MẠNG THẾ hệ mới NGN mạng 4g lte

MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN
Đề tài:

MẠNG 4G LTE

Ketnooi.com

1


NỘI DUNG THỰC HIỆN
1

2

GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG
THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ TỔNG
QUAN VỀ MẠNG 4G

Công nghệ 4G – LTE

Ketnooi.com

2


GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ TỔNG
QUAN VỀ MẠNG 4G

1

Hệ Thống Thông Tin Di Động Thế
Hệ Thứ Nhất (1G)

2

Hệ Thống Thông Tin Di Động Thế Hệ
Thứ Hai (2G Và 2,5G)

3

Hệ Thống Thông Tin Di Động Thế
Hệ Thứ Ba (3G Và 3,5G)

4

Hệ Thống Thông Tin Di Động Thế Hệ Thứ
Tư (4G)

5

Tổng Quan Về Mạng 4G
Ketnooi.com

3


CÔNG NGHỆ 4G - LTE
1

GIỚI THIỆU VỀ MẠNG 4G - LTE

2

CẤU TRÚC MẠNG LTE

3

TRUY NHẬP VÔ TUYẾN
TRONG LTE

4

CÁC ƯU - NHƯỢC ĐIỂM 4G - LTE

5

ỨNG DỤNG
Ketnooi.com

4


I: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN
GI ĐỘNG
1. CÁC THẾ HỆ MẠNG DI ĐỘNG

Hình 1.1: Lộ trình phát triển của hệ thồng thông tin di động

5

I: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN
GI ĐỘNG
1.1 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ NHẤT (1G)
Với hệ thống này, cuộc gọi có thể bị nghe trộm bởi bên
thứ ba. Nhược điểm chủ yếu của thế hệ 1G là dung
lượng thấp, vùng phủ sóng hẹp, 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.
=>Giải pháp duy nhất để loại bỏ các hạn chế trên là
phải chuyển sang sử dụng kỹ thuật thông tin số cho
thông tin di động cùng với kỹ thuật đa truy cập mới ưu
điểm hơn về cả dung lượng và các dịch vụ được cung
cấp. Vì vậy đã xuất hiện Hệ thống thông tin di động thế
hệ 2.
Ketnooi.com

6


I: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN
GI ĐỘNG
1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ HAI (2G
VÀ 2,5G)
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 (Code

Division Multiple Access - CDMA): phục vụ các cuộc
gọi theo các chuỗi mã khác nhau hoặc chia theo thời
gian (Time Division Multiple Access - TDMA): phục vụ
các cuộc gọi theo các khe thời gian khác nhau.
Quá trình phát triển 2.5G : GSM  HSCSD ( High
Speed Circuit Switched Data)  GPRS (General
Packet Radio Service)  EDGE ( Enchanced Data
Rates for GSM Evolution).
7


I: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN
GI ĐỘNG
1.3 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ BA (3G VÀ
3,5G)
 Tốc độ của thế hệ thứ ba được xác định như sau:
 384 Kb/s đối với vùng phủ sóng rộng.
 2 Mb/s đối với vùng phủ sóng địa phương.
 Các tiêu chí chung để xây dựng hệ thống thông tin
di động thế hệ ba (3G):
 Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz như sau:
 Đường lên : 1885-2025 MHz.
 Đường xuống : 2110-2200 MHz.
Hệ thống 3,5G là sự nâng cấp của 3G sử dụng các công
nghệ như công nghệ truy cập gói dữ liệu tốc độ cao
HSPDA (High Speed Downlink Packet Acces), song
công phân chia theo thời gian TDD (Time Division
Duplex) và các công nghệ đặc quyền như Flash
OFDM.
Ketnooi.com

8


I: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN
GI ĐỘNG
1.4 HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ THỨ TƯ (4G)
Thế hệ 4 dùng kỹ thuật truyền tải truy cập phân chia
theo tần số trực giao OFDM, là kỹ thuật nhiều tín
hiệu được gởi đi cùng một lúc nhưng trên những tần
số khác nhau. Trong kỹ thuật OFDM, chỉ có một
thiết bị truyền tín hiệu trên nhiều tần số độc lập (từ
vài chục cho đến vài ngàn tần số). Thiết bị 4G sử
dụng máy thu vô tuyến xác nhận bởi phần mềm SDR
(Software – Defined Radio) cho phép sử dụng băng
thông hiệu quả hơn bằng cách dùng đa kênh đồng
thời. Tổng đài chuyển mạch mạng 4G chỉ dùng
chuyển mạch gói, do đó, giảm trễ thời gian truyền
và nhận dữ liệu.

9


II: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 4G
4G là hệ thống thông tin băng rộng được xem như
IMT tiên tiến (IMT Advanced) được định nghĩa bởi
ITU-R.Tốc độ dữ liệu đề ra là 100Mbps cho thuê bao
di chuyển cao và 1Gbps cho thuê bao ít di chuyển,
băng thông linh động lên đến 40MHz. Sử dụng hoàn
toàn trên nền IP, cung cấp các dịch vụ như điện thoại

IP, truy cập internet băng rộng, các dịch vụ game và
dòng HDTV đa phương tiện…

10


MẠNG DI ĐỘNG 4G

Cũng giống như các thuật ngữ 2G hay 3G,
4G chỉ là một từ viết tắt của cụm từ "fourth
generation" (thế hệ thứ 4)


MẠNG DI ĐỘNG 4G

Hiện thế giới đang tồn tại 2 chuẩn công
nghệ lõi của mạng 4G là
• WiMAX là chuẩn kết nối không dây được
phát triển bởi IEEE (Institute of Electrical
and Electronics Engineers)
• Long Term Evolution (LTE)là chuẩn do
3GPP, một bộ phận của liên minh các nhà
mạng sử dụng công nghệ GSM.


MẠNG DI ĐỘNG 4G


MẠNG DI ĐỘNG 4G

MẠNG DI ĐỘNG 4G


3. Cấu trúc LTE và các vấn đề liên
quan.
3.1 Thông số yêu cầu LTE.
3.1.1 thông số vật lý
3.1.2 các đặc tính cơ bản của LTE
3.2 cấu trúc LTE


3.1 Thông số yêu cầu LTE
3.1.1 Thông số vật lí của LTE.
UL

DTFS-OFDM (SC-FDMA)

DL

OFDMA

Kỹ thuật truy cập

Băng thông

1.4MHz, 3 MHz , 5 MHz, 10
MHz, 15 MHz, 20 MHz

TTI tối thiểu

Khoảng cách sóng mang con
Chiều dài Ngắn
Dài
CP

1ms
15KHz
4.7µs
16.7 µs

Điều chế

QPSK, 16QAM, 64QAM

Ghép kênh không gian

1 lớp cho UL/UE
Lên đến 4 lớp cho DL/UE
Sử dụng MU-MIMO cho UL và
DL


3.1.2 Các đặc tính cơ bản của LTE.
- Hoạt động ở băng tần : 700 MHz-2,6 GHz.
- Tốc độ:
+ DL : 100Mbps( ở BW 20MHz).
+ UL : 50 Mbps với 2 aten thu một anten phát.
- Độ trễ : nhỏ hơn 5ms.
- Độ rộng BW linh hoạt :1,4 MHz; 3 MHz; 5
MHz; 10 MHz; 15 MHz; 20 MHz. Hỗ trợ cả 2

trường hợp độ dài băng lên và băng xuống bằng nhau
hoặc không.
-Tính di động : Tốc độ di chuyển tối ưu là 0-15 km/h
nhưng vẫn hoạt động tốt với tốc độ di chuyển từ 15-120
km/h, có thể lên đến 500 km/h tùy băng tần.


- Phổ tần số:Hoạt động ở chế độ FDD hoặc TDD, độ
phủ sóng từ 5-100 km, dung lượng 200 user/cell ở
băng tần 5Mhz.
- Chất lượng dịch vụ: hỗ trợ tính năng đảm bảo chất
lượng, VoIP đảm bảo chất lượng âm thanh tốt, trễ tối
thiểu thông qua mạng UMTS.
- Liên kết mạng: khả năng liên kết với các hệ thống
UTRAN/GERAN hiện có và các hệ thống không
thuộc 3GPP cũng sẽ được đảm bảo.
- Thời gian trễ trong việc truyền tải giữa
EUTRAN và UTRAN/GERAN sẽ nhỏ hơn 300ms cho
các dịch vụ thời gian thực và 500ms cho các dịch vụ
còn lại.
- Chi phí: chi phí triển khai và vận hành giảm.


• Băng thông linh hoạt trong vùng từ 1.4 MHz
đến 20 MHz, điều này có nghĩa là nó có thể
hoạt động trong các dải băng tần của 3GPP.
Trong thực tế, hiệu suất thực sự của LTE tùy
thuộc vào băng thông chỉ định cho các dịch vụ
và không có sự lựa chọn cho phổ tần của
chính nó. Điều này giúp đáng kể cho các nhà

khai thác trong chiến lược về kinh tế và kỹ
thuật.


3.2 Cấu trúc LTE.


• Mạng truy nhập vô tuyến RAN (Radio Access
Network): mạng truy nhập vô tuyến của LTE được
gọi là E-UTRAN và một trong những đặc điểm chính
của nó là tất cả các dịch vụ, bao gồm dịch vụ thời
gian thực, sẽ được hỗ trợ qua những kênh gói được
chia sẻ. Phương pháp này sẽ tăng hiệu suất phổ, làm
cho dung lượng hệ thống trở nên cao hơn. Một kết
quả quan trọng của việc sử dụng truy nhập gói cho tất
cả các dịch vụ là sự tích hợp cao hơn giữa những dịch
vụ đa phương tiện và giữa những dịch vụ cố định và
không dây.


- Mạng lõi: mạng lõi mới là sự mở rộng hoàn toàn của
mạng lõi trong hệ thống 3G, và nó chỉ bao phủ miền
chuyển mạch gói. Vì vậy, nó có một cái tên mới:
Evolved Packet Core (EPC).
- Cùng một mục đích như E-UTRAN, số node trong
EPC đã được giảm. EPC chia luồng dữ liệu người
dùng thành mặt phẳng người dùng và mặt phẳng
điều khiển. Một node cụ thể được định nghĩa cho
mỗi mặt phẳng, cộng với Gateway chung kết nối
mạng LTE với internet và những hệ thống khác. EPC

gồm có một vài thực thể chức năng.


• - MME (Mobility Management Entity): chịu trách
nhiệm xử lý những chức năng mặt bằng điều
khiển, liên quan đến quản lý thuê bao và
quản lý phiên.
• - Gateway dịch vụ (Serving Gateway): là vị trí kết
nối của giao tiếp dữ liệu gói với E-UTRAN. Nó
còn hoạt động như một node định tuyến đến
những kỹ thuật 3GPP khác. 
• - P-Gateway (Packet Data Network): là điểm
đầu cuối cho những phiên hướng về mạng dữ
liệu gói bên ngoài. Nó cũng là Router đến
mạng Internet.


• - PCRF (Policyand Charging Rules Function): điều khiển việc
tạo ra bảng giá và cấu hình hệ thống con đa phương tiện IP
IMS (the IP Multimedia Subsystem) cho mỗi người dùng.
• - HSS (Home Subscriber Server): là nơi lưu trữ dữ liệu của
thuê bao cho tất cả dữ liệu của người dùng. Nó là cơ sở dữ
liệu chủ trung tâm trong trung tâm của nhà khai thác.