nguyên cứu chuẩn thông tin di động 4g

2.1 Giới thiệu về OFDMA2.1.4 Truyền dữ liệu hướng lên OFDMA - Việc truyền OFDMA hướng lên phải chịu một tỷ lệ công suất lớn dẫn đến những hệ quả tiêu cực đối với việc thiết kế một bộ phá

Trang 1

Môn: Quản Lý Mạng Viễn Thông

KHOA VIỄN THÔNG 1

Đề tài: NGUYÊN CỨU CHUẨN

Trang 2

Nội Dung

Chương 1: Lịch sử phát triển mạng di động Chương 2: OFDMA vs SC-FDAM

Chương 3: LTE-Advance

Chương 4: TỔNG QUAN VỀ WiMAX -

WirelessMan_Advanced

Chương 5: So sánh.

Trang 3

Chương 1: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

MẠNG DI ĐỘNG

1.1 Giới thiệu chương

1.2 Lịch sử phát triển mạng di động

Trang 4

1.1 Giới thiệu chương

- Lịch sử phát triển của mạng thông tin di động gắn liền với lịch sử phát triển của công nghệ của từng khu vực phát triển VD như Bắc Mỹ, Châu Âu, và Nhật

- Việc chuyển giao thế hệ thực chất là việc thay đổi công nghệ sao cho đạt được những tính năng hơn hẳn hệ thống cũ

Trang 5

1.2 Lịch sử phát triển mạng di động

Trang 6

Chương 2: OFDMA và SC-FDAM

2.1 Giới thiệu về OFDMA

2.2 Giới thiệu về SC-FDMA

2.3 So sánh.

Trang 7

2.1.1 OFDMA là gì?

-OFDMA là kỹ thuật đa truy nhập tần số trực

giao được phát triển dưa trên hệ thống OFDM-Giảm méo tuyến tính, giảm ảnh hưởng của trễ

đa đường và chuyển đổi kênh Fading chọn lọc thành kênh Fadinh phẳng

Trang 8

2.1.1 Đặc điểm.

-Có hai loại cấu trúc khung dành riêng cho FDD

và TDD

Trang 9

Trang 10

2.1.3 Truyền dữ liệu hướng xuống của OFDMA

-Dữ liệu được cấp phát tới UE theo các khối tài nguyên

-Khối tài nguyên độc lập với nhau

-Trong miền thời gian, quyết định lập biểu có

thể bị biến đổi trong mỗi khoảng thời gian

truyền của 1ms

-Quyết định lập biểu được thực hiện trong trạm gốc (eNodeB)

Trang 11

2.1.4 Truyền dữ liệu hướng lên OFDMA

- Việc truyền OFDMA hướng lên phải chịu một

tỷ lệ công suất lớn dẫn đến những hệ quả tiêu cực đối với việc thiết kế một bộ phát sóng

trong UE

- Khi truyền dữ liệu từ UE đến mạng, cần có

một bộ khuếch đại công suất đê nâng tín hiệu đến lên một mức đủ cao để mạng thu được

Trang 12

Trang 13

2.2.2 Đặc điểm

•Cấu trúc khung: Cũng tương tự như đường

xuống gồm có 2 loại khung, khung loại 1 dành

cho FDD, khung loại 2 dành cho TDD

•Tài nguyên vật lý đường lên: Được ấn định đến

một đầu cuối di động phải luôn luôn được liên tiếp nhau trong miền tần số

Trang 14

2.2.3 Truyền dữ liệu hướng lên

Lập kế hoạch nguồn tài nguyên hướng lên được thực hiện bởi eNodeB, eNodeB cấp các tài nguyên thời gian/ tần số nhất định cho các UE

và các UE thông báo về các dạng truyền tải mà

nó sử dụng

Trang 15

2.3 So sánh OFDMA với SC-FDMA

Trang 16

CHƯƠNG 3: TỔNG QUANG VỀ LTE

Advanded

NỘI DUNG:

3.1 Giới thiệu chung:

3.2 Yêu cầu thiết kế của LTE-Advaced

3.3 Các kỹ thuật nổi bật được sử dụng trong

LTE-Advanced:

Trang 17

3.1Giới thiệu chung:

• Dựa trên tiền đề là LTE, 3GGP đã phát triển và

đưa ra công nghệ LTE-A nhằm đáp ứng tiêu

chuẩn của ITU-R cho thế hệ di động thứ 4

• LTE-Advanced (phiên bản R10, R11) thực chất chỉ là bản nâng cấp của LTE (phiên bản R8, R9)

Trang 18

3.2Yêu cầu thiết kế của LTE-Advaced

3.2.1 Các thông số chính của

LTE-Advanced yêu cầu

Trang 19

3.2.2Kiến trúc mạng của

LTE-Advanced:

Kiến trúc LTE tổng quát

được chia thành 4 phần

chính:

• Thiết bị người dùng (UE)

• UTRAN phát triển

(E-UTRAN)

• Mạng lõi gói phát triển

(EPC) Các vùng dịch vụ.

Trang 20

 UE là thiết bị mà người dùng đầu cuối sử dụng

để liên lạc(smartphone, laptop, ),

 UE gồm TE (Thiết bị đầu cuối),MT (đầu cuối di

động)và UICC.

 UICC(thẻ sim) là phần cứng để cài đặt ứng

dụng USIM 4G.Ứng dụng này gồm nhận

dạng thuê bao,xác thực người dùng

 1UICC cài được nhiều USIM khác nhau

nhưng tại 1 thời điểm chỉ có 1 USIM được

kích hoạt

 Một số mẫu điện thoại di động 4G mới xuất

hiện gần đây thường hoạt động theo chế

độ “kép” tức vẫn phải sử dụng chip kết nối

3G cho các cuộc gọi thoại và chip 4G cho

các dịch vụ dữ liệu.

Thiết bị người dùng (UE)

3.2.2Kiến trúc mạng của LTE-Advanced:

Trang 21

Kiến trúc E-UTRAN của LTE-A

Trang 22

 Phần lõi chính của kiến trúc E-UTRAN là node B phát triển (e-NodeB)

cung cấp giao diện vô tuyến với mặt phẳng người sử dụng và mặt phẳng điều khiển kết cuối

 Giao diện Uu định nghĩa liên kết vô tuyến toàn bộ kết nói vật lý tới

E-UTRAN

 Giao diện S1 định nghĩa liên kết vô tuyến giữa E-UTRAN và EPC

 Giao diện kết nối các eNode với nhau được gọi là giao diện X2

 Các eNodeB là một BTS có chức năng :

 Quản lý tài nguyên vô tuyến.

 Nén IP header và mã hóa dòng dữ liệu người sử dụng

 Định tuyến dữ liệu người dùng tới một MME phùhợp trong một hoặc nhiều ô(cells)

 Một eNodeB có thể dết đến nhiều MME/S-GW cho mục đích chia tải và

dự phòng

Kiến trúc E-UTRAN của LTE-A

Trang 23

Cổng dịch vụ S-GW có chức năng :

+định tuyến và hướng các gói dữ liệu người dùng khi E-UTRAN ngừng

bộ đệm gói Downlink và bắt đầu thúc đẩy thủ tụch dịch vụ cho Uplink

+Quản lý và lưu trữ các trạng thái của UE

Cổng mạng dữ liệu gói P-GW có chức năng:

+Cung cấp kết nối cho UE tới các mạng dữ liệu ngoài thông qua giao

diện SGi

+Định vị địa chỉ UE IP

+Hỗ trợ tính cước thông qua phần tử PCRF(Chức năng chính sach và tính

cước tài nguyên)

KIẾN TRÚC MẠNG LÕI EPC TRONG LTE-A

+Một UE có thể đồng thời kết nối với nhiều PGW để truy nhập nhiềumạng dữ liệu gói

Node điều khiển MME có chức năng:

+Quản lý tính lưu động

+Xác nhận UE và các tham số bảo mật

+Kết nối handover tới 2G,3G,3GGP bằng cách tương tác với các HSS(Server thuê bao nhà) VÀ SGSN(xử

lý lưu lương gói IP)

Trang 24

3.3Các kỹ thuật nổi bật được sử dụng

trong LTE-Advanced:

• Kỹ thuật đa truy cập phân tần trực giao: (Orthogonal

frequency-division multiple access - OFDMA): LTE-Advanced

đã sử dụng kỹ thuật này cho đa truy cập trong đường xuống.

• Kỹ thuật đa truy cập phân chia tần số sóng mang đơn: (Single

Carrier Frequency Division Multiple Access - SC-FDMA)

LTE-Advanced đã sử dụng kỹ thuật này cho đa truy cập trong

đường lên.

• Kỹ thuật MIMO tiên tiến (Multi Input - Multi Output

Advanced)

• Kỹ thuật kết tập sóng mang Carrier Aggregation (CA): đây

được coi là kỹ thuật mấu chốt của công nghệ LTE-Advanced

• Tăng cường truyền dẫn nhiều anten (Enhanced Multi-antenna Transmission)

Trang 25

 Độ rộng băng truyền dẫn của LTE-A

 Hình vẽ trên minh họa các sóng mang

thành phần trong truyền dẫn băng

rộng của Lte advanced, mỗi sóng

mang có thể sử dụng băng thông là

1.4 , 3, 5, 10, 15 hoặc 20MHz nhưng

tổng băng thông tối đa không được

quá 100MHz.

 Một thiết bị đầu cuối LTE-Advanced

có thể khai thác toàn bộ độ rộng băng

Trang 26

3.3Các kỹ thuật nổi bật được sử dụng trong LTE-Advanced:

Kỹ thuật MIMO tiên tiến

(Multi Input - Multi Output Advanced)

Trang 27

Kỹ thuật MIMO (Multiple Input Multiple Output ) trong lĩnh vực truyền thông là kỹ thuật sử dụng nhiều anten phát và nhiều anten thu để truyền dữ liệu.nhằm nâng

cao chất lượng tín hiệu, tốc độ dữ liệu

+Phân tập phát /thu:(sử dụng 2 hay nhiều anten để truyền 1 tín hiệu):

+Tín hiệu truyền được sắp xếp dọc (vertically) cho từng anten phát Mỗi anten sẽ truyền đồng thời 1 stream symbols khác nhau của tín hiệu, do đó tốc độ dữ liệu

tăng lên N_t lần (N_t: số anten phát ).

Tại các anten thu, tín hiệu chồng chập của nhiều anten phát khác nhau sẽ được xử

lý bởi bộ giải mã tối ưu để tìm ra chuỗi dữ liệu ML (maximum likelyhood).

LTE-Advanced Release 10, 3GPP cho thấy thiết bị người dùng với công nghệ

MIMO có thể sử dụng tới 4 ăng ten để truyền dữ liệu trên đường lên tới mạng vô tuyến di động.

Tại đường xuống, tối đa có tới 8 luồng dữ liệu song song được cung cấp

Kỹ thuật MIMO tiên tiến

(Multi Input - Multi Output Advanced)

Trang 28

Tăng cường truyền dẫn nhiều anten

(Enhanced Multi-antenna Transmission)

- Khi một UE đang ở trong

Trang 29

Tăng cường truyền dẫn nhiều anten (Enhanced Multi-antenna

Trang 30

CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN VỀ WIRELESS MAN ADVANCED

 GIỚI THIỆU VỀ WiMAX 2.0

 CÁC KỸ THUẬT ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG WIRELESS MAN ADVANCED

Trang 31

4.1 GIỚI THIỆU VỀ WiMAX 2.0

Trang 32

WiMAX - Worldwide Interoperability for

cầu với truy nhập vi ba

Là công nghệ dựa trên cơ sở tiêu chuẩn kỹ

thuật IEEE 802.16-2004

Tiêu chuẩn này do hai tổ chức quốc tế đưa ra:

 Tổ công tác 802.16 trong ban tiêu chuẩn IEEE

802.16,

 Diễn đàn WiMAX http://www.wimaxforum.org/

Trang 33

4.2 SƠ ĐỒ KHỐI CHUẨN WiMAX 2.0

Kết nối WiMAX 2.0 giữa các tòa nhà chính

Trang 34

Mô hình tham chiếu IEEE 802.16m

Trang 35

Cụm giao thức IEEE 802.16m

Trang 36

4.3 CÁC KỸ THUẬT ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG WIRELESS MAN ADVANCED

4.3.1 KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ OFDMA SỬ DỤNG

TRONG WIMAX 2.0

Trong chuẩn WiMAX 2.0

Đường xuống: từ trạm thu phát đến thiết bị đầu

cuối được điều chế bằng kỹ thuật OFDM hỗ trợ

truyền tải dữ liệu đa phương tiện và video Theo lý thuyết, chuẩn WiMax hiện tại (802.16e) dự kiến

có thể cho tốc độ đến 300Mbps

Đường lên: từ thiết bị đầu cuối đến trạm thu phát

WiMax 2.0 dùng OFDMA (Orthogonal Frequency

Division Multiple Access)

Trang 37

4.3.2 Kiến trúc WiMAX 2

Điểm cải thiện nổi bật của WiMAX 2 so với WiMAX thế hệ đầu tiên là tốc độ - tốc độ WiMAX 2 lên đến 300Mbps.

Trang 38

WiMAX 2 hỗ trợ cả 2 dải băng tần của hai

phiên bản trước đó là:

 Phiên bản đầu tiên: 2,3GHz, 2,5GHz và 3,5GHz

 Phiên bản 1.5 với băng tần 1,7GHz và 2,1GHz

Một mô hình tiếp sóng thông minh

Trang 39

• Việc tập hợp các thành phần sóng mang có thể liên tục

hoặc không liên tục trong vùng tần số IEEE 802.16m hỗ

trợ băng thông có độ rộng 5MHz, 10MHz, 20MHz và

40MHz (tùy chọn) với một tập hợp đa sóng mang lên đến 100MHz.

802.16m hỗ trợ băng thông linh hoạt

Trang 40

CHƯƠNG 5: SO SÁNH LTE Advanced

và Wireless MAN

Giống Nhau:

 Về công nghệ:

lượng truyền/nhận tín hiệu, nhờ kỹ thuật OFDM

 Theo lý thuyết:

 Wireless MAN Advanced hiện tại (802.16m)

cho tốc độ tải xuống tối đa là 300Mbps.

 LTE Advanced dự kiến có thể cho tốc độ đến

1Gbps

Trang 41

và Wireless MAN

Giống Nhau:

 Cả hai công nghệ đều sử dụng hai chế độ song

công là song công phân chia theo thời gian TDD

(Time Division Duplexing) và song công phân chia

theo tần số (Frequency Division Duplexing)

Trang 42

Tương thích với thế hệ trước là LTE 3.9G

MIMO trong băng thông 20 MHz LTE-Advanced có thể hổ trợ tốc độ gấp 40 lần mạng 3G

Và cấu hình anten với 8 x 8 ở đường lên and 4 x 4 ở đường xuống

Trang 43

hơn: 50ms

không có DRX (Thu không liên tục) trong băng thông 5MHz

Trễ thiết lập kết nối < 50ms

Trang 44

KẾT LUẬN

Đề tài đã trình bày khái quát về lịch sử phát

triển các thế hệ di động 1G, 2G, 3G và 4G Với hai công nghệ nổi bật của thế hệ di động thứ 4 là: LTE Advanced và Wireless MAN Advanced

Với Kỹ Thuật điề chế mới OFDMA và SC-FDMA

và chuyển mạch gói Đã tăng tốc độ truyền

dẫn vô tuyến lên hang 1Gbps

Trang 45

KẾT LUẬN

Với khả năng sử dụng cả điều chế OFDMA cho

và SC-FDMA thì LTE Advanced đang cho thấy được ưu thế của mình trước Wireless MAN

Advaced về khả năng phát triển trong tương lai khi đã có sẵn nền tẳng phát triển từ thế hệ 3G cùng khả năng mở rộng hệ thống trong

tương lai

Định dạng
Số trang	46
Dung lượng	2,45 MB