BỘ CÔNG THƯƠNG TỔNG CÔNG TY CP ĐIỆN TỬ VÀ TIN HỌC VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ VIETTRONICS KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ LTE Người hướng dẫn Đơn vị Sinh viên thực Lớp Ngành : Th.S Lê Trung Dũng : Khoa Điện – Điện Tử : Bùi Minh Tuấn : 2ĐT10A : Công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông Hải Phòng, tháng năm 2015 LỜI CẢM ƠN Lời em xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể Thầy, Cô giáo khoa Điện – Điện tử Trường Cao đẳng Công nghệ Viettronics, người tận tình dạy dỗ, bảo em suốt ba năm học vừa qua trường Trong trình thực đề tài chúng em gặp nhiều khó khăn bỡ ngỡ Nếu giúp đỡ lời động viên chân thành người có lẽ em khó hoàn thành tốt khóa luận em xin gửi lời biết ơn chân thành đến thầy Lê Trung Dũng, người trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành khóa luận Trên đường góp nhặt kiến thức quý báu ngày hôm nay, thầy, cô, bạn bè Trường Cao đẳng Công nghệ Viettronics người em sát cánh trải nghiệm Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực Bùi Minh Tuấn MỤC LỤC Hình 2.1 Sự chuyển đổi cấu trúc UTRAN sang E – UTRAN .14 Hình 2.2 Kiến trúc hệ thống cho mạng có E – UTRAN 15 2.1.1 Thiết bị người dùng UE 16 2.1.2 E – UTRAN NodeB(eNodeB) .16 Hình 2.3 eNodeB kết nối tới nút logic khác chức 17 2.1.3 Thực thể quản lý tính di động (MME) 18 2.1.4 Cổng phục vụ S – GW 20 Hình 2.5 Các kết nối S – GW tới nút logic khác chức 21 2.1.5 Cổng mạng liệu gói P – GW .21 Hình 2.6 P – GW kết nối tới nút logic khác chức 22 2.1.6 Chức sách tính cước tài nguyên PCRF 22 2.1.7 Máy chủ thuê bao thường trú HSS 23 2.1.8 Các giao diện giao thức cấu hình kiến trúc hệ thống .24 Hình 2.8 Ngăn xếp giao thức mặt phẳng điều khiển EPS 24 2.2 Các chế độ truy nhập vô tuyến .25 2.2.1 Kỹ thuật đa truy nhập đường xuống OFDMA .26 OFDM 26 Hình 2.9 Biểu diễn tần số thời gian tín hiệu OFDM .26 Kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số trực giao OFDMA .27 Hình 3.1 Cấp phát sóng mang cho OFDM OFDMA 27 Hình 3.4 Lưới Tài nguyên đường lên 29 Bảng tham số cấu trúc khung đường xuống FDD TDD .29 Truyền dẫn liệu hướng xuống 30 2.2.2 Kỹ thuật đa truy nhập đường lên LTE SC – FDMA .31 SC – FDMA 31 Các tham số SC – FDMA .32 .32 Hình 3.9 Lưới Tài nguyên đường lên .32 Bảng tham số cấu trúc khung đường lên FDD TDD 33 2.2.3 Truyền dẫn liệu hướng lên 33 Hình 4.1 Phát thu hướng lên LTE .34 2.2.4 Kỹ thuật đa ăng ten MIMO 34 Hình 4.2 Các chế độ truy nhập kênh vô tuyến 35 Đơn đầu vào đơn đầu (SISO) 35 Đơn đầu vào đa đầu ra(SIMO) 35 Đa đầu vào đơn đầu (MISO) .35 2.2.5 Đa đầu vào đa đầu ra(MIMO) 36 2.3 Các kênh truyền tải ánh xạ chúng tới kênh vật lý 36 Hình 4.3 Vận hành LTE HARQ với tiến trình 37 Nhắn tin 37 Thủ tục báo cáo phản hồi kênh .38 Hình 4.4 Thủ tục báo cáo thông tin trạng thái kênh (CSI) .38 Đo lương eNodeB .38 Đo lường UE .38 2.4 Thủ tục dò tìm ô 39 2.4.1 Truy nhập ngẫu nhiên .39 Hình 4.5 Tổng quan thủ tục truy nhập ngẫu nhiên 39 3.2 Triển khai LTE Việt Nam 42 Hình 4.8 Ericsson phối hợp với Cục Tần số Vô tuyến diện thử nghiệm công ghệ LTE Hà Nội .42 DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Tiến trình phát triển thông tin động 10 Hình 1.2 Đặc điểm công nghệ LTE 12 Hình 2.1 Sự chuyển đổi cấu trúc UTRAN sang EUTRAN 13 HÌnh 2.2 Kiến trúc hệ thống cho mạng có EUTRAN 14 Hình 2.3 eNodeB kết nối tới nút logic chức 16 Hình 2.4 MME kết nối tới nút logic chức 18 Hình 2.5 Kết nối S – GW tới nút logic chức 20 Hình 2.6 PGW kết nối tới nút logic chức 21 Hình 2.7 PCRF kết nối tới nút logic chức 22 Hình 2.8 Ngăn xếp giao thức mặt phẳng điều khiển EPS 23 Hình 2.9 Biểu diễn tần số thời gian tín hiệu OFDM 25 Hình 3.0 Sự tạo chuỗi OFDM 26 Hình 3.1 Cấp phát sóng mang cho OFDM OFDMA 26 Hình 3.2 Cấu trúc khung loại 27 Hình 3.3 Cấu trúc khung loại 27 Hình 3.4Lưới tài nguyên đường lên .28 Hình 3.5 Ghép kênh thời gian – tần số OFDMA 29 Hình 3.6 Phát thu OFDM 30 Hình 3.7 Sơ đồ khối DFT – S – OFDM 30 Hình 3.8 Lưới tài nguyên đường lên 32 Hình 3.9 Phát hướng thu LTE 33 Hình 4.1 Các chế độ truy nhập vô tuyến .34 Hình 4.2 Vận hành LTE HARQ với tiến trình 36 Hình 4.3 Thủ tục báo cáo thông tin trạng thái kênh CSI .37 Hình 4.4 Tổng quan thủ tục truy nhập ngâu nhiên 38 Hình 4.5 Laptop x430 41 Hình 4.6 LG optimus LTE2 41 Hình 4.7 Ericson phối hợp với cục tần số vô tuyến thử nghiệm công nghệ LTE Hà Nội .41 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3GPP Third Generation Partnership Project AAA ACF ACIR Authentication, Authorization and Accounting Analog Channel Filter Adjacent Channel Interference Rejection ACS ADC ADSL Adjacent channel selectivity Analog-to Digital Conversion Asymmetric Digital Subscriber Line AM AMBR Acknowledged Mode Aggregate Maximum Bit Rate ATB Adaptive Transmission Bandwidth AWGN Additive White Gaussian Noise AMPS Advanced Mobile Phone Sytem BCCH Broadcast Control Channel BPF BPSK BSC CBR CCCH CDMA Band Pass Filter Binary Phase Shift Keying Base Station Controller Constant Bit Rate Common Control Channel Code Division Multiple Access CPICH CQI Common Pilot Channel Channel Quality Information DwPTS Downlink Pilot Time Slot EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution Dự án đối tác hệ thứ ba Xác thực, cấp phép tính cước Bộ lọc kênh tương tự Loại bỏ nhiễu kênh lân cận Chọn lọc kênh lân cận Chuyển đổi tương tự - số Ðường dây thuê bao số không đối xứng Chế độ báo nhận Tốc độ bít tối đa cấp phát Băng thông truyền dẫn thích nghi Nhiễu Gauss trắng thêm vào Hệ thống điện thoại di động tiên tiến Kênh điều khiển phát quảng bá Bộ lọc băng tần Khóa dịch pha nhị phân Ðiều khiển trạm gốc Tốc độ bít không đổi Kênh điều khiển chung Ða truy nhập phân chia theo mã Kênh điều khiển chung Thông tin chất luợng kênh Khe thời gian điều khiển đường xuống Tốc độ liệu tăng cường cho GSM phát triển EUTRAN FDD Evolved Universal Terrestrial Radio Access Frequency Division Duplex GSM Global System for Mobile Communications HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest HSDPA High Speed Downlink Packet Access HSPA IFFT High Speed Packet Access Inverse Fast Fourier Transform IMT International Mobile Telecommunications Yêu cầu lặp lại tự dộng hỗ hợp Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao Truy nhập gói tốc độ cao biến đổi furier nhanh nghịch đảo Truyền thông di dộng quốc tế LTE Long Term Evolution Sự phát triển dài hạn MIMO MME Multiple Input Multiple Output Mobility Management Entity OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ða đầu vào đa đầu Phần tử quản lý tính di dộng Ghép kênh phân chia tần số trực giao PCCPCH QPSK Primary Common Control Physical Channel Quadrature Phase Shift Keying SCFDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp Khóa dịch pha vuông góc Ða truy nhập phân chia tần số đơn sóng mang UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống thông tin di động toàn cầu UTRA Universal Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu phát triển Song công phân chia tần số Hệ thống truyền thông di động toàn cầu UTRAN đất toàn cầu Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu Universal Terrestrial Radio Access Network LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Trong năm gần đây, mạng không dây ngày trở nên phổ biến với đời hàng loạt công nghệ khác nhu Wi-Fi, Wimax…Cùng với tốc độ phát triển nhanh, mạnh mạng viễn thông phục vụ nhu cầu sử dụng hàng triệu người ngày Hệ thống di động hệ thứ hai, với GSM CDMA ví dụ điển hình phát triển mạnh mẽ nhiều quốc gia Tuy nhiên, thị truờng viễn thông mở rộng thể rõ hạn chế dung luợng băng thông hệ thống thông tin di động hệ thứ hai Sự đời hệ thống di dộng hệ thứ ba với công nghệ tiêu biểu WCDMA hay HSPA tất yếu dể dáp ứng đuợc nhu cầu truy cập liệu, âm thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng thông rộng người sử dụng Mặc dù hệ thống thông tin di động hệ 2.5G hay 3G dang phát triển không ngừng nhà khai thác viễn thông lớn giới dã bắt đầu tiến hành triển khai thử nghiệm chuẩn di dộng hệ có nhiều tiềm trở thành chuẩn di động 4G tương lai, LTE (Long Term Evolution) Các thử nghiệm trình diễn dã chứng tỏ lực tuyệt vời công nghệ LTE khả thương mại hóa LTE dến gần Mục đích nghiên cứu: Với mục đính nghiên cứu tìm hiểu cấu tạo, hoạt động LTE ứng dụng công nghệ vào thực tế Nhiệm vụ nghiên cứu: Tìm hiểu công nghệ LTE ứng dụng vào thực tiễn Đối tượng phương pháp nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu công nghệ LTE Phương pháp nghiên cứu nghiên cứu lý thuyết xây dựng chương trình ứng dụng kiểm nghiệm thực tế Những đóng góp thực tiễn: Đề tài cung cấp cách hệ thống lại kiến thức công nghệ LTE từ giúp cho sinh viên ứng dụng công nghệ thực tế Kết cấu đề tài: Đề tài “Nghiên cứu Công nghệ LTE (Long Term Evolution)” gồm ba chương:  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ LTE  CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ LTE  CHƯƠNG 3: TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE CỦA VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI Sinh viên thực Bùi Minh Tuấn 10 Mục đích việc thêm tiền tố vòng mở rộng dể tránh nhiễu liên ký tự máy phát thêm vào tiền tố vòng mở rộng dài so với đáp ứng xung kênh ảnh hưởng ký hiệu trước dây loại bỏ cách bỏ qua ( gỡ bỏ ) tiền tố vòng mở rộng phía thu  Các kênh điều khiển hướng xuống:  Kênh điều khiển đường xuống vật lý (PDCCH): sử dụng để chuyển định lập lịch biểu tới UE riêng lẻ, tức có nhiệm vụ lập lịch biểu cho hướng lên hướng xuống  Một kênh thị dạng diều khiển vật lý (PCFICH): sử dụng để số lượng ký hiệu OFDM cho PDCCH  Thông tin mang PDCCH gọi thông tin điều khiển đường xuống ( DCI) 2.2.2 Kỹ thuật đa truy nhập đường lên LTE SC – FDMA  SC – FDMA Trong hướng đường lên 3GPP sử dụng SC-FDMA ( đa truy nhập phân chia tần số đơn sóng mang ) cho đa truy nhập hợp lệ cho hai chế độ vận hành FDD TDD kết hợp với tiền tố vòng Các tín hiệu SC-FDMA có đặc tính PAPR tốt so với tín hiệu OFDMA Ðây lý dể chọn SCFDMA phương thức truy nhập đường lên LTE Có nhiều cách khác để tạo tín hiệu SC-FDMA DFT-trải-OFDM ( DFT-S-OFDM) dã lựa chọn cho E-UTRAN Nguyên tắc minh họa hình 3.8 Hình 3.8 Sơ đồ khối DFT – S – OFDM 31  Các tham số SC – FDMA Hình 3.9 Lưới Tài nguyên đường lên 32 Cấu trúc đường lên LTE tương tự đường xuống, cấu trúc khung loại 1, khung vô tuyến đường lên bao gồm 20 khe với khe có chiều dài 0,5ms, khung có hai khe Cấu trúc khe đường thể hình 3.9 Mỗi khe mang ký hiệu SC-FDMA trường hợp cấu hình tiền tố vòng thông thường, ký hiệu SC-FDMA trường hợp cấu hình tiền tố vòng mở rộng Bảng tham số cấu trúc khung đường lên FDD TDD Cấu hình Tiền tố vòng thông thường f=15kHz Tiền tố vòng mở rộng f=15kHz Số ký hiệu Độ dài tiền tố vòng mẫu thử 160 cho ký hiệu Độ dài tiền tố vòng µs 5,2 µs cho ký hiệu 512 16,7 µs 2.2.3 Truyền dẫn liệu hướng lên Lập kế hoạch nguồn tài nguyên hướng lên thực eNodeB eNodeB cấp tài nguyên thời gian/tần số định cho UE UE thông báo dạng truyền tải mà sử dụng Khoảng thời gian truyền dẫn hướng lên 1ms ( giống đường xuống ) Dữ liệu người dùng mang kênh chia sẻ đường lên vật lý ( PUSCH) Xuất phát từ UE việc cấp phát tài nguyên đường lên thông tin nhảy tần từ việc trợ cấp lập lịch biểu hướng lên dó nhận trước bốn khung DCI (thông tin điều khiển hướng xuống ) dạng sử dụng PDCCH để vận chuyển trợ cấp lập lịch biểu hướng lên 33 Hình 4.1 Phát thu hướng lên LTE Kênh điều khiển hướng lên PUCCH: Mang thông tin diều khiển hướng lên (UCI), tức thông tin ACK/NACK liên quan tới việc nhận gói liệu đường xuống, báo cáo số chất lượng kênh (CQI), thông tin ma trận tiền mã hóa (PMI) số bậc (RI) cho MIMO, yêu cầu lập kế hoạch (SR) PUCCH truyền vùng tần số dành riêng hướng lên mà cấu hình lớp cao Các khối tài nguyên PUCCH đặt vào hai biên băng thông đường lên, nhảy tần liên khe sử dụng PUCCH 2.2.4 Kỹ thuật đa ăng ten MIMO MIMO phần tất yếu LTE dể đạt yêu cầu đầy tham vọng thông lượng hiệu sử dụng phổ MIMO cho phép sử dụng nhiều anten máy phát máy thu Có ba loại kỹ thuật đa ang ten Ðầu tiên giúp sử dụng trực tiếp phân tập đường dẫn dó xạ đường dẫn bị mát fading khác không Thứ hai việc sử dụng kỹ thuật hướng búp sóng(beamforming) cách điều khiển mối tưong quan pha tín hiệu điện phát vào ang ten với lượng truyền lái theo tự nhiên Loại thứ ba sử dụng phân tách không gian ( khác biệt đường dẫn cách tách 34 biệt ang ten ) thông qua việc sử dụng ghép kênh theo không gian tạo chùm tia, gọi kỹ thuật đa đầu vào, đa đầu (MIMO ) Có cách để sử dụng kênh vô tuyến: Hình 4.2 Các chế độ truy nhập kênh vô tuyến  Đơn đầu vào đơn đầu (SISO) Chế độ truy nhập kênh vô tuyến đơn giản đơn đầu vào đơn đầu (SISO), dó có ang ten phát ang ten thu sử dụng Ðây hình thức truyền thông mặc định kể từ truyền vô tuyến bắt dầu sở dể dựa vào tất kỹ thuật đa ang ten so sánh  Đơn đầu vào đa đầu ra(SIMO) Một chế độ thứ hai thể hình 4.2 đơn đầu vào đa đầu (SIMO), dó sử dụng máy phát hai nhiều máy thu SIMO thường gọi phân tập thu Chế độ truy nhập kênh vô tuyến dặc biệt thích hợp cho điều kiện tín hiệu-nhiễu(SNR) thấp Trong có độ lợi lý thuyết đạt 3dB hai máy thu dƣợc sử dụng, thay đổi tốc dộ liệu có dòng liệu truyền, vùng phủ sóng biên ô dược cải thiện giảm SNR sử dụng  Đa đầu vào đơn đầu (MISO) Chế độ đa đầu vào đơn đầu (MISO) sử dụng số máy phát hai nhiều máy thu MISO thường gọi phân tập phát Cùng liệu gửi hai ang ten phát với chế dộ mã hóa mà máy thu 35 nhận biết máy phát Phân tập phát làm tăng mạnh tín hiệu bị phát làm tăng hiệu suất diều kiện SNR thấp MISO không làm tăng tốc độ liệu, hỗ trợ tốc dộ liệu tưong tự cách sử dụng lượng Phân tập phát tăng cường với phản hồi vòng đóng từ máy thu để truyền cân tối ưu pha công suất sử dụng cho ang ten phát 2.2.5 Đa đầu vào đa đầu ra(MIMO) MIMO làm tăng công suất phổ cách phát nhiều luồng liệu lúc tần số thời gian, tận dụng đầy đủ lợi đường dẫn khác kênh vô tuyến Một yếu tố quan trọng cho hoạt động MIMO việc truyền từ ang ten phải nhận dạng dể máy thu xác dịnh kết hợp việc truyền mà nhận được, việc nhận dạng thường thực với tín hiệu đạo, sử dụng mẫu trực giao cho ang ten Sự phân tập không gian kênh vô tuyến nghia MIMO có khả làm tăng tốc dộ liệu Những lợi ích mặt lý thuyết MIMO chức số lượng ang ten truyền nhận, điều kiện lan truyền vô tuyến, khả máy phát để thích nghi với điều kiện thay dổi, SNR Các giới hạn MIMO dạt diều kiện lý tưởng dễ dàng xác dịnh, cho hệ thống 2×2 với hai luồng liệu dồng thời làm tăng gấp đôi công suất tốc độ liệu MIMO hoạt động tốt diều kiện SNR cao với đường cực tiểu tầm nhìn Kết là, MIMO dặc biệt phù hợp với môi trường nhà, tạo mức độ cao đa đường cực tiểu tầm nhìn 2.3 Các kênh truyền tải ánh xạ chúng tới kênh vật lý Các kênh truyền tải giao diện lớp điều khiển truy nhập môi trường (MAC) lớp vật lý Mỗi kênh truyền tải đặc trưng xử lý lớp vật lý liên quan, áp dụng cho kênh vật lý tưong ứng sử dụng dể mang kênh truyền tải 36 Lớp vật lý cần có khả cung cấp nguồn tài nguyên động để phân phối cho tốc độ liệu khác với việc phân chia tài nguyên người sử dụng khác  Kênh quảng bá(BCH) Là kênh phát quảng bá đường xuống sử dụng dể phát quảng bá thông số hệ thống cần thiết phép thiết bị truy cập vào hệ thống  Kênh chia sẻ đường xuống(DL – SCH) Mang liệu người dùng cho kết nối điểm – điểm theo hướng đường xuống  Kênh nhắn tin (PCH) sử dụng dể mang thông tin tin nhắn cho thiết bị theo hướng đường xuống dể chuyển thiết bị từ trạng thái RRC rảnh dỗi tới trạng thái RRC kết nối truyền lại UE kết hợp truyền lại với gốc khởi dộng việc giải mã turbo trở lại Sau giải mã thành công( dựa việc kiểm tra CRC) UE gửi báo nhận tích cực(ACK) cho eNodeB Sau dó eNodeB gửi gói tin trình HARQ(h4.3) Hình 4.3 Vận hành LTE HARQ với tiến trình  Nhắn tin Cho phép nhắn tin, UE cấp phát khoảng nhắn tin khung riêng khoảng thời gian mà thông điệp tin nhắn gửi di Sự nhắn tin cung cấp PDSCH ( với thông tin cấp phát PDCCH ) Các tiêu chí thiết kế nhắn tin nhằm đảm bảo dủ 37 chu kỳ DRX cho thiết bị để tiết kiệm lượng dể đảm bảo thời gian đáp ứng đủ nhanh cho gọi dến E-UTRAN có thông số khoảng thời gian chu kỳ nhắn tin dể đảm bảo đầy đủ khả nhắn tin  Thủ tục báo cáo phản hồi kênh Hình 4.4 Thủ tục báo cáo thông tin trạng thái kênh (CSI) Mục đích để cung cấp cho eNodeB thông tin trạng thái kênh đường xuống nhằm giúp tối ưu hóa định lập lịch biểu gói tin Đo lường lớp vật lý  Đo lương eNodeB Ðo eNodeB quy định thông số kỹ thuật lớp vật lý phiên đường xuống sau: o Công suất sử dụng cho thành phần tài nguyên sử dụng để truyền tín hiệu chuẩn ô cụ thể từ eNodeB ( băng thông hệ thống) o Công suất can nhiễu nhận khối tài nguyên vật lý o Công suất nhiễu nhiệt qua băng thông hệ thống  Đo lường UE Ðối với UE phép đo sau thực bên hệ thống LTE: o Công suất thu tín hiệu chuẩn (RSRP), mà ô riêng biệt mức trung bình công suất đo ( mức trung bình nhánh thu ) thành phần tài nguyên có chứa tín hiệu chuẩn ô cụ thể 38 o Chất lượng thu tín hiệu chuẩn ( RSRQ) tỉ số RSRP EUTRAN mang thị cường độ tín hiệu nhận (RSSI), với tín hiệu chuẩn o E-UTRAN RSSI, dây tổng công suất dải rộng thu tần số định 2.4 Thủ tục dò tìm ô Dò tìm ô thủ tục mà theo thiết bị dầu cuối tìm thấy ô mạng để có khả kết nối tới Thủ tục dò tìm ô cung cung cấp ước tính thông số cần thiết để thu nhận thông tin hệ thống kênh quảng bá, có chứa thông số lại cần thiết cho việc truy nhập vào hệ thống 2.4.1 Truy nhập ngẫu nhiên Một yêu cầu cho hệ thống di động tế bào khả cho thiết bị đầu cuối yêu cầu thiết lập kết nối Ðiều thường gọi truy nhập ngẫu nhiên phục vụ hai mục đích LTE, cụ thể thiết lập đồng hướng lên thiết lập nhận dạng thiết bị đầu cuối Hình 4.5 Tổng quan thủ tục truy nhập ngẫu nhiên Bước 1: gồm truyền tải phần mở đầu truy nhập- ngẫu nhiên, cho phép eNodeB ước tính dịnh thời truyền tải thiết bị đầu cuối Ðồng hướng 39 lên cần thiết không thiết bị đầu cuối truyền liệu hướng lên Bước 2: bao gồm mạng truyền lệnh ứng trước định thời đến để điều chỉnh định thời truyền thiết bị đầu cuối, dựa phép đo định thời bước Bước 3: bao gồm truyền dẫn nhận dạng thiết bị dầu cuối di dộng cách sử dụng UL-SCH tưong tự liệu lập lịch biểu thông thường Nội dung xác tín hiệu phụ thuộc vào trạng thái thiết bị đầu cuối, dặc biẹt dù trước dây có biết dến mạng hay không Bước 4: bao gồm truyền dẫn thông điệp phân giải tranh chấp từ mạng tới thiết bị đầu cuối DL-SCH Bước giải tranh chấp có nhiều thiết bị dầu cuối dang cố gắng dể truy nhập vào hệ thống cách sử dụng tài nguyên truy nhập hệ thống 40 CHƯƠNG 3: TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE CỦA VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI 3.1 Triển khai LTE giới Có 347 nhà cung cấp đầu tư phát triển LTE: 292 nhà mạng lên kế hoạch triển khai LTE 93 quốc gia 55 nhà mạng 11 quốc gia khác cam kết thử nghiệm công nghệ LTE Trong có nhà mạng Việt Nam: VNPT, Viettel FPT Có 96 nhà mạng 46 quốc gia tiến hành thương mại hóa dịch vụ LTE Đến tháng năm 2012 khoảng 28 triệu thuê bao LTE Dự kiến hết năm 2012 có 152 nhà mạng cung cấp dịch vụ thức 65 quốc gia toàn giới Có 417 sản phẩm đầu cuối LTE sản xuất 67 nhà sản xuất Tiến trình thương mại hóa công nghệ LTE: Đến hết năm 2010 có 17 mạng LTE triển khai cung cấp dịch vụ Năm 2011 có thêm 30 mạng LTE Đến tháng năm 2012 có thêm 49 mạng LTE Theo dự báo nhà phân tích đến năm 2015 toàn giới có 3,4 tỷ thuê bao băng rộng, đó: 273 triệu thuê bao LTE (7%); 3,6 tỷ thuê bao HSPA (73.06%) Định hướng công nghệ: Hiện WiMAX LTE coi công nghệ mạng di động 4G LTE giành ưu so với WiMAX: LTE công nghệ giới thương mại hóa; có 80% telco giới sử dụng công nghệ GSM, công nghệ LTE có khả tương thích gần hoàn hảo với công nghệ tảng GSM Ngay telco sử dụng công nghệ CDMA chuyển tiếp lên 4G với công nghệ LTE Các hãng sản xuất thiết bị viễn thông hàng đầu giới với telco lớn giới thực thử nghiệm công nghệ LTE đạt thành công Từ năm 2010 đến nay, tốc độ triển khai mạng 4G LTE diễn ngày nhanh thể qua tăng trưởng số lượng nhà mạng triển khai LTE, số lượng thuê bao LTE số lượng thiết bị đầu cuối LTE Những công nghệ tích hợp LTE: 41 Hình 4.6 Laptop X430 Hình 4.7 LG optimus LTE2 3.2 Triển khai LTE Việt Nam Bộ TT&TT vừa cho biết hoàn thiện thủ tục dể cấ p phép thử nghiệm LTE cho EVN Telecom Gtel Như vậy, dã có doanh nghiệp thử nghiệm công nghệ tiền 4G Hình 4.8 Ericsson phối hợp với Cục Tần số Vô tuyến diện thử nghiệm công ghệ LTE Hà Nội Ngày 10/10/2010, VNPT tuyên bố hoàn thành trạm eNB theo công nghệ LTE dặt tòa nhà Internet, lô 2A, làng Quốc tế Thang Long, Cầu Giấy, Hà Nội với tốc độ truy cập Internet lên đến 60 Mbps Về phía Viettel, tập đoàn cho biết, phối hợp với Huawei 42 tiến hành lắp dặt, tích hợp thiết bị LTE quận Tân Bình, TP.HCM Truớc dó, Viettel tiến hành thử nghiệm Hà Nội Cụ thể, Viettel tiến hành thử nghiệm hệ thống mạng hoàn chỉnh với 40 trạm LTE hai quận Ðống Ða Ba Ðình  Đánh giá khả thương mại công nghệ LTE Việt Nam:  Chỉ số phát triển ICT (ICT development Index - IDI): Việt Nam đứng nhóm trung bình IDI 92/154 nước, số cho thấy sẵn sàng hạ tầng mạng viễn thông, mức độ ứng dụng ICT cường độ sử dụng ICT xã hội Trong năm tới định hướng phát triển Việt Nam đến 2020 nằm nhóm có IDI từ trung bình trở lên  Mức độ sử dụng ICT Ở Việt Nam, Tỷ lệ số người sử dụng Internet 100 dân tăng từ vị trí thứ 105/154 lên 71/154 vòng năm 20022007; Số thuê bao băng rộng cố định 100 dân từ không đáng kể tiến đến đứng thứ 75/154 nước (năm 2007); thuê bao băng rộng di động năm 2007 chưa có  Đánh giá thị trường Việt Nam theo đánh giá phát triển theo tỷ lệ 10 % thuê bao LTE tổng số thuê bao 3G, WiMAX tương lai sau năm 2015  Bộ TT&TT cho biết tới Bộ tiến hành tổng kết năm cấp phép triển khai dịch vụ di dộng 3G Việc tổng kết tập trung đánh giá hiệu học kinh nghiệm trình triển khai mạng 3G Ðây sở quan trọng để Bộ TT&TT để tiến hành cấp phép 4G thời gian tới KẾT LUẬN 43 Qua trình thực khoá luận tốt nghiệp giúp em hiểu rõ thực tế kỹ thuật đồng thời củng cố lại kiến thức học suốt thời gian qua Với đề tài mang tính thực tiễn cao, hướng dẫn thầy giáoLê Trung Dũng, em thực cố gắng thực đầy đủ yêu cầu đồ án tốt nghiệp bao gồm phần trọng tâm như: - Tìm hiểu trình phát triển hệ thông thông tin di động nay, giới thiệu công nghệ LTE - Tìm hiểu kiến trúc mạng LTE, thành phần giao thức sử dụng - Nắm bắt công nghệ OFDMA, SC – FDMA MIMO sử dụng giao diện LTE - Tìm hiểu lớp vật lý LTE - Các thủ tục truy nhập LTE -Tình hình triển khai LTE giới Việt Nam Với nỗ lực không ngừng, khoá luận hoàn thành có nội dung bám sát yêu cầu đề Do thời gian có hạn trình độ nhiều hạn chế khoá luận không tránh khỏi số thiếu sót, qua giúp em đánh giá mình, thành lớn sau nhiều năm học tập với giúp đỡ quý thầy cô, bạn bè Em mong nhận đánh giá đóng góp thầy, cô giáo bạn để khóa luận hoàn thiện Một lần em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Khoa Điện-Điện tử trường cao đẳng Công nghệ Viettronics đặc biệt thầy giáo Lê Trung Dũng tận tình bảo để giúp em hoàn thành khóa luận Sinh viên thực Bùi Minh Tuấn 44 Tài liệu tham khảo [1] “The mobile Broadband Evolution :3GPP Release and Beyond HSPA+, SAE/LTE and LTE – Advanced”, 3G American,2009 [2] “UTRA – UTRAN Long term evolution and 3GPP system Architecture Evolution (SAE)”, WWW.3GPP.ORG [3] Các trang web tham khảo: www.ebook.edu.vn www.luanvan.net www.thongtincongnghe.com [4] C.Gessner (2008), UMTS Long Term Evolution (LTE) Technology Introduction, Rohde-Schwarz 45 [...]... Băng tần Song công Di động Đa truy nhập 1,25 – 20Mhz FDD, TDD, bán song công 350km/h Đường xuống OFDMA 12 Tốc độ dữ liệu đỉnh trong 20 Mhz Điều chế Mã hóa kênh Các công nghệ khác Đường lên SC – FDMA Đường xuống: 173 và 326 Mb/s Đường lên 86mb/s với cấu hình 1*2 QPSK 16 và 64 Mã Turbo Lập biểu chính sác kênh, liên kết thích ứng, điều khiển công suất Hình 1.2 Các đặc điểm chính của công nghệ LTE 13 CHƯƠNG... TD – SCDMA là chuẩn di động được đề nghị bởi “China Communications Standards Association – chuẩn 3G của Trung Quốc”, dùng song công TDD 1.4Giới thiệu công nghệ LTE • LTE (long term evolution) là thế hệ thứ tư của chuẩn UMTS do 3GPP phát hành • 3GPP đặt yêu cầu khá cao cho LTE: giảm chi phí cho mỗi bit thông tin, cung cấp dịch vụ tốt hơn, sử dụng linh hoạt các băng tần mới và hiện có, đơn giản hóa kiến... của công nghệ LTE 13 CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ LTE 2.1 Kiến trúc mạng LTE LTE được thiết kế để hỗ trợ cho các dịch vụ chuyển mạch gói, đối lập với chuyển mạch kênh truyền thống Nó hướng dến cung cấp các kết nối IP giữa các UE và PDN, mà không có bất kì sự ngắt quãng nào đối với những ứng dụng của người dùng trong suốt quá trình di chuyển Trong khi thuật ngữ LTE đề cập quanh sự tiến triển việc truy... 2.2 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) Chế độ bán song công FDD cho phép chia sẻ phần cứng giữa đường lên và đường xuống Giao diện không gian LTE cũng hỗ trợ phát đa phương tiện và các dịch vụ phát quảng bá đa điểm (MBMS) LTE xác định là một cấp cao hơn dịch vụ MBMS phát triển...CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ LTE 1.1Tổng quan thế hệ thứ nhất (1G) • Là hệ thống thông tin di động tương tự sử dụng phương thức đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA và điều chế tần số FM • Dịch vụ đơn thuần là thoại • Chất lượng thấp • Bảo mật kém • Những công nghệ chính thuộc thế hệ thứ nhất này có thể kể dến là  NMT (Nordic Mobile Telephone... (CP) dể bảo vệ các sự sai khác do trễ khi truyền tải, dể các UE truyền tải như là từ một tế bào lớn duy nhất 25 2.2.1 Kỹ thuật đa truy nhập đường xuống OFDMA Hệ thống truyền dẫn đường xuống của LTE dựa trên công nghệ OFDM vì OFDM có nhiều ưu điểm:  Thực hiện việc đổi chuỗi dữ liệu từ nối tiếp sang song song nên thời gian symbol tăng lên nên sự phân tán theo thời gian gây bởi trải trễ do đường truyền... E-UTRAN, nó còn được kết hợp cùng với các phương diện cải tiến “ không vô tuyến” duới thuật ngữ SAE bao gồm mạng lõi gói cải tiến EPC LTE cùng với SAE tạo thành hệ thống gói cải tiến EPS Hình 2.1 Sự chuyển đổi cấu trúc UTRAN sang E – UTRAN Từ sơ đồ trên ta thấy được mạng LTE ít phức tạp hơn do các eNodeB được kết nối với nhau hoặc kết nối trực tiếp với mạng lõi nên các RNC bị gỡ bỏ Các chức năng của RNC... 3(3G) • Cung cấp dịch vụ thoại chất lượng cao • Các dịch vụ tin nhắn (email, fax, SMS, chat….) • Các dịch vụ đa phương tiện (xem phim, truyền hình, nghe nhạc….) • Truy nhập Internet • Sử dụng chung một công nghệ thống nhất, đảm bảo sự tương thích toàn cầu giữa các hệ thống • Các hệ thống 3G điển hình:  UMTS(Universal Mobile Telephone System) sử dụng kỹ thuật đa truy cập W – CDMA, được chuẩn hóa bởi 3GPP,... Communication Sytem – Hệ thống truyền thông truy nhập toàn phần) được sử dụng ở Anh vào năm 1985 Hình 1.1 Tiến trình phát triển của thông tin di động 1.2Tổng quan về thế hệ thứ 2(2G) • Được đặc trưng bởi công nghệ chuyển mạch kỹ thuật số • Dung lượng tăng • Chất lượng thoại tốt hơn • Hỗ trợ các dịch vụ số liệu • Phương thức truy nhập: TDMA, CDMA băng hẹp • Một số hệ thống điển hình: GSM (Global System for... OFDM, nguời ta sử dụng biến đổi FFT và IFFT cho biến đổi giữa miền thời gian và miền tần số 26 Hình 3.0 Sự tạo ra chuỗi tín hiệu OFDM  Kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số trực giao OFDMA Là công nghệ đa truy cập phân chia theo sóng mang trực giao, là một dạng nâng cao của OFDM Hình 3.1 Cấp phát sóng mang con cho OFDM và OFDMA Trái ngược với phương thức truyền OFDM, OFDMA cho phép truy nhập