Tiểu luận công nghệ di động 4g

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
-----š›&š›-----

TIỂU LUẬN
CÔNG NGHỆ MẠNG 4G LTE

Giáo viên hướng dẫn: Th.S Chu Tiến Dũng
Nhóm 2

Nha Trang, 09/2015


Tiểu luận 4G LTE

LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, mạng không dây ngày càng trở nên phổ biến với
sự ra đời của hàng loạt những công nghệ khác nhau như Wi-Fi (802.1x),
WiMax (802.16). Cùng với đó là tốc độ phát triển nhanh, mạnh của mạng viễn
thông phục vụ nhu cầu sử dụng của hàng triệu người mỗi ngày. 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. Chính vì vậy, em đã lựa chọn làm tiểu luận về đề tài "Công nghệ
mạng 4G LTE (Long Term Evolution)". Tiểu luận đi vào tìm hiểu tổng quan 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 và tình hình triển khai công nghệ này trên thế giới và tại VIỆT
NAM .
Trong quá trình làm tiểu luận nhóm của chúng em đã được sự hỗ trợ tận tình của

thầy Chu Tiến Dũng. Chúng em chân thành cảm ơn và mong thầy bổ sung
những thiếu sót trong bài tiểu luận của chúng em.

1


Tiểu luận 4G LTE

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU......................................................................................................
MỤC LỤC ...........................................................................................................
I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE..........................................................
1. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất .....................................................
2. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai.......................................................
3. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba ........................................................
4. Giới thiệu sự phát triển công nghệ LTE...................................................................
5.Kiến trúc mạng 4G LTE............................................................................................

II. LTE làm việc như thế nào..............................................................................
1. Chuẩn hóa mạng 4G (IMT-ADVANCED)..............................................................

2.Băng tần trên LTE............................................................................................
3. Các tùy chọn nâng cấp lên LTE......................................................................
II.1 Ưu điểm của công nghệ 4G LTE..............................................................
II.2 Triển vọng..................................................................................................
II.3 So sánh LTE và Wimax............................................................................
III.Thực tiễn 4G ở Việt Nam và Thế giới.........................................................12
1.Thực tiễn 4G ở Việt Nam..............................................................................12
1.1.Thống kê phát triển băng rộng:..................................................................12
1.2.Nhu cầu thị trường......................................................................................13

1.3. Chỉ số Hạ tầng công nghệ thông tin và truyền thông...............................13
1. 4.Mức độ sử dụng ICT.................................................................................13
1.5.Chỉ số kỹ năng ICT....................................................................................13
1.6.Đánh giá thị trường....................................................................................13
2.Tình hình triển khai LTE trên thế giới..........................................................14
2.1.Tiến trình thương mại hóa của công nghệ LTE...........................................14
2.2.Các dịch vụ triển khai trên nền mạng 4G LTE..........................................14
3.Định hướng cấp phép mạng 4G LTE............................................................14
3. 1. Định hướng công nghệ:............................................................................14
3.2. Hình thức và mục tiêu cấp phép...............................................................15
IV. Tình hình triển khai LTE trên thế giới và tại Việt Nam..............................15
1. Triển khai LTE trên thế giới.............................................................................15
2. Triển khai LTE tại VIỆT NAM.....................................................................17

2


Tiểu luận 4G LTE

I.TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE:
Trong những năm gần đây, mạng không dây ngày càng trở nên phổ biến
với sự ra đời của hàng loạt những công nghệ khác nhau như Wi-Fi
(802.1x), WiMax (802.16). Cùng với đó là tốc độ phát triển nhanh, mạnh của
mạng viễn thông phục vụ nhu cầu sử dụng của hàng triệu người mỗi ngày. 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 luợng 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.
1.Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất ( 1G)
Công nghệ di động đầu tiên là công nghệ tương tự, là hệ thống truyền tín
hiệu tương tự, là mạng điện thoại di động đầu tiên của nhân loại, được khơi
mào ở Nhật vào năm 1979. Những công nghệ chính thuộc thế hệ thứ nhất này có
thể kể đến là:
- NMT (Nordic Mobile Telephone - Điện thoại di động Bắc Âu) được sử dụng ở
các nước Bắc Âu, Tây Âu và Nga.
- AMPS (Advanced Mobile Phone Sytem - Hệ thống điện thoại di động tiên
tiến) được sử dụng ở Mỹ và Úc.
- TACS (Total Access Communication Sytem - Hệ thống truyền thông truy
nhập toàn phần) được sử dụng ở Anh.
Hầu hết các hệ thống đều là hệ thống tương tự và dịch vụ truyền chủ yếu là
thoại. Với hệ thống này, cuộc gọi có thể bị nghe trộm bởi bên thứ ba. Những
điểm yếu của thế hệ 1G là dung lượng thấp, xác suất rớt cuộc gọi cao, khả năng
chuyển cuộc gọi không tin cậy, chất lượng âm thanh kém, không có chế độ bảo
mật…do vậy hệ thống 1G không thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng .

3


Tiểu luận 4G LTE

2.Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ( 2G)
Hệ thống di động thế hệ thứ 2 sử dụng truyền vô tuyến số cho việc truyền
tải. Những hệ thống mạng 2G thì có dung lượng lớn hơn những hệ thống mạng

thế hệ thứ nhất. Một kênh tần số thì đồng thời được chia ra cho nhiều người dùng
(bởi việc chia theo mã hoặc chia theo thời gian). Sự sắp xếp có trật tự các tế bào,
mỗi khu vực phục vụ thì được bao bọc bởi một tế bào lớn, những tế bào lớn và
một phần của những tế bào đã làm tăng dung lượng của hệ thống xa hơn nữa.
Có 4 chuẩn chính đối với hệ thống 2G: Hệ Thống Thông Tin Di Động Toàn
Cầu (GSM) và những dẫn xuất của nó; AMPS số (D-AMPS); Đa Truy Cập
Phân Chia Theo Mã IS-95; và Mạng tế bào Số Cá Nhân (PDC). GSM đạt được
thành công nhất và được sử dụng rộng rãi trong hệ thống 2G.

4


Tiểu luận 4G LTE

3.Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba ( 3G)
Vào năm 1992, ITU công bố chuẩn IMT-2000 (International Mobil
Telecommunication -2000) cho hệ thống 3G với các ưu điểm chính được mong
đợi đem lại bởi hệ thống 3G là:
- 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.
Để thoả mãn các dịch vụ đa phương tiện cũng như đảm bảo khả năng truy
cập Internet băng thông rộng, IMT-2000 hứa hẹn cung cấp băng thông 2Mbps,
nhưng thực tế triển khai chỉ ra rằng với băng thông này việc chuyển giao rất
khó, vì vậy chỉ có những người sử dụng không di động mới được đáp ứng băng
thông kết nối này, còn khi đi bộ băng thông sẽ là 384 Kbps, khi di chuyển
bằng ô tô sẽ là 144Kbps.

4. Giới thiệu sự phát triển công nghệ LTE:
LTE là viết tắt của Long Term Evolution hay “Sự phát triển dài hạn”.
LTE là bước tiếp theo dẫn đến hệ thống thông tin di động 4G. Xây dựng trên
các nền tảng kỹ thuật của họ các hệ thống mạng tế bào 3GPP (bao gồm
GSM, GPRS và EDGE, WCDMA và HSPA). LTE còn được gọi là E-UTRA
hay E- UTRAN là thế hệ thứ tư tương lai của chuẩn UMTS do 3GPP phát
triển. Đây là công nghệ có khả năng đáp ứng: Hiệu quả sử dụng phổ
(Spectrum Efficiency); Độ trễ trong giao thức điều khiển nhỏ hơn 20ms và đối
với dịch vụ viễn thông nhỏ hơn 5ms; Hỗ trợ nhiều băng thông (5, 10, 15, 20,
dưới 5 MHz); tốc độ dữ liệu: 100Mbps cho hướng DL, và 50 Mbps cho
hướng UL với băng thông sử dụng là 20MHz, tốc độ dữ liệu của Realase
10 - LTE Advanced đường xuống có thể đạt được trên 1 Gbps.

5


Tiểu luận 4G LTE

4G LTE là một chuẩn cho truyền thông không dây tốc độ dữ liệu cao
dành cho điện thoại di động và các thiết bị đầu cuối dữ liệu. Nó dựa trên các
công nghệ mạng GSM/EDGE và UMTS/HSPA, LTE nhờ sử dụng các kỹ thuật
điều chế mới và một loạt các giải pháp công nghệ khác như lập lịch phụ thuộc
kênh và thích nghi tốc độ dữ liệu, kỹ thuật đa anten để tăng dung lượng và tốc
độ dữ liệu.Các tiêu chuẩn của LTE được tổ chức 3GPP (Dự án đối tác thế hệ
thứ 3) ban hành và được quy định trong một loạt các chỉ tiêu kỹ thuật của Phiên
bản 8 (Release 8),với những cải tiến nhỏ được mô tả trong Phiên bản 9.Công
nghệ 4G chia ra hai "trường phái" là LTE và Wimax. Cũng giống như Blu-Ray
và HD DVD, giữa hai "trường phái" công nghệ di động này có một cuộc chiến
không tiếng súng diễn ra vô cùng ác liệt.Tuy nhiên, cuộc chiến này hiện đã bắt

đầu ngã ngũ với chiến thắng nằm chắc trong tay LTE.
Dịch vụ LTE thương mại đầu tiên trên thế giới được hãng TeliaSonera giới
thiệu ở Oslo và Stockholm vào ngày 14/12/2009. LTE là hướng nâng cấp tự
nhiên cho các sóng mang với các mạng GSM/UMTS, nhưng ngay cả các nhà
mạng dựa trên công nghệ CDMA như Verizon Wireless và au by KDDI ở
Nhật cũng tuyên bố họ sẽ chuyển lên công nghệ LTE.

5. Kiến trúc mạng 4G LTE:
Kiến trúc của mạng 4G LTE/SAE gồm thành phần chính như sau:
1.
Mạng truy cập vô tuyến tiên tiến RAN gồm eNodeB (eNB) cung cấp
6


Tiểu luận 4G LTE

giao tiếp vô tuyến với các UE.
2.
Thực thể quản lý di động (MME) là phần tử điều khiển chính trong EPC.
3.
PDN GW cung cấp kết nối giữa các UE và mạng dữ liệu gói bên
ngoài, là một điểm neo khi di động giữa các mạng 3GPP và các mạng không
phải 3GPP khác.
4.
Server thuê bao nhà (HSS) chứa số liệu đăng ký thuê bao của người
sử dụng; thông tin về các PDN (mạng số liệu gói); lưu thông tin động như
số nhận dạng MME mà hiện thời UE đang đăng nhập hay đăng ký; cũng có
thể liên kết với trung tâm nhận thực.

II. LTE làm việc như thế nào:

Tốc độ đỉnh tức thời với băng thông 20 MHz
- Tải lên: 50 Mbps.
- Tải xuống: 100Mbps.
Dung lượng dữ liệu truyền tải trung bình của một người dùng trên 1MHz
so với mạng HSDPA Rel.6:
- Tải lên: gấp 2 đến 3 lần.
- Tải xuống: gấp 3 đến 4 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 30-100km thì không hạn chế.
Độ dài băng thông linh hoạt: có thể hoạt động với các băng tần 1.25MHz,
1.6 MHz, 10MHz, 15MHz và 20MHz cả chiều lên và chiều xuống. Hỗ trợ cả
hai trường hợp độ dài băng lên và băng xuống bằng nhau hoặc không.
Để đạt được mục tiêu này, sẽ có rất nhiều kĩ thuật mới được áp dụng, trong
đó nổi bật là kĩ thuật vô tuyến OFDMA (đa truy cập phân chia theo tần số trực
giao), kĩ thuật anten MIMO (Multiple Input Multiple Output). Ngoài ra hệ
thống này sẽ chạy hoàn toàn trên nền IP (all-IP Network), và hỗ trợ cả hai chế
độ FDD và TDD.

7


Tiểu luận 4G LTE

1. Chuẩn hóa mạng 4G (IMT-ADVANCED):
Bảng 1.2. Tiêu chuẩn IMT – Advanced
Hạng mục
Peak Data Rate (Downlink)

Peak Data Rate (Uplink)
Cấp phát phổ tần
Độ trễ (User Plane)
Độ trễ (Control Plane)
Hiệu suất phổ đỉnh (Downlink)
Hiệu suất phổ đỉnh (Uplink)
Hiệu suất phổ trung bình (Downlink)
Hiệu suất phổ trung bình (Uplink)
Hiệu suất phổ tại biên tế bào(Downlink)

Tiêu chuẩn IMT – Advanced
1 Gbps
500 Mbps
> 40 MHz
10 ms
100 ms
15 bps/Hz (4x4)
6,75 bps/Hz (2x4)
2,2 bps/Hz (4x2)
1,4 bps/Hz (2x4)
0,06 bps/Hz (4x2)

Hiệu suất phổ tại biên tế bào (Uplink)
Khả năng di chuyển

0,03 bps/Hz (2x4)
Tới 350 km/h

2.Băng tần trên LTE:
Công nghệ LTE phù hợp triển khai trên độ rộng băng tần trong phạm vi

từ 1.25 MHz đến 20 MHz, hơn thế nữa, nó có thể hoạt động trong tất cả các
băng tần 3GPP theo cặp phổ tần hoặc không theo cặp phổ tần.

8


Tiểu luận 4G LTE

3. Các tùy chọn nâng cấp lên LTE:

LTE cung cấp con đường tiến hóa cho các nhà khai thác triển khai tất cả các
công nghệ 3GPP và phi 3GPP.
Song song với giao diện vô tuyến mới cấp cao của nó, LTE yêu cầu sự tiến
hóa từ các mạng chuyển mạch lai kênh/gói hiện nay trở thành một môi trường
đơn giản hóa, toàn IP. Dựa trên họ chuẩn UMTS/HSPA, LTE sẽ tăng cường
các khả năng của các công nghệ mạng tế bào hiện tại để thỏa mãn yêu cầu ngày
càng cao của khách hàng có thói quen với các dịch vụ băng rộng cố định. Như
vậy, nó hợp nhất môi trường định hướng thoại của các mạng di động hiện nay
với các khả năng dịch vụ tập trung số liệu cho Internet cố định.
II.1 Ưu điểm của công nghệ 4G LTE:
- LTE cung cấp các tốc độ dữ liệu cao hơn cho cả đường lên và đường xuống.
- Ngoài làm tăng tốc độ số liệu thực LTE còn làm giảm trễ gói.
9


Tiểu luận 4G LTE

- Tăng cường giao diện không gian cho phép tăng tốc độ số liệu. LTE được
xác định trên mạng truy nhập vô tuyến hoàn toàn mới dựa trên công nghệ
OFDM cho đường xuống và SC-FDMA cho đường lên.

- Hiệu quả sử dụng phổ tần của OFDM được nâng cao nhờ sử dụng kỹ thuật
điều chế bậc cao 64QAM Mã hóa turbo, mã hóa xoắn cùng các kỹ thuật vô
tuyến bổ sung như kỹ thuật MIMO kết quả là thông lượng trung bình tăng lên 7
lần so với HSPA.
- Môi trường toàn IP. LTE là sự chuyển dịch tới mạng lõi toàn IP với giao diện
mở và kiến trúc đơn giản hóa. Đây là bước chuyển đổi của 3GPP từ hệ thống
mạng lõi đang tồn tại kết hợp song song trước đó là chuyển mạch kênh và
chuyển mạch gói sang mạng lõi chỉ sử dụng chuyển mạch gói.
- Hiệu quả trải phổ tăng 4 lần so với WCDMA.
- Độ rộng băng tần linh hoạt.
- Có thể cùng tồn tại với các chuẩn và hệ thống trước giúp giảm chi phí khi
triển khai.
II.2 Triển vọng:
- Trên thế giới đã có nhiều hãng viễn thông lớn triển khai hoạt động mạng
LTE. Mạng NTT DoCoMo của Nhật sẽ đi tiên phong khi đặt mục tiêu khai
trương dịch vụ vào năm 2009.
- Các mạng Verizon Wireless, Vodafone, China Mobile tuyên bố hợp tác thử
nghiệm LTE vào năm nay. Việc triển khai cơ sở hạ tầng cho LTE đã bắt đầu
nửa sau của năm 2009 và cung cấp dịch vụ vào năm 2010.
- Mạng Telstra của Úc gần đây cũng đã xác nhận phát triển theo hướng LTE.
Hãng TeliaSonera, nhà cung cấp lớn nhất cho thị trường Bắc Âu và vùng Baltic
cũng cam kết sẽ sử dụng công nghệ LTE cho các thị trường của mình.
- Ngày 11/6/2008, theo Financial Times, cổ phiếu của Nortel, nhà sản xuất viễn
thông nổi tiếng của Canada, đã tăng 13% khi hãng tuyên bố tập trung các nỗ
lực nghiên cứu không dây vào công nghệ LTE thay vì công nghệ đối thủ
Wimax.
- Vào ngày 19/12/2007, hãng Nokia Siemens Networks đã công bố thử nghiệm
thành công công nghệ LTE với tốc độ lên đến 173 Mb/s trong môi trƣờng đô
thị với nhiều thuê bao cùng lúc. Trên băng tần 2.6 Ghz với 20 MHz băng
thông, tốc độ này đã vượt xa tốc độ yêu cầu là 100 Mbps.

- Cuộc gọi thoại đầu tiên giữa 2 điện thoại LTE đã đƣợc trình diễn vào Hội
nghị Thế giới di động (Mobile World Congress) được tổ chức vào tháng
2/2008 tại Barcelona, Tây Ban Nha. Vào tháng 3 vừa qua, mạng NTT DoCoMo
đã thử nghiệm LTE đạt đến tốc độ 250 Mbps.
- Đầu tháng 10/2010, hãng viễn thông Ericsson Việt Nam đã phối hợp với cục
Tần số Vô tuyến điện của Bộ Thông tin và Truyền thông trình diễn công nghệ
LTE – công nghệ tiền 4G trước sự chứng kiến của Bộ cùng các mạng di động
Việt Nam.
- Đợt thử nghiệm vừa rồi diễn ra ở băng tần 2300 – 2400 MHz. Kết thúc cuộc
thử nghiệm tốc độ đo được tốc độ tải xuống đạt 80 Mbps, tải lên đạt 20 Mbps.
Vượt xa tốc độ truy nhập của ADSL hiện nay.
- Thuê bao LTE trên toàn cầu cũng đã được tăng ở mức ấn tượng, từ 75 triệu
trong tháng 12 năm 2012 lên 126 triệu vào tháng 6 năm 2013.
II.3 So sánh LTE và Wimax:
10


Tiểu luận 4G LTE

- Về công nghệ, LTE và Wimax có một số khác biệt nhưng cũng có nhiều điểm
tương đồng. Cả hai công nghệ đều dựa trên nền tảng IP. Cả hai đều dùng kĩ
thuật MIMO để cải thiện chất lượng truyền/nhận tín hiệu, đường xuống từ trạm
thu phát đến thiết bị đầu cuối đầu được tăng tốc bằng kĩ thuật OFDM hỗ trợ
truyền tải dữ liệu đa phương tiện và video.
- Theo lý thuyết, chuẩn Wimax hiện tại (802.16e) cho tốc độ tải xuống tối đa là
70Mbps, còn LTE dự kiến có thể cho tốc độ đến 300Mbps. Tuy nhiên, khi LTE
được triển khai ra thị trường có thể Wimax cũng sẽ được nâng cấp lên chuẩn
802.16m (còn được gọi là Wimax 2.0) có tốc độ tương đương hoặc cao hơn.
- Đường lên từ thiết bị đầu cuối đến trạm thu phát có sự khác nhau giữa 2 công
nghệ. WiMax dùng OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access

– một biến thể của OFDM), còn LTE dùng kỹ thuật SC-FDMA (Single Carrier
- Frequency Division Multiple Access).
- Về lý thuyết, SC-FDMA được thiết kế làm việc hiệu quả hơn và các thiết bị
đầu cuối tiêu thụ năng lượng thấp hơn OFDMA.
- TE còn có ưu thế hơn WiMax vì được thiết kế tương thích với cả phương thức
TDD (Time Division Duplex) và FDD (Frequency Division Duplex). Ngược
lại, WiMax hiện chỉ tương thích với TDD (theo một báo cáo được công bố đầu
năm nay, WiMax Forum đang làm việc với một phiên bản Mobile WiMax tích
hợp FDD). TDD truyền dữ liệu lên và xuống thông qua 1 kênh tần số (dùng
phương thức phân chia thời gian), còn FDD cho phép truyền dữ liệu lên và
xuống thông qua 2 kênh tần số riêng biệt. Điều này có nghĩa LTE có nhiều phổ
tần sử dụng hơn WiMax.
Tuy nhiên, sự khác biệt công nghệ không có ý nghĩa quyết định trong cuộc
chiến giữa WiMax và LTE.
- Hiện tại WiMax có lợi thế đi trước LTE: mạng WiMax đã được triển khai và
thiết bị WiMax cũng đã có mặt trên thị trường, còn LTE thì sớm nhất cũng phải
đến năm 2010 người dùng mới được trải nghiệm.
- Tuy nhiên LTE vẫn có lợi thế quan trọng so với WiMax. LTE được hiệp hội
các nhà khai thác GSM (GSM Association) chấp nhận là công nghệ băng rộng
di động tương lai của hệ di động hiện đang thống trị thị trường di động toàn
cầu với khoảng 2,5 tỉ thuê bao (theo Informa Telecoms & Media) và trong 3
năm tới có thể chiếm thị phần đến 89% (theo Gartner).
- Hơn nữa, LTE cho phép tận dụng dụng hạ tầng GSM có sẵn (tuy vẫn cần đầu
tư thêm thiết bị) trong khi WiMax phải xây dựng từ đầu.

11


Tiểu luận 4G LTE

Bảng tiến trình phát triển của các chuẩn 3GPP

12


Tiểu luận 4G LTE

Bảng so sánh LTE và Wimax

- Nhận thấy lợi thế của LTE, một số nhà khai thác mạng đã cân nhắc lại việc
triển khai WiMax và đã có nhà khai thác quyết định từ bỏ con đường WiMax
để chuyển sang LTE, đáng kể trong số đó có hai tên tuổi lớn nhất tại Mỹ là
AT&T và Verizon Wireless. Theo một khảo sát do RCR Wireless News và
Yankee Group thực hiện gần đây, có đến 56% nhà khai thác di động chọn LTE,
chỉ có 30% đi theo 802.16e. Khảo sát cho thấy các nhà khai thác di động ở Bắc
Mỹ và Tây Âu nghiêng về LTE, trong khi các nước mới phát triển (đặc biệt là
ở khu vực châu Á - Thái Bình Dương) thì ủng hộ WiMax.
- Trong cuộc đua 4G, WiMax và LTE hiện là hai công nghệ sáng giá nhất.
Liệu hai công nghệ này có thể cùng tồn tại độc lập hay sẽ sát nhập thành một
chuẩn chung? Hiệu năng của WiMax và LTE tương đương nhau, do vậy việc
quyết định hiện nay phụ thuộc vào yếu tố sẵn sàng và khả năng thâm nhập thị
trường.

13


Tiểu luận 4G LTE

III.Thực tiễn 4G ở Việt Nam và Thế giới:
1.Thực tiễn 4G ở Việt Nam

- Hiện tại, như các bạn thấy trên tấm bản đồ phía trên, Việt Nam chúng ta đang
thuộc nhóm quốc gia có kế hoạch triển khai mạng LTE. Mặc dù nhiều nhà
mạng đang rục rịch thử nghiệm nhưng người dùng vẫn chưa nhận được một
thông tin chính thức nào.
- Theo một số nhận định của chuyên gia nước ngoài am hiểu về thị trường di
động của Việt nam, hiện tại 3G vẫn đang đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng dữ liệu
của người dùng, do đó các nhà mạng không có gì phải vội vàng. Khó có thể nói
được thời gian chính xác để triển khai 4G LTE tại nước nhà, nhưng với tốc độ
14


Tiểu luận 4G LTE

tăng trưởng chóng mặt của doanh số các thiết bị di động bán ra như hiện nay
thì tương lai về một mạng băng thông rộng không dây sẽ không còn xa.
- Ngày 10/10/2010, trạm BTS công nghệ LTE đầu tiên không chỉ tại Việt Nam
mà còn trong khu vực các nước Đông Nam Á đã được lắp đặt hoàn thành đúng
vào dịp kỷ niệm 1000 năm Thăng Long – Hà Nội. Trạm BTS công nghệ LTE
này được đặt tại Nhà Internet, lô 2A, làng Quốc tế Thăng Long, Cầu giấy, Hà
Nội.
- Đánh giá khả năng thương mại của công nghệ LTE tại Việt Nam:

1.1.Thống kê phát triển băng rộng:
Bảng 3.16. Thống kê Internet (nguồn sách trắng MIC 2011)

1.2.Nhu cầu thị trường:
- Chỉ số phát triển ICT (ICT development Index - IDI): Việt Nam đứng trong
nhóm trung bình IDI 92/154 nước, chỉ số này cho thấy sự sẵn sàng của hạ
tầng mạng viễn thông, mức độ ứng dụng ICT và cường độ sử dụng ICT của

cả xã hội. Trong những năm tới định hướng phát triển của Việt Nam đến 2020
sẽ nằm trong nhóm có IDI từ trung bình khá trở lên.
1.3. Chỉ số Hạ tầng công nghệ thông tin và truyền thông:
15


Tiểu luận 4G LTE

Bảng 3.18. Chỉ số Hạ tầng công nghệ thông tin và truyền thông (nguồn
ITU - 2009)
Chỉ số Hạ tầng công nghệ thông
tin và truyền thông
Thuê bao điện thoại cố định dây dẫn
trên 100 dân
Thuê bao điện thoại di động trên 100
dân
Băng thông quốc tế trên một người sử
dụng (bit/s)
Tỷ lệ hộ gia đình có máy tính
Tỷ lệ hộ gia đình có Internet

Số lượng
2002
4.9

Thứ tự/154 quốc
gia
2007 2002
2007
32.7 103

37

2.4

27.2

95

704

2.6
0.6

10.1 102
5.0 99

117

118

131

116
99
95

1. 4.Mức độ sử dụng ICT:
Ở Việt Nam, Tỷ lệ số người sử dụng Internet trên 100 dân tăng từ vị trí
thứ 105/154 lên 71/154 trong vòng 5 năm 2002- 2007; Số thuê bao băng rộng
cố định trên 100 dân từ không đáng kể tiến đến đứng thứ 75/154 nước (năm

2007); thuê bao băng rộng di động năm 2007 chưa có.
1.5.Chỉ số kỹ năng ICT:
Các nội dung liên quan đến đào tạo ở trung học Việt Nam xếp thừ 92 –
100, đại học và cao đẳng xếp thứ 109 – 110, tỷ lệ xoá nạn mù chữ xếp thứ
69-70 trên 154 quốc gia.
1.6.Đánh giá thị trường:
Việt Nam theo đánh giá cũng sẽ phát triển theo tỷ lệ 10 % thuê bao
LTE trong tổng số thuê bao 3G, WiMAX trong tương lai sau năm 2015.
2.Tình hình triển khai LTE trên thế giới:
Theo thống kê và dự báo trên trang www.gsacom.com thì đến tháng 9
năm 2012 trên thế giới:
+ Có 347 nhà cung cấp đang đầu tư phát triển LTE:
- 292 nhà mạng đang lên kế hoạch triển khai LTE ở 93 quốc gia.
- 55 nhà mạng tại trên 11 quốc gia khác cam kết và đang thửnghiệm công
nghệ LTE. Trong đó có 3 nhà mạng của Việt Nam: VNPT, Viettel và FPT
+ Có 96 nhà mạng của 46 quốc gia đã tiến hành thương mại hóa dịch vụ trên
nền LTE. Đến tháng 6 năm 2012 là khoảng 28 triệu thuê bao LTE. Dự kiến
hết năm 2012 sẽ có 152 nhà mạng cung cấp dịch vụ chính thức ở 65 quốc gia
trên toàn thế giới.
16


Tiểu luận 4G LTE

+ Có 417 sản phẩm đầu cuối LTE được sản xuất bởi 67 nhà sản xuất.
2.1.Tiến trình thương mại hóa của công nghệ LTE
- Đến hết năm 2010 đã có 17 mạng LTE được triển khai cung cấp dịch
vụ. Năm 2011 đã có thêm 30 mạng LTE. Đến tháng 9 năm 2012 đã có
thêm 49 mạng LTE.
Theo dự báo của các nhà phân tích thì đến năm 2015 trên toàn thế giới có

3,4 tỷ thuê bao băng rộng, trong đó: 273 triệu thuê bao LTE (7%); 3,6 tỷ
thuê bao HSPA
(73.06%).
2.2.Các dịch vụ triển khai trên nền mạng 4G LTE
Gồm: Dịch vụ thoại, tin nhắn, Truyền thông tốc độ cao (High
Multimedia), Dịch vụ dữ liệu (Data Service), Dịch vụ đa phương tiện
(Multimedia Service), Tính toán mạng công cộng (PNC), Bản tin hợp nhất
(Unified Messaging), Thương mại điện tử (E-Commerce/ M-Commerce), Trò
chơi tương tác trên mạng (Interactive gaming), Quản lý tại gia (Home
Manager) ...

3.Định hướng cấp phép mạng 4G LTE:
3. 1. Định hướng công nghệ:
Hiện tại WiMAX và LTE được coi là 2 công nghệ mạng di động
4G. LTE đã giành ưu thế so với WiMAX: LTE là công nghệ đầu tiên trên
thế giới thương mại hóa; có hơn 80% telco trên thế giới hiện đang sử dụng
17


Tiểu luận 4G LTE

công nghệ GSM, công nghệ LTE có khả năng tương thích gần như hoàn hảo
với công nghệ nền tảng GSM. Ngay cả các telco sử dụng công nghệ
CDMA cũng chuyển tiếp lên 4G với công nghệ LTE. Các hãng sản xuất thiết
bị viễn thông hàng đầu thế giới đã cùng với các telco lớn trên thế giới thực
hiện các cuộc thử nghiệm trên công nghệ LTE và đã đạt những thành công.
3.2. Hình thức và mục tiêu cấp phép:
- Phạm vi triển khai (triển khai trên toàn quốc, theo vùng);
Thời gian triển khai nhanh - cạnh tranh phát triển hạ tầng;
- Hiệu quả sử dụng tài nguyên viễn thông;

- Giảm chi phí đầu tư hạ tầng mạng thông qua các chính về roaming quốc gia;
- Chia sẻ sử dụng chung CSHT nhưng không làm mất tính cạnh tranh;
- Xem xét việc có thể bổ sung tần số ở các băng tần khác sau khi giải phóng,
quy hoạch đáp ứng triển khai công nghệ LTE.
IV. TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM:
1. Triển khai LTE trên thế giới:
Theo các cuộc khảo sát gần đây có hơn 80% nhà cung cấp dịch vụ di động
(telco) trên thế giới hiện đang sử dụng công nghệ GSM (gồm GSM,
GPRS/EDGE, HSPA). Theo giới chuyên gia phân tích và đánh giá, lợi thế về hạ
tầng sẵn có và số lượng người sử dụng đông đảo là lý do chính để phát triển thị
trường di động băng thông rộng với công nghệ HSPA và tiếp theo sẽ là LTE.
Đặc tả kỹ thuật của công nghệ LTE có khả năng tương thích gần như hoàn hảo
với công nghệ nền tảng GSM. Không chỉ GSM, các telco sử dụng công nghệ
CDMA cũng không bỏ qua cơ hội chuyển tiếp lên 4G với công nghệ LTE.
Bên cạnh sản phẩm mới, hội nghị thế giới di động (MWC) thường niên cũng là
nơi các công nghệ mới và định hướng phát triển của ngành viễn thông di động
được giới thiệu rộng rãi đến công chúng. Tại MWC 2011 ở Barcelona (Tây
Ban Nha), LTE là một trong những đề tài được quan tâm nhiều nhất.
Thực tế cho thấy, hầu hết các hãng sản xuất thiết bị viễn thông hàng đầu thế giới:
Alcatel-Lucent, Ericsson, Motorola, Nokia, Nokia Siemens Networks, Huawei,
LG Electronics, Samsung, NEC, Fujitsu...đã nhận ra tiềm năng to lớn này và đã
cùng bắt tay với các telco lớn trên thế giới (Verizon Wireless, AT&T, France
Telecom- Orange, NTT DoCoMo, T-Mobile, China Mobile, ZTE...) thực hiện
các cuộc thử nghiệm quan trọng trên công nghệ LTE và đã đạt những thành
công đáng kể.

18


Tiểu luận 4G LTE

Trong đó, Nokia Siemens Networks đã công bố thử nghiệm thành công LTE
với tốc độ lên đến 173Mbps trong môi trường đô thị với nhiều thuê bao cùng
lúc trên tần số 2,6GHz, băng thông 20MHz. Alcatel-Lucent thông báo đã thử
nghiệm thành công LTE với tốc độ tải về đạt 80Mbps. ZTE (Trung Quốc) cũng
cho biết đã trình diễn thành công LTE với mức tốc độ tải về 130Mbps. Tiếp đó,
Motorola cũng tuyên bố, họ đã cộng tác với các nhà khai thác di động của Anh
hoàn thành cuộc thử nghiệm kết nối ngoài trời đối với công nghệ LTE, tần số
700MHz và 2,6GHz. Mới đây, Motorola tiếp tục công bố họ đã hoàn tất thử
nghiệm giai đoạn một công nghệ TD-LTE (TD Mode - LTE) với Bộ Công
nghiệp và CNTT (MIIT) Trung Quốc, tốc độ tải xuống thực tế đạt được 80Mbps.
Các cuộc thử nghiệm và trình diễn này đã chứng tỏ khả năng tuyệt vời của công
nghệ LTE và khả năng thƣơng mại hóa LTE đã đến rất gần. Kế hoạch thử
nghiệm và triển khai công nghệ LTE vẫn đang được các công ty trên cùng hợp
tác thúc đẩy và đến nay đã chính thức có dịch vụ LTE thương mại.Trong cuộc
chạy đua để trở thành để trở thành nhà khai thác mạng đầu tiên đưa vào vận
hành thương mại các dịch vụ LTE, TeliaSonera đã về đích sớm nhất.
TeliaSonera là telco đầu tiên trên thế giới thương mại hóa công nghệ LTE tại
hai thủ đô Stockholm (Thụy Điển) và Oslo (Na Uy) vào năm 2010 và tiếp tục
triển khai sang Phần Lan. Song hành với chiến dịch triển khai mạng 4G LTE,
TeliaSonera cũng tiếp tục mở rộng mạng Turbo-3G (công nghệ HSPA) nhằm
tăng dung lượng và khu vực phủ sóng. Trong năm nay, TeliaSonera tiếp tục mở
rộng mạng 4G đến 25 thành phố lớn của Thụy Điển và 4 thành phố của Na Uy.
Hãng này sử dụng công nghệ LTE tần số 2,6GHz cùng với băng thông 20MHz,
tốc độ tối đa lên đến 100Mbps.

Telstra (Úc) là một trong những nhà mạng đầu tiên trên thế giới chính thức xác
nhận về việc triển khai LTE của mình một cách rộng rãi. Theo nhà mạng này, họ
19

Tiểu luận 4G LTE

sẽ thử nghiệm LTE từ cuối năm 2011 tại khu vực trung tâm các thành phố lớn của
Úc. Song song đó, Ericsson có thể là nhà sản xuất thiết bị đầu tiên phát triển các
hạ tầng phục vụ hệ thống mạng trên tần số 1.800 MHz. Và Sierra Wireless
cũng sẽ đưa ra thị trường các thiết bị "lưỡng tính" hỗ trợ người dùng tương
thích ngược với hệ mạng 3G khi ra khỏi vùng phủ sóng LTE.
Theo Wireless Intelligence, có khoảng 10-15 mạng LTE được đưa vào phục vụ
vào cuối năm 2010 và lên đến 30 mạng vào cuối năm 2012. Tại thị trường Mỹ,
Verizon Wireless cho biết, mạng LTE của họ sẽ sử dụng phổ 10MHz và hỗ trợ
tốc độ từ 5Mbps -12Mbps. Đại diện hãng Verizon Wireless cho biết, những
chiếc điện thoại LTE đầu tiên của hãng sẽ có hai bộ chip vô tuyến. Vì vậy,
chúng sẽ làm việc trên cả mạng LTE và mạng viễn thông trên công nghệ
CDMA hiện nay. Verizon Wireless dự kiến sẽ cho ra mắt chiếc điện thoại
không dây đầu tiên tích hợp công nghệ LTE vào giữa năm 2011. Ericsson và
Alcatel-Lucent là các đối tác cung cấp thiết bị cho mạng LTE của Verizon
Wireless.

Tiếp theo, AT&T cũng có kế hoạch thƣơng mại hóa LTE vào năm 2011. Hãng
này tuyên bố có đủ băng thông 20MHz dành cho LTE để phủ sóng cho hơn
100 thành phố lớn nhất của Mỹ. NTT DoCoMo là nhà khai thác di động đầu
tiên của Nhật Bản thử nghiệm thành công LTE với tốc độ đạt đến 250Mbps
tuyên bố sẽ bắt đầu đưa ra các dịch vụ LTE từ 2010. Giai đoạn đầu mạng LTE
của NTT DoCoMo sẽ sử dụng tần số 2GHz, băng thông 15MHz và anten
MIMO cho khoảng 20 nghìn trạm gốc. Và đến cuối năm 2012 sẽ chuyển sang sử
dụng tần số 1,5GHz. Hiện nay, Ericsson cũng là hãng cung cấp cơ sở hạ tầng
mạng cho NTT DoCoMo. Song hành với NTT DoCoMo KDDI, các telco như
KDDI, Softbank Mobile, eMobile đều đã được cơ quan quản lý viễn thông
Nhật Bản - Bộ nội chính và truyền thông (MIC) phê chuẩn kế hoạch triển khai

mạng LTE. Cơ quan phát triển Viễn thông và CNTT Singapore (IDA) đang cân
nhắc về việc cho ra mắt băng tần LTE và WiMAX vào năm 2012, trước 3 năm
so với thời gian dự kiến ban đầu. Cùng lúc này, cả ba nhà khai thác di động
Singtel, StarHub và MobileOne cũng cho lắp đặt thử nghiệm dịch vụ LTE tần số
2,5GHz.

20


Tiểu luận 4G LTE

Tại triển lãm CES hồi đầu năm tại Las Vegas, Verizon Wireless đã giới hạn thiệu
rất nhiều sản phẩm sử dụng công nghệ LTE : gồm 3 mẫu tablet, 4 mẫu
smartphone, 2 mẫu laptop và một mẫu hotspot di động. Tất cả chúng đến từ 4
đơn vị OEM khác nhau, sử dụng 4 loại chipset không dây khác nhau.
Hiện đã có 10 mạng di động (MNO) hỗ trợ LTE trên phạm vi toàn cầu. Dự
kiến trong 2011 sẽ có thêm 30 MNO khác. Về phía WiMAX, đa số các MNO tập
trung ở châu Âu, tiếp đến là châu Á - TBD, vùng Trung Đông rồi mới đến Mỹ.
Đại diện các nhà mạng với số thuê bao lớn nhất thế giới như China Mobile
(Trung Quốc) hay Bharti Airtel (Ấn Độ) đã liên kết thành lập nhóm phát triển
chuẩn LTE gọi tắt là GTI. Chủ tịch Softbank (Nhật) Masayoshi Son cho biết
nhà mạng này cũng ủng hộ việc đưa LTE trở thành chuẩn mạng thế hệ tiếp
theo dựa trên các ưu điểm giá thành thấp, tốc độ mạng cao và hiệu suất tần số
tốt hơn hẳn các hệ mạng khác. Ông cũng chỉ ra rằng số đông luôn đóng vai trò
quyết định trong các vấn đề tương tự và vì thế với 2/3 dân số thế giới, khi hậu
thuẫn cho LTE, các nhà mạng Châu Á gần như đã quyết định xong số phận của
một chuẩn mạng 4G chung cho toàn cầu.
Theo số liệu của Hiệp hội các nhà sản xuất di động toàn cầu GSA, tới giữa năm
2010, thế giới đã có 80 nhà mạng tại 33 quốc gia cam kết phát triển lên LTE,
trong đó có 21 nhà mạng ở khu vực châu Á-Thái Bình Dương. Tại Đông Nam

Á đã có M1, SingTel và StarHub đều ở Singapore triển khai LTE.

21


Tiểu luận 4G LTE

2. Triển khai LTE tại VIỆT NAM:
Bộ TT&TT vừa cho biết hiện đang hoàn thiện thủ tục để cấp phép thử
nghiệm LTE cho EVN Telecom và Gtel. Như vậy, đã có 7 doanh nghiệp được
thử nghiệm công nghệ tiền 4G này.

Trước đó, Bộ TT&TT đã đồng ý cho VNPT, Viettel, FPT Telecom, CMC và
VTC được thử nghiệm mạng di động công nghệ LTE. Thời gian thử nghiệm là
1 năm.
Theo Luật Viễn thông, các doanh nghiệp sẽ phải đấu giá tần số để lấy giấy phép
này. Sau khi đấu giá, các doanh nghiệp có thể chuyển nhượng tần số nếu
muốn. Việc đấu giá tần số là nhằm tránh tình trạng xin giấy phép để "giữ chỗ".
Ngày 10/10/2010, VNPT đã tuyên bố hoàn thành trạm BTS theo công nghệ LTE
đầu tiên đặt tại tòa nhà Internet, lô 2A, làng Quốc tế Thăng Long, Cầu Giấy, Hà
Nội với tốc độ truy cập Internet có thể lên đến 60 Mbps. Giai đoạn 1 dự án thử
nghiệm cung cấp dịch vụ vô tuyến băng rộng công nghệ LTE của VNPT sẽ được
22


Tiểu luận 4G LTE

VDC triển khai với 15 trạm BTS tại Hà Nội, bán kính phủ sóng mỗi trạm khoảng
1km.
Về phía Viettel, tập đoàn này cũng cho biết, sẽ phối hợp với Huawei tiến

hành lắp đặt, tích hợp thiết bị LTE tại quận Tân Bình, TP.HCM. Trước đó,
Viettel cũng đã tiến hành thử nghiệm ở Hà Nội. Cụ thể, Viettel sẽ tiến hành
thử nghiệm một hệ thống mạng mới hoàn chỉnh với 40 trạm LTE tại hai quận
Đống Đa và Ba Đình. Sau đó, dự kiến trong quý 1/2011, Viettel sẽ cung cấp
dịch vụ 4G cho một số khách hàng dùng thử.Mạng này cho biết, khi triển khai,
mạng 4G sẽ không ảnh hưởng đến chất lượng mạng 3G và 2G đang cung cấp cho
khách hàng.

Theo
giới
chuyên môn, từ khi Việt Nam bắt đầu thử nghiệm công nghệ 3G đến khi chính
thức thương mại hóa đã mất tới 6 năm. Vì vậy, một vài năm tới sẽ không phải là
thời điểm thích hợp để triển khai công nghệ này.
Theo Luật Viễn thông, các doanh nghiệp sẽ phải đấu giá tần số để lấy giấy
phép này. Sau khi đấu giá, các doanh nghiệp có thể chuyển nhượng tần số nếu
muốn. Việc đấu giá tần số là nhằm tránh tình trạng xin giấy phép để "giữ chỗ".
Bộ TT&TT cho biết sắp tới Bộ sẽ tiến hành tổng kết 1 năm cấp phép triển khai
dịch vụ di động 3G. Việc tổng kết này sẽ tập trung đánh giá hiệu quả và bài
học kinh nghiệm trong quá trình triển khai mạng 3G. Đây sẽ là cơ sở quan
trọng để Bộ TT&TT để tiến hành cấp phép 4G trong thời gian tới.

23


Tiểu luận

4G LTE

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………
Ngày
tháng
năm 2015

ThS. CHU TIẾN DŨNG

24