nguyên cứu chuẩn thông tin di động 4g

Môn: Quản Lý Mạng Viễn Thông
KHOA VIỄN THÔNG 1
Đề tài: NGUYÊN CỨU CHUẨN
THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G
NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM 1 – L12VT1&2
THÀNH VIÊN:
NGUYỄN NGỌC TÚ
TỐNG MẠNH DANH
LÊ BÁ TOÀN
Nội Dung
Chương 1: Lịch sử phát triển mạng di động.
Chương 2: OFDMA vs SC-FDAM
Chương 3: LTE-Advance
Chương 4: TỔNG QUAN VỀ WiMAX -
WirelessMan_Advanced
Chương 5: So sánh.
Chương 1: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
MẠNG DI ĐỘNG
1.1 Giới thiệu chương
1.2 Lịch sử phát triển mạng di động
1.1 Giới thiệu chương
-
Lịch sử phát triển của mạng thông tin di động
gắn liền với lịch sử phát triển của công nghệ
của từng khu vực phát triển VD như Bắc Mỹ,
Châu Âu, và Nhật
-
Việc chuyển giao thế hệ thực chất là việc thay
đổi công nghệ sao cho đạt được những tính
năng hơn hẳn hệ thống cũ
1.2. Lịch sử phát triển mạng di động

Chương 2: OFDMA và SC-FDAM
2.1 Giới thiệu về OFDMA
2.2 Giới thiệu về SC-FDMA
2.3 So sánh.
2.1 Giới thiệu về OFDMA
2.1.1 OFDMA là gì?
-
OFDMA là kỹ thuật đa truy nhập tần số trực
giao được phát triển dưa trên hệ thống OFDM
-
Giảm méo tuyến tính, giảm ảnh hưởng của trễ
đa đường và chuyển đổi kênh Fading chọn lọc
thành kênh Fadinh phẳng
2.1 Giới thiệu về OFDMA
2.1.1 Đặc điểm.
-
Có hai loại cấu trúc khung dành riêng cho FDD
và TDD
2.1 Giới thiệu về OFDMA
2.1.1 Đặc điểm.
Tiền tố vòng:
Với mỗi ký hiệu OFDMA, một tiền tố vòng
(CP) được nối thêm như là khoảng thời gian
bảo vê
Tiền tố vòng dài có thể bao phủ các kích
thước ô lớn hơn với sự lan truyền trễ cao hơn
của các kênh vô tuyến
2.1 Giới thiệu về OFDMA
2.1.3 Truyền dữ liệu hướng xuống của OFDMA
-

Dữ liệu được cấp phát tới UE theo các khối tài
nguyên
-
Khối tài nguyên độc lập với nhau
-
Trong miền thời gian, quyết định lập biểu có
thể bị biến đổi trong mỗi khoảng thời gian
truyền của 1ms
-
Quyết định lập biểu được thực hiện trong trạm
gốc (eNodeB)
2.1 Giới thiệu về OFDMA
2.1.4 Truyền dữ liệu hướng lên OFDMA
-
Việc truyền OFDMA hướng lên phải chịu một
tỷ lệ công suất lớn dẫn đến những hệ quả tiêu
cực đối với việc thiết kế một bộ phát sóng
trong UE
-
Khi truyền dữ liệu từ UE đến mạng, cần có
một bộ khuếch đại công suất đê nâng tín hiệu
đến lên một mức đủ cao để mạng thu được
2.2 Giới thiệu về SC-FDMA
2.2.1 Giới thiệu.
-
SC-FDMA là kĩ thuật đa truy nhập phân chia tần số sóng mang
đơn theo một chu kỳ
-
Tín hiệu SC-FDMA được tạo ra bằng kĩ thuật trải phổ DFT-S-
OFDM

-
Xử lý DFT là sự khác biệt cơ bản giữa việc tạo tín hiệu SC-FDMA
và OFDMA
2.2 Giới thiệu về SC-FDMA
2.2.2 Đặc điểm.
•
Cấu trúc khung: Cũng tương tự như đường
xuống gồm có 2 loại khung, khung loại 1 dành
cho FDD, khung loại 2 dành cho TDD
•
Tài nguyên vật lý đường lên: Được ấn định đến
một đầu cuối di động phải luôn luôn được liên
tiếp nhau trong miền tần số
2.2 Giới thiệu về SC-FDMA
2.2.3 Truyền dữ liệu hướng lên.
Lập kế hoạch nguồn tài nguyên hướng lên
được thực hiện bởi eNodeB, eNodeB cấp các tài
nguyên thời gian/ tần số nhất định cho các UE
và các UE thông báo về các dạng truyền tải mà
nó sử dụng
2.3 So sánh OFDMA với SC-FDMA
CHƯƠNG 3: TỔNG QUANG VỀ LTE
Advanded
NỘI DUNG:
3.1 Giới thiệu chung:
3.2 Yêu cầu thiết kế của LTE-Advaced
3.3 Các kỹ thuật nổi bật được sử dụng trong LTE-
Advanced:
3.1Giới thiệu chung:
•

Dựa trên tiền đề là LTE, 3GGP đã phát triển và
đưa ra công nghệ LTE-A nhằm đáp ứng tiêu
chuẩn của ITU-R cho thế hệ di động thứ 4
•
LTE-Advanced (phiên bản R10, R11) thực chất
chỉ là bản nâng cấp của LTE (phiên bản R8, R9)
3.2Yêu cầu thiết kế của LTE-Advaced
3.2.1 Các thông số chính của
LTE-Advanced yêu cầu
3.2.2Kiến trúc mạng của LTE-
Advanced:
Kiến trúc LTE tổng quát
được chia thành 4 phần
chính:
•
Thiết bị người dùng (UE)
•
UTRAN phát triển (E-
UTRAN)
•
Mạng lõi gói phát triển
(EPC) Các vùng dịch vụ.

UE là thiết bị mà người dùng đầu cuối sử dụng
để liên lạc(smartphone, laptop, ),

UE gồm TE (Thiết bị đầu cuối),MT (đầu cuối di
động)và UICC.

UICC(thẻ sim) là phần cứng để cài đặt ứng

dụng USIM 4G.Ứng dụng này gồm nhận
dạng thuê bao,xác thực người dùng

1UICC cài được nhiều USIM khác nhau
nhưng tại 1 thời điểm chỉ có 1 USIM được
kích hoạt

Một số mẫu điện thoại di động 4G mới xuất
hiện gần đây thường hoạt động theo chế
độ “kép” tức vẫn phải sử dụng chip kết nối
3G cho các cuộc gọi thoại và chip 4G cho
các dịch vụ dữ liệu.
Thiết bị người dùng (UE)
3.2.2Kiến trúc mạng của LTE-Advanced:
3.2.2Kiến trúc mạng của LTE-Advanced:
Kiến trúc E-UTRAN của LTE-A

Phần lõi chính của kiến trúc E-UTRAN là node B phát triển (e-NodeB)
cung cấp giao diện vô tuyến với mặt phẳng người sử dụng và mặt phẳng
điều khiển kết cuối

Giao diện Uu định nghĩa liên kết vô tuyến toàn bộ kết nói vật lý tới E-
UTRAN

Giao diện S1 định nghĩa liên kết vô tuyến giữa E-UTRAN và EPC

Giao diện kết nối các eNode với nhau được gọi là giao diện X2

Các eNodeB là một BTS có chức năng :


Quản lý tài nguyên vô tuyến.

Nén IP header và mã hóa dòng dữ liệu người sử dụng

Định tuyến dữ liệu người dùng tới một MME phùhợp trong một hoặc nhiều
ô(cells)

Một eNodeB có thể dết đến nhiều MME/S-GW cho mục đích chia tải và
dự phòng
3.2.2Kiến trúc mạng của LTE-Advanced:
Kiến trúc E-UTRAN của LTE-A
Cổng dịch vụ S-GW có chức năng :
+định tuyến và hướng các gói dữ liệu người dùng khi E-UTRAN ngừng
bộ đệm gói Downlink và bắt đầu thúc đẩy thủ tụch dịch vụ cho Uplink
+Quản lý và lưu trữ các trạng thái của UE
Cổng mạng dữ liệu gói P-GW có chức năng:
+Cung cấp kết nối cho UE tới các mạng dữ liệu ngoài thông qua giao
diện SGi
+Định vị địa chỉ UE IP
+Hỗ trợ tính cước thông qua phần tử PCRF(Chức năng chính sach và tính
cước tài nguyên)
3.2.2Kiến trúc mạng của LTE-Advanced:
KIẾN TRÚC MẠNG LÕI EPC TRONG LTE-A
+Một UE có thể đồng thời kết nối với nhiều PGW để truy nhập nhiềumạng dữ liệu gói
Node điều khiển MME có chức năng:
+Quản lý tính lưu động
+Xác nhận UE và các tham số bảo mật
+Kết nối handover tới 2G,3G,3GGP bằng cách tương tác với các HSS(Server thuê bao nhà) VÀ SGSN(xử
lý lưu lương gói IP)
3.3Các kỹ thuật nổi bật được sử dụng

trong LTE-Advanced:
•
Kỹ thuật đa truy cập phân tần trực giao: (Orthogonal
frequency-division multiple access - OFDMA): LTE-Advanced
đã sử dụng kỹ thuật này cho đa truy cập trong đường xuống.
•
Kỹ thuật đa truy cập phân chia tần số sóng mang đơn: (Single
Carrier Frequency Division Multiple Access - SC-FDMA). LTE-
Advanced đã sử dụng kỹ thuật này cho đa truy cập trong
đường lên.
•
Kỹ thuật MIMO tiên tiến (Multi Input - Multi Output
Advanced)
•
Kỹ thuật kết tập sóng mang Carrier Aggregation (CA): đây
được coi là kỹ thuật mấu chốt của công nghệ LTE-Advanced.
•
Tăng cường truyền dẫn nhiều anten (Enhanced Multi-antenna
Transmission)

Độ rộng băng truyền dẫn của LTE-A
là:

UL là 40MHz

DL lên đến 100Mhz.

(Trong khi đó LTE cả 2 đường
đều là 20MHz.)


Hình vẽ trên minh họa các sóng mang
thành phần trong truyền dẫn băng
rộng của Lte advanced, mỗi sóng
mang có thể sử dụng băng thông là
1.4 , 3, 5, 10, 15 hoặc 20MHz nhưng
tổng băng thông tối đa không được
quá 100MHz.

Một thiết bị đầu cuối LTE-Advanced
có thể khai thác toàn bộ độ rộng băng
kết hợp.
3.3Các kỹ thuật nổi bật được sử dụng trong
LTE-Advanced:
Kỹ thuật kết tập sóng mang Carrier Aggregation (CA):