KỸ THUẬT ĐA ANTEN TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G+

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG 1
-------***-------
§å ¸n
tèt nghiÖp ®¹i häc
Đề tài:
KỸ THUẬT ĐA ANTEN TRONG THÔNG TIN
DI ĐỘNG 3G
+
Giáo viên hướng dẫn:TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng
Sinh viên thực hiện :Bùi Thị Thùy Dương
Lớp :D04VT1

Hà Nội, 11-2008
ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên: Bùi Thị Thùy Dương
Lớp: D04VT1
Khoá: 2004 – 2008
Ngành học: Điện Tử - Viễn Thông
Tên đề tài:
KỸ THUẬT ĐA ANTEN TRONG THÔNG TIN
DI ĐỘNG 3G
+
Nội dung đồ án:
Nội dung của đồ án được chia thành ba phần chính như sau:
 Tổng quan về thông tin di động 3G
+
 Tổng quan về kỹ thuật đa anten
 Kỹ thuật đa anten trong HSPA
+
và LTE

Ngày giao đồ án:……/...../2008
Ngày nộp đồ án: ……/11/2008
Ngày …. tháng 11 năm 2008
Giáo viên hướng dẫn
TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
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
-------***-------
-------***-------
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Điểm: ........ (bằng chữ ………………..)
Ngày..........tháng 11 năm 2007
Giáo viên hướng dẫn
TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
……………………………
Điểm: ........ (bằng chữ ………………..)
Ngày..........tháng 11 năm 2008
Giáo viên phản biện
Đồ án tốt nghiệp Mục lục

MỤC LỤC
MỤC LỤC ........................................................................................................................ i
DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................................ iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................... iv
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ............................................................................................ iv
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................. viii
CHƯƠNG 1 .................................................................................................................. 10
TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G+ ..................................................... 10
1.1. Mở đầu ................................................................................................................ 10
1.2. Sự phát triển của thông tin di động ............................................................... 10
1.3. Tổng quan HSPA+ ............................................................................................ 13
1.3.1. Khả năng của HSPA+ ................................................................................. 14
1.3.2. Đặc tính của HSPA+ ................................................................................. 14
1.3.2.1. MIMO ..................................................................................................... 15
1.3.1.2. Điều chế bậc cao HOM ............................................................................ 15
1.3.1.3. Kết nối gói liên tục CPC .......................................................................... 16
1.4. Tổng quan công nghệ LTE ............................................................................ 18
1.4.1. Các mục tiêu yêu cầu của LTE ................................................................... 19
1.4.1.1. Các khả năng của LTE ............................................................................. 19
1.4.1.2. Hiệu năng hệ thống .................................................................................. 20
1.4.1.3. Các khía cạnh liên quan tới triển khai ...................................................... 22
1.4.1.4. Quản lí tài nguyên vô tuyến ..................................................................... 24
1.4.1.5. Các vấn đề về mức độ phức tạp ............................................................... 24
1.5. Tổng kết ................................................................................................................. 25
CHƯƠNG 2 .................................................................................................................. 26
TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT ĐA ANTEN ............................................................ 26
2.1. Mở đầu ................................................................................................................ 26
2.2. Cấu hình đa anten ............................................................................................. 26
2.3. Lợi ích của kỹ thuật đa anten .......................................................................... 27
2.4. Mô hình MIMO tổng quát ............................................................................... 27

2.5. Kênh SVD MIMO ............................................................................................. 29
2.5.1. Mô hình kênh SVD MIMO ......................................................................... 29
2.5.2. Mô hình hệ thống SVD MIMO tối ưu ......................................................... 33
2.6. Đa anten thu ....................................................................................................... 34
2.6.1. Mô hình kênh phân tập anten thu ................................................................ 34
2.6.2. Sơ đồ kết hợp chọn lọc SC ......................................................................... 35
2.6.3. Sơ đồ kết hợp tỷ lệ cực đại MRC ................................................................ 37
2.6.4. Kết hợp loại bỏ nhiễu IRC .......................................................................... 39
2.7. Đa anten phát ..................................................................................................... 43
2.7.1. Phân tập phát .............................................................................................. 43
2.7.1.1. Sơ đồ Alamouti hai anten phát với một anten thu ..................................... 43
2.7.1.2. Sơ đồ Alamouti hai anten phát và Nr anten thu ....................................... 48
2.7.1.1. Phân tập trễ .............................................................................................. 51
2.7.1.2. Phân tập trễ vòng CDD ............................................................................ 52
2.7.1.3. Phân tập bằng mã hóa không gian thời gian ............................................. 53
2.7.1.4. Phân tập dựa trên mã hóa không gian-tần số ............................................ 54
Bùi Thị Thùy Dương-D04VT1
i
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
2.7.2. Tạo búp sóng phía phát ............................................................................... 55
2.8. Ghép kênh không gian ...................................................................................... 58
2.8.1. Nguyên lý cơ bản ........................................................................................ 58
2.8.2. Ghép kênh dựa trên tiền mã hóa .................................................................. 62
2.8.3. Xử lý bộ thu phi tuyến ................................................................................ 64
2.9. Tổng kết ................................................................................................................. 65
CHƯƠNG 3 .................................................................................................................. 67
KỸ THUẬT ĐA ANTEN TRONG HSPA+ VÀ LTE .............................................. 67
3.1. Mở đầu ................................................................................................................ 67
3.2. Kỹ thuật đa anten trong HSPA+ ..................................................................... 67
3.1.1. Truyền dẫn HSDPA-MIMO ....................................................................... 68

3.1.2. Điều khiển tốc độ cho HSDPA-MIMO ....................................................... 72
3.1.3. HARQ kết hợp mềm cho HSDPA-MIMO .................................................. 73
3.1.4. Tín hiệu điều khiển cho HSDPA-MIMO .................................................... 73
3.1.5. Hỗ trợ kênh điều khiển đường lên MIMO .................................................. 76
3.1.6. Năng lực UE ............................................................................................... 81
3.3. Kỹ thuật đa anten trong LTE .......................................................................... 83
3.3.1.Phân tập phát sử dụng mã hóa khối không gian- tần số hai anten SFBC ...... 84
3.3.2. Phân tập trễ vòng CDD ............................................................................... 85
3.3.2. Tạo búp sóng .............................................................................................. 85
3.3.3. Ghép kênh không gian ................................................................................ 87
3.3.4. Tín hiệu hoa tiêu truyền dẫn đa anten đường xuống .................................... 89
3.4. Tổng kết .............................................................................................................. 90
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 92
Bùi Thị Thùy Dương-D04VT1
ii
Đồ án tốt nghiệp Danh mục hình vẽ
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 3.6.Ví dụ về báo cáo PCI/CQI loại A và B cho UE có cấu hình MIMO.......80
Bùi Thị Thùy Dương-D04VT1
iii
Đồ án tốt nghiệp Danh mục bảng biểu
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Hình 3.6.Ví dụ về báo cáo PCI/CQI loại A và B cho UE có cấu hình MIMO.......80
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
3GPP
Third Generation Partnership
Project Nhóm cộng tác 3GPP
A
ACK Acknowledgement Xác nhận

AMPS Advanced Mobile Phone System
Hệ thống điện thoại di động tiên
tiến
ARIB
Association of Radio Industries
and Businesses
Hiệp hội các doanh nghiệp và
công nghiệp vô tuyến
ARQ Automatic Repeat reQuest Yêu cầu phát lại tự động
ATIS
Alliiance for
Telecommunications Industry
Solutions
Liên minh cho các giải pháp công
nghiệp viễn thông
AWGN Additive White Gaussian Noise Tạp âm Gauss trắng cộng
B
BPSK Binary Phase-Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân
C
CCSA
China Communications
Standards Association
Hiệp hội chuẩn truyền thông
Trung Quốc
CDD Cyclic Delay Diversity Phân tập trễ vòng
Bùi Thị Thùy Dương-D04VT1
iv
Đồ án tốt nghiệp Danh mục bảng biểu
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã
CEPT

European Conference of Postal
and Telecommunications
Administations
Hội nghị Châu Âu về quản lý Bưu
chính Viễn thông
CPC Continuous Packet Connectivity Kết nối gói liên túc
CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung
CQI Channel Quality Indicator Chỉ thị chất lượng kênh
D
DPCCH
Dedicated Physical Control
Channel Kênh điều khiển vật lý riêng
DRX Discontinuous Reception Thu không liên tục
DTX Discontinuous Transmission Phát không liên tục
D-TxAA Dual Transmit -Diversity Adaptive Array
E
E-AGCH E-DCH Absolute Grant Channel Kênh cấp phát tuyệt đối E-DCH
E-DCH Enhanced Dedicated Channel Kênh riêng nâng cao
EDGE
Enhanced Data rates for GSM
Evolution and Enhanced Data
rates for Global Channel
Tốc độ số liệu tăng cường để phát
triển GPRS
E-RGCH E-DCH Relative Grant Channel Kênh cấp phát tương đối E-DCH
F
FDD Frequency Division Duplex
Ghép song công phân chia theo
tần số
FDM Frequency Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo tần số

FDMA
Frequency Division Multiple
Access
Đa truy nhập phân chia theo tần
số
G
GERAN GSM EDGE RAN
Mạng truy nhập vô tuyến GSM/
EDGE
GPRS General Packet Radio Services Dịch vụ vô tuyến gói chuntg
GSM
Global System for Mobile
communications
Hệ thống thông tin di dộng toàn
cầu
H
HARQ Hybrid ARQ ARQ lai ghép
HOM High Order Modulation Điều chế bậc cao
HSDPA
High Speed Downlink Packet
Access
Truy nhập gói tốc độ cao đường
xuống
HS-
DPCCH
High Speed Dedicated Physical
Control Channel
Kênh vật lý điều khiển riêng tốc
độ cao
HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao

HS-
DSCH
High Speed Downlink Shared
Channel
Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ
cao
Bùi Thị Thùy Dương-D04VT1
v
Đồ án tốt nghiệp Danh mục bảng biểu
HS-
PDSCH
High Speed Physical Downlink
Shared Channel
Kênh vật lý chia sẻ đường xuống
tốc độ cao
HS-
SCCH
High Speed Shared Control
Channel
Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ
cao
HSUPA
High Speed Uplink Packet
Access
Truy nhập gói tốc độ cao đường
lên
I
IRC
Interference Rejection
Combining Kết hợp triệt nhiễu

IMS Internet Multimedia Subsystem Phân hệ đa phương tiện Internet
J
J-TACS
Japanese Total Access
Communication System
Hệ thống truyền thông truy nhập
hoàn toàn Nhật bản
L
LTE Long Term Evolution Phát triển dài hạn
M
MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường
MBMS
Multimedia Broadcast/Multicast
Service Dịch vụ quảng bá /đa phương
MIMO Multi Input Multi Output Đa đầu vào đa đầu ra
ML Maximum Likelihood Khả năng giống cực đại
MMSE Minimum Mean Square Error
Sai lỗi trung bình bình phương
cực tiểu
MRC Maximum Ratio Combining Kết hợp tỷ lệ lớn nhất
MU-
MIMO Multi User MIMO MIMO đa người dùng
N
NACK Negative Acknowledgement Không xác nhận
O
OFDM
Orthogonal Frequency Division
Multiplex
Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao

P
PARC Per-Antenna Rate Control
PCI Precoding Control Indicator Chỉ thị điều khiển tiền mã hóa
P-CPICH Primary CPICH Kênh CPICH sơ cấp
PDC Personal Digital Cellular
R
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
RLC Radio Link Control Điều khiển liên kết vô tuyến
S
SAE System Architecture Evolution Phát triển kiến trúc hệ thống
SC Selective Combining Kết hợp lựa chọn
S-CPICH Secondary CPICH Kênh CPICH thứ cấp
Bùi Thị Thùy Dương-D04VT1
vi
Đồ án tốt nghiệp Danh mục bảng biểu
SDMA
Spatial Division Multiple
Access
Đa truy nhập phân chia không
gian
SIC
Successive Interference
Combining Kết hợp nhiễu thành công
SMS Short Message Service Dịch vụ nhắn tin
SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm
STBC Space-Time Block Coding Mã hóa khối không gian thời gian
STTD Space-Time Transmit Diversity
Phân tập phát không gian thời
gian
SU-

MIMO Single User MIMO MIMO đơn người dùng
SVD Sigular Value Decomposition Phân chia giá trị đơn
T
TACS
Total Access Communication
System
Hệ thống truyền thông truy nhập
hoàn toàn
TDD Time Division Duplex
Ghéo song công phân chia theo
thời gian
TDM Time Division Multiplex
Ghép kênh phân chia theo thời
gian
TDMA Time Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo thời
gian
TTA
Telecommunication Technology
Association Liên hiệp công nghệ viễn thông
TTC
Telecommunication Technology
Committee Ủy ban công nghệ viễn thông
TTI Transmission Time Interval Khoảng thời gian truyền dẫn
U
UE User Eqipment Thiết bị người dùng
UMTS
Universal Mobile
Telecommunications System
Hệ thống viễn thông di dộng toàn

cầu
UTRAN
Universal Terrestrial Radio
Access Network
Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất
toàn cầu
V
VoIP Voice over IP Thoại qua IP
W
WCDMA
Wideband Code Division
Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo mã
băng rộng
WLAN Wireless Local Area Network Mạng cục bộ không dây
Z
ZF Zero Forcing Cưỡng bức không
Bùi Thị Thùy Dương-D04VT1
vii
Đồ án tốt nghiệp Danh mục bảng biểu
LỜI NÓI ĐẦU
Trong tiến trình phát triển của xã hội loài người, sự ra đời của thông tin di
động là một bước ngoặt lớn và thông tin di động đã nhanh chóng trở thành một
ngành công nghiệp viễn thông phát triển, là lĩnh vực tiên phong, điều kiện kiên
quyết cũng như cơ hội để mỗi quốc gia, mỗi dân tộc thu hẹp khoảng cách phát
triển, tránh nguy cơ lạc hậu, tăng cường năng lực cạnh tranh. Cho đến nay, thông
tin di động đã trải qua nhiều thế hệ. Thế hệ thứ nhất là thế hệ thông tin di động
tương tự sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA). Thông
tin di động thế hệ hai sử dụng kỹ thuật số với các công nghệ đa truy nhập phân
chia theo thời gian (TDMA) và theo mã (CDMA). Ngày nay, công nghệ thông tin di

động 3G đã được đưa vào thương mại hóa, nhưng nhu cầu về chất lượng dịch vụ
cũng như tốc độ dữ liệu vẫn ngày càng tăng. Do đó, sự phát triển sau 3G đang
được các tổ chức đặc biệt là 3GPP nghiên cứu triển khai. Tiểu biểu cho công nghệ
thông tin di động sau 3G là HSPA phát hành 7 (HSPA
+
) và LTE. Để đáp ứng nhu
cầu về chất lượng dịch vụ và tốc độ dữ liệu, các công nghệ này đã được bổ sung
thêm nhiều đặc tính mới và tiến bộ, một trong số đó là kỹ thuật đa anten MIMO.
Những năm gần đây các hệ thống đa anten MIMO đã trở thành các chủ đề
thu hút nhiều tổ chức nghiên cứu trên toàn cầu. Hệ thống MIMO rất có triển vọng
trong các hệ thống thông tin di động thế hệ sau bởi lẽ nó không chỉ cho phép đạt
được hiệu quả sử dụng phổ tần cao hơn nữa mà còn có tính khả thi về phần cứng
cũng như phần mềm do sự tiến bộ của các công nghệ xử lý tín hiệu số DSP và biến
đổi tương tự số tốc ADC độ cao.
Với mục đích tìm hiểu sâu về kỹ thuật MIMO và ứng dụng thực tiễn của nó
cũng như xu hướng phát triển của thông tin di động, em đã chọn đề tài “Kỹ thuật
đa anten trong công nghệ thông tin di động 3G
+
”
Nội dung tìm hiểu của đồ án gồm 3 chương sẽ lần lượt trình bày các vấn đề
sau:
Chương 1:Tổng quan về thông tin di động 3G
+
Chương 1 của đồ án sẽ giới thiệu một cách khái quát về sự phát triển của
hệ thống thông tin di động đồng thời trình bày những nét cơ bản nhất của hai công
nghệ HSPA
+
và LTE.
Chương 2:Tổng quan về kỹ thuật đa anten
Trong chương này, đồ án sẽ trình bày một số kỹ thuật đa anten cơ bản nhất

cũng như các kỹ thuật đa anten được sử dụng trong hệ thống thông tin di động sau
3G.
Bùi Thị Thùy Dương-D04VT1
viii
Đồ án tốt nghiệp Danh mục bảng biểu
Chương 3:Kỹ thuật đa anten trong HSPA
+
và LTE
Chương 3 của đồ án trình bàykỹ thuật đa anten sử dụng trong HSPA
+
và
LTE và một số các vấn đề liên quan.
Do nhiều mặt còn hạn chế đồng thời trong quá trình tìm hiểu cũng mang
nhiều tính chủ quan trong nhìn nhận nên nội dung của đề tài không tránh khỏi
những sai sót. Tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô và bạn
đọc để đồ án được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Tiến sỹ Nguyễn Phạm Anh
Dũng và các thầy cô giáo trong bộ môn Vô tuyến đã tạo điều kiện tốt trong suốt
quá trình học tập và thực hiện đồ án. Tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã dành
cho tôi sự quan tâm, giúp đỡ trong thời gian vừa qua và mong muốn tiếp tục nhận
được những tình cảm quý báu đó trong cuộc sống và trong công tác.
Hà Nội, ngày… tháng… năm 2008
Sinh viên
Bùi Thị Thùy Dương
Bùi Thị Thùy Dương-D04VT1
ix
Đồ án tốt nghiệp Chương 1:Tổng quan về thông tin di động 3G
+
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G

+
1.1. Mở đầu
Bắt đầu từ những thử nghiệm đầu tiên với truyền dẫn vô tuyến của
Guglielmo Marcono trong những năm 1980, con đường cho truyền thông vô tuyến
di động đã thực sự trải dài. Để hiểu được hệ thống truyền thông di động 3G phức
tạp ngày nay, điều quan trọng là phải hiểu được điểm xuất phát cũng như hiểu được
hệ thống tế bào đã phát triển thế nào từ một công nghệ đắt đỏ dành cho một số cá
nhân đặc biệt tới các hệ thống truyền thông di động toàn cầu với hơn một nửa dân
số thế giới sử dụng như ngày nay. Sự phát triển các công nghệ di động đã có sự
thay đổi, từ một vấn đề mang tính quốc gia hoặc khu vực trở thành một nhiệm vụ
phức tạp do tổ chức phát triển các chuẩn quốc tế đảm nhiệm, như là 3GPP và liên
quan tới hàng nghìn con người. Các công nghệ tế bào mà 3GPP nghiên cứu được
triển khai rộng rãi trên toàn thế giới, với số lượng người sử dụng trên 2 tỷ trong
năm 2006. Bước tiến mới nhất của 3GPP là nghiên cứu phát triển 3G lên LTE và
SAE. Đi ngược lại thời gian, đồ án sẽ trình bày lịch sử phát triển của hệ thống tế
bào khi mới bắt đầu hình thành, ngoài ra đồ án sẽ trình bày tổng quan về mạng truy
nhập vô tuyến của 3G
+
, đó là HSPA
+
và LTE.
1.2. Sự phát triển của thông tin di động
Sự phát triển của công nghệ thông tin di động tính đến nay được tóm tắt như
sau:
Công nghệ thông tin di động 1G
Các hệ thống 1G đảm bảo truyền dẫn tương tự dựa trên FDM với kết nối
mạng lõi dựa trên TDM. Hệ thống truyền dẫn di động đầu tiên trên thế giới là hệ
thống NMT tương tự (Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu), được giới thiệu ở các
quốc gia Bắc Âu năm 1981 cùng thời điểm với AMPS tương tự (Hệ thống di động
tiên tiến) được sử dụng ở Mỹ. Các công nghệ tế bào khác đã triển khai rộng rãi trên

thế giới là TACS và J-TACS. Chúng có chung đặc điểm là thiết bị cồng kềnh, chất
lượng thoại thường không ổn định, “xuyên âm” giữa các người dùng là vấn đề phổ
biến.
Thông thường các công nghệ 1G được triển khai tại một số nước hoặc nhóm
các nước, không được tiêu chuẩn hóa bởi các cơ quan tiêu chuẩn quốc tế và không
có ý định sử dụng cho quốc tế.
Công nghệ thông tin di động 2G
Đồ án tốt nghiệp Chương 1:Tổng quan về thông tin di động 3G
+
Khác với 1G, các công nghệ 2G được thiết kế để triển khai quốc tế. Thiết kế
2G nhấn mạnh đến tính tương thích, khả năng chuyển mạng phức tạp và sử dụng
truyền dẫn tiếng số hóa trên vô tuyến. Tính năng cuối cùng chính là yêu cầu đối với
2G. Các thí dụ điển hình về hệ thống 2G là GSM và CDMAone (dựa trên tiêu
chuẩn TIA IS95). Ở Châu Âu, CEPT đã đề xướng dự án GSM để phát triển một hệ
thống di động toàn Châu Âu. Các hoạt động của GSM tiếp tục được thực hiện trong
năm 1989 với ETSI. Sau khi tính toán các đề xuất dựa trên TDMA, CDMA và
FDMA giữa những năm 1980, chuẩn GSM cuối cùng đã được xây dựng trên
TDMA. Cùng lúc đó, việc phát triển chuẩn tế bào cũng được TIA thực hiện ở Mỹ
với chuẩn IS-54 dựa trên TDMA, sau này được gọi đơn giản là US-TDMA. Tiếp
sau đó, sự phát triển chuẩn CDMA đã được TIA hoàn thành trong năm 1993 với
tên gọi là IS-95. Ở Nhật Bản, chuẩn TDMA 2G cũng được phát triển với tên gọi là
PDC.
Các chuẩn này có chiều hướng “băng hẹp”, với các dịch vụ “băng thông
thấp” như voice. Hệ thống 2G cũng mang lại cơ hội để cung cấp các dịch vụ dữ liệu
thông qua mạng di động. Các dịch vụ dữ liệu đầu tiên được giới thiệu trong 2G là
tin nhăn văn bản SMS và dịch vụ dữ liệu chuyển mạch kênh cho phép truyền e-mail
và các ứng dụng dữ liệu khác. Tốc độ dữ liệu đỉnh vào thời gian đầu là 9,6 kbps.
Các tốc độ cao hơn được đưa ra sau đó bằng cách gán nhiều khe thời gian cho
người dùng và thay đổi sơ đồ mã hóa.
Truyền dữ liệu thông qua hệ thống tế bào trở thành sự thật trong suốt nửa sau

những năm 1990 với GPRS được đưa ra trong GSM và dữ liệu gói cũng được đưa
vào các công nghệ tế bào khác như chuẩn PDC. Những công nghệ này thường được
gọi là 2,5G. Sự thành công của dịch vụ dữ liệu không dây iMode ở Nhật Bản là một
dấu hiệu về khả năng của các ứng dụng truyền gói trong hệ thống di động, mặc dù
trong thời điểm đó tốc độ dữ liệu còn rất thấp.
Công nghệ thông tin di động 3G
Sự xuất hiện của 3G và các giao diện vô tuyến băng tần cao hơn của UTRA
mang lại khả năng cho một loạt các dịch vụ mới chỉ được đề xuất ở 2G và 2,5G.
Ngày nay, việc phát triển truy nhập vô tuyến 3G được chuyển giao cho 3GPP. Tuy
nhiên thì các bước khởi tạo cho 3G đã được thực hiện từ đầu những năm 1990,
trước khi 3GPP hình thành một thời gian khá dài.
Ở Châu Âu, 3G được đặt tên là UMTS. Đầu năm 1998, ETSI đã lựa chọn
WCDMA là công nghệ cho UMTS. WCDMA có thể có hai giải pháp cho giao diện
vô tuyến: ghép song công phân chia theo tần số và ghép song công phân chia theo
thời gian. Chuẩn WCDMA được thực hiện song song trong ETSI và ARIB cho đến
cuối năm 1998 khi 3GPP được hình thành bởi các tổ chức phát triển chuẩn từ các
Đồ án tốt nghiệp Chương 1:Tổng quan về thông tin di động 3G
+
vùng khác nhau trên thế giới : ARIB (Nhật), CCSA (Trung Quốc), ETSI (Châu
Âu), ATIS (Mỹ), TTA (Hàn Quốc) và TTC (Nhật).
Hình 1.1 đã trình bày sự phát triển của thông tin di động và xu hướng tiến
vào 4G.
Hình 1.1. Sự phát triển công nghệ thông tin di động
Sự phát triển từ WCDMA lên HSPA và LTE diễn ra theo từng giai đoạn,
được gọi là phát hành 3GPP. Các nhà cung cấp thiết bị sản xuất ra phần cứng hỗ trợ
từng đặc điểm riêng của từng phiên bản. Tổng hợp các phát hành của 3GPP được
trình bày trong hình 1.2
Phát hành 99: (Đã hoàn chỉnh ). Đây là phiên bản đã triển khai đầu tiên của
UMTS, nâng cao tốc độ cho GSM (EDGE). Đa số những triển khai ngày nay đều
dựa vào phát hành 99. Phiên bản này hỗ trợ cho mạng truy nhập vô tuyến GSM/

EDGE/ GPRS/ WCDMA.
Phát hành 4: (Đã hoàn chỉnh) . Phát hành này hỗ trợ tin nhắn đa phương tiện,
kết nối hiệu quả với cơ sở hạ tầng mạng lõi thông qua mạng đường trục IP.
Phát hành 5: (Đã hoàn chỉnh): Bổ sung chính vào phát hành 5 là HSDPA và
pha đầu tiên của IMS.
Phát hành 6 : (Đã hoàn chỉnh) . Phiên bản này bổ sung HSUPA, hỗ trợ đa
phương tiện thông qua MBMS, định rõ hiệu suất cho máy thu tiên tiến, tích hợp
WLAN, và phiên bản thứ hai của IMS.
Đồ án tốt nghiệp Chương 1:Tổng quan về thông tin di động 3G
+
Phát hành 7:(Chưa hoàn chỉnh). Cung cấp các chức năng dữ liêu GSM nâng
cao, đồng thời bao gồm các cải tiến cho các tính năng từ các phiên bản trước. Kết
quả làm tăng hiệu suất, nâng cao hiệu quả sử dụng phổ tần, tăng cường dung lượng
và chống nhiễu tốt hơn. Do đó, nó thường được gọi là 3G
+
(phát triển 3G ). Ngoài
ra trong phát hành 7, HSPA
+
còn hỗ trợ dịch vụ VoIP.
Bước tiến cuối cùng được nghiên cứu và phát triển trong 3GPP là cải tiến
của 3G vào mạng truy nhập vô tuyến LTE và mạng lõi truy nhập gói SAE. Đến
năm 2009-2010, LTE và SAE được hy vọng sẽ triển khai.
Hình 1.2. Các phát hành của 3GPP
1.3. Tổng quan HSPA
+
Bước tiến đầu tiên của công nghệ truy nhập vô tuyến WCDMA là đưa ra
HSDPA trong phát hành 5. Mặc dù truyền dẫn dữ liệu gói đã từng được hỗ trợ
trong phát hành đầu tiên của chuẩn WCDMA nhưng HSDPA đã mang lại những
tiến bộ xa hơn trong việc cung cấp các dịch vụ dữ liệu gói trong WCDMA, cả về
mặt hệ thống lẫn hiệu năng người dùng. Việc làm tăng dữ liệu gói đường xuống của

HSDPA được hoàn chỉnh bởi những cải tiến đường lên (Enhanced Uplink) được
giới thiệu trong phát hành 6 của 3GPP/WCDMA. HSDPA và Enhanced Uplink
thường được gọi là HSPA.
Yêu cầu quan trọng đối với một hệ thống tế bào cung cấp dịch vụ dữ liệu gói
là tốc độ dữ liệu cao và trễ thấp, dùy trì vùng phủ tốt và cung cấp dung lượng cao.
Để đạt được điều này, HSPA giới thiệu một số kỹ thuật cơ bản trong phần II của
WCDMA như điều chế bậc cao, chế độ lập lịch nhanh (phụ thuộc kênh) và điều
khiển tốc độ, ARQ lai nhanh với kết hợp mềm. Nhìn chung, HSPA cung cấp tốc độ
dữ liệu đường xuống và đường lên xấpxỉ 14 và 5,7 Mbit/s, RTT giảm xuống đồng
thời cải thiện dung lượng so với R99. Những nhà khai thác UMTS đã nhanh chóng
triển khai các dịch vụ di động băng rộng của HSPA và tăng dung lượng dữ liệu.
Đồ án tốt nghiệp Chương 1:Tổng quan về thông tin di động 3G
+
1.3.1. Khả năng của HSPA
+
HSPA
+
là tên gọi một tập những cải tiến của HSPA được đưa ra trong 3GPP
phát hành 7 .Sau đây là một số khả năng của HSPA
+
:
 HSPA
+
nhân đôi dung lượng dữ liệu so với HSPA, do đó giảm giá thành
cho các dịch vụ dữ liệu đồng thời nâng cao mạng băng rộng di động.
 HSPA
+
cung cấp dung lượng thoại thông qua VoIP gấp 3 lần so với thoại
chuyển mạch kênh trong phát hành 99 với cùng chất lượng và mã hóa.
 HSPA

+
VoIP giúp tăng dung lượng dữ liệu trong mô hình hòa trộn VoIP
và dữ liệu, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của dịch vụ dữ liệu.
 HSPA
+
tăng cường trải nghiệm cho người dùng đầu cuối với tốc độ dữ
liệu đỉnh cao, trễ thấp, thiết lập cuộc gọi nhanh, thời gian cuộc gọi dài
hơn đáng kể ...HSPA
+
hỗ trợ tốc độ đỉnh đường xuống tới 28 Mbps (42
Mbps trong phát hành 8) và đường lên 11 Mbps. HSPA
+
là một cải tiến
mang tính kinh tế nhất của HSPA, cho phép các nhà khai thác UMTS sử
dụng có hiệu quả nhất cơ sở vật chất của họ cũng như là đầu tư vào
mạng, phổ tần và thiết bị. Giống HSPA, HSPA
+
có thể tương thích với cả
công nghệ trước và sau nó.
 HSPA
+
là một giải pháp tối ưu với sóng mang 5 MHz và nó cung cấp
dung lượng thoại và dữ liệu xấp xỉ LTE trong cùng dải 5 MHz và cùng số
anten.
1.3.2. Đặc tính của HSPA
+
Bảng 1.1 đưa ra một số đặc tính chủ yếu của HSPA
+
:
Đặc tính HSPA

+
Lợi ích
MIMO 2x2 đường xuống Nhân đôi tốc độ dữ liệu đỉnh
Tăng dung lượng đường xuống
Điều chế bậc cao HOM
64QAM đường xuống,
16 QAM đường lên
Tốc độ dữ liệu đường xuống tăng 50%
Nhân đôi tốc độ dữ liệu đường lên
Tăng dung lượng đường lên và xuống
Kết nối gói lên tục CPC
DTX/DRX-Hoạt động
giảm HS-SCCH
Cải thiện dung lượng VoIP
Tăng thời gian đàm thoại lên 50%
Trạng thái hoạt động
CELL_FACH nâng cao
Thiết lập cuộc gọi nhanh
MBFSN Tăng dung lượng quảng bá
Bảng 1.1.Các đặc tính chủ yếu của HSPA
+
Đồ án tốt nghiệp Chương 1:Tổng quan về thông tin di động 3G
+
1.3.2.1. MIMO
HSPA
+
hỗ trợ MIMO 2x2 đường xuống, sử dụng hai anten phát ở Node B để
truyền luồng dữ liệu trực giao tới hai anten thu ở phía UE. Sử dụng hai anten cộng
thêm xử lý tín hiệu số ở cả hai phía thu phát, MIMO có thể tăng dung lượng của hệ
thống và nhân đôi tốc độ dữ liệu mà không cần tăng công suất ở Node B hoặc băng

thông.
Trong những điều kiện nhất định, dữ liệu trong hệ thống MIMO 2x2 có thể
được phát trên hai luồng trực giao. Để có hiệu quả nhất, MIMO cần SNR cao ở UE
và môi trường tán xạ lý tưởng. SNR cao đảm bảo cho UE có thể giải mã thành công
tín hiệu đến trong khi công suất được phân đều trên hai anten. Môi trường tán xạ lý
tưởng đảm bảo hai luồng dữ liệu trực giao khi chúng được truyền tới UE.
Mặt khác, trong môi trường LOS, khó có thể hỗ trợ các luồng trực giao, do
đó mà độ lợi MIMO có giới hạn. MIMO mang lại lợi ích nhất trong môi trường đô
thị vì tán xạ tốt và kích thước ô nhỏ. Còn với môi trường nông thôn với kích thước
ô lớn và tán xạ ít, MIMO không mang lại lợi ích to lớn. HSPA
+
đưa ra sơ đồ D-
TxAA cho MIMO 2x2 mà đồ án sẽ trình bày trong chương sau. Trong những phát
hành sau (phát hành 8 và xa hơn nữa), MIMO bậc cao và UL MIMO sẽ được xem
xét.
1.3.1.2. Điều chế bậc cao HOM
HSPA R6 hỗ trợ điều chế 16 QAM trên đường xuống và QPSK trên đường
lên. HSPA
+
áp dụng 64-QAM trên đường xuống, làm tăng tốc độ dữ liệu lên 50%
cho UE mà tỷ số SNR vẫn giữ ở mức cao. Trên đường lên, điều chế 16- QAM nhân
đôi tốc độ dữ liệu cho UE . Tín hiệu được phát đi với điều chế bậc cao hơn thì nhạy
với nhiễu hơn và yêu cầu SNR cao hơn ở phía thu để có thể giải điều chế thành
công. HOM làm tăng đáng kể tốc độ dữ liệu cho người dùng trong những điều kiện
tốt. Do đó, lưu lượng cho những người dùng có SNR cao sẽ được phục vụ nhanh
hơn. Trong kịch bản LOS, HOM sẽ bù lại độ lợi mà MIMO bị giới hạn.
Tốc độ dữ liệu
đỉnh HSPA
+
MIMO (2x2 DL MIMO) Không MIMO

Đường xuống 28 Mbps (16-QAM) 14 Mbps (16-QAM)
21 Mbps (64-QAM)
Đường lên 5,76 Mbps (QPSK)
11 Mbps (16-QAM)
5,76 Mbps (QPSK)
11 Mbps (16-QAM)
Bảng 1.2. Tốc độ dữ liệu HSPA+
Đồ án tốt nghiệp Chương 1:Tổng quan về thông tin di động 3G
+
1.3.1.3. Kết nối gói liên tục CPC
CPC bao gồm một vài đặc tính với mục đích tối ưu hóa sự hỗ trợ cho người
dùng dữ liệu gói trong mạng HSPA. Với việc gia tăng các dịch vụ dữ liệu gói, một
số lượng lớn người sử dụng phải được hỗ trợ trong một ô. Họ phải được duy trì kết
nối trong một thời gian dài, mặc dù có thể họ chỉ ở trạng thái truyền dữ liệu tích
cực trong một thời gian nào đó. Do đó, các kết nối phải được duy trì, đồng thời phải
tránh bị ngắt kết nối và tái thiết lập kết nối để người sử dụng cảm nhận được trễ là
nhỏ nhất.
Việc duy trì các kết nối với số lượng người dùng trong một ô lớn có nghĩa là
các kênh điều khiển ở đường xuống và đường lên cần được hỗ trợ. Các kênh điều
khiển đường lên đặc biệt quan trọng để đảm bảo đồng bộ. Tuy nhiên, chúng lại góp
phần tăng nhiễu đường lên bao gồm cả kênh DPCCH và HS-DPCCH. Vì vậy, mục
đích của CPC là giảm thông tin tiêu đề cho kênh điều khiển đường lên của cả
DPCCH và HS-DPCCH. Ngoài ra, việc giảm thông tin tiêu đề cho kênh điều khiển
đường lên cũng rất quan trọng, bởi vì việc giám sát liên tục kênh HS-SCCH làm
tiêu tốn công suất của UE. Do đó, các đặc tính của CPC đưa ra để giảm cả tiêu đề
cho kênh điều khiển đường lên và đường xuống.
Phát không liên tục đường lên DTX.
DTX làm giảm tiêu đề kênh điều khiển đường lên. Nó cho phép UE ngừng
phát trên kênh DPCCH đường lên trong khi không có hoạt động truyền dẫn trên
kênh E-DCH và HS-DPCCH.. Do đó DTX tăng dung lượng đường lên bằng cách

giảm nhiễu đường lên ở Node B.Đồng thời DTX có thể tiết kiệm công suất, vì thế
kéo dài tuổi thọ cho pin.
Mặc dù kênh DPCCH đường lên không được phát liên tục, nhưng nó vẫn
được phát trong một vài thời điểm theo mẫu đã biết trước. Hoạt động này mục đích
để duy trì đồng bộ và điều khiển công suất. Trong trường hợp E-DCH và HS-
DPCCH sử dụng, thì DPCCH đường lên sẽ được phát song song.
Để linh hoạt hơn, hai mẫu hoạt động DPCCH đường lên được đưa ra với mỗi
một UE:
• UE DTX chu kỳ 1
• UE DTX chu kỳ 2
UE DTX chu kỳ 2 được sử dụng khi không có họat động truyền dữ liệu . UE
DTX chu kỳ 1 được sử dụng tạm thời phụ thuộc vào khoảng thời gian không hoạt
động của E-DCH. Sau quá trình truyền dẫn đường lên cuối cùng trên kênh E-DCH,
UE sẽ chờ trong một khoảng thời gian, được gọi là “ngưỡng không họat động của
UE DTX chu kỳ 2”, sau đó nó sẽ chuyển sang DTX chu kỳ 1.
Đồ án tốt nghiệp Chương 1:Tổng quan về thông tin di động 3G
+
Thu không liên tục đường xuống DRX
Trong HSPA phát hành 5, UE phải duy trì kênh HS-SCCH liên tục để theo
dõi dữ liệu đường xuống. Trong HSPA
+
, mạng có thể giới hạn phân khung mà ở đó
UE giám sát kênh HS-SCCH để làm giảm công suất tiêu tốn UE. Hoạt động DRX
được điều khiển bởi tham số chu kỳ UE_DRX, với các giá trị có thể có là 4, 5, 8,
10, 16, hoặc 20 phân khung. Ví dụ, nếu chu kỳ UE_DRX là 5 phân khung, thì cứ
sau 5 phân khung UE chỉ phải duy trì kênh HS-SCCH.
DRX cũng tác động đến việc duy trì kênh điều khiển đường xuống E-RGCH
và E-AGCH. Nhìn chung, khi việc truyền dữ liệu đường lên đang tiếp diễn hoặc
vừa mới kết thúc, UE sẽ phải giám sát các kênh này. Nếu không có dữ liệu đường
lên và quá trình truyền dẫn cuối cùng vạch ra một ngưỡng thời gian, thì UE có thể

dừng việc giám sát các kênh này.
Chú ý là DRX đường xuống chỉ có thể thực hiện được khi DTX hoạt động.
Hoạt động này giúp tiết kiệm công suất cho pin.
Chế độ hoạt động giảm HS-SCCH
Khối truyền tải trên HS-DSCH
Khối truyền tải trên HS-DSCH
Khối truyền tải trên HS-DSCH
Bước 1: Khởi tạo truyền dẫn
Không HS-SCCH
ACK hoặc DTX
Bước 2: Truyền lại lần 1
HS-SCCH loại 2
Bước 3: Truyền lại lần 2
HS-SCCH loại 2
ACK hoặc NACK
ACK hoặc NACK
Hình 1.3.Hoạt động giảm HS-SCCH
Đồ án tốt nghiệp Chương 1:Tổng quan về thông tin di động 3G
+
Chế độ hoạt động giảm HS-SCCH là một chế độ đặc biệt, nó làm giảm tiêu
đề HS-SCCH và hạn chế sự tiêu tốn công suất cho UE. Nó thay đổi cấu trúc thông
thường của việc nhận dữ liệu HSDPA. Thông thường, UE sẽ đọc liên tục trên kênh
HS-SCCH. UE được đánh địa chỉ thông qua nhận dạng UE (16 bit H-RNTI
/HSDPA Radio Network Temporary Identifier) trên kênh HS-SCCH. Ngay khi UE
nhận biết các thông tin điều khiển liên quan trên HS-SCCH, nó sẽ chuyển tới tài
nguyên HS-PDSCH và nhận dữ liệu gói. Sơ đồ này về cơ bản sẽ thay đổi trong chế
độ hoạt động giảm HS-SCCH. Hoạt động này đựợc tối ưu hóa cho các dịch vụ gói
nhỏ như VoIP. Trạm gốc sẽ quyết định cho từng gói ở chế độ giảm HS-SCCH hay
không, có nghĩa là chế độ thường vẫn được thực hiện.Nguyên lý của hoạt động này
được miêu tả trong hình 1.3.

1.3.1.4. Trạng thái CELL_FACH nâng cao
Lưu lượng dữ liệu đỉnh thường bùng nổ trong những thời điểm đặc biệt. Về
phía hiệu năng người dùng, điều này thuận lợi trong việc cấu hình HS-DSCH và E-
DCH một cách nhanh chóng để có thể phát đi dữ liệu người dùng. Về phía mạng, sẽ
không thể tránh được nhiễu trong đường lên từ DPCCH thậm chí khi không có dữ
liệu truyền đi. Về phía UE, việc tiêu tán công suất là vấn đề quan tâm chính. Thậm
chí khi không nhận dữ liệu thì UE vẫn cần phát DPCCH và giám sát HS-SCCH.
Để giảm bớt công suất tiêu tán cho UE, WCDMA cũng như các hệ thống tế
bào khác, có một số trạng thái: URA_PCH, CELL_PCH, CELL_FACH và
CELL_DCH. Công suất tiêu tán sẽ thấp nhất khi UE thuộc một trong hai trạng thái
đặc biệt, CELL_PCH và URA_PCH. Trong những trạng thái này, UE “ngủ” và chỉ
“thức dậy” để kiểm tra bản tin. Để trao đổi dữ liệu, UE cần chuyển sang trạng thái
CELL_FACH hoặc CELL_DCH.
Trong CELL_FACH, UE cần phát đi một khối dữ liệu như một phần trong
thủ tục truy nhập ngẫu nhiên. UE cũng giám sát các kênh đường xuống chung và
báo hiệu RRC. Trạng thái hoạt động truyền dẫn cao được gọi là CELL_DCH.
Trong trạng thái này, UE có thể sử dụng HS-DSCH và E_DCH để trao đổi dữ liệu
với mạng. Trạng thái này cho phép truyền một khối lượng lớn dữ liệu người dùng
với tốc độ cao, đồng thời nó lại tiêu tốn công suất UE lớn nhất. Báo hiệu RRC được
sử dụng để chuyển UE sang các trạng thái khác nhau.
1.4. Tổng quan công nghệ LTE
Mục tiêu của LTE là nghiên cứu phát triển hiệu năng hệ thống sau R6 RAN
để có thể triển khai vào năm 2010. Các nghiên cứu của LTE nhằm giảm giá thành,
tăng cường hỗ trợ cho các dịch vụ lợi nhuận cao và cải thiện khai thác bảo dưỡng
cũng như cung cấp dịch vụ. Để đạt đựơc các mục tiêu này cần đưa ra một công
Đồ án tốt nghiệp Chương 1:Tổng quan về thông tin di động 3G
+
nghệ vô tuyến tiềm năng mới cho phép nâng cao hiệu suất phổ tần, thông lượng
người sử dụng và giảm thời gian trễ, giảm độ phức tạp của hệ thống (nhất là đối
với các giao diện) và quản lý tài nguyên vô tuyến hiệu quả để dễ ràng triển khai và

khai thác hệ thống.
Có thể tóm tắt các nhiệm vụ, mục tiêu nghiên của LTE và SAE như sau:
1. Về phần vô tuyến (LTE):
•Cải thiện hiệu suất phổ tần, thông lượng người sử dung, trễ.
•Đơn giản hóa mạng vô tuyến.
•Hỗ trợ hiệu quả các dịch vụ gói như: MBMS, IMS.
2. Về phần mạng (SAE):
•Cải thiện trễ, dung lượng và thông lượng.
•Đơn giản mạng lõi.
•Tối ưu hóa lưu lượng IP và các dịch vụ.
•Đơn giản hỗ trợ và chuyển giao đến các công nghệ không phải 3GPP.
1.4.1. Các mục tiêu yêu cầu của LTE
Mục tiêu của LTE là đạt được thông lượng người sử dụng cao hơn trên cả
đường lên và xuống, hiệu suất sử dụng phổ tần cao hơn và yêu cầu tương thích với
các mạng đang tồn tại của 3GPP hay các mạng khác. Các mục tiêu LTE được thể
hiện dưới các khía cạnh sau.
1.4.1.1. Các khả năng của LTE
a. Tốc độ số liệu đỉnh
Mục tiêu LTE cho các yêu cầu tốc độ số liệu đỉnh đường xuống lên đến
100Mbps khi băng thông đựơc cấp phát là 20MHz (5bps/Hz) và tốc độ đỉnh đường
lên lên đến 50 Mbps khi băng thông được cấp phát là 20MHz (2,5bps/Hz). Các mục
tiêu về tốc độ số liệu đỉnh nói trên được đặc tả trong UE tham chuẩn gồm: (1) khả
năng đường xuống với hai anten tại UE, (2) khả năng đường lên với một anten tại
UE.
b. Trễ mặt bằng điều khiển và mặt bằng người sử dụng
Các mục tiêu giảm trễ được chia thành các yêu cầu cho trễ mặt bằng điều
khiển (mặt bằng C) và trễ mặt bằng người sử dụng (mặt bằng U).
Đồ án tốt nghiệp Chương 1:Tổng quan về thông tin di động 3G
+
<100ms

Hình 1.4. Chuyển đổi trạng thái trong LTE
LTE có thời gian chuyển đổi các trạng thái nhỏ hơn 100ms (như trong chế
dộ rỗi – Idle của R6) vào trạng thái tich cực (như trong R6 CELL_DCH). Nó cũng
cần đảm bảo thời gian chuyển đổi nhỏ hơn 50ms từ trạng thái ngủ (như trong R6
CELL_PCH) sang trạng thái tích cực (như trong R6_DCH).
Yêu cầu trễ mặt bằng người sử dụng đảm bảo trễ nhỏ hơn 10ms. Trể mặt
bằng U được định nghĩa là trễ một chiều giữa một gói tại lớp IP trong UE (hoặc
node biên của UTRAN) đến lớp IP trong node biên của UTRAN (hoặc UE), node
biên của UTRAN là giao diện UTRAN với mạng lõi. Chuẩn đảm bảo trễ măt bằng
U của LTE nhỏ hơn 5ms trong điều kiện không tải (nghĩa là một người sử dụng với
một luồng số liệu đơi với gói nhỏ (chẳng hạn tải tin bằng không cộng với tiêu đề ).
Mạng IP
Trễ:~ 5 ms
UE
Node B
Hình 1.5. Yêu cầu trễ mặt bằng U trong LTE
1.4.1.2. Hiệu năng hệ thống
Hiệu năng hệ thống của LTE đề cập tới thông lượng của người sử dụng, hiệu
suất phổ tần, vùng phủ và MBMS tăng cường hơn.
a. Thông lượng
Yêu cầu thông lượng của người sử dụng của LTE được đặc tả ở hai điểm:
vùng phủ và 5% của phân bố người sử dụng (95% người sử dụng có hiệu năng tốt
<50ms
Trạng thái tích cực
(CELL_DCH)
Trạng thái ngủ
(CELL_PCH)
Trạng thái rỗi
Đồ án tốt nghiệp Chương 1:Tổng quan về thông tin di động 3G
+

hơn). Mục tiêu hiệu suất phổ tần cũng được đặc tả trong đó hiệu xuất phổ tần được
định nghĩa như là thông lượng hệ thống trong ô được đo bằng bit/s/Hz.
HSDPA (R6) LTE Đích LTE/ Đã đạt
Tốc độ đỉnh (Mbps) 14,4 144 100/đã đạt
Hiệu suất phổ tần (bit/Hz/
s)
0,75 1,84 3-4 lần HSDPA/ đạt 2,5
Thông lượng người sử
dụng biên ô
0,006 0,0148 2-3lần HSDPA/đạt
2,5
Bảng 1.3. So sánh thông số tốc độ và hiệu suất sử dụng băng tần giữa LTE trên
đường xuống và HSDPA
HSUPA (R6) LTE Đích LTE/ Đã đạt
Tốc độ đỉnh (Mbps) 5,7 57 50/đã đạt
Hiệu suất phổ tần
(bit/Hz/s)
0,26 0,67 2-3 lần HSUPA/ đạt
2,6
Thông lượng người
sử dụng biên ô
0,006 0,015 2-3 lần HSDPA/đạt 2,5
Bảng 1.4. So sánh thông số tốc độ và hiệu suất sử dụng băng tần giữa LTE trên
đường lên và HSDPA
b. Hỗ trợ di động
Các yêu cầu về di động tập trung lên tốc độ di chuyển đầu cuối di động. Mục
tiêu đề ra là đạt được hiệu năng cực đại vơi tốc độ đầu cuối di động khoảng
0-15km/h, hiệu năng của hệ thống sẽ giảm khi tốc độ đầu cuối cao hơn. Đối với tốc
độ trên 120km/h LTE đảm bảo hiệu năng cao để duy trì kết nối trên toàn mạng tế
bào. Hệ thống LTE có thể quản lí tốc độ lên tới 350km/h thậm chí là 500km/h phụ

thuộc vào băng tần. LTE đảm bảo các dịch vụ thoại ngang hàng với
WCDMA/HSPA.
c. Vùng phủ
Các yêu cầu về vùng phủ tập trung lên vùng phủ (bán kính ô) tức là khoảng
cách cực đại từ trạm ô tới đầu cuối di động trong ô. Hiệu suất, phổ tần và thông