Nghiên Cứu Kỹ Thuật OFDM Và Ứng Dụng Trong Mạng Thông Tin Di Động 4G

i

IăH CăTHỄIăNGUYểN
TR

NGă

IăH CăK ăTHU TăCỌNGăNGHI P
---------------o0o-----------------

NGUY NăV NăTH NG

NGHIểNăC UăK ăTHU TăOFDMăVĨă NGă
D NGăTRONGăM NGă THỌNGăTINăDIă NGă
4G

LU NăV NăTH CăS ăK ăTHU T
ChuyênăngƠnh:ăK ăthu tă i năt

CB H

NGăD NăKHOAăH C: PGS.TS.ăNGUY NăH UăCỌNG

THỄIăNGUYểN- 2016
S hóa b i Trung tâm H c li u – HTN




ii

Côngătrìnhăđ

căhoƠnăthƠnhăt i

Tr

ngă

iăh căK ăthu tăCôngănghi pă-

Ng

iăh

ngăd năkhoaăh c:ă

iăh căTháiăNguyên

PGS.TS.ăNguy năH uăCông

Ph năbi nă1:ă
PGS.TS.

ăXuơnăTi n

Ph năbi nă2:ă
TS. ƠoăHuyăDu

Lu năv năđ căb oăv ătr căH iăđ ngăch mălu năv năh păt i:ă
phòngă202 nhàăA10ătr ngă iăh căK ăthu tăCôngănghi pă- iăh că

TháiăNguyên.ăVàoăh iă11hăgi ă00‟ăngàyă21ăthángă08ăn mă2016.

Cóăth ătìmăđ călu năv năt i:ăTh ăvi nătr ngă iăh căK ăthu tă
Côngănghi p,ăTrungătâmăh căli uătr ngă iăh căTháiăNguyên.

S hóa b i Trung tâm H c li u – HTN




iii

L IăCAMă OAN
H ăvàătên:ăNguy năV năTh ng
H căviên:ăL păcaoăh căK16- KT T,ăTr

ngă

iăh căK ăthu tăCôngănghi pă

TháiăNguyên.
N iăcôngătác:ăViettelăTháiăNguyênă– T păđoànăVi năthôngăQuânăđ i.
Tênă đ ă tàiă lu nă v nă th că s :ă “Nghiênă c uă k ă thu tă OFDMă vƠă ngă d ngă
trongăm ngăthôngătinădiăđ ngă4G”.
Chuyênăngành:ăK ăthu tă i năt .
Mưăs :ă60.52.02.03
Sauă haiă n mă h că t p,ă rènă luy nă vàă nghiênă c uă t iă tr

ng,ă emă l aă ch nă th că

hi nă đ ă tàiă t tă nghi p:ă “Nghiênă c uă k ă thu tă OFDMă vƠă ngă d ngă trongă m ngă
thôngătinădiăđ ngă4G”.
căs ăgiúpăđ ăvàăh

ngăd năt nătìnhăc aăTh yăgiáoăPGS.TS.ăNguy năH uă

Côngăvàăs ăn ăl căc aăb năthân,ăđ ătàiăđưăđ

căhoànăthành.

Emăxinăcamăđoanăđâyălàăcôngătrìnhănghiênăc uăc aăcáănhânăem.Cácăs ăli u,ăk tă
qu ăcóătrongălu năv nălàătrungăth căvàăch aăt ngăđ

căcôngăb ătrongăb tăk ăm tăcôngă

trìnhănàoăkhác.
Thái Nguyên, ngày 25 tháng 03 n m 2016
H căviênăth căhi n

Nguy năV năTh ng

S hóa b i Trung tâm H c li u – HTN




iv

L IăC Mă N
Trongăth iăgianăh căvàălàmăđ ătàiăth căs ,ăemăđưănh năđ

ki năth c,ăph

ngăphápăt ăduy,ăph

S ă quană tâmă r tă l nă c aă nhàă tr
tr

ngă

căs ătruy năđ tăv ă

ngăphápălu năc aăcácăgi ngăviênătrongătr

ng.ă

ng,ă khoaă i nă t ă Vi nă thông,ă cácă th yă côă giáoă

iăh căK ăthu tăCôngănghi păTháiăNguyênăvàăcácăb năcùngăl p.

Emăxinăchânăthànhăc mă năBanăgiámăhi u,ăKhoaăđàoăt oăSauăđ iăh c,ăcácăth yă
côăgiáoăthamăgiaăgi ngăd yă đưăt nătìnhăh

ngăd n,ăt oăđi uăki năđ ă emăhoànăthànhă

lu năv nănày.
Emă xină bàyă t ă l iă c mă nă chână thànhă nh tă đ nă th y PGS.TS.ă Nguy nă H uă
Công vàăt păth ăcánăb ăgi ngăviênăb ămônă i năt ăVi năthông.ăH iăđ ngăb oăv ăđ ă
c

ngăth căs ăkhóa K16 – KT Tăđưăchoănh ngăch ăd năquýăbáuăđ ăemăhoànăthànhă

lu năv nănày.
M cădùăđưăc ăg ngăxongădoăki năth căvàăkinhănghi măcònăh năch ănênăch că
ch nă lu nă v nă khôngă tránhă kh iă nh ngă thi uă sót,ă emă r tă mongă mu nă s ă nh nă đ
nh ngăch ăd năt ăcácăth y,ăcôăgiáo vàăcácăb năh căđ ălu năv năđ

căhoànăthi năvàăcóă

ýăngh aăh nătrongăth căti n.
XinăchơnăthƠnhăc mă n!
H căviên

Nguy năV năTh ng

S hóa b i Trung tâm H c li u – HTN

că




v

M CL C
L IăNịIă
CH

U........................................................................................................... 1

NGăIă- T NGăQUANăV ăH ăTH NGăDIă

NG ....................................... 3

KHỌNGăDỂY ........................................................................................................... 3
1.1. L chăs ăvàăphátătri năc aăthôngătin diăđ ng ............................................................ 3
1.1.1ăToànăc nhăh ăth ngăthôngătinădiăđ ng ................................................................. 3
1.1.2ăL ătrìnhăphátătri năc aăthôngătinădiăđ ng.............................................................. 5
1.1.3ăT ngăk tăcácăh ăth ngăthôngătinădiăđ ng .............................................................. 7
1.2ăGi iăthi uăt ngăquanăv ăh ăth ngădiăđ ngă4G ......................................................... 8
1.2.1ăM cătiêuăvàăcáchăti păc n.................................................................................... 9
1.2.2ăCácăđi măc năxétăđ n ........................................................................................ 10
1.2.3ăCácăk ăthu tăđ

căs ăd ng................................................................................ 10

1.2.4ăS ăkhácănhauăgi aă3Găvàă4G ............................................................................ 11
1.2.4.1ă uăđi măn iăb t ............................................................................................. 11
1.2.4.2 Cácă ngăd ngăđưăt oănênă uăđi măc aă4GăLTEăsoăv iă3G ............................... 11
1.3ăK tălu n .............................................................................................................. 12
CH
NGăII:ăK ăTHU TăGHÉPăKểNHă AăSịNGăMANGăTR CăGIAOVĨă
KểNHăVỌăTUY NăTRONGăM NGăTHỌNGăTINăDIă ỌNGă4G ...................... 13
2.1ăK ăthu tăghépăkênhăđaăsóngămangătr căgiao ......................................................... 13
2.1.1ăGi iăthi uăchung ............................................................................................... 13
2.1.1.1ăCácă uăvàănh

căđi m ................................................................................... 14

2.1.1.2ăS ă ngăd ngăc aăk ăthu tăOFDMă ăVi tăNam ................................................ 16
2.1.1.3ăCácăh

ngăphátătri n...................................................................................... 16

2.1.1.4ăCácăc tăm căvàă ngăd ngăquanătr ngăc aăOFDM ........................................... 16
2.1.2ăNguyênălýăk ăthu tăc aăOFDM ......................................................................... 17
2.1.2.1ăH ăth ngăđaăsóngămang ................................................................................. 18
2.1.2.2Ghépăkênhăphânăchiaătheoăt năs ăFDM ............................................................ 19
2.1.3ăTr căgiaoătrongăOFDM ..................................................................................... 19

S hóa b i Trung tâm H c li u – HTN




vi

2.1.3.1ăBi uădi năs ătr căgiaoăd

iăd ngătoánăh c ...................................................... 21

2.1.3.2ăTr căgiaoătrongămi năt năs ........................................................................... 23
2.1.4ăBi uăth căc aătínăhi uăOFDM ........................................................................... 24
2.1.5ăThuăphátătínăhi uăOFDM .................................................................................. 25
2.1.5.1ăChuy năđ iăn iăti păsongăsongă(SerialătoăParallel)........................................... 27
2.1.5.2ăă i uăch ăsóngămangăph ............................................................................... 28
2.1.5.3ăChuy năđ iăt ămi năt năs ăsangămi năth iăgian............................................... 29
2.1.5.4ă i uăch ăt năs ăvôătuy nă(RFăModulation) ..................................................... 30
2.1.5.5ăBi uădi năd

iăd ngătoánăh c ......................................................................... 31

2.1.6ăKho ngăb oăv ăGIă(GuardăInterval) ................................................................... 32
2.1.6.1ăCh ngăl iădoăd chăth iăgian ............................................................................ 33
2.1.6.2ăCh ngănhi uăgi aăcácăsymbolă(ISI) ................................................................ 33
2.1.6.3ăMàoăđ uăvàăphânăcáchăsóngămang .................................................................. 36
2.1.6.4ăBi uădi năd

iăd ngătoánăh c ......................................................................... 36

2.1.7ăH năd iăvàăt oăc aăs ăchoătínăhi uăOFDM ......................................................... 40
2.1.7.1ăL căthôngăd i................................................................................................. 41
2.1.7.2ăS d ngăd iăb oăv ăd ngăcosănâng.................................................................. 43
2.2ăCácăk ăthu tăđi uăch ătrongăOFDM ..................................................................... 43
2.2.1ă i uăch ăBPSK ................................................................................................ 44
2.2.2ă i uăch ăQPSK ................................................................................................ 45
2.2.3ă i uăch ăQAM ................................................................................................. 47
2.2.4ăMưăGray ........................................................................................................... 48
2.3ăCácăđ cătínhăc aăOFDM ...................................................................................... 50
2.3.1ă uăđi m ........................................................................................................... 50
2.3.2ăNh

căđi m ..................................................................................................... 51

2.4ăKênhăvôătuy nătrongăm ngăthôngătinădiăđ ng 4G .................................................. 51
2.4.1ăSuyăhaoăđ

ngătruy năvàăs ăsuyăgi mătínăhi uă(PathălossăandăAttenuation) ........ 51

2.4.2ă nhăngh aăfading ............................................................................................. 52

S hóa b i Trung tâm H c li u – HTN




vii

2.4.3 Hi năt

ngăMultipath ....................................................................................... 54

2.4.4ăKênhătruy năch năl căt năs ăvàăkênhătruy năph ngădoătr iătr ăđaăđ

ngăgâyăra. .. 58

2.4.5ăKênhătruy năbi năđ iănhanhăvàăkênhătruy năbi năđ iăch mă(fastăfadingă&ăslowă
fadingăchannel)ădoăs ătr iăDoplerăgâyăra. ................................................................... 62
2.4.6ăăKênhătruy năRayleighăvàăkênhătruy năRicean ................................................... 64
CH
NGă III:ă ỄNHă GIỄă HI Uă QU ă C Aă H ă TH NGă THỌNGă TINă DIă
NGă4G ................................................................................................................ 67
3.1ă ánhăgiáăchungăv ăhi uăsu t ................................................................................ 67
3.1.1ăQuanăđi măng

iădùngăcu iăv ăhi uăsu t ........................................................... 68

3.1.2ăKhíaăc nhănhàăkhaiăthác .................................................................................... 70
3.2.ăHi uăsu tătrênăc ăs ăt căđ ăd ăli uăđ nhăvàăđ ătr ................................................ 70
3.3ă ánhăgiáăhi uăsu tăc aă4G ................................................................................... 72
3.3.1ăCácămôăhìnhăvàăcácăgi ăthi t ............................................................................. 72

3.3.2ăTiêuăchíăđánhăgiá .............................................................................................. 76
3.3.3ăM tăs ăk tăqu ămôăph ngăđánhăgiáăhi uăsu tă4G ............................................... 77
3.4ăK tălu n .............................................................................................................. 80
K TăLU NăVĨăH

NGăPHỄTăTRI N .............................................................. 81

A.K tălu n ................................................................................................................ 81
B.H

ngăphátătri n ................................................................................................... 81

TĨIăLI UăTHAMăKH O ...................................................................................... 82

S hóa b i Trung tâm H c li u – HTN




viii

DANHăM CăHÌNHăV
Hìnhă1.1:ăăL ătrìnhăphátătri năc aăh ăth ngăthôngătinădiăđ ng ........................................ 6
Hìnhă2.1:ăC uătrúcăh ăth ngăđaăsóngămang................................................................. 19
Hìnhă2.2:ăGhépăkênhăphânăchiaătheoăt năs ................................................................ 19
Hìnhă2.3:ăTíchăphânăcácăsóngăsinăcóăcùngăt năs ........................................................ 21
Hìnhă2.4:ăC uătrúcătrongămi năth iăgianăc aăm tătínăhi uăOFDM ............................... 22
Hìnhă2.5:ăPh ăc aă1ătínăhi uăOFDMăcóă5ăsóngămangăcon ........................................... 24
Hìnhă2.6 :ăS ăđ ăkh iăthuăphátăOFDM ....................................................................... 26
Hìnhă2.7:ăăChoătaăth yăquanăh ăgi aăt căđ ăsymbolăvàăt căđ ăbítăph ăthu căvàoăs ăbítă

trongăm tăsymbol. ..................................................................................................... 27
Hìnhă2.8:ăT oătínăhi uăOFDMăgiaiăđo năIFFT............................................................ 29
Hìnhă2.9:ă i uăch ăt năs ăvôătuy nătínăhi uăOFDMăb ngăc ăs .................................. 30
s ăd ngăk ăthu tăt

ngăt .......................................................................................... 30

Hìnhă2.10:ă i uăch ăt năs ăvôătuy nătínăhi uăOFDMăb ngăc ăs ăs ăd ngăk ăthu tăs ă
(DDS – T ngăh păs ătr căti p) .................................................................................. 30
Hìnhă2.11:ăB ăđi uăch ăOFDM.................................................................................. 31
Hìnhă2.12:ăHi uăqu ălo iăb ăISIăc aăd iăb oăv .......................................................... 34
Hìnhă2.13 :ăăChènăkho ngăth iăgianăb oăv ăvàoătínăhi u ............................................. 37
Hìnhă2.14 :ăMôăph ngăquáătrìnhăchènăkho ngăth iăgianăb oăv ăvàoătínăhi u ................ 37
Hìnhă2.15:ăKho ngăth iăgianăb oăv gi mă nhăh

ngăc aăISI ..................................... 38

Hìnhă2.16:ăD ngăsóngătrongămi năth iăgian ............................................................... 40
Hìnhă2.18:ăPh ăc aătínăhi uăOFDMăv iă1536ăsóngămangăcon ..................................... 41
Hìnhă2.19:ă ápă ngăt năs ăc aătínăhi uăOFDMăkhôngăquaăl c.................................... 42
Hìnhă2.20:ă ápă ngăt năs ăc aătínăhi uăOFDMăs ăd ngăb ăl căFIR ............................ 42
Hìnhă2.21:ăC uătrúcăc aăsymbolăs ăd ngăd iăb oăv ăd ngăcosănâng ............................ 43
Hìnhă2.22:ăBi uăđ ăkhôngăgianătínăhi uăBPSK ........................................................... 45
Hìnhă2.23:ăBi uăđ ătínăhi uăQPSK ............................................................................. 47
Hìnhă2.24:ăChùmătínăhi uă16-QAM ........................................................................... 48
Hìnhă2.25:ăGi năđ ăIQăchoăcácăd ngăđi uăch ăs ăd ngătrongăOFDM .......................... 50
S hóa b i Trung tâm H c li u – HTN

ix

Hìnhă2.26:ăHi uă ngăphaăđinh ................................................................................... 52
Hìnhă2.27:ă(a)ăflatăfading,ă(b)ăfadingăch năl căt năs ,ă(c)ăv iătruy n d năOFDMăthìăd ă
li uăđ cătruy nătrongănhi uăsóngămangăcon,ănênăt iăt năs ăb ăfadingăthìăch ăm tăt pă
h păd ăli uănh ăd ăli uăphátăb ăm t. .......................................................................... 53
Hìnhă2.28:ăHi năt

ngăph năx .................................................................................. 55

Hìnhă2.29:ăHi năt

ngătánăx .................................................................................... 55

Hìnhă2.30:ăHi năt

ngănhi uăx ................................................................................. 55

Hìnhă2.31:ăCácăhi năt

ngăx yăraătrongăkênhătruy năvôătuy n .................................... 56

Hìnhă2.32:ăTínăhi uăg căvàă2ăthànhăph năMultipath.................................................... 57
Hìnhă2.33:ăKênhătruy năch năl căt năs ăvàăbi năđ iătheoăth iăgian ............................. 57
Hìnhă2.34a:ă ápă ngăt năs ăc aăkênhătruy năch năl căt năs ...................................... 58
Hìnhă2.34b:ă ápă ngăt năs ăc aăkênhătruy năph ng ................................................... 59
Hìnhă2.35:ăTínăhi uăt iăphíaăthuătheoăLăđ

ng ........................................................... 59

Hìnhă2.36:ăKênhătruy năthayăđ iătheoăth iăgian .......................................................... 62
Hìnhă2.37:ăHàmăm tăđ ăxácăsu tăRayleighăvàăRicean ................................................. 65
Hìnhă3.1:ăXácăđ nhăt căđ ăd ăli uăchoăhi uăsu t ......................................................... 69
Hìnhă3.2:ăHi uăqu ăph ăt ăb oăFDDăvàăhi uăqu ăph ăng iădùngărìaăt ăbào,ăsoăv iăyêuă
c uăITU-R(đ ngăxu ngăvàăđ ngălên). .................................................................... 77
Hìnhă3.3:ăPhânăb ăthôngăl ngăng iădùngăchu năhóaăFDD(đ ngăxu ngăvàăđ ngă
lên) ........................................................................................................................... 78
Hìnhă3.4:ăPhânăb ăSINRăFDDă(đ

ngăxu ngăvàăđ

ngălên)....................................... 78

Hìnhă3.5a:ăăHi uăqu ăph ăt ăbàoăTDDăvàăhi uăqu ăph ăng iădùngărìaăt ăbào,ăsoăv iă
yêuăc uăITU-Ră(đ ngăxu ngăvàăđ ngălên).............................................................. 79
Hìnhă3.5b:ăHi uăqu ăph ăt ăbàoăTDDăvàăhi uăqu ăph ăng iădùngărìaăt ăbào,ăsoăv iă
yêuăc uăITU-Ră(đ ngăxu ngăvàăđ ngălên).............................................................. 79
Hìnhă3.6:ăPhânăb ăthôngăl ngăng iădùngăchu năhóaăTDDă(đ ngăxu ngăvàăđ ngă
lên) ........................................................................................................................... 80

S hóa b i Trung tâm H c li u – HTN




x

KụăHI UăVĨăTHU TăNG ăTI NGăANHăVI TăT T
TRONGăLU NăV N

KỦăhi u

Thu tăng ăti ngăanh

Ngh aăti ngăvi t

1G

One Generation Cellular

H ăth ngăthôngătinădiăđ ngăth ănh t

2G

Second Generation Cellular

H ăth ngăthôngătinădiăđ ngăth ăhai

3G

Third Generation Cellular

H ăth ngăthôngătinădiăđ ngăth ăba

4G

Four Generation Cellular

H ăth ngăthôngătinădiăđ ngăth ăt

3GPP

Third Generation Partnership Project

D ăánăh pătácăth ăh ăth ă3

AAA

Adaptive Array Antenna

AAA

Aunthentication, Authorization &
Accounting

Ch ngăth c,ă yăquy năvàăthanhătoán

Access Router

B đ nhătuy nătruyănh p

ARQ

Automatic Repeat reQuest

K ăthu tăyêuăc uăl păt ăđ ng

ATM

Asynchronous Tranfer Mode

Ch ăđ ătruy năd ăb

BS

Base Station

Tr măg c

BTS

Base Tranceiver Station

Tr măthuăphátăg c

BSC

Base Station Controller

B ăđi uăkhi nătr măg c

BSS

Base Station System

H ăth ngătr măg c

AR

CDMA

Code Division Multiple Access

ngătenădưyăthíchănghi

aătruyănh păphânăchiaătheoămư

Cyclic Redundancy Code

Mưăvòngăd

CN

Core Network

M ngălõi

CN

Correspondent Node

Nútătrungăgian

CoA

Care of Address

CNR

Carrier – to – Noise - Radio

T ăs ăsóngămangătrênăt păâm

CRC

Cyclic Redundancy Check

Mưăki mătraăd ăvòng

CTP

Context Transfer Protocol

Giaoăth cătruy năng ăc nh

DS

Direct Sequence

Chu iătr căti p

CRC

DS-CDMA Direct Sequence - CDMA

aăch ăt măth i

CDMAăchu iătr căti p

DSP

Digital Signal Processor

B ăx ălýătínăhi uăs

E2R

End – to – End Reconfigurability

Kh ăn ngăc uăhìnhăl iăt ăđ uăcu iăđ nă
đ uăcu i

S hóa b i Trung tâm H c li u – HTN




xi

EIRP

Effective Isotropically Radiated Power

Côngăsu tăphátăx ăđ ngăh
d ng

ngăhi uă

EV-DO

Evolution Data Optimized

FDD

Frequency Division Duplex

Ghépăsongăcôngăphânăchiaătheoăt năs

FEC

Forward Error Correct

Mưăs aăl iătr

c

aătruyănh păphânăchiaătheoăt năs

FDMA

Frequency Division Multiple Access

FH - OFDM

Frequency Hopping Orthogonal
Frequency Division Multiple Access

OFDMănh yăt n

Fast Mobile IPv6

IPv6ădiăđ ngănhanh

FM IPv6

FHM IPv6 Fast Handovers for Mobile IPv6
GPS
GPRS
HA
HARQ
HLR
HMIPv6
HoA

Chuy năgiaoănhanhăchoăIPv6ădiăđ ng

Global Postioning System

H ăth ngăđ nhăv ătoànăc u

General Packet Radio System

H ăth ngăvôătuy năgóiăchung

Home Agent

Tácănhânănhà

Hybrid Automatic Repeat reQuest

ARQă(yêuăc uăt ăđ ngăl p)ălai

Home Location Register

Thanhăghiăđ nhăv ăth

Hierarchial Mobile Internet Protocol
Version 6

IPv6ădiăđ ngăc păphó

Home Address

aăch ăth

ngătrú

ngătrú

High Speed Dowlink Packet Access

H ăth ngătruyănh păgóiăđ
t căđ ăcao

HMI

Human – Machine Interface

Giaoădi năng

IMT - 2000

International Mobile
Telecommunication - 2000

Thôngătinădiăđ ngătoànăc uă2000

Internet Protocol

Giaoăth căinternet

IPv6

Internet Protocol Version

Giaoăth căinternetăphiênăb nă6

ITU

International Telecommunication Union Liênăminhăvi năthôngăqu căt

HSDPA

IP

ngăxu ngă

iămáy

MAC

Medium Access Control

i uăkhi năthâmănh pămôiătr

MAP

Mobility Anchor Point

i mătreoădiăđ ng

MIH

Media Indepen Handover

Chuy năgiaoăđ căl păph

MN

Mobile Node

Nútădiăđ ng

MNN

Mobile Network Node

Nútăm ngădiăđ ng

MNP

Moblie Network Prefix

Ti năt ăm ngădiăđ ng

MR

Mobile Router

B ăđ nhătuy nădiăđ ng

S hóa b i Trung tâm H c li u – HTN



ng

ngăti n


xii

Mobile Station

Tr mădiăđ ng

Mobility Service Center

Trungătâmăd chăv ădiăđ ng

MIMO

Multi Input – Multi Output

ngătenănhi uăkênhăvàoă– nhi uăkênhă
ra

MC CDMA

Multi Carrier CDMA

aătruyănh păphânăchiaătheoămưăđaă
sóngămang

NEMO

Network Mobility

Tínhădiăđ ngăm ng

NGN

Next Genartion Network

M ngădiăđ ngăth ăh ăsau

OSI

Open Systems Interconnection

Môăhìnhăt

OFDM

Orthononal Frequency Division
Multiplexing

Ghépăkênhăđaătruyănh păphânăchiaătheoă
t năs ătr căgiao

Orthononal Frequency Code Division
Multiplexing

Ghépăkênhăđaătruyănh păphânăchiaătheoă
mưăt năs ătr căgiao

PAN

Persional Access Network

M ngătruyăc păcáănhân

PAPR

Peak to Average Power Ratio

T ăs ăcôngăsu tăđ nhătrênăcôngăsu tă
trungăbình

PHS

Persional Handyphone System

H ăth ngăđi nătho iăcáănhân

PKI

Public key Infrastructure

C ăs ăh ăt ngăkhóaăchung

QoS

Quality of Service

Ch tăl

Radio Access Network Application Part

Ph nă ngăd ngăm ngăthâmănh păvôă
tuy n

RNC

Radio Network Controller

B ăđi u khi năm ngăvôătuy n

RNS

Radio Network Subsystem

H ăth ngăm ngăconăvôătuy n

RO

Router Optimzation

T iă uăhóaăđ

RR

Return Routability

Kh ăn ngăđ nhătuy năđ

SDR

Software Defined Radio

Sóngăvôătuy năđ nhăngh aăm m

SINR

Signal to Interference and Noise Power T ăs ăcôngăsu tătínăhi uănhi uătrênăt pă
Ratio
âm

MS
MSC

OFCDM

RANAP

SMS - SC

SMS Service Center

ngăk tăcácăh ăth ngăm

ngăd chăv

ngăđi
ngăv

Trungătâmăd chăv ătinănh năSMS

SVD based Singunal Value Decompostion Based
MIMO
Multiple Input Mutilple Outut
TCP

Transmision Control Protocol

TPC

Transmision Power Control

S hóa b i Trung tâm H c li u – HTN

Giaoăth căđi uăkhi nătruy năd n
i uăkhi năcôngăsu tătruy năd n




1

L IăNịIă U
Trongănh ngăn măg năđây,ăk ăthu tăvôătuy năđưăcóăcácăb

căphátătri năv

tă

b c.S ăphátătri nănhanhăchóngăc aăcôngăngh ăvideo,ătho i,ăcácălo iăhìnhătruy năs ă
li u,ăthi tăb ădiăđ ngăngàyăcàngăphátătri năv ănhuăc uătruy năthôngăđaăph

ngăti nă

ngàyăm tăcaoăh n.Vi cănghiênăc uăvàăphátătri năđangădi năraătrênătoànăth ăgi iăđ ă
đ aăraăcácăgi iăphápăk ăti păđápă ngăyêuăc uăc aăh ăth ngătruy năthôngăđaăph

ngă

ti năkhôngădây.
Trongă b iă c nhă đó,ă vi că phátă tri nă cácă h ă th ngă v iă nhi uă d chă v ă tíchă h p,ă
b ngăthôngăl năh n,ăti tăki măph ăt năvàăcóăhi uăn ngăh ăth ngăcaoălàăbàiătoánăđangă
đ

căđ tăraăvàăkhông ng ngăcóănh ngăk tăqu ănghiênăc uăchoănh ngăcâuătr ăl iăxácă

đángăh n.ăV iăs ăphátătri năc aăcôngăngh ăđi nătho iădiăđ ng,ăchúngătaăđưăđiăt ăth ă
h ădiăđ ngăth ănh tăđ nănay,ăth ăh ădiăđ ngăth ă3,ăth ă4ăđưăph ăbi năt iănhi uăqu că
giaătrênăth ăgi iăv iăs ăbùngăn ăc aăVi năthôngăvàăCôngăngh ăthôngătin.ăV iănh ngă
h ăth ngăcóăkh ăn ngătíchăh păcaoănh ăv y,ăcôngăngh ătruy năd năđ năsóngămangă
đangătr ănênăl iăth iăvàăkhôngăđápă ngăđ
nh ăch tăl

căyêuăc uăngàyăcàngăcaoăv ăt căđ ăc ngă

ngăd chăv .

ă đápă ngă đ

că y uă t ă này,ă c nă thi tă ph iă phátă tri nă nh ngă h ă th ngă b ngă

r ng,ăkh ăn ngăthíchănghiăcaoăv iănh ngăđi uăki năđ

ngătruy năđaăd ng,ăđ ngăth iă

xácăđ nhăph ăt nălàăm tătàiănguyênăvôăcùngăquanătr ngătrongăthôngătinăvôătuy n.ăDoă
đóăm tăgi iăphápăhi uăqu ăđưăđ

căđ aăraăđóălàăvi căs ăd ngăk ăthu tătr iăph ăvàă

ghépăkênhăphânăchiaătheoăt năs ătr căgiaoăg iăt tălàăOFDMă(OrthogonalăFrequencyă
Division Multiplexing -

i uăch ăđaăsóngămangătr căgiaoăhayăghépăkênhăphânăchiaă

theoăt năs ătr căgiao)ăvàoăthôngătinăvôătuy n,ăgóp ph năt oănênăh ăth ngăthôngătinăvôă
tuy năhoànăthi năh n.ăOFDMălàăgi iăphápăcôngăngh ăkh căph căđ

cănh

căđi măv ă

vi căhi uăqu ăs ăd ngă ph ăt năth păc aăcácăh ăth ngăthôngătinădiăđ ngătr

căđây.ă

OFDMăs ăd ngăk ăthu tăt oăraăcácăsóngămangăconătr căgiaoăđ ătruy năd ăli u,ăgiúpă
choăvi căs ăd ngăb ngăt năkênhăđ
K ăthu tăOFDMăđ

căt iă uăhóa.

căđ aăvàoăs ăd ngătrongăth căt ăđưăvàăđangăđóngăgópăr tă

l nă vàoă s ă phátă tri nă bùngă n ă c aă Côngă ngh ă thôngă tină vàă Vi nă thôngă t iă Vi tă
Nam.

uătiên cóăth ăk ăđ năs ăphátătri năm nhăm ăc aăADSLăt ăđóăđ aăraăd chăv ă


2

internetăt căđ ăcaoăvàăgiáăc ăh pălý.ă

căbi tăvi că ngăd ngăk ăthu tăOFDMăvàoăcácă

h ăth ngăm ngăkhôngădâyănh ăWLAN,ăWIMAX,ăh ăth ngăthônătinădiăđ ngă4Gălàmă
thayă đ iă cu că s ngă c aă chúngă taă v ă vi că traoă đ iă thôngă tin…ă nh ă v yă k ă thu tă
OFDMălàăm tăs ăl aăch năđ yăthuy tăph căv iănhi uăkh ăn ngăti mătàngăđưăvàăđangă
đ

cănghiênăc uăs ăd ngăchoăt ngăv tălýăm ngăthôngătinădiăđ ngă4G.
V iănh ngălýădoănêuătrên,ătrongăgi iăh năc aălu năv nănàyătôiăxinătrìnhăbàyăđ ă

tàiăv : “Nghiênăc uăk ăthu tăOFDMăvƠă ngăd ngătrongăm ngăthôngătinădiăđ ngă
4G”ăđưăvàăđangăđ

cătri năkhaiătrênăth ăgi iăvàăc ă ăVi tăNam.

V ăn iădungălu năv năc aăemăxinăđ

căchiaălàmă3 ch

ng:

Ch

ng I: T ng quan v h th ng di đ ng không dây.

Ch

ng II: K thu t ghép kênh đa sóng mang tr c giao và kênh vô tuy n

trong m ng thông tin di đ ng 4G.
Ch

ng III: ánh giá hi u qu c a h th ng thông tin di đ ng 4G.

Emă xină chână thànhă c mă nă s ă h

ngă d nă t nă tìnhă c aă Th yă giáoă PGS.TS

Nguy năH uăCông cùngătoànăth ăcácăTh y,ăCôătrongăb ămôn.ăKínhăchúcăcácăTh y,ă
Côăm nhăkho ăvàăH nhăphúc!ă
Tácăgi

Nguy năV năTh ng


3

CH

NG I - T NGăQUANăV ăH ăTH NGăDIă
KHỌNGăDỂY

NG

1.1.L chăs ăvƠăphátătri năc aăthôngătinădiăđ ng
1.1.1ăToƠnăc nhăh ăth ngăthôngătinădiăđ ng
Thôngătinădiăđ ngăluônăkhôngăng ngăphátătri năvàăngàyăcàngăđòiănh ngăcôngă
ngh ăcaoăk ăthu tătiênăti n.ăÝăngh aăv ăm tăs ăliênăl căth căth iămàăkhôngăngh ăđ nă
kho ngăcáchălàăm tătrongănh ngăgi căm ălâuănh tăc aănhânălo iăvàăgi căm ăđóăđưăvàă

đangă tr ă thànhă hi nă th c.Vi că s ă d ngă sóngă vôă tuy năđ ă truy nă thôngă tină đ
minhăvàoăcu iăth ăk ă19.ăK ăt ăđóăđ nănayănóătr ăthànhăm tăcôngăngh ăđ

că phátă

că ngăd ngă

r ngărưiănh tăvàăkhôngăth ăthi uătrongăđ iăs ngănhuăc uăhàngăngàyăc aăconăng

i.

Sauănhi uăn măphátătri n,ăthôngătinădiăđ ngăđưătr iăqu ănhi uăgiaiăđo năphátă
tri nă khácă nhau.ă T ă th ă h ă thôngă tină diă đ ngă t

ngă t ă th ă h ă th ă nh tă (1G)ă đ nă h ă

th ngădiăđ ngăthôngătinăs ăth ăh ăth ăhaiă(2G)ă,ăh ăth ngăthôngătinădiăđ ngăb ngăr ngă
th ăh ăth ăbaă(3G)ăđangăđ

cătri năkhaiătrênăph măviătoànăc uăvàăh ăth ngădiăđ ngă

siêuăb ngăr ngăth ăh ăth ăt ă(4G)ăđưăvàăđangăđ

cătri năkhaiăt iăm tăs ăn

cătrênăth ă

gi i.ăThôngătinămàăh ăth ngăthôngătinădiăđ ngăth ănh t,ăth ăhaiătruy năđiăch ăy uălàă
tho i,ăcònăthôngătinăđ

cătruy năđiătrongăh ăth ngăthôngătinădiăđ ngăth ăba,ăth ăt ălàă

ngoàiă cácă d chă v ă c aă th ă h ă th ă nh tă vàă haiă truy nă thêmă d ă li uă d chă v ă vàă đaă
ph

ngăti n.
Cácăh ăth ngăthôngătinădiăđ ngăt ăbàoăs ăhi nănayăđangă ăgiaiăđo năth ăh ăth ă

haiăc ngă(2,5Gă&ă2,75G),ăth ăh ăth ăbaăvàăth ăh ăth ăbaăc ngă(3,5G),ăti păđ nălàăth ă
h ăth ăt ă(4Gă– LTE).ă

ăđápă ngănhuăc uăngàyăcàngăt ngăc aăcácăd chăv ăvàăti năíchă

c aăthôngătinădiăđ ngămangăl iăngayăt ăđ uănh ngăn mă90ăc aăth ăk ă20ăng

iătaăđưă

ti năhànhănghiênăc uăh ăth ngăthôngătinădiăđ ngăth ăh ăth ăba.ăLiênăhi păVi năthôngă
Qu căt ăb ăph năVôătuy nă(ITU-R)ăđưăth căhi nătiêuăchu năhóaăchoăh ăth ngăthông
tină diă đ ngă toànă c uă IMT-2000.ă ă Châuă Âu,ă Vi nă tiêuă chu nă Vi nă thôngă Châuă Âuă
(ETSI)ă đưă th că hi nă tiêuă chu nă hóaă phiênă b nă c aă h ă th ngă nàyă v iă tênă g iă t tă làă
UMTSă(UniversalăMobileăTelecommunicationăSystem:ăH ăth ngăvi năthôngădiăđ ngă
toànăc u).ăH ăth ng diăđ ngănàyăm iălàmăvi că ăd iăt nă2GHzăvàăcungăc pănhi uălo iă


4

d chă v ă baoă g mă cácă d chă v ă tho i,ă truy nă s ă li uă t că đ ăth p.ă T că đ ă c că đ iă c aă
ng

iă s ăd ngăcóă th ălênăt iă2Mbps.ăT că đ ă c căđ iă nàyăch ăcóă ăcácăôăpicoătrongă

nhà,ăcònăcácăd chăv ăt căđ ă14,4Kbpsăs ăđ măb oăchoăthôngătinădiăđ ngăthôngăth
ăcácăôămacro.ăNg

ngă

iătaăc ngăđangăvàăđưănghiênăc uăvàăphátătri năh ăth ngăthôngătină

diăđ ngăth ăt ăcóăt căđ căchoăng
r ngă(MBS)ăthìăcácăsóngămangăđ

iădùngăkho ngă2Gbps.ă ăh ăth ngădiăđ ngăb ngă
căs ăd ngă ăcácăb

làă64MHzăvàăt căđ ătruy năd năc aăng

căsóngămm,ăđ ăr ngăb ngăt nă

iăs ăd ngăkho ngă100Mbps.

Hi nănay,ăt iăh uăh tăcácăqu căgiaătrênăth ăgi iăđưătri năkhaiăh ăth ngăthôngătină
diăđ ngă3G.ăTuyănhiên,ătheoăs ăli uăth ngăkêăc aăHi păh iăGSA,ătínhăđ n 21/7/2015,
LTEăđưăđ

că638ănhàăm ngăcamăk tătri năkhaiăt iă176ăqu căgia.ăNgoàiăraăcònăcóă39ă

nhàă m ngă đangă tri nă khaiă cácă côngă vi că ti nă camă k t,ă th ă nghi mă t iă 5ă qu că giaă
khác.Tínhăt ngăl iăthìăLTEăđưăđ
V ăs ăm ngăth

că677ănhàăm ngăquanătâm,ăđ uăt ăt iă181ăqu căgia.ă

ngăm i,ăt ăch ăcóă2ăm ngăth

n mă 2009ă đ nă nayă LTEă đưă cóă 422ă m ngă th
đ

ngăm iăt iăTh yă i năvàăNaăUyăvàoă
ngă m iă t iă 143ă qu că gia.ă Conă s ă nàyă

căd ăbáoăs ăt ngălênăthànhăítănh tălàă460ăm ngăvàoăcu iăn mănayăvàă600ăm ngăvàoă

n mă2019.ăB căM ă(M ăvàăCanada)ăti păt căd năđ uăth ăgi iăv ă ngăd ngăLTEăv iă
68ăm ngăth

ngăm iăvàă198ătri uăthuêăbao,ăchi mă47,5%ăthuêăbaoădiăđ ngăc aăkhuă

v cănàyăvàăchi mă26%ătrongăt ngăs ă755ătri uăthuêăbaoăLTEătoànăc u.ăTrongăkhiăđó,ă
v iăl iăth ăv ădânăs ăđông,ăkhuăv că ôngăÁ,ă ôngăNamăÁăvàăchâuă

iăD

ngăchi mă

t iă51%ăthuêăbaoăLTEătoànăc uăv iă385ătri u.ăPh năl năthuêăbaoăđ năt ăcácăth ătr
diăđ ngăphátătri nănh ăHànăQu c,ăNh tăB năvàăc ăth ătr

ngă

ngăđangăphátătri n.

T iăVi tăNamăv iăs ăphátătri năm nhăm ăc aăthôngătin liênăl cănóiăchungăvàă
nh ngă n mă g nă đâyă thôngă tină diă đ ngă raă đ iă vàă phátă tri nă nh ă m tă xuă th ă t tă y uă
kháchăquanănh măđápă ngănhuăc uătraoăđ iăthôngătinăngàyăcàngăcaoătrongăth iăk ăđ iă
m iăc aăđ tăn

c.ăVàoăth iăk ăbanăđ u,ăxu tăhi năm tăs ănhàăm ngănh ăm ngănh nă

tinăABC,ăm ngănh nătinătoànăqu că…ăch ămangătínhăch tăth ănghi măchoăcôngăngh ă
thôngătinădiăđ ngă ăVi tăNam.ăSauăđó,ăt iăth iăđi măthángă03/1993ăm ngăđi nătho iădiă
đ ngăMobileFoneăs ăd ngăk ăthu tăs ăGMSăđưăđ

cătri năkhaiăvàăchínhăth căđ aăvàoă

ho tă đ ngă ă Vi tă Namă v iă thi tă b ă c aă hưngă ALCATEL.Thángă 06/1996,ă mangă
Vinaphoneăraăđ iăvàăcùngăt năt iăsongăsongăv iăVMS.N mă2003,ăm ngăS-Phoneăs ă


5

d ngăcôngăngh ăCDMAăc aăSaigonăPostelăđ aăvàoăkhaiăthác.

năn mă2004,ăm ngă

GMSă c aă Viettelă c ngă chínhă th că đ a vàoă ho tă đ ng.Vàă đ nă n mă 2007ă EVNă
Telecom,ăHàăN iăTelecomă c ngăđ aă vàoăkhaiăthácă m ngă diă đ ngăth ăh ă th ăba.D ă
ki năđ năquýăIV/2015ăcácănhàăm ngăViettel,ăVinaphoneăvàăMobilephoneăc ngăđ ngă
lo tătri năkhaiăm ngădiăđ ngăth ăh ăth ă4ătrênăcácăthànhăph ăl năc aăc ăn

c.

1.1.2ăL ătrìnhăphátătri năc aăthôngătinădiăđ ng
Th iăk ăđ u,ăkhiăm iătri năkhaiăh ăth ngăthôngătinădiăđ ngăth ănh tăm iăch ă
cungăc păchoăng

iădùngăs ăd ngăd chăv ătho iănh ngădoănhuăc uăv ătruy năs ăli uă

t ngălênăđòiăh iăcácănhàăkhaiăthácăm ng ph iănângăc păr tănhi uătínhăn ngăm iăchoă
m ngăvàăcungăc păcácăd chăv ăgiáătr ăgiaăt ngătrênăc ăs ăkhaiăthácăh ăt ngăm ngăvi nă
thôngăhi năcó.ăT ăđóăcácănhàăkhaiăthác,ăcungăc păd chăv ăđưănghiênăc uăvàătri năkhaiă
cácăh ăth ngădiăđ ngăth ăhai,ăhaiăc ngă(2G, 2,75G)ăđ ăcungăc păd chăv ătruy năs ăli uă
caoă h n.ă Cùngă v iă internetă đangă tr ă thànhă m tă trongă nh ngă ho tă đ ngă kinhă doanhă
ngàyăcàngăquanătr ng,ăm tătrongănh ngăho tăđ ngănàyălàăxâyăd ngăcácăcôngăs ăvôă
tuy năđ ăk tăn iăng

iădùngăv iăc ăquanăhayăgiaăđìnhăc aăh .Ngoàiăra,ăti măn ngătoă

l năđ iăv iăcôngăngh ăm iălàăcungăc pătr căti păcácăthôngătinăkhácăchoăcácăthi tăb ăvôă
tuy năs ăt oăraăcácăngu năl iăm iăchoăcácănhàăkhaiăthácăvi năthông.ăDoăđó,ăđ ăđápă
ngăđ

căcácăd chăv ătruy năth ngăvàăcácăd chăv ăm iănh ăhìnhă nh,ăvideo,ătruy nă

thôngămáyătínhăđ ngăth iăđ măb oătínhăkinhăt ăhi uăqu ăthìăh ăth ngăthôngătinădiăđ ngă
th ăhaiă(GSM,ăPDC,ăIS-136,ăvàăCDMAONE)ăđưăchuy năsangăh ăth ngăthôngătinădiă
đ ngăth ăba.ăKhiămàănhuăc uăv ătruy năs ăli uăđaăph

ngăti năt ngăcaoănhanhăchóng,ă

màăt căđ ăhi năt iăc aăh ăth ngădiăđ ngăth ăbaăkhôngăđápă ngăđ

căthìăcácăt ăch că

vi năthôngătrênăth ăgi iăđưănghiênăc u,ăphátătri năvàăchu năhóaăh ăth ngăthôngătinădiă
đ ngăth ăt .ă
L ătrìnhăphátătri năc aăthôngătinădiăđ ngăt ăth ăh ăth ănh tăđ năth ăh ăth ăt ă
đ

căth ăhi năquaăhìnhă1.1ăsauăđây.


6

Hình 1.1: L trình phát tri n c a h th ng thông tin di đ ng
Trongăđó:ă
-

TACSă (Totală Accessă Comimunicationă System):ă H ă th ngă thôngă tină truyă
nh păt ngăth .ă

-

NMT900ă(NoricăMobileăPhoneă900):ăH ăth ngădiăđ ngăB căÂuăb ngăt nă
900MHz.

-

AMPSă(AdvancedăMobileăPhoneăService):ăD chăv ăđi nătho iădiăđ ng.

-

SMRă(SpecializedăMobileăRadio):ăVôătuy nădiăđ ngăchuyênăd ng.

-

GSM(900)ă (Globală Systemă foră Mobile):ă H ă th ngă thôngă tină diă đ ngă toànă
c uăb ngăt nă900MHz.

-

GSM(1800):ăH ăth ngăGSMăb ngăt nă1800MHz.

-

GSM(1900):ăH ăth ngăGSMăb ngăt nă1900MHz.

-

IS -136 (Interim Standard – 136):ăTiêuăchu nădiăđ ngăTDMAăc iăti nădoă
AT&Tăs năxu t.

-

IS – 95 (CDMA) (Interim Standard – 95ăCDMA):ăTiêuăchu năthôngătinădiă
đ ngăCDMAăc iăti năc aăM ăă(doăQualcomăđ ăxu t).

-

GPRSă(GenneralăPaketăRadioăSystem):ăH ăth ngăvôătuy năgóiăchung.

7

-

EDGEă(Enhancedă DataăRatesăforăGSMăEvolution):ăNh ngăt căđ ăs ăli uă
t ngăc

ngăđ ăphátătri năGSM.

-

Cdma2000ă1x:ăH ăth ngăcdma2000ăgiaiăđo nă1.

-

WCDMAă(WidebandăCDMA):ăH ăth ngăCDMAăb ngăr ng.

-

Cdma200ăMx:ăH ăth ngăcdma2000ăgiaiăđo nă2.

-

HSPAă(HighăSpeedăPacketăAccess):ăH ăth ngădiăđ ngătruyănh păgóiăt căđ ă
cao.ăH ăth ngăHSPAăđ

căchiaăthànhă3ăc ngăngh ăsau:

+)ăHSDPAă(HighăSpeedăDowlinkăPacketăAccess):ăH ăth ngătruyănh păgóiă
đ

ngăxu ngăt căđ ăcao.

+)ă HSUPAă (Highă Speedă Uplinkă Packetă Access):ă H ă th ngă truyă nh pă góiă
đ

ngălênăt căđ ăcao.

+)ăHSODPAă(HighăSpeedăOFDMăPacketăAccess):ăH ăth ngătruyănh păgóiă
OFDMăt căđ ăcao.
-

Pre – 4G:ă Cácă h ă th ngă ti nă 4G,ă g mă cóă Wimaxă vàă Wibroă (Mobileă
Wimax).

-

Wimax: Worldwide Interoperability for Microwave Access.

-

Wibromaxă(WirelessăBroadbandăSystem):ăH ăth ngăb ngăr ngăkhôngădây.

1.1.3ăT ngăk tăcácăh ăth ngăthôngătinădiăđ ng
B ngă1.1ăTrìnhăbàyăm tăs ănétăchínhăc aăcácăcôngăngh ăthôngătinădiăđ ngăt ăă
1Găđ nă4G.
B ng 1.1 T ng k t các h th ng thông tin di đ ng
Th ăh ăthôngătinădiă

đ ng
Th ăh ăth ănh tă1G
Th ăh ăth ăhaiă2G

H ăth ng
AMPS, TACS,
NMT

D chăv ăchung
Tho i

FDMA,ăt

ngăt

Ch ăy uătho iăk tă TDMA,ăCDMAăcôngă
GSM, IS-136, IS-95 h păv iăd chăv ăb nă ngh ,ăs ăb ngăh pă(8-13
tinăng n

Th ăh ăth ă2ă+ă
(2,5G; 2,75G)

Chúăthích

GPRS, EDGE,
cdma2000 1x

Kbps)

TDMAă(k tăh pănhi uă

Ch ăy uăv nălàă
kheăth iăgianăho căt nă
tho i,ăd chăv ăs ă
s )ăho căCDMA,ăs ă
li uăgóiăt căđ ăth pă
d ngăph ăch ngălênăph ă
vàătrungăbình
t năc aăh ăth ngă2G,ă


8

t ngăc ngătruy năs ă
li uăgói.ăT căđ ăt iăđaă
đ tă144Kbps.

Th ăh ă3ă(3G)ă

CDMA,
CDMA/TDMA,ăb ngă
r ng,ăriêngăcdma2000ă
cdma2000 1x EV
Truy năd nătho iăvàă x1 EVăs ăd ngăph ă
DO/DV, cdma2000, d chăv ăs ăli uăđaă ch ngălênăph ăc aăh ă
th ngă2G.ăT căđ ăt iăđaă
WCDMA
ph ngăti n
đ
đ

Th ăh ă3+ă(3,5G)

Th ăh ă4ă(4G)

HSDPA
HSUPA
HSOPA

4G, LTE

ngăxu ngălàă2Mbpsă
ngălênălàă384Kbps.

Phátătri năt ă3G,ă
CDMA/HS-DSCH.
HSPDAăchoăt căđ ăt iă
Tíchăh pătho i,ăd chă
đaăđ ngăxu ngă
v ăs ăli uăvàăđaă
14,4Mbps,ăHSUPAăăcóă
ph ngăti năt căđ ă
t căđ ăđ ngălênălàă
cao.
5,7Mbps, HSOPA cho
t căđ ăDownlink/Uplinkă
200Mbps/100Mbps.
OFMA, MC/DSCDMA,ăt căđ ăt iăđaă ă
Truy năd nătho i,ă
môiătr ngătrongănhàălàă
s ăli u,ăđaăph ngă

5Gbps,100Mbpsămôiă
ti năv iăt căđ ăc că
tr ngăngoàiătr iătrênă
cao.
đ iăt ngăchuy năđ ngă
nhanh 250Km/h.

1.2ăGi iăthi uăt ngăquanăv ăh ăth ngădiăđ ngă4G
4Gă làă h ă th ngă thôngă tină diă đ ngă b ngă r ngă đ
(IMTăAdvanced)ăđ nhăngh aăb iăITU-R.ăT căđ ăd ăli uăđ

că xemă nh ă lIMTă tiênă ti nă
c đ ăraălàă100Mbpsăchoă

thuêăbaoădiăchuy năcaoăvàă1Mbpsăchoăthuêăbaoăítădiăchuy n,ăb ngăthôngălinhăđ ngălênă
đ mă40MHz.ăS ăd ngăhoànătoànătrênăn năIP,ăcungăc păcácăd chăv ănh ăđi nătho iătrênă
n năIP,ătruyăc păinternetăb ngăr ng,ăd chăv ăgameăvàădòngăHDTVăđaăph

ngăti n…


9

3GPPăLTEăđ

căxemănh ălàăti nă4G,ănh ngăphiênăb năđ uătiênăc aăLTEăch aă

đ ăcácătínhăn ngătheoăyêuăc uăc aăIMTăAdvanced.ăLTEăcóăt căđ ălýăthuy tălênăđ nă
100Mbpsă ăđ

ngăxu ngăvàă50ăMbpsă ăđ

h năth ăn aăn u MIMO, antenăm ngăđ

ngălênăđ iăv iăb ngăthôngă20MHz, vàăs ă
căs ăd ng.ăLTEăđ

căphátătri năđ uătiênă ă

haiăth ăđôălàăStockholmăvàăOsloăvàoăngàyă14/02/2009.Giaoădi năvôătuy năv tălýăđ uă
tiênăđ

căđ tătênălàăHSOPAă(HighăSpeedăOFDMăPacketăAccess)ăvàăbâyăgi ăcóătênălàă

E-UTRA (Evoled UMTS Terrestrial Radioă Access).ă Th că t ă choă th yă h uă h tă cácă
hưngăvi năthôngăhàngăđ uătrênăth ăgi i:ăAlcatelă– Lucent, Ericsson, Motorola, Nokia,
NokiaăSiemensăNetwork,ăHuawei,ă LGăElectronics,ă SamăSungă …ăđưă b tătayăv iăcácă
nhàă m ngă l nă trênă th ă gi iă (Verizonă Wireless,ă AT&T, France Telecom – Orange,
NTT DoCoMo, T – Mobile,ă Chinaă Mobile,ăZTEă..)ăth că hi năcácăcu căth ănghi mă
quanătr ngătrênăcôngăngh ăLTEăvàăđưăđ tăđ

cănh ngăthànhăcôngăđángăk .

LTEă Advancedă làă ngă viênă choă chu nă IMTă Avanced,ă m că tiêuă c aă nóă làă
h

ngăđ năđápă ngăđ

căyêuăc uăc aăITU.ăLTEăAdvancedăcóăkh ăn ngăt

ngăthíchă

v iăthi tăb ăvàăchiaăs ăb ngăt năv iăLTEăphiênăb năđ uătiên.
Diăđ ngă WiMaxă(IEEEă802.16E-2005)ălàăchu nătruyăc pădiăđ ngăkhôngădâyă
b ngăr ngă(MWBA)ăc ngăđ
56Mbpsăchoăđ

căxemălàă4G,ăt căđ ăđ nhăđ

ngăxu ngălàă128Mbps,ăvàă

ngălênăv iăđ ăb ngăthôngăr ngăl năh nă20MHz.

UMBă(UtraăMobileăBroadband):ăUMBăđ

căcácăt ăch căvi năthôngăc aăNh tă

B n,ă Trungă Qu c,ă B că M ă vàă Hànă Qu că cùngă v iă cácă hưngă nh ă Alcatelă – Lucent,
Apple,ăMotorola,ăNECăvàăVerizonăWirelessăphátătri năt ăn năt ngăCDMA.ăUMBăcóăth ă
ho tăđ ngă ăb ngăt năcóăđ ăr ngăt ă1,25ăMHzăđ nă20ăMHzăvàălàmăvi că ănhi uăd iăt nă
s ,ăv iăt căđ ătruy năd ăli uălênăt iă288Mbpsăchoălu ngăxu ngăvàă75Mbpsăchoăđ

ngă

lênăv iăđ ăr ngăb ngăt năs ăd ngălàă20MHz. Qualcomălàăhưngăđiăđ uătrongăn ăl căvi că
phátătri năUMB,ăm cădùăhưngănàyăđ ngăth iăc ngăphátătri năc ăc ngăngh ăLTE.
1.2.1ăM cătiêuăvƠăcáchăti păc n
4Gă cungă c pă QoSă vàă t că đ ă phátă tri nă h nă nhi uă soă v iă 3Gă đangă t nă t i,ă
khôngă ch ă truyă c pă b ngă r ng,ă d ch v ă tină nh nă đaă ph

ngă ti n,ă chată Video,ă TVă diă

đ ngămàăcònăcóăcácăd chăv ăHDTV,ăcácăd chăv ăt iăthi uănh ătho i,ăd ăli uăvàăcácă
d chăv ăkhác.ăNóăchoăphépăchuy năgiaoăgi aăcácăm ngăvôătuy nătrongăkhuăv căc căb ă
vàăk tăn iăv iăcácăh ăth ngăqu ngăbáăVideoăs .
 Cácăm cătiêuămàă4Găh

ngăđ n:

 B ngăthôngălinhăho tăgi aăt ă5MHzăđênă20MHz,ăcóăth ălênăđ nă40MHz.


10

 T că đ ă đ

că quyă đ nhă b iă ITUă làă 100Mbpsă khiă diă chuy nă t că đ ă caoă vàă

1Gbpsăđ iăv iăthuêăbaoăđ ngăyênăsoăv iătr m.
 T căđ ăd ăli uăítănh tălàă100Mbpsăgi aăb tăk 2ăđi mănàoătrênăth ăgi i.
 Hi uăsu tăph ăđ
đ

ngătruy nălàă15ăbít/s/Hză ăđ

ngălênă(ăcóăngh aălàă1000Mbpsă ăđ

ngăxu ngăvàă6.5ăbit/s/Hză ă

ngăxu ngăvàăcóăth ănh ăh năb ngă

thôngă67ăMHz).
 Hi uăsu tăs ăd ngăh ăth ngălênăđ nă3ăbit/s/Hz/cellă ăđ

ngăxu ngăvàă2.25

bit/s/Hz/cellăchoăvi căs ăd ngătrongănhà.
 Chuy năgiaoăli nă(Smonthăhandoff)ăquaăcácăm ngăh năh p.
 K tăn iăvàăchuy năgiaoătoànăc uăquaăđaăm ng.
 Ch tă l

ngă caoă choă cácă d chă v ă đaă ph

ngă ti nă nh ă âmă thanhă th iă giană

th c,ăd ăli uăt căđ ăcao,ăvideoăHDTV,ăTVădiăđ ngă…
 T

ngăthíchăv iăcácăchu năkhôngădâyăđangăt năt i.

 T tăc ălàăIP,ăm ngăchuy năm chăgói,ăkhôngăcònăchuy năm chăkênhăn a.
1.2.2ăCácăđi măc năxétăđ n
Vùngăbaoăph ,ămôiătr
ng

ngăvôătuy n,ăph ,ăd chăv ,ămôăhìnhăth

ngăm iăvàăs ă

iăs ăd ng.

1.2.3ăCácăk thu tăđ

căs ăd ng

 K ăthu tăs ăd ngăl păv tălý
 Khôngăs ăd ngăCDMA.
 MIMO:ăđ ăđ tăđ

căhi uăsu tăph ăt năcaoăb ngăs ăd ngăphânăt pătheoă

khôngăgian,ăđaăantenăđaăng
 S ăd ngăl

iădùng.

ngăt ăhóaătrongămi năt năs ,ăch ngăh nănh ăOFDMăho că

SC-FDE (single carrier frequency domain equalization)ă ă đ

ngă

xu ng:ă đ ă t nă d ngă thu că tínhă ch nă l că ă t nă s ă c aă kênhă màă khôngă
ph iăl

ngăt ăhóaăph căt p.

 Ghépăkênhătrongămi năt năs ăch ngăh nănh ăOFDMAăho căSC- FDMA
ăđ

ngăxu ng:ăt căđ ăbítăthayăđ iăb ngăvi căgánăchoăng

iădùngăcácă

kênhăconăkhácănhauăd aătrênăđi uăki năkênh.
 Mưăhóaăs aăl iăTurbo:ăđ ăt iăthi uăyêuăc uăv ăt ăs ăSNRă ăbênăthu.
 L păbi uăkênhăđ căl p:ăđ ăs ăd ngăcácăkênhăthayăđ iătheoăth iăgian.
 Thíchănghiăđ

ngătruy n:ăđi uăch ăthíchănghiăvàăs aămưăl i.


11

1.2.4ăS ăkhácănhauăgi aă3GăvƠă4G
Hi nănay,ăcôngăngh ă3Găchoăphépătruyănh păInternetăkhôngădâyăvàăcácăcu că
g iăcóăhìnhă nh.4Găđ

căphátătri năd aătrênăcácăthu cătínhăk ăth aăt ăcôngăngh ă3G.ă

V ă m tălýăthuy t,ă m ngăkhôngădâyă s ăd ngăcôngăngh ă 4Găs ăcóăt căđ ănhanhăh nă
m ngă3Găt ă4ăđ nă10ăl n.ăT căđ ăt iăđaăc aăm ngă3Gălàă14Mbpsăchoăđ
5.8ăMbpsăchoăđ
ng

ngăxu ngăvàă

ngălên.V iăcôngăngh ă4G,ăt căđ ăcóăth ăđ tăt iă100Mbpsăđ iăv iă

iădùngădiăđ ngăvàă1Gbpăđ iăv iăng

iădùngăc ăđ nh.ă3Găs ăd ngă ăcácăd iăt nă

quyăđ nh qu căt ăchoăUL:ă1885-2022 MHz, DL: 2110-2200ăMHz,ăv iăt căđ ăt ă144Kbpsă
– 2Mbps,ăđ ăr ngăBWă:ă5MHz.ă

iăv iă4GăLTEăthìăho tăđ ngă ăb ngăt n:ă700MHză–

2,6GHzăv iăm cătiêuăd ăli uăt căđ ăcao,ăđ ătr ăth p,ăcôngăngh ătruyăc păsóngăgóiăd ăli uă
t iă u.ăT căđ ăDL:ă100Mbpsă(20MHz),ăUL:ă50Mbpsăv iăhaiăantenăthu,ăm tăantenăphát.ă
ătr ănh ăh nă5msăv iăđ ngăr ngăBWălinhăho tălàă uăđi măc aăLTEăsoăv iăWCDMA,ă
BWăt ă1.25MHz,ă2.5ăMHz,ă5ăMHz,ă10ăMHz,ă15ăMHză,ă20ăMHz.ăHi uăqu ătr iăph ăt ngă
4ăl năvàăt ngă10ăl năs ăng

iădùng/cellăsoăv iăWCDMA.

1.2.4.1ă uăđi măn iăb t
 T căđ ăd ăli uăcaoăh năr tănhi uăl năsoăv iă3G
 T ngăhi uăqu ăs ăd ngăph ăvàăgi măth iăgianătr
 C uătrúcăm ngăs ăđ năgi năh năvàăs ăkhôngăcònăchuy năm chăkênhăn a
 Hi uăqu ătr iăph ăt ngălênă4ăl năvàăt ngăh nă10ăl năuser/cellăsoăv iăWCDMA


ăr ngăb ngăt nălinhăho tăc ngălàăm tă uăđi măquanătr ngăc aăLTEăđ iăv iă
WCDMA

1.2.4.2ăCácă ngăd ngăđƣăt oănênă uăđi măc aă4GăLTEăsoăv iă3G
 Hi uăsu tăph ăcao
- OFDMă ăDL.
+)ăCh ngănhi uăđaăđ

+)ăH uăh tăd ăli uăng

ng.
iădùngăítăh năd ăli uădiăđ ng.

- SC – FDMAă ăUL.
+)ăPARRăth p.
+)ăNg

iădùngătr căgiaoătrongămi năt năs .

 T căđ ăd ăli uăcao
- Phátănhi uădòngăd ăli uăđ căl păsongăsongăquaăcácăantenăriêngăl ă=>ăt ngă
t căđ ăd ăli uă(s ăd ngăMIMO).


12

ătr ăth p



- Th iăgianăcàiăđ tăvàăth iăgianătrìăhoưnăng n.
- Tr ăHOăvàăth iăgianăng tăng n:ăTTIăng n,ătr ngătháiăRRCăđ năgi n.
 Giáăthànhăr
- C uătrúcăm ngăđ năgi n,ăgi măcácăthànhăph năc aăm ng.
 Ch tăl

ngăd chăv ăcao

- S ăd ngăcácăt năs ăc păphépăđ ăđ măb oăch tăl

ngăd chăv :ăLTEăs ăd ngă

cácă d iă t nă s ă khácă nhauă :ă 2100MHz,ă 1900MHz,ă 1700MHz,ă 2600MHz,ă
900MHz, 800MHz.
- Luônăluônăth ănghi mă(gi măth iăgianătr ătrongăđi uăkhi năđ nhătuy n).
- Gi măđ ătr ăkh ăh iă(roundătripădelay).
 T năs ătáiăs ăd ngălinhăho t
- Gi mănhi uăliênăcellăv iăt năs ătáiăs ăd ngăl n h nă1.
- S ăd ngăhaiăd iăt năs :
+)ăD iă1:ăh ăs ătáiăs ăd ngăl năh nă1ă=>ăcôngăsu tăphátăcaoăh n.
+)ăD iă2:ăph ăcònăl i.
- Cácăuseră ăc nhăcell:ăs ăd ngăd iă1ă=>ăSIRăt t.
- Cácăuseră ătrungătâmăcell:ăs ăd ngătoànăb ăb ngă=>ăt căđ ăd ăli uăcao.
 Dungăl

ngăvàăvùngăbaoăph ăc aăWCDMAăULăb ăgi iăh năb iăcanănhi uăcell:ă

canănhi uăbênătrongăcellăvàăcanănhi uăliênăcell.ăNh ngăđ iăv iăLTEăthìădoătínhă
tr căgiaoănênăcanănhi uătrongăcùngăm tăcellăcóăth ăkhôngăxétăđ năvàăgi măcană
nhi uăinteră– cellăb ngătáiăs ăd ngăc căb ,ăthêmăcácăantenăcóăth ătri tăcanănhi u.
1.3K tălu n
TrongăCh

ngă1 taăđưăkháiăquátănh ngănétăđ cătr ngăc aăh ăth ngăthôngătinădiă

đ ng.ăS ăphátătri năc aăcácăh ăth ngăthôngătinădiăđ ngăth ăh ă1,ă2,ă3ăvàă4. Haiăthôngă
s ăquanătr ngăc aăh ăth ngăchoăcácăh ăth ngăthôngătinădiăđ ngăs ălàăt căđ ăbităthôngă
tinăc aăng

càngăđ

iăs ăd ngăvàătínhădiăđ ng,ă ăcácăth ăh ăti pătheoăcácăthôngăs ănàyăngàyă

căc iăthi nărõăr tăvàăt iă uăh nănhi u.ăGi iăthi uăt ngăquanăđ

đ ngă 4Gă vàă soă sánhă uă nh

că đi mă v i m ngă 3G.ă

că m ng di

ă tìmă hi uă thêmă v ă “K ă thu tă

ghépă kênhăđaăsóngă mangătr că giaoăvàăkênhă vôătuy nătrongă m ngăthôngătinădiă đ ngă
4G”ătaăquaăch

ngăti pătheo.


13

CH
NGăII:ăK ăTHU TăGHÉPăKểNHă AăSịNGăMANGăTR CăGIAO
VĨăKểNHăVỌăTUY NăTRONGăM NGăTHỌNGăTINăDIă ỌNGă4G
2.1ăK ăthu tăghépăkênhăđaăsóngămangătr căgiao
2.1.1ăGi iăthi uăchung
Nh ătaăđưăbi tăk ăthu tăOFDMălàăm tăph
kênhăv tălý,ănguyênălýăc ăb năc aăph
truy năm tăl

ngăphápătruy nătinăkháăph căt pătrênă

ngăphápălàăs ăd ngăk ăthu tăđaăsóngămangăđ ă

ngăl năkýăt ăt iăcùngăm tăth iăđi m.ăS ăd ngăk ăthu tăOFDMăcóăr tănhi uă

uăđi m,ăđó làăhi uăqu ăs ăd ngăph ăr tăcao,ăkh ăn ngăch ngăgiaoăthoaăđaăđ

ngăt tă(đ că

bi tătrongăh ăth ngăkhôngădây)ăvàăd ăl căb ănhi uă(n uăm tăkênhăt năs ăb ănhi u,ăcácăt nă
s ălânăc năs ăb ăb ăqua,ăkhôngăs ăd ng).Ngoàiăra,ăt căđ ăUplinkăvàăDownlinkăcóăth ăthayă
đ iăd ădàngăb ngăvi căthayăđ iăs ăl

ngăsóngămangăs ăd ng.ăM tăđi măquanătr ngătrongă

h ăth ngăs ăd ngăđaăsóngămangălàăcácăsóngămangăriêngăcóăth ăho tăđ ngă ăt căđ ăbítănh ă
d năđ năchuăk ăc aăkýăt ăt

ngă ngăs ăđ

căkéoădài.ăVíăd ăn uămu nătruy năv iăt căđ ă

làăhàngătri uăbítătrênăgiâyăb ngăm tăkênhăđ n,ăchuăk ăc aăm tăbítăph iănh ăh nă1ămicroă
giây.ă i uănàyăs ăgâyăraăkhóăkh nătrongăvi căđ ngăb ăvàălo iăb ăgiaoăthoaăđaăđ
cùngăl

ngăthôngătinătrênăđ

cătr iăraăchoăNăsóngămang,ăchuăk ăc aăm tăbítăs ăđ

lênăNăl n,ălúcăđóăvi căx ălýăv năđ ăđ nhăth i,ăđaăđ

ng.ăN uă
c t ngă

ngăs ăđ năgi năh n.

K ăthu tăOFDMădoăR.WăChangăphátăminhăn mă1966ă ăM .ăTrongănh ngăth pă
k ăv aăquaănhi uăcôngătrìnhăkhoaăh căv ăk ăthu tăkhoaăh căđưăđ
n iă trênă th ă gi i.ă

căth căhi năkh pă

că bi t làă côngă trìnhă khoaă h că c aă Weisteină vàă Ebertă đưă ch ngă

minhăr ngăphépăđi uăch ăOFDMăcóăth ăth căhi năthôngăquaăphépăbi năđ iăIDFTăvàă
phépăgi iăđi uăch ăOFDMăcóăth ăth căhi năb ngăphépăbi năđ iăDFT.ăVàoăđ uănh ngă
n mă 80ă c aă th ă k ă 20,ă đ iă ng ă k ă s ă phòngă thíă nghi mă CCETTă (Centreă Commună
d‟EtudesăenăTélediffusionăetăTeslecommunication)ăd aăvàoăcácălýăthuy tăWeisteinăvàă
Ebertă đưă đ ă xu tă ph

ngă phápă đi uă ch ă s ă r tă hi uă qu ă trongă l nhă v că phátă thanhă

truy nă hìnhă s ,ă đóă làă OFDMă (Orthogonală Frequencyă Divisionă Multiplexing).ă Phátă
minhănàyăcùngăv iăs ăphátătri năc aăk ăthu tăs ălàăchoăk ăthu tăđi uăch ăOFDMăđ
s ăd ngăngàyăcàngătr ănênăr ngărưi.ăThayăvìăs ăd ngăIDFTăvàăDFTăng

că

iătaăcóăth ăs ă

d ngăphépăbi năđ iănhanhăăIFFTăchoăb ăđi uăch ăOFDM,ăs ăd ngăFFTăchoăb ăgi i
đi uăch ăOFDM.