Quản lý tài nguyên vô tuyến và đảm bảo chất lượng dịch vụ trong mạng OFDMA4G

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------Phạm Đức Anh

QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ
TRONG MẠNG OFDMA/4G

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
…......................................
(Chuyện ngành: Kỹ thuật viễn thông)
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
PGS.TS. Nguyễn Hữu Thanh

Hà Nội – Năm 2018


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn : Phạm Đức Anh
Đề tài luận văn: Quản lý tài nguyên vô tuyến và đảm bảo chất lượng dịch vụ
trong mạng OFDMA/4G
Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông
Mã số SV: CB150229
Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác
giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng
ngày….........................………… với các nội dung sau:
…………………………………………………………………………………
…………………..…………………………………………………………………
…………………………………..…………………………………………………
…………………………………………………..…………………………………

…………………………………………………………………..…………………
…………………………………………………………………………………..…
………………………………………………………………………………………
…
Ngày……tháng……năm 2018
Giáo viên hướng dẫn

Tác giả luận văn

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Luận văn này là cơng trình nghiên cứu thực sự của cá nhân,
được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Hữu Thanh.
Các số liệu, những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn này trung
thực và chưa từng được công bố dưới bất kỳ hình thức nào.
Tơi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.
Học viên

Phạm Đức Anh


LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay, với sự phát triển khơng ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, các
mạng thông tin di động cũng đang ngày càng phát triển để đáp ứng nhu cầu ngày càng
cao về tốc độ truyền dẫn cũng như chất lượng dịch vụ của khách hàng, đặc biệt là nhu
cầu sử dụng các dịch vụ video trực tuyến thời gian thực của khách hàng di động khiến
cho các mạng di động thế hệ thứ 3 chưa thể đáp ứng đủ. Trước tình hình đó, ITU đã
chuẩn hóa chuẩn 4G với các yêu cầu khắt khe trong tiêu chuẩn IMT Advanced nhằm

đáp ứng các yêu cầu về dịch vụ và chất lượng dịch vụ ngày càng tăng cao của khách
hàng.
Đối với bất cứ mạng thông tin di động hay mạng không dây nào, vấn đề quản lý tài
nguyên vô tuyến và đảm bảo chất lượng dịch vụ đều rất được quan tâm, bởi phân bổ
tài nguyên như thế nào cho thích hợp với các yêu cầu, các loại dịch vụ ngày càng đa
dạng của khách hàng là một vấn đề không dễ giải quyết. Đặt biệt trong mạng 4G, với
những đặc điểm riêng biệt so với các mạng thông tin di động thế hệ trước, đã đặt ra
những yêu cầu khác biệt trong quản lý tài nguyên vơ tuyến và đảm bảo chất lượng dịch
vụ. Cũng vì lý do này, em đã chọn lựa đề tài “ Quản lý tài nguyên vô tuyến và đảm
bảo chất lượng dịch vụ trong mạng OFDMA/4G” cho luận văn tốt nghiệp của mình.
Trong luận văn này, em đã đi vào nghiên cứu các vấn đề với bố cục đề tài bao gồm
ba phần:
➢ Phần 1: Tổng quan về mạng 4G và OFDMA
➢ Phần 2: Nghiên cứu về tài nguyên vô tuyến và chất lượng dịch vụ
➢ Phần 3: Đánh giá, so sánh kết quả các thuật toán lập lịch phân bổ tài nguyên vô
tuyến và đảm bảo chất lượng dịch vụ trong mạng 4G
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do hạn chế về mặt kiến thức thực tế cũng như chuyên
môn nên chắc chắn bài luận văn của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất
mong nhận được những ý kiến đóng ghóp q báu của các thầy cơ để luận văn của em
được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, tháng 07 năm 2018
Học viên thực hiện
Phạm Đức Anh

1


LỜI CẢM ƠN
Như chúng ta đã biết tốt nghiệp cao học là một bước đánh dấu mới trong sự nghiệp,

công tác nghiên cứu của mỗi một học viên. Để đến được cột mốc quan trọng đó, mỗi
chúng ta phải trải qua rất nhiều thử thách đòi hỏi sự cố gắng, kiên trì của bản thân và
khơng thể nói đến sự giúp đỡ tận tình của những người xung quanh chúng ta.
Để hoàn thành được luận văn này, ngoài sự cố gắng của cá nhân, em cũng nhận
được nhiều sự giúp đỡ, động viên từ gia đình, đồng nghiệp bạn bè và thầy cô.
Lời cảm ơn chân thành đầu tiên em xin dành gửi tới thầy giáo hướng dẫn em thực
hiện luận văn, PGS.TS Nguyễn Hữu Thanh, Viện trưởng viện Điện tử viễn thông, Đại
học Bách Khoa Hà Nội, đã luôn tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện
luận văn. Mặc dù rất bận rộn nhưng thầy luôn dành thời gian định hướng, ghóp ý, sửa
chữa giúp em có được phương pháp nghiên cứu tốt hơn, sắp xếp trình bày luận văn
một cách khoa học và trực quan nhất. Luận văn tốt nghiệp của em hoàn thành được
cũng nhờ sự giúp đỡ tận tình của thầy.
Em cũng xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô trong Viện đã dạy dỗ, dìu dắt em
trong thời gian em học tập tại trường. Xin cảm ơn đến bạn bè đồng nghiệp, lãnh đạo
tại cơ quan công tác đã tạo điều kiện tốt nhất trong thời gian học tập và nghiên cứu.
Hà Nội, tháng 07 năm 2018
Học viên thực hiện

Phạm Đức Anh

2


MỤC LỤC
MỤC LỤC .......................................................................................................................3
DANH MỤC HÌNH VẼ ..................................................................................................5
DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................................7
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ...............................................................................................8
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 4G ................................................................13

Giới thiệu mạng 4G ................................................................................ 13
Các yêu cầu và mục tiêu của mạng 4G................................................... 13
1. Các yêu cầu hiệu năng hệ thống .......................................................... 13
2. Dung lượng thoại ................................................................................. 16
3. Tính di động và vùng phủ ơ................................................................. 16
4. Hiệu năng chế độ quảng bá ................................................................. 17
5. Trễ mặt phẳng người dùng và trễ mặt phẳng điều khiển .................... 17
6. Chi phí triển khai và khả năng phối hợp ............................................. 19
7. Sự cấp phát phổ và các chế độ song công ........................................... 19
8. Phối hợp làm việc với các công nghệ truy nhập vô tuyến khác .......... 19
9. Độ phức tạp thiết bị và giá thành ........................................................ 20
10. Các yêu cầu kiến trúc mạng ............................................................. 20
III. Các công nghệ của mạng 4G .................................................................. 20
1. Cơng nghệ đa sóng mang .................................................................... 20
2. Cơng nghệ đa anten ............................................................................. 23
3. Chuyển mạch gói trong giao diện vô tuyến......................................... 24
IV. Cấu trúc của mạng 4G ............................................................................ 25
1. Kiến trúc eNodeB ................................................................................ 26
2. Kiến trúc EPC ...................................................................................... 28
3. Các kênh sử dụng trong mạng 4G ....................................................... 32
4. Một số đặc tính của kênh truyền ......................................................... 33
5. Các kỹ thuật sử dụng trong 4G ............................................................ 35
I.
II.

CHƯƠNG II: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN VÀ CHẤT LƯỢNG DỊCH
VỤ TRONG MẠNG 4G ...............................................................................................49

I.
1.

2.
II.
1.
2.

Quản lý tài nguyên vô tuyến trong mạng 4G ......................................... 49
Khái niệm tài nguyên vô tuyến............................................................ 49
Tổng quan về quản lý tài nguyên vô tuyến trong 4G .......................... 51
Chất lượng dịch vụ trong mạng 4G ........................................................ 52
Khái niệm về chất lượng dịch vụ QoS ................................................ 52
Các tham số của chất lượng dịch vụ QoS trong mạng 4G .................. 53

CHƯƠNG III: CÁC THUẬT TOÁN LẬP LỊCH PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN VÔ
TUYẾN ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG 4G .......................56

I.
II.

Giới thiệu ................................................................................................ 56
Thuật toán Delay Prioritized Scheduling (DPS) .................................... 56
1. Mơ hình thực hiện thuật tốn DPS ...................................................... 56
2. Nghiên cứu đánh giá thuật toán lập lịch DPS ..................................... 58
3


III. Thuật toán Extending Modified Largest Weighted Delay First
(EMLWDF) ..................................................................................................... 69
1. Giới thiệu ............................................................................................. 69
2. Các tham số liên quan đến thuật tốn .................................................. 71
3. Mơ hình hệ thống................................................................................. 73

4. Kết quả mô phỏng ............................................................................... 77
5. Hạn chế và hướng phát triển của thuật toán ........................................ 87
IV. Đánh giá so sánh các thuật toán ............................................................. 87
KẾT LUẬN ...................................................................................................................89
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................90

4


DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 Chuyển đổi trạng thái trong kiến trúc E-UTRAN................................... 18
Hình 2 Trễ mặt phẳng U...................................................................................... 18
Hình 3 Các cơng nghệ đa truy nhập 4G nhìn theo miền tần số .......................... 21
Hình 4 Các lợi ích cơ bản của đa anten: (a) độ lợi phân tập; (b) độ lợi mạng
anten; (c) độ lợi ghép kênh không gian. .............................................................. 23
Hình 5 Lập biểu nhanh và thích ứng đường truyền ............................................ 24
Hình 6 Cấu trúc mạng 4G ................................................................................... 25
Hình 7 Kiến trúc eNodeB .................................................................................... 26
Hình 8 Kiến trúc eNodeB .................................................................................... 28
Hình 9 Nguyên lý của FDMA ............................................................................. 35
Hình 10 Ngun lý đa sóng mang ....................................................................... 36
Hình 11 So sánh phổ tần của OFDM với FDMA ............................................... 36
Hình 12 Tần số-thời gian của tín hiệu OFDM .................................................... 37
Hình 13 Các sóng mang trực giao với nhau ........................................................ 38
Hình 14 Biến đổi FFT ......................................................................................... 38
Hình 15 Thu phát OFDM .................................................................................... 39
Hình 16 Chuỗi bảo vệ GI .................................................................................... 39
Hình 17 Trường hợp có GI tác dụng của chuỗi bảo vệ ....................................... 40
Hình 18 Sóng mang con OFDMA ...................................................................... 41

Hình 19 Cấu trúc của một khối tài nguyên ......................................................... 42
Hình 20 Kỹ thuật OFDMA và SC-FDMA .......................................................... 45
Hình 21 Kỹ thuật MIMO..................................................................................... 47
Hình 22 Kỹ thuật MIMO..................................................................................... 49
Hình 23 Kiến trúc RRM ...................................................................................... 51
Hình 24 Sơ đồ thực hiện thuật tốn..................................................................... 60
Hình 25 Mơ hình các gói video trực tuyến ......................................................... 63
Hình 26 So sánh thơng lượng các thuật tốn ...................................................... 66
Hình 27 So sánh trễ trung bình hệ thống của các thuật tốn............................... 67
Hình 28 So sánh PLR của các thuật tốn ............................................................ 68
Hình 29 So sánh độ cơng bằng các thuật tốn .................................................... 68
Hình 30 Cấu trúc cơ bản của RB......................................................................... 70
Hình 31 Sơ đồ mơ phỏng thuật tốn ................................................................... 77
Hình 32 Thông lượng của thuê bao với ứng dụng Video ................................... 79
Hình 33 Thơng lượng của th bao với ứng dụng Voip ..................................... 79
Hình 34 Thơng lượng của th bao với ứng dụng Http ...................................... 80
Hình 35 Thơng lượng trung bình với Video ....................................................... 82
Hình 36 Thơng lượng trung bình với Voip ......................................................... 82
Hình 37 Thơng lượng trung bình với Http .......................................................... 83
Hình 38 Độ cơng bằng của các thuật tốn khác nhau ......................................... 84
Hình 39 Hiệu quả phổ của các thuật toán khác nhau .......................................... 85
5


Hình 40 So sánh thơng lượng của th bao với các tần số khác nhau của
EMLWDF với Voip ............................................................................................ 86
Hình 41 So sánh thông lượng của thuê bao với tốc độ di chuyển khác nhau của
EMLWDF với Video........................................................................................... 86

6

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 Mục tiêu yêu cầu chính cho 4G .............................................................. 14
Bảng 2 Số khối tài nguyên theo băng thông kênh truyền ................................... 41
Bảng 3 QCI của các dịch vụ ................................................................................ 55
Bảng 4 Các thông số mô phỏng .......................................................................... 57
Bảng 5 Tốc độ dữ liệu với các chuẩn điều chế ................................................... 58
Bảng 6 Tham số các gói video ............................................................................ 62
Bảng 7 Ngưỡng trễ của các dịch vụ .................................................................... 73
Bảng 8 Bảng các tham số trong cơng thức tính .................................................. 74
Bảng 9 Các thơng số mơ phỏng thuật tốn ......................................................... 78

7


THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

3GPP

3rd Generation Partnership Project

Dự án hợp tác thế hệ ba

3GPP2

3rd Generation Partnership Project 2

Dự án đối tác thế hệ thứ ba số 2

AC

Admission Control

Cơ chế chấp nhận kết nối

AuC

Authentication Centre

Trung tâm nhận thực

AMPS

Advanced Mobile Phone System

Hệ thống mạng di động cải tiến

ACK

Acknowledgement

Xác nhận

AMC

Adaptive Modulation and Coding

Điều chế và mã hóa thích ứng

ATB

Adaptive Transmission Bandwidth

Băng thơng phát thích ứng

BCCH

Broadcast Control Channel

Kênh điều khiển quảng bá

BLER

Block Error Rate

Tỉ lệ lỗi nghẽn

BS

Base Station

Trạm gốc

CBR

Constant Bit Rate

Tốc độ bit không đổi

CCCH

Common Control Channel

Kênh điều khiển chung

CDMA

Code Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo mã

CP

Cyclic Prefix

Tiền tố chu trình

CQI

Channel Quality Information

Thơng tin chất lượng kênh

CRC

Cyclic Redundancy Check

Kiểm tra dư chu trình

CSI

Channel State Information

Thơng tin trạng thái kênh

DCCH

Dedicated Control Channel

Kênh điều khiển dùng riêng

DL

Downlink

Đường xuống

DL-SCH

Downlink Shared Channel

Kênh chia sẻ đường xuống

DTCH

Dedicated Traffic Channel

Kênh lưu lượng dùng riêng

DTX/DRX Discontinuos Transmission/
Discontinuos Reception
EDGE
Enhanced Data rates for GSM
Evolution
eNodeB
E-UTRAN node B

Phát/Thu không liên tục

EPC

Evolved Packet Core

Mạng lõi gói tiến hóa

EPS

Evolved Packet Switching

Chuyển mạh gói tiến hóa

8

Hệ thống nâng cao tốc độ cho
mạng GSM
NodeB cải tiến


E-SMLC

Evolved Serving Location Centre

Trung tâm định vị di động cải tiến

European Telecommunications
Standards Institute
E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio
Access Network
FD
Frequency Domain

Viện tiêu chuẩn viễn thông châu
Âu
Mạng truy nhập vô tuyến cải tiến

FDD

Frequency Division Duplexing

Truyền song công theo tần số

FDMA

Frequency Division Multiple Access

FEC

Forward Error Correction

Đa truy nhập phân chia theo tần
số
Hiệu chỉnh lỗi trước

FTP

File Transfer Protocol

Giao thức truyền dẫn tập tin

FPC

Fractional Power Control

Điều khiển công suất phân đoạn

GBR

Guaranteed Bit Rate

Tốc độ bit được đảm bảo

GERAN

GSM EDGE Radio Access Network

Mạng truy nhập của GSM, EDGE

GMLC

Gateway Mobile Location Centre

Cổng trung tâm định vị di động

GPRS

General Packet Radio Service

Dịch vụ vơ tuyến gói tổng hợp

GSM

HARQ

Global System for Mobile
Communications
GPRS-Tunnelling Protocol – User
Plane
Hybrid Adaptive Repeat and Request

HSPA

High Speed Packet Access

Hệ thống thơng tin di động tồn
cầu
Giao thức đường hầm GPRS cho
mặt bằng người dùng
Yêu cầu phát lại thích ứng lai
ghép
Truy nhập gói tốc độ cao

HSPA+

High Speed Packet Access Plus

Truy nhập gói tốc độ cao cải tiến

HSS

Home Subscriber Server

Máy chủ thuê bao nhà

HSUPA

High Speed Uplink Packet Access

ICIC

InterCell Interference Coordination

Truy nhập gói tốc độ cao đường
lên

Phối hợp nhiễu liên cell

IEEE

Institute of Electrical and Electronics Viện kĩ thuật điên và điện tử Hoa
Engineers
Kì
IP Multimedia Subsystem
Hệ thống con đa phương tiện IP

ETSI

GTP-U

IMS

Miền tần số

Viễn thông di động quốc tế

IoT

International Mobile
Telecommunications
International Telecommunication
Union
Interference over Thermal

LA

Link Adaption

Thích ứng kết nối

IMT
ITU

9

Liên minh viễn thơng quốc tế
Nhiễu trên tạp âm nhiệt


4G

Long Term Evolution

Mạng di động phát triển dài hạn

4G
Avanced
MAC

Long Term Evolution Advanced

Thế hệ sau của 4G

Medium Access Control

Điều khiển truy nhập môi trường

MCH

Multicast Channel

Kênh đa điểm

MCS

Modulation and Coding Scheme

Kỹ thuật điều chế và mã hóa

MIMO

Multiple Input Multiple Output

Nhiều đầu vào, nhiều đầu ra

MME

Mobility Management Entity

Thực thể quản lí di động

MTCH

Multicast Traffic Channel

Kênh lưu lượng đa điểm

MU

Multiuser

Đa người dùng

NACK

Negative Acknowledgement

Xác nhận âm

NDI

New Data Indicator

Trường chỉ thị dữ liệu mới

NRT

Non Real-Time

Không theo thời gian thực

NAS

Non Access Stratum

Lớp ứng dụng trong 4G

OFDM

Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Orthogonal Frequency Division
Multiple Access
Outer Loop Link Adaptation

Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao
Đa truy nhập phân chia theo tần
số trực giao
Thích ứng đường truyền vịng
ngồi
Mã trực giao có độ dài khả biến

OFDMA
OLLA
OVSF
PAPR

Orthogonal Variable Spreading
Factor
Peak to Average Power Ratio

PBCH

Physical Broadcast Channel

Tỷ số cơng suất đỉnh trên trung
bình
Kênh quảng bá vật lí

PC

Power Control

Điều khiển cơng suất

PCCH

Paging Control Channel

Kênh điều khiển tìm gọi

PCFICH

Physical Control Format Indicator
Channel
Paging Channel

Kênh vật lí chỉ thị định dạng điều
khiển
Kênh tìm gọi

PHICH

Policy Control and charging Rules
Function

Physical HARQ Indicator Channel

Bộ phận chức năng quản lí chính
sách và tính cước
Kênh chỉ thị HARQ vật lý

PDCCH

Physical Downlink Control Channel

PDCP

Packet Data Convergence

Kênh điều khiển vật lí đường
xuống
Giao thức điều khiển hội tụ dữ
liệu gói

PCH
PCRF

10


PDN

Packet Data Network

Mạng dữ liệu gói

PDSCH

Physical Downlink Shared Channel

Kênh chia sẻ vật lí đường xuống

P-GW

PDN - Gateway

PHICH
PLMN

Physical Hybrid ARQ Indicator
Channel
Public Land Mobile Network

Node truy nhập đến PDN trong
mạng lõi 4G
Kênh vật lí chỉ thị HARQ

PMCH

Physical Multicast Channel

Kênh vật lí đa điểm

PMCH

Physical Multicast Channel

Kênh vật lí đa điểm

PHY

Physical Layer

Lớp vật lý

PRB

Physical Resource Block

Khối tài nguyên vật lý

PS

Packet Scheduler

Bộ lập biểu gói

PUCCH

Physical Uplink Control Channel

Kênh điều khiển đường lên vật lý

PUSCH

Physical Uplink Shared Channel

Kênh chia sẻ đường lên vật lý

QoS

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

RACH

Random Access Channel

Kênh truy nhập ngẫu nhiên

RAN

Radio Access Network

Mạng truy nhập vô tuyến

RAN

Radio Access Network

Mạng truy nhập vô tuyến

RB

Resource Block

Khối tài ngun

RBG

Radio Bearer Group

Nhóm kênh truyền tải vơ tuyến

RLC

Radio Link Control

Điều khiển liên kết vô tuyến

RRU

Radio Resource Unit

Đơn vị tài nguyên vô tuyến

RRC

Radio Resource Control

RRM

Radio Resource Management

Lớp điều khiển tài nguyên vô
tuyến
Quản lý tài nguyên vô tuyến

RSRP

Reference Symbol Received Power

RSRQ

Reference Symbol Received Quality

RT

Real-Time

Cơng suất thu của kí hiệu tham
chiếu
Chất lượng thu của kí hiệu tham
chiếu
Theo thời gian thực

RTT

Round Trip Time

Thời gian quay vòng

SAE

System Architecture Evolution

Kiến trúc hệ thống cải tiến

SC-FDMA Single Carrier – Frequency Division
Multiple Access
SCTP
Stream Control Transmission
Protocol

11

Mạng di động mặt đất

Đa truy nhập phân chia theo tần
số đơn sóng mang
Giao thức điều khiển truyền dẫn
luồng


SIR

Signal to Noise Ratio

Tỉ số tín hiệu trên nhiễu

SINR
S-GW

Signal to Interference and Noise

Ratio
Serving Gateway

Tỷ số tín hiệu trên nhiễu và tạp
âm
Node phục vụ trong mạng lõi 4G

SRS

Sounding Reference Signal

Tín hiệu tham chiếu thăm dò

TD

Time Domain

Miền thời gian

TDD

Time Division Duplexing

TTI

Transmission Time Interval

Truyền dẫn song công phân chia
theo thời gian
Khoảng thời gian truyền dẫn

UE

User Equipment

Thiết bị người dùng

UL

Uplink

Đường lên

UL-SCH

UpLink Shared Channel

Kênh chia sẻ đường lên

UMTS

Universal Mobile
Telecommunications System
Voice over Internet Protocol

Hệ thống thông tin di động toàn
cầu (mạng 3G)
Thoại trên nền giao thức Internet

Wideband Code Division Multiple

Access
Worldwide interoperability for
Microwave Access

Đa truy nhập phân chia theo mã
băng rộng
Chuẩn WiMAX

VoIP
WCDMA
WiMAX

12


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 4G
I. Giới thiệu mạng 4G
Cùng với sự phát triển cũng như đòi hỏi cũa xã hội ngành khoa học trong lĩnh vực
truyền dẫn viễn thông cũng luôn phát triển để đáp ứng những yêu cầu đó.
Đặc biệt là trong xã hội ngày nay nhu cầu về trao đổi thông tin , truyền dữ liệu, các
dịch vụ trên các thiết bị di động liệu ngày càng cao. Các hệ thống thông tin di động
2G, 2,5G và đặc biệt la 3G vẫn đang hoạt động khá trơn chu và ngày càng phát triển
với những thế mạnh của mình tuy nhiên chúng vẫn phần nào chưa đáp ứng được mong
đợi của những khách hàng có nhu cầu sử dụng truyền dữ liệu tốc độ cao. Hệ thống
thông tin di động sử dụng công nghệ 4G được phát triển sẽ giải quyết được những khó
khăn trên.
LTE là từ viết tắt của Long term evolution miêu tả công việc chuẩn hóa của 3GPP
để xác định phương thức truy nhập vô tuyến tốc độ cao mới cho hệ thống truyền thông
di động.
LTE là bước tiếp theo dẫn đến hệ thống thơng tin di động thứ 4 hay cịn gọi là 4G.

hệ thống này được kỳ vọng có những tiến bộ vượt bậc về cơng nghệ cũng như những
tính năng so với thế hệ 3G trước đó.
II. Các yêu cầu và mục tiêu của mạng 4G
Việc triển khai mạng 4G đòi hỏi các yêu cầu và mục tiêu như sau:
-

Giảm trễ, cả trong thiết lập kết nối và trễ truyền dẫn;

-

Tăng tốc độ dữ liệu người sử dụng;

-

Tăng tốc độ bit biên ơ, cho tính thống nhất của việc cung cấp dịch vụ;

-

Giảm chi phí trên bit, tức là cải thiện hiệu quả phổ tần;

-

Sử dụng phổ linh hoạt hơn, cả trong những băng tần đã tồn tại và mới;

-

Đơn giản hóa kiến trúc mạng;

-

Tính di động liền mạch, ngay cả giữa các công nghệ truy nhập vô tuyến khác nhau;

-

Công suất tiêu thụ hợp lý cho thiết bị đầu cuối.

1. Các yêu cầu hiệu năng hệ thống
Việc cải thiện hiệu năng hệ thống so với các hệ thống đang tồn tại là một trong
những yêu cầu chính từ các nhà khai thác mạng, để đảm bảo tính cạnh tranh của 4G và
do đó để tăng thị hiếu thị trường. Trong phần này chúng ta sẽ nêu bật lên các tham số

13


hiệu năng chính được dùng để xác định các yêu cầu 4G và thẩm định hiệu năng của
nó.
Bảng dưới tổng kết các u cầu hiệu năng chính theo đó phát hành đầu tiên của 4G
được thiết kế. Nhiều con số được cho liên quan đến hiệu năng của hầu hết các phiên
bản nâng cao sẵn có của UMTS, tại thời điểm định nghĩa các u cầu 4G thì đó là
HSDPA/HSUPA phát hành 6 - ở đây được gọi là vạch ranh giới tham khảo. Có thể
nhận thấy rằng các yêu cầu mục tiêu cho 4G đã thể hiện một bước nhảy đáng kể so với
trải nghiệm người dùng và dung lượng được cung cấp bởi các hệ thống thông tin di
động 3G đang được triển khai tại thời điểm mà 4G đang được phát triển.

Đường lên

Đường xuống

Bảng 1 Mục tiêu yêu cầu chính cho 4G

Tốc độ truyền đỉnh

Yêu cầu tuyệt
đối
> 100 Mb/s

Hiệu suất phổ tần đỉnh

> 5 bit/s/Hz

So sánh với
phát hành 6
7 × 14,4
Mb/s
3 bit/s/Hz

Hiệu suất phổ trung
bình trên ơ

>1,6 – 2,1
bit/s/Hz/ơ

3 – 4 × 0,53
bit/s/Hz/ơ

Chú giải

Hiệu suất phổ tại biên ô >0,04 – 0,06
bit/s/Hz/người
dùng

Hiệu suất phổ quảng bá > 1 bit/s/Hz

2-3 × 0,02
bit/s/Hz

4G trong FDD 20MHz,
ghép kênh theo khơng
gian 2 × 2. Tham khảo:
HSDPA trong FDD
5MHz, phát đơn anten
4G: Ghép kênh khơng
gian 2 × 2, Máy thu kết
hợp loại bỏ nhiễu (IRC).
Tham khảo: HSDPA,
máy thu Rake, 2 anten
thu
Như trên, giả thiết 10
người dùng trên ơ

Khơng áp
dụng

Sóng mang dành riêng
cho chế độ quảng bá

Tốc độ truyền đỉnh
Hiệu suất phổ tần đỉnh

> 50 Mb/s
> 2,5 bit/s/Hz

5 × 11 Mb/s
2 bit/s/Hz

Hiệu suất phổ trung
bình trên ơ

>0,66 – 1,0
bit/s/Hz/ơ

2 – 3 × 0,33
bit/s/Hz/ơ

4G trong FDD 20MHz,
phát đơn anten. Tham
khảo: HSUPA trong
FDD 5MHz, phát đơn
anten
4G: phát đơn anten,
Máy thu IRC.
Tham khảo: HSUPA,
máy thu Rake, 2 anten
thu
Như trên, giả thiết 10
người dùng trên ô

Hiệu suất phổ tại biên ơ >0,02 – 0,03
bit/s/Hz/người

14

2 – 3 × 0,01
bit/s/Hz/


Hệ thống

Trễ mặt phẳng người
sử dụng (trễ vô tuyến
hai chiều)
Độ trễ thiết lập kết nối
Băng thông hoạt động
Khả năng VoIP

dùng

người dùng

< 10ms

1/5

Trạng thái rỗi → trạng
thái tích cực
1,4 – 20 MHz 5 MHz
(các yêu cầu ban đầu bắt
đầu từ 1,25 MHz)
Mục tiêu được ưa chuộng trong NGMN là >60
phiên/MHz/ô
< 100ms

1.1. Tốc độ số liệu đỉnh và hiệu suất phổ đỉnh
4G sẽ hỗ trợ tốc độ đỉnh tức thời tăng đáng kể. Tốc độ này được định cỡ tuỳ theo
kích thước của phổ được ấn định.
4G sẽ đảm bảo tốc độ số liệu đỉnh tức thời đường xuống lên đến 100Mbps và tốc
độ đỉnh đường lên 50Mbps khi băng thông được cấp phát cực đại là 20Mhz tương ứng
với các hiệu suất phổ cực đại tương ứng là 5bit/s/Hz và 2,5bit/s/Hz. Băng thông 4G
được cấp phát linh hoạt từ 1.4 Mhz lên đến 20 Mhz (Gấp bốn lần băng thông 3GUMTS).
Lưu ý rằng tốc độ đỉnh có thể phụ thuộc vào số lượng anten phát và anten thu tại
UE. Các mục tiêu về tốc độ số liệu đỉnh nói trên được đặc tả trong UE tham chuẩn
gồm: (1) khả năng đường xuống với hai anten tại UE,(2) khả năng đường lên với một
anten tại UE. Trong trường hợp phổ được dùng chung cho cả đường lên và đường
xuống, 4G không phải hỗ trợ tốc độ số liệu đỉnh đường xuống và đường lên nói trên
đồng thời.
1.2. Hiệu suất phổ trung bình trên ô và thông lượng ô
Hiệu năng tại mức ô là một tiêu chuẩn quan trọng, vì nó liên quan trực tiếp đến số
các địa điểm ô mà các nhà khai thác mạng yêu cầu, và do đó liên quan đến chi phí thiết
yếu trong việc triển khai hệ thống. Với 4G, nó được chọn để ấn định hiệu năng mức ơ
với các mơ hình lưu lượng hàng đợi đầy (tức là giả thiết rằng không bao giờ thiếu dữ
liệu để truyền nếu một người dùng có cơ hội truyền) và một tải hệ thống tương đối
cao, thường là 10 người trên một ô.
Thông lượng đường xuống trong 4G sẽ gấp ba đến bốn lần thông lượng đường
xuống trong R6 HSDPA tính trung bình trên một Mhz. Cần lưu ý rằng thông lượng

15


HSDPA trong R6 được xét cho trường hợp một anten tại nút B với tính năng tăng
cường và một máy thu trong UE; trong khi đó 4G sử dụng cực đại hai anten tại nút B
và hai anten tại UE. Ngồi ra cũng cần lưu ý rằng khi băng thơng cấp phát tăng , thông

lượng cũng phải tăng.
Mặt khác thông lượng đường lên trong 4G cũng gấp hai đến ba lần thơng lượng
đường lên trong R6 HSUPA tính trung bình trên một Mhz. Trong đó giả thiết rằng R6
HSUPA sử dụng một anten phát tại UE và hai anten thu tại nút B; còn đường lên trong
4G sử dụng cực đại hai anten phát tại UE và hai anten thu tại nút B.
2. Dung lượng thoại
Không giống lưu lượng hàng đợi đầy (như khi tải file xuống) mà đặc trưng là khả
năng chịu độ trễ và không yêu cầu một tốc độ bit đảm bảo, lưu lượng thời gian thực
như VoIP có các hạn chế chặt về độ trễ. Việc thiết lập các yêu cầu khả năng hệ thống
cho các dịch vụ như vậy là rất quan trọng, một thử thách đặc biệt trong các hệ thống
hoàn toàn dựa trên gói giống như 4G dựa trên lập biểu thích ứng.
u cầu khả năng hệ thống được định nghĩa là số người dùng VoIP hài lịng, cho
sẵn một mơ hình lưu lượng cụ thể và các hạn chế độ trễ. Ở đây, một người dùng VoIP
được coi là khơng hài lịng nếu nhiều hơn 2% các gói VoIP khơng đến thành cơng tại
phía thu vơ tuyến trong vịng 50 ms và do đó bị loại bỏ. Điều này giả thiết rằng toàn bộ
trễ từ đầu đến cuối (từ đầu cuối di động đến đầu cuối di động) dưới 200 ms. Dung
lượng hệ thống cho VoIP do đó có thể được định nghĩa là số người dùng hiện tại trên ô
khi nhiều hơn 95% người sử dụng hài lịng.
3. Tính di động và vùng phủ ô
Hiệu năng 4G cần được tối ưu hoá cho người sử dụng di động tại các tốc độ thấp từ
0 đến 15km/h. Các người di động tại các tốc độ cao từ 15 đến 120 km/h cần được đảm
bảo hiệu năng cao thoả mãn. Cũng cần hỗ trợ di động tại các tốc độ từ 120 km/h đến
350 km/h (thậm chí đến 500 km/h phụ thuộc vào băng tần được cấp phát). Việc đảm
bảo tốc độ 350km/h cần thiết để duy trì chất lượng dịch vụ chấp nhận được cho các
người sử dụng cần được cung cấp dịch vụ trong các hệ thống xe lửa tốc độ cao. Trong
trường hợp này cần sử dụng các giải pháp và mơ hình kênh đặc biệt. Khi thiết lập các
thơng số lớp vật lý, 4G cần có khả năng duy trì kết nối tại tốc độ lên tới 350 km/h thậm
chí lên đến 500km/h phụ thuộc băng tần được cấp phát.

16

4G phải hỗ trợ linh hoạt các kịch bản phủ sóng khác nhau trong khi vẫn đảm bảo
các mục tiêu đã nêu trong các phần trên với giả thiết sử dụng lại các đài trạm UTRAN
và tần số sóng mang hiện có.
Thơng lượng, hiệu suất sử dụng phổ tần và hỗ trợ di động nói trên phải đáp ứng các
ơ có bán kính 5km và với giảm nhẹ chất lượng đối với các ơ có bán kính 30km.
4. Hiệu năng chế độ quảng bá
MBMS (Multimedia Broadcast Multicast Service: Dịch vụ đa phương quảng bá đa
phương tiện) được đưa vào các dịch vụ của 4G. Các hệ thống 4G phải đảm bảo hỗ trợ
tăng cường cho MBMS. 4G phải hỗ trợ các chế độ MBMS tăng cường so với hoạt
động của UTRA. Đối với trường hợp đơn phương, 4G phải có khả năng đạt được các
mục tiêu chất lượng như hệ thống các hệ thống UTRA khi làm việc trên cùng một đài
trạm.
Hỗ trợ MBMS của 4G cần đảm bảo các yêu cầu sau: Tái sử dụng các phần tử vật lý
: để giảm độ phức tạp đầu cuối, sử dụng các phương pháp đa truy nhập, mã hoá, điều
chế cơ bản áp dụng cho đơn phương cho các dịch vụ MBMS và cũng sử dụng tập chế
độ băng thông của UE cho các khai thác đơn phương cho MBMS, thoại và MBMS :
giải pháp 4G cho MBMS phải cho phép tích hợp đồng thời và cung cấp hiệu quả thoại
dành riêng và các dịch vụ MBMS cho người sử dụng: Khai thác MBMS đơn băng :
phải hỗ trợ triển khai các sóng mang 4G mang các dịch vụ MBMS trong phổ tần đơn
băng.
5. Trễ mặt phẳng người dùng và trễ mặt phẳng điều khiển
Cần giảm đáng kể trễ mặt phẳng điều khiển (mặt phẳng C) (chẳng hạn bao gồm trễ
chuyển đổi từ trạng thái rỗi sang trạng thái trao đổi số liệu khơng kể trễ tìm gọi là
100ms).

17

Trạng thái tích
cực (ơ_DCH)

<50m
s

Trạng thái ngủ
(Ơ_PCH)

<100ms
Trạng thái rỗi
1 Chuyển
đổi trạng
thái trong
kiến trúc
Hình 1Hình
1 Thí
dụ về chuyển
đổi trạng
thái trong
kiếnE-UTRAN
trúc E-UTRAN
4G phải có thời gian chuyển đổi trạng thái nhỏ hơn 100ms (như trong chế độ rỗi
R6) vào trạng thái tích cực (như trong R6 Ơ_DCH). Nó cũng cần đảm bảo thời gian
chuyển đổi nhỏ hơn 50ms từ trạng thái ngủ (như trong R6 Ơ_PCH) vào trạng thái tích
cực (như trong R6 Ô_DCH).
Cần đảm bảo trễ trong mặt phẳng U nhỏ hơn 10ms. Trễ mặt phẳng U được định
nghĩa là trễ một chiều giữa một gói tại lớp IP trong UE (hoặc nút biên của UTRAN)
đến lớp IP trong nút biên của UTRAN (hoặc UE). Nút biên của UTRAN là nút giao
diện UTRAN với mạng lõi. Chuẩn phải đảm bảo trễ mặt phẳng U của 4G nhỏ hơn

5ms. Trong điều kiện không tải (nghĩa là một người sử dụng với một luồng số liệu) đối
với gói nhỏ (chẳng hạn tải tin bằng không cộng với tiêu đề). Rõ ràng rằng các chế độ
ấn định băng thơng của 4G có thể ảnh hưởng đáng kể lên trễ.

UE

eNodeB

aGW
Mạng lõi

Trễ : ~ 5ms
Hình 2 Trễ mặt phẳng U

18


6. Chi phí triển khai và khả năng phối hợp
Bên cạnh các khía cạnh hiệu năng hệ thống, một số các cân nhắc khác cũng rất
quan trọng cho nhà khai thác mạng. Đó là chi phí triển khai giảm, độ linh hoạt phổ và
khả năng phối hợp được nâng cao với các hệ thống kế thừa - các yêu cầu quan trọng để
cho phép triển khai mạng 4G trong nhiều viễn cảnh và để tạo điều kiện thuận lợi
chuyển dịch sang 4G.
7. Sự cấp phát phổ và các chế độ song cơng
Vì nhu cầu về phổ vơ tuyến phù hợp cho thông tin di động tăng, 4G được yêu cầu
phải có thể hoạt động trong một dải rộng các băng tần và kích thước các dải phổ được
cấp trong cả đường xuống và đường lên. 4G có thể sử dụng các dải phổ được cấp kéo
dài từ 1,4 đến 20MHz với một sóng mang đơn.
Điều này theo đúng trình tự sẽ bao gồm việc triển khai 4G trong phổ tần hiện được
chiếm bởi các công nghệ truy nhập vô tuyến cũ hơn - một hoạt động thường được biết

đến là sự “canh tác lại dải phổ”.
Khả năng hoạt động trong cả phổ tần theo cặp và không theo cặp được yêu cầu,
phụ thuộc sự sẵn sàng dải phổ. 4G cung cấp hỗ trợ cho FDD, TDD và hoạt động FDD
bán song công trong một thiết kế thống nhất, đảm bảo rằng một mức độ tương đồng
cao mà tạo điều kiện thuận lợi trong việc thực hiện các thiết bị đầu cuối đa chế độ và
chuyển vùng trên toàn thế giới
8.

Phối hợp làm việc với các công nghệ truy nhập vô tuyến khác
Sự phối hợp nhịp nhàng với các công nghệ truy nhập vơ tuyến khác là rất cần thiết

cho tính liên tục của dịch vụ, đặc biệt trong suốt giai đoạn dịch chuyển trong những
thời kỳ đầu triển khai 4G với vùng phủ từng phần, trong đó việc chuyển giao tới các hệ
thống kế thừa sẽ thường xuyên diễn ra.
4G dựa trên một mạng lõi gói được phát triển cho phép khả năng phối hợp với
nhiều công nghệ truy nhập khác nhau, cụ thể là các công nghệ 3GPP ban đầu
(GSM/EDGE và UTRAN) cũng như các công nghệ không thuộc 3GPP (ví dụ WiFi,
CDMA2000 và WiMAX).
Tuy nhiên, tính liên tục của dịch vụ và các thời gian gián đoạn ngắn có thể chỉ
được đảm bảo nếu các phép đo của các tín hiệu từ các hệ thống khác và các kỹ thuật
chuyển giao nhanh được tích hợp trong thiết kế vô tuyến 4G. Trong các phát hành đầu

19


tiên, 4G do đó sẽ hỗ trợ sự phối hợp làm việc chặt chẽ với tất cả các công nghệ 3GPP
truyền thống và vài công nghệ không phải của 3GPP khác như CDMA2000.
9.

Độ phức tạp thiết bị và giá thành

Một cân nhắc quan trọng cho việc triển khai mang tính cạnh tranh của 4G là sự sẵn

sàng cho các thiết bị đầu cuối có chi phí thấp với thời gian sống của pin dài, cả trong
trạng thái dự phòng và hoạt động. Do đó, độ phức tạp thiết bị đầu cuối thấp đã được
tính đến ở những nơi liên quan đến toàn bộ hệ thống 4G, cũng như thiết kế hệ thống ở
bất cứ nơi nào có thể để hỗ trợ việc tiêu thụ công suất thấp của thiết bị đầu cuối.
10. Các yêu cầu kiến trúc mạng
4G được yêu cầu cho phép triển khai ở một mức chi phí hiệu quả bởi một kiến trúc
mạng truy nhập vô tuyến được cải thiện, bao gồm:
-

Kiến trúc phẳng bao gồm chỉ một loại node, trạm gốc được biết đến trong 4G là

eNodeB;
-

Các giao thức hiệu quả cho việc hỗ trợ các dịch vụ chuyển mạch gói;

-

Các giao diện mở và hỗ trợ khả năng phối hợp thiết bị của nhiều nhà cung cấp;

-

Các kỹ thuật hiệu năng cao cho việc vận hành và bảo dưỡng, bao gồm các chức

năng tự tối ưu hóa;
-

Hỗ trợ việc triển khai và cấu hình dễ dàng, ví dụ cho các trạm được gọi là trạm gốc

tại nhà (hay cũng được biết đến là femto-ô).
III. Các công nghệ của mạng 4G
Các yêu cầu được liệt kê ở trên chỉ có thể được thực hiện nhờ các cải thiện trong
các công nghệ vô tuyến di động cơ bản. Phần này sẽ trình bày khái qt ba cơng nghệ
cơ bản hình thành nên thiết kế giao diện vơ tuyến 4G: Cơng nghệ đa sóng mang, cơng
nghệ đa anten và ứng dụng chuyển mạch gói vào giao diện vơ tuyến.
1. Cơng nghệ đa sóng mang
Cách tiếp cận đa sóng mang cho đa truy nhập trong 4G là lựa chọn thiết kế chính
chủ yếu đầu tiên. Sau khi thống nhất các đề xuất đầu tiên, các kỹ thuật đã đề cử cho
đường xuống là đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA) và đa sóng
mang WCDMA, trong khi các kỹ thuật đề cử cho đường lên là đa truy nhập phân chia
theo tần số đơn sóng mang (SC-FDMA), OFDMA và đa sóng mang WCDMA. Sự lựa
chọn các kỹ thuật đa truy nhập được thực hiện vào tháng 12/2005, với OFDMA được

20


lựa chọn cho đường xuống, và SC-FDMA cho đường lên. Cả hai kỹ thuật này đưa
miền tần số thành một hướng linh hoạt mới trong hệ thống, như minh họa trong hình
dưới.

Hình 3 Các cơng nghệ đa truy nhập 4G nhìn theo miền tần số
OFDMA mở rộng cơng nghệ đa sóng mang FDMA để cung cấp một kỹ thuật đa
truy nhập rất mềm dẻo. OFDMA phân chia băng thông sẵn có cho truyền dẫn tín hiệu
thành rất nhiều sóng mang con băng hẹp, được sắp xếp trực giao với nhau, hoặc riêng
biệt hoặc theo nhóm, có thể mang các luồng thông tin độc lập; trong OFDMA, sự phân
chia băng thông sẵn có này được khai thác trong chia sẻ các sóng mang con giữa nhiều
người sử dụng.
Tính mềm dẻo này có thể được vận dụng theo nhiều cách:

-

Các băng thơng phổ khác nhau có thể được sử dụng mà khơng thay đổi các thông

số hệ thống cơ bản hay thiết kế thiết bị.
-

Các tài nguyên truyền dẫn của băng thông biến đổi có thể được cấp phát cho các

người dùng khác nhau và được lập biểu tùy thích trong miền tần số.
-

Việc dùng lại tần số từng phần và phối hợp nhiễu giữa các ô được tạo điều kiện

thuận lợi.
Trải nghiệm mở rộng với OFDM đã được tăng lên trong những năm gần đây từ khi
triển khai các hệ thống âm thanh số và quảng bá hình ảnh như DAB, DVB và DMB.
Trải nghiệm này đã làm nổi bật các ưu điểm quan trọng sau của OFDM:
-

Tính mạnh mẽ của các kênh vơ tuyến phân tán thời gian, nhờ có sự phân chia băng

tần rộng để phát tín hiệu thành nhiều sóng mang con băng hẹp, cho phép nhiễu liên ký

21


hiệu bị hạn chế chủ yếu trong một khoảng thời gian bảo vệ tại thời điểm bắt đầu của
mỗi ký hiệu;
-

Các máy thu có độ phức tạp thấp, nhờ triển khai sự cân bằng miền tần số;

-

Sự kết hợp đơn giản các tín hiệu từ nhiều máy thu trong các mạng quảng bá.
Ngược lại thiết kế máy phát cho OFDM lại đắt hơn, vì tỷ số cơng suất đỉnh trên

trung bình (PAPR) của một tín hiệu OFDM tương đối cao, dẫn đến cần có một bộ
khuếch đại cơng suất RF gần như tuyến tính. Tuy nhiên, hạn chế này khơng mâu thuẫn
với việc sử dụng OFDMA cho truyền dẫn đường xuống, vì việc thực hiện chi phí thấp
cho trạm gốc có độ ưu tiên thấp hơn so với cho thiết bị đầu cuối.
Tuy nhiên trong đường lên, PAPR cao của OFDM khó có thể chấp nhận được đối
với máy phát của đầu cuối di động, vì cần thiết phải dàn xếp giữa công suất đầu ra
được yêu cầu cho vùng phủ đầu ra tốt, công suất tiêu thụ và chi phí của bộ khuếch đại
cơng suất. SC-FDMA cung cấp một cơng nghệ đa truy nhập có nhiều tương đồng với
OFDMA cụ thể là tính linh hoạt trong miền tần số, và sự phối hợp của băng bảo vệ tại
thời điểm bắt đầu mỗi ký hiệu được phát để tạo điều kiện thuận lợi cho sự cân bằng
trong miền tần số độ phức tạp thấp tại máy thu. Đồng thời, SC-FDMA có PAPR thấp
hơn đáng kể. Do đó nó giải quyết được phần nào vấn đề khó xử trong việc làm thế nào
đường lên có thể tận dụng được các ưu điểm của cơng nghệ đa sóng mang trong khi
tránh được chi phí vượt trội cho máy phát thiết bị đầu cuối di động và giữ lại ở một
mức độ hợp lý đặc điểm chung giữa các công nghệ đường lên và xuống.
Như được đề cập ở trên, trong suốt những giai đoạn phát triển gần đây của 4G, giải
pháp đa truy nhập dựa trên cơng nghệ đa sóng mang khác cũng đã được cân nhắc tích
cực đó là WCDMA đa sóng mang. Cơng nghệ này tận dụng được ưu điểm của việc sử
dụng lại công nghệ đang tồn tại từ các hệ thống UMTS đã được thiết lập. Tuy nhiên, vì
hệ thống 4G dự định duy trì tính cạnh tranh trong nhiều năm trong tương lai, các lợi
ích ban đầu của việc dùng lại công nghệ từ UMTS trở lên ít thuận lợi hơn trong tương
lai xa; tiếp tục theo đuổi cơng nghệ cũ có thể sẽ làm lỡ mất cơ hội nắm lấy các tiềm

năng mới và tận dụng từ OFDM tính linh hoạt, độ phức tạp máy thu thấp và hiệu năng
cao trong các kênh phân tán thời gian.

22