Hệ thống thông tin di động LTE/LTE-Advanced sử dụng trạm lặp thông minh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.54 MB, 70 trang )
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT BƯU ĐIỆN
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài: “Hệ thống thông tin di động LTE/LTE-Advanced
sử dụng trạm lặp thông minh”
Giảng viên hướng dẫn : TS.TRƯƠNG TRUNG KIÊN
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN PHÚC DƯƠNG
Lớp : D08VT1
Khoá : 2008-2012
Hệ : Chính quy
Hà Nội, tháng 11 /2012
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT BƯU ĐIỆN
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài: “Hệ thống thông tin di động LTE/LTE-Advanced
sử dụng trạm lặp thông minh”
Giảng viên hướng dẫn : TS. TRƯƠNG TRUNG KIÊN
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN PHÚC DƯƠNG
Lớp : D08VT1
Khoá : 2008-2012
Hệ : Chính Quy
Hà Nội, tháng 11 /2012
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
KHOA VIỄN THÔNG 1
ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN PHÚC DƯƠNG
Lớpp: D08VT1. Khoá: 2008-2012
Ngành đào tạo: Điện tử Viễn thông Hệ đào tạo: Chính Quy
1/ Tên đồ án tốt nghiệp:
Hệ thống thông tin di động sử dụng trạm lặp thông minh (smart relay).
2/ Nội dung chính của đồ án:
Chương/Phần 1 Giới thiệu tổng quan về hệ thống thông tin di động LTE/LTE-Advanced
Chương/Phần 2 Hệ thống thông tin di động LTE/LTE-Advanced sử dụng trạm lặp thông minh
Chương/Phần 3 Một số giải pháp cho hệ thống thông tin di động LTE/LTE-Advanved sử
dụng trạm lặp thông minh
Kết luận và kiến nghị
3/ Cơ sở dữ liệu ban đầu
…………… ……… ……….………………………………………………………………….
…………………… ……….………………………………………………………………….
4/ Ngày giao đồ án: 20/09/2012
5/ Ngày nộp đồ án : 26/11/2012
TRƯỞNG BỘ MÔN (Duyệt) GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)
TS.Trương Trung kiên Nguyễn Phúc Dương
TRƯỞNG KHOA
LỜI MỞ ĐẦU
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thông tin di động số đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới với những
ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thông tin, trong dịch vụ và trong cuộc sống hằng
ngày. Để đáp ứng nhu cầu lớn của người sử dụng ở khắp mọi nơi, những nơi mà khó
triển khai lắp đặt trạm gốc người ta đã nghiên cứu đến trạm lặp để tăng phạm vi vùng
phủ sóng, độ tin cậy khi truyền tin và tốc độ dữ liệu. Mặc dù các trạm lặp truyền thống
đã được sử dụng phổ biến trong các hệ thống truyền dẫn vi ba cũng như các hệ thống
truyền dẫn số khác. Tuy nhiên, các trạm lặp này chỉ có chức năng thu nhận tín hiệu từ
phía phát sau đó hoặc là khuếch đại tín hiệu rồi chuyển tiếp đến phía thu hoặc là giải
mã rồi mới chuyển tiếp thông tin đến đích. Những trạm lặp truyền thống phù hợp với
môi trường truyền dẫn vô tuyến tầm nhìn thẳng (LOS) để tăng cự ly truyền dẫn của
các tuyến thông tin vô tuyến số. Tuy nhiên, trong trường hợp của các mạng thông tin
vô tuyến di động mà ở đó truyền dẫn đa đường (multipath) là phổ biến thì chức năng
của trạm lặp như vậy sẽ không lợi dụng được đặc tính quảng bá của sóng vô tuyến
cũng như lợi dụng đặc tính thay đổi của kênh fading. Vì thế, khái niệm trạm lặp thông
minh, hay còn gọi là trạm chuyển tiếp thông minh, được đưa ra để áp dụng cho các
mạng vô tuyến di động tế bào.
Xuất phát từ ý tưởng muốn tìm hiểu hệ thống trạm lặp thông minh em đã thực
hiện đồ án: “Hệ thống thông tin di động LTE/LTE-Advanced sử dụng trạm lặp thông
minh”. Đồ án này gồm 3 chương, với nội dung chính như sau:
Chương 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống thông tin di động LTE/LTE-
Advanced.
Chương 2: Hệ thống thông tin di động LTE/LTE-Advanced sử dụng trạm lặp
thông minh.
Chương 3: Giải pháp điều khiển công suất kết hợp trong hệ thống thông tin di
động LTE/LTE-Advanced sử dụng trạm lặp thông minh.
Trong đồ án này em sử dụng thuật ngữ “trạm lặp” và “trạm chuyển tiếp” có vai
trò như nhau. Tùy vào từng trường hợp mà sử dụng.
Trong quá trình làm đồ án khó tránh khỏi sai sót, em rất mong sự chỉ dẫn của các
thầy cô giáo và sự góp ý của các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy TS. TRƯƠNG TRUNG KIÊN và các thầy cô
giáo đã giúp em hoàn thành đồ án này !
Hà Nội, ngày 25 tháng 11 năm 2012.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Phúc Dương
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn)
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NHẬN XÉT
(Của giảng viên phản biện)
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC
!"#
1.1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất ( 1G) 1
1.1.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ( 2G) 2
1.1.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 ( 3G) 3
1.1.4. Tiền 4g: LTE (Long Term Evolution) 3
$%&'(
1.2.1. Định nghĩa 5
1.2.2. Ưu điểm 5
1.2.4. Kỹ thuật MIMO trong LTE 7
)*
1.3.1. Định nghĩa 10
1.3.2. Kiến trúc mạng LTE-Advanced 10
1.3.3. Những công nghệ đề xuất cho LTE-Advanced 11
))+, /01/23/4+5/467/89:6;<=>?6@AB/
))$;C;?6D?E<</AF/$
)))+, /01/E<E;GH?6I;6J?$
))&D:25KL?89:D:25:6,-G/MN?&
$OP QRSR
(
$TU QRSV QRSR(
2.1.1. Các động lực triển khai trạm lặp 15
2.1.2. Trạm lặp thông minh 18
$$W/6/46X<A+YHKL?A6Z/4H;/6[
2.1.3. Ưu điểm và nhược điểm của trạm lặp 19
$),E;GH:\<A+YHK3?]
$)$6^J:E;GH:\<A+YHKL?$$
$$V QRSR$)
2.2.1. LTE-Advanced 23
2.2.2. Trạm lặp trong LTE-Advanced 24
2.2.3. Phân loại trạm lặp 25
$$)+YHKL?0_<A+`/:D:?6^7/4A6a::6,-G/MN?$(
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
$$)$+YHKL?0_<A+`/:7=b6YAB/4$c
$$))+YHKL?0_<A+`/4;<dA6a:)
$$)&+YHKL?0_<A+`/=e0f/4A9;/4,-`/)&
$$)(+YHKL?0_<A+`/g;N/A6a:)&
2.2.4. Truy nhập vô tuyến cho các trạm lặp 35
$$&h,6i/6g6,/48ZA,-N/:6d:D:A+YHKL?)j
)Rk lO
P QRSR)c
)TUm!n)c
3.1.1. Khái niệm 37
3.1.2. Ý nghĩa của điều khiển công suất 37
3.1.3. Phân loại điều khiển công suất 38
));.,g6;G/:Z/4=,hA:6dE^o/4p,I/489E^o/4K`/)]
))$;.,g6;G/:Z/4=,hA?6q/AD/89Ar?A+,/4)]
)));.,g6;G/:Z/4=,hAA6Fd?6^7/4?6D?Ed)]
)$m!nm#s QRSV QR lRQ
&*
3.2.1. Giới thiệu 40
3.2.2. Mô hình hệ thống 41
3.2.3. Giải pháp điều khiển công suất kết hợp 43
3.2.4. Quá trình thực hiện 47
)$&U,DA+i/6A6_:6;t/bA+YH4I:%u'&c
)$&$U,DA+i/66dYAE5/4AY;A+YHKL?% '(*
)$&)U,DA+i/66dYAE5/4AY;A+YH0;E5/4%R'(&
m#v(j
RPVRmkl(c
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Sự phát triền trong mạng 2G………………………………… ………… 2
Hình 1.2 Sự hội tụ của nhiều công nghệ tạo nên mạng 4G…………………… …….4
Hình 1.3 Kiến trúc mạng LTE………………………………………………… …….7
Hình 1.4 Mô hình SU-MIMO và MU-MIMO………………………………… … 8
Hình 1.5 Ghép kênh không gian………………………………………………… … 9
Hình 1.6 Kiến trúc mạng LTE-Advanced…………………………………………….10
Hình 1.7 Ví dụ về khối kết tập sóng mang……………………………………………12
Hình 1.8 Truyền dẫn đa điểm phối hợp………………………………………………13
Hình 1.9 Chuyển tiếp trong LTE-Advanced………………………………………….14
Hình 2.1 (a) Giải pháp thu nhỏ cell và dùng nhiều BTS; (b): Giải pháp dùng trạm
chuyển tiếp……………………………………………………………………
…… 17
Hình 2.2 Mô hình truyền dẫn dùng trạm lặp thông minh……… ……………………18
Hình2.3 Biểu diễn lợi thế của hiệu suất thông qua trạm lặp………………………….20
Hình 2.4 Trình diễn cân bằng tải với chuyển tiếp…………………………………….22
Hình 2.5 Mạng với nút chuyển tiếp ………………………………………………… 25
Hình 2.6 Ứng dụng của chuyển tiếp cố định, cơ động, và điện thoại di động……… 28
Hình 2.7 Chuyển tiếp nút cố định…………………………………………………… 29
Hình 2.8 Chuyển tiếp nút cơ động ……………………………………………….… 30
Hình 2.9 Chuyển tiếp nút di động…………………………………………………….31
Hình 2.10 Tổng quan của công nghệ chuyển tiếp lớp 3………………………………33
Hình 2.11 Chuyển tiếp minh bạch và không minh bạch………………………….… 35
Hình 2.12 Cấu hình khung vô tuyến cho trặm lặp…………………………………….36
Hình 3.1 Công suất thu từ 2 thuê bao tại trạm gốc……………………………………38
Hình 3.2 Mô hình hệ thống truyền thông tin từ 1 trạm gốc tới 2 thiết bị đầu cuối sử
dụng 2 trạm lặp dành riêng……………………………………………………………42
Hình 3.3 Hoạt động điều khiển công suất tại trạm gốc (BS)………………………….48
Hình 3.4 Hoạt động điều khiển công suất tại trạm lặp (RS)……………….………….51
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 3.5 Hoạt động tại trạm di động (MS)………………………………………… 54
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Các đặc điểm chính của công nghệ LTE……………………………….….6
Bảng 2.1 So sánh các yêu LTE và LTE-Advanced…………………………………24
Bảng 2.2 Nét đặc trưng khác nhau của các công nghệ chuyển tiếp vô tuyến …… 32
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
STT Kí hiệu Tên tiếng anh Tên tiếng việt
1 AF Amplify-and-Forward Khuếch đại và chuyển tiếp
2 AMPS Advanced Mobile Phone
System
Hệ thống điện thoại di động
tiên tiến
3 APS Average Power Scaling Mở rộng quy mô công suất
trung bình
4 ARQ Automatic Retransmission
Query
Yêu cầu tự động truyền lại
5 BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit
6 BS Base Station Trạm gốc
7 BSC Base Station Central Trung tâm trạm gốc
8 BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát sóng di động
9 CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân mã
10 CA Carrier Aggregation Tập hợp các nhà cung cấp
11 CF Compress-and-Forward Nén và chuyển tiếp
12 COMP Coordinated Multi Point Phối hợp đa điểm
13 CSI Channel State Information Kênh thông tin trạng thái
14 DF Decode-and-Forward Giải mã và chuyển tiếp
15 DL Downlink Đường xuống
16 EDGE Enhanced Data Rates for GSM
Evolution
công nghệ di động được nâng
cấp từ GPRS
17 EF Estimate-and-Forward Dự toán và chuyển tiếp
18 FDD Frequency Division Duplex Truyền song công phân chia
theo tần số
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
19 FDMA Frequency Division Mutiple
Access
Đa truy nhập phân tần số
20 FM Frequency Modulation Điều chế tần số
21 F-RS Fixed Relay Station Trạm chuyển tiếp cố định
22 GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp
23 GSM Global System for Mobile
Communications
Hệ thống thông tin di động
toàn cầu
24 HSPA High Speed Packet Access Truy cập gói tốc độ cao
25 ITU International
Telecommunication Union
Liên minh Viễn thông Quốc tế
26 LOS Line of Sight Tầm nhìn thẳng
27 LTE Long Term Evolution Tiến hóa dài hạn
28 MBSFN Methods Broadcast Single
Frequency Network
Phương pháp mạng phát sóng
tần số duy nhất
29 MIMO Multiple Input Multiple Output Đa đầu vào đa đầu ra
30 MME Mobility Management Entity Thực thể quản lý tính di động
31 M-RS Mobile Relay Station Trạm chuyển tiếp điện thoại di
động
32 MS Mobilde Station Trạm di động
33 N-RS Nomadic Relay Station Trạm chuyển tiếp cơ động
34 QI Quality Indicator Chỉ số chất lượng
35 QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
36 RN Relay Node Nút chuyển tiếp
37 RNC Relay Node Central Trung tâm nút chuyển tiếp
38 RSSI Received Signal Strength
Indicator
Chỉ số cường độ tín hiệu nhận
được
39 RS Relay Station Trạm lặp
40 SDMA Space Domain Multiple Access Đa truy nhập miền không gian
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
41 SIR Signal to Interference Tín hiệu trên tạp âm
42 SNR Signal-to-Noise Ratio Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu
43 TDD Time Division Duplex Truyền song công phân chia
theo thời gian
44 TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân theo thời
gian
45 UE User Equipment Thiết bị người dùng
46 UL Up Link Đường lên
47 UMTS Universal Mobile
Telecommunications Systems
Hệ thống viễn thông di động
toàn cầu
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 1 -
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
LTE/LTE-ADVANCED
1.1. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC THẾ HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG.
Thông tin di động là một lĩnh vực rất quan trọng trong đời sống xã hội. Xã hội
càng phát triển nhu cầu về thông tin di động của con người càng tăng lên và thông tin
di động càng khẳng định được sự cần thiết và tính tiện dụng của nó. Cho đến nay, hệ
thống thông tin di động đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển từ thế hệ thứ 1, thế hệ thứ
2, thế hệ thứ 3 và đang phát triển tới thế hệ thứ 4.
Một trong những phát minh vĩ đại nhất của con người trong thời gian khoảng
thập niên 80 là việc con người đã phát minh ra điện thoại di động. Điện thoại di động
đem lại lợi ích vô cùng lớn cho con người, trong mọi lĩnh vực thông tin liên lạc, nó
giúp con người xích lại gần nhau không phân biệt khoảng cách xa gần, xóa bỏ khoảng
cách không gian về địa lý mọi người đều có thể trực tiếp nói chuyện với nhau điều này
góp phần to lớn trong việc trao đổi buôn bán giao lưu kinh tế nó tham gia một cách
tích cực vào cuộc sống của con người. Kể từ khi điện thoai di động ra đời nó đã trở
thành thiết bị mang tính chuyên biệt rồi trở thành vật dụng thiết yếu đối với mỗi con
người trong cuộc sống và sinh hoạt. Qua hai thập kỷ gần đây với sự phát triển không
ngừng của khoa học công nghệ nói chung và công nghệ di động nói riêng đã có những
bước tiến đáng kể nó đã đáp ứng được rất nhiều các dịnh vụ mà con người cần thiết
Ví dụ: từ các dịch từ đơn thuần như nghe gọi, nhắn tin, cho đến các dịch vụ dữ liệu cao
hơn như truy nhập Internet và truyền hình qua máy di động.
1.1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất ( 1G)
Hệ thống thông tin di động thế hệ đầu tiên (1G) được phát triển vào những năm
cuối thập niên 70, sử dụng kỹ thuật điều chế tương tự (FM). Hệ thống điện thoại di động
tiên tiến (AMPS) là hệ thống điển hình cho các hệ thống thế hệ đầu tiên. AMPS được
phát triển bởi Bell Telephone System. Nó sử dụng kỹ thuật FM cho truyền dẫn thoại và
báo hiệu số cho thông tin điều khiển. Các hệ thống thế hệ đầu tiên khác bao gồm:
• AMPS băng hẹp (NAMPS)
• Toàn bộ các hệ thống phương tiện truy nhập (TACS)
• Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu (NMT-900)
Tất cả các hệ thống di động thế hệ đầu tiên đều sử dụng kỹ thuật đa truy nhập
phân chia theo tần số (FDMA), trong đó mỗi kênh được gán cho một cặp tần số duy
nhất trong một cụm của tế bào.
Nhược điểm:
• Dung lượng thấp.
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 2 -
• Kỹ thuật chuyển mạch tương tự.
• Xác suất rớt cuộc gọi cao.
• Khả năng chuyển cuộc gọi giữa các tế bào ko tin cậy.
• Chất lượng âm thanh rất kém.
• Không có chế độ bảo mật.
1.1.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ( 2G)
Sự phát triển nhanh chóng về số lượng người dùng và sự không thích hợp của
các hệ thống thế hệ đầu tiên là lý do chính của sự phát triển lên các hệ thống thông tin
di động thế hệ thứ hai (2G). Các hệ thống thế hệ thứ hai có ưu điểm về kĩ thuật nén và
mã hoá trong công nghệ số. Tất cả hệ thống thế hệ hai sử dụng kỹ thuật điều chế số.
Kỹ thuật đa truy nhập như đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA), đa truy
nhập phân chia theo mã (CDMA) đều được sử dụng cùng với FDMA trong các hệ
thống thế hệ thứ hai. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai gồm:
• Hệ thống thông tin di động của Mỹ (USDC) chuẩn IS-54 và IS-136
• Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM).
• Hệ thống thông tin di động Thái Bình Dương (PDC).
• CdmaOne.
Thông tin di động thế hệ hai mặc dù sử dụng công nghệ số nhưng vì là hệ thống
băng hẹp và được xây dựng trên cơ chế chuyển mạch kênh, nên không thể đáp ứng
được các dịch vụ mới. Chính vì vậy, ITU đã đưa ra đề án để tiêu chuẩn cho hệ thống
thông tin di động thế hệ ba.
Những hệ thống mạng 2G thì có dung lượng lớn hơn những hệ thống mạng thế hệ
thứ nhất (bao gồm GSM và CDMA)
Hình 1.1 Sự phát triền trong mạng 2G
• Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM).
• Dữ liệu chuyển mạch gói tốc độ cao (HSCSD).
• Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp (GPRS).
• Tốc độ truyền dữ liệu nhanh cho GSM (EDGE).
Ưu điểm:
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 3 -
• Dung lượng lớn.
• Bảo mật với độ tin cậy cao (High Security).
• Nhiều dịch vụ kèm theo như truyền dữ liệu, fax, SMS (tin nhắn).
1.1.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 ( 3G)
Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba đang được thiết kế để hỗ trợ các dịch
vụ băng rộng như: dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao, video và truyền dẫn ảnh chất
lượng cao với cùng chất lượng như các mạng đã có trước. Yêu cầu nữa của hệ thống
thông tin di động thế hệ thứ 3 là:
• Chất lượng thoại có thể so sánh với mạng thoại chuyển mạch công cộng
(PSTN)
• Hỗ trợ tốc độ số liệu cao.
• Hỗ trợ cả dịch vụ chuyển mạch gói và dịch vụ chuyển mạch kênh.
• Sử dụng hiệu quả hơn phổ tần vô tuyến khả dụng.
• Hỗ trợ tính đa dạng về chủng loại các thiết bị di động.
• Tương thích với các mạng trước đó và đưa ra một cách mềm dẻo kỹ thuật và
các dịch vụ truyền thông internet mới: băng tần cho đường xuống rộng hơn
nhiều so với đường lên.
Ưu điểm:
• Cung cấp dịch vụ thoại chất lượng cao.
• Các dịch vụ tin nhắn (e-mail, fax, SMS, chat, ).
• Các dịch vụ đa phương tiện (xem phim, xem truyền hình, nghe nhạc, ).
• Truy nhập internet (duyệt Web, tải tài liệu, ).
• Sử dụng chung một công nghệ thống nhất, đảm bảo sự tương thích toàn cầu
giữa các hệ thống.
1.1.4. Tiền 4g: LTE (Long Term Evolution)
LTE viết tắt của từ Long Term Evolution (tiến hóa lâu dài), là một hệ thống công
nghệ được phát triển từ họ công nghệ GSM/UMTS (WCDMA, HSPA) đang được
nghiên cứu, thử nghiệm để tạo nên một hệ thống truy cập băng rộng di động thế hệ mới,
hướng đến thế hệ thứ 4 – 4G.
LTE, hệ thống mạng viễn thông mới được triển khai, hứa hẹn tốc độ rất cao đáp
ứng các cuộc hội hoại video call, và truyền hình qua internet.
Tốc độ nhanh. LTE được phát triển vào năm 2009 nó có tốc độ rất nhanh, trung
bình khoảng 33.4Mbps. Tốc độ download khoảng 5 đến 12Mbps và upload khoảng 2
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 4 -
đến 5Mbps.
Độ trễ ít. LTE có độ trễ ít hơn, do vậy nó rất có lợi cho các cuộc thoại hoặc truyền
hình qua IP. Tốc độ trễ bằng nửa mạng 3G, và các thuê bao chỉ bị trễ khoảng ba mươi
phần nghìn giây. Tiền 4G không phải là vấn đề. Các chuyên gia liên minh viễn thông
quốc tế gây ra một cuộc tranh cãi vào năm ngoái khi cho rằng LTE hay Wimax sẽ đủ
chuẩn như 4G trong phiên bản tiếp theo tốc độ sẽ đạt hơn 100Mbps.
1.1.5. Mạng 4G
Mạng 4G (fourth-generation) là công nghệ truyền thông không dây thứ tư.
Hình 1.2: Sự hội tụ của nhiều công nghệ tạo nên mạng 4G
Mặc dù thuật ngữ 4G vẫn chưa được bất kỳ một tổ chức chuẩn hóa nào định nghĩa
một cách rõ ràng, tuy nhiên mạng 4G được kỳ vọng đáp ứng các đặc điểm sau:
• Đặc tính được kỳ vọng nhất của mạng 4G là cung cấp khả năng kết nối mọi lúc,
mọi nơi. Để thỏa mãn được điều đó, mạng 4G sẽ là mạng hỗn tạp (bao gồm
nhiều công nghệ mạng khác nhau), hội tụ với nhau trên nền toàn IP. Thiết bị di
động của 4G sẽ mang đặc tính đa công nghệ (multi-technology), đa phương
thức (multi-mode) để có thể kết nối với nhiều loại mạng truy nhập khác nhau.
Muốn vậy, thiết bị di động sẽ phải sử dụng giải pháp SDR (Software Defined
Radio) để có thể tự cấu hình nhiều loại rađio khác nhau thông qua một phần
cứng vô tuyến duy nhất.
• Mạng 4G cung cấp giải pháp chuyển giao liên tục giữa nhiều công nghệ mạng
khác nhau và giữa nhiều thiết bị di động khác nhau.
• Mạng 4G cung cấp kết nối băng rộng với tốc độ vào khoảng 100Mbit/giây cho
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 5 -
người dùng di động và khoảng 1Gbit/giây cho người dùng cố định hay có tốc
độ di chuyển thấp. Dịch vụ trên mạng 4G sẽ được cung cấp trên nền IMS để
đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho các dịch vụ đa phương tiện thời gian
thực.
• Mạng 4G sẽ lấy người dùng làm tâm điểm.
• Để vượt lên khỏi tình trạng bão hòa của thị trường viễn thông, các nhà cung cấp
mạng sẽ phải tìm kiếm khách hàng bằng các dịch vụ tùy biến theo yêu cầu của
khách hàng.
Tóm lại, mạng 4G là sự hội tụ của nhiều mạng, cung cấp các kết nối tốc độ cao,
thích ứng với yêu cầu của người dung tại mọi nơi, mọi lúc.
1.2. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE (TIỀN 4G)
1.2.1. Định nghĩa
LTE là thế hệ thứ tư của chuẩn UMTS do 3GPP phát triển. UMTS thế hệ thứ
ba dựa trên WCDMA đã được triển khai trên toàn thế giới. Để đảm bảo tính cạnh
tranh cho hệ thống này trong tương lai, tháng 11/2004 3GPP đã bắt đầu dự án nhằm
xác định bước phát triển về lâu dài cho công nghệ di động UMTS với tên gọi Long
Term Evolution (LTE). 3GPP đặt ra yêu cầu cao cho LTE, bao gồm giảm chi phí cho
mỗi bit thông tin, cung cấp dịch vụ tốt hơn, sử dụng linh hoạt các băng tần hiện có và
băng tần mới, đơn giản hóa kiến trúc mạng với các giao tiếp mở và giảm đáng kể năng
lượng tiêu thụ ở thiết bị đầu cuối.
Mục tiêu của LTE: là cung cấp 1 dịch vụ dữ liệu tốc độ cao, độ trễ thấp, các gói
dữ liệu được tối ưu, công nghệ vô tuyến hỗ trợ băng thông một cách linh hoạt khi
triển khai. Đồng thời kiến trúc mạng mới được thiết kế với mục tiêu hỗ trợ lưu lượng
chuyển mạch gói cùng với tính di động linh hoạt, chất lượng của dịch vụ thời gian trễ
tối thiểu.
1.2.2. Ưu điểm
• Tăng tốc độ truyền dữ liệu: Trong điều kiện lý tưởng hệ thống hỗ trợ tốc độ dữ
liệu đường xuống đỉnh lên tới 326Mb/s.
• Dải tần co giãn được: Có khả năng mở rộng từ 1.4 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 công suất cao hơn.
• Đảm bảo hiệu suất khi di chuyển: chức năng hỗ trợ từ 120km/h đến 350km/h
hoặc thậm chí là 500km/h tùy thuộc vào băng tần.
• Giảm độ trễ trên mặt phẳng người sử dụng: giảm thời gian để một thiết bị
chuyển từ trạng thái nghỉ sang kết nối với mạng và bắt đầu truyền thông tin trên
một kênh truyền. Thời gian này phải nhỏ hơn 100ms.
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 6 -
• Sẽ không còn chuyển mạch kênh: tất cả sẽ dựa trên IP. Chúng cho phép cung
cấp các dịch vụ linh hoạt hơn và sự hoạt động đơn giản với các mạng di động.
• Độ phủ sóng từ 5-100km: trong vòng bán kính 5 -100km LTE cung cấp tối ưu
về lưu lượng người dùng.
• Kiến trúc mạng: sẽ đơn giản hơn so với mạng 3G hiện thời. Tuy nhiên mạng
LTE vẫn có thể tích hợp một cách dễ dàng với mạng 3G và 2G hiện tại. Điều
này hết sức quan trọng cho nhà cung cấp mạng triển khai LTE vì không cần
thay đổi toàn bộ cơ sở hạ tầng mạng đã có.
• Giảm chi phí: là độ phức tạp thấp, các thiết bị đầu cuối tiêu thụ ít năng lượng.
• Cùng tồn tại với các chuẩn và hệ thống trước: 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.
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
Băng tần 1,25 – 20 MHz
Song công FDD , TDD , bán song công FDD
(FDD song công phân chia tần số 5HZ)
Di động 350 km/h
Đa truy nhập Đường xuống OFDMA
Đường lên SC-FDMA
MIMO (số đầu vào và ra) Đường xuống 2 x 2 ; 4 x 2 ; 4 x 4
Đường lên 1 x 2 ; 1 x 4
Tốc độ dữ liệu đỉnh
trong 20MHz
Đường xuống : 173 và 326 Mb/s tương
ứng với cấu hình MIMO 2 x 2 và 4 x 4
Đường lên : 86Mb/s với cấu hình 1 x 2
anten
Điều chế QPSK ; 16 QAM và 64 QAM
Mã hóa kênh Mã tubo
Các công nghệ khác Lập biểu chính xác kênh; liên kết thích
ứng; điều khiển công suất; ICIC và
ARQ hỗn hợp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 7 -
Bảng 1.1: Các đặc điểm chính của công nghệ LTE
1.2.3. Kiến trúc mạng LTE
Hình 1.3 Kiến trúc mạng LTE
Kiến trúc mạng LTE: được thiết kế với mục tiêu hỗ trợ lưu lượng chuyển mạch
gói với tính di động linh hoạt, chất lượng dịch vụ với độ trễ tối thiểu. Một phương
pháp chuyển mạch gói cho phép hỗ trợ tất cả các dịch vụ bao gồm cả thoại thông qua
các kết nối gói. Kết quả là trong một kiến trúc phẳng hơn. Đặc điểm kiến trúc phẳng
với ít nút tham gia sẽ làm giảm độ trễ và cải thiện hiệu suất.
• Thực thể quản lý tính di động (MME)
• eNB : là nút B phát triển
• SAE/GW: phần tử quản lý di động /cổng
• RNC: là phần điều khiển mạng vô tuyến
• GGSN (The Gateway GPRS Support Node) K9HộAA69/6?6ầ/ :6w/6 :ủ<Hạ/4
:xA+D:6/6;ệH Eể ả/66ưở/4Kẫ//6<, 4;ữ< :D: Hạ/4 89 Hạ/44x; 2`/ /4d9; :6,-ể/
=</4
• SGSN (Serving GPRS Support Node) Chịu trách nhiệm cho việc cung cấp các
gói dữ liệu từ các trạm điện thoại di động trong khu vực dịch vụ địa lý của nó.
1.2.4. Kỹ thuật MIMO trong LTE
MIMO (multiple input multiple output) là một phần tất yếu của LTE để đạt
được các yêu cầu đầy tham vọng về thông lượng và hiệu quả sử dụng phổ. MIMO cho
phép sử dụng nhiều anten ở máy phát và máy thu. Với hướng DL (downlink), MIMO
2x2 (2 anten ở thiết bị phát, 2 anten ở thiết bị thu) được xem là cấu hình cơ bản, và
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 8 -
MIMO 4x4 cũng được đề cập và đưa vào bảng đặc tả kỹ thuật chi tiết. Hiệu năng đạt
được tùy thuộc vào việc sử dụng MIMO. Trong đó, kỹ thuật ghép kênh không gian
(spatial multiplexing) và phát triển phân tập (transmit diversity) là các đặc tính nổi bật
của MIMO trong công nghệ LTE.
Giới hạn chính của kênh truyền thông tin là can nhiễu đa đường giới hạn về
dung lượng theo quy luật Shannon. MIMO lợi dụng tín hiệu đa đường giữa máy phát
và máy thu để cải thiện dung lượng có sẵn cho bởi kênh truyền. Bằng cách sử dụng
nhiều anten ở bên phát và thu với việc xử lý tìn hiệu số, kỹ thuật MIMO có thể tạo ra
các dòng dữ liệu trên cùng một kênh truyền, từ đó làm tăng dung lượng kênh truyền.
Hình 1.4 Mô hình SU-MIMO và MU-MIMO
Hình 1.4 là ví dụ về SU-MIMO 2x2 và MU-MIMO 2x2. SU-MIMO ở đây hai
dòng dữ liệu trộn với nhau (mã hóa) để phù hợp với kênh truyền nhất. 2x2 SU-MIMO
thường dùng trong tuyến xuống. Trong trường hợp này dung lượng cell tăng và tốc độ
dữ liệu tăng. MU-MIIMO 2x2 ở đây dòng dữ liệu MIMO đa người dùng đến từ các
UE khác nhau. Dung lượng cell tăng nhưng tốc độ dữ liệu không tăng. Ưu điểm chính
của MU-MIMO so với SU-MIMO là dung lượng cell tăng mà không tăng giá thành và
pin của hai máy phát UE. MU-MIMO phức tạp hơn SU-MIMO.
Trong hệ thống MIMO, bộ phát gửi các dòng dữ liệu qua các anten phát. Các
dòng dữ liệu phát thông qua ma trận kênh truyền bao gồm nhiều đường truyền giữa
các anten phát và các anten thu. Sau đó bộ thu nhân các vector tín hiệu từ các anten
thu, giải mã thành thông tin gốc.
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 9 -
Đối với tuyến xuống, cấu hình hai anten ở trạm phát và hai anten ở trạm thu ở
thiết bị đầu cuối di động là cấu hình cơ bản, cấu hình sử dụng bốn anten đang được
xem xét. Đây chính là cấu hình SU-MIMO, và sử dụng kỹ thuật ghép kênh không gian
với lợi thế hơn các kỹ thuật khác là trong cùng điều kiện về băng thông sử dụng và kỹ
thuật điều chế tín hiệu, SU cho phép tăng tốc độ dữ liệu bằng số lần của số lượng
anten phát.
Ghép kênh không gian cho phép phát chuỗi bit dữ liệu khác nhau trên cùng một
khối tài nguyên tuyến xuống. Những dòng dữ liệu này có thể là một người dùng (SU-
MIMO) hoặc những người dùng khác nhau (MU-MIMO). Trong khi SU-MIMO tăng
tốc độ dữ liệu cho một người dùng, MU-MIMO cho phép tăng dung lượng. Dựa vào
hình ghép kênh không gian lợi dụng các hướng không gian của các kênh truyền vô
tuyến cho phép phát các dữ liệu khác nhau trên hai anten.
Hình 1.5 Ghép kênh không gian
Kỹ thuật phân tập đã được biết đến từ WCDMA release 9 và cũng sẽ là một
phần của LTE. Thông thường, tín hiệu trước khi phát được mã hóa để tăng hiệu ứng
phân tập. MIMO được sử dụng để khai thác việc phân tập và mục tiêu là làm tăng tốc
độ. Việc chuyển đổi giữa MIMO truyền phân tập và ghép kênh không gian có thể tùy
thuộc vào việc dử dụng kênh tần số.
Đối với đường lên, từ thiết bị đầu cuối di động đến BS, người ta sử dụng mô
hình MU-MIMO. Sử dụng mô hình này ở BS yêu cầu sử dụng nhiều anten, còn ở thiết
bị di động chỉ dùng một anten để giảm chi phí cho thiết bị di động. Về hoạt động,
nhiều thiết bị đầu cuối di động có thể phát liên tục trên cùng một kênh truyền, nhiều
kênh truyền, nhưng không gây ra can nhiễu với nhau bởi vì các tín hiệu hoa tiêu trực
giao lẫn nhau. Kỹ thuật được đề cập đến, đó là kỹ thuật đa truy nhập miền không gian
(SDMA) hay còn gọi là MIMO ảo.
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 10 -
1.3. CÔNG NGHỆ LTE-ADVANCED
4G LTE đề cập đến phiên bản phát triển của LTE đang được phát triển bởi 3GPP
để đáp ứng hoặc vượt quá yêu cầu của liên minh viễn thông quốc tế (ITU) cho một
tiêu chuẩn đúng thứ tư của hệ thống thông tin di động được gọi là IMT-Advanced. 4G
LTE, có dự án tên là LTE-Advanced, được quy định ban đầu trong phiên bản 10 của
tiêu chuẩn 3GPP, với các chức năng nhắm mục tiêu cho tháng ba năm 2011. Tiêu
chuẩn 4G LTE sẽ tiếp tục được phát triển trong phiên bản tiếp theo. Trong tháng mười
năm 2009, các đối tác 3GPP chính thức nộp LTE-Advanced của ITU như là một ứng
cử viên cho 4G IMT-Advanced. Các chi tiết kỹ thuật công nghệ được chứng nhận cho
IMT-Advanced được dự kiến sẽ được công bố vào đầu năm 2011.
1.3.1. Định nghĩa
LTE-Advanced (Long Term Evolution-Advanced) là sự tiến hóa trong tương lai
của công nghệ LTE, công nghệ dựa trên OFDMA này được chuẩn hóa bởi 3GPP trong
phiên bản (Release) 8 và 9. LTE-Advanced dự án được nghiên cứu và chuẩn hóa bởi
3GPP vào năm 2009 với các đặc tả được mong đợi hoàn thành vào quý 2 năm 2010
như là một phần của Release 10 nhằm đáp ứng hoặc vượt hơn so với những yêu cầu
của thế hệ công nghệ vô tuyến di động thế hệ thứ 4 (4G) IMT-Advanced được thiết
lập bởi ITU. LTE-Advanced sẽ tương thích ngược và thuận với LTE, nghĩa là các
thiết bị LTE sẽ hoạt động ở cả mạng LTE-Advanced mới và các thiết bị LTE-
Advanced sẽ hoạt động ở cả các mạng LTE cũ.
1.3.2. Kiến trúc mạng LTE-Advanced
Hình 1.6 Kiến trúc mạng LTE-Advanced
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 11 -
Mạng cốt lõi của hệ thống LTE-Advanced được tách thành nhiều phần. Hình
1.6 cho thấy mỗi thành phần trong mạng LTE-Advanced được kết nối với như làm thế
nào. NodeB trong hệ thống 3G được thay thế bởi việc hình thành NodeB (eNB), mà là
một sự kết hợp của NodeB và điều khiển mạng vô tuyến (RNC). ENB giao tiếp với các
thiết bị người dùng (UE) và có thể phục vụ một hoặc một số các tế bào cùng một lúc.
ENB gốc (HeNB) cũng được xem là để phục vụ một trạm lặp bao gồm một khu vực
nhỏ trong nhà. Lõi gói phát triển (EPC) bao gồm bốn thành phần sau đây. Các cổng
phục vụ (S-GW) là chịu trách nhiệm cho việc định tuyến và chuyển tiếp các gói tin
giữa UE và mạng dữ liệu gói (PDN) và tính phí. Ngoài ra, nó phục vụ như một điểm di
động để chuyển tiếp. Tổ chức quản lý di động (MME) quản lý UE truy cập và tính di
động, và thiết lập các đường dẫn mang cho UE. Gói dữ liệu cổng vào mạng (PDN
GW) là một cổng vào tới PDN, và chức năng quy định (PCRF) chính sách và thu phí
quản lý các chính sách và quy tắc tính phí.
1.3.3. Những công nghệ đề xuất cho LTE-Advanced.
1.3.3.1. Truyền dẫn băng rộng hơn và chia sẻ phổ tần.
Mục tiêu tốc độ số liệu đỉnh của LTE-Advanced rất cao và chỉ có thể được thỏa
mãn một cách vừa phải bằng cách tăng độ rộng băng truyền dẫn hơn nữa so với những
gì được cung cấp ở Release đầu tiên của LTE và độ rộng băng truyền dẫn lên đến 100
MHz được thảo luận trong nội dung của LTE - Advanced. Việc mở rộng độ rộng băng
sẽ được thực hiện trong khi vẫn duy trì được tính tương thích phổ. Điều này có thể đạt
được bằng cách sử dụng “khối kết tập sóng mang” trong đó nhiều sóng mang thành
phần LTE được kết hợp trên lớp vật lý để cung cấp độ rộng băng cần thiết. Đối với
thiết bị đầu cuối LTE, mỗi sóng mang thành phần sẽ xuất hiện như là một sóng mang
LTE trong khi một thiết bị đầu cuối LTE-Advanced có thể khai thác toàn bộ độ rộng
băng khối kết tập.
Hình 1.7 minh họa trường hợp các sóng mang thành phần liên tiếp nhau mặc dù
ở khía cạnh băng gốc, điều này không phải là điều kiện tiên quyết. Truy nhập đến một
lượng lớn phổ liên tục ở bậc 100 Mhz không thể có thường xuyên. Do đó, LTE-
Advanced có thể cho phép kết tập các sóng mang thành phần không liền kề để xử lý
các tình huống trong đó một khối lượng lớn phổ liên tiếp nhau không sẵn có. Tuy
nhiên, nên lưu ý rằng sự kết tập phổ không liền kề đang là thách thức từ khía cạnh
thực thi. Vì vậy, mặc dù khối kết tập phổ được hỗ trợ bởi các đặc tả cơ bản thì sự kết
tập phổ phân tán chỉ được cung cấp bởi các thiết bị đầu cuối cấp cao nhất.
Cuối cùng, lưu ý rằng truy nhập trên các độ rộng băng truyền dẫn cao hơn
không chỉ hữu ích từ khía cạnh tốc độ đỉnh mà quan trọng hơn là công cụ cho việc mở
rộng vùng phủ sóng với các tốc độ số liệu trung bình.
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 12 -
Hình 1.7 Ví dụ về khối kết tập sóng mang
1.3.3.2. Giải pháp đa anten
Các công nghệ đa anten, bao gồm định dạng chùm và ghép kênh theo không
gian là các thành phần công nghệ then chốt vốn có của LTE và chắc chắn sẽ tiếp tục
đóng một vai trò quan trọng hơn trong LTE-Advanced. Thiết kế đa anten LTE hiện tại
cung cấp lên đến bốn cổng anten với các tín hiệu tham chiếu ô cụ thể tương ứng ở
đường xuống, kết hợp với sự tiền mã hóa dựa trên sổ mã. Cấu trúc này cung cấp cả sự
ghép theo không gian lên đến bốn lớp, đưa đến tốc độ bit đỉnh là 300 Mbit/s cũng như
là định dạng chùm (dựa trên sổ mã). Kết hợp với nhau trên độ rộng băng toàn phần là
100 MHz, sơ đồ ghép không gian LTE hiện tại sẽ đạt được tốc độ đỉnh là 1,5 Gbit/s
vượt xa so với yêu cầu của LTE-Advanced. Có thể thấy trước rằng hỗ trợ ghép kênh
theo không gian trên đường lên sẽ là một phần của LTE-Advanced. Việc tăng số lớp
truyền dẫn đường xuống vượt xa con số bốn là có khả năng và có thể được sử dụng
như là phần bổ sung đối với sự tăng tốc đỉnh thông qua sự mở rộng băng tần.
1.3.3.3. Truyền dẫn đa điểm phối hợp
Mục tiêu về tốc độ số liệu của LTE-Advanced yêu cầu sự cải thiện đáng kể về
tỉ lệ tín hiệu trên tạp âm và can nhiễu SINR ở thiết bị đầu cuối. Định dạng chùm là
một cách. Ở các mạng hiện tại, nhiều anten nằm phân tán về mặt địa lý kết nối đến
một đơn vị xử lý băng gốc trung tâm được sử dụng nhằm đem lại hiệu quả về chi phí.
Mô hình triển khai thu/phát đa điểm phối hợp với quá trình xử lí băng gốc ở một nút
đơn được mô tả ở hình 1.8 ở đường xuống, nó chỉ ra sự phối hợp truyền dẫn từ đa
điểm truyền dẫn. Phụ thuộc vào quy mô mở rộng, có 3 phương án A, B, C như sau:
Ở phương án A, thiết bị đầu cuối không nhận ra sự truyền dẫn xuất phát từ
nhiều điểm tách biệt về mặt vật lý. Ở đây, cùng sử dụng báo cáo đo đạc và xử lý ở bộ
thu cho truyền dẫn đơn điểm. Mạng có thể dựa trên sự đo đạc suy hao đường truyền
đang tồn tại, quyết định từ các điểm truyền dẫn nào để truyền đến thiết bị cụ thể. Bởi
vì các thiết bị đầu cuối không nhận biết được sự hiện diện của truyền dẫn đa điểm, các
GVHD: TS. Trương Trung Kiên SVTH: Nguyễn Phúc Dương Lớp D08VT1
