Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương MỤC LỤC SV: Đặng Anh Khoa Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương DANH MỤC HÌNH ẢNH Số hiệu Tên hình ảnh Tran g 1.1 Lộ trình phát triển hệ thống thông tin di động 1.2 Khối khả hệ thống 5G tương lai 13 2.1 Kiến trúc hệ thống 5G (Nguồn: METIS) 15 2.2 Sự thay đổi từ RAN sang C-RAN 17 2.3 Mạng di chuyển MN 18 2.4 Mạng dày đặc UDN 19 2.5 Các trường hợp can thiệp lẫn truyền thông D2D 21 2.6 Mạng lõi Nano hệ thống 5G 22 2.7 Điện thoại Nano “trong suốt” 24 2.8 Morph – Khái niệm công nghệ cho tương lai 24 2.9 Cảm biến Nano 25 2.10 Qubit 27 2.11 Nanodot 28 2.12 Mật mã lượng tử 29 2.13 Điện toán đám mây 31 2.14 Các lớp mạng hệ thống 5G 34 2.15 Lớp mạng (Network Layer) 35 2.16 Lịch sử trình kết nối (Nguồn: Cisco) 37 2.17 So sánh công nghệ milimeter-wave công nghệ 38 2.18 So sánh phương thức điều chế 42 2.19 Đa truy nhập phân chia theo búp sóng BDMA 43 2.20 Nguyên lý hoạt động BDMA 44 2.21 Cấu trúc khung TDD-BDMA 45 2.22 Cấu trúc khung FDD-BDMA 45 SV: Đặng Anh Khoa Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương 2.23 Đa truy nhập không trực giao NOMA 46 2.24 So sánh OFDMA NOMA 47 2.25 Mô hình kênh MIMO với Anten phát Anten thu 48 2.26 Anten Massive MIMO 49 2.27 Mô hình Cell sử dụng Anten Massive MIMO 50 2.28 Phần mềm độc hại (Malware) 52 2.29 Hệ thống botnet 54 2.30 Ví dụ công MITM 58 3.1 Internet of Everything 63 3.2 Ngôi nhà thông minh 64 3.3 Thành phố thông minh 65 3.4 Địa điểm thử nghiệm Thành Đô (Trung Quốc) 68 3.5 SK Telecom Nokia hợp tác thành lập “Trung tâm nghiên cứu 5G” 69 3.6 Một địa điểm triển lãm Verizon MWC 2015 69 SV: Đặng Anh Khoa Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt English Tiếng Việt # 3GPP 3rd Generation Partnership Project Dự án đối tác hệ thứ A ACL Access Control List Danh sách điều khiển truy cập AMPS Advanced Mobile Phone System Dịch vụ điện thoại di động cao cấp B BDMA Beam Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo búp sóng BS Base Station Trạm gốc BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc C CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã C-RAN Cloud Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến đám mây C-RNTI Cell Radio Network Temporary Identifier Số nhận dạng mạng vô tuyến Cell tạm thời D D2D Divice to Divice Communication Truyền thông Thiết bị - Thiết bị DoS Denial of Service Từ chối dịch vụ DDoS Distributed Denial of Service Từ chối dịch vụ phân tán DPC Dirty Paper Coding Mã hóa “tờ giấy bẩn” DRX Discontinuous Reception Thu nhận không liên tục DSP Digital Signal Processing Xử lý tín hiệu số DUE D2D User Equipment Thiết bị người sử dụng dùng truyền thông D2D SV: Đặng Anh Khoa Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương E EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution Cải tiến tốc độ liệu cho phát triển GSM F FBMC Filter Bank Multi-Carrier Đa sóng mang lọc băng tần FDD Frequency Division Duplex Ghép song công phân chia theo tần số FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số G GFDM Generalised Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số tiêu chuẩn GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System for Mobile Communication Hệ thống thông tin di động toàn cầu H HSDPA High Speed Downlink Packet Access Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao HSS Home Subscriber Server Máy chủ thuê bao nội trú HSUPA High Speed Uplink Packet Access Truy nhập gói đường lên tốc độ cao I IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers Viện kỹ nghệ Điện Điện tử IMT International Mobile Telecommunications Viễn thông di động quốc tế IoE Internet of Everything Internet thứ IP Internet Protocol Giao thức Internet IS Interim Standard Tiêu chuẩn tạm thời ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số tích hợp đa dịch vụ SV: Đặng Anh Khoa Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp ITU GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương International Telecommunication Union Liên minh viễn thông quốc tế L LOS Line Of Sight Tầm nhìn thẳng LTE Long Term Evolution Phát triển dài hạn M MAC Medium Access Control Lớp điều khiển truy cập môi trường METIS Mobile and wireless communications Enablers for Twenty-twenty (2020) Information Society Thông tin di động truyền thông không dây ứng dụng vào năm 2020 MIMO Multi-input Multi-output Đa đầu vào – Đa đầu MITM Man In The Middle Tấn công man-in-the-middle MMS Multimedia Messaging Service Dịch vụ tin nhắn đa phương tiện MN Moving Network Mạng di chuyển MS Mobile Station Trạm di động MRN Moving Relay Node Điểm chuyển tiếp di động N NOMA Non-Orthogonal Multiple Access Đa truy nhập không trực giao O OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OSI Open Systems Interconnection Reference Model Mô hình tham chiếu kết nối hệ thống mở OTP Open Transport Protocol Giao thức vận chuyển mở OWA Open Wireless Architecture Kiến trúc không dây mở P PAPR Peak-to-Average Power Ratio SV: Đặng Anh Khoa Tỉ số công suất đỉnh trung bình Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương PHY Physical Layer Lớp vật lý Q QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ S SDMA Space Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo không gian SIC Successive Interference Cancellation Hủy bỏ can thiệp liên tục SIM Subcriber Indentification Module Mô-đun nhật thực thuê bao SMS Short Message Service Dịch vụ tin nhắn ngắn T TACS Total Access Communications System Hệ thống thông tin truy nhập toàn TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền vận TDD Time Division Duplex Ghép song công phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian U UDN Ultra-Dense Network Mạng dày đặc UE User Equipment Thiết bị người sử dụng UFMC Universal Filtered Multi-Carrier Đa sóng mang lọc toàn UMB Ultra Mobile Broadband Băng thông rộng siêu di động UMTS Universal Mobile Telecommunications System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu W WAM WAve Modulation Điều chế sóng WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng WiMax Worldwide Interoperability for Tương tác toàn cầu truy SV: Đặng Anh Khoa Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương Microwave Access SV: Đặng Anh Khoa nhập viba Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương LỜI NÓI ĐẦU Thời điểm tại, mạng 4G bắt đầu đưa vào sử dụng, đến năm 2020, nhà phân tích cho rằng, liên tục xảy tình trạng tải thông tin Nguyên nhân, cho dù tăng vọt doanh số bán hàng loại điện thoại thông minh (smartphone) máy tính bảng (tablet) đồng nghĩa với khối lượng liệu ngày lớn, có phần nhỏ lượng truy cập thiết bị này, lại phần lớn lượng thông tin từ việc kết nối “vật thể” với nhau, ví dụ tivi, đồng hồ, đồ gia dụng, máy điều nhiệt chí khóa cửa , tất số hóa, người sử dụng thực kết nối, giao tiếp, điều khiển chúng lúc nơi Ưu điểm mạng 4G tải khối lượng liệu lớn phức tạp so với hệ thống di động trước, nhiên, với tốc độ phát triển công nghệ chóng mặt vài năm nữa, công nghệ 4G đáp ứng Tại Đại hội giới di động 2012 - Mobile World Congress 2012 (MWC 2012) tổ chức Barcelona - Tây Ban Nha vào tháng vừa qua, chủ tịch Google, Eric Schmidt vẽ viễn cảnh, robot dự hội nghị truyền video HD qua mạng không dây, AT&T, Qualcomm, Sony Intel tạo "ngôi nhà kết nối", nơi mà chí quần áo truyền tín hiệu Vì mạng không dây cần phải hiểu tính loại thiết bị biết phải đáp ứng Đây khó khăn thực cho nhà mạng, điều đòi hỏi ngành công nghiệp di động giới cần phát triển mạng thông minh xử lý hàng tỉ kết nối mà ổn định có chất lượng dịch vụ tốt, đáng mong đợi Chính việc đời hệ thông tin di động 5G điều diễn tương lai không xa Và lý mà em chọn đề tài “TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ 5G VÀ ỨNG DỤNG” làm đề tài cho báo cáo tốt nghiệp Bài báo cáo nêu yêu cầu đặt hệ thống thông tin di động 5G với kỹ thuật SV: Đặng Anh Khoa Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương tiên tiến xem ứng viên sáng giá việc xây dựng triển khai cho hệ thống tương lai Nội dung đồ án gồm: Chương 1: Quá trình phát triển hệ thống thông tin di động Chương 2: Kiến trúc hệ thống thông tin di động 5G Chương 3: Ứng dụng triển khai hệ thống thông tin di động 5G Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cô, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Kỹ thuật Công nghệ tạo điều kiện, giúp đỡ trang bị cho em kiến thức quý báu Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương hướng dẫn tận tình giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án thời hạn Tuy nhiên, hạn chế mặt thời gian lực thân nên nội dung đồ án không tránh khỏi thiếu sót Kính mong thấy cô giáo bạn quan tâm đóng góp ý kiến thêm để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Quy nhơn, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Đặng Anh Khoa SV: Đặng Anh Khoa 10 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương chí có khả làm sai lệch thông tin thuê bao, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến mạng lõi di động  Tấn công DDoS nhằm vào thực thể bên mạng lõi: Trong tương lai, mạng di động 5G trở thành cánh mở để kẻ công thiết lập công DDoS vào thực thể mạng bên khác như: mạng doanh nghiệp, công ty, bệnh viện… Vì mạng kết nối với mạng lõi nên dù không trực tiếp nhằm vào mạng lõi, công DDoS có khả làm giảm hiệu suất 2.5.4 Các mạng IP bên Trong thời đại truyền thông 5G, mạng IP bên (như mạng doanh nghiệp) mục tiêu công DDoS của công phần mềm độc hại Phần tập trung vào cách thức mà mạng doanh nghiệp bị nhiễm phần mềm độc hại thông qua thiết bị di động hệ thống giải pháp để giảm thiểu vấn đề Sự phát triển mạnh mẽ điện thoại thông minh giúp cho sở hữu cho riêng Những điện thoại thông minh không giúp họ lĩnh vực cá nhân mà giúp họ hoàn thành tốt công việc Đã có không doanh nghiệp thiết kế phần mềm riêng phục vụ cho mục đích kinh doanh họ, giúp họ dễ dàng quản lý trình sản xuất, giao dịch… Với tiềm hệ thống 5G, việc sử dụng điện thoại thông minh cài đặt phần mềm trở nên phổ biến Tuy nhiên, việc truy cập vào mạng doanh nghiệp điện thoại thông minh ẩn chứa nhiều nguy an ninh mạng Những điện thoại thông minh hoàn toàn có khả nhiễm phần mềm độc hại, nhờ mà kẻ công khai thác liệu doanh nghiệp Một ví dụ, gần đây, ứng dụng DreamDroid đưa vào thị trường Android thu hút nhiều ý người sử dụng Vậy, cần kẻ công cài đặt mã độc vào ứng dụng đưa lên thị trường, người dùng thuộc doanh nghiệp tải cài đặt, thiết bị họ vô tình bị nhiễm phần SV: Đặng Anh Khoa 75 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương mềm độc hại, nhờ mà kẻ công xâm nhập trái phép vào mạng doanh nghiệp Một đặc tính khác điện thoại thông minh tương lai mà kẻ công tận dụng để xâm nhập vào mạng doanh nghiệp, khả kết nối đa dạng Những điện thoại không hỗ trợ kết nối với mạng di động (2G/3G/4G/5G) mà hỗ trợ kết nối WiFi, Bluetooth, USB, NFC… Kẻ công làm dụng công nghệ kết nối để truyền phần mềm độc hại đến điện thoại thông minh Nói cách khác, điện thoại thông minh nhân viên doanh nghiệp vô tình trở thành cầu nối để kẻ công công vào mạng doanh nghiệp… Ví dụ, trường hợp điện thoại thông minh nhân viên kết nối với máy tính văn phòng, máy tính tất nhiên kết nối với mạng nội doanh nghiệp, bot-master xâm nhập vào điện thoại nhân viên thông qua WiFi (hoặc dạng kết nối khác) qua dễ dàng đưa mã độc vào mạng doanh nghiệp thông qua kết nối USB từ điện thoại đến máy tính Để tránh việc mạng doanh nghiệp bị nhiễm phần mềm độc hại từ điện thoại thông minh nhân viên, có cách phổ biến, thực quét định kỳ tất điện thoại thông minh toàn nhân viên phần mềm chống mã độc Tuy nhiên, phương pháp tốn cho doanh nghiệp Có giải pháp khác mang hiệu kinh tế đề xuất, lấy mẫu chiến lược (Strategic Sampling) Lấy mẫu chiến lược phương pháp xác thực định kỳ lấy mẫu điện thoại đại diện an ninh Sau đó, điện thoại bị lấy mẫu kiểm tra độ tin cậy Mức độ đại diện an ninh thiết bị xác định thông qua mức độ ảnh hưởng nhân viên sở hữu thiết bị lược sử Co-location thiết bị • Kết luận chương: Chương trình bày kỹ thuật truyền dẫn tiêu biểu, ứng dụng vào hệ thống 5G Những kỹ thuật cung cấp khả hoàn toàn vượt trội so với kỹ thuật Tuy nhiên, nhược điểm chung chúng, tính phức tạp xử lý tín hiệu thiết kế phần cứng Các thiết bị xử lý tín hiệu phải xử lý lượng lớn thông tin với độ phức tạp cao mà đảm bảo chất lượng, đồng thời kích SV: Đặng Anh Khoa 76 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương thước chúng phải thực nhỏ gọn Đây lý khiến cho Nano trở thành công nghệ cốt lõi việc xây dựng hệ thống thông tin di động 5G Việc nắm bắt công nghệ, kỹ thuật tiên tiến phần giúp có nhìn tổng quan hệ thống thông tin di dộng 5G, giúp cho việc tiếp cận hệ thông tin di động Việt Nam trở nên dễ dàng SV: Đặng Anh Khoa 77 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương CHƯƠNG ỨNG DỤNG VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G • Giới thiệu chương: Chương đề cập đến khả ứng dụng hệ thống 5G, bên cạnh nêu lên thách thức tình hình triển khai hệ thống thực tế giới 3.1 Mạng không dây “thực sự” 5G thời đại mạng không dây “thực sự”, cánh để hướng đến giới Internet of Everything – IoE, nơi mà, tên nó, thứ (con người, thiết bị, đồ vật, máy móc…) có khả kết nối không dây với với Internet Hình 3.1 Internet of Everything Với việc thứ liên kết với nhau, người gần làm việc họ muốn nơi lúc Sau vài ví dụ cho khả IoE: SV: Đặng Anh Khoa 78 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương - Tự động hóa: ta trải nghiệm khả lái xe tự động ô tô tham gia giao thông Những xe tích hợp nhiều công nghệ, từ camera có khả cho tầm nhìn , cảm biến lắp đặt xung quanh xe để xác định khoảng cách phương tiện, nhận dạng người tính tự động lái theo lịch trình đề trước Bên cạnh đó, xe có khả cung cấp dịch vụ đáp ứng nhu cầu giải trí người xe TV, Internet… Người sử dụng việc ngồi tận hưởng chuyến hoàn toàn tự động, thoải mái mà đảm bảo an toàn - Ngôi nhà thông minh: Mọi thứ nhà thông minh hóa Từ vật dụng cố định (TV, tủ lạnh, máy điều hòa…) vật dụng cá nhân (máy tính xách tay, điện thoại, máy tính bảng…), chí hệ thống an ninh, hệ thống chiếu sáng,… tất kết nối với với người sử dụng Ngôi nhà thông minh tự động quản lý lưu lượng truy cập kết nối, tăng giảm phù hợp thiết bị để đảm bảo tiết kiệm lượng nhà Không thế, chủ nhà thực thao tác thiết bị nhà thông qua di động/máy tính xách tay/máy tính bảng lúc đâu mà họ muốn SV: Đặng Anh Khoa 79 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương Hình 3.2 Ngôi nhà thông minh - Thành phố thông minh: thành phố có: o Tòa nhà thông minh: Những tòa nhà có khả nhà thông minh quy mô lớn o Giao thông thông minh: Tự động hóa phương tiện giao thông, tuyến đường, tăng cường an toàn giao thông, giảm thiểu tắt nghẽn, hạn chế chất thải từ phương tiện yêu cầu hệ thống giao thông thông minh o Năng lượng thông minh: Có khả tự điều tiết nhu cầu lượng đến người sử dụng để nâng cao hiệu suất lượng, khả quản lý tiết kiệm chi phí SV: Đặng Anh Khoa 80 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương Hình 3.3 Thành phố thông minh - Chăm sóc sức khỏe: Người bệnh không thiết phải bênh viện, họ đưa nhà giám sát, chăm sóc từ xa thông qua hệ thống kết nối thông minh Bên cạnh đó, vật dụng cá nhận tích hợp chức giám sát sức khỏe phát triển mạnh mẽ Chẳng hạn đồng hồ đeo tay tích hợp khả giám sát nhịp tim người sử dụng, kết giám sát truyền tải đến bác sĩ - Giáo dục thông minh: Việc học thực đâu Mọi người truy cập, kết nối với hình thành lớp học online, kết hợp với thiết bị, công cụ tương tác thông minh, việc học thực hành thực trở nên dễ dàng thuận tiện hết 3.2 Triển khai hệ thống thông tin di động 5G 3.2.1 Những thách thức phải đối mặt Sự đời hệ thống thông tin 5G xem cách mạng lớn ngành viễn thông thiết bị sử dụng lẫn phương thức truyền dẫn Không thể phủ nhận ưu điểm tiềm tàng mạng 5G, nhiên, việc triển khai vào thực tiễn chuyện dễ dàng, phải đối mặt với nhiều thách thức  Thách thức công nghệ: SV: Đặng Anh Khoa 81 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương - Nhiễu xuyên kênh: Đây vấn đề hệ thống viễn thông nào, 5G ngoại lệ Một điều đáng nói, mạng 5G, số lượng kết nối gia tăng cách khủng khiếp, việc xuất nhiều số lượng kênh truyền diện tích nhỏ điều tất yếu, điều khiến cho vấn đề giải nhiễu xuyên kênh trở nên quan trọng hết - Khả Điều khiển truy nhập môi trường MAC: Việc xuất với mật độ dày đặc điểm truy cập thiết bị đầu cuối dẫn đến thông lượng người sử dụng bị giảm (do giới hạn tài nguyên), độ trễ cao Chính vậy, việc đời mạng 5G phải với khả Điều khiển truy nhập môi trường hiệu quả, đảm bảo thông lượng độ trễ cho người sử dụng - Quản lý lưu lượng: Việc lượng lớn thiết bị, hệ thống liên kết, truyền thông với Cell phải đảm bảo luôn sẵn sàng không phép xảy tắc nghẽn, tải Đây thách thức lớn mà hệ thống 5G phải giải  Thách thức triển khai: - Đa dịch vụ: Một yêu cầu cho mạng 5G khả cung cấp đa dịch vụ cho mạng không đồng nhất, cho thiết bị hoạt động địa hình khác Việc triển khai hệ thống 5G phải kèm với đời tiêu chuẩn để cung cấp linh hoạt, bao quát dồi dịch vụ không dây đáp ứng kỳ vọng người sử dụng - Cơ sở hạ tầng: Hệ thống 5G đặt yêu cầu lớn công nghệ trang thiết bị Anten Massive MIMO, thiết bị hỗ trợ ghép kênh, điều chế mới, điện thoại 5G… tất phải thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm phải đảm bảo yêu cầu chất lượng Công nghệ NANO xem hướng giải quyết, nhiên, nay, việc phát triển công nghệ NANO thách thức lớn nhân loại SV: Đặng Anh Khoa 82 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương - Truyền thông, hàng hải viễn thám: Để hướng đến mạng truyền thông không dây “thực sự”, hệ thống 5G phải đáp ứng khía cạnh - Bảo mật an ninh mạng: Đây vấn đề tối quan trọng hệ thống viễn thông Hệ thống 5G cần phải đảm bảo khả bảo vệ an toàn liệu cá nhân người sử dụng, phải phát hiện, xử lý ngăn chặn mối đe dọa an ninh mạng bối cảnh mà số lượng thiết bị kết nối lên đến hàng chục tỷ 3.2.2 Thực tế triển khai hệ thống thông tin di động 5G Hiện nay, nhiều tổ chức, quốc gia tiến hành đưa dự định tiến hành thử nghiệm cho hệ thống thông tin di động 5G tương lai Năm 2013, Samsung tiến hành thử nghiệm mạng 5G tần số 28 GHz với 64 Anten truyền dẫn tín hiệu Trong thử nghiệm này, Samsung đạt tới mốc download 940 MB/s (7,5 Gb/s) đứng yên 150 MB/s (1,2 Gb/s) di chuyển với tốc độ khoảng 110 km/h Gần đây, NTT DoCoMo, nhà mạng động lớn Nhật Bản công bố trở thành nhà mạng giới tiến hành thử nghiệm mạng 5G môi trường thực tế đạt tốc độ lên tới Gb/s Nhà mạng sử dụng kỹ thuật beamforming, beam-tracking bước sóng milimet dải tần 70 GHz để đạt thành Theo DoCoMo, việc sử dụng beamforming theo dõi thiết bị đổi quan trọng để khắc phục vấn đề truyền sóng di động milimet bước đột phá giúp mạng 5G đạt tốc độ cao không môi trường phòng thí nghiệm môi trường thực tế bên Trong năm 2015, hãng Huawei (Trung Quốc) DoCoMo kết hợp với để tiến hành thử nghiệm kết nối không dây 5G quy mô rộng, sử dụng băng tần GHz Địa điểm thử nghiệm Thành Đô (Trung Quốc), thử nghiệm nhằm kiểm thử công nghệ Massive MIMO đa người dùng đầu tiên, thực kết nối đồng thời 24 thiết bị môi trường thông tin di động macro cell để truyền trực tiếp hình ảnh SV: Đặng Anh Khoa 83 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương video hoạt động thử nghiệm đến gian hàng Triển lãm CEATEC JAPAN 2015 diễn Chiba (Nhật Bản) Cuộc thử nghiệm đem lại thành công đáng kể, tốc độ tải xuống trung bình lên đến 3,6 Gb/s kênh băng tần siêu rộng 100 MHz Hình 3.4 Địa điểm thử nghiệm Thành Đô (Trung Quốc) Cũng năm 2015, nhà mạng Hàn Quốc SK Telecom hợp tác với Nokia Networks để thử nghiệm số công nghệ ứng viên cho 5G Theo đó, việc sử dụng đồng thời công nghệ truyền dẫn điều chế biên độ cầu phương QAM (Quadruple Amplitude Modulation), đa đầu vào – đa đầu (8x8 MIMO) băng thông 400 MHz, thử nghiệm SK Telecom Nokia Networks đạt tốc độ đỉnh lên đến 19,1Gbps Ngày 28/09/2015, Đối thoại Cấp cao Kinh tế - Thương mại Trung Quốcchâu Âu lần thứ diễn Bắc Kinh, Trung Quốc Liên minh châu Âu (EU) ký thoả thuận hợp tác chiến lược phát triển tiêu chuẩn công nghệ cho mạng di động 5G SV: Đặng Anh Khoa 84 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương Hình 3.5 SK Telecom Nokia hợp tác thành lập “Trung tâm nghiên cứu 5G” Verizon, nhà mạng không dây lớn nước Mỹ, lên kế hoạch thử nghiệm công nghệ 5G thực tế vào năm 2016 Hiện Verizon xây trạm thu phát sóng 5G trung tâm nghiên cứu Waltham, Massachusetts San Francisco Tham gia Verizon dự án phát triển công nghệ cao đối tác Nokia, Qualcomm, Cisco, Samsung Alcatel-Lucent Hình 3.6 Một địa điểm triển lãm Verizon MWC 2015 Hầu hết tổ chức, quốc gia dự định thương mại hóa hoàn toàn hệ thống thông tin di động hệ thứ (5G) vào năm 2020 SV: Đặng Anh Khoa 85 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương • Kết luận chương: Hiện nay, tổ chức, quốc gia lớn giới riết tiến hành nghiên cứu, thử nghiệm hệ thống 5G Mặc dù phải đối mặt với thách thức lớn, với phát triển khoa học kỹ thuật, việc triển khai thành công hệ thống thông tin di động 5G toàn giới điều hoàn toàn năm tới SV: Đặng Anh Khoa 86 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương KẾT LUẬN Đồ án trình bày yêu cầu đặt hệ thống thông tin di động hệ thứ (5G) công nghệ, kỹ thuật tiên tiến cho ứng viên sáng giá việc xây dựng triển khai hệ thống Đồng thời đồ án đề cập đến thách thức việc triển khai hệ thống 5G vào thực tế thực trạng triển khai hệ thống quốc gia lớn Dựa kỹ thuật đề cập, tiến hành nghiên cứu chuyên sâu nguyên lý, chế hoạt động chúng, từ định hướng trình phát triển hệ thống thông tin di động hệ Việt Nam SV: Đặng Anh Khoa 87 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tài liệu tiếng Việt: [1] Trần Xuân Nam, Đinh Thế Cường, Nguyễn Tuấn Minh (Học viện Kỹ thuật Quân sự), Nguyễn Vĩnh Hạnh (Phòng Kỹ thuật, Bộ tư lệnh Lăng), “MIMO – Công nghệ truyền dẫn vô tuyến tốc độ cao”, Tạp chí Khoa học & Công nghệ, số (42), năm 2007 [2] Trường Đại học Quy Nhơn, Khoa Kỹ thuật Công nghệ, Giáo trình Thông tin di động, năm 2014  Tài liệu tiếng Anh: [1] Jonathan Rodriguez, Fundamentals oF 5G mobile networks, Wiley, 2015 [2] Ma Zheng, Zhang ZhengQuan, Ding ZhiGuo, Fan PingZhi, Li HengChao, “Key techniques for 5G wireless communications: network architecture, physical layer, and MAC layer perspectives”, Science China Information Sciences, Vol 58, April 2015 [3] Asvin Gohil, Hardik Modi, Shobhit K Patel, “5G Technology of Mobile Communication: A Survey”, International Conference on Intelligent Systems and Signal Processing (ISSP), 2013 [4] Yuya Saito, Yoshihisa Kishiyama, Anass Benjebbour, Takehiro Nakamura, Anxin Li, and Kenichi Higuchi, “Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) for Future Radio Access”, Vehicular Technology Conference (VTC Spring), 2013 IEEE 77th, 2013  Tài liệu điện tử: [1] www.pcworld.com.vn [2] www.hucotu.wordpress.com [3] www.company.nokia.com [4] www.arxiv.org SV: Đặng Anh Khoa 88 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương [5] www.telecoms.com [6] www.huawei.com [7] www.en.wikipedia.org [8] www.ieeexplore.ieee.org [9] www.itu.int Và tài liệu khác SV: Đặng Anh Khoa 89 Lớp: KT ĐT – TT K34 [...]... triển cho các dịch vụ thông tin di động đa phương tiện cho tương lai) - Tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động 2G là không thống nhất, do đó việc chuyển giao toàn cầu khó thực hiện được SV: Đặng Anh Khoa 15 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp 1.3 GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương Hệ thống thông tin di động 2 ,5G Hệ thống thông tin di động 2 ,5G được nâng cấp từ hệ thống thông tin di động 2G Sự nâng cấp... Hồng Kông, Nhật Bản, Singapore và một số nước Đông Á  Ưu điểm của hệ thống thông tin di động 2G: Hệ thống thông tin di động 2G ra đời nhằm giải quyết những hạn chế của hệ thống thông tin di động 1G Hệ thống thông tin di động 2G co những ưu điểm sau: - Sử dụng kỹ thuật điều chế số tiên tiến nên hiệu suất sử dụng phổ tần cao hơn - Hệ thống số chống nhiễu kênh cùng tần số (CCI: Co-Channel Interference)... của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 5 (5G) Hệ thống thông tin di động là hệ thống liên lạc thông qua sóng điện từ, tại đó người dùng có thể vừa liên lạc, vừa di chuyển được Các dịch vụ điện thoại di động xuất hiện vào đầu những năm 1960 và phát triển không ngừng cho đến thời điểm hiện tại Cứ trung bình một thập kỷ, chúng ta sẽ chứng kiến sự xuất hiện của một thế hệ thông tin di động mới Thế hệ. .. giao di n vô tuyến - Yêu cầu băng thông lớn - Phí dịch vụ tương đối cao SV: Đặng Anh Khoa 21 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp 1.6 GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ tư (4G) Vào tháng 3 năm 2008, tổ chức ITU-R đã đưa ra các yêu cầu tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ tư (4G) với tên gọi IMT – Advanced Theo IMT – Advanced, hệ thống thông tin di động. .. ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương CHƯƠNG 2 KIẾN TRÚC CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G Giới thiệu chương: Chương này sẽ đề cập đến kiến trúc của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 5 (5G) và các công nghệ, kỹ thuật truyền dẫn mới được cho là ứng viên cho việc phát triển hệ thống này Đồng thời, chương này cũng đề cập đến những vấn đề về an ninh mạng mà hệ thống 5G trong tương... các hệ thống khác nhau - Chất lượng thấp và vùng phủ sóng hẹp - Kích thước thiết bị di động lớn 1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai (2G) Hệ thống thông tin di động 2G được đặc trưng bởi công nghệ chuyển mạch kỹ thuật số Thông tin di động 2G sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA và đa truy nhập phân chia theo mã CDMA Các kỹ thuật này cho phép sử dụng tài nguyên băng thông. .. thể kết nối với mạng 4G - Thiết bị di động tiêu hao năng lượng hơn - Yêu cầu thành phần hệ thống phức tạp - Chi phí dịch vụ và giá thành thiết bị tương đối cao 1.7 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ năm (5G) Để đảm bảo cho sự phát triển liên tục của hệ thống thông tin di động, vào tháng 2 năm 2013, ba tổ chức của Trung Quốc là: Bộ Công nghiệp và Công nghệ Thông tin MIIT, Ủy ban Phát triển và Cải... thế hệ 3G rất nhiều SV: Đặng Anh Khoa 11 Lớp: KT ĐT – TT K34 Đồ án tốt ngiệp GVHD: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương Hình 1.1 Lộ trình phát triển của hệ thống thông tin di động Trên thế giới, ở những khu vực khác nhau có những tiêu chuẩn khác nhau cho từng thế hệ thông tin di động, được thể hiện qua hình 1.1 Ở Việt Nam, hệ thống thông tin di động được phát triển theo hướng: 1G GSM (2G) GPRS (2 .5G) EDGE (2. 75G) ... di động được phát triển theo hướng: 1G GSM (2G) GPRS (2 .5G) EDGE (2. 75G) UMTS (3G) LTE (4G) 1.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất (1G) Hệ thống thông tin di động 1G là mạng điện thoại di động đầu tiên của nhân loại, được khơi mào ở Nhật vào năm 1979 Hệ thống thông tin di động 1G ứng dụng các công nghệ truyền dẫn tương tự để truyền tín hiệu thoại, sử dụng phương thức đa truy nhập phân chia theo... công nghệ SIM (Subcriber Indentification Module) - Hỗ trợ các dịch vụ mạng thông minh - Cải thiện các dịch vụ chung như: dịch vụ định vị, tương tác với các hệ thống thông tin di động vệ tinh và hỗ trợ định tuyến tối ưu 1.4 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba (3G) Để đáp ứng nhu cầu sử dụng thông tin di động ngày càng tăng cả về số lượng, tốc độ lẫn chất lượng của người sử dụng, Liên minh viễn thông