMTS dựa trên các dịch vụ được phân tầng, không giống như mạng GSM. Ở trên cùng là tầng dịch vụ, đem lại những ưu điểm như triển khai nhanh các dịch vụ, hay các địa điểm được tập trung hóa. Tầng giữa là tầng điều khiển, giúp cho việc nâng cấp các quy trình và cho phép mạng lưới có thể được phân chia linh hoạt. Cuối cùng là tầng kết nối, bất kỳ công nghệ truyền dữ liệu nào cũng có thể được sử dụng và dữ liệu âm thanh sẽ được chuyển qua ATM/AAL2 hoặc IP/RTP. +Tần số: hiện tại có 6 băng sử dụng cho UMTS/WCDMA, tập trung vào UMTS tần số cấp phát trong 2 băng đường lên (1885 MHz– 2025 MHz) và đường xuống (2110 MHz – 2200 MHz). Sự phát triển của WCDMA lên 3.5G là HSxPA.  CDMA2000 Một chuẩn 3G quan trọng khác là CDMA2000, chuẩn này là sự tiếp nối đối với các hệ thống đang sử dụng công nghệ CDMA trong thế hệ 2. CDMA2000 được quản lý bởi 3GPP2, một tổ chức độc lập và tách rời khỏi 3GPP của UMTS. CDMA2000 có tốc độ truyền dữ liệu từ 144Kbps đến Mbps.  TD-SCDMA Chuẩn được ít biết đến hơn là TD-SCDMA đang được phát triển tại Trung Quốc bởi các công ty Datang và Siemens. Hiện tại có nhiều chuẩn công nghệ cho 2G nên sẽ có nhiều chuẩn công nghệ 3G đi theo, tuy nhiên trên thực tế chỉ có 2 tiêu chuẩn quan trọng nhất đã có sản phẩm thương mại và có khả năng được triển khai rộng rãi trên toàn thế giới là WCDMA (FDD) và CDMA 2000. WCDMA được phát triển trên cơ sở tương thích với giao thức của mạng lõi GSM (GSM MAP), một hệ thống chiếm tới 65% thị trường thế giới. Còn CDMA 2000nhằm tuơng thích với mạng lõi IS-41, hiện chiếm 15% thị trường. 2.2. Giới thiệuvề công nghệ LTE LTE là thế hệ thứ tư của chuẩn UMTS do 3GPP phát triển. UMTS thế hệ thứ ba dựa trên WCDMA đã được triển khai trên toàn thế giới. Để đảm bảo tính cạnh tranh cho hệ thống này trong tương lai, tháng 11/2004 3GPP đã bắt đầu dự án nhằm xác định bước phát triển về lâu dài cho công nghệ di động UMTS với tên gọi Long Term Evolution (LTE). 3GPP đặt ra yêu cầu cao cho LTE, bao gồm giảm chi phí cho mỗi bit thông tin, cung cấp dịch vụ tốt hơn, sử dụng linh hoạt các băng tần hiện có và băng tần mới, đơn giản hóa kiến trúc mạng với các giao tiếp mở và giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ ở thiết bị đầu cuối. Đặc tính cơ bản của hệ thống LTE : - Hoạt động ở băng tần : 700 MHz-2,6 GHz. - Tốc độ:  DL : 100Mbps( ở BW 20MHz)
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 9  UL : 50 Mbps với 2 aten thu một anten phát - Độ trễ : nhỏ hơn 5ms - Độ rộng BW linh hoạt : 1,4MHz; 3MHz; 5MHz; 10MHz; 15MHz; 20MHz. Hỗ trợ cả 2 trường hợp độ dài băng lên và băng xuống bằng nhau hoặc không. - 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. - Phổ tần số:  Hoạt động ở chế độ FDD hoặc TDD  Độ phủ sóng từ 5-100 km  Dung lượng 200 user/cell ở băng tần 5Mhz. - Chất lượng dịch vụ :  Hỗ trợ tính năng đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS.  VoIP đảm bảo chất lượng âm thanh tốt, trễ tối thiểu thông qua mạng UTMS.
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 10 CHƯƠNG 3 CẤU TRÚC HỆ THỐNG 3.1 Tổng quan về cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống Kiến trúc gồm bốn vùng chính: thiết bị người dùng (UE); UTRAN phát triển( E- UTRAN); mạng lõi gói phát triển(EPC); và các vùng dịch vụ. Hình 3.1 Cấu trúc mạng LTE UE, E-UTRAN và EPC đại diện cho các giao thức internet (IP) ở lớp kết nối. Đây là một phần của hệ thống được gọi là hệ thống gói phát triển (EPS). Chức năng chính của lớp này là cung cấp kết nối dựa trên IP và nó được tối ưu hóa cao cho mục tiêu duy nhất. Tất cả các dịch vụ được cung cấp dựa trên IP, tất cả các nút chuyển mạch và các giao diện được nhìn thấy trong kiến trúc 3GPP trước đó không có mặt ở E-UTRAN và EPC. Công nghệ IP chiếm ưu thế trong truyền tải, nơi mà mọi thứ được thiết kế để hoạt động và truyền tải trên IP.
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 11 Các hệ thống con đa phương tiện IP ( IMS) là một ví dụ tốt về máy móc thiết bị phục vụ có thể được sử dụng trong lớp kết nối dịch vụ để cung cấp các dịch vụ dựa trên kết nối IP được cung cấp bởi các lớp thấp hơn. Ví dụ, để hỗ trợ dịch vụ thoại thì IMS có thể cung cấp thoại qua IP ( VoIP) và sự kết nối tới các mạng chuyển mạch-mạch cũ PSTN và ISDN thông qua các cổng đa phương tiện của nó điều khiển. Sự phát triểncủa E-UTRAN tập chung vào một nút, nút B phát triển ( eNode B). Tất cả các chức năng vô tuyến kết thúc ở đó, tức là eNB là điểm kết thúc cho tất cả các giao thức vô tuyến có liên quan. E-UTRAN chỉ đơn giản là một mạng lưới của các eNodeB được kết nối tới các eNodeB lân cận với giao diện X2. Một trong những thay đổi kiến trúc lớn là trong khu vực mạng lõi là EPC không có chứa một vùng chuyển mạch-mạch, và không cókết nối trực tiếptới cácmạng chuyển mạch mạch truyền thống như ISDN và PSTN là cần thiết trong lớp này. Các chức năng của EPC là tương đương với vùng chuyển mạch gói của mạng 3GPP hiện tại. Tuy nhiên những thay đổi đáng kể trong việc bố trí các nút chức năng và kiến trúc phần này nên được coi như là hoàn tòan mới. 3.1.1 Thiết bị người dùng ( UE) UE làthiết bị mà người dùng đầu cuối sử dụng để liênlạc. Thông thường nó là những thiết bị cầm tay như điện thoại thông minh hoặc một thẻ dữ liệu như mọi người vẫn đang sử dụng hiện tại trong mạng 2G và 3G. Hoặc nó có thể được nhúng vào, ví dụ một máy tính xách tay. UE cũng có chứa các mođun nhận dạng thuê bao toàn cầu( USIM). Nó là một mođun riêng biệt với phần còn lại của UE, thường được gọi là thiết bị đầu cuối (TE). USIM là một ứng dụng được đặt vào một thẻ thông minh có thể tháo rời được gọi là thẻ mạch tích hợp toàncầu ( UICC). USIM được sử dụng để nhận dạng và xác thực người sử dụng để lấy khóa bảo mật nhằm bảo vệ việc truyền tải trên giao diện vô tuyến. Các chức năng của UE là nền tảng cho các ứng dụng truyền thông, mà có tín hiệu với mạng để thiết lập, duy trì và loại bỏ các liên kết thông tin người dùng cần. Điều này bao gồm các chức năng quản lý tính di động như chuyển giao, báo cáo vị trí của thiết bị, và các UE phải thực hiện theo hướng dẫn của mạng. Có lẽ quan trọng nhất là UE cung cấp giao diện người sử dụng cho người dùng cuối để các ứng dụng như VoIP có thể được sử dụng để thiết lập một cuộc gọi thoại. 3.1.2 Truy nhập vô tuyến mặt đất E-UTRAN Mạng truy nhập vô tuyến của LTE được gọi là E-UTRAN và một trong những đặc điểm chính của nó là tất cả các dịch vụ, bao gồm dịch vụ thời gian thực, sẽ được hỗ trợ qua những kênh gói được chia sẻ. Phương pháp này sẽ tăng hiệu suất phổ, làm cho dung lượng hệ thống trở nên cao hơn. Một kết quả quan trọng của việc sử dụng truy nhập gói cho tất cả các dịch vụ là sự tích hợp cao hơn giữa những dịch vụ đa phương tiện và giữa những dịch vụ cố định và không dây. Mục đích chính của LTE là tối thiểu hóa số node. Vì vậy, người phát triển đã chọn một cấu trúc đơn node. Trạm gốc mới phức tạp hơn NodeB trong mạng truy nhập vô tuyến WCDMA/HSPA, và vì vậy được gọi là eNodeB (Enhance Node B). Những
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 12 eNodeB có tất cả những chức năng cần thiết cho mạng truy nhập vô tuyến LTE, kể cả những chức năng liên quan đến quản lý tài nguyên vô tuyến. Giao diện vô tuyến sử dụng trong E-UTRAN là S1 và X2. Trong đó S1 là giao diện vô tuyến kết nối giữa eNodeB và mạng lõi. S1 chia làm hai loại là S1-U là giao diện giữa eNodeB và SAE –GW và S1-MME là giao diện giữa eNodeB và MME. X2 là giao diện giữa các eNodeB với nhau. 3.1.3 Mạng lõi EPC Mạng lõi mới là sự mở rộng hoàn toàn của mạng lõi trong hệ thống 3G và nó chỉ bao phủ miền chuyển mạch gói. Vì vậy, nó có một cái tên mới : Evolved Packet Core (EPC). Cùng một mục đích như E-UTRAN, số node trong EPC đã được giảm. EPC chia luồng dữ liệu người dùng thành mặt phẳng người dùng và mặt phẳng điều khiển. Một node cụ thể được định nghĩa cho mỗi mặt phẳng, cộng với Gateway chung kết nối mạng LTE với internet và những hệ thống khác. EPC gồm có một vài thực thể chức năng.  MME (MobilityManagement Entity): chịu trách nhiệm xử lý những chức năng mặt bằng điều khiển, liên quan đến quản lý thuê bao và quản lý phiên.  Gateway dịch vụ (Serving Gateway): là vị trí kết nối của giao tiếp dữ liệu gói với E-UTRAN. Nó còn hoạt động như một node định tuyến đến những kỹ thuật 3GPP khác.  P-Gateway (Packet Data Network): là điểm đầu cuối cho những phiên hướng về mạng dữ liệu gói bên ngoài. Nó cũng là Router đến mạng Internet.  PCRF (Policyand Charging Rules Function): điều khiển việc tạo ra bảng giá và cấu hình hệ thống con đa phương tiện IP IMS (the IP Multimedia Subsystem) cho mỗi người dùng.  HSS (Home Subscriber Server): là nơi lưu trữ dữ liệu của thuê bao cho tất cả dữ liệu của người dùng. Nó là cơ sở dữ liệu chủ trung tâm trong trung tâm của nhà khai thác. Các miền dịch vụ bao gồm IMS (IP Multimedia Sub-system) dựa trên các nhà khai thác, IMS không dựa trên các nhà khai thác và các dịch vụ khác. IMS là một kiến trúc mạng nhằm tạo sự thuận tiện cho việc phát triển và phân phối các dịch vụ đa phương tiện đến người dùng, bất kể là họ đang kết nối thông qua mạng truy nhập nào. IMS hỗ trợ nhiều phương thức truy nhập như GSM, UMTS, CDMA2000, truy nhập hữu tuyến băng rộng như cáp xDSL, cáp quang, cáp truyền hình, cũng như truy nhập vô tuyến băng rộng WLAN, WiMAX. IMS tạo điều kiện cho các hệ thống mạng khác nhau có thể tương thích với nhau. IMS hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích cho cả người dùng lẫn nhà cung cấp dịch vụ. Nó đã và đang được tập trung nghiên cứu cũng như thu hút được sự quan tâm lớn của giới công nghiệp. Tuy nhiên IMS cũng gặp phải những khó khăn nhất định và cũng chưa thật sự đủ độ chín để thuyết phục các nhà cung cấp mạng đầu từ triển khai nó. Kiến trúc IMS được cho là khá phức tạp với nhiều thực thể và vô số các chức năng khác nhau.
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 13 3.2 Các kênh sử dụng trong E-UTRAN Kênh vật lý : các kênh vật lý sử dụng cho dữ liệu người dùng bao gồm:  PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) : phụ tải có ích (payload)  PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) : PUSCH được dùng để mang dữ liệu người dùng. Các tài nguyên cho PUSCH được chỉ định trên một subframe cơ bản bởi việc lập biểu đường lên. Các sóng mang được chỉ định là 12 khối tài nguyên (RB) và có thể nhảy từ subframe này đến subframe khác. PUSCH có thể dùng các kiểu điều chế QPSK, 16QAM, 64QAM.  PUCCH(Physical Uplink Control Channel): có chức năng lập biểu, ACK/NAK.  PDCCH(Physical Downlink Control Channel): lập biểu, ACK/NAK.  PBCH(Physical Broadcast Channel): mang các thông tin đặc trưng của cell. Kênh logic : được định nghĩa bởi thông tin nó mang bao gồm:  Kênh điều khiển quảng bá (BCCH) : Được sử dụng để truyền thông tin điều khiển hệ thống từ mạng đến tất cả máy di động trong cell. Trước khi truy nhập hệ thống, đầu cuối di động phải đọc thông tin phát trên BCCH để biết được hệ thống được lập cấu hình như thế nào, chẳng hạn băng thông hệ thống.  Kênh điều khiển tìm gọi (PCCH) : được sử dụng để tìm gọi các đầu cuối di động vì mạng không thể biết được vị trí của chúng ở cấp độ ô và vì thế cần phát các bản tin tìm gọi trong nhiều ô (vùng định vị).  Kênh điều khiển riêng (DCCH) : được sử dụng để truyền thông tin điều khiển tới/từ một đầu cuối di động. Kênh này được sử dụng cho cấu hình riêng của các đầu cuối di động chẳng hạn các bản tin chuyển giao khác nhau.  Kênh điều khiển đa phương (MCCH) : được sử dụng để truyền thông tin cần thiết để thu kênh MTCH.  Kênh lưu lượng riêng (DTCH) : được sử dụng để truyền số liệu của người sử dụng đến/từ một đầu cuối di động. Đây là kiểu logic được sử dụng để truyền tất cả số liệu đường lên của người dùng và số liệu đường xuống của người dùng không phải MBMS.  Kênh lưu lượng đa phương (MTCH) : Được sử dụng để phát các dịch vụ MBMS. Kênh truyền tải : bao gồm các kênh sau:  Kênh quảng bá (BCH) : có khuôn dạng truyền tải cố định do chuẩn cung cấp. Nó được sử dụng để phát thông tin trên kênh logic.  Kênh tìm gọi (PCH) : được sử dụng để phát thông tin tìm gọi trên kênh PCCH, PCH hỗ trợ thu không liên tục (DRX) để cho phép đầu cuối tiết kiệm công suất ắc quy bằng cách ngủ và chỉ thức để thu PCH tại các thời điểm quy định trước  Kênh chia sẻ đường xuống (DL-SCH) : là kênh truyền tải để phát số liệu đường xuống trong LTE. Nó hỗ trợ các chức năng của LTE như thích ứng tốc độ động và lập biểu phụ thuộc kênh trong miền thời gian và miền tần số. Nó cũng hổ trợ DRX để giảm tiêu thụ công suất của đầu cuối di động mà vẫn đảm bảo cảm giác luôn kết nối giống như cơ chế CPC trong HSPA. DL-DCH TTI là 1ms.
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 14  Kênh đa phương (MCH) : được sử dụng để hỗ trợ MBMS. Nó được đặc trưng bởi khuôn dạng truyền tải bán tĩnh và lập biểu bán tĩnh. Trong trường hợp phát đa ô sử dụng MBSFN, lập biểu và lập cấu hình khuôn dạng truyền tải được điều phối giữa các ô tham gia phát MBSFN. 3.3 Giao thức của LTE (LTE Protocols) Ở LTE chức năng của RLC đã được chuyển vào eNodeB, cũng như chức năng của PDCP với mã hóa và chèn tiêu đề. Vì vậy, các giao thức liên quan của lớp vô tuyến được chia trước đây ở UTRAN là giữa NodeB và RNC bây giờ chuyển thành giữa UE và eNodeB. Hình 3.2 Giao thức của UTRAN Hình 3.3 Giao thức của E-UTRAN
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 15 Hình 3.4 Phân phối chức năng của các lớp MAC, RLC, PDCP Chức năng của MAC(Medium Access Control) bao gồm:  Lập biểu  Điều khiển ưu tiên (Priorityhandling)  Ghép nhiều kênh logic khác nhau trên một kênh truyền đơn RLC Chức năng của PDCP bao gồm:  Mã hóa (ciphering)  Chèn tiêu đề
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 16 CHƯƠNG 4 TRUY CẬP VÔ TUYẾN VÀ CÁC KỸ THUẬT SỬ DỤNG TRONG LTE 4.1. Các chế độ truy nhập vô tuyến Giao diện không gian LTE hỗ trợ cả hai chế độ là song công phân chia theo tần số (FDD) và song công phân chia theo thời gian (TDD), mỗi chế độ có một cấu trúc khung riêng. Chế độ bán song công FDD cho phép chia sẻ phần cứng giữa đường lên và đường xuống vì đường lên và đường xuống không bao giờ sử dụng đồng thời. Kỹ thuật này được sử dụng trong một số dải tần và cũng cho phép tiết kiệm chi phí trong khi giảm một nửa khả năng truyền dữ liệu. Giao diện không gian LTE cũng hỗ trợ phát đa phương tiện và các dịch vụ phát quảng bá đa điểm (MBMS). Một công nghệ tương đối mới cho nội dung phát sóng như truyền hình kỹ thuật số tới UE bằng cách sử dụng các kết nối điểm - đa điểm. Các thông số kỹ thuật 3GPP cho MBMS đầu tiên được xuất hiện trong UMTS phiên bản 6. LTE xác định là một cấp cao hơn dịch vụ MBMS phát triển (eMBMS), mà nó sẽ hoạt động qua một mạng đơn tần số phát quảng bá / đa điểm(MBSFN), bằng cách sử dụng một dạng sóng đồng bộ thời gian chung mà có thể truyền tới đa ô trong một khoảng thời gian nhất định. MBSFN cho phép kết hợp qua vô tuyến của truyền đa ô tới UE, sử dụng tiền tố vòng (CP) để bảo vệ các sự sai khác do trễ khi truyền tải, để các UE truyền tải như là từ một tế bào lớn duy nhất. Công nghệ này giúp cho LTE có hiệu suất cao cho truyền tải MBMS. Các dịch vụ eMBMS sẽ được xác định đầy đủ trong thông số kỹ thuật của 3GPP phiên bản 9. 4.2 Các kỹ thuật sử dụng trong LTE LTE sử dụng kỹ thuật OFDMA cho truy cập đường xuống và SC-FDMA cho truy cập đường lên. Kết hợp đồng thời với MIMO, các kỹ thuật về lập biểu, thích ứng đường truyền và yêu cầu tự động phát lại lai ghép. 4.2.1 Kỹ thuật đa truy nhập cho đường xuống OFDMA Hình 4.1 Truyền đơn sóng mang
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 17 Hình 4.2 Nguyên lý của FDMA Hình 4.3 Nguyên lý đa sóng mang Kỹ thuật điều chế OFDM, về cơ bản, là một trường hợp đặc biệt của phương pháp điều chế FDM, chia luồng dữ liệu thành nhiều đường truyền băng hẹp trong vùng tần số sử dụng, trong đó các sóng mang con (hay sóng mang phụ, sub-carrier) trực giao với nhau. Do vậy, phổ tín hiệu của các sóng mang phụ này được phép chồng lấn lên nhau mà phía đầu thu vẫn khôi phục lại được tín hiệu ban đầu. Sự chồng lấn phổ tín hiệu này làm cho hệ thống OFDM có hiệu suất sử dụng phổ lớn hơn nhiều so với các kĩ thuật điều chế thông thường. Hình 4.4 So sánh phổ tần của OFDM với FDMA
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 18 Hình 4.5 Tần số-thời gian của tín hiệu OFDM LTE sử dụng OFDM trong kỹ thuật truy cập đường xuống vì nó có các ưu điểm sau: - OFDM có thể loại bỏ hiện tượng nhiễu xuyên kí hiệu ISI (Inter-Symbol Interference) nếu độ dài chuỗi bảo vệ (guard interval) lớn hơn độ trễ truyền dẫn lớn nhất của kênh truyền. - Thực hiện việc chuyển đổi chuỗi dữ liệu từ nối tiếp sang song song nên thời gian symbol tăng lên do đó sự phân tán theo thời gian gây bởi trải trễ do truyền dẫn đa đường giảm xuống. - Tối ưu hiệu quả phổ tần do cho phép chồng phổ giữa các sóng mang con. - OFDM phù hợp cho việc thiết kế hệ thống truyền dẫn băng rộng (hệ thống có tốc độ truyền dẫn cao), ảnh hưởng của sự phân tập về tần số (frequency selectivity) đối với chất lượng hệ thống được giảm thiểu nhiều so với hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang. - Cấu trúc máy thu đơn giản. - Thích ứng đường truyền và lập biểu trong miền tần số. - Tương thích với các bộ thu và các anten tiên tiến. 4.2.2 Kỹ thuật đa truy nhập đường lên LTE SC-FDMA Việc truyền OFDMA phải chịu một tỷ lệ công suất đỉnh-đến-trung bình (PAPR) cao, điều này có thể dẫn đến những hệ quả tiêu cực đối với việc thiết kế một bộ phát sóng nhúng trong UE. Đó là, khi truyền dữ liệu từ UE đến mạng, cần có một bộ khuếch đại công suất để nâng tín hiệu đến lên một mức đủ cao để mạng thu được. Bộ khuếch đại công suất là một trong những thành phần tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong một thiết bị, vì thế nên hiệu quả công suất càng cao càng tốt để làm tăng tuổi thọ pin của máy. 3GPP đã tìm một phương án truyền dẫn khác cho hướng lên LTE. SC-FDMA được chọn bởi vì nó kết hợp các kỹ thuật với PAPR thấp của các hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang, như GSM và CDMA, với khả năng chống được đa đường và cấp phát tần số linh hoạt của OFDMA.
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 19 Hình 4.6 OFDMA và SC-FDMA Hình trên cho thấy sự khác nhau trong quá trình truyền các ký hiệu số liệu theo thời gian. Trên hình này ta coi mỗi người sử dụng được phân thành 4 sóng mang con (P = 4) với băng thông con bằng 15KHz, trong đó mỗi ký hiệu OFDMA hoặc SC-FDMA truyền 4 ký hiệu số liệu được điều chế QPSK cho mỗi người sử dụng. Đối với OFDMA 4 ký hiệu số liệu này được truyền dồng thời với băng tần con cho mỗi ký hiệu là 15KHz trong mỗi khoảng thời gian hiệu dụng TFFT của một ký hiệu OFDMA, trong khi đó đối với SC-FDMA, 4 ký hiệu số liệu này được truyền lần lượt trong khoảng thời gian bằng 1/P (P = 4) thời gian hiệu dụng ký hiệu SC-FDMA với băng tần con bằng P x 15KHz (4 x 15 KHz) cho mỗi ký hiệu. Trong OFDM, biến đổi Fourier nhanh FFT dùng ở bên thu cho mỗi khối ký tự, và đảo FFT ở bên phát. Còn ở SC-FDMA sử dụng cả hai thuật toán này ở cả bên phát và bên thu.
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 20 Hình 4.7 Thu phát SC-FDMA trong miền tần số So sánh OFDMA và SC-FDMA Một sự so sánh giữa OFDMA và SC-FDMA được thể hiện như trong hình 4.8. Bên trái hình 4.8, M các sóng mang con 15kHz liền kề đã được đặt vào địa điểm mong muốn trong băng thông kênh và mỗi sóng mang con được điều chế với chu kỳ ký hiệu OFDMA là 66,7µs bởi một ký hiệu dữ liệu QPSK. Trong ví dụ này, bốn sóng mang con, bốn ký hiệu được đưa ra song song. Đây là các ký hiệu dữ liệu QPSK do đó chỉ có pha của mỗi sóng mang con là được điều chế và công suất của sóng mang con vẫn giữ không đổi giữa các ký hiệu. Sau một chu kỳ ký hiệu OFDMA trôi qua, các CP được chèn vào và bốn ký hiệu tiếp theo được truyền đi song song. Để cho hình ảnh nhìn được rõ ràng nên các CP được hiển thị như một khoảng trống. Tuy nhiên, nó thực sự được lấp đầy với một bản sao của sự kết thúc của ký hiệu tiếp theo, có nghĩa là công suất truyền dẫn là liên tục nhưng có một sự gián đoạn pha ở biên của ký hiệu. Để tạo ra tín hiệu truyền đi, một IFFT được thực hiện trên mỗi sóng mang con để tạo ra M tín hiệu miền thời gian. Chúng lần lượt là vec tơ tổng hợp để tạo ra dạng sóng miền thời gian cuối cùng được sử dụng để truyền dẫn.
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 21 Hình 4.8 So sánh OFDMA & SC-FDMA truyền một chuỗi các ký hiệu dữ liệu QPSK Sự tạo thành tín hiệu SC-FDMA được bắt đầu với một qui trình đứng trước đặc biệt rồi sau đó nó cũng tiếp tục một cách tương tự như OFDMA. Tuy nhiên trước hết ta sẽ xem hình bên phải của hình 3.8. Sự khác biệt rõ dàng nhất là OFDMA truyền bốn ký hiệu dữ liệu QPSK song song trên mỗi sóng mang con, trong khi SC-FDMA truyền bốn ký hiệu dữ liệu QPSK trong loạt bốn lần, với mỗi ký hiệu dữ liệu chiếm M × 15kHz băng thông. Nhìn một cáchtrực quan, tín hiệu OFDMA rõ ràng là đa sóng mang với một ký hiệu dữ liệu trên mỗi sóng mang con, nhưng tín hiệu SC-FDMA xuất hiện như nhiều hơn một sóng mang đơn với mỗi ký hiệu dữ liệu được biểu diễn bằng một loạt tín hiệu. Lưu ý rằng chiều dài ký hiệu OFDMA & SC-FDMA là như nhau với 66,7µs. Tuy nhiên, ký hiệu SC- FDMA có chứa M các ký hiệu con mà biểu diễn cho dữ liệu điều chế. Đó là việc truyền tải song song của nhiều các ký hiệu tạo ra PAPR cao không mong muốn với OFDMA. Bằng cáchtruyền M các ký hiệu dữ liệutrong dãy vào M thời điểm, SC-FDMA chiếm băng thông cũng như đa sóng mang OFDMA nhưng chủ yếu là PAPR tương tự như được sử dụng cho các ký hiệu dữ liệu gốc. Thêm vào cùng nhau nhiều dạng sóng QPSK băng hẹp trong OFDMA sẽ luôn tạo ra các đỉnh cao hơn có thể thấy trong băng thông rộng hơn, dạng sóng QPSK đơn sóng mang SC-FDMA 4.2.3 Kỹ thuật MIMO Trung tâm của LTE là ý tưởng của kỹ thuật đa ăng ten, được sử dụng để tăng vùng phủ sóng và khả năng của lớp vật lý. Thêm vào nhiều ăng ten hơn với một hệ thống vô tuyến cho phép khả năng cải thiện hiệu suất bởi vì các tín hiệu phát ra sẽ có các đường dẫn vật lý khác nhau. Có ba loại chính của kỹ thuật đa ăng ten. Đầu tiên nó giúp sử dụng trực tiếp sự phân tập đường dẫn trong đó một sự bức xạ đường dẫn có thể bị mất mát do fading và một cái khác có thể không. Thứ hai là việc sử dụng kỹ thuật hướng búp sóng
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 22 (beamforming) bằng cách điều khiển mối tương quan pha của các tín hiệu điện phát ra vào các ăng ten với năng lượng truyền lái theo tự nhiên. Loại thứ ba sử dụng sự phân tách không gian ( sự khác biệt đường dẫn bằng cách táchbiệt các ăng ten) thông qua việc sử dụng ghép kênh theo không gian và sự tạo chùm tia, còn được gọi là kỹ thuật đa đầu vào, đa đầu ra (MIMO ). Hình 4.9 Các chế độ truy nhập kênh vô tuyến Đơn đầu vào Đơn đầu ra (SISO) Chế độ truy nhập kênh vô tuyến đơn giản nhất là đơn đầu vào đơn đầu ra (SISO), trong đó chỉ có một ăng ten phát và một ăng ten thu được sử dụng. Đây là hình thức truyền thông mặc định kể từ khi truyền vô tuyến bắt đầu và nó là cơ sở để dựa vào đó tất cả các ký thuật đa ăng ten được so sánh. Đơn đầu vào đa đầu ra (SIMO) Chế độ thứ hai là đơn đầu vào đa đầu ra (SIMO), trong đó sử dụng một máy phát và hai hoặc nhiều hơn máy thu. SIMO thường được gọi là phân tập thu. Chế độ truy nhập kênh vô tuyến này đặc biệt thích hợp cho các điều kiện tín hiệu-nhiễu(SNR) thấp. Trong đó có một độ lợi lý thuyết có thể đạt được là 3dB khi hai máy thu được sử dụng, không có thay đổi về tốc độ dữ liệu khi chỉ có một dòng dữ liệu được truyền, nhưng vùng phủ sóng ở biên ô được cải thiện do sự giảm của SNR sử dụng được. Đa đầu vào đơn đầu ra (MISO) Chế độ đa đầu vào đơn đầu ra (MISO) sử dụng số máy phát là hai hoặc nhiều hơn và một máy thu. MISO thường được gọi là phân tập phát. Cùng một dữ liệu được gửi trên cả hai ăng ten phát nhưng với chế độ mã hóa như vậy mà máy thu chỉ có thể nhận biết từng máy phát. Phân tập phát làm tăng mạnh của tín hiệu bị phading và có thể làm tăng hiệu suất trong những điều kiện SNR phấp. MISO không làm tăng tốc độ dữ liệu, nhưng nó hỗ trợ các tốc độ dữ liệu tương tự nhau bằng cách sử dụng ít năng lượng hơn. Phân tập phát có thể được tăng cường với phản hồi vòng đóng từ máy thu để chỉ ra sự truyền cân bằng tối ưu
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 23 của pha và công suất được sử dụng cho mỗi ăng ten phát. Đa đầu vào đa đầu ra (MIMO) Phương thức truyền cuối cùng là sử dụng hai hoặc nhiều máy phát và hai hoặc nhiều máy thu. MIMO là một phần tất yếu của LTE để đạt được các yêu cầu đầy tham vọng về thông lượng và hiệu quả sử dụng phổ. MIMO cho phép sử dụng nhiều anten ở máy phát và máy thu. Với hướng tải xuống, MIMO 2x2 (2 anten ở thiết bị phát, 2 anten ở thiết bị thu) được xem là cấu hình cơ bản, và MIMO 4x4 cũng được đề cập và đưa vào bảng đặc tả kỹ thuật chi tiết. Hiệu năng đạt được tùy thuộc vào việc sử dụng MIMO. Trong đó, kỹ thuật ghép kênh không gian (spatial multiplexing) và phát phân tập (transmit diversity) là các đặc tính nổi bật của MIMO trong công nghệ LTE. Giới hạn chính của kênh truyền thông tin là can nhiễu đa đường giới hạn về dung lượng theo quy luật Shannon. MIMO lợi dụng tín hiệu đa đường giữa máy phát và máy thu để cải thiện dung lượng có sẵn cho bởi kênh truyền. Bằng cách sử dụng nhiều anten ở bên phát và thu với việc xử lý tín hiệu số, kỹ thuật MIMO có thể tạo ra các dòng dữ liệu trên cùng một kênh truyền, từ đó làm tăng dung lượng kênh truyền. Chế độ truyền dẫn đa ăng ten đường xuống LTE Có 7 chế độ truyền dẫn đa ăng ten được xác định cho LTE để tối ưu hiệu suất đường xuống dưới các điều kiện vô tuyến khác nhau. Đó là :  Cổng đơn-ăngten; cổng 0-MIMO  Phân tập phát MISO  Ghép kênh không gian vòng mở MIMO, không có tiền mã hóa  Ghép kênh không gian vòng đóng MIMO, không có tiền mã hóa  MIMO đa-người sử dụng MIMO, UE tách biệt  Vòng đóng bậc =1 tiền mã hóa-MISO, lái chùm tia (beamsteering)  Cổng đơn- ăng ten; cổng 5 –MISO, lái chùm tia Chế độ đa ăng ten hướng lên LTE Có ba loại kỹ thuật đa ăng ten được xác định cho hướng lên là :  Phân tập thu tại eNodeB  SU-MIMO cho UE đơn  MU-MIMO cho nhiều UE
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 24 CHƯƠNG 5 TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 5.1 Triển khai LTE trên thế giới Theo các cuộc khảo sát gần đây có hơn 80% nhà cung cấp dịch vụ di động (telco) trên thế giới hiện đang sử dụng công nghệ GSM (gồm GSM, GPRS/EDGE, HSPA). Theo giới chuyên gia phân tích và đánh giá, lợi thế về hạ tầng sẵn có và số lượng người sử dụng đông đảo là lý do chính để phát triển thị trường di động băng thông rộng với công nghệ HSPA và tiếp theo sẽ là LTE. Đặc tả kỹ thuật của công nghệ LTE có khả năng tương thích gần như hoàn hảo với công nghệ nền tảng GSM. Không chỉ GSM, các telco sử dụng công nghệ CDMA cũng không bỏ qua cơ hội chuyển tiếp lên 4G với công nghệ LTE. Theo một báo cáo mới đây của Hiệp hội các nhà cung cấp thiết bị mạng di động toàn cầu (GSA) thì hiện có đến 677 nhà mạng ở 181 nước đang đầu tư vào mạng 4G, trong đó 422 mạng 4G ở 143 nước chính thức cung cấp dịch vụ và 39 mạng 4G ở 5 nước đang trong giai đoạn thử nghiệm dịch vụ. Tính đến cuối năm 2014,khu vực châu Á – Thái Bình Dương chiếm 47% số lượng kết nối 4G, tập trung chủ yếu tại các thị trường Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc. Khu vực Bắc Mỹ đứng thứ hai với 44%. Theo dự báo của GSMA, tổng số lượng kết nối 4G sẽ tăng lên 875 triệu, chiếm 12% tổng số kết nối di động toàn cầu. Theo đó, mạng 4G sẽ trở thành công nghệ có mức độ thu hút và chuyển dịch thuê bao nhanh nhất trong lịch sử với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm giai đoạn 2014 – 2020 đạt 30%/năm. Băng tần số được sử dụng phổ biến nhất cho mạng 4G vẫn là băng tần 1800 MHz được 187 nhà mạng ở 89 nước sử dụng, chiếm 44% tổng số mạng 4G đã triển khai. Băng tần phổ biến dùng cho 4G tiếp theo là băng tần 2,6 GHz được sử dụng bởi 100 nhà mạng, sau đó đến băng tần 800 MHz được sử dụng bởi 91 nhà mạng. Hiện nay, hầu hết các hãng sản xuất thiết bị viễn thông hàng đầu thế giới: Alcatel- Lucent, Ericsson, Apple, Motorola, Nokia, Nokia Siemens Networks, Huawei, LG Electronics, Samsung, NEC, Fujitsu... đều đã tung ra các sản phẩm hỗ trợ chuẩn 4G LTE. Tháng 6-2015, tổ chức GSA cho biết hiện có 219 chủng loại điện thoại thông minh hỗ trợ dịch vụ gọi điện thoại qua mạng 4G (VoLTE). 5.2Triển khai LTE tại Việt Nam Hiện nay, công nghệ LTE/4G ở nước ta chỉ đang ở bước thử nghiệm và nó sẽ là bước đệm không xa cho tương lai công nghệ băng rộng không dây. Các doanh nghiệp lớn như VNPT, Viettel đã thử nghiệm 4G theo hướng WiMAX nhưng sau đó đã không tiếp tục đi theo hướng này và chuyển theo hướng LTE. Theo Bộ Thông tin và Truyền thông, đến nay, Bộ đã cấp giấy phép thử nghiệm 4G/LTE trong một năm cho 7 đơn vị, gồm VNPT, Tập đoàn Viễn thông Quân đội, Công ty Cổ phần Viễn thông FPT (FPT Telecom), Tập đoàn Công nghệ CMC và Tổng công ty Truyền thông Đa phương tiện (VTC), Công ty Thông tin Viễn thông Điện lực (EVN Telecom), Tổng Công ty Viễn thông Toàn cầu (Gtel).
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 25 Quá trình thử nghiệm của các doanh nghiệp đều mang lại kết quả rất khả quan. Điển hình như VNPT đã tuyên bố hoàn thành các trạm BTS theo công nghệ LTE với tốc độ truy cập Internet có thể lên đến 60 Mbps. Về phía Viettel, tập đoàn này cũng đã tiến hành lắp đặt, tích hợp thiết bị LTE tại quận TP.HCM và Hà Nội. Dự kiến đến đầu năm 2016 Bộ Thông tin và Truyền thông sẽ cấp phép cho các doanh nghiệp cung cấp dịch vụ 4G. Tuy nhiên so với các nước trong khu vực thì chúng ta đang triển khai chậm hơn.
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 26 KẾT LUẬN Công nghệ LTE ngày càng được triển khai rộng rãi trên khắp thế giới, với khả năng truyền tải tốc độ cao, kiến trúc mạng đơn giản sử dụng bang tần hiệu quả và hoàn toàn tương thích với các hệ thống trước đó (GSM và WCDMA) và dựa trên một mạng toàn IP. LTE đang dần trở thành hệ thống thông tin di động toàn cầu. Việc tìm hiểu về công nghệ LTE là cần thiết và có ý nghĩa thực tế. Tại Việt Nam việc triển khai LTE cũng bước đầu hoàn thành khi các nhà mạng đã thử nghiệm thành công công nghệ LTE. Trong tương lai không xa, mọi người khắp đất nước có thể trải nghiệm công nghệ này.
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lộ trình phát triển 3G lên 4G –TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng 2. Lộ trình triển khai LTE –Tập đoàn viễn thông Viettel 3. Kỹ thuật điều chế đa sóng mang –Phan Minh Đức 4. Các website tham khảo : www.Thongtincongnghe.com www.Vntelecom.org www.Tapchibcvt.gov.vn www.Tudiencongnghe.net www.Xahoithongtin.com

More Related Content

DOC
trắc nghiệm ôn tập thông tin di động
byPTIT HCM
 
PDF
thông tin di động ptit
byThích Chiều
 
DOCX
He thong truyen dan PDH va SDH
byĐinh Công Thiện Taydo University
 
PDF
[Báo cáo] Bài tập lớn Thông tin di động: mô phỏng kênh PSDCH trong 4G LTE
byThe Nguyen Manh
 
DOC
Trac nghiem thong tin di dong
byLittle April
 
PDF
Bài giảng wcdma
byHuynh MVT
 
DOC
Optisystem
byƠ Ơ Buồn Cười
 
PDF
slide thông tin di động
byPTIT HCM
 
trắc nghiệm ôn tập thông tin di động
byPTIT HCM
 
thông tin di động ptit
byThích Chiều
 
He thong truyen dan PDH va SDH
byĐinh Công Thiện Taydo University
 
[Báo cáo] Bài tập lớn Thông tin di động: mô phỏng kênh PSDCH trong 4G LTE
byThe Nguyen Manh
 
Trac nghiem thong tin di dong
byLittle April
 
Bài giảng wcdma
byHuynh MVT
 
Optisystem
byƠ Ơ Buồn Cười
 
slide thông tin di động
byPTIT HCM
 

What's hot

DOCX
Phần bai tap mau anten & truyen song (mang tinh chat tham khao)
bytiểu minh
 
PDF
Ttq1
byVien Thong So
 
PDF
Mang va cac cong nghe truy nhap
byvanliemtb
 
PDF
Báo cáo t hiết kế mạng doanh nghiệp
byLe Trung Hieu
 
PDF
Luận văn: Ảnh hưởng của kênh Fading tới điều chế không gian
byDịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864
 
PDF
Đề tài: 5G – Tổng quan về tiêu chuẩn thách thức, phát triển, HAY
byDịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
PDF
Thong tin quang 2
byvanliemtb
 
PDF
Chapter 3 gsm - part 1
byĐá Tảng
 
PDF
Đề tài: Mô phỏng kênh truyền vô tuyến số bằng matlab, 9đ
byDịch vụ viết bài trọn gói ZALO: 0909232620
 
DOCX
[Báo cáo] Bài tập lớn Thông tin số: MIMO OFDM
byThe Nguyen Manh
 
PPTX
Các loại mã đường truyền và ứng dụng neptune
by給与 クレジット
 
PDF
Đồ án Nghiên cứu hệ thống thông tin di động 4G LTE
byDaren Harvey
 
PDF
Đề tài: Hệ thống Iot điều khiển và giám sát ngôi nhà, HAY, 9đ
byDịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
DOC
Ask fsk-psk-qpsk-qam-modulation-demolation
byLuân Thiên
 
PDF
Đề tài: Hệ thống giám sát và điều khiển thiết bị trong nhà, HAY
byDịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
PDF
Bài giảng-mạng-viễn-thông-2016
byHuynh MVT
 
PDF
98533162 tim-hiểu-tổng-quan-wcdma
byTran Trung
 
DOCX
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành điện tử viễn thông, 9 điểm
byDịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864
 
DOC
đề Cương ôn tập thông tin vệ tinh
byHải Dương
 
PDF
công nghệ MIMO trong 4G-Lte
byPTIT HCM
 
Phần bai tap mau anten & truyen song (mang tinh chat tham khao)
bytiểu minh
 
Ttq1
byVien Thong So
 
Mang va cac cong nghe truy nhap
byvanliemtb
 
Báo cáo t hiết kế mạng doanh nghiệp
byLe Trung Hieu
 
Luận văn: Ảnh hưởng của kênh Fading tới điều chế không gian
byDịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864
 
Đề tài: 5G – Tổng quan về tiêu chuẩn thách thức, phát triển, HAY
byDịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Thong tin quang 2
byvanliemtb
 
Chapter 3 gsm - part 1
byĐá Tảng
 
Đề tài: Mô phỏng kênh truyền vô tuyến số bằng matlab, 9đ
byDịch vụ viết bài trọn gói ZALO: 0909232620
 
[Báo cáo] Bài tập lớn Thông tin số: MIMO OFDM
byThe Nguyen Manh
 
Các loại mã đường truyền và ứng dụng neptune
by給与 クレジット
 
Đồ án Nghiên cứu hệ thống thông tin di động 4G LTE
byDaren Harvey
 
Đề tài: Hệ thống Iot điều khiển và giám sát ngôi nhà, HAY, 9đ
byDịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Ask fsk-psk-qpsk-qam-modulation-demolation
byLuân Thiên
 
Đề tài: Hệ thống giám sát và điều khiển thiết bị trong nhà, HAY
byDịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Bài giảng-mạng-viễn-thông-2016
byHuynh MVT
 
98533162 tim-hiểu-tổng-quan-wcdma
byTran Trung
 
Kho 200 đề tài luận văn tốt nghiệp ngành điện tử viễn thông, 9 điểm
byDịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864
 
đề Cương ôn tập thông tin vệ tinh
byHải Dương
 
công nghệ MIMO trong 4G-Lte
byPTIT HCM
 

Viewers also liked

PDF
Lte vs-wimax-do-an 4-g
byLinh Linpine
 
PDF
Quy trình drive test
byĐinh Công Thiện Taydo University
 
DOC
Thiet ke toi uu vo tuyen
byDon Tú
 
PPTX
LTE ADVANCED PPT
byTrinath
 
PPTX
Lte Presentation.Ppt
byvaimalik
 
PDF
Tóm tat lv lt.hiệu
byvanliemtb
 
PDF
Tom tatluanvan havietdung
byMr Khởi_Đại Học Giao Thông Vận Tải
 
DOC
Tems investigation
byĐinh Công Thiện Taydo University
 
PPTX
Tong quan mang di dong
bythuti
 
PPTX
4G LTE Presentation Group 9
byeel4514team9
 
PDF
Cơ chế quản lý qo s trong mạng lte
byTien-Sang Nguyen
 
ODP
Thesis presentation-mpls vpn-31-12
byLuân Phan
 
DOC
4 g
bytaupham
 
PDF
00050001334
byvanliemtb
 
PDF
Tom tat lv th s nguyen xuan bach
byvanliemtb
 
PDF
Tom tat lv th s ha quang thang 2012
byvanliemtb
 
PDF
Tim hieuvemang wlans_wpans_vamangthongtindidong4g
bycuongraintran88
 
PPTX
Kỹ thuật dùng trong hệ thống VCCS
byStudentCity
 
PPT
Báo cáo truyền dẫn dfts ofdm học viện bưu chính viễn thông
byhttps://www.facebook.com/garmentspace
 
PDF
Waris l2vpn-tutorial
byrakiva29
 
Lte vs-wimax-do-an 4-g
byLinh Linpine
 
Quy trình drive test
byĐinh Công Thiện Taydo University
 
Thiet ke toi uu vo tuyen
byDon Tú
 
LTE ADVANCED PPT
byTrinath
 
Lte Presentation.Ppt
byvaimalik
 
Tóm tat lv lt.hiệu
byvanliemtb
 
Tom tatluanvan havietdung
byMr Khởi_Đại Học Giao Thông Vận Tải
 
Tems investigation
byĐinh Công Thiện Taydo University
 
Tong quan mang di dong
bythuti
 
4G LTE Presentation Group 9
byeel4514team9
 
Cơ chế quản lý qo s trong mạng lte
byTien-Sang Nguyen
 
Thesis presentation-mpls vpn-31-12
byLuân Phan
 
4 g
bytaupham
 
00050001334
byvanliemtb
 
Tom tat lv th s nguyen xuan bach
byvanliemtb
 
Tom tat lv th s ha quang thang 2012
byvanliemtb
 
Tim hieuvemang wlans_wpans_vamangthongtindidong4g
bycuongraintran88
 
Kỹ thuật dùng trong hệ thống VCCS
byStudentCity
 
Báo cáo truyền dẫn dfts ofdm học viện bưu chính viễn thông
byhttps://www.facebook.com/garmentspace
 
Waris l2vpn-tutorial
byrakiva29
 

Similar to mang LTE

DOCX
Baocaothuctapv1
byTrần Khai Minh
 
DOCX
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
byChung Thuận
 
DOC
Trieu van phubaocao
byhoainhan1501
 
DOC
Trieu van phubaocao
byhoainhan1501
 
DOCX
Cơ Cấu Tổ Chức Công Ty Tnhh Một Thành Viên Theo Luật Doanh Nghiệp 2014.docx
byDịch vụ viết thuê đề tài trọn gói 🥰🥰 Liên hệ ZALO/TELE: 0917.193.864 ❤❤
 
DOC
Báo cáo thực tập cuối kỳ
byvanphu2103
 
DOCX
Báo cáo cuối kỳ
byKhỉ Lùn
 
DOCX
Báo cáo thực tập - Nhơn Mỹ - Nguyễn Hoàng Dương - 2016
bynhonmy luu
 
DOCX
Báo cáo thực tập - Nhơn Mỹ - Nguyễn Xuân Thu- 2016
bynhonmy luu
 
DOC
Mau baocaothuctaptotnghiep
byHate To Love
 
DOCX
Bao cao-thuc-tap-ms tram-nhonmy-2016
bynhonmy luu
 
DOCX
Báo cáo thực tập - Nhơn Mỹ - Lê Nhất Duy - 2016
bynhonmy luu
 
DOCX
bao cáo cuối kỳ
bynguyenhoangbao
 
DOCX
bai bao cao thuc tap 2
byMinh Hoang
 
DOCX
Một số kiến nghị nhằm nâng cao hiệu quả công tác quản trị bán hàng tại Công t...
byDịch vụ viết thuê Luận Văn - ZALO 0932091562
 
DOCX
Báo cáo cuối kỳ athena
byRingpig Luancio
 
DOCX
baocaonguyenduykhanh
byvanphu2103
 
DOCX
Báo cáo thực tập cuối kì
bytuankiet123
 
DOC
Bao cao thuc tap nghành điều khiển tự động k44ddk
byhoangtrong58
 
DOC
Mẫu báo cáo thực tập tốt nghiệp
byĐình Linh
 
Baocaothuctapv1
byTrần Khai Minh
 
Báo cáo thực tập tốt nghiệp
byChung Thuận
 
Trieu van phubaocao
byhoainhan1501
 
Trieu van phubaocao
byhoainhan1501
 
Cơ Cấu Tổ Chức Công Ty Tnhh Một Thành Viên Theo Luật Doanh Nghiệp 2014.docx
byDịch vụ viết thuê đề tài trọn gói 🥰🥰 Liên hệ ZALO/TELE: 0917.193.864 ❤❤
 
Báo cáo thực tập cuối kỳ
byvanphu2103
 
Báo cáo cuối kỳ
byKhỉ Lùn
 
Báo cáo thực tập - Nhơn Mỹ - Nguyễn Hoàng Dương - 2016
bynhonmy luu
 
Báo cáo thực tập - Nhơn Mỹ - Nguyễn Xuân Thu- 2016
bynhonmy luu
 
Mau baocaothuctaptotnghiep
byHate To Love
 
Bao cao-thuc-tap-ms tram-nhonmy-2016
bynhonmy luu
 
Báo cáo thực tập - Nhơn Mỹ - Lê Nhất Duy - 2016
bynhonmy luu
 
bao cáo cuối kỳ
bynguyenhoangbao
 
bai bao cao thuc tap 2
byMinh Hoang
 
Một số kiến nghị nhằm nâng cao hiệu quả công tác quản trị bán hàng tại Công t...
byDịch vụ viết thuê Luận Văn - ZALO 0932091562
 
Báo cáo cuối kỳ athena
byRingpig Luancio
 
baocaonguyenduykhanh
byvanphu2103
 
Báo cáo thực tập cuối kì
bytuankiet123
 
Bao cao thuc tap nghành điều khiển tự động k44ddk
byhoangtrong58
 
Mẫu báo cáo thực tập tốt nghiệp
byĐình Linh
 

mang LTE

  • 1.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Kỹ Thuật Điện Tử Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông đã truyền đạt, chỉ dẫn kiến thức tận tình cho em trong thời gian học tại trường. Em xin kính gửi lời cảm ơn đến cô NGUYỄN HỒNG HOA đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong thời gian thực tập và viết báo cáo này. Em xin chúc các thầy cô luôn khỏe mạnh và đạt được thêm những kết quả tốt đẹp trong sự nghiệp giáo dục. Em cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo cùng tập thể Công ty TNHH Thương Mại và Công Nghệ Thông Tin Bạch Mai đã hỗ trợ em trong thời gian thực tập vừa qua. Trong bốn tuần thực tập vừa qua chúng em đã được tham quan, trải ngiệm tại Công ty, đồng thời học hỏi được nhiều điều liên quan đến ngành học của em. Cả quá trình thực tập tại Công ty em luôn nhận được sự giúp đỡ, quan tâm từ phía Ban lãnh đạo và các anh chị trong Công ty. Đến nay thời gian thực tập đã kết thúc, Em kính chúc Ban Giám Đốc, các cô chú, các anh chị sức khỏe và thành công. Chúc Quý Công ty ngày càng phát triển vững mạnh trên con đường kinh tế hội nhập của đất nước. Hà Nội, ngày 10 tháng 8 năm 2015 Sinh Viên Đặng Anh Quyền
  • 2.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ Hà Nội, ngày ….. tháng 08 năm 2015 Giảng viên hướng dẫn
  • 3.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... Hà Nội, ngày….. tháng 08 năm 2015 Giảng viên phản biện
  • 4.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT..........................................................................................1 LỜI MỞ ĐẦU ..............................................................................................................................3 CHƯƠNG 1 ..................................................................................................................................4 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH TM & CNTT ................................4 BẠCH MAI...................................................................................................................................4 1.1 Lịch sử hình thành và phát triển..............................................................................4 1.2 Sơ đồ cơ cấu tổ chức bộ máy của Công ty...............................................................4 CHƯƠNG 2 ..................................................................................................................................6 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE.....................................................................................................................6 2.1. Tổng quan về hệ thống thông tin di động ..................................................................6 2.1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất ( 1G)............................................6 2.1.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ( 2G)...............................................7 2.1.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 ( 3G) ..................................................7 2.2. Giới thiệu về công nghệ LTE ........................................................................................8 CHƯƠNG 3 ................................................................................................................................10 CẤU TRÚC HỆ THỐNG ........................................................................................................10 3.1 Tổng quan về cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống..................................................10 3.1.1 Thiết bị người dùng ( UE).....................................................................................11 3.1.2 Truy nhập vô tuyến mặt đất E-UTRAN...........................................................11 3.1.3 Mạng lõi EPC ..........................................................................................................12 3.2 Các kênh sử dụng trong E-UTRAN...........................................................................13 3.3 Giao thức của LTE (LTE Protocols).........................................................................14 CHƯƠNG 4 ................................................................................................................................16 TRUY CẬP VÔ TUYẾN VÀ CÁC KỸ THUẬT SỬ DỤNG TRONG LTE................16 4.1. Các chế độ truy nhập vô tuyến...................................................................................16 4.2 Các kỹ thuật sử dụng trong LTE..............................................................................16 4.2.1 Kỹ thuật đa truy nhập cho đường xuống OFDMA ........................................16 4.2.2 Kỹ thuật đa truy nhập đường lên LTE SC-FDMA.........................................18 4.2.3 Kỹ thuật MIMO......................................................................................................21 CHƯƠNG 5 ................................................................................................................................24
  • 5.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM.................24 5.1 Triển khai LTE trên thế giới........................................................................................24 5.2 Triển khai LTE tại Việt Nam...................................................................................24 KẾT LUẬN.................................................................................................................................26 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................................27
  • 6.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 1 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 3GPP Third Generation Partnership Project Dự án các đối tác thế hệ thứ 3 ACK Acknowledgemen Sự báo nhận AMPS Advanced Mobile Phone Sytem Hệ thống điện thoại di động tiên tiến BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển phát quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh phát quảng bá BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc BW Bandwidth Dải thông CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CP Cyclic Prefix Tiền tố vòng DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng DL Downlink Đường xuống UL Uplink Đường lên DL-SCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution Tốc độ dữ liệu tăng cường cho GSM phát triển EPC Evolved Packet Core Mạng lõi gói phát triển E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu phát triển FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia tần số FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia tần số FFT Fast Fourier Transform Biến đổi furier nhanh GPRS General packet radio service Dịch vụ vô tuyến gói chung GSM Global System for Mobile Communications Hệ thống truyền thông di động toàn cầu HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi furier nhanh nghịch đảo IMS IP Multimedia Subsystem Hệ thống con đa phương tiện IP IMT International Mobile Telecommunications Truyền thông di động quốc tế IP Internet Protocol Giao thức Internet
  • 7.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 2 ISI Inter Symbols Interference Nhiễu liên ký tự LTE Long Term Evolution Sự phát triển dài hạn MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MBMS Multimedia Broadcast Multicast System Hệ thống phát quảng bá đa điểm đa phương tiện MIMO Multiple Input Multiple Output Đa đầu vào đa đầu ra NB Narrowband Băng hẹp NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia tần số trực giao Orthogonal Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia tần số trực giao PAPR Peak to Average Power Ratio Tỉ lệ công suất đỉnh tới trung bình PCH Paging Channel Kênh nhắn tin PCRF Policy and Charging Resource Function Chức năng tính cước tài nguyên và chính sách PDCCH Physical Downlink Control Channel Kênh điều khiển đường xuống vật lý PDCP Packet Data Convergence Protocol Giao thức hội tụ dữ liệu gói PDN Packet Data Network Mạng dữ liệu gói PDSCH Physical Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống vật lý QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha vuông góc SIMO Single Input Multiple Output Đơn đầu vào đa đầu ra SNR Signal to Noise Ratio Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu SMS Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn
  • 8.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 3 LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, mạng không dây ngày càng trở nên phổ biến với sự ra đời của hàng loạt những công nghệ khác nhau như Wi-Fi (802.1x), WiMax (802.16)... Cùng với đó là tốc độ phát triển nhanh, mạnh của mạng viễn thông phục vụ nhu cầu sử dụng của hàng triệu người mỗi ngày. Hệ thống di động thế hệ thứ hai, với GSM và CDMA là những ví dụ điển hình đã phát triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, thị trường viễn thông càng mở rộng càng thể hiện rõ những hạn chế về dung lượng và băng thông của các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai. Sự ra đời của hệ thống di động thế hệ thứ ba với các công nghệ tiêu biểu như WCDMA hay HSPA là một tất yếu để có thể đáp ứng được nhu cầu truy cập dữ liệu, âm thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng thông rộng của người sử dụng. Mặc dù các hệ thống thông tin di động thế hệ 2.5G hay 3G vẫn đang phát triển không ngừng nhưng các nhà khai thác viễn thông lớn trênthế giới đã tiến hành triển khai cung cấp một chuẩn di động thế hệ thứ tư có nhiều ưu điểm vượt trội đó là LTE (Long Term Evolution). Với LTE người sử dụng có thể truy cập tất cả các dịch vụ mọi lúc mọi nơi trong khi vẫn di chuyển: xem phim chất lượng cao HDTV, điện thoại thấy hình, chơi game, nghe nhạc trực tuyến, tải cơ sở dữ liệu v.v… với một tốc độ “siêu tốc”. Chính vì vậy em đã lựa chọn báo cáo thực tập về đề tài “ Tìm hiểu về công nghệ mạng LTE”. Báo cáo đi vào tìm hiểu tổng quan về công nghệ LTE cũng như là những kỹ thuật và thành phần được sử dụng trong công nghệ này để có thể hiểu rõ thêm về công nghệ này và các ưu điểm của nó. Tìm hiểu tình hình triển khai công nghệ này trên thế giới và tại VIỆT NAM. Trong quá tình thực tập và làm báo cáo do còn nhiều sai sót. Em mong nhận được các ý kiến đóng góp của các thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện Đặng Anh Quyền
  • 9.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 4 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH TM & CNTT BẠCH MAI 1.1 Lịch sử hình thành và phát triển Tên công ty: Công ty TNHH Thương mại và công ngệ thông tin Bạch Mai. Tên tiếng Anh: Bach Mai Information Technology and Trading Company Limited. Trụ sở chính: C19 khu đấu giá Ngô Thì Nhậm, Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam. Điện thọai: +84 4 35665202 Fax: +84 4 35665201 Email: bmc@hn.vnn.vn Giấy phép kinh doanh: 0102000687 Mã số thuế: 0101032079 Lĩnh vực kinh doanh chủ yếu: Cung cấp các sản phẩm điệntử và công nghệ thông tin, thiết bị mạng, robot cá nhân, máy vi tính, thiết bị đầu cuối, trang thiết bị y tế, dịch vụ IT ROBO, sửa chữa và bảo trì các thiết bị điện tử. 1.2 Sơ đồ cơ cấu tổ chức bộ máy của Công ty
  • 10.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 5 Hình 1.1 Sơ đồ bộ máy của Công ty Ban giám đốc Phòng kế toán, TC Phòng kinh doanh Phòng HC, nhân sự Phòng kỹ thuật, SX Khách hàng
  • 11.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 6 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE 2.1. Tổng quan về hệ thống thông tin di động 2.1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất ( 1G) Công nghệ di động đầu tiên là công nghệ tương tự, là hệ thống truyền tín hiệu tuơng tự, là mạng điện thoại di động đầu tiên của nhân loại, được khơi mào ở Nhật Bản vào năm 1979. Những công nghệ chính thuộc thế hệ thứ nhất này có thể kể đến là:  NMT (Nordic Mobile Telephone – Điện thoại di động Bắc Âu) được sử dụng ở các nước Bắc Âu, Tây Âu và Nga.  AMPS (Advanced Mobile Phone Sytem – Hệ thống điện thoại di động tiên tiến) được sử dụng ở Mỹ và Úc.  TACS (Total Access Communication Sytem – Hệ thống truyền thông truy nhập toàn phần) được sử dụng ở Anh. Hình 2.1 Tiến trình phát triển của thông tin di động Hầu hết các hệ thống đều là hệ thống tương tự và dịch vụ truyền chủ yếu là thoại. Với hệ thống này, cuộc gọi có thể bị nghe trộm bởi bên thứ ba. Những điểm yếu của thế hệ 1G là dung lượng thấp, xác suất rớt cuộc gọi cao, khả năng chuyển cuộc gọi không tin cậy, chất lượng âm thanh kém, không có chế độ bảo mật…do vậy hệ thống 1G không thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng.
  • 12.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 7 2.1.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ( 2G) Hệ thống di động thế hệ thứ 2 sử dụng truyền vô tuyến số cho việc truyền tải. Những hệ thống mạng 2G thì có dung lượng lớn hơn những hệ thống mạng thế hệ thứ nhất. Một kênh tần số thì đồng thời được chia ra cho nhiều người dùng (bởi việc chia theo mã hoặc chia theo thời gian). Sự sắp xếp có trật tự các tế bào, mỗi khu vực phục vụ thì được bao bọc bởi một tế bào lớn, những tế bào lớn và một phần của những tế bào đã làm tăng dung lượng của hệ thống xa hơn nữa. Có 4 chuẩn chính đối với hệ thống 2G: Hệ Thống Thông Tin Di Động Toàn Cầu (GSM) và những dẫn xuất của nó; AMPS số (D-AMPS); Đa Truy Cập Phân Chia Theo Mã IS-95 và Mạng tế bào Số Cá Nhân (PDC). GSM đạt được thành công nhất và được sử dụng rộng rãi trong hệ thống 2G. 2.1.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 ( 3G) Vào năm 1992, ITU công bố chuẩn IMT-2000 (International Mobile Telecommunication -2000) cho hệ thống 3G với các ưu điểm chính được mong đợi đem lại bởi hệ thống 3G là: + Cung cấp dịch vụ thoại chất lượng cao. + Các dịch vụ tin nhắn (e-mail, fax, SMS, chat, ...). + Các dịch vụ đa phương tiện (xem phim, xem truyền hình, nghe nhạc,...). + Truy nhập Internet (duyệt Web, tải tài liệu, ...). + Sử dụng chung một công nghệ thống nhất, đảm bảo sự tương thích toàn cầu giữa các hệ thống. Để thoả mãn các dịch vụ đa phương tiện cũng như đảm bảo khả năng truy cập Internet băng thông rộng, IMT-2000 hứa hẹn cung cấp băng thông 2Mbps, nhưng thực tế triển khai chỉ ra rằng với băng thông này việc chuyển giao rất khó, vì vậy chỉ có những người sử dụng không di động mới được đáp ứng băng thông kết nối này, còn khi đi bộ băng thông sẽ là 384 Kbps, khi di chuyển bằng ô tô sẽ là 144Kbps. Các hệ thống 3G điển hình là:  UMTS (W-CDMA) UMTS (Universal Mobile Telephone System), dựa trên công nghệ W-CDMA, là giải pháp được ưa chuộng cho các nước đang triển khai các hệ thống GSM muốn chuyển lên 3G. UMTS được hỗ trợ bởi Liên Minh Châu Âu và được quản lý bởi 3GPP tổ chức chịu trách nhiệm cho các công nghệ GSM, GPRS. UMTS hoạt động ở băng thông 5MHz, cho phép cáccuộc gọi có thể chuyển giao một cáchhoàn hảo giữa các hệ thống UMTS và GSM đã có. Những đặc điểm của WCDMA như sau: +WCDMA sử dụng kênh truyền dẫn 5 MHz để chuyển dữ liệu. Nó cũng cho phép việc truyền dữ liệu ở tốc độ 384 Kbps trong mạng di động và 2 Mbps trong hệ thống tĩnh.
  • 13.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 8 +Kết cấu phân tầng: Hệ thống UMTS dựa trên các dịch vụ được phân tầng, không giống như mạng GSM. Ở trên cùng là tầng dịch vụ, đem lại những ưu điểm như triển khai nhanh các dịch vụ, hay các địa điểm được tập trung hóa. Tầng giữa là tầng điều khiển, giúp cho việc nâng cấp các quy trình và cho phép mạng lưới có thể được phân chia linh hoạt. Cuối cùng là tầng kết nối, bất kỳ công nghệ truyền dữ liệu nào cũng có thể được sử dụng và dữ liệu âm thanh sẽ được chuyển qua ATM/AAL2 hoặc IP/RTP. +Tần số: hiện tại có 6 băng sử dụng cho UMTS/WCDMA, tập trung vào UMTS tần số cấp phát trong 2 băng đường lên (1885 MHz– 2025 MHz) và đường xuống (2110 MHz – 2200 MHz). Sự phát triển của WCDMA lên 3.5G là HSxPA.  CDMA2000 Một chuẩn 3G quan trọng khác là CDMA2000, chuẩn này là sự tiếp nối đối với các hệ thống đang sử dụng công nghệ CDMA trong thế hệ 2. CDMA2000 được quản lý bởi 3GPP2, một tổ chức độc lập và tách rời khỏi 3GPP của UMTS. CDMA2000 có tốc độ truyền dữ liệu từ 144Kbps đến Mbps.  TD-SCDMA Chuẩn được ít biết đến hơn là TD-SCDMA đang được phát triển tại Trung Quốc bởi các công ty Datang và Siemens. Hiện tại có nhiều chuẩn công nghệ cho 2G nên sẽ có nhiều chuẩn công nghệ 3G đi theo, tuy nhiên trên thực tế chỉ có 2 tiêu chuẩn quan trọng nhất đã có sản phẩm thương mại và có khả năng được triển khai rộng rãi trên toàn thế giới là WCDMA (FDD) và CDMA 2000. WCDMA được phát triển trên cơ sở tương thích với giao thức của mạng lõi GSM (GSM MAP), một hệ thống chiếm tới 65% thị trường thế giới. Còn CDMA 2000nhằm tuơng thích với mạng lõi IS-41, hiện chiếm 15% thị trường. 2.2. Giới thiệuvề công nghệ LTE LTE là thế hệ thứ tư của chuẩn UMTS do 3GPP phát triển. UMTS thế hệ thứ ba dựa trên WCDMA đã được triển khai trên toàn thế giới. Để đảm bảo tính cạnh tranh cho hệ thống này trong tương lai, tháng 11/2004 3GPP đã bắt đầu dự án nhằm xác định bước phát triển về lâu dài cho công nghệ di động UMTS với tên gọi Long Term Evolution (LTE). 3GPP đặt ra yêu cầu cao cho LTE, bao gồm giảm chi phí cho mỗi bit thông tin, cung cấp dịch vụ tốt hơn, sử dụng linh hoạt các băng tần hiện có và băng tần mới, đơn giản hóa kiến trúc mạng với các giao tiếp mở và giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ ở thiết bị đầu cuối. Đặc tính cơ bản của hệ thống LTE : - Hoạt động ở băng tần : 700 MHz-2,6 GHz. - Tốc độ:  DL : 100Mbps( ở BW 20MHz)
  • 14.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 9  UL : 50 Mbps với 2 aten thu một anten phát - Độ trễ : nhỏ hơn 5ms - Độ rộng BW linh hoạt : 1,4MHz; 3MHz; 5MHz; 10MHz; 15MHz; 20MHz. Hỗ trợ cả 2 trường hợp độ dài băng lên và băng xuống bằng nhau hoặc không. - 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. - Phổ tần số:  Hoạt động ở chế độ FDD hoặc TDD  Độ phủ sóng từ 5-100 km  Dung lượng 200 user/cell ở băng tần 5Mhz. - Chất lượng dịch vụ :  Hỗ trợ tính năng đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS.  VoIP đảm bảo chất lượng âm thanh tốt, trễ tối thiểu thông qua mạng UTMS.
  • 15.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 10 CHƯƠNG 3 CẤU TRÚC HỆ THỐNG 3.1 Tổng quan về cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống Kiến trúc gồm bốn vùng chính: thiết bị người dùng (UE); UTRAN phát triển( E- UTRAN); mạng lõi gói phát triển(EPC); và các vùng dịch vụ. Hình 3.1 Cấu trúc mạng LTE UE, E-UTRAN và EPC đại diện cho các giao thức internet (IP) ở lớp kết nối. Đây là một phần của hệ thống được gọi là hệ thống gói phát triển (EPS). Chức năng chính của lớp này là cung cấp kết nối dựa trên IP và nó được tối ưu hóa cao cho mục tiêu duy nhất. Tất cả các dịch vụ được cung cấp dựa trên IP, tất cả các nút chuyển mạch và các giao diện được nhìn thấy trong kiến trúc 3GPP trước đó không có mặt ở E-UTRAN và EPC. Công nghệ IP chiếm ưu thế trong truyền tải, nơi mà mọi thứ được thiết kế để hoạt động và truyền tải trên IP.
  • 16.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 11 Các hệ thống con đa phương tiện IP ( IMS) là một ví dụ tốt về máy móc thiết bị phục vụ có thể được sử dụng trong lớp kết nối dịch vụ để cung cấp các dịch vụ dựa trên kết nối IP được cung cấp bởi các lớp thấp hơn. Ví dụ, để hỗ trợ dịch vụ thoại thì IMS có thể cung cấp thoại qua IP ( VoIP) và sự kết nối tới các mạng chuyển mạch-mạch cũ PSTN và ISDN thông qua các cổng đa phương tiện của nó điều khiển. Sự phát triểncủa E-UTRAN tập chung vào một nút, nút B phát triển ( eNode B). Tất cả các chức năng vô tuyến kết thúc ở đó, tức là eNB là điểm kết thúc cho tất cả các giao thức vô tuyến có liên quan. E-UTRAN chỉ đơn giản là một mạng lưới của các eNodeB được kết nối tới các eNodeB lân cận với giao diện X2. Một trong những thay đổi kiến trúc lớn là trong khu vực mạng lõi là EPC không có chứa một vùng chuyển mạch-mạch, và không cókết nối trực tiếptới cácmạng chuyển mạch mạch truyền thống như ISDN và PSTN là cần thiết trong lớp này. Các chức năng của EPC là tương đương với vùng chuyển mạch gói của mạng 3GPP hiện tại. Tuy nhiên những thay đổi đáng kể trong việc bố trí các nút chức năng và kiến trúc phần này nên được coi như là hoàn tòan mới. 3.1.1 Thiết bị người dùng ( UE) UE làthiết bị mà người dùng đầu cuối sử dụng để liênlạc. Thông thường nó là những thiết bị cầm tay như điện thoại thông minh hoặc một thẻ dữ liệu như mọi người vẫn đang sử dụng hiện tại trong mạng 2G và 3G. Hoặc nó có thể được nhúng vào, ví dụ một máy tính xách tay. UE cũng có chứa các mođun nhận dạng thuê bao toàn cầu( USIM). Nó là một mođun riêng biệt với phần còn lại của UE, thường được gọi là thiết bị đầu cuối (TE). USIM là một ứng dụng được đặt vào một thẻ thông minh có thể tháo rời được gọi là thẻ mạch tích hợp toàncầu ( UICC). USIM được sử dụng để nhận dạng và xác thực người sử dụng để lấy khóa bảo mật nhằm bảo vệ việc truyền tải trên giao diện vô tuyến. Các chức năng của UE là nền tảng cho các ứng dụng truyền thông, mà có tín hiệu với mạng để thiết lập, duy trì và loại bỏ các liên kết thông tin người dùng cần. Điều này bao gồm các chức năng quản lý tính di động như chuyển giao, báo cáo vị trí của thiết bị, và các UE phải thực hiện theo hướng dẫn của mạng. Có lẽ quan trọng nhất là UE cung cấp giao diện người sử dụng cho người dùng cuối để các ứng dụng như VoIP có thể được sử dụng để thiết lập một cuộc gọi thoại. 3.1.2 Truy nhập vô tuyến mặt đất E-UTRAN Mạng truy nhập vô tuyến của LTE được gọi là E-UTRAN và một trong những đặc điểm chính của nó là tất cả các dịch vụ, bao gồm dịch vụ thời gian thực, sẽ được hỗ trợ qua những kênh gói được chia sẻ. Phương pháp này sẽ tăng hiệu suất phổ, làm cho dung lượng hệ thống trở nên cao hơn. Một kết quả quan trọng của việc sử dụng truy nhập gói cho tất cả các dịch vụ là sự tích hợp cao hơn giữa những dịch vụ đa phương tiện và giữa những dịch vụ cố định và không dây. Mục đích chính của LTE là tối thiểu hóa số node. Vì vậy, người phát triển đã chọn một cấu trúc đơn node. Trạm gốc mới phức tạp hơn NodeB trong mạng truy nhập vô tuyến WCDMA/HSPA, và vì vậy được gọi là eNodeB (Enhance Node B). Những
  • 17.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 12 eNodeB có tất cả những chức năng cần thiết cho mạng truy nhập vô tuyến LTE, kể cả những chức năng liên quan đến quản lý tài nguyên vô tuyến. Giao diện vô tuyến sử dụng trong E-UTRAN là S1 và X2. Trong đó S1 là giao diện vô tuyến kết nối giữa eNodeB và mạng lõi. S1 chia làm hai loại là S1-U là giao diện giữa eNodeB và SAE –GW và S1-MME là giao diện giữa eNodeB và MME. X2 là giao diện giữa các eNodeB với nhau. 3.1.3 Mạng lõi EPC Mạng lõi mới là sự mở rộng hoàn toàn của mạng lõi trong hệ thống 3G và nó chỉ bao phủ miền chuyển mạch gói. Vì vậy, nó có một cái tên mới : Evolved Packet Core (EPC). Cùng một mục đích như E-UTRAN, số node trong EPC đã được giảm. EPC chia luồng dữ liệu người dùng thành mặt phẳng người dùng và mặt phẳng điều khiển. Một node cụ thể được định nghĩa cho mỗi mặt phẳng, cộng với Gateway chung kết nối mạng LTE với internet và những hệ thống khác. EPC gồm có một vài thực thể chức năng.  MME (MobilityManagement Entity): chịu trách nhiệm xử lý những chức năng mặt bằng điều khiển, liên quan đến quản lý thuê bao và quản lý phiên.  Gateway dịch vụ (Serving Gateway): là vị trí kết nối của giao tiếp dữ liệu gói với E-UTRAN. Nó còn hoạt động như một node định tuyến đến những kỹ thuật 3GPP khác.  P-Gateway (Packet Data Network): là điểm đầu cuối cho những phiên hướng về mạng dữ liệu gói bên ngoài. Nó cũng là Router đến mạng Internet.  PCRF (Policyand Charging Rules Function): điều khiển việc tạo ra bảng giá và cấu hình hệ thống con đa phương tiện IP IMS (the IP Multimedia Subsystem) cho mỗi người dùng.  HSS (Home Subscriber Server): là nơi lưu trữ dữ liệu của thuê bao cho tất cả dữ liệu của người dùng. Nó là cơ sở dữ liệu chủ trung tâm trong trung tâm của nhà khai thác. Các miền dịch vụ bao gồm IMS (IP Multimedia Sub-system) dựa trên các nhà khai thác, IMS không dựa trên các nhà khai thác và các dịch vụ khác. IMS là một kiến trúc mạng nhằm tạo sự thuận tiện cho việc phát triển và phân phối các dịch vụ đa phương tiện đến người dùng, bất kể là họ đang kết nối thông qua mạng truy nhập nào. IMS hỗ trợ nhiều phương thức truy nhập như GSM, UMTS, CDMA2000, truy nhập hữu tuyến băng rộng như cáp xDSL, cáp quang, cáp truyền hình, cũng như truy nhập vô tuyến băng rộng WLAN, WiMAX. IMS tạo điều kiện cho các hệ thống mạng khác nhau có thể tương thích với nhau. IMS hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích cho cả người dùng lẫn nhà cung cấp dịch vụ. Nó đã và đang được tập trung nghiên cứu cũng như thu hút được sự quan tâm lớn của giới công nghiệp. Tuy nhiên IMS cũng gặp phải những khó khăn nhất định và cũng chưa thật sự đủ độ chín để thuyết phục các nhà cung cấp mạng đầu từ triển khai nó. Kiến trúc IMS được cho là khá phức tạp với nhiều thực thể và vô số các chức năng khác nhau.
  • 18.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 13 3.2 Các kênh sử dụng trong E-UTRAN Kênh vật lý : các kênh vật lý sử dụng cho dữ liệu người dùng bao gồm:  PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) : phụ tải có ích (payload)  PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) : PUSCH được dùng để mang dữ liệu người dùng. Các tài nguyên cho PUSCH được chỉ định trên một subframe cơ bản bởi việc lập biểu đường lên. Các sóng mang được chỉ định là 12 khối tài nguyên (RB) và có thể nhảy từ subframe này đến subframe khác. PUSCH có thể dùng các kiểu điều chế QPSK, 16QAM, 64QAM.  PUCCH(Physical Uplink Control Channel): có chức năng lập biểu, ACK/NAK.  PDCCH(Physical Downlink Control Channel): lập biểu, ACK/NAK.  PBCH(Physical Broadcast Channel): mang các thông tin đặc trưng của cell. Kênh logic : được định nghĩa bởi thông tin nó mang bao gồm:  Kênh điều khiển quảng bá (BCCH) : Được sử dụng để truyền thông tin điều khiển hệ thống từ mạng đến tất cả máy di động trong cell. Trước khi truy nhập hệ thống, đầu cuối di động phải đọc thông tin phát trên BCCH để biết được hệ thống được lập cấu hình như thế nào, chẳng hạn băng thông hệ thống.  Kênh điều khiển tìm gọi (PCCH) : được sử dụng để tìm gọi các đầu cuối di động vì mạng không thể biết được vị trí của chúng ở cấp độ ô và vì thế cần phát các bản tin tìm gọi trong nhiều ô (vùng định vị).  Kênh điều khiển riêng (DCCH) : được sử dụng để truyền thông tin điều khiển tới/từ một đầu cuối di động. Kênh này được sử dụng cho cấu hình riêng của các đầu cuối di động chẳng hạn các bản tin chuyển giao khác nhau.  Kênh điều khiển đa phương (MCCH) : được sử dụng để truyền thông tin cần thiết để thu kênh MTCH.  Kênh lưu lượng riêng (DTCH) : được sử dụng để truyền số liệu của người sử dụng đến/từ một đầu cuối di động. Đây là kiểu logic được sử dụng để truyền tất cả số liệu đường lên của người dùng và số liệu đường xuống của người dùng không phải MBMS.  Kênh lưu lượng đa phương (MTCH) : Được sử dụng để phát các dịch vụ MBMS. Kênh truyền tải : bao gồm các kênh sau:  Kênh quảng bá (BCH) : có khuôn dạng truyền tải cố định do chuẩn cung cấp. Nó được sử dụng để phát thông tin trên kênh logic.  Kênh tìm gọi (PCH) : được sử dụng để phát thông tin tìm gọi trên kênh PCCH, PCH hỗ trợ thu không liên tục (DRX) để cho phép đầu cuối tiết kiệm công suất ắc quy bằng cách ngủ và chỉ thức để thu PCH tại các thời điểm quy định trước  Kênh chia sẻ đường xuống (DL-SCH) : là kênh truyền tải để phát số liệu đường xuống trong LTE. Nó hỗ trợ các chức năng của LTE như thích ứng tốc độ động và lập biểu phụ thuộc kênh trong miền thời gian và miền tần số. Nó cũng hổ trợ DRX để giảm tiêu thụ công suất của đầu cuối di động mà vẫn đảm bảo cảm giác luôn kết nối giống như cơ chế CPC trong HSPA. DL-DCH TTI là 1ms.
  • 19.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 14  Kênh đa phương (MCH) : được sử dụng để hỗ trợ MBMS. Nó được đặc trưng bởi khuôn dạng truyền tải bán tĩnh và lập biểu bán tĩnh. Trong trường hợp phát đa ô sử dụng MBSFN, lập biểu và lập cấu hình khuôn dạng truyền tải được điều phối giữa các ô tham gia phát MBSFN. 3.3 Giao thức của LTE (LTE Protocols) Ở LTE chức năng của RLC đã được chuyển vào eNodeB, cũng như chức năng của PDCP với mã hóa và chèn tiêu đề. Vì vậy, các giao thức liên quan của lớp vô tuyến được chia trước đây ở UTRAN là giữa NodeB và RNC bây giờ chuyển thành giữa UE và eNodeB. Hình 3.2 Giao thức của UTRAN Hình 3.3 Giao thức của E-UTRAN
  • 20.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 15 Hình 3.4 Phân phối chức năng của các lớp MAC, RLC, PDCP Chức năng của MAC(Medium Access Control) bao gồm:  Lập biểu  Điều khiển ưu tiên (Priorityhandling)  Ghép nhiều kênh logic khác nhau trên một kênh truyền đơn RLC Chức năng của PDCP bao gồm:  Mã hóa (ciphering)  Chèn tiêu đề
  • 21.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 16 CHƯƠNG 4 TRUY CẬP VÔ TUYẾN VÀ CÁC KỸ THUẬT SỬ DỤNG TRONG LTE 4.1. Các chế độ truy nhập vô tuyến Giao diện không gian LTE hỗ trợ cả hai chế độ là song công phân chia theo tần số (FDD) và song công phân chia theo thời gian (TDD), mỗi chế độ có một cấu trúc khung riêng. Chế độ bán song công FDD cho phép chia sẻ phần cứng giữa đường lên và đường xuống vì đường lên và đường xuống không bao giờ sử dụng đồng thời. Kỹ thuật này được sử dụng trong một số dải tần và cũng cho phép tiết kiệm chi phí trong khi giảm một nửa khả năng truyền dữ liệu. Giao diện không gian LTE cũng hỗ trợ phát đa phương tiện và các dịch vụ phát quảng bá đa điểm (MBMS). Một công nghệ tương đối mới cho nội dung phát sóng như truyền hình kỹ thuật số tới UE bằng cách sử dụng các kết nối điểm - đa điểm. Các thông số kỹ thuật 3GPP cho MBMS đầu tiên được xuất hiện trong UMTS phiên bản 6. LTE xác định là một cấp cao hơn dịch vụ MBMS phát triển (eMBMS), mà nó sẽ hoạt động qua một mạng đơn tần số phát quảng bá / đa điểm(MBSFN), bằng cách sử dụng một dạng sóng đồng bộ thời gian chung mà có thể truyền tới đa ô trong một khoảng thời gian nhất định. MBSFN cho phép kết hợp qua vô tuyến của truyền đa ô tới UE, sử dụng tiền tố vòng (CP) để bảo vệ các sự sai khác do trễ khi truyền tải, để các UE truyền tải như là từ một tế bào lớn duy nhất. Công nghệ này giúp cho LTE có hiệu suất cao cho truyền tải MBMS. Các dịch vụ eMBMS sẽ được xác định đầy đủ trong thông số kỹ thuật của 3GPP phiên bản 9. 4.2 Các kỹ thuật sử dụng trong LTE LTE sử dụng kỹ thuật OFDMA cho truy cập đường xuống và SC-FDMA cho truy cập đường lên. Kết hợp đồng thời với MIMO, các kỹ thuật về lập biểu, thích ứng đường truyền và yêu cầu tự động phát lại lai ghép. 4.2.1 Kỹ thuật đa truy nhập cho đường xuống OFDMA Hình 4.1 Truyền đơn sóng mang
  • 22.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 17 Hình 4.2 Nguyên lý của FDMA Hình 4.3 Nguyên lý đa sóng mang Kỹ thuật điều chế OFDM, về cơ bản, là một trường hợp đặc biệt của phương pháp điều chế FDM, chia luồng dữ liệu thành nhiều đường truyền băng hẹp trong vùng tần số sử dụng, trong đó các sóng mang con (hay sóng mang phụ, sub-carrier) trực giao với nhau. Do vậy, phổ tín hiệu của các sóng mang phụ này được phép chồng lấn lên nhau mà phía đầu thu vẫn khôi phục lại được tín hiệu ban đầu. Sự chồng lấn phổ tín hiệu này làm cho hệ thống OFDM có hiệu suất sử dụng phổ lớn hơn nhiều so với các kĩ thuật điều chế thông thường. Hình 4.4 So sánh phổ tần của OFDM với FDMA
  • 23.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 18 Hình 4.5 Tần số-thời gian của tín hiệu OFDM LTE sử dụng OFDM trong kỹ thuật truy cập đường xuống vì nó có các ưu điểm sau: - OFDM có thể loại bỏ hiện tượng nhiễu xuyên kí hiệu ISI (Inter-Symbol Interference) nếu độ dài chuỗi bảo vệ (guard interval) lớn hơn độ trễ truyền dẫn lớn nhất của kênh truyền. - Thực hiện việc chuyển đổi chuỗi dữ liệu từ nối tiếp sang song song nên thời gian symbol tăng lên do đó sự phân tán theo thời gian gây bởi trải trễ do truyền dẫn đa đường giảm xuống. - Tối ưu hiệu quả phổ tần do cho phép chồng phổ giữa các sóng mang con. - OFDM phù hợp cho việc thiết kế hệ thống truyền dẫn băng rộng (hệ thống có tốc độ truyền dẫn cao), ảnh hưởng của sự phân tập về tần số (frequency selectivity) đối với chất lượng hệ thống được giảm thiểu nhiều so với hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang. - Cấu trúc máy thu đơn giản. - Thích ứng đường truyền và lập biểu trong miền tần số. - Tương thích với các bộ thu và các anten tiên tiến. 4.2.2 Kỹ thuật đa truy nhập đường lên LTE SC-FDMA Việc truyền OFDMA phải chịu một tỷ lệ công suất đỉnh-đến-trung bình (PAPR) cao, điều này có thể dẫn đến những hệ quả tiêu cực đối với việc thiết kế một bộ phát sóng nhúng trong UE. Đó là, khi truyền dữ liệu từ UE đến mạng, cần có một bộ khuếch đại công suất để nâng tín hiệu đến lên một mức đủ cao để mạng thu được. Bộ khuếch đại công suất là một trong những thành phần tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong một thiết bị, vì thế nên hiệu quả công suất càng cao càng tốt để làm tăng tuổi thọ pin của máy. 3GPP đã tìm một phương án truyền dẫn khác cho hướng lên LTE. SC-FDMA được chọn bởi vì nó kết hợp các kỹ thuật với PAPR thấp của các hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang, như GSM và CDMA, với khả năng chống được đa đường và cấp phát tần số linh hoạt của OFDMA.
  • 24.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 19 Hình 4.6 OFDMA và SC-FDMA Hình trên cho thấy sự khác nhau trong quá trình truyền các ký hiệu số liệu theo thời gian. Trên hình này ta coi mỗi người sử dụng được phân thành 4 sóng mang con (P = 4) với băng thông con bằng 15KHz, trong đó mỗi ký hiệu OFDMA hoặc SC-FDMA truyền 4 ký hiệu số liệu được điều chế QPSK cho mỗi người sử dụng. Đối với OFDMA 4 ký hiệu số liệu này được truyền dồng thời với băng tần con cho mỗi ký hiệu là 15KHz trong mỗi khoảng thời gian hiệu dụng TFFT của một ký hiệu OFDMA, trong khi đó đối với SC-FDMA, 4 ký hiệu số liệu này được truyền lần lượt trong khoảng thời gian bằng 1/P (P = 4) thời gian hiệu dụng ký hiệu SC-FDMA với băng tần con bằng P x 15KHz (4 x 15 KHz) cho mỗi ký hiệu. Trong OFDM, biến đổi Fourier nhanh FFT dùng ở bên thu cho mỗi khối ký tự, và đảo FFT ở bên phát. Còn ở SC-FDMA sử dụng cả hai thuật toán này ở cả bên phát và bên thu.
  • 25.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 20 Hình 4.7 Thu phát SC-FDMA trong miền tần số So sánh OFDMA và SC-FDMA Một sự so sánh giữa OFDMA và SC-FDMA được thể hiện như trong hình 4.8. Bên trái hình 4.8, M các sóng mang con 15kHz liền kề đã được đặt vào địa điểm mong muốn trong băng thông kênh và mỗi sóng mang con được điều chế với chu kỳ ký hiệu OFDMA là 66,7µs bởi một ký hiệu dữ liệu QPSK. Trong ví dụ này, bốn sóng mang con, bốn ký hiệu được đưa ra song song. Đây là các ký hiệu dữ liệu QPSK do đó chỉ có pha của mỗi sóng mang con là được điều chế và công suất của sóng mang con vẫn giữ không đổi giữa các ký hiệu. Sau một chu kỳ ký hiệu OFDMA trôi qua, các CP được chèn vào và bốn ký hiệu tiếp theo được truyền đi song song. Để cho hình ảnh nhìn được rõ ràng nên các CP được hiển thị như một khoảng trống. Tuy nhiên, nó thực sự được lấp đầy với một bản sao của sự kết thúc của ký hiệu tiếp theo, có nghĩa là công suất truyền dẫn là liên tục nhưng có một sự gián đoạn pha ở biên của ký hiệu. Để tạo ra tín hiệu truyền đi, một IFFT được thực hiện trên mỗi sóng mang con để tạo ra M tín hiệu miền thời gian. Chúng lần lượt là vec tơ tổng hợp để tạo ra dạng sóng miền thời gian cuối cùng được sử dụng để truyền dẫn.
  • 26.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 21 Hình 4.8 So sánh OFDMA & SC-FDMA truyền một chuỗi các ký hiệu dữ liệu QPSK Sự tạo thành tín hiệu SC-FDMA được bắt đầu với một qui trình đứng trước đặc biệt rồi sau đó nó cũng tiếp tục một cách tương tự như OFDMA. Tuy nhiên trước hết ta sẽ xem hình bên phải của hình 3.8. Sự khác biệt rõ dàng nhất là OFDMA truyền bốn ký hiệu dữ liệu QPSK song song trên mỗi sóng mang con, trong khi SC-FDMA truyền bốn ký hiệu dữ liệu QPSK trong loạt bốn lần, với mỗi ký hiệu dữ liệu chiếm M × 15kHz băng thông. Nhìn một cáchtrực quan, tín hiệu OFDMA rõ ràng là đa sóng mang với một ký hiệu dữ liệu trên mỗi sóng mang con, nhưng tín hiệu SC-FDMA xuất hiện như nhiều hơn một sóng mang đơn với mỗi ký hiệu dữ liệu được biểu diễn bằng một loạt tín hiệu. Lưu ý rằng chiều dài ký hiệu OFDMA & SC-FDMA là như nhau với 66,7µs. Tuy nhiên, ký hiệu SC- FDMA có chứa M các ký hiệu con mà biểu diễn cho dữ liệu điều chế. Đó là việc truyền tải song song của nhiều các ký hiệu tạo ra PAPR cao không mong muốn với OFDMA. Bằng cáchtruyền M các ký hiệu dữ liệutrong dãy vào M thời điểm, SC-FDMA chiếm băng thông cũng như đa sóng mang OFDMA nhưng chủ yếu là PAPR tương tự như được sử dụng cho các ký hiệu dữ liệu gốc. Thêm vào cùng nhau nhiều dạng sóng QPSK băng hẹp trong OFDMA sẽ luôn tạo ra các đỉnh cao hơn có thể thấy trong băng thông rộng hơn, dạng sóng QPSK đơn sóng mang SC-FDMA 4.2.3 Kỹ thuật MIMO Trung tâm của LTE là ý tưởng của kỹ thuật đa ăng ten, được sử dụng để tăng vùng phủ sóng và khả năng của lớp vật lý. Thêm vào nhiều ăng ten hơn với một hệ thống vô tuyến cho phép khả năng cải thiện hiệu suất bởi vì các tín hiệu phát ra sẽ có các đường dẫn vật lý khác nhau. Có ba loại chính của kỹ thuật đa ăng ten. Đầu tiên nó giúp sử dụng trực tiếp sự phân tập đường dẫn trong đó một sự bức xạ đường dẫn có thể bị mất mát do fading và một cái khác có thể không. Thứ hai là việc sử dụng kỹ thuật hướng búp sóng
  • 27.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 22 (beamforming) bằng cách điều khiển mối tương quan pha của các tín hiệu điện phát ra vào các ăng ten với năng lượng truyền lái theo tự nhiên. Loại thứ ba sử dụng sự phân tách không gian ( sự khác biệt đường dẫn bằng cách táchbiệt các ăng ten) thông qua việc sử dụng ghép kênh theo không gian và sự tạo chùm tia, còn được gọi là kỹ thuật đa đầu vào, đa đầu ra (MIMO ). Hình 4.9 Các chế độ truy nhập kênh vô tuyến Đơn đầu vào Đơn đầu ra (SISO) Chế độ truy nhập kênh vô tuyến đơn giản nhất là đơn đầu vào đơn đầu ra (SISO), trong đó chỉ có một ăng ten phát và một ăng ten thu được sử dụng. Đây là hình thức truyền thông mặc định kể từ khi truyền vô tuyến bắt đầu và nó là cơ sở để dựa vào đó tất cả các ký thuật đa ăng ten được so sánh. Đơn đầu vào đa đầu ra (SIMO) Chế độ thứ hai là đơn đầu vào đa đầu ra (SIMO), trong đó sử dụng một máy phát và hai hoặc nhiều hơn máy thu. SIMO thường được gọi là phân tập thu. Chế độ truy nhập kênh vô tuyến này đặc biệt thích hợp cho các điều kiện tín hiệu-nhiễu(SNR) thấp. Trong đó có một độ lợi lý thuyết có thể đạt được là 3dB khi hai máy thu được sử dụng, không có thay đổi về tốc độ dữ liệu khi chỉ có một dòng dữ liệu được truyền, nhưng vùng phủ sóng ở biên ô được cải thiện do sự giảm của SNR sử dụng được. Đa đầu vào đơn đầu ra (MISO) Chế độ đa đầu vào đơn đầu ra (MISO) sử dụng số máy phát là hai hoặc nhiều hơn và một máy thu. MISO thường được gọi là phân tập phát. Cùng một dữ liệu được gửi trên cả hai ăng ten phát nhưng với chế độ mã hóa như vậy mà máy thu chỉ có thể nhận biết từng máy phát. Phân tập phát làm tăng mạnh của tín hiệu bị phading và có thể làm tăng hiệu suất trong những điều kiện SNR phấp. MISO không làm tăng tốc độ dữ liệu, nhưng nó hỗ trợ các tốc độ dữ liệu tương tự nhau bằng cách sử dụng ít năng lượng hơn. Phân tập phát có thể được tăng cường với phản hồi vòng đóng từ máy thu để chỉ ra sự truyền cân bằng tối ưu
  • 28.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 23 của pha và công suất được sử dụng cho mỗi ăng ten phát. Đa đầu vào đa đầu ra (MIMO) Phương thức truyền cuối cùng là sử dụng hai hoặc nhiều máy phát và hai hoặc nhiều máy thu. MIMO là một phần tất yếu của LTE để đạt được các yêu cầu đầy tham vọng về thông lượng và hiệu quả sử dụng phổ. MIMO cho phép sử dụng nhiều anten ở máy phát và máy thu. Với hướng tải xuống, MIMO 2x2 (2 anten ở thiết bị phát, 2 anten ở thiết bị thu) được xem là cấu hình cơ bản, và MIMO 4x4 cũng được đề cập và đưa vào bảng đặc tả kỹ thuật chi tiết. Hiệu năng đạt được tùy thuộc vào việc sử dụng MIMO. Trong đó, kỹ thuật ghép kênh không gian (spatial multiplexing) và phát phân tập (transmit diversity) là các đặc tính nổi bật của MIMO trong công nghệ LTE. Giới hạn chính của kênh truyền thông tin là can nhiễu đa đường giới hạn về dung lượng theo quy luật Shannon. MIMO lợi dụng tín hiệu đa đường giữa máy phát và máy thu để cải thiện dung lượng có sẵn cho bởi kênh truyền. Bằng cách sử dụng nhiều anten ở bên phát và thu với việc xử lý tín hiệu số, kỹ thuật MIMO có thể tạo ra các dòng dữ liệu trên cùng một kênh truyền, từ đó làm tăng dung lượng kênh truyền. Chế độ truyền dẫn đa ăng ten đường xuống LTE Có 7 chế độ truyền dẫn đa ăng ten được xác định cho LTE để tối ưu hiệu suất đường xuống dưới các điều kiện vô tuyến khác nhau. Đó là :  Cổng đơn-ăngten; cổng 0-MIMO  Phân tập phát MISO  Ghép kênh không gian vòng mở MIMO, không có tiền mã hóa  Ghép kênh không gian vòng đóng MIMO, không có tiền mã hóa  MIMO đa-người sử dụng MIMO, UE tách biệt  Vòng đóng bậc =1 tiền mã hóa-MISO, lái chùm tia (beamsteering)  Cổng đơn- ăng ten; cổng 5 –MISO, lái chùm tia Chế độ đa ăng ten hướng lên LTE Có ba loại kỹ thuật đa ăng ten được xác định cho hướng lên là :  Phân tập thu tại eNodeB  SU-MIMO cho UE đơn  MU-MIMO cho nhiều UE
  • 29.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 24 CHƯƠNG 5 TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 5.1 Triển khai LTE trên thế giới Theo các cuộc khảo sát gần đây có hơn 80% nhà cung cấp dịch vụ di động (telco) trên thế giới hiện đang sử dụng công nghệ GSM (gồm GSM, GPRS/EDGE, HSPA). Theo giới chuyên gia phân tích và đánh giá, lợi thế về hạ tầng sẵn có và số lượng người sử dụng đông đảo là lý do chính để phát triển thị trường di động băng thông rộng với công nghệ HSPA và tiếp theo sẽ là LTE. Đặc tả kỹ thuật của công nghệ LTE có khả năng tương thích gần như hoàn hảo với công nghệ nền tảng GSM. Không chỉ GSM, các telco sử dụng công nghệ CDMA cũng không bỏ qua cơ hội chuyển tiếp lên 4G với công nghệ LTE. Theo một báo cáo mới đây của Hiệp hội các nhà cung cấp thiết bị mạng di động toàn cầu (GSA) thì hiện có đến 677 nhà mạng ở 181 nước đang đầu tư vào mạng 4G, trong đó 422 mạng 4G ở 143 nước chính thức cung cấp dịch vụ và 39 mạng 4G ở 5 nước đang trong giai đoạn thử nghiệm dịch vụ. Tính đến cuối năm 2014,khu vực châu Á – Thái Bình Dương chiếm 47% số lượng kết nối 4G, tập trung chủ yếu tại các thị trường Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc. Khu vực Bắc Mỹ đứng thứ hai với 44%. Theo dự báo của GSMA, tổng số lượng kết nối 4G sẽ tăng lên 875 triệu, chiếm 12% tổng số kết nối di động toàn cầu. Theo đó, mạng 4G sẽ trở thành công nghệ có mức độ thu hút và chuyển dịch thuê bao nhanh nhất trong lịch sử với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm giai đoạn 2014 – 2020 đạt 30%/năm. Băng tần số được sử dụng phổ biến nhất cho mạng 4G vẫn là băng tần 1800 MHz được 187 nhà mạng ở 89 nước sử dụng, chiếm 44% tổng số mạng 4G đã triển khai. Băng tần phổ biến dùng cho 4G tiếp theo là băng tần 2,6 GHz được sử dụng bởi 100 nhà mạng, sau đó đến băng tần 800 MHz được sử dụng bởi 91 nhà mạng. Hiện nay, hầu hết các hãng sản xuất thiết bị viễn thông hàng đầu thế giới: Alcatel- Lucent, Ericsson, Apple, Motorola, Nokia, Nokia Siemens Networks, Huawei, LG Electronics, Samsung, NEC, Fujitsu... đều đã tung ra các sản phẩm hỗ trợ chuẩn 4G LTE. Tháng 6-2015, tổ chức GSA cho biết hiện có 219 chủng loại điện thoại thông minh hỗ trợ dịch vụ gọi điện thoại qua mạng 4G (VoLTE). 5.2Triển khai LTE tại Việt Nam Hiện nay, công nghệ LTE/4G ở nước ta chỉ đang ở bước thử nghiệm và nó sẽ là bước đệm không xa cho tương lai công nghệ băng rộng không dây. Các doanh nghiệp lớn như VNPT, Viettel đã thử nghiệm 4G theo hướng WiMAX nhưng sau đó đã không tiếp tục đi theo hướng này và chuyển theo hướng LTE. Theo Bộ Thông tin và Truyền thông, đến nay, Bộ đã cấp giấy phép thử nghiệm 4G/LTE trong một năm cho 7 đơn vị, gồm VNPT, Tập đoàn Viễn thông Quân đội, Công ty Cổ phần Viễn thông FPT (FPT Telecom), Tập đoàn Công nghệ CMC và Tổng công ty Truyền thông Đa phương tiện (VTC), Công ty Thông tin Viễn thông Điện lực (EVN Telecom), Tổng Công ty Viễn thông Toàn cầu (Gtel).
  • 30.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 25 Quá trình thử nghiệm của các doanh nghiệp đều mang lại kết quả rất khả quan. Điển hình như VNPT đã tuyên bố hoàn thành các trạm BTS theo công nghệ LTE với tốc độ truy cập Internet có thể lên đến 60 Mbps. Về phía Viettel, tập đoàn này cũng đã tiến hành lắp đặt, tích hợp thiết bị LTE tại quận TP.HCM và Hà Nội. Dự kiến đến đầu năm 2016 Bộ Thông tin và Truyền thông sẽ cấp phép cho các doanh nghiệp cung cấp dịch vụ 4G. Tuy nhiên so với các nước trong khu vực thì chúng ta đang triển khai chậm hơn.
  • 31.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 26 KẾT LUẬN Công nghệ LTE ngày càng được triển khai rộng rãi trên khắp thế giới, với khả năng truyền tải tốc độ cao, kiến trúc mạng đơn giản sử dụng bang tần hiệu quả và hoàn toàn tương thích với các hệ thống trước đó (GSM và WCDMA) và dựa trên một mạng toàn IP. LTE đang dần trở thành hệ thống thông tin di động toàn cầu. Việc tìm hiểu về công nghệ LTE là cần thiết và có ý nghĩa thực tế. Tại Việt Nam việc triển khai LTE cũng bước đầu hoàn thành khi các nhà mạng đã thử nghiệm thành công công nghệ LTE. Trong tương lai không xa, mọi người khắp đất nước có thể trải nghiệm công nghệ này.
  • 32.
    BÁO CÁO THỰCTẬP TỐT NGHIỆP SVTH: Đặng Anh Quyền 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lộ trình phát triển 3G lên 4G –TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng 2. Lộ trình triển khai LTE –Tập đoàn viễn thông Viettel 3. Kỹ thuật điều chế đa sóng mang –Phan Minh Đức 4. Các website tham khảo : www.Thongtincongnghe.com www.Vntelecom.org www.Tapchibcvt.gov.vn www.Tudiencongnghe.net www.Xahoithongtin.com