Đồ án tốt nghiệp
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
MỤC LỤC
CÁC THUẬT NGỮ TỪ VIẾT TẮT................................................................
DANH MỤC HÌNH VẼ......................................................................................
DANH MỤC BẢNG.........................................................................................
LỜI MỞ ĐẦU...................................................................................................
CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VÀ MỤC TIÊU THIẾT
KẾ LTE...................................................................................................
1.1
Giới thiệu về công nghệ LTE................................................................
1.2
Mục tiêu thiết kế LTE............................................................................
1.2.1 Tiềm năng công nghệ...............................................................................
1.2.2 Hiệu suất hệ thống...................................................................................
1.2.3 Các vấn đề liên quan đến việc triển khai.................................................
1.2.
Kiến trúc và sự dịch chuyển.....................................................................
1.2.
Quản lý tài nguyên vô tuyến....................................................................
1.2.6 Độ phức tạp..............................................................................................
1.3
Kết luận chương 1......................................................................................
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG
LTE.........................................................................................................
2.1
Công nghệ LTE đường xuống OFDM và đường lên SC-FDMA.......
2.2
Hoạch định phụ thuộc kênh truyền và sự thích ứng tốc độ...............
2.2.1 Hoạch định đường xuống.........................................................................
2.2.2 Hoạch định đường lên..............................................................................
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
Đồ án tốt nghiệp
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
2.2.3 Điều phối nhiễu liên tế bào......................................................................
2.3
ARQ hỗn hợp với việc kết hợp mềm.....................................................
2.4
Sự hỗ trợ nhiều anten................................................................................
2.5
Hỗ trợ multicast và broadcast...............................................................
2.6
Tính linh hoạt phổ......................................................................................
2.6.1 Tính linh hoạt trong sắp xếp song công...................................................
2.6.2 Tính linh hoạt trong băng tần hoạt động..................................................
2.6.3 Tính linh hoạt về băng thông...................................................................
2.7
Kết luận chương 2...................................................................................
CHƯƠNG 3: KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LT...........................
3.1
RLC– điều khiển liên kết vô tuyến...........................................................
3.2
MAC- điều khiển truy nhập môi trường..............................................
3.2.1 Kênh logic và kênh truyền tải..................................................................
3.2.2 Hoạch định đường xuống.........................................................................
3.2.3 Hoạch định đường lên..............................................................................
3.2.4 Hybrid ARQ.............................................................................................
3.3
PHY - lớp vật lý..........................................................................................
3.4
Các trạng thái LTE.................................................................................
3.5
Luồng dữ liệu..............................................................................................
3.6
Kết luận chương 3...................................................................................
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
Đồ án tốt nghiệp
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
CHƯƠNG 4 LỚP VẬT LÝ LT........................................................................
4.1
Kiến trúc miền thời gian toàn phần.........................................................
4.2
Sơ đồ truyền dẫn đường xuống..............................................................
4 2.1 Tài nguyên vật lý đường xuốn.................................................................
4.2.2 Các tín hiệu tham khảo đường xuống......................................................
4.2.3 Xử lý kênh truyền tải đường xuống.........................................................
4.2.4 Báo hiệu điều khiển L1/L2 đường xuống................................................
4.2.5 Truyền dẫn nhiều anten đường xuống.....................................................
4.2.6 Multicast/broadcast sử dụng MBSFN......................................................
4.3
Scheme truyền dẫn đường lên..................................................................
4.3.1 Tài nguyên vật lý đường lên....................................................................
4.3.2 Tín hiệu tham khảo đường lên.................................................................
4.3.3 Xử lý kênh truyền tải đường lên..............................................................
4.3.4 Báo hiệu điều khiển L1/L2 đường lân.....................................................
4.3.5 Định thời sớm đường lên.........................................................................
4.4
Kết luận chương 4..................................................................................
CHƯƠNG 5: CÁC THỦ TỤC TRUY CẬP LTE VÀ NHỮNG TRIỂN
VỌNG CHO LTE..................................................................................
5.1
Dò tìm tế bào...........................................................................................
5.1.1 Thủ tục dò tìm cell...................................................................................
5.1.2 Cấu trúc thời gian/ tần số của các tín hiệu đồng bộ.................................
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
Đồ án tốt nghiệp
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
5.1.3 Dò tìm cell ban đầu và kế cậ....................................................................
5.2
Truy cập ngẫu nhiên..................................................................................
1
5.2.1 Bước một: truyền dẫn Preamble truy nhập ngẫu nhiên.........................102
5.2.2 Bước 2: đáp ứng truy cập ngẫu nhiên....................................................106
5.2.3 Bước 3: Nhận dạng đầu cuối..................................................................107
5.2.4 Bước 4: giải quyết tranh chấp................................................................108
5.3
Paging.....................................................................................................
5.4
So sánh với công nghệ Wimax và những triển vọng cho LTE.............
5.4.
1 So sánh công nghệ LTE với công nghệ Wimax..................................
5.4.2 Sự khác biệt giữa công nghệ 3G và 4....................................................
5.4.3 WiMAX và LTE không phải là 4..........................................................
5.4.4 Những triển vọng cho công nghệ LT.....................................................
5.5
ết l ận chương ......................................................................................
CHƯƠNG 6: ỨNG DỤNG VÀ THỰC TẾ TRIỂN KHAI LTE Ở VIỆT
NA...........................................................................................................
6.1
Ứng dụng công nghệ LTE cho các dịch vụ băng thông rộng...........
6.1.1 Verizon chọn công nghệ LTE làm nền tảng cho mạng 4G....................
6.1.2 Công nghệ LTE được lựa chọn cho các dịch vụ Internet trên máy bay............
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
Đồ án tốt nghiệp
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
1
6.2
Thực tế triển khai ở VN hiện nay như thế nào...................................
6.2.1 Xa lộ rộn................................................................................................
6.2.2 Sẽ “đi” như thế nào................................................................................
6.2.3 Công nghệ 4G ra mắt thị trường Việt Na...............................................
6.2.4 Trình diễn công nghệ LTE lần đầu ở dải tần 700 MH...........................
6.3
ết l ận chương ...........................................................................................
KẾT LUẬ.........................................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢ..................................................................................
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
Đồ án tốt nghiệp
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
ÁC THUẬT NGỮ TỪ VIẾT TẮ
3GPP
Tổ chức chuẩn hóa mạng di động thế hệ
thứ 3
Hệ thống antenna thích ứng
Báo nhận (trong giao thức ARQ)
ARQ
BCCH
BCH
BER
Third Generation Partnership
Project
Adaptive Antenna System
Acknowledgement (In ARQ
Protocols)
Adjacent Channel Leakage
Ratio
Access Gateway (In
LTE/SAE)
Acknowledged Mode (RLC
Configuration)
Adaptive Modulation And
Coding
Automatic Repeat-Request
Broadcast Control Channel
Broadcast Channel
Bit-Error Rate
BLER
Block-Error Rate
Tỉ lệ lỗi khối
Trung tâm dịch vụ broadcast/multicast
BS
BSC
BTC
Broadcast/Multicast Service
Center
Binary Phase-Shift Keying
Base Station
Base Station Controller
Block Turbo Code
BTS
Base Transceiver Station
Trạm thu phát gốc
CC
CDM
Convolution Code
Code-Division Multiplexing
Code Division Multiple
Access
Core Network
Continuous Packet
Connectivity
Common Pilot Channel
Channel Quality Indicator
Cyclic Redundancy Check
Circuit Switched
Mã chập
Ghép kênh phân chia theo mã
AAS
ACK
ACLR
AGW
AM
AMC
BM-SC
CDMA
CN
CPC
CPICH
CQI
CRC
CS
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Hệ số rò rỉ kênh lân cận
Cổng truy nhập
Chế độ báo nhận (cấu hình RLC)
Mã hóa và điều chế thích nghi
Yêu cầu lặp lại tự động
Kênh điều khiển quảng bá
Kênh quảng bá
Tỉ lệ lỗi bớt
Khóa dịch pha nhị phân
Trạm gốc
Khối điều khiển trạm gốc
Mã turbo khối
Đa truy nhập phân chia theo mã
Mạng lõi
Khả năng kết nối gói liên tục
Kênh hoa tiêu chung
Chỉ thị chất lượng kênh truyền
Kiểm tra tính du tuần hoàn
Chuyển mạch kênh
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
1
Đồ án tốt nghiệp
DCCH
DCH
Dedicated Control Channel
Dedicated Channel
Decision Feedback
DFE
Equalization
DFT
Discrete Fourier Transform
DFTS- DFT-Spread OFDM, See
OFDM Also SC-FDMA
DL
Downlink
DL-SCH Downlink Shared Channel
Dedicated Physical Control
DPCCH
Channel
DPCH Dedicated Physical Channel
Dedicated Physical Data
DPDCH
Channel
DRX
Discontinuous Reception
DTCH Dedicated Traffic Channel
DTX
Discontinuous Transmission
E-DCH Enhanced Dedicated Channel
eNodeB E-UTRAN NodeB
EPC
Evolved Packet Core
European
ETSI
Telecommunication
Standards Institute
FCC
FDD
FDM
FDMA
FFT
GERAN
GPRS
GSM
HARQ
HSCSD
HLR
HSDSCH
Federal Communications
Commission
Frequency Division Duplex
Frequency Division
Multiplexing
Frequency Division Multiple
Access
Fast Fourier Transform
GSM EDGE RAN
General Packet Radio
Services
Global Sytem For Mobile
Communications
Hybrid ARQ
High Speed Circuit Switched
Data
Home Location Register
High-Speed Downlink
Shared Channel
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
Kênh điều khiển dành riêng
Kênh dành riêng
Cân bằng hồi tiếp để quyết định
Biến đổi fourier rời rạc
OFDM trải phổ DFT, cũng được xem
như là SC-FDMA
Đường xuống
Kênh chia sẻ đường xuống
Kênh điều khiển vật lý dành riêng
Kênh vật lý dành riêng
Kênh dữ liệu vật lý dành riêng
Sự thu nhận không liên tục
Kênh lưu lượng dành riêng
Sự phát không liên tục
Kênh dành riêng nâng cao
NodeB E-UTRAN
Lõi gói cải tiến
Sự phát không liên tục
Hội đồng truyền thông liên bang
Song công phân chia theo tần số
Ghép kênh phân chia theo tần số
Đa truy nhập phân chia theo tần số
Biến đổi fourier nhanh
Mạng truy nhập vô tuyến GSM EDGE
Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp
Hệ thống truyền thông di động toàn cầu
ARQ hỗn hợp
Dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao
Thanh ghi định vị thường trú
Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
2
Đồ án tốt nghiệp
High Speed Downlink Packet
Access
HSPA High Speed Packet Access
High Speed Uplink Packet
HSUPA
Access
Institute Of Electrical And
IEEE
Electronics Engineers
IFFT
Inverse FFT
IMS
IP Multimedia Subsystem
IR
Incremental Redundancy
LTE
Long Term Evolution
MAC
Medium Access Control
Multimedia
MBMS
Broadcast/Multicast Service
Multicast And Broadcast
MBS
Service
Multiple Input Multiple
MIMO
Ouput
MSC
Mobile Switching Center
Negative Acknowledgement
NAK
(In ARQ Protocols)
NodeB, a logical node
handling
transmission/reception in
multiple cells. Commonly,
NodeB
but not necessarily,
corresponding to a base
station
Orthogonal Frequency
OFDM
Division Multiplexing
Orthogonal Frequency
OFDMA
Division Multiple Access
PAPR Peak to Average Power Ratio
PAR
Peak to Average Ratio
PCCH Paging Control Channel
PCH
Paging Channel
Pre-conding Control
PCI
Indication
Physical Downlink Control
PDCCH
Channel
Packet Data Convergence
PDCP
Protocol
PDSCH Physical Downlink Shared
HSDPA
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao
Truy nhập gói tốc độ cao
Truy nhập gói đường lên tốc độ cao
Viện kỹ sư điện và điện tử
FFT đảo ngược
Hệ thống con đa truyền thông IP
Sự dư thừa gia tăng
Sự phát triển dài hạn
Điều khiển truy nhập môi trường
Broadcast đa truyền thông/dịch vụ
multicast
Dịch vụ multicast và broadcast
Nhiều đầu vào nhiều đầu ra
Trung tâm chuyển mạch di động
Báo nhận thất bại (trong giao thức ARQ)
Một node logic điều khiển việc phát và
thu trong nhiều tế bào. Có khi còn xem
như tương ứng với một trạm gốc.
Ghép kênh phân chia theo tần số trực
giao
Đa truy nhập phân chia theo tần số trực
giao
Hệ số công suất đỉnh trên trung bình
Hệ số đỉnh trên trung bình
Kênh điều khiển tìm gọi
Kênh tìm gọi
Chỉ thị điều khiển tìm gọi
Kênh điều khiển đường xuống vật lý
Giao thức hội tụ dữ liệu gói
Kênh chia sẻ đường xuống vật lý
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
3
Đồ án tốt nghiệp
PDU
PHY
QAM
QoS
QPSK
RAN
RB
RF
RLC
RNC
ROHC
RRC
RS
RSN
SCFDMA
SDMA
Channel
Protocol Data Unit
Physical layer
Quadrature Amplitudr
Modulation
Quality of Service
Quadrature Phase Shift
Keying
Radio Access Network
Resource Block
Radio Frequency
Radio Link Protocol
Radio Network Controller
Robust Header Compression
Radio Resource Control
Reference Symbol
Retransmission Sequence
Number
Single Carrier FDMA
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
Đơn vị dữ liệu giao thức
Lớp vật lý
Điều chế biên độ cầu phương
Chất lượng dịch vụ
Khóa dịch pha cầu phương
Mạng truy nhập vô tuyến
Khối tài nguyên
Tần số vô tuyến
Giao thức liên kết vô tuyến
Khối điều khiển mạng vô tuyến
Nén tiêu đề mạnh mẽ
Điều khiển tài nguyên vô tuyến
Ký hiệu tham khảo
Số thứ tự truyền lại
FDMA đơn sóng mang
SIR
Spatial Division Multiple
Đa truy nhập phân chia theo không gian
Access
Space Frequency Block
Mã hóa khối không gian-tần số
Coding
Signal To Interference Ration Hệ số tín hiệu trên nhiễu
SNR
Signal To Noise Ratio
SFBC
TDCDMA
TDD
TDM
Time Dvision-Code Division
Multiple Access
Time Division Duplex
Time Division Multiplexing
Time Division Multiple
TDMA
Access
Time Division-Synchronous
TDCode Division Multiple
SCDMA
Access
TF
Transport Format
Transport Format
TFC
Combination
Transparent Mode (RLC
TM
Configuration)
TTI
Transmission Time Interval
UE
User Equipment, the 3GPP
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Hệ số tín hiệu trên tạp âm
Đa truy nhập phân chia theo mã và thời
gian
Song công phân chia thời gian
Ghép kênh phân chia theo thời gian
Đa truy nhập phân chia theo thời gian
Đa truy nhập phân chia theo mã đồng
bộ, phân chia theo thời gian
Định dạng truyền tải
Sự kết hợp định dạng truyền tải
Chế độ trong suốt (cấu hình RLC)
Khoảng thời gian truyền dẫn
Thiết bị người dùng, tên 3GPP đặt cho
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
4
Đồ án tốt nghiệp
name for the mobile terminal
UL
Uplink
UL-SCH Uplink Shared Channel
Unacknowledgement Mode
UM
(RLC Configuration)
Universal Mobile
UMTS
Telecommunications System
Universal Terrestrial Radio
UTRA
Access
Universal Terrestrial Radio
UTRAN
Access Network
Wideband Code Division
WCDMA
Multiple Access
VoIP
Voice Over IP
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
thiết bị đầu cuối di động
Đường lên
Kênh chia sẻ đường lên
Chế độ không báo nhận (cấu hình RLC)
Hệ thống viễn thông di động toàn cầu
Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu
Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất toàn
cầu
Đa truy nhập băng rộng phân chia theo
mã
Thoại qua IP
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
5
Đồ án tốt nghiệp
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
DANH MỤC HÌNH V
Hình 1.1:
Kiến trúc của mạng LT.......................................................................
Hình 1.2:
Phân bố phổ băng tần lõi tại 2 GHz của nguyên bản IMT-2000...........
Hình 1.3:
Một ví dụ về cách thức LTE thâm nhập từng bước vào phân bố
phổ của một hệ thống GSM đã được triển kha.....................................
Hình 2.1:
Hoạch định phụ thuộc kênh trong miền thời gian và tần số..................
Hình 2.2:
Một ví dụ về điều phối nhiễu liên tế bào, nơi mà các phần phổ bị
giới hạn bởi công suất truyền dẫ..........................................................
Hình 2.3:
FDD-DL vs TDD- U..........................................................................
Hình 3.1:
Kiến trúc giao thức LTE (đường xuống..............................................
Hình 3.2:
Phân đoạn và hợp đoạn RL.................................................................
Hình 3.3:
Ví dụ về sự ánh xạ các kênh logic với các kênh truyền dẫ...................
Hình 3.4:
Việc lựa chọn định dạng truyền dẫn trong đường xuống (bên trái)
và đường lên (bên phải........................................................................
Hình 3.5:
Giao thức hybrid-ARQ đồng bộ và không đồng bộ.............................
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
6
Đồ án tốt nghiệp
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
Hình 3.6:
Nhiều tiến trình hybrid-ARQ song song..............................................
Hình 3 :
Mô hình xử lý lớp vật lý đơn giản cho UL-SC....................................
Hình 3 :
Các trạng hái LTE.............................................................................
Hình 3 :
Một ví dụ về luồng dữ liệu LT............................................................
Hình 4.1:
Cấu trúc miền thời gian LT.................................................................
Hình 4.2:
Các ví dụ về việc chỉ định khung phụ đường lên/đường xuống
trong trường hợp TDD và sự so sánh với FD.......................................
Hình 4.3:
Tài nguyên vật lý đường xuống LT.....................................................
Hình 4.4:
Cấu trúc miền tần số đường xuống LT................................................
Hình 4.5:
Cấu trúc khung phụ và khe thời gian đường xuống LTE. Một
khung phụ bao gồm hai khe thời gian kích thước bằng nhau. Mỗi
khe bao gồm sáu hoặc bảy ký hiệu OFDM lần lượt tương ứng với
trường hợp tiền tố chu trình bình thường và tiền tố chu trình mở
rộng....................................................................................................
Hình 4.6:
Khối tài nguyên đường xuống dành cho tiền tố chu trình bình
thường, nghĩa là, có 7 ký hiệu OFDM trên 1 khe. Với tiền tố chu
trình mở rộng thì có 6 ký hiệu OFDM trên 1 khe và như vậy, tổng
cộng có 72 phần tử tài nguyên trong một khối tài nguyên.....................
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
7
Đồ án tốt nghiệp
Hình 4.7:
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
Cấu trúc tín hiệu tham khảo đường xuống LTE dành cho tiền tố
chu trình bình thường, nghĩa là có 7 ký hiệu OFDM trên 1 khe............
Hình 4.8:
Cấu trúc tín hiệu tham khảo trong trường hợp truyền dẫn nhiều
anten đường xuống: (a) hai anten phát và (b) bốn anten phát................
Hình 4.9:
Xử lý kênh truyền tải đường xuống. Phần được gạch gạch chỉ có
mặt trong trường hợp ghép kênh không gian đường xuống, đó là
khi hai khối truyền tải được phát song song trong một TTI...................
Hình 4.10:
Chèn CRC đường xuống, tính toán và gắn một CRC vào mỗi khối
truyền tải.............................................................................................
Hình 4.11:
Khối mã hóa Turbo LT.......................................................................
Hình 4.12:
Chức năng H-ARQ lớp vật lý trích ra tập hợp bit mã được phát đi
trong một TTI đã cho..........................................................................
Hình 4.13:
Ngẫu nhiên hóa đường xuống.............................................................
Hình 4.14: Điều chế dữ liệu, chuyển đổi M bit thành M/L ký tự điều chế phức
tạp. QPSK: L=2, 16QAM: L=4, 64QAM: L=6....................................
Hình 4.15:
Ánh xạ khối tài nguyên đường xuống. Trong trường hợp chung, sẽ
có một nhóm tài nguyên và một ánh xạ tài nguyên tương ứng cho
mỗi anten phát.....................................................................................
Hình 4.16:
Chuỗi xử lý cho báo hiệu điều khiển L1/L2 đường xuống...................
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
8
Đồ án tốt nghiệp
Hình 4.17:
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
Lưới thời gian/tần số LTE với phần tử tài nguyên nào đó được sử
dụng bởi các ký tự tham khảo đường xuống và báo hiệu điều khiển
L1/L2..................................................................................................
Hình 4.18:
Phần tử kênh điều khiển và ứng cử kênh điều khiển............................
Hình 4.19:
Ánh xạ anten LTE bao gồm ánh xạ lớp, tiếp theo là tiền mã hóa.
Mỗi ô vuông tương ứng với một ký hiệu điều chế................................
H nh 4.20:
Hai anten mã hóa khối không gian-tần số (SFBC) trong kết cấu đa
anten LTE...........................................................................................
Hình 4.21:
Tạo dạng tia trong khung nhiều anten LTE.........................................
Hình 4.22:
Ghép kênh không gian trong khung nhiều anten LTE (NL=3,
NA=4)................................................................................................
Hình 4.23:
Các tín hiệu tham khảo chung tế bào và riêng tế bào trong các
khung phụ MBSFN. Chú ý rằng hình vẽ thể hiện một tiền tố chu
trình mở rộng tương ứng với 12 ký hiệu trên 1 khung phụ....................
Hình 4.24:
Kiến trúc cơ bản của truyền dẫn DFTS-OFD......................................
Hình 4.25:
Kiến trúc miền tần số đường lên LT....................................................
Hình 4.26:
Khung con đường lên LTE và cấu trúc khe. Một khung con bao
gồm hai khe kích thước bằng nhau. Mỗi khe bao gồm 6 hoặc 7
khối DFTS-OFDM trong trường hợp tương ứng với tiền tố chu
trình bình thường và mở rộng.................................................................
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
9
Đồ án tốt nghiệp
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
Hình 4.27:
Cấp phát tài nguyên đường lên LTE...................................................
Hình 4.28:
Nhảy tần đường lên............................................................................
Hình 4.29:
Tín hiệu tham khảo đường lên được chèn vào trong khối thứ tư của
mỗi khe thời gian đường lên. Giả sử là tiền tố tuần hoàn thông
thường, tức là bảy khối trên một khe và không có nhảy tần.................
Hình 4.30:
Việc tạo tín hiệu tham khảo đường lên miền tần số.............................
Hình 4.31:
Phương pháp tạo ra tín hiệu tham khảo đường lên từ chuỗi ZadoffChu độ dài tốt nhất. Chú ý trong trường hợp chung, có nhiều hơn
một ký tự có thể bị cắt cụt (phương pháp 1) hoặc được mở rộng
theo chu kỳ (phương pháp 2)..............................................................
Hình 4.32:
Truyền dẫn các tín hiệu tham khảo dò kênh đường lên........................
Hình 4.33:
Xử lý kênh truyền tải đường lên LTE.................................................
Hình 4.34:
Ghép kênh dữ liệu và báo hiệu điều khiển L1/L2 đường lên trong
trường hợp truyền dẫn đồng thời UL-SCH và điều khiển L1/L2..........
Hình 4.35:
Kiến trúc tài nguyên được sử dụng cho báo hiệu điều khiển L1/L2
đường lên trường hợp không truyền dẫn đồng thời UL-SCH...............
Hình 4.36:
Đề xuất định thời đường lên...............................................................
Hình 5.1:
Tín hiệu đồng bộ sơ cấp và thứ cấp.....................................................
Hình 5.2:
Việc phát tín hiệu đồng bộ trong miền tần số......................................
Hình 5.3:
Tổng quan của thủ tục truy cập ngẫu nhiên.......................................
Hình 5.4:
Minh họa nguyên lý của truyền dẫn preamble truy cập ngẫu nhiên.
........................................................................................................
Hình 5.5:
Định thời Preamble ở eNodeB cho người sử dụng truy cập ngẫu
nhiên khác nhau...............................................................................
Hình 5.6:
Việc phát preamble truy cập ngẫu nhiên...........................................
Hình 5.7:
Việc dò tìm Preamle truy cập ngẫu nhiên trong miền tần số...............
Hình 5.8:
Việc nhận không liên tục (DRX) cho paging.....................................
Hình 5.9:
Lộ trình phát triển của LTE và các công nghệ khác...........................
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
10
Đồ án tốt nghiệp
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
11
Đồ án tốt nghiệp
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1:
Các yêu cầu về hiệu suất phổ và lưu lượng người dùng.......................
Bảng 1.2:
Yêu cầu về thời gian gián đoạn, LTE-GSM và LTE-WCDMA...........
Bảng 5.3:
Tiến trình phát triển các chuẩn của 3GPP..........................................
Bảng 5.4
So sánh đặc điểm nổi bật của WiMAX và 3G LTE...........................
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
12
Đồ án tốt nghiệp
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay thông tin di động phát triển rất nhanh đã mang lại nhiều lợi nhuận
cho các nhà khai thác. Khởi nguồn từ dịch vụ thoại đắt tiền cho một số ít người,
đến nay với sự ứng dụng rộng rãi các thiết bị thông tin di động có thể cung cấp
nhiều hình loại dịch vụ đòi hỏi tốc độ số liệu cao cho người sử dụng kể cả các
chức năng camera, MP3 và PDA. Các dịch vụ đòi hỏi tốc độ cao ngày các trở
nên phổ biến. 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 trên thế giới đã bắt
đầu tiến hành triển khai thử nghiệm một chuẩn di động thế hệ mới có rất nhiều
tiềm năng và có thể sẽ trở thành chuẩn di động 4G trong tương lai, đó là LTE
(Long Term Evolution). Các cuộc thử nghiệm, trình diễn đã chứng tỏ năng lực
tuyệt vời của công nghệ LTE và khả năng thương mại hóa LTE đã đến rất gần.
Trước đây, muốn truy cập dữ liệu bạn cần có một đường dây cố định để kết nối.
Tương lai với LTE, bạn 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”.
Đó chính là sự khác biệt giữa mạng di động thế hệ thứ ba (3G) và mạng di động
thế hệ thứ tư (4G). Tuy vẫn còn khá mới mẻ nhưng mạng di động băng rộng 4G
đang được kỳ vọng sẽ tạo ra nhiều thay đổi khác biệt so với những mạng di động
hiện nay.
Từ những vấn đề trên, em đã lựa chọn đề tài của mình là: “Công nghệ LTE
và các ứng dụng, triển khai ở Việt Nam”. Đề tài sẽ đi vào tìm hiểu tổng quan
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
13
Đồ án tốt nghiệp
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
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 những tiềm năng hấp dẫn mà
công nghệ này sẽ mang lại.Đề tài của em bao gồm 6 chương:
Chương 1: Giới thiệu về công nghệ và mục tiêu thiết kế LTE
Chương 2: Tổng quan về truy cập vô tuyến trong LTE
Chương 3: Kiến trúc giao diện vô tuyến LTE.
Chương 4: Lớp vật lý LTE
Chương 5: Các thủ tục truy cập LTE
Chương 6: Ứng dụng công nghệ LTE cho mạng di động 4G
Tuy nhiên do LTE là công nghệ vẫn đang được nghiên cứu, phát triển và
hoàn thiện cũng như là do những giới hạn về kiến thức nên đồ án này chưa đề
cập được hết các vấn đề của công nghệ LTE và không thể tránh khỏi những
thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn.
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
14
Đồ án tốt nghiệp
Công nghệ LTE và các ứng dụng,
triển khai ở Việt Nam
CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VÀ MỤC TIÊU
THIẾT KẾ LTE
1.1 Giới thiệu về công nghệ LTE
LTE là thế hệ thứ tư tương lai của chuẩn UMTS do 3GPP phát triển, UMT
dựa trên WCDMA. 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, 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 với kiến trúc ở hình 1.1. Đặc tả kỹ thuật cho LTE đang
được hoàn tất và dự kiến sản phẩm LTE sẽ ra mắt thị trường trong 2 năm tới.
Các mục tiêu của công nghệ này là:
-Tốc độ đỉnh tức thời với băng thông 20 MHz: tải xuống 100 Mbps, tải lên
50 Mbps.
-Dung lượng dữ liệu truyền tải trung bình của một người dùng trên 1 MHz
so với mạng HSDPA Rel. 6: tải xuống gấp 3 đến 4 lần, tải lên gấp 2 đến 3 lần.
-Hoạt động tối ưu với tốc độ di chuyển của thuê bao là 0 – 15 km/h. Vẫn
hoạt động tốt với tốc độ từ 15 – 120 km/h. Vẫn duy trì được hoạt động khi thuê
bao di chuyển với tốc độ từ 120 – 350 km/h (thậm chí 500 km/h tùy băng tần).
-Các chỉ tiêu trên phải đảm bảo trong bán kính vùng phủ sóng 5km, giảm
chút ít trong phạm vi đến 30km. Từ 30 – 100 km thì không hạn chế
- Độ dài băng thông linh hoạt: có thể hoạt động với các băng 1.25 MHz,
1.6 MHz, 2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz và 20 MHz cả chiều lên và
xuống. Hỗ trợ cả độ dài băng lên và băng xuống bằng nhau hoặc không. Để đạt
được mục tiêu này, sẽ có nhiều kỹ thuật mới được áp dụng, nổi bật là kỹ thuật
vụ tuyến OFDMA, kỹ thuật anten MIMO Ngoài ra hệ thống này sẽ chạy hoàn
toàn trên nền IP, và hỗ trợ cả 2 chế độ FDD vD
SV: Dương Thu Hằng
MSSV: 507102014
Khoa CNTT- ĐH Phương Đông
15
- Xem thêm -