CÔNG NGHỆ CHUYỂN TIẾP TRONG LTE ADVANCED

Với những hạn chế về thời gian và trình độ học vấn, bài tiểu luận này sẽ đưa ranhững hoạt động cơ bản của hệ thống mạng LTE - Advanced, tìm hiểu về công nghệ chuyểntiếp trong LTE, những

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

E-UTRAN Evolved UMTS Terrestrial Radio Access NetworkOFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access

OFDM Orthogonal Frequency-Division Multiplexing

SINR Signal to Interference plus Noise Ratio

LỜI MỞ ĐẦU

Thông tin di động ngày nay đã trở thành một lĩnh vực phát triển rất mạnh mẽ, đóngmột vai trò vô cùng quan trọng trong hệ thống thông tin toàn cầu và tạo ra những khoản lợinhuận to lớn cho các nhà khai thác Sự phát triển mạnh mẽ của thị trường viễn thông di động

đã thúc đẩy sự nghiên cứu và phát triển các hệ thống thông tin di động mới trong tương lai

Mặc dù các hệ thống thông tin di động thứ 3 (3G) vẫn đang được triển khai lắp đặt tạinhiều nơi trên thế giới nhưng các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới đã tiến hànhnghiên cứu, triển khai thử nghiệm và đã chuẩn hóa mạng thông tin di động thế hệ thứ 4(4G) Công nghệ 4G mang lại những tiện ích vượt trội so với 3G như về tốc độ hay sự phục

vụ người dùng mọi lúc, mọi nơi, kể cả khi đang di chuyển với tốc độ cao …

LTE (Long Term Evolution) tiêu chuẩn hóa trong 3GPP (Dự án hợp tác tổ chức thế hệ

mạng thứ 3) đã đạt được những thành tựu quan trọng, là bước chuẩn bị tốt để lên 4G Nhữngthay đổi của 3GPP đã khắc phục được những hạn chế trong đặc điểm kĩ thuật của các thế hệmạng trước đó Từ cuối năm 2009 thông tin di động LTE đã được triển khai rộng khắp, nhưmột bước nhảy của GSM và UMTS Với đích tới là nâng cao tốc độ dữ liệu, hỗ trợ các dịch

vụ tiên tiến và các ứng dụng khác lên tới 100 Mbps cho kịch bản truyền sóng khó và 1Gbps

cho kịch bản thấp hơn Trong suốt năm 2009, 3GPP đã nghiên cứu để đưa ra những cải tiếncần thiết giúp LTE đáp ứng được những yêu cầu từ IMT - Advanced.

Relay là một trong những công nghệ đưa ra đáp ứng cho sự cải tiến của IMT Relay(hay gọi là công nghệ chuyển tiếp) là một trong những công nghệ được đề xuất cho hệ thống4G LTE - Advanced Mục đích của Relay trong LTE là nâng cao cả vùng phủ sóng và chấtlượng tín hiệu Ý tưởng về Relay không phải mới nhưng với Relay trong LTE – Advancedđang được xem xét để đảm bảo về hiệu suất tối ưu – khả năng đáp ứng nhu cầu của ngườidùng nhưng vẫn đảm bảo OPEX (Operational Expenses – Chi phí hoạt động) ở một giới hạncho phép Với những hạn chế về thời gian và trình độ học vấn, bài tiểu luận này sẽ đưa ranhững hoạt động cơ bản của hệ thống mạng LTE - Advanced, tìm hiểu về công nghệ chuyểntiếp trong LTE, những vấn đề về giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ, đáp ứng nhu cầungười dùng và chi phí hoạt động phù hợp

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE VÀ LỘ

TRÌNH TIẾN LÊN LTE ADVANCED

1.1 Giới thiệu

Do nhu cầu của người sử dụng ngày càng cao về các dịch vụ truy nhập dữ liệu, âmthanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng rộng mọi nơi, mọi lúc, mọi dịch vụ, mọi thời điểm Đểđáp ứng được nhu cầu đó, mạng di động thế hệ thứ tư – 4G (Fourth Generation) đã được đềxuất nghiên cứu và triển khai trên thế giới Trong chương này trình bày tổng quan về mạng

di động LTE và LTE – Advanced, các yêu cầu và tiêu chuẩn chất lượng mạng LTE và LTE– Advanced

1.2 Tổng quan công nghệ LTE và LTE Advanced

1.2.1 Những yêu cầu của ITU cho 4G

Thiết kế của LTE diễn ra cùng lúc như là một sáng kiến của Liên minh Viễn thôngQuốc tế Vào cuối những năm 90, ITU đã thúc đẩy sự phát triển của công nghệ 3G bằngcách đưa ra các yêu cầu dành cho hệ thống thông tin di động 3G, dưới cái tên Viễn thông Diđộng Quốc tế (IMT) 2000 Hệ thống 3G cũng chính là chấp nhận các yêu cầu của ITU yêucầu cho IMT-2000

ITU cũng làm những điều tương tự vào năm 2008, khi đưa ra các yêu cầu cụ thể cho

hệ thống thông tin thế hệ thứ tư (4G) dưới cái tên IMT-Advanced Theo những yêu cầu đó,tốc độ dữ liệu đỉnh của hệ thống tương thích phải đạt ít nhất 600 Mbps cho đường xuống và

270 Mbps cho đường lên, trong băng thông của 40 MHz Rõ ràng là LTE vẫn chưa đạt đếnđiều này

1.2.2 Những yêu cầu của LTE - Advanced

LTE – Advanced (Long Term Evolution – Advanced) là sự tiến hoá của công nghệLTE Công nghệ dựa trên OFDMA này được chuẩn hoá bởi 3GPP trong phiên bản (Release)

8 và 9 LTE – Advanced được hoàn thành nhằm đáp ứng hoặc vượt hơn so với những yêucầu của thế hệ công nghệ vô tuyến di động thứ 4 (4G) LTE – Advanced tương thích ngược

và thuận với LTE, nghĩa là có thể triển khai LTE – Advanced mà không ảnh hưởng đến thiết

bị đầu cuối hiện tại khả năng tương thích phổ như vậy là cực kỳ quan trọng trong việcchuyển đổi thông suốt trong mạng lưới từ LTE sang LTE – Advanced với chi phí thấp

Các yêu cầu then chốt của LTE – Advanced:

- Hỗ trợ độ rộng băng tần lên đến và bao gồm 40MHz

- Khuyến khích hỗ trợ các độ rộng băng tần rộng hơn (chẳng hạn 100MHz)

- Hiệu quả sử dụng phổ tần đỉnh đường xuống tối thiểu là 15 b/s/Hz (giả sử sử dụngMIMO 4x4)

- Hiệu quả sử dụng phổ tần đỉnh đường lên tối thiểu là 6,75 b/s/Hz (giả sử sử dụngMIMO 4x4)

- Tốc độ thông lượng lý thuyết là 1,5 Gb/s

1.3 Kiến trúc của hệ thống

Hình 1.1 Sự phát triển của kiến trúc mạng

Các kiến trúc hệ thống cho LTE bắt nguồn từ kiến trúc hệ thống của thế hệ trước, cụthể là từ UMTS Khi kiến trúc hệ thống LTE đã được đề xuất nó được giả định rằng hệthống mới sẽ phải đáp ứng thậm chí yêu cầu cao hơn về tín hiệu mạng trễ truyền dẫn và chiphí xây dựng và duy trì sau đó nên được đầy đủ hơn Do đó, một quyết định đã được thựchiện để đơn giản hóa kiến trúc của hệ thống

Các yếu tố sau đây có thể được phân biệt:

• eNB – E-UTRAN Node B;

• eGW – access gateway;

• MME – mobility management entity;

• UPE – user plane entity

Nhiệm vụ được giao cho MME bao gồm quản lý và lưu trữ ngữ cảnh cho sự điềukhiển thiết bị đầu cuối của người sử dụng, thủ tục ủy quyền cho thiết bị đầu cuối, và cácchương trình quản lý di động cho thiết bị đầu cuối Nhiệm vụ của bộ phận UPE bao gồmquản lý thuê bao và lưu trữ ngữ cảnh thiết bị đầu cuối Các đơn vị cũng thực hiện các chứcnăng như mã hóa, đảm bảo tính toàn vẹn của khối dữ liệu, và yêu cầu lặp lại tự động (ARQ)

để giảm khối dữ liệu loại bỏ Khối dữ liệu cá nhân nằm ở các nút mạng (eGW) giao tiếp vớinhau và với mạng bên ngoài

Các khối hợp tác với các trạm gốc (eNB), trong đó thực hiện trên tất cả các chức năngliên quan đến đài phát thanh truyền

Hình 1.2 Kiến trúc mạng LTE

1.3.1 Các đặc tả kỹ thuật của LTE

LTE là một giải pháp băng thông rộng di động cung cấp một bộ tính năng phong phúvới rất nhiều tính linh hoạt về các tùy chọn triển khai và dịch vụ cung cấp tiềm năng Một sốtính năng quan trọng nhất mà đáng được làm nổi bật.

OFDM cho hiệu suất phổ cao, là nền tảng của lớp vật lý: OFDM được sử dụng chođường xuống để ngăn chống nhiễu và tương thích cao với các kỹ thuật tiên tiến như miền tần

số phụ thuộc vào lập lịch và MIMO, trong khi đa truy nhập phân chia theo tần số đơn sóngmang (SC-FDMA) được sử dụng cho đường lên để có được PAPR thấp, người dùng trựcgiao trong miền tần số và ứng dụng đa anten

Hỗ trợ TDD và FDD: LTE hỗ trợ cả kỹ thuật song công theo thời gian (TDD) và songcông theo tần số (FDD) TDD được ưu chuộng bởi vì lợi thế của nó:

(1) tính linh hoạt trong việc lựa chọn tỷ lệ tốc độ dữ liệu đường lên và đường xuống (2) khả năng khai thác kênh có qua lại

(3) khả năng thực hiện phổ tần không kết nối

(4) thiết kế thu phát ít phức tạp hơn

Điều chế thích ứng và mã hoá (AMC): LTE hỗ trợ một số điều chế và sửa lỗi (FEC)các chương trình mã hóa và cho phép chương trình này phải được thay đổi trên mỗi ngườidùng và mỗi cơ sở khung dựa trên điều kiện kênh AMC là một cơ chế hiệu quả để tối đahóa thông lượng trong một kênh thời gian khác nhau Các thuật toán thích ứng thường gọicho việc sử dụng điều chế cao nhất và chương trình mã hóa có thể được hỗ trợ bởi các tínhiệu trên nhiễu và tỷ lệ nhiễu ở người nhận như vậy mà mỗi người dùng được cung cấp vớitốc độ dữ liệu cao nhất có thể có thể được hỗ trợ trong liên kết tương ứng của chúng

Tốc độ dữ liệu đỉnh rất cao: LTE có khả năng hỗ trợ tốc độ dữ liệu đỉnh rất cao.Trong thực tế, tỷ lệ dữ liệu PHY đỉnh có thể cao như tốc độ dữ liệu đỉnh đường xuống 100Mb/s trong vòng 20 MHz phổ tần phân bổ đường xuống (5 bps/Hz), trong khi nó cung cấptốc độ dữ liệu đường lên đỉnh cao của 50 Mb/s (2,5 bps/Hz) trong vòng 20 MHz phân bổphổ tần

Tính di động: E-UTRAN nên được tối ưu hóa cho tốc độ di chuyển thấp 0-15 km/h

Ở tốc độ di chuyển cao hơn từ 15 đến 120 km/h cần được hỗ trợ với hiệu suất cao Tính di

động trên mạng di động phải được duy trì ở tốc độ 120-350 km/h (hoặc thậm chí lên đến 500km/h tùy thuộc vào băng tần).

-Advanced

Tốc độ dữ liệu đỉnh đường

Băng thông truyền dẫn đường

Tương tự LTE

Vùng phủ Công suất vùng phủ toàn

phần lên tới 5 km

Giống như LTE

Các băng thông mở rộng 1,4; 3; 5; 10; 15; 20 MHz Lên tới 20-100MHz

Bảng 1.1 Bảng so sánh LTE và LTE- advanced

Khả năng truyền tại ở tầng liên kết: LTE hỗ trợ yêu cầu truyền lại tự động (ARQ) tạitầng liên kết ARQ cho phép kết nối yêu cầu mỗi gói được truyền tải được thừa nhận bởingười nhận; các gói dữ liệu không được thừa nhận được giả định là bị mất và được truyềnlại LTE cũng hỗ trợ tùy chọn hybrid-ARQ, đó là một lai ghép có hiệu quả giữa FEC vàARQ

Hỗ trợ người dùng đồng thời: LTE cung cấp khả năng để thực hiện hai kế hoạch tàinguyên không gian (trong thời gian và tần số), cho phép hỗ trợ của nhiều người sử dụngtrong một khoảng thời gian Ngược lại, công nghệ 3G hiện tại thực hiện kế hoạch một chiều,

mà hạn chế dịch vụ cho một người sử dụng cho mỗi khe thời gian Khả năng này của LTEdẫn đến cho phép sự gia tăng của các ứng dụng nhúng không dây/hệ thống

Bảo mật: LTE cung cấp tăng cường bảo mật thông qua việc thực hiện các UICCSubscriber Identity Module (SIM) và các khóa riêng 128-bit mạnh mẽ và không xâm lấn lưu

trữ quan trọng và xác thực khóa đối xứng sử dụng liên quan LTE bổ sung kết hợp xác thựclẫn nhau mạnh mẽ, sử dụng danh tính bảo mật, bảo vệ tính toàn vẹn của tất cả các bản tinbáo hiệu giữa UE và Mobility Management Entity (MME), và tùy chọn mã hóa dự liệumạng đa cấp.

Hiệu quả chuyển vùng trên toàn thế giới: Bởi vì công nghệ LTE sẽ trở thành chuẩn4G thống nhất cho hầu hết các 3GPP và 3GPP2 hãng trên toàn thế giới, các thiết bị côngnghệ LTE sẽ là cơ bản dễ dàng hơn để thiết lập cho trên toàn thế giới chuyển vùng Thôngbáo trước là các băng tần số thực tế được sử dụng bởi các hãng khác nhau sẽ khác nhau (do

đó duy trì sự cần thiết cho các thiết bị nhiều băng) Kết quả là, các đường dẫn chuyển đổi vôtuyến Verizon đến LTE sẽ cung cấp nhiều cơ hội hơn cho chuyển vùng quốc tế liên tục vớiquy mô là lớn

1.4 Khả năng của LTE Advanced

LTE-Advanced là một mạng không dây băng thông rộng thực sự mà cung cấp Tốc độ

dữ liệu đỉnh bằng hoặc lớn hơn so với mạng có dây, ví dụ: FTTH, đồng thời cung cấp QoStốt hơn Các yêu cầu mức cao chủ yếu của LTE đều giảm chi phí mạng (chi phí cho mỗi bit),dịch vụ dự phòng tốt hơn, và khả năng tương thích với các hệ thống 3GPP LTE-Advanced

là một sự tiến hóa từ LTE tương thích ngược Ngoài các tính năng tiên tiến được sử dụng bởiLTE Release 8, LTE-Advanced tăng cường các tính năng này có thể được tìm thấy trongnhững điều sau đây:

- Tốc độ dữ liệu đỉnh: LTE-Advanced hỗ trợ tăng đáng kể Tốc độ dữ liệu đỉnhtức thời được tăng cao Ở mức tối thiểu, LTE-Advanced sẽ hỗ trợ tốc độ dữliệu đỉnh tăng cường để hỗ trợ các dịch vụ và ứng dụng tiên tiến (100 Mbpscho tính di động cao và 1 Gbps cho tính di động thấp đã được thiết lập nhưmục tiêu nghiên cứu)

- Tính di động: Hệ thống sẽ hỗ trợ tính di động trên mạng di động với tốc độ diđộng khác nhau lên đến 350 km/h (hoặc có thể thậm chí lên đến 500 km/h tùythuộc vào băng tần) Hiệu năng hệ thống sẽ được tăng cường cho 0-10 km/h vàtăng cường tốt hơn nhưng ít nhất không tồi tệ hơn E-UTRA và E-UTRAN chotốc độ cao hơn

153.75

3015

Bảng 1.2: So sánh tính năng của LTE và LTE Advanced

- Nâng cao kỹ thuật truyền dẫn đa ăng-ten: Trong LTE-A, chương trình MIMOphải được cải thiện hơn nữa trong lĩnh vực hiệu quả phổ tần, di động trungbình thông qua thỏa thuận, và biểu diễn cạnh cell Với truyền/ nhận đa điểm,các ăng-ten của nhiều trang web di động được sử dụng trong một cách mà việctruyền/ nhận ăng-ten của các cell phục vụ và các cell lân cận có thể cải thiệnchất lượng của tín hiệu nhận được tại các thiết bị người dùng và giảm nhiễuđồng kênh từ các cell lân cận Hiệu suất phổ cao điểm là tỷ lệ thuận với sốlượng ăng-ten được sử dụng

Thông số Cấu hình

UL

2-by-24-by-24-by-41-by-22-by-42-by-24-by-24-by-41-by-22-by-4

1.691.872.670.74_0.050.060.080.024_

2.42.63.71.22.00.070.090.120.040.07

Bảng 1.3 So sánh hiệu suất phổ của LTE và LTE-Advanced

- Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA): OFDMA được sửdụng cho kỹ thuật truy cập vô tuyến LTE-Advanced Một kỹ thuật được gọi làtập hợp sóng mang được sử dụng bởi OFDMA lớp lại để kết hợp nhiều sóngmang thành phần LTE trên lớp vật lý để cung cấp băng thông cần thiết

1.5 Tình hình chuẩn hóa và triển khai của LTE

1.5.1 Tình hình chuẩn hóa và triển khai LTE trên thế giới

Do xu hướng toàn cầu hóa của thị trường mạng viễn thông thế giới, mà có rất nhiều tổchức nghiên cứu, và thu thập tình hình thực trạng đang triển khai các công nghệ viễn thôngtrên thế giới Việc cập nhật thực trạng triển khai, có ý nghĩa rất lớn cho công tác nghiên cứuhướng đi mới , đưa ra định hướng phát triển trong tương lai, đồng thời xem xét đánh giá hiệuquả và tính ứng dụng cao hay thấp của các công nghệ đã và đang đươc triển khai Những sốliệu được đưa ra từ các tổ chức lớn và uy tín, ví dụ như Hiệp hội các nhà cung cấp di độngtoàn cầu (GMA)… Được đưa ra bên dưới, mang tính chất tổng quát nhất, và mới nhất vềtình hình triển khai LTE trên thế giới hiện nay:

a) Theo thống kê và dự báo trên trang www.gsacom.com thì đến tháng 9 năm 2012trên thế giới:

- Có 347 nhà cung cấp đang đầu tư phát triển LTE:

 292 nhà mạng đang lên kế hoạch triển khai LTE ở 93 quốc gia

 55 nhà mạng tại trên 11 quốc gia khác cam kết và đang thử nghiệm công nghệLTE Trong đó có 3 nhà mạng của Việt Nam: VNPT, Viettel và FPT

- Có 96 nhà mạng của 46 quốc gia đã tiến hành thương mại hóa dịch vụ trên nềnLTE Đến tháng 6 năm 2012 là khoảng 28 triệu thuê bao LTE Dự kiến hết năm 2012 sẽ có

152 nhà mạng cung cấp dịch vụ chính thức ở 65 quốc gia trên toàn thế giới

- Có 417 sản phẩm đầu cuối LTE được sản xuất bởi 67 nhà sản xuất

b) Theo thống kê và dự báo trên trang www.gsacom.com thì đến tháng 10 năm 2014trên thế giới:

Các mạng LTE (Báo cáo về tiến trình LTE của GSA, 17 tháng 9 năm 2014)

- 533 mạng LTE triển khai hợp đồng phục vụ cho 156 quốc gia: trong đó có 331mạng LTE thương mại được triển khai tại 112 quốc gia Và 51 nhà mạng thử nghiệm tại hơn

12 quốc gia Như vậy có tất cả 584 nhà khai thác mạng đang đầu tư vào LTE tại 168 quốcgia

- 40 hệ thống LTE TDD (TD-LTE) được triển khai tại 27 quốc gia (bao gồm trongtổng số 331 mạng LTE thương mại ở trên ) bao gồm 13 nhà mạng đã triển khai cả chế độFDD và TDD trong khai thác lĩnh vực thông tin di động

- 150 hệt hống LTE 1800 (3GPP nhánh 3) được triển khai ở 72 quốc gia ở cả băngđơn và một phần của mạng đa băng thông (đã gồm cả 331 mạng LTE thương mại ở trên)

- LTE1800 được triển khai trên 45% tổng số mạng LTE thương mại

- 79 nhà mạng LTE (tức là ¼ ) triển khai công nghệ LTE nâng cao 21 nhà mạng triểnkhai các hệ thống kết hợp cung cấp dịch vụ LTE advanced

12 nhà mạng giới thiệu dịch vụ thoại cho người sử dụng LTE kích hoạt VoLTE GSA dự báo sẽ có ít nhất 350 mạng LTE thương mại được triển khai vào cuối năm 2014

-Các thiết bị LTE (Báo cáo thực trạng của GSA về hệ thống LTE, 14 tháng 10 năm2014)

- 2218 thiết bị người dùng LTE được công bố bởi 183 nhà sản xuất.

- Điện thoại thông minh là thiết bị chiếm số lượng lớn nhất: có 1045 điện thoại thôngminh LTE chiếm 47.1% tổng loại thiết bị LTE

- 146 điện thoại LTE hỗ trợVoLTE

- Hầu hết các thiết bị LTE hoạt động ở chế độ FDD Với 644 thiết bị hỗ trợ vận hànhhoạt động TDD

- 1608 thiết bị LTE-HSPA hoạt động ở 2 chế độ , bao gồm 853 thiết bị hỗ trợDCHSPA+ với tốc độ 42Mbps

- 116 mạng thương mại triển khai 75 quốc gia thì trong đó có 11 mạng sử dụngVoLTE cho thoại HD - 329 điện thoại tương thích (bao gồm cả sóng mang và biến tần) hỗtrợ HD Voice (W-AMR) được công bố bởi 19 nhà cung cấp, bao gồm thiết bị cho GSM,3G / HSPA và mạng LTE hay còn gọi là VoLTE (báo cáo GSA 21 tháng 3 năm 2014)

- Số thuê bao di động trên toàn thế giới – bao gồm tất cả các công nghệ: 7,023 tỷ thuêbao Trong đó, nhóm 3GPP (GSM / EDGE, WCDMA, HSPA / HSPA + và LTE): 6.31tỷđăng ký = 89,9% thị phần toàn cầu

1.5.2 Tình hình chuẩn hóa và triển khai LTE tại Việt Nam

Đi cùng với sự phát triển chóng mặt của thế giới Từ ngày 21 đến 24/7/2011, Huawei(Trung Quốc) cùng các nhà khai thác viễn thông Việt Nam, gồm VNPT, Viettel và VMS-MobiFone tổ chức Diễn đàn Công nghệ HUAWEI LTE Summit tại Hà Nội để cùng trao đổi,thảo luận và chia sẻ những thông tin, kinh nghiệm về tình hình triển khai ứng dụng côngnghệ di động 4G/LTE (4G) và băng rộng di động trên toàn cầu

Theo Hiệp hội Các nhà cung cấp di động toàn cầu (GSA), trên thế giới hiện có hơn

300 nhà mạng sử dụng công nghệ 4G, với 245 triệu người sử dụng Dự báo, đến hết ngày

2017, có khoảng 1 tỷ người sử dụng 4G trên toàn cầu Thiết bị phục vụ cho công nghệ 4Gcũng tăng trưởng một cách đột biến Hiện có 636 mẫu smartphone và số lượng thiết bị cầmtay 4G được bán ra đã tăng tới 222% trong năm 2013, các smartphone 4G giá rẻ từ 100 đến

150 USD đang được các nhà cung cấp sản xuất ngày càng nhiều

Công nghệ 4G của Huawei đã phủ sóng tới hơn 100 thủ đô và 9 trung tâm tài chínhhàng đầu trên toàn cầu

Bộ TT&TT đã ký giấy phép ban hành thiết lập mạng viễn thông công cộng vàgiấy phép cung cấp dịch vụ viễn thông 4G cho 2 nhà mạng viettel và VNPT Vinaphone trênbăng tần 1800MHz

Trước đó, Viettel là mạng di động đầu tiên thử nghiệm cung cấp 4G tại Bà Rịa Vũng Tàu từ cuối năm từ cuối năm 2015, tiếp đó VNPT Vinaphone thử nghiệm 4G tạiTP.HCM và Kiên Giang từ tháng 1/2016

-Tháng 7/2016, nhà mạng MobiFone cũng chính thức công bố ra mắt đường trụctruyền dẫn Bắc - Nam,thử nghiệm 4G tại 3 địa phương là Hà Nội, TPHCM và Đà Nẵng

Tuy vậy, trong số 4 nhà cung cấp được cấp giấy phép thử nghiệm 4G, gồm Viettel,VNPT Vinaphone, MobiFone và FPT Telecom, tới thời điểm này, hiện chỉ có Viettel vàVNPT được cấp phép chính thức

Trong Hội nghị Giao ban QLNN Quý I/2016, Thứ trưởng Bộ TT&TT Phan Tâm đã

đề nghị Cục Tần số, Cục Viễn thông đẩy nhanh các thủ tục để có thể tiến hành cấp phép 4GLTE trên băng tần 1800 MHz chậm nhất là "cuối quý 3, đầu quý 4"

"Tôi tin rằng năm 2016 sẽ là năm khởi đầu thuận lợi cho 4G còn 2017 sẽ chứng kiến

sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ này", Thứ trưởng Phan Tâm nhận định

1.6 Những công nghệ đề xuất cho LTE – Advanced

1.6.1 Truyền dẫn băng rộng hơn và chia sẻ phổ tần

Mục tiêu tốc độ dữ liệu đỉnh của LTE-Advanced rất cao và chỉ có thể được đạt đượcmột cách vừa phải bằng cách tăng độ rộng băng truyền dẫn hơn nữa so với những gì đượccung cấp ở phiên bản đầu tiên của LTE và độ rộng băng truyền dẫn lên đến 100Mhz đượcthảo luận trong nội dung của LTE-Advanced Việc mở rộng độ rộng của băng sẽ được thựchiện trong khi vẫn duy trì được tính tương thích phổ Điều này có thể đạt được bằng cách sử

dụng “khối tập kết sóng mang”, trong đó nhiều sóng mang thành phần LTE đang được sửdụng kết hợp trên lớp vật lí để cung cấp độ rộng băng cần thiết, chứ không phải thêm vàocác băng tần hoàn toàn mới Đối với thiết bị đầu cuối LTE, mỗi sóng mang thành phần sẽxuất hiện như là một sóng mang LTE trong khi một thiết bị đầu cuối LTE-Advanced có thểkhai thác toàn bộ độ rộng băng khối kết tập sóng mang.

Hình 1.3 Ví dụ về khối kết tập sóng mang

1.6.2 Giải pháp đa anten mở rộng

Các công nghệ đa anten, bao gồm định dạng chùm và ghép kênh theo không gian làcác thành phần công nghê then chốt vốn có của LTE và chắc chắn sẽ tiếp tục đóng vai tròquan trọng hơn trong LTE-Advanced Thiết kế đa anten hiện tại cung cấp lên đến bốn cổnganten với các tín hiệu tham chiếu ô cụ thể tương ứng ở đường xuống, kết hợp với sự tiền mãhóa dựa trên sổ mã Cấu trúc này cung cấp cả sự ghép theo không gian lên đên bốn lớp, đưađến tốc độ bit đỉnh là 300Mbit/s cũng như là định dạng chum Kết hợp với nhau trên độ rộngbăng toàn phần là 100 Mhz, sơ đồ ghép không gian LTE-Advanced sẽ đạt được tốc độ đỉnh

là 1,5Gb/s vượt xa so với yêu cầu của LTE-Advanced Có thể thấy trước rằng hỗ trợ ghépkênh theo không gian đường lên sẽ là một phần của LTE-Advanced Việc tăng số lớp truyềndẫn đường xuống vượt xa con số bốn là có khả năng và có thể được sử dụng như là phần bổsung đối với sự tăng tốc dữ liệu đỉnh thông qua sự mở rộng băng tần

1.6.3 Truyền dẫn đa điểm phối hợp

Mục tiêu về tốc độ dữ liệu đỉnh của LTE-Advanced yêu cầu sự cải thiện đáng kể về tỉ

lệ tín hiệu trên nhiễu SNR ở thiết bị đầu cuối, định dạng chùm là một cách Ở các mạng hiệntại, nhiều anten nằm phân tán về mặt địa lí kết nối đến một đơn vị xử lí băng gốc trung tâmđược sử dụng nhằm đem lại hiệu quả về chi phí Mô hình triển khai thu/phát đa điểm phối

hợp với quá trình xử lí băng gốc ở một nút đơn được mô tả ở hình1.9 Ở đường xuống, nóchỉ ra sự phối hợp truyền dẫn từ đa điểm.

Hình 1.4 Truyền dẫn đa điểm phối hợp

1.6.4 Các bộ lặp và chuyển tiếp

Từ việc xem xét quĩ đường truyền, các giải pháp chuyển tiếp khác nhau được dùng đểgiảm khoảng cách đường truyền trực tiếp từ máy phát và máy thu dẫn đến hệ quả hiển nhiên

là tốc độ dữ liệu sẽ tăng Các bộ lặp đơn giản sau khi nhận dữ liệu sẽ khuếch đại và chuyển

đi tiếp tục đến đích Khi được cài đặt, các bộ lặp liên tục chuyển đi tín hiệu thu được màkhông quan tâm đến có thiết bị đầu cuối trong vùng phủ sóng của nó hay không Tuy nhiên,

có thể xem xét các cấu trúc bộ lặp cao cấp hơn, chẳng hạn cấu trúc trong đó mạng có thểđiều khiển công suất truyền của bộ lặp Chẳng hạn, bộ lặp chỉ được bật khi người sử dụnghiện diện trong khu vực được điều khiển bởi bộ lặp nhằm tăng tốc độ dữ liệu cung cấp trongkhu vực Các báo cáo đo đạc bổ sung từ các thiết bị đầu cuối có thể cũng được xem xét như

là phương tiện hướng dẫn mạng mà trong đó các bộ lặp được bật lên Tuy nhiên, việc điềukhiển tải truyền dẫn và lập biểu thường nằm ở trạm gốc và vì vậy, các bộ lặp thường trongsuốt từ khía cạnh di động

Nút trung gian cũng có thể giải mã và tái hóa bất kì số liệu thu được, ưu tiên chuyểntiếp nó đến người sử dụng được phục vụ Đây thường được xem là chuyển tiếp “giải mã vàchuyển tiếp” Khi nút trung gian giải mã hóa và tái mã hóa khối dữ liệu thu được thì tạo ratrễ đáng kể, lâu hơn độ dài khung con LTE 1ms Tuy nhiên, các nút chuyển tiếp không

truyền tiếp các tạp âm và sự thích nghi tốc độ có thể được thực hiện một cách riêng rẽ chomỗi kết nối.

Đối với các bộ lặp, tồn tại nhiều tuỳ chọn khác nhau phụ thuộc vào các tính năngđược hỗ trợ nhưng ở mức cao, có thể phân biệt hai tầng khác nhau, dựa trên việc truyền tiếpđược thực hiện ở lớp 2 (chuyển tiếp lớp 2) hay lớp 3 (chuyển tiếp lớp 3)

Mặc dù giống nhau ở nhiều điểm cơ bản (trễ, không khuếch đại tạp âm), giải phápself backhauling không yêu cầu bất kì nút, giao thức hoặc giao diện mới nào để chuẩn hoábởi vì các giải pháp đang tồn tại được tái sử dụng và do đó có thể được ưa chuộng hơn trêncác kỹ thuật cùng chức năng của chúng

Hình 1.5 Chuyển tiếp trong LTE – Advanced

1.6 Kết luận

Mạng LTE – Advanced ra đời thể hiện các ưu điểm so với mạng LTE và các mạng3G thế hệ trước Chương này đã trình bày những tiêu chuẩn của mạng LTE và LTE –Advanced và một số kỹ thuật của mạng trong đó có giải pháp chuyển tiếp Relay Trongchương 2 sẽ phân tích giải pháp này trong hệ thống thông tin di động và trong mạng LTE –Advanced

CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ CHUYỂN TIẾP TRONG

và thuận với LTE, nghĩa là có thể triển khai LTE – Advanced mà không ảnh hưởng đến thiết

bị đầu cuối hiện tại khả năng tương thích phổ như vậy là cực kỳ quan trọng trong việcchuyển đổi thông suốt trong mạng lưới từ LTE sang LTE – Advanced với chi phí thấp

Trong quá trình chuẩn hoá hệ thống thông tin di động LTE – Advanced, công nghệtrạm chuyển tiếp được xem xét nghiên cứu và đưa vào hệ thống Công nghệ Relay trongLTE – Advanced được nghiên cứu từ tháng 1 năm 2009 và kết thúc vào tháng 12 năm 2009.Việc nghiên cứu này bắt đầu với việc thảo luận các kịch bản triển khai tiềm năng mà côngnghệ này mang lại Kịch bản này cung cấp những hướng dẫn rất có giá trị cho các cuộc thảoluận chung khác Thông qua những mô hình kênh tích hợp, chúng ta có thể đánh giá chínhxác hiệu năng của hệ thống sử dụng công nghệ Relay, đó là tiền tố quan trọng để lựa chọncác kỹ thuật phù hợp và đánh giá giá trị trong việc kinh doanh của hệ thống với những kịchbản tương ứng Một cơ sở hạ tầng mạng dầy đặc có thể được triển khai bằng cách triển khaicác trạm chuyển tiếp Relay, điều này làm giảm khoảng cách người dùng thiết bị di động UEđến trạm phát sóng, do đó đạt tốc độ truyền tải cao hơn Bán kính vùng phủ sóng và năng lựctại vùng biên giới của Cell phủ sóng vẫn còn tương đối nhỏ do tỉ số SINR thấp Việc pháttriển các Node trạm chuyển tiếp Relay tại các vùng biên giới của Cell phủ sẽ giúp răngcường năng lực vùng phủ và mở rộng bán kính vùng phủ sóng

Theo cách mà liên kết truyền dẫn không dây được phân bố, các RNs được phân loạinhư sau:

-Trong băng, khi kết nối backhaul được phân bố trên cùng tần số sóng mang như cáckết nối truy nhập

-Ngoài băng, khi kết nối backhaul và kết nối truy nhập được phân bố tần số khácnhau

Relay được kỳ vọng sẽ mở rộng sự phủ sóng một cách hiệu quả trong nhiều loại địahình, những nơi mà hệ thống cũ khó triển khai

Hình 2.1: Minh họa kỹ thuật chuyển tiếp

2.1.2 Sự cần thiết của Relay với LTE-Advanced

Một trong những điểm chính để ưu tiên sử dụng Relay cho LTE – Advanced là hướngtới tốc độ dữ liệu cao hơn Tuy nhiên tất cả các công nghệ thường bị giảm tốc độ dữ liệu ởrìa của ô, nơi mà mức độ tín hiệu thấp hơn và mức độ can thiệp từ nhiều ô khác cũng nhưBTS khác thường cao hơn

Việc sử dụng các công nghệ như MIMO, OFDM và kỹ thuật sửa lỗi tiên tiến(Turbo, ) thường yêu cầu nhiều điều kiện hơn để thực hiện, nhưng không giảm thiểu hoàntoàn các vấn đề về tốc độ và ảnh hưởng của nhiễu ở rìa của ô (cell edge)