nghiên cứu cơ chế quản lý chất lượng dịch vụ trong mạng lte

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------Bùi Quang Thái

NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG
MẠNG LTE

Chuyên ngành : Kỹ Thuật Viễn Thông

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
1.TS. Nguyễn Quốc Khương

Hà Nội – Năm 2016


LUẬN VĂN THẠC SĨ

Lời cam đoan
Tên tôi là: Bùi Quang Thái
Học viên lớp cao học Kỹ thuật viễn thông - Khóa CH2014A - Trường Đại học Bách
khoa Hà Nội.
Xin cam đoan: Đề tài:” Nghiên cứu cơ chế quản lý chất lượng dịch vụ trong mạng
LTE” do thầy giáo TS. NGUYỄN QUỐC KHƯƠNG hướng dẫn là công trình tổng
hợp và nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả nội dung trong luận văn đúng như trong đề
cương và yêu cầu của thầy giáo hướng dẫn. Các tài liệu tham khảo đều có nguồn
gốc, xuất xứ rõ ràng.
Hà Nội, ngày tháng

năm 2016

Học viên

BÙI QUANG THÁI

i


LUẬN VĂN THẠC SĨ

Mục lục
Lời cam đoan ............................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .........................................................................v
DANH MỤC CÁC BẢNG....................................................................................... xii
DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... xiii
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ LTE (Long term evolution) .............5
1.1Giới thiệu chương ...............................................................................................5
1.2.Giới thiệu về công nghệ LTE ............................................................................5
1.3.Xu thế triển khai LTE trên thế giới và hiện trạng triển khai ở Việt Nam .........9
Tổng kết chương ....................................................................................................11
CHƯƠNG II: KIẾN TRÚC MẠNG VÀ GIAO THỨC ...........................................12
2.1.Giới thiệu chương ............................................................................................12
2.2.Kiến trúc mạng LTE ........................................................................................12
2.2.1.Tổng quan về cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống.....................................12
2.2.2.Thiết bị người dùng ( UE) .........................................................................13
2.2.3.E-UTRAN NodeB (eNodeB) ....................................................................13
2.2.4.Thực thể quản lý tính di động (MME) ......................................................14
2.2.5.Cổng phục vụ ( S-GW) ..............................................................................16

2.2.6.Cổng mạng dữ liệu gói( P-GW) ................................................................17
2.2.7.Chức năng chính sách và tính cước tài nguyên ( PCRF) ..........................19
2.2.8.Máy chủ thuê bao thường trú (HSS) .........................................................19
2.2.Các giao diện và giao thức trong kiến trúc cơ bản của hệ thống .....................20
2.3.Giao thức trạng thái và chuyển tiếp trạng thái .................................................24
2.4.Kiến trúc hệ thống phát quảng bá đa điểm ......................................................25
2.5.Kiến trúc miền thời gian toàn phần(Overall time domai structure) ................27
2.6.Hệ thống kênh truyền trong LTE .....................................................................28
2.6.1 Hệ thống kênh đường xuống .....................................................................29
2.6.2. Hệ thống kênh đường lên .........................................................................31

ii


LUẬN VĂN THẠC SĨ

2.7.Các thủ tục lớp vật lý .......................................................................................31
2.7.1.

Thủ tục HARQ ......................................................................................31

2.7.2.Ứng trước định thời ...................................................................................33
2.7.3.Điều khiển công suất .................................................................................33
2.7.4.Nhắn tin .....................................................................................................34
2.7.5.Thủ tục báo cáo phản hồi kênh ..................................................................35
2.7.6.Hoạt động chế độ bán song công ..............................................................35
2.7.7.Các lớp khả năng của UE và các đặc điểm được hỗ trợ ............................36
Tổng kết chương ....................................................................................................37
CHƯƠNG III: TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE .......................................38
3.1 Giới thiệu chương ............................................................................................38

3.2.Kỹ thuật đa truy nhập cho đường xuống OFDMA ..........................................38
3.2.1.OFDM .......................................................................................................38
3.2.2.Các tham số OFDMA ................................................................................40
3.2.3.Truyền dẫn dữ liệu hướng xuống ..............................................................43
3.3.Kỹ thuật đa truy nhập cho đường lên LTE SC-FDMA ...................................44
3.3.1.SC-FDMA .................................................................................................45
3.3.2.Các tham số SC-FDMA ............................................................................46
3.3.3.Truyền dẫn dữ liệu hướng lên ...................................................................47
3.4.Truy nhập ngẫu nhiên ......................................................................................48
Tổng kết chương ....................................................................................................51
CHƯƠNG IV CƠ CHẾ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG
LTE............................................................................................................................52
4.1.Giới thiệu chương ............................................................................................52
4.2.Giới thiệu về QoS ............................................................................................52
4.3.Các thuộc tính của QoS ...................................................................................57
4.4.Kiến trúc QoS ..................................................................................................60
4.5.Cơ chế nâng cao và đảm bảo chất lượng dịch vụ trong mạng LTE ................63
4.5.1.Lập lịch và quản lý tài nguyên vô tuyến trong môi trường OFDMA-TDD
............................................................................................................................63

iii


LUẬN VĂN THẠC SĨ

4.5.2.Quản lý tài nguyên vô tuyến......................................................................64
4.5.3.Cơ chế lập lịch ...........................................................................................72
4.5.4.Các yêu cầu lập lịch và báo cáo trạng thái bộ đệm ...................................76
4.5.5.Các kỹ thuật lập lịch trong LTE ................................................................78
4.6. Phân tích và đánh giá kết quả mô phỏng với các thuật toán lập lịch khác

nhau. .......................................................................................................................86
4.6.1.Giới thiệu chương trình LTE System Level Simulation ...........................86
4.6.2.Thiết lập mô phỏng....................................................................................87
4.6.3. Đánh giá kết quả và phân tích. .................................................................90
4.7.Thách thức về chất lượng và dịch vụ trong mạng LTE .................................101
4.8.Bảo mật dịch vụ trong mạng LTE .................................................................102
Tổng kết chương ..................................................................................................103
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................104
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................106

iv


LUẬN VĂN THẠC SĨ

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
3GPP
AAA
ACF
ACIR
ACK
ACLR
ACS
ADC
ADSL
AM
AMBR
AMD
AMR
AMRNB

AMRWB
ARP
ATB
AWGN

Third Generation Partnership
Project
Authentication, Authorization and
Accounting
Analog Channel Filter
Adjacent Channel Interference
Rejection
Acknowledgement
Adjacent Channel Leakage Ratio
Adjacent channel selectivity
Analog-to Digital Conversion
Asymmetric Digital Subscriber
Line
Acknowledged Mode
Aggregate Maximum Bit Rate
Acknowledged Mode Data
Adaptive Multi-Rate

Dự án các đối tác thế hệ thứ ba
Xác thực, cấp phép và tính cước
Bộ lọc kênh tương tự
Loại bỏ nhiễu kênh lân cận
Sự báo nhận
Tỉ lệ dò kênh lân cận
Chọn lọc kênh lân cận

Chuyển đổi tương tự - số
Đường dây thuê bao số không đối
xứng
Chế độ báo nhận
Tốc độ bít tối đa cấp phát
Dữ liệu chế độ báo nhận
Đa tốc độ thích ứng

Adaptive Multi-Rate Narrowband

Băng hẹp đa tốc độ thích ứng

Adaptive Multi-Rate Wideband
Allocation Retention Priority
Adaptive Transmission Bandwidth
Additive White Gaussian Noise

Băng rộng đa tốc độ thích ứng
Ưu tiên duy trì cấp phát
Băng thông truyền dẫn thích nghi
Nhiễu Gauss trắng thêm vào
Hệ thống điện thoại di động tiên
tiến
Băng gốc
Kênh điều khiển phát quảng bá
Kênh phát quảng bá
Hệ thống điện thoại di động tiên
tiến
Bộ lọc băng tần
Khóa dịch pha nhị phân

Trạm gốc
Điều khiển trạm gốc
Báo cáo tình trạng bộ đệm
Trạm thu phát gốc
Dải thông
Tốc độ bít không đổi

AMPS
BB
BCCH
BCH

Advanced Mobile Phone Sytem
Baseband
Broadcast Control Channel
Broadcast Channel

AMPS
BPF
BPSK
BS
BSC
BSR
BTS
BW
CBR

Advanced Mobile Phone Sytem
Band Pass Filter
Binary Phase Shift Keying

Base Station
Base Station Controller
Buffer Status Report
Base Transceiver Station
Bandwidth
Constant Bit Rate
v


LUẬN VĂN THẠC SĨ

CCE
CCCH
CDD
CDF
CDM
CDMA
AIR
CP
CPICH
CQI
CRC

Control Channel Element
Common Control Channel
Cyclic Delay Diversity
Cumulative Density Function
Code Division Multiplexing
Code Division Multiple Access
Carrier to Interference Ratio

Cyclic Prefix
Common Pilot Channel
Channel Quality Information
Cyclic Redundancy Check
Cell Radio Network Temporary
C-RNTI Identifier
CS
Circuit Switched
CSCF
D-BCH
DCCH
DCI
DFCH
A
DFT
DL
UL
DLSCH

Call Session Control Function
Dynamic Broadcast Channel
Dedicated Control Channel
Downlink Control Information
Dynamic Frequency and Channel
Allocation
Discrete Fourier Transform
Downlink
Uplink

EDGE

EPC
EPDG
EUTRA
N
EDO

Cấp phát kênh và tần số động
Biến đổi fourier rời rạc
Đường xuống
Đường lên
Kênh chia sẻ đường xuống

Downlink Shared Channel
Dedicated Physical Control
DPCCH Channel
DTX
Discontinuous Transmission
DwPTS
E-DCH

Phần tử kênh điều khiển
Kênh điều khiển chung
Phân tập trễ vòng
Chức năng mật độ tích lũy
Ghép kênh phân chia theo mã
Đa truy nhập phân chia theo mã
Tỷ số sóng mang trên tập âm
Tiền tố vòng
Kênh điều khiển chung
Thông tin chất lượng kênh

Kiểm tra dư vòng
Nhận dạng tạm thời mạng vô tuyến
tế bào
Chuyển mạch kênh
Chức năng điều khiển phiên cuộc
gọi
Kênh phát quảng bá động
Kênh điều khiển riêng
Thông tin điều khiển đường xuống

Downlink Pilot Time Slot
Enhanced DCH
Enhanced Data Rates for GSM
Evolution
Evolved Packet Core
Evolved Packet Data Gateway

Kênh điều khiển vật lý riêng
Truyền phát không liên tục
Khe thời gian điều khiển đường
xuống
DCH được tăng cường
Tốc độ dữ liệu tăng cường cho
GSM phát triển
Mạng lõi gói phát triển
Cổng dữ liệu gói phát triển

Evolved Universal Terrestrial
Radio Access
Evolution Data Only

Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn
cầu phát triển
Chỉ có dữ liệu phát triển

vi


LUẬN VĂN THẠC SĨ

FD
FDD
FDM

Frequency Domain
Frequency Division Duplex
Frequency Division Multiplexing
Frequency Domain Packet
FDPS
Scheduling
FFT
Fast Fourier Transform
FS
Frequency Selective
GERA GSM/EDGE Radio Access
N
Network
GGSN Gateway GPRS Support Node
GP
Guard Period

GPRS
General packet radio service
GPS
Global Positioning System
GRE
Generic Routing Encapsulation
Global System for Mobile
GSM
Communications
GTP
GPRS Tunneling Protocol
GPRS Tunneling Protocol, Control
GTP-C Plane
Globally Unique Temporary
GUTI
Identity
GW
Gateway
HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest
HO
Handover
High Speed Downlink Packet
HSDPA Access
HSHigh Speed Downlink Shared
DSCH
Channel
HSCSD
HSPA
HSPDSCH
HSS

HSSCCH
HSUPA
ICI
ICIC
ID

High Speed Circuit Switched Data
High Speed Packet Access
High Speed Physical Downlink
Shared Channel
Home Subscriber Server
High Speed Shared Control
Channel
High Speed Uplink Packet Access
Inter-carrier Interference
Inter-Cell Interference Control
Identity

vii

Miền tần số
Song công phân chia tần số
Ghép kênh phân chia tần số
Lập biểu gói miền tần số
Biến đổi furier nhanh
Lựa chọn tần số
Mạng truy nhập vô tuyến
GSM/EDGE
Nút cổng hỗ trợ GPRS
Khoảng bảo vệ

Dịch vụ vô tuyến gói chung
Hệ thống định vị toàn cầu
Đống gói định tuyến chung
Hệ thống truyền thông di động toàn
cầu
Giao thức đường hầm GPRS
Mặt phẳng điều khiển, giao thức
đường hầm GPRS
Nhận dạng tạm thời duy nhất toàn
cầu
Cổng
Yêu cầu lặp lại tự động hỗ hợp
Sự chuyển vùng
Truy nhập gói đường xuống tốc độ
cao
Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ
cao
Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ
cao
Truy nhập gói tốc độ cao
Kênh chia sẻ đường xuống vật lý
tốc độ cao
Máy chủ thuê bao thường trú
Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao
Truy nhập gói đường lên tốc độ cao
Nhiễu liên sóng mang
Điều khiển nhiễu liên ô
Nhận dạng

LUẬN VĂN THẠC SĨ

IFFT
IMS
IMT
IP
ISDN
ISI
LNA
LO
LOS
LTE
MAC
MAP
MBMS
MBR
MCH
MCS
MGW
MIMO
MIP
MM
MME
MPR
MSC
NACK
NAS
NAS
NB
NMT

OFDM
OFDM
A
O&M
PAPR
PAR
PC

Inverse Fast Fourier Transform
IP Multimedia Subsystem
International Mobile
Telecommunications
Internet Protocol
Integrated Services Digital
Network
Inter Symbols Interference
low noise amplifier
Local Oscillator
Line of Sight
Long Term Evolution
Medium Access Control
Mobile Application Part
Multimedia Broadcast Multicast
System
Maximum Bit Rate
Multicast Channel
Modulation and Coding Scheme
Media Gateway
Multiple Input Multiple Output
Mobile IP

Mobility Management
Mobility Management Entity
Maximum Power Reduction
Mobile Switching Center
Negative Acknowledgement
Non-access Stratum
Network Address Table
Narrowband
Nordic Mobile Telephone
Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Orthogonal Frequency Division
Multiple Access
Operation and Maintenance
Peak to Average Power Ratio
Peak-to-Average Ratio
Power Control

viii

Biến đổi furier nhanh nghịch đảo
Hệ thống con đa phương tiện IP
Truyền thông di động quốc tế
Giao thức Internet
Mạng số dịch vụ tích hợp
Nhiễu liên ký tự
Khuyêch đại âm nhiễu thấp
Bộ dao động nội
Tầm nhìn thẳng
Sự phát triển dài hạn

Điều khiển truy nhập môi trường
Phần ứng dụng di động
Hệ thống phát quảng bá đa điểm đa
phương tiện
Tốc độ bít tối đa
Kênh đa điểm
Sơ đồ mã hóa và điều chế
Cổng phương tiện
Đa đầu vào đa đầu ra
IP di động
Quản lý tính di động
Phần tử quản lý tính di động
Sự giảm công suất tối đa
Chung tâm chuyển mạch di động
Báo nhận không thành công
Tầng không truy nhập
Bảng địa chỉ mạng
Băng hẹp
Điện thoại di động Bắc Âu
Ghép kênh phân chia tần số trực
giao
Đa truy nhập phân chia tần số trực
giao
Vận hành và bảo dưỡng
Tỉ lệ công suất đỉnh tới trung bình
Tỉ lệ đỉnh-trung bình
Điều khiển công suất


LUẬN VĂN THẠC SĨ

Parallel Concatenated Convolution
PCCC
Coding
PCCPC Primary Common Control Physical
H
Channel
PCFIC Physical Control Format Indicator
H
Channel
PCH
Paging Channel
PCI
Physical Cell Identity
PCM
Pulse Code Modulation
Policy and Charging Resource
PCRF
Function
PCS
Personal Communication Services
Physical Downlink Control
PDCCH Channel
PDCP
Packet Data Convergence Protocol
PDN
Packet Data Network
PDU
Payload Data Unit
PDSCH Physical Downlink Shared Channel

P-GW
Packet Data Network Gateway
PHICH Physical HARQ Indicator Channel
PHY
Physical Layer
PLL
Phase Locked Loop
PLMN Public Land Mobile Network
PMIP
Proxy Mobile IP
PN
Phase Noise
PRACH Physical Random Access Channel
PRB
Physical Resource Block
PS
Packet Switched
PSD
Power Spectral Density
PSS
Primary Synchronization Signal
PUCCH Physical Uplink Control Channel
PUSCH Physical Uplink Shared Channel
QAM
Quadrature Amplitude Modulation
QCI
QoS Class Identifier
QoS
Quality of Service
QPSK

Quadrature Phase Shift Keying
RACH Random Access Channel
RAN
Radio Access Network
RAR
Random Access Response

ix

Mã xoắn ghép song song
Kênh vật lý điều khiển chung sơ
cấp
Kênh chỉ thị dạng điều khiển vật lý
Kênh nhắn tin
Nhận dạng ô vật lý
Điều chế xung mã
Chức năng tính cước tài nguyên và
chính sách
Dịch vụ truyền thông cá nhân
Kênh điều khiển đường xuống vật
lý
Giao thức hội tụ dữ liệu gói
Mạng dữ liệu gói
Đơn vị dữ liệu tải tin
Kênh chia sẻ đường xuống vật lý
Cổng mạng dữ liệu gói
Kênh chỉ thị HARQ vật lý
Lớp vật lý
Vòng khóa pha
Mạng di động mặt đất công cộng

IP di động ủy nhiệm
Tiếng ồn pha
Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý
Khối tài nguyên vật lý
Chuyển mạch gói
Mật độ phổ công suất
Tín hiệu đồng bộ sơ cấp
Kênh điều khiển hướng lên vật lý
Kênh chia sẻ hướng lên vật lý
Điều chế biên độ cầu phương
Nhận dạng cấp QoS
Chất lượng dịch vụ
Khóa dịch pha vuông góc
Kênh truy nhập ngẫu nhiên
Mạng truy nhập vô tuyến
Đáp ứng truy nhập ngẫu nhiên


LUẬN VĂN THẠC SĨ

RB
RBG
RF
RI
RLC
RNC
RRC
RRM
RS
RSCP

RSRP
RSRQ
RSSI
SAE
SCCPC
H
SCM
SCFDMA
SCH
SCTP
SDU
SFBC
SFN
SGSN
S-GW
SIB
SIMO
SMS
SNR
SON
SR
SRACH
SRB
SRS
SSS

Resource Block
Radio Bearer Group
Radio Frequency
Rank Indicator

Radio Link Control
Radio Network Controller
Radio Resource Control
Radio Resource Management
Reference Signal
Received Symbol Code Power
Reference Symbol Received Power
Reference Symbol Received
Quality
Received Signal Strength Indicator
System Architecture Evolution
Secondary Common Control
Physical Channel
Spatial Channel Model
Single Carrier Frequency Division
Multiple Access
Synchronization Channel
Stream Control Transmission
Protocol
Service Data Unit
Space Frequency Block Coding
System Frame Number
Serving GPRS Support Node
Serving Gateway
System Information Block
Single Input Multiple Output
Short Message Service
Signal to Noise Ratio
Self Optimized Networks
Scheduling Request

Khối tài nguyên
Nhóm truyền tải vô tuyến
Tần số vô tuyến
Chỉ thị bậc
Điều khiển kết nối vô tuyến
Điều khiển mạng vô tuyến
Điều khiển tài nguyên vô tuyến
Quản lý tài nguyên vô tuyến
Tín hiệu chuẩn
Công suất mã ký hiệu nhận được
Công suất thu được ký hiệu chuẩn

Short Random Access Channel
Signaling Radio Bearer
Sounding Reference Signals
Secondary Synchronization Signal

Kênh truy nhập ngẫu nhiên ngắn
Phần tử mang báo hiệu vô tuyến
Tín hiệu chuẩn thăm dò
Tín hiệu đồng bộ thứ cấp

x

Chất lượng thu được ký hiệu chuẩn
Chỉ thị cường độ tín hiệu thu được
Phát triển kiến trúc hệ thống
Kênh vật lý điều khiển chung thứ
cấp

Chế độ kênh không gian
Đa truy nhập phân chia tần số đơn
sóng mang
Kênh đồng bộ
Giao thức truyền dẫn điều khiển
luồng
Đơn vị dữ liệu dịch vụ
Mã khối tần số không gian
Số khung hệ thống
Nút hỗ trợ dịch vụ GPRS
Cổng phục vụ
Khối thông tin hệ thống
Đơn đầu vào đa đầu ra
Dịch vụ bản tin ngắn
Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu
Mạng tự tối ưu
Yêu cầu lập lịch biểu


LUẬN VĂN THẠC SĨ

SUMIMO
S1AP
TA
TBS
TACS
TD
TDD
TDLTE
TDSCDM

A
TPC
TRX
TTI
UDP
UE
UL
ULSCH
UMTS
UpPTS
USIM
UTRA
UTRA
N
VMIMO
VoIP
WCDM
A

Single User Multiple Input
Multiple Output
S1 Application Protocol
Tracking Area
Transport Block Size
Total Access Communication
Sytem
Time Domain
Time Division Duplex
Time Division Long Term
Evolution

Time Division Synchronous Code

Đơn người dùng - Đa đầu vào đa
đầu ra
Giao thức ứng dụng S1
Khu vực theo dõi
Kích thước khối truyền tải
Hệ thống truyền thông truy nhập
toàn phần
Miền thời gian
Song công phân chia thời gian

Division Multiple Access
Transmit Power Control
Transceiver
Transmission Time Interval
Unit Data Protocol
User Equipment
Uplink

Nhập phân chia theo mã đồng bộ
Điều khiển công suất phát
Bộ thu phát
Khoảng thời gian truyền
Giao thức đơn vị dữ liệu
Thiết bị đầu cuối
Đường lên

Uplink Shared Channel
Universal Mobile

Telecommunications System
Uplink Pilot Time Slot
Universal Subscriber Identity
Module
Universal Terrestrial Radio Access
Universal Terrestrial Radio Access
Network

Kênh chia sẻ đường lên
Hệ thống thông tin di động toàn
cầu
Khe thời gian dẫn hướng đường lên
Modun nhận dạng thuê bao toàn
cầu
Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn
cầu
Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất
toàn cầu

Virtual MIMO
Voice over IP
Wideband Code Division Multiple
Access

MIMO ảo
Thoại qua IP
Đa truy nhập phân chia theo mã
băng rộng

xi

Phân chia theo thời gian - LTE
Phân chia theo thời gian – đa truy


LUẬN VĂN THẠC SĨ

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Các đặc điểm chính của công nghệ LTE .....................................................5
Bảng 2.1 Tóm tắt các giao thức và giao diện trong cấu hình kiến trúc hệ thống cơ
bản. ............................................................................................................................23
Bảng 2.2 Các loại thiết bị LTE..................................................................................36
Bảng 3.1 Số lượng các khối tài nguyên cho băng thông LTE khác nhau. ................42
Bảng 3.2 Tham số cấu trúc khung đường xuống ( FDD & TDD ) ...........................43
Bảng 3.3 Hiển thị các thông số cấu hình tổng quan ..................................................47
Bảng 4.1 Các tham số QoS trong mạng LTE ............................................................59
Bảng 4.2 Các ký hiệu sử dụng trong thuật toán E-WFQ ..........................................84
Bảng 4.3 Các tham số mô phỏng RR ........................................................................87
Bảng 4.4 Bảng các tham số mô phỏng CQI ..............................................................89
Băng 4.5 Các thông số sử dụng cho các kịch bản mô phỏng ....................................90

xii


LUẬN VĂN THẠC SĨ

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Sự tăng trưởng của lưu lượng và doanh thu theo thời gian..........................6
Hình 1.2 Bức tranh triển khai LTE trên thế giới .........................................................9
Hình 1.3 Tiến trình phát triển của các chuẩn của LTE ...............................................9

Hình 2.1. Kiến trúc hệ thống cho mạng chỉ có E-UTRAN .......................................12
Hình 2.2. eNodeB kết nối tới các nút logic khác và các chức năng chính ................14
Hình 2.3 MME kết nối tới các nút logic khác và các chức năng chính ....................16
Hình 2.4. Các kết nối S-GW tới các nút logic khác và các chức năng chính ...........17
Hình 2.5 P-GW kết nối tới các node logic khác và các chức năng chính .................18
Hình 2.6 PCRF kết nối tới các nút logic khác & các chức năng chính .....................19
Hình 2.7 Kiến trúc phân lớp LTE .............................................................................20
Hình 2.8 Ngăn xếp giao thức mặt phẳng điều khiển trong EPS ...............................21
Hình 2.9 Ngăn xếp giao thức mặt phẳng người dùng trong EPC .............................22
Hình 2.10 Các giao thức mặt phẳng điều khiển và người dùng cho giao diện X2 ...23
Hình 2.11. Trạng thái của UE và chuyển tiếp trạng thái ...........................................24
Hình 2.12. Khu vực dịch vụ eMBMS và các khu vực MBSFN ..............................25
Hình 2.13 Kiến trúc logic eMBMS ...........................................................................26
Hình 2.14 Kiến trúc mặt phẳng người dùng eMBMS cho đồng bộ nội dung ...........27
Hình 2.15 Cấu trúc miền thời gian LTE ...................................................................28
Hình 2.16 Các ví dụ chỉ định khung phụ đường lên/ đường xuống trong trường hợp
TDD và sự so sánh FDD ...........................................................................................28
Hình 2.17 Kênh truyền đường xuống........................................................................30
Hình 2.18 Vận hành LTE HARQ với 8 tiến trình .....................................................32
Hình 2.19 Định thời LTE HARQ cho một gói tin đường xuống duy nhất ...............32
Hình 2.20 Điều khiển định thời hướng lên ...............................................................33
Hình 2.21 Công suất hướng lên LTE với thay đổi tốc độ dữ liệu .............................34
Hình 2.22 Thủ tục báo cáo thông tin trạng thái kênh (CSI) ......................................35
Hình 3.1 Biểu diễn tần số-thời gian của một tín hiệu OFDM ...................................38
Hình 3.2 Sự tạo ra ký hiệu OFDM có ích sử dụng IFFT ..........................................39
Hình 3.3 Sự tạo ra chuỗi tín hiệu OFDM ..................................................................40
Hình 3.4 Cấp phát sóng mang con cho OFDM & OFDMA .....................................40
Hình 3.5 Cấu trúc khung loại 1 .................................................................................41
Hình 3.6 Cấu trúc khung loại 2 .................................................................................41
Hình 3.7 Lưới tài nguyên đường xuống ....................................................................42

Hình 3.8 Ghép kênh thời gian – tần số OFDMA ......................................................43
Hình 3.9 Phát và thu OFDMA ..................................................................................44
Hình 3.10 Sơ đồ khối DFT-S-OFDM .......................................................................46
Hình 3.11 Lưới tài nguyên đường lên .......................................................................46
xiii


LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hình 3.12 Phát & thu hướng lên LTE .......................................................................48
Hình 3.13 Tổng quan về thủ tục truy nhập ngẫu nhiên .............................................49
Hình 3.14 Minh họa cơ bản cho truyền dẫn phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên .....50
Hình 3.15 Định thời phần mở đầu các người sử dụng truy nhập khác nhau ............50
Hình 3.16 Sự phát hiện phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên trong miền tần số ........50
Hình 4.1 Dịch vụ và sự khác biệt thuê bao trong LTE .............................................53
Hình 4.2: Các thành phần cơ bản cung cấp chất lượng truy cập...............................54
Hình 4.3: Mối liên hệ giữa các khái niệm QoS theo ETSI .......................................55
Hình 4.4: Khái niệm QoS và mối quan hệ QoS với chất lượng mạng ......................56
Hình 4.5 Đặc điểm QCI tiêu chuẩn ...........................................................................60
Hình 4.6: Kiến trúc dịch vụ trong mạng di động thế hệ sau .....................................62
Hình 4.7: Mô hình sử dụng các thuật toán lập lịch ...................................................63
Hình 4.8. Ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong môi trường multi-cell .................66
Hình 4.9: Phương pháp sử dụng lại tần số từng phần (fractional frequency reuse) .67
Hình 4.10: Phương pháp chia nhỏ vùng phủ sóng ( sectoring) .................................68
Hình 4.11: Ghép dữ liệu của người sử dụng Ui vào khung OFDMA .......................69
Hình 4.12: Các thành phần của bộ lập lịch tại BS và MS .........................................73
Hình 4.13: Kế hoạch lập lịch đường xuống lớp MAC ..............................................75
Hình 4.14 Kế hoạch lập lịch Round Robin ...............................................................79
Hình 4.15 Thuật toán lập lịch Round Robin trong LTE ...........................................80
Hình 4.16: Kế hoạch lập lịch Best CQI ....................................................................81

Hình 4.17 Thuật toán Best CQI trong LTE ...............................................................82
Hình 4.18 Thuật toán lập lịch PF trong LTE ............................................................83
Hình 4.19 Sắp xếp các khối dữ liệu vào các kênh con lần lượt từ trên xuống dưới .86
Hình 4.20 Tổng quan các kịch bản mô phỏng khác nhau trong mô phỏng LTE ......87
Hình 4.21 SNR so với thông lượng cho một người dùng .........................................92
Hình 4.22 SNR so với thông lượng cho một người dùng .........................................93
Hình 4.23 SNR so với thông lượng cho một người dùng .........................................94
Hình 4.24 SNR so với thông lượng cho người dùng duy nhất .................................95
Hình 4.25 SNR so với thông lượng cho các hệ thống và thuật toán lập lịch với kênh
người sử dụng đi bộ PedB .........................................................................................96
Hình 4.26 SNR so với thông lượng cho các hệ thống và thuật toán lập lịch với kênh
người sử dụng đi bộ VehA ........................................................................................97
Hình 4.27 SNR so với thông lượng cho nhiều người dùng ......................................98
Hình 4.28 SNR so với thông lượng, dạng nhiều người dùng ...................................99
Hình 4.29 SNR so với thông lượng cho nhiều người dùng ....................................100
Hình 4.30 SNR so với thông lượng cho nhiều người dùng ....................................101

xiv


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Dữ liệu di động băng rộng hiện nay đã trở thành chiến lược cạnh tranh của
các nhà cung cấp dịch vụ mạng và các dịch vụ của nó được sử dụng rộng rãi bởi
mọi người tại Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung. Sau khi mạng 3G được
triển khai, việc sử dụng internet băng rộng, dịch vụ nghe nhìn trực tuyến qua thiết bị
di động đã được phổ biến ngày càng rộng rãi, đem lại nhiều tiện ích, sự tiện lợi cho
người dùng, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống. Công nghệ LTE ra đời là sự
cải tiến đối với chuẩn thông tin di động WCDMA/HSPA, vốn được nâng cấp từ
chuẩn thông tin di động GSM truyền thống, đưa mạng di động trở thành mạng hội

tụ IP hoàn toàn, nâng khả năng truy cập dữ liệu với tốc độ lên đến hàng trăm Mb/s,
hứa hẹn đem lại cho người dùng một mạng băng rộng thực sự mọi lúc mọi nơi.
Công nghệ LTE, được phát triển trên nền tảng IP hoàn toàn, phục vụ cho các dịch
vụ VOIP, video, streaming, internet băng rộng với tốc độ cao. Khi đó lớp truy nhập
của LTE có nhiệm vụ đảm bảo và kiểm soát chất lượng dich vụ QoS, nhằm phân bổ
tài nguyên hợp lý và tối ưu cho người dùng, với khả năng truy cập dịch vụ với độ
trễ thấp nhất, băng thông rộng nhất có thể. Bộ lập lịch được sử dụng trong lớp MAC
trong giao diện vô tuyến là thành phần quan trọng thực hiện chức năng này, trong
đó kỹ thuật lập lịch là thành phần cốt lõi của nó. Trước đây, muốn truy cập dữ liệu,
phải cần có 1 đường dây cố định để kết nối. Hiện tại với LTE, có thể truy cập tất cả
các dịch vụ mọi lúc mọi nơi trong khi vẫn di chuyển: xem phim chất lượng cao HD,
video call, chơi game, nghe nhạc trực tuyến, tải cơ sở dữ liệu v.v… với một tốc độ
“siêu nhanh”. Đó chính là sự khác biệt giữa mạng di động thế hệ thứ 3 (3G) và
mạng di động thế hệ thứ tư (4G). Đang trong những bước đầu phát triển mạnh mẽ,
mạng di động băng rộng 4G đang được kỳ vọng sẽ tạo ra nhiều thay đổi khác biệt so
với những mạng di động hiện nay. Chính vì vậy, tôi đã lựa chọn làm luận văn tốt
nghiệp về đề tài “Nghiên cứu cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ trong mạng LTE”
(Long Term Evolution).

1


2. Mục đích nghiên cứu
Luận văn đi vào nghiên cứu tổng quan hệ thống thông tin di động LTE, kiến
trúc mạng và truy nhập vô tuyến trong mạng LTE cùng với cơ chế của các bộ lập
lịch để nâng cao chất lượng dịch vụ (QoS) trong mạng LTE và có thể hiểu rõ thêm
về những tiềm năng hấp dẫn mà công nghệ này sẽ mang lại. Trên cơ sở những hiểu
biết có được, luận văn đề cập đến việc ứng dụng lý thuyết vào việc mô phỏng một
số thuật toán lập lịch của LTE với phần mềm Matlab để so sánh, đánh giá và đề
xuất cơ chế lập lịch phù hợp cho hệ thống thông tin di động LTE.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
a. Đối tượng nghiên cứu
 Tổng quan về hệ thống thông tin di động LTE.
 Kiến trúc mạng và giao thức, truy nhập vô tuyến và thủ tục dò tìm.
 Tổng quan về chất lượng dịch vụ (QoS). Các thuộc tính của QoS.
 Cơ chế quản lý tài nguyên vô tuyến.
 Cơ chế lập lịch, mô hình lập lịch.
b. Phạm vi nghiên cứu
Luận văn tập trung vào các cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ trên giao diện
vô tuyến, sau đó nghiên cứu các mô hình mô phỏng tính toán, so sánh và đánh giá
các cơ chế lập lịch trong LTE. Nội dung luận văn chủ yếu tập trung vào cơ chế quản
lý tài nguyên vô tuyến, các kỹ thuật lập lịch; các thông số đánh giá QoS bao gồm
thông lượng eNodeB, thông lượng của người dùng UE, tỉ lệ lỗi BLER, Throughput
và các kỹ thuật lập lịch Round Robin, Best CQI..
4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp tiếp cân thu thập thông tin liên quan tới đề tài như kiến thức
mạng thông tin di động LTE, giao diện vô tuyến LTE, các cơ chế đảm bảo chất
lượng dịch vụ trong mạng LTE. Kết hợp lý thuyết đã biết để tiến hành mô phỏng
thông lượng và BLER bằng chương trình Matlab.

2


5. Kết luận
Các mạng di động hiện nay tại Việt Nam đang sử dụng công nghệ 2G GSM
và 2,5G và công nghệ 3G UMTS/WCDMA. Công nghệ LTE là bước tiếp theo để
các mạng di động tiến lên 4G, nhằm tạo nên hệ thống thông tin di động băng rộng
mọi lúc mọi nơi. Vì thế, hướng nghiên cứu này nhằm trang bị kiến thức về công
nghệ di động LTE và các cơ chế như cơ chế lập lịch, cơ chế quản lý tài nguyên để
góp phần chọn giải pháp tối ưu cho giao diện vô tuyến, góp phần nâng cao chất

lượng dịch vụ cho người sử dụng mạng LTE và tối ưu hiệu quả đầu tư cho nhà cung
cấp dịch vụ.
6. Cấu trúc luận văn
Ngoài các phần mở đầu, kết luận và hướng phát triển, Tài liệu tham khảo,
Phụ lục, nội dung luận văn gồm các chương sau:
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ LTE ( Long term evolution)
Nội dung trình bày tổng quan hệ thống thông tin di động LTE, các lợi ích của LTE
khiến đây trở thành con đường để đi lên 4G. Xu thế triển khai LTE trên thế giới và
hiện trạng triển khai LTE ở Việt Nam.
CHƯƠNG II: KIẾN TRÚC MẠNG VÀ GIAO THỨC
Nội dung chương trình bày kiến trúc mạng và giao thức mạng trong LTE.
CHƯƠNG III: TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE
Nội dung chương trình bày về cách thức truy nhập vô tuyến trong mạng LTE, từ đó
đưa ra cơ chế quản lý tài nguyên vô tuyến trong mạng LTE.
CHƯƠNG IV: CƠ CHẾ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG
MẠNG LTE
Nội dung chương trình bày khái niệm của QoS và các tham số của QoS và mô
phỏng các cơ chế lập lịch để nâng cao chất lượng dịch vụ trong mạng LTE nhằm so
sánh, đánh giá.
Bài luận văn tốt nghiệp đã được hoàn thành với sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt
tình của Tiến sỹ NGUYỄN QUỐC KHƯƠNG.

3


Em xin chân thành cảm ơn Tiến sỹ NGUYỄN QUỐC KHƯƠNG nói riêng, và
khoa điện tử Viễn Thông, Trường Đại Học Bách Khoa Hà nội nói chung.
Do thời gian có hạn nên bản luận văn này chắc chắn không tránh khỏi những
thiếu sót, em rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo và các
bạn.

Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày tháng

năm 2016

Học viên

BÙI QUANG THÁI

4


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ LTE (Long term evolution)
1.1Giới thiệu chương
Nội dung trình bày cái nhìn tổng quan hệ thống thông tin di động LTE và các
tính năng nổi trội của LTE khiến đây trở thành con đường để đi lên 4G. Xu thế triển
khai LTE trên thế giới và hiện trạng triển khai LTE ở Việt Nam.
1.2.Giới thiệu về công nghệ LTE
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 [10].
Giao diện không gian và các thuộc tính liên quan của hệ thông LTE được
tóm tắt trong bảng.
Bảng 1.1 Các đặc điểm chính của công nghệ LTE [10]

Băng tần
Song công
Di động
Đa truy nhập
MIMO
Tốc độ dữ liệu đỉnh trong
20MHz
Điều chế
Mã hóa kênh

1,25 – 20 MHz
FDD, TDD, bán song công FDD
350km/h
Đường xuống OFDMA Đường lên SC-FDMA
Đường xuống 2 * 2 ; 4 * 2 ; 4 * 4
Đường lên 1 * 2 ; 1 * 4
Đường xuống: 173 và 326Mb/s với MIMO
2*2 và 4*4
Đường lên: 86Mb/s với cấu hình 1*2 anten
QPSK; 16 QAM và 64 QAM
Mã tubo

5


Các công nghệ khác

Lập biểu chính xác kênh; liên kết thích ứng;
điều khiển công suất; ICIC và ARQ hỗn hợp

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.

Hình 1.1 Sự tăng trưởng của lưu lượng và doanh thu theo thời gian [3]
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 với cấu hình 4*4 MIMO (multiple input multiple output ) trong
vòng 20MHZ băng thông. MIMO cho đường lên là không được sử dụng trong phiên
bản đầu tiên của chuẩn LTE. Tốc độ dữ liệu đỉnh đường lên tới 86Mb/s trong
20MHZ băng thông. Ngoài viêc cải thiện tốc độ dữ liệu đỉnh hệ thống LTE còn
cung cấp hiệu suất phổ cao hơn từ 2 đến 4 lần của hệ thống HSPA C at 6 [11].
Giảm chi phí:

6


Yêu cầu đặt ra cho hệ thống LTE là giảm thiểu được chi phí trong khi vẫn
duy trì được hiệu suất nhằm đáp ứng được cho tất cả các dịch vụ. Các vấn đề đường
truyền, hoạt động và bảo dưỡng cũng liên quan đến yếu tố chi phí, chính vì vậy
không chỉ giao tiếp mà việc truyền tải đến các trạm gốc và hệ thống quản lý cũng
cần xác định rõ, ngoài ra một số vấn đề cũng được yêu cầu như là độ phức tạp thấp,
các thiết bị đầu cuối tiêu thụ ít năng lượng.
Dải tần linh hoạt:
Dải tần vô tuyến của hệ thống LTE 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 thông suất cao hơn khi hoạt
động ở băng tần cao và đối với một số ứng dụng không cần đến băng tần rộng chỉ

cần một băng tần vừa đủ thì cũng được đáp ứng [1].
Đảm bảo hiệu quả khi di chuyển :
LTE tối ưu hóa hiệu suất cho thiết bị đầu cuối di chuyển từ 0 đến 15km/h,
vẫn hỗ trợ với hiệu suất cao (chỉ giảm đi một ít) khi di chuyển từ 15 đến 120km/h,
đối với vận tốc trên 120 km/h thì hệ thống vẫn duy trì được kết nối trên toàn mạng
tế bào, chức năng hỗ trợ từ 120 đến 350km/h hoặc thậm chí là 500km/h tùy thuộc
vào băng tần.
Giảm độ trễ trên User plan và Control plan:
Giảm thời gian để một thiết bị đầu cuối (UE - User Equipment) chuyển từ
trạng thái nghỉ sang nối kết với mạng, và bắt đầu truyền thông tin trên một kênh
truyền. Thời gian này phải nhỏ hơn 100ms.
Giảm độ trễ ở mặt phẳng người dùng: Nhược điểm của các mạng di động
hiện nay là độ trễ truyền cao hơn nhiều so với các mạng đường dây cố định. Điều
này ảnh hưởng lớn đến các ứng dụng như thoại và chơi game …,vì cần thời gian
thực. Giao diện vô tuyến của LTE và mạng lưới cung cấp khả năng độ trễ dưới
10ms cho việc truyền tải 1 gói tin từ mạng tới UE.
Sẽ không còn chuyển mạch kênh :

7


Tất cả sẽ dựa trên IP. Một trong những tính năng đáng kể nhất của LTE là sự
chuyển dịch đến mạng lõi hoàn toàn dựa trên IP với giao diện mở và kiến trúc đơn
giản hóa. Sâu xa hơn, phần lớn công việc chuẩn hóa của 3GPP nhắm đến sự chuyển
đổi kiến trúc mạng lõi đang tồn tại sang hệ thống toàn IP. Trong 3GPP. Chúng cho
phép cung cấp các dịch vụ linh hoạt hơn và sự liên hoạt động đơn giản với các
mạng di động phi 3GPP và các mạng cố định. EPC dựa trên các giao thức TCP/IP,
giống như phần lớn các mạng số liệu cố định ngày nay, vì vậy cung cấp các dịch vụ
giống PC như thoại, video, tin nhắn và các dịch vụ đa phương tiện. Sự chuyển dịch
lên kiến trúc toàn gói cũng cho phép cải thiện sự phối hợp với các mạng truyền

thông không dây và cố định khác. VoIP sẽ dùng cho dịch vụ thoại.
OFDMA ,SC-FDMA và MIMO được sử dụng trong LTE:
Hệ thống này hỗ trợ băng thông linh hoạt nhờ các sơ đồ truy nhập OFDMA
& SC-FDMA. Ngoài ra còn có song công phân chia tần số FDD và song công phân
chia thời gian TDD. Bán song công FDD được cho phép để hỗ trợ cho các người sử
dụng với chi phí thấp, không giống như FDD, trong hoạt động bán song công FDD
thì một UE không cần thiết truyền & nhận đồng thời. Điều này tránh việc phải đầu
tư một bộ song công đắt tiền trong UE. Truy nhập đường lên về cơ bản dựa trên đa
truy nhập phân chia tần số đơn sóng mang SC-FDMA hứa hẹn sẽ gia tăng vùng phủ
sóng đường lên do tỉ số công suất đỉnh-trung bình thấp (PARR) liên quan tới
OFDMA.
Tương thích với các chuẩn và hệ thống trước:
Hệ thống LTE tương thích 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. Do đó,
cho phép chuyển giao các dịch vụ xuyên suốt, trôi chảy trong khu vực phủ sóng
của HSPA, WCDMA hay GSM/GPRS/EDGE. Hơn thế nữa, LTE hỗ trợ không chỉ
chuyển giao trong hệ thống, liên hệ thống mà còn chuyển giao liên miền giữa miền
chuyển mạch gói và miền chuyển mạch kênh.

8


1.3.Xu thế triển khai LTE trên thế giới và hiện trạng triển khai ở Việt Nam
Tính đến tháng 1 năm 2014 đã có 499 nhà mạng thuộc trên 143 quốc gia đã
đưa LTE vào khai thác thương mại.

Hình 1.2 Bức tranh triển khai LTE trên thế giới [10]

Hình 1.3 Tiến trình phát triển của các chuẩn của LTE [1]

9


3GPP Release 8 là chuẩn các đặc tính của LTE được ban hành lần đầu tiên
vào tháng 12 năm 2008. Khái niệm về EPS ( Evolved Packet Systerm ) được định
nghĩa bao gồm các tính năng chủ yếu và các thành phần bao gồm mạng truy cập vô
tuyến E-UTRAN và mạng lõi EPC.OFDM được định nghĩa là chuẩn đường xuống
cho giao diện vô tuyến với khả năng hỗ trợ luồng dữ liệu đa lớp sử dụng hệ thống
anten MIMO để tăng cường hiệu quả sử dụng băng thông. LTE trong Release 8
được định nghĩa là một hệ thống với kiến trúc mạng IP hoàn toàn, không còn thành
phần mạng CS nào nữa. Một vài định nghĩa quan trọng như SON ( Self Organizing
Networks) và eNodeB (Home Base Stations) cũng được nếu ra trong Release 8.
LTE Release 9 cung cấp sự cải tiến so với Release 8, hầu hết tập trung vào
việc cải tiến tốc độ throughtput của hệ thống bằng việc cải tiến SON và tăng cường
khả năng di động của eNodeB. Độ linh động của MIMO được tăng cường với việc
giới thiệu Beamforming đa lớp. Bên cạnh đó bộ thích ứng tốc độ Vocoder cũng
được giới thiệu nhằm giúp mạng LTE có khả năng sửa đổi tốc độ vocoder dựa trên
tải hoặc yêu cầu về chất lượng.
Release 10 được định nghĩa là LTE Advanced và là chuẩn đầu tiên đáp ứng
đầy đủ các yêu cầu về mạng 4G do ITU ( International Telecommunication Union)
đưa ra. Release 10 tăng tốc độ download lên đến 1Gbps và tốc độ upload lên 500
Mbps, tăng khă năng sử dụng băng thông lên đến 100 Mhz với việc hỗ trợ CA (
Carrier aggregation). MIMO được cải thiện để sử dụng phổ đạt hiệu quả cao hơn.
Release 11 tiếp tục cải tiến Release 10, tăng cường khả năng chống nhiễu và
truyền dẫn đa điểm CoMP để tăng cường dung lượng cho hệ thống.
Hiện tại ở Việt Nam, theo xu hướng chung của thế giới các nhà mạng đang
nhanh chóng chuẩn bị và sẵn sàng cho việc khai thác thương mại hệ thống 4G. Theo
thông tin cập nhật tháng 8/2015, nhà mạng Viettel và Vinaphone sẽ chính thức được
cấp giấy phép và thử nghiệm LTE trên quy mô cả nước trước khi chính thức cung

cấp dịch vụ LTE – 4G vào năm sau. Số thiết bị đầu cuối hỗ trợ LTE theo thống kê
thực tế ở Việt Nam vào khoảng 30% hứa hẹn sự khởi đầu thuận lợi cho việc khai
thác thương mại LTE của các nhà mạng.

10