Mạng di động 4G theo LTE

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ
ĐỂ TÀI
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ 4G THEO LTE
GVHD :ThS Lê Văn Hùng
SVTH : Mai Thanh Minh
MSSV : 08108341
Lớp :DHDTB
1SVTH: Mai Thanh Minh
NỘI DUNG BÁO CÁO

Đặt vấn đề

Cấu trúc mạng 4G LTE

Các đặc tính và truyền dữ liệu trong LTE

Kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong LTE

Kết luận
2SVTH: Mai Thanh Minh
ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, các mạng thông tin di động phát triển rất mạnh, nhu
cầu của khách hàng luôn tác động lớn đến sự ra đời, tồn tại và phát triển
của một công nghệ mới , người dùng luôn muốn công nghệ không dây
mới ra đời vẫn sẽ cung cấp các dịch vụ và tiện ích như mạng hữu tuyến
và hiển nhiên nhu cầu về chất lượng dịch vụ cung cấp được tôt hơn, tốc
độ cao hơn, tốc độ truy cập Web, tải xuống các tài nguyên mạng nhanh
hơn. Để đáp ứng các nhu cầu đó công nghệ 4G LTE ra đời với các tính
năng vượt trội hơn

3SVTH: Mai Thanh Minh
Các hệ thống thông tin di động
4SVTH: Mai Thanh Minh
Tổng quan mạng 4G LTE

Sử dụng kỹ thuật vô tuyến OFDM, SC-FDMA và MIMO

Tốc độ dữ liệu với băng thông 20 Mhz
Tải lên: 50 Mbps
Tải xuống: 100 Mbps

Hoạt động tốt với tốc độ di chuyển của thuê bao là 0-15km/h

Hoạt động ở băng tần 700Mhz-2.6Ghz
5SVTH: Mai Thanh Minh
Cấu trúc mạng 4G LTE
Sự chuyển đổi cấu trúc mạng từ UTRAN sang E- UTRAN
6SVTH: Mai Thanh Minh
Cấu trúc mạng 4G LTE

Mạng lõi (EPC): đáp ứng
cho việc điều khiển UE và
thiết lập các thông báo

Mạng truy cập(E-
UTRAN) : là một mạng
lưới các eNodeB
7SVTH: Mai Thanh Minh
Đường giao tiếp giữa mạng lõi và mạng vô tuyến
Chia làm hai thực thể luận lý


Serving gateway( S-GW)

Mobility Manager Entity(MME)
8SVTH: Mai Thanh Minh
Cấu trúc chuyển vùng Roaming



LTE/SAE cho
phép s ử dụng P-
SW hoặc của
mạng khách hoặc
của mạng nhà

S ử d ụng P-S W
mạng nhà cho
phép sử dụng dịch
vụ của mạng nhà
ngay khi ở mạng
khách

P-S W trong
mạng khách cho
phép ngắt cục bộ
mạng Internet
trong mạng khách
9SVTH: Mai Thanh Minh
Các đặc tính và truyền dữ liệu trong LTE


Các đặc tính của kênh truyền vô tuyến

Trải trễ đa đường

Rayleigh fading

Fading chọn lọc tần số

Dịch tần Doppler

Nhiễu AWGN

Nhiễu liên kí tự ISI

Nhiễu liên sóng mang ICI

Nhiễu MAI
10SVTH: Mai Thanh Minh
Các đặc tính và truyền dữ liệu trong LTE
Truyền dữ liệu hướng xuống
Sử dụng kĩ thuật OFDM cho hướng xuống.
Ưu điểm

Sử dụng có hiệu quả băng thông

OFDM cho phép truyền dẫn tốc độ cao trong môi
trường di động

Chu kỳ ký tự tăng lên vì vậy độ nhạy cảm của hệ thống
với trải rộng trễ giảm xuống.

Nhược điểm

Tín hiệu OFDM bị ảnh hưởng bởi méo phi tuyến của
bộ khuếch đại công suất phía phát

OFDM nhạy cảm với độ dịch tần số sóng mang
11SVTH: Mai Thanh Minh
Các đặc tính và truyền dữ liệu trong LTE
Truyền dữ liệu hướng lên
Sử dụng kĩ thuật SC- FDMA
Ưu điểm
Sử dụng SC-FDMA, cho PAPR nhỏ hơn nên tiêu thụ
công suất ít hơn ở đầu cuối di động, do vậy tiết kiệm pin
cho thiết bị đầu cuối.
Sử dụng SC-FDMA ít nhạy cảm với hiệu ứng Doppler
nên tăng tính di động cho thiết bị đầu cuối.
Nhược điểm
băng thông thấp hơn so với OFDM nhưng được cải thiện
nhờ sử dụng kỹ thuật MIMO
12SVTH: Mai Thanh Minh
Các kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong LTE

Kỹ thuật OFDM : là kiểu truyền dẫn đa sóng mang với các
đặc điểm sau


Sử dụng nhiều sóng mang, cùng băng thông là
20MHz nhưng MC- WCDMA s ử dụng 4 sóng mang còn
OFDM sử dụng 2048 sóng mang


Các sóng mang con trực giao với nhau

13SVTH: Mai Thanh Minh
Các kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong LTE

Khoảng cách giữa các sóng mang con
-Khoảng cách giữa các sóng mang con còn nhỏ càng tốt
- Khoảng cách giữa các sóng mang con quá nhỏ sẽ tăng sự nhạy cảm của truyền
dẫn OFDM với trải Doppler

Số lượng sóng mang con
- Được xác định dựa trên băng thông khả dụng và phát xạ ngoài băng

Sử dụng OFDM cho ghép kênh và đa truy nhập
-Trên đường xuống OFDM sử dụng làm sơ đồ ghép kênh cho những người sử dụng
-Tr ên đường lên OFDM được sử dụng làm sơ đồ đa truy nhập

14SVTH: Mai Thanh Minh
Các kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong LTE
Sơ đồ điều chế tín hiệu OFDM ở trạm phát và thu
15SVTH: Mai Thanh Minh
Các kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong LTE

OFDMA
- Cho phép các nhóm nhỏ của sóng mang con được
cấp phát dao động giữa những người dùng khác nhau trên
cùng băng tần
- Vấn đề đa truy cập được thực hiện bằng cáchcung cấp
cho mỗi người dùng một phần trong số các sóng mang có
sẵn

16SVTH: Mai Thanh Minh
Các kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong LTE

Kỹ thuật SC-FDMA : là kỹ thuật đa truy cập phân tần một kênh
truyền duy nhất, được sử dụng vì có tín hiệu PARP tốt hơn
OFDMA
-Truyền dữ liệu qua giao tiếp vô tuyến trong nhiều kênh con
- So với OFDM đặt các bit với nhau để tạo thành tín hiệu cho
một kênh con thì SC-FDMA trải thông tin của mỗi bỉt trên tất cả
các kênh con
17SVTH: Mai Thanh Minh
Các kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong LTE
Tín hiệu SC-FDMA được tạo ra bằng kỹ thuật trải phổ
DFT-s-OFDM
18SVTH: Mai Thanh Minh
Các kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong LTE

Kỹ thuật MIMO: là kỹ thuật được sử dụng để cải
thiện công suất của hệ thống, cải thiện hơn về dung
lượng và hiệu quả sử dụng phổ

MIMO lợi dụng tín hiệu đa đường để cải thiện dung
lượng bằng cách sử dụng nhiều anten bên phát và thu
với việc xử lỹ tín hiệu số
19SVTH: Mai Thanh Minh
Các kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong LTE

SU-MIMO : được
sử dụng trong tuyến
xuống, với mục

đích là tăng dung
lượng cell và tốc đọ
dữ liệu

MU-MIMO : đựoc
dùng với mục đích
là tăng dung lượng
cell nhưng không
tăng tốc độ dữ liệu
20SVTH: Mai Thanh Minh
Các kỹ thuật truy nhập vô tuyến trong LTE
Ngoài các kỹ thuật trên càng có các kỹ thuật xử lý lỗi
trong lúc phát và thu các tín hiệu

Mã hóa Tubo

Thích ứng đường truyền

Lập biểu phụ thuộc kênh

HARQ
21SVTH: Mai Thanh Minh
KẾT LUẬN

Sau thời gian thực tập, nghiên cứu và xây dựng đề tài cùng sự
giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong khoa đã tạo điều kiện
cho nhóm hoàn thành đề tài của mình một cách tốt nhất.
Do điều kiện về thời gian cũng như kinh nghiệm làm việc nên
không tránh khỏi những thiếu sót ,rất mong nhận được sự quan tâm,
chỉ bảo của các thầy cô giáo, bạn bè để đề tài của em được hoàn thiện

hơn.
Cuối cùng, nhóm thực hiện xin chân thành cảm ơn các thầy cô
giáo trong khoa và đặc biệt là thầy giáo Thạc sỹ Lê Văn Hùng đã tận
tình giúp đỡ nhóm thực hiện trong suốt quá trình xây dựng và hoàn
thành đề tài.
22SVTH: Mai Thanh Minh
SVTH: Mai Thanh Minh23
Cảm ơn sự quan tâm
theo dõi của thầy và
các bạn!!