Đang tải... (xem toàn văn)
Công nghệ LTE đang được nghiên cứu và phát triển rộng rãi trên thế giới; cung cấp cho người dùng tốc độ truy cập dữ liệu nhanh lên đến hàng trăm Mbs thậm chí đạt 1Gbs, cho phép phát triển thêm nhiều dịch vụ truy cập sóng vô tuyến mới dựa trên nền tảng hoàn toàn IP… Hệ thống LTE sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM cho đường xuống. Trong hệ thống này thì mỗi người dung được cấp phát một số sóng mang con khác nhau và các sóng mang con này trực giao với nhau với hiệu suất sử dụng phổ cao và linh hoạt trong việc phân bổ tần số cho người dụng. Tuy nhiên hiệu suất của một mạng LTE đa tế bào (multicells) lại bị giảm đi đáng kể do có sự xuất hiện của nhiễu đồng kênh – CCI và nhiễu liên Cell – ICIC làm ảnh hưởng đến tín hiệu của hệ thống. Để giải quyết vấn đề này thì các nhà mạng đã phải sử dụng kết hợp nhiều kỹ thuật khác nhau sao cho phù hợp với tình trạng tín hiệu tại mỗi khu vực. Về cơ bản người ta sẽ kết hợp hai phương án đó là việc tái sử dụng tần số tại mỗi Cell và phối hợp các Cell trong 1 mạng cho phù hợp. Ngoài việc giúp giảm tránh nhiễu cho hệ thống, các kỹ thuật này còn giúp tối ưu được tài nguyên cho các nhà mạng (tần số, công suất, …). Trong đồ án: “ Kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn trong hệ thống 4G LTE” mà tôi trình bày dưới đây sẽ tổng hợp lại một kỹ thuật để tối ưu tần số, công suất tín hiệu trong một Cell di động cũng như đánh giá hiệu quả của các kỹ thuật này. Nội dung đồ án gồm có 3 chương:Chương 1: Truy nhập vô tuyến trong 4G LTE đường xuống. Nội dung của chương này sẽ trình bày về kiến trúc mạng và chế độ truy nhập trong LTE.Chương 2: Các loại nhiễu trong mạng 4G LTE đường xuống. Trong chương này tôi sẽ trình bày về các loại nhiễu trong hệ thống 4G LTE bao gồm: tạp âm Gauss trắng cộng, nhiễu liên ký tự ISI, nhiễu liên kênh ICI, nhiễu đồng kênh CCI, …..Chương 3: Kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn trong 4G LTE. Chương 3 này sẽ trình bày cụ thể về kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn cũng như đánh giá hiệu quả của các phương pháp; đông thời đưa ra những đề xuất, nhận xét để sử dụng các kỹ thuật này cho phù hợp.Trong đồ án này do gấp nên mình mới mô phỏng FFR và mình tiếc là không có thời gian để mô phỏng thêm các kỹ thuật khác. Tuy nhiên nếu bạn nào tham khảo nên viết thêm mô phỏng SFR và có thể các kỹ thuật khác sẽ thấy được hiệu quả đáng kể của kỹ thuật này cũng như đạt được điểm đồ án tối đa. Bên cạnh đó còn 1 số sai xót do mình không biết nên dịch một số từ tiếng anh thế nào cho thỏa đáng nên nếu bạn nào tham khảo nên đọc thêm tài liệu tiếng anh trong phần tài liệu tham khảo tiếng Anh. Bản thân mình tự làm đồ án này mất khá nhiều thời gian nên muốn chia sẻ để mọi người có thêm tài liệu tham khảo.
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: “Kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn để giảm thiểu nhiễu đồng kênh - CCI nhiễu liên Cell - ICIC hệ thống LTE” Người hướng dẫn : CHU TUẤN LINH Sinh viên thực : ĐINH VĂN KHANG Lớp : D11VT6 Khóa : 2011-2016 Hệ : ĐẠI HỌC Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời cảm ơn LỜI CÁM ƠN Tốt nghiệp đại học coi cột mốc quan trọng trình người Để có ngày hôm phải trải qua nhiều thử thách đòi hỏi cố gắng, kiên trì không kể đến dạy tận tình thầy cô giúp đỡ, động viên bạn bè gia đình Để hoàn thành đồ án này, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Chu Tuấn Linh- Viện Khoa Học Kỹ Thuật Bưu Điện tận tình giúp đỡ hướng dẫn em suốt trình thực đồ án Mặc dù bận rộn thầy dành thời gian định hướng, góp ý sửa chữa giúp em có phương pháp học tập nghiên cứu tốt Em xin chân thành cảm ơn tất thầy cô giáo dạy dỗ, dìu dắt em xuất trình học tập vừa qua Cuối cho em cảm ơn tất bạn bè gia đình giúp đỡ động viên em xuất thời gian qua lúc khó khăn Hà Nội, Ngày 10 tháng 12 năm 2015 Sinh viên thực Đinh Văn Khang Đinh Văn Khang – D11VT6 Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Công nghệ LTE nghiên cứu phát triển rộng rãi giới; cung cấp cho người dùng tốc độ truy cập liệu nhanh lên đến hàng trăm Mb/s chí đạt 1Gb/s, cho phép phát triển thêm nhiều dịch vụ truy cập sóng vô tuyến dựa tảng hoàn toàn IP… Hệ thống LTE sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM cho đường xuống Trong hệ thống người dung cấp phát số sóng mang khác sóng mang trực giao với với hiệu suất sử dụng phổ cao linh hoạt việc phân bổ tần số cho người dụng Tuy nhiên hiệu suất mạng LTE đa tế bào (multi-cells) lại bị giảm đáng kể có xuất nhiễu đồng kênh – CCI nhiễu liên Cell – ICIC làm ảnh hưởng đến tín hiệu hệ thống Để giải vấn đề nhà mạng phải sử dụng kết hợp nhiều kỹ thuật khác cho phù hợp với tình trạng tín hiệu khu vực Về người ta kết hợp hai phương án việc tái sử dụng tần số Cell phối hợp Cell mạng cho phù hợp Ngoài việc giúp giảm tránh nhiễu cho hệ thống, kỹ thuật giúp tối ưu tài nguyên cho nhà mạng (tần số, công suất, …) Trong đồ án: “ Kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn hệ thống 4G LTE” mà trình bày tổng hợp lại kỹ thuật để tối ưu tần số, công suất tín hiệu Cell di động đánh giá hiệu kỹ thuật Nội dung đồ án gồm có chương: Chương 1: Truy nhập vô tuyến 4G LTE đường xuống Nội dung chương trình bày kiến trúc mạng chế độ truy nhập LTE Chương 2: Các loại nhiễu mạng 4G LTE đường xuống Trong chương trình bày loại nhiễu hệ thống 4G LTE bao gồm: tạp âm Gauss trắng cộng, nhiễu liên ký tự ISI, nhiễu liên kênh ICI, nhiễu đồng kênh CCI, … Chương 3: Kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn 4G LTE Chương trình bày cụ thể kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn đánh giá hiệu phương pháp; đông thời đưa đề xuất, nhận xét để sử dụng kỹ thuật cho phù hợp Đinh Văn Khang – D11VT6 Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG, HÌNH ẢNH CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LTE 10 1.1 Giới thiệu chung 10 1.2 Kiến trúc mạng LTE 13 1.2.1 Thiết bị người dùng ( UE) 14 1.2.2 E-UTRAN NodeB (eNodeB) 14 1.2.3 Thực thể quản lý tính di động (MME) 16 1.2.4 Cổng phục vụ ( S-GW) 18 1.2.5 Cổng mạng liệu gói ( P-GW) 20 1.2.6 Chức sách tính cước tài nguyên ( PCRF) 22 1.2.7 Máy chủ thuê bao thường trú (HSS) 23 1.3 Truy nhập vô tuyến LTE 23 1.3.1 Các chế độ truy nhập 23 1.3.2 Băng tần truyền dẫn 24 1.3.3 Kỹ thuật đa truy nhập cho đường xuống OFDM 24 1.3.4 Kỹ thuật MIMO mạng 4G LTE 32 1.4 Các thủ tục truy nhập 37 1.4.1 Thủ tục dò tìm ô 37 1.4.2 Truy nhập ngẫu nhiên 42 1.5 Kết luận chương 49 CHƯƠNG 2: CÁC LOẠI NHIỄU TRONG MẠNG VÔ TUYẾN 4G LTE 50 2.1 Giới thiệu chương 50 2.2 Tạp âm nhiệt AWGN -Additive white Gaussian noise 50 2.3 Nhiễu liên ký tự ISI (Inter symbol interfence) 51 Đinh Văn Khang – D11VT6 Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 2.4 Nhiễu liên kênh ICI ( Inter Channel lnterferece ) 52 2.5 Nhiễu đồng kênh CCI (Co-Channel Interference) 53 2.6 Nhiễu liên Cell ICIC ( Inter – Cell Interference Coodination) 55 2.7 Nhiễu đa truy nhập (Multiple Access Interference) 55 2.8 Kết luận chương 56 CHƯƠNG 3: GIẢM NHIỄU CCI ICI BẰNG KỸ THUẬT TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ PHÂN ĐOẠN 57 3.1 Giới thiệu chương 57 3.2 Các kỹ tái sử dụng tần số (Conventional Frequency Reuse) 57 3.3 Tái sử dụng tần số phân đoạn 58 3.3.1 Tái sử dụng tần số phần – PFR (Partial Frequency Reuse) 59 3.3.2 Tái sử dụng tần số mềm – SFR (Soft Frequency Reuse) 60 3.3.3 Tái sử dụng tần số phân đoạn mềm – SFFR (Soft Fractional Frequency Reuse) 62 3.3.4 Tái sử dụng tần số theo bước nhảy – IFR (Incremental Frequency Reuse) 64 3.3.5 Tái sử dụng tần số phân đoạn tiên tiế n – EFFR (Enhanced Fractional Frequency Reuse) 67 3.4 Nhận xét đánh giá kỹ thuật tái sử dụng tần số 68 3.4.1 Mô hình hóa kỹ thuật tái sử dụng tần số 68 3.4.2 Đánh giá hiệu mặt lý thuyết 72 3.5 Mô phỏng 73 3.5.1 Mu ̣c tiêu 73 3.5.2 Các công thức mô phỏng 74 3.5.3 Mô tả quá trình mô phỏng 77 3.5.4 Kế t quả mô phỏng 78 3.6 Kết luận chương 82 KẾT LUẬN 83 PHỤ LỤC 84 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 Đinh Văn Khang – D11VT6 Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục bảng, hình ảnh DANH MỤC BẢNG, HÌNH ẢNH Bảng 1.1 Các đặc điểm công nghệ 4G LTE 10 Bảng 1.2 Số lượng khối tài nguyên cho băng thông LTE khác 28 ( cụ thể FDD&TDD) 28 Bảng 1.3 Tham số cấu trúc khung đường xuống ( FDD & TDD ) 29 Bảng 3.1 Mô hình hóa kỹ thuật tái sử dụng tần số 69 Bảng 3.2 So sánh hiệu kỹ thuật tái sử dụng tần số 72 Bảng 3.3 Các tham số mô phỏng 73 Hình 1.1 Kiến trúc hệ thống cho mạng có E-UTRAN 13 Hình 1.2 eNodeB kết nối tới nút logic khác chức 16 Hình 1.3 MME kết nối tới nút logic khác chức 18 Hình 1.4 Các kết nối S-GW tới nút logic khác chức 19 Hình P-GW kết nối tới node logic khác chức 21 Hình 1.6 PCRF kết nối tới nút logic khác & chức 22 Hình 1.7 Biểu diễn tần số-thời gian tín hiệu OFDM 25 Hình 1.8 Sự tạo ký hiệu OFDM có ích sử dụng IFFT 25 Hình 1.9 Sự tạo chuỗi tín hiệu OFDM 26 Hình 1.10 Cấp phát sóng mang cho OFDM & OFDMA 26 Hình 1.11 Cấu trúc khung loại 27 Hình 1.13 Lưới tài nguyên đường xuống 28 Hình 1.14 Ghép kênh thời gian – tần số OFDMA 30 Hình 1.15 Sơ đồ máy phát thu OFDMA 31 Hình 1.16 Các chế độ truy nhập kênh vô tuyến 32 Hình 1.17 MIMO 2×2 , tiền mã hóa 34 Hình 1.18 truyền chuỗi ký hiệu liệu QPSK hệ thống OFDM 36 Hình 1.19 Các tín hiệu đồng sơ cấp & thứ cấp 38 Hình 1.20 Sự hình thành tín hiệu đồng miền tần số 40 Đinh Văn Khang – D11VT6 Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục bảng, hình ảnh Hình 1.21 Tổng quan thủ tục truy nhập ngẫu nhiên 43 Hình 1.22 Minh họa cho truyền dẫn phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên 44 Hình 1.23 Định thời phần mở đầu eNodeB cho người sử dụng truy nhập 45 ngẫu nhiên khác 45 Hình 1.24 Sự phát phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên miền tần số 46 Hình 2.1 Mô hình kênh Gaussian trắng cộng 50 Hình 2.2 Mô hình nhiễu liên ký tự ISI 51 Hình 2.3 Chèn thêm khoảng bảo vệ hệ thống OFDM 52 Hình 2.4 Phổ tần nhiễu liên kênh 52 Hình 2.5 Khoảng bảo vệ lặp 53 Hình 2.6 Một hệ thống thông tin số tế bào ( Cellular ) 53 Hình 2.7 Minh họa nhiễu liên Cell 55 Hình 3.1 Các kỹ thuật giảm nhiễu 57 Hình 3.2 Mô hình tái sử dụng tần số FR1(a) FR3(b) 58 Hình 3.3 Mô hình hệ thống Cell phân bổ theo phương pháp PFR 60 Hình 3.2 Tái sử dụng tần số mềm –SFR 61 Hình 3.3 Mô hình tái sử dụng tầ n số phân đoạn mề m 63 Hình 3.4 Vấn đề hạn chế phổ tần SFR 65 Hình 3.5 Phương pháp IFR cho cụm Cell hệ thống 66 Hình 3.6 Tái sử dụng tần số phân đoạn tiên tiế n (EFFR) 68 Hình 3.9 Mô hình mạng 77 Hình 3.10 Tỷ số tín hiê ̣u tạp âm và nhiễu 78 Hình 3.11 Dung lượng Cell 79 Với băng tần vùng trung tâm Cell B1=15 Mhz 79 Hình 3.12 Sự phụ thuộc tổng dung lượng Cell vào băng tần vùng trung tâm 80 Hình 3.13 Sự phụ thuộc tham số US vào băng tần 80 Hình 3.14 Dung lượng Cell với B1=6, B1=8, B1=12 Mhz 81 Hình 3.15 So sánh FFR với FR1 FR3 với B1=8 Mhz 81 Đinh Văn Khang – D11VT6 Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục bảng, hình ảnh CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AWGN Additive white Gaussian noise Tạp âm nhiệt AWGN BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc CCI Co-Channel Interference Nhiễu đồng kênh CDMA Code Division Multiplexing Access Đa truy nhập phân chia theo mã DCI Control Information Thông tin điều khiển đường xuống DS-CDMA Direct Sequence Code Division Multiplexing Access Đa truy nhập phân chia theo mã chuỗi trực tiếp DwPTS Downlink Pilot Time Slot Khe thời gian điều khiển đường xuống EFFR Enhanced Fractional Frequency Reuse Tái sử dụng tần số phân đoạn cải tiến 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 FFR Fractional Frequency Reuse Tái sử dụng tần số phân đoạn FR Frequency Reuse Tái sử dụng tần số GUTI Globally Unique Temporary Identity Nhận dạng tạm thời toàn cầu GW Gateway Cổng HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest Yêu cầu lặp lại tự động hỗ hợp HSDPA High Speed Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao Đinh Văn Khang – D11VT6 Đồ án tốt nghiệp Đại học Các thuật ngữ viết tắt HSS Home Subscriber Server Máy chủ thuê bao thường trú ICI Inter-carrier Interference Nhiễu liên kênh ICI Inter Channel lnterferece Nhiễu liên kênh ICIC Inter-Cell Interference Coodination Nhiễu liên Cell IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi furier nhanh nghịch đảo IFR Incremental Frequency Reuse Tái sử dụng tần số tăng dần IMS IP Multimedia Subsystem Hệ thống đa phương tiện IP IP Internet Protocol Giao thức Internet ISI Inter symbol interfence Nhiễu liên ký tự LTE Long Term Evolution Hệ thống phát triển lâu dài MBMS Multimedia Broadcast Multicast System Hệ thống phát quảng bá đa điểm đa phương tiện MIMO Multiple Input Multiple Output Kỹ thuật đa anten phát, đa anten thu ML-SFR Multi – lever soft Frequency Reuse Tái sử dụng tần số mềm đa mức công suất MME Mobility Management Entity Phần tử quản lý tính di động OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia tần số trực giao PCC Primary Common Control Physical Channel Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp PCFICH Physical Control Format Indicator Channel Kênh thị dạng điều khiển vật lý Physical Control Format Indicator Channel Kênh thị dạng điều khiển vật lý PCFICH Đinh Văn Khang – D11VT6 Đồ án tốt nghiệp Đại học Các thuật ngữ viết tắt Policy and Charging Resource Chức tính cước tài nguyên Function sách Personal Communication Services Dịch vụ truyền thông cá nhân Physical Downlink Control Kênh điều khiển đường xuống vật Channel lý PFR Partial Frequency Reuse Tái sử dụng tần số phần PMI Proxy Mobile IP IP di động ủy nhiệm PMIP Proxy Mobile IP IP di động ủy nhiệm QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia tần số đơn sóng mang SFFR Soft Fractional Frequency Reuse Tái sử dụng tần số phân đoạn mềm SFR Soft Frequency Reuse Tái sử dụng tần số mềm TDD Time Division Duplex Song công phân chia thời gian UE User Equipment Thiết bị đầu cuối UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống thông tin di động toàn cầu UTS User teminal Thiết bị đầu cuối người dùng Universal Terrestrial Radio Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất Access Network toàn cầu VoIP Voice over IP Thoại qua IP WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng PCRF PCS PDCCH UTRAN Đinh Văn Khang – D11VT6 Chương 3: Giảm nhiễu CCI ICIC kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn Tối ưu băng thông truyền dẫn For B1=1:1:20 C(B1)=0 For Ri=1:Rc Nếu RiRt tính SINR3(Ri) C(Ri) với băng tần (B-B1)/3 C(B1)=C(B1)+C(Ri); End US(B1)=C(B1)/Max(C(Ri)) end Vẽ biểu đồ phụ thuộc C US theo băng tần B1 3.5.4 Kế t quả mô phỏng Tối ưu bán kính Hình 3.10 Tỷ số tín hiê ̣u tạp âm và nhiễu Đinh Văn Khang – D11VT6 78 Chương 3: Giảm nhiễu CCI ICIC kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn Hình 3.11 Dung lượng Cell Với băng tần vùng trung tâm Cell B1=15 Mhz Tổ ng dung lươ ̣ng Cell của FR1 là 8,0728.109 (bps) Tổ ng dung lươ ̣ng Cell của FR3 là 5,5310.109 (bps) Tổ ng dung lươ ̣ng Cell của FFR là 8,7776e.109 (bps) Nhận xét: Dựa vào hình 3.10 ta thấy SINR kĩ thuật FFR với SINR FR1 FR3 khoảng (0-0.65Rc) (0.65Rc- Rc) Qua hình 3.10 3.11 ta thấy chất lượng tín hiệu FFR nói cải thiện so với FR1 lại so với FR3, bên cạnh dung lượng FR1 khoảng (0-0.65Rc) cao kỹ thuật lại Ri>0.65 Rc dung lượng lại thấp so với kỹ thuật lại Điều xảy vấn đề phân bổ tài nguyên tần số cho vùng truyền dẫn kỹ thuật dẫn đến việc FFR FR3 chưa sử dụng hiệu phổ tần cấp phát Đinh Văn Khang – D11VT6 79 Chương 3: Giảm nhiễu CCI ICIC kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn Tối ưu băng tần Hình 3.12 Sự phụ thuộc tổng dung lượng Cell vào băng tần vùng trung tâm Hình 3.13 Sự phụ thuộc tham số US vào băng tần Từ hình 3.12 ta thấy dung lượng toàn Cell phụ thuộc tuyến tính vào băng thông cấp phát cho vùng trung tâm Cell Như phân tích ta tăng B1 lên, tổng dung lượng Cell tăng lên chất lượng tín hiệu người dùng biên Cell bị giảm đáng kể, ta phải dựa vào tham số US để lựa chọn băng tần phù hợp Đinh Văn Khang – D11VT6 80 Chương 3: Giảm nhiễu CCI ICIC kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn Từ hình 3.13 thấy băng tần tối ưu B1=8 Mhz Hình 3.14 cho ta nhìn trực quan hiệu ta dùng B1=8 Mhz Hình 3.14 cho ta thấy với B1=8 tổng dung lượng Cell bị giảm nhiều so với B1=12 Mhz nhiên dung lượng tín hiệu vung biên Cell lại tương đối tốt; bên cạnh với băng tần B=6 Mhz dung lượng vùng biên Cell tương đối cao tổng dung lượng Cell lại giảm đáng kể Chính B1=8 Mhz băng tần tối ưu cho vùng trung tâm Cell Hình 3.14 Dung lượng Cell với B1=6, B1=8, B1=12 Mhz Hình 3.15 So sánh FFR với FR1 FR3 với B1=8 Mhz Đinh Văn Khang – D11VT6 81 Chương 3: Giảm nhiễu CCI ICIC kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn Hình 3.15 kết so sánh tương đối mặt dung lượng áp dụng FFR so với FR1 FR3 Ta dễ dàng nhận thấy dung lượng FFR vùng biên Cell trung tâm Cell lại trùng với dung lượng FR1 FR3 tương tự tỉ lệ SINR Tổng dung lượng sau tối ưu FR1, FR3 FFR 6,5254.109 ; 4,4726.109; 5,9264 109 (bps) Có thể thấy dung lượng FFR giảm không nhiều so với FR1 nhiên điều chưa không tốt FFR sử dụng 1/3 băng tần (B-B1) Có thể dung lượng giảm chất lượng người dùng biên Cell FFR chắn tốt FR1 SINR FFR đảm bảo mức tối thiểu tức máy thu có khả sử dụng tín hiệu FR1 dung lượng có cao chất lượng tín hiệu giảm, điều làm ảnh hưởng đến trình xử lí thông tin để khôi phục lại thông tin mà người dùng cần 3.6 Kết luận chương Chương đồ án trình bày kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn hệ thống 4G LTE Về bản các kỹ thuâ ̣t này dựa việc áp dụng kĩ thuật FR1 FR3 phân phố i các loa ̣i tài nguyên tầ n số , công suấ t và viê ̣c lựa cho ̣n bán kính sử du ̣ng cho mỗi miề n tầ n số khác Chương đồ án mô kĩ thuật FFR, FR1, FR3 đồng thời tìm tham số tối ưu cho FFR Bên cạnh thông qua việc so sánh với kĩ thuật FR1 FR3 ta phần thấy hiệu sử dụng phổ FFR so với kĩ thuật lại Đinh Văn Khang – D11VT6 82 Đồ án tốt nghiệp Đại học Kết luận KẾT LUẬN Trong thời gian gầ n với sự phát triể n ma ̣nh mẽ của công nghê ̣ truyề n thông vô tuyế n và nhu cầ u sử du ̣ng của người dùng tăng cao đã cho đời những ứng du ̣ng đòi hỏi dữ liê ̣u lớn cũng đô ̣ trễn thấ p thì viê ̣c nghiên cứu, phát triể n những công nghê ̣ mới là điề u cấ p thiế t Công nghê ̣ LTE đời đã mang la ̣i nhiề u ưu điể m vươ ̣t trô ̣i so với những thế ̣ cũ với tố c đô ̣ truyề n dẫn cao, đô ̣ trễ thấ p Tuy nhiên với viê ̣c số lươ ̣ng, nhu cầ u của người dùng ngày càng tăng tài nguyên ̣ thố ng bi ̣ ̣n chế (đă ̣c biê ̣t là tầ n số ) thì viê ̣c phân bổ tài nguyên cho đảm bảo đươ ̣c chấ t lươ ̣ng cho người dùng cũng dung lươ ̣ng ̣ thố ng cao đòi hỏi phải có sự kế t hơ ̣p nhiề u phương án, kỹ thuâ ̣t tố i ưu ̣ thố ng khác Ta ̣p âm, nhiễu là mô ̣t những yế u tố ảnh hưởng rấ t nhiề u đế n chấ t lươ ̣ng dich ̣ vu ̣ cũng gây nhiề u khó khăn cho viê ̣c phân phố i tài nguyên Chính vì vâ ̣y giảm tránh nhiễu là mô ̣t những công viê ̣c rấ t quan tro ̣ng mỗi ̣ thố ng thông tin vô tuyế n nói chung cũng ̣ thố ng LTE nói riêng Mô ̣t những phương pháp đã đươ ̣c nghiên cứu và triể n khai đó là viê ̣c tái sử du ̣ng tầ n số phân đoa ̣n ma ̣ng di đô ̣ng đa tế bào Đây là phương pháp phân chia dải tầ n thành những dải tầ n (đoa ̣n) khác và phân phố i các dải tầ n này với mức công suấ t khác cho mỗi vùng khác để nhằ m mu ̣c đích đa ̣t đươ ̣c hiê ̣u suấ t phổ cao nhấ t Đồ án đã trin ̀ h bày mô ̣t kỹ thuâ ̣t tái sử du ̣ng tầ n số thường gă ̣p thực tế nghiên cứu cũng đã đươ ̣c triể n khai Trong đồ án này thì các kỹ thuâ ̣t đươ ̣c đánh giá mô ̣t ma ̣ng di đô ̣ng đa tế bào có kích thước đồ ng nhấ t cũng có mâ ̣t đô ̣ người sử du ̣ng phân bố đề u mỗi tế bào Trong thực tế , mỗi kỹ thuâ ̣t tái sử du ̣ng tầ n số đươ ̣c áp du ̣ng cho mỗi vùng miề n khác tùy thuô ̣c vào đă ̣c điể m điạ lý cũng nhu cầ u người sử du ̣ng Ngoài viê ̣c áp du ̣ng kỹ thuâ ̣t tái sử du ̣ng tầ n số mỗi tế bào, các nhà ma ̣ng áp du ̣ng thêm viê ̣c phố i hơ ̣p sự hoa ̣t đô ̣ng các Cell với nhau, thiế t kế những tra ̣m phát sóng femto Cell cho những khu vực có yêu cầ u về lưu lươ ̣ng cao khu đông dân cư, tòa nhà lớn… Đồ án đã trình bày đươ ̣c bản về các kỹ thuâ ̣t tái sử du ̣ng tầ n số Tuy nhiên sự ̣n chế về mă ̣t kiế n thức cũng thời gian thực hiê ̣n nên đồ án còn có nhiề u thiế u xót Chính vì vâ ̣y em rấ t mong sự góp ý thêm của thầ y cô và các ba ̣n để Đinh Văn Khang – D11VT6 83 Đồ án tốt nghiệp Đại học Phụ lục PHỤ LỤC Code Matlab sử dụng mô Tối ưu bán kính vùng trung tâm Cell clc; clear all; %Tham So Don Vi B=20e6; % Hz Bsc=15e3; % Hz Fc=2000; % MHz Rc=1000; % m d=40; % m Pt=46; % dBm Pdf=-174; % dBm/Hz Hr=1.5; % m Hb=50; % m cm=3; % dB Nguong= 8; % dB B1=15e6; Y nghia Bang thông he thong Bang thong nhóm sóng mang Tan so sóng mang Bán kính Cell Khoang ban kinh giao giua Cell Cong Suat phat Mat cong suat tap am Chieu cao anten thu Chieu cao anten BS Suy giam khu thi dung de tinh PathLoss Nguong SINR chap nhan duoc buocnhay=1; % m Khoang cach tinh toan dung luong xyzt=buocnhay/Rc:buocnhay/Rc:1; C1=0; C=0; C3=0; % khoi tao dung luong ban dau for i=1:(Rc/buocnhay) Ri=i*buocnhay; % FR1 N1=B/Bsc; % Tong so song mang S1(1)=0; S1(i+1)=3.14*i*i-S1(i); % Dien tich hinh khuyen bkinh R(i-1) den Ri Nx1(i)=(S1(i+1)/(3.14*Rc*Rc))*N1;% So song mang cap phat co S(i+1) SINRx1(i)= SINR1(Pt,Pdf,Rc,d,Ri,Fc,B); Cx1(i)=Nx1(i)*DungLuong(Bsc,SINRx1(i)); C1=C1+Cx1(i) % FR3 N3=B/(3*Bsc); % Tong so song mang S3(1)=0; S3(i+1)=3.14*i*i-S3(i); % Dien tich hinh khuyen bkinh R(i-1) den Ri Nx3(i)=(S3(i+1)/(3.14*Rc*Rc))*N3;% So song mang cap phat co S(i+1) SINRx3(i)= SINR3(Pt,Pdf,Rc,d,Ri,Fc,B); Cx3(i)=Nx3(i)*DungLuong(Bsc,SINRx3(i)); C3=C3+Cx3(i) end for i=1:(Rc/buocnhay) if SINRx1(i)[...]... người sử dụng khác nhau ( giả sử có 6 UE ) Dữ liệu người dùng được mang trên kênh chia sẻ đường xuống vật lý ( PDSCH) Đinh Văn Khang – D11VT6 29 Chương 1: Tìm hiểu chung về hệ thống LTE Hình 1.14 Ghép kênh thời gian – tần số OFDMA Về nguyên tắc trong mọi hệ thống OFDMA là sử dụng băng hẹp, các sóng mang con trực giao với nhau Trong LTE khoảng cách sóng mang con là 15kHz bất kể băng thông hệ thống là... 1.3.4 Kỹ thuật MIMO trong mạng 4G LTE 1.3.4.a Tổng quan về 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. .. với các chuẩn và hệ thống trước: hệ thống LTE phải cùng tồn tại và có thể phối hợp hoạt động với các hệ thống 3GPP khác Người sử dụng LTE sẽ có thể thực hiện các cuộc gọi từ thiết bị đầu cuối của mình và thậm chí khi họ không nằm trong vùng phủ sóng của LTE Do đó, cho phép chuyển giao các dịch vụ xuyên suốt, trôi chảy trong khu vực phủ sóng của HSPA, WCDMA hay GSM/GPRS/EDGE Hơn thế nữa, LTE hỗ trợ không... tuyến trong LTE 1.3.1 Các chế độ truy nhập 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. .. 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 1.3.2 Băng tần truyền dẫn LTE phải hỗ trợ thị trường không dây quốc tế , các quy định về phổ tần trong khu vực và phổ tần sẵn có Để đạt được điều này các thông số kỹ thuật bao gồm băng thông kênh biến đổi có thể... về hệ thống LTE CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LTE 1.1 Giới thiệu chung LTE là thế hệ thứ 4 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) ... hơn từ 2 đến 4 lần của hệ thống HSPA phiên bản 6 Dải tần co giãn được: dải tần vô tuyến của hệ thống LTE có khả năng mở rộng từ 1.8 MHz, 3MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz và 20 MHz cả chiều lên và xuống Điều này dẫn đến sự linh hoạt sử dụng được hiệu quả băng thông Mức thông suất cao hơn khi hoạt động ở băng tần cao và đối với một số ứng dụng không cần đến băng tần rộng chỉ cần một băng tần vừa đủ thì cũng... 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... truyền dữ liệu : trong điều kiện lý tưởng hệ thống hỗ trợ tốc độ dữ liệu đường xuống đỉnh lên tới 326Mb/s với cấu hình 4*4 MIMO ( multiple input multiple output ) trong vòng 20MHZ băng thông MIMO cho đường lên là không được sử dụng trong phiên bản đầu tiên của chuẩn LTE Tốc độ dữ liệu đỉnh đường lên tới 86Mb/s trong 20MHZ băng thông Ngoài viêc cải thiện tốc độ dữ liệu đỉnh hệ thống LTE còn cung cấp... 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 Giao diện không gian và các thuộc tính liên quan của hệ thông LTE được tóm tắt trong bảng 1.1: Bảng 1.1 Các đặc điểm chính của công nghệ 4G LTE Băng tần Song