Tài liệu LTE-Long Term Evolution phần 2 docx

LTE-Long Term Evolution (phần 2)
Nguồn : blogthongtin.info 
5.Đặc tính kỹ thuật
5.1 Cấu trúc:
Song song với việc truy nhập vô tuyến LTE,các mạng lõi cũng đang tiến đến cấu trúc
SAE.Cấu trúc này được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất mạng,cải thiện hiệu quả đầu tư và
tạo thuận lợi cho việc phát triển thị trường dịch vụ trên nền IP.
Có 2 nút trong cấu trúc SAE là các tr
ạm gốc LTE (eNodeB) và cổng SAE (SAE
Gateway)(xem hình dưới).Cấu trúc phẳng này làm giảm số lượng nút tham gia trong việc
kết nối.Các trạm gốc LTE được kết nối với mạng lõi thông qua giao diện S1

Hệ thống 3GPP(GSM và WCDMA/HSPA) và 3GPP2(CDMA) được tích hợp để phát
triển hệ thống thông qua các giao diện chuẩn,cung cấp tối ưu hóa tính di động với
LTE.Đối với hệ thống 3GPP,điều này có nghĩa là một giao diện báo hiệu giữa nút hỗ tr
ợ
phục vụ GPRS(SGSN) và mạng lõi,còn đối với hệ thống 3GPP2,đó là một giao diện báo
hiệu giữa CDMA RAN và mạng lõi.Những tích hợp trên hỗ trợ cả việc chuyển vùng vô
tuyến đơn và kép,cho phép chuyển vùng LTE linh hoạt.
Kiểm soát tín hiệu,ví dụ như tính di động,được điều khiển bởi các nút quản lý di
động(MME),tách biệt khỏi cổng,tạo điều kiện tối ưu hóa việc triển khai mạng và cho
phép mở rộng khả năng thích ứng.
5.2 Kỹ thuật vô tuyến OFDM
LTE sử dụng OFDM cho đường downlink,nghĩa là từ các trạm gốc đến thiết bị
cuối.OFDM đáp ứng các yêu cầu của LTE cho các phổ
tần thích hợp và cho phép đầu tư
hiệu quả cho các sóng mang phạm vi rộng và tốc độ đỉnh cao.Nó là công nghệ được xây
dựng tốt,ví dụ như các tiêu chuẩn của Viện kỹ sư điện và điện tử(IEEE)
802.11a/b/g,802.16,HiperLan-2,phát sóng video kỹ thuật số(DVB) và phát sóng âm thanh
kỹ thuật số (DAB).
OFDM sử dụng một số lượng lớn các sóng mang phụ dải hẹp hoặc âm thanh cho việc

truyền dẫn nhiề
u sóng mang.Các tài nguyên vật lý của đường downlink LTE cơ bản có
thể được giải thích là một lưới tần số-thời gian, như minh họa trong hình dưới. Trong
vùng tần số, khoảng cách giữa các sóng mang phụ(Δf)là 15kHz. Ngoài ra,chu kỳ của
OFDM là 1/Δf cộng với chu trình đầu tiên.Các chu trình đầu được sử dụng để duy trì trực
giao giữa các sóng mang phụ,cho cả thời gian phân tán các kênh vô tuyến.
Một phần tài nguyên mang QPSK,16QAM hay 64QAM,ví dụ với 64QAM,mỗi phần
mang 6 bit. Các OFDM được phân nhóm thành các khố
i tài nguyên,các khối tài nguyên
có tổng kích thước là 180 kHz trong miền tần số và 0.5 ms trong miền thời gian. Mỗi
người dùng được phân bổ một số khối tài nguyên trong lưới thời gian-tần số.Các khối tài
nguyên người dùng nhận được càng nhiều và điều chế sử dụng trong một phần tài nguyên
càng cao thì tốc độ bit càng cao.
Các khối tài nguyên nào và có bao nhiêu người dùng nhận được tại một điểm nhất định
phụ thuộc vào cơ cấu l
ập danh mục cải tiến trong chiều thời gian và tần số.Danh mục các
tài nguyên có thể được cập nhật hàng ms,có nghĩa là 2 khối tài nguyên,rộng 180 kHz và
có tổng chiều dài là 1 ms,gọi là khối danh mục.Cơ cấu lập danh mục trong LTE tương tự
như cơ cấu được sử dụng trong HSPA và cho phép tối ưu hiệu suất cho các dịch vụ khác
nhau trong các môi trường vô tuyến khác nhau.
Trong các đường uplink,LTE sử dụng phiên bản mã hóa trước của OFDM được g
ọi là Đa
truy nhập phân chia tần số sóng mang đơn(SC-FDMA).Điều này là để bù đắp lại những
hạn chế của OFDM thông thường,cái mà có Tỷ số công suất trung bình
đỉnh(PAPR)cao.PAPR cao đòi hỏi chi phí cao và khuếch đại công suất không hiệu quả
với những yêu cầu cao đối với tính tuyến tính,làm gia tăng giá thành của thiết bị đầu cuối
và tiêu thụ pin nhanh hơn.
SC-FDMA giải quyết vấn đề này bằng cách nhóm các khối tài nguyên lại với nhau theo
cách mà làm giảm sự cần thiết cho tính tuyến tính và công suất tiêu thụ trong bộ khuếch
đại công suất.PAPR thấp cũng cải thiện phạm vi phủ sóng và hiệu suất tế bào biên.

5.3 Anten cải tiến
Các giải pháp nâng cao ăng-ten được giới thiệu trong HSPA Evolution cũng được sử
dụng bởi LTE. Giải pháp kết hợp nhiều ăng-ten đáp ứng m
ạng băng thông rộng di động
thế hệ tiếp theo yêu cầu đối với tốc độ dữ liệu đỉnh cao, mở rộng phạm vi phủ sóng và
công suất cao.Giải pháp đa anten cải tiến là giải pháp quan trọng để đạt được các mục
tiêu này.
Không có 1 giải pháp anten đơn để giải quyết mọi kịch bản.Do đó,các giải pháp anten
liên quan có sẵn cho các kịch bản triển khai cụ thể.Ví dụ,tốc
độ dữ liệu đỉnh cao có thể
đạt được với giải pháp anten nhiều lớp như 2×2 hoặc 4×4 ngõ vào,nhiều ngõ ra
(MIMO),và mở rộng phạm vi phủ sóng có thể thực hiện được với việc tạo chùm
5.4 Dải tần số cho FDD(Frequency Division Duplexing) và TDD(Time Division
Duplexing)
LTE có thể được sử dụng trong cả phổ đơn(TDD) và phổ kép(FDD)Sản phẩm đầu tiên
của các nhà cung cấp hàng đầu phát hành sẽ hỗ trợ cả 2 đề án.Nói chung,FDD hi
ệu quả
hơn,nhiều thiết bị và cơ sở hạ tầng lớn hơn.Nhưng TDD lại bổ sung tốt,ví dụ như trong
khe trung tâm quang phổ.Bởi vì phần cứng LTE là như nhau đối với FDD và TDD,ngoại
trừ các đơn vị radio,các nhà khai thác TDD sẽ được hưởng các lợi ích kinh tế và được hỗ
trợ rộng rãi từ các sản phẩm FDD.
15 dải tần FDD khác nhau và 8 dải tần TDD khác nhau được định nghĩa trong 3GPP để
LTE sử dụng,các dải tần khác sẽ được bổ sung thêm.(xem bảng dưới)
Cơ sở hạ tầng mạng LTE đầu tiên và các sản phẩm mạng đầu cuối sẽ hỗ trợ nhiều dải t
ần
số,nghĩa là LTE sẽ nhanh chóng phủ sóng toàn cầu và đạt được hiệu quả kinh tế cao.
LTE được định nghĩa để hỗ trợ băng thông sóng mang thích hợp từ 1.4Mhz đến 20
Mhz,trong nhiều dải phổ và cho cả việc triển khai TDD hay FDD.Điều này có nghĩa là
các nhà khai thác có thể đưa LTE vào các dải tần mo71ihay các dải tần đã có sẵn.Việc

đầu tiên có thể liên kết ở những nơi dễ nhất để triể
n khai sóng mang 10 Mhz hoặc 20
Mhz.Ví dụ,2.6Ghz(band 7),Advanced Wireless Service(AWS) (band 4)hoặc dải 700
Mhz.Nhưng cuối cùng LTE sẽ được triển khai tại tất cả các dải tần.Không giống như các
hệ thống tế bào trước kia.LTE sẽ nhanh chóng triển khai trên nhiều dải tần.
FDD và TDD
Tất cả các hệ thống tế bào hiện nay sử dụng FDD và hơn 90% tần số di động có sẵn trên
thế giới là dải ghép đôi.Với FDD,đường downlink và uplink được truyền
đồng thời trên
các dải tần số riêng biệt.Với TDD,sự truyền dẫn trong đường downlink và uplink là gián
đoạn trên cùng một băng tần.Ví dụ thời gian chia rẽ giữa đường downlink và uplink là
1/1 thì đường upink sẽ sử dụng một nửa thời gian.Công suất trung bình cho mỗi đường
bằng một nửa công suất đỉnh.

FDD bands
Band Frequencies UL/DL (MHz)
1 1920 – 1980/2110 – 2170
2 1850 – 1910/1930 – 1990
3 1710 – 1785/1805 – 1880
4 1710 – 1755/2110 – 2155
5 824 – 849/869 – 894
6 830 – 840/875 – 885
7 2500 – 2570/2620 – 2690
8 880 – 915/925 – 960
9 1750 – 1785/1845 – 1880
10 1710 – 1770/2110 – 2170
11 1428 – 1453/1476 – 1501
12 698 – 716 /728 – 746
13 777 – 787 /746 – 756
14 788 – 798 /758 – 768

15 704 – 716/734 – 746
TDD bands
Band Frequencies UL/DL (MHz)
33,34 1900 – 1920
2010 – 2025
35,36 1850 – 1910
1930 – 1990
37 1910 – 1930
38 2570 – 2620
39 1880 – 1920
40 2300 – 2400