ĐỒ án tốt NGHIỆP hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 5 và sự vượt trội của 5g về trạm HAPS

Công nghệ mạng 4G LTELTEA hiện đã và đang được triển khai rộng khắp trêntoàn thế giới, tuy nhiên vẫn chưa đủ đáp ứng nhu cầu thông tin giải trí với chất lượngngày càng cao của người dùng. Chất lượng tín hiệu bị suy giảm rõ rệt, thậm chí mất kếtnối tại những khu vực có mật độ cao người sử dụng (sân vận động, lễ hội, bến xe,...)hay di chuyển trên các phương tiện giao thông tốc độ cao (tàu điện, tàu hỏa). Hơn nữa,mạng 4G không hỗ trợ các công nghệ truy nhập vô tuyến đa dạng hiện nay, để có thểđáp ứng yêu cầu IoT.

Trang 1

Page | 1

NHẬN XÉT

(Của giảng viên hướng dẫn)

………

Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm 2017

Giảng viên hướng dẫn (ký, ghi rõ họ tên)

Trang 2

Page | 2

NHẬN XÉT

(Của giảng viên phản biện )

………

Hà Nội, ngày tháng năm 20

Giảng viên phản biện (ký, ghi rõ họ tên)

Trang 3

Page | 3

LỜI CẢM ƠN

Qua thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, em đã tìm hiểu, bổ sung và học hỏi được thêm nhiều kiến thức đó là một cơ hội rất thiết thực và bổ ích để em có thể cọ xát với thực tế,làm quen với môi trường làm việc, từ đó có mục tiêu, kế hoạch rõ ràng cho công việc tương lai

Trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, em đã tham khảo ý kiến giáo viên hướng dẫn, tìm hiểu tài liệu Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được sự góp ý chân thành của các thầy cô và các bạn để báo cáo thực tập được hoàn thiện hơn

Qua đây, em xin gửi tới lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Th.S Trần Vũ Kiên và các giảng viên khoa Điện Tử Viễn Thông - trường đại học Điện Lực đã trực tiếp hỗ trợ, tận tình hướng dẫn, bổ sung kiến thức mà bản thân em còn thiếu và giúp đỡ em trong suốt quá trình em hoàn thiện đồ án tốt nghiệp

Trong quá trình thực nghiên cứu đồ án tốt nghiệp khó có thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các thầy cô !

Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm 2017

Sinh viên thực hiện (ký, ghi rõ họ tên)

Phạm Văn Thành

Trang 4

Page | 4

MỤC LỤC

NHẬN XÉT 1

NHẬN XÉT 2

LỜI CẢM ƠN 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 6

DANH MỤC VIẾT TẮT 7

LỜI MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 11

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 11

1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 13

1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 17

CHƯƠNG II: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G 18

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 18

2.1.1 Khái niệm về hệ thống di động thứ 5 18

2.1.2 Bối cảnh của hệ thống thông tin di động 5G 18

2.2 NỀN TẢNG CỦA HỆ THỐNG DI ĐỘNG 5G 20

2.3 KIẾN TRÚC GIẢ ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G – THE NANOCORE 22

2.3.1 Flatter IP network 22

2.3.2 Hệ thống Aggregator 23

2.3.3 Công nghệ trong hệ thống di động 5G 24

2.3.4 Cấu trúc mạng 5G giả định 27

CHƯƠNG 3 : SỰ VƯỢT TRỘI CỦA 5G VỀ TRẠM HAPS 33

3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 33

3.2 TRẠM HAPS 35

3.2.1 Mô hình trạm HAPS 35

3.2.2 Hệ Thống kiến trúc mạng HAPS 37

3.2.3 Phân bố dải tần của HAPS 38

Trang 5

Page | 5

3.2.4 Vùng phủ của HAPS 39

3.2.5 Ưu điểm trạm HAPS so với trạm mặt đất và vệ tinh 41

KẾT LUẬN 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

Trang 6

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Page 6

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Cấu trúc mạng tế bào 13

Hình 2 1 Nền tảng của hệ thống di động 5G 20

Hình 2 2 Cấu trúc mạng 5G – The NanoCore 22

Hình 2 3 Điện toán đám mây 24

Hình 2 4 All-IP Network 25

Hình 2 5 Cấu trúc của máy thu phát của UE 27

Hình 2 6 Cấu trúc của công nghệ đa lõi cấu hình lại 29

Hình 2 7 Cấu trúc mạng 5G giả định 30

Hình 3 1 Mạng di động thế hệ 5G có thể được đưa vào năm 2020 33

Hình 3 2 Mô hình trạm HAPS 35

Hình 3 3 Mô hình trạm HAPS trong tương lai 36

Hình 3 4 Kiến trúc của HAPS 38

Hình 3 5 Phạm vi phủ sóng cho một hệ thống dựa trên HAPS 40

Trang 7

BTS Base Transceiver Stations Trạm thu phát gốc

DCMCS Digital Cellular Mobile

gian TACS Total Access Communications

System

Hệ thống tổng truy nhập thông tin

AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động nâng

cao GSM Global System for Mobile Hệ thống toàn cầu cho truyền

Trang 8

Communication thông di động HSDPA High-Speed Downlink Packet

AMC Adaptation and Modulation Coding Điều chế và mã hóa thích ứng

OFDM Orthogonal frequency-division

MMS Multimedia Messaging Service Tin nhắn đa phương tiện

FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh theo tần số

LTE Long Term Evolution Công nghệ LTE

ITU International Telecommunication

Union

Tổ chức Liên minh Viễn thông Quốc tế

UAP Universal Access Point Nhiều điểm truy nhập chung

RAP Radio Access Point Điểm truy nhập vô tuyến

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao không đối

xứng DVB Digital Video Broadcasting Truyền hình kỹ thuật số

WLAN Wireless Local Area Network Mạng nội bộ không dây

PSTN Public Switching Telephone

Network

Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng

3GPP 3rd Generation Partnership Project Dự án đối tác thế hệ thứ 3

IEEE Institute of Electrical and Electronic

Engineers

Viện kỹ sư điện và điện tử

STE Space – Time Encoder Bộ mã hóa không gian thời gian STD Space – Time Decoder Bộ giải mã hóa không gian thời

Trang 9

gian V-BLAST Vertical Bell labs layered space –

time

Ghép kênh không gian

MIMO Multiple Input Multiple Output Hệ thống thông tin đa đầu vào và

đa đầu ra INS Initial Network Selection Lựa chọn mạng ban đầu

WWWW World Wide Wireless Web Web không dây trên toàn thế giới BSS Base Station Systems Hệ thống trạm gốc

MSC Mobile Switching Centre Tổng đài thông tin di động

AUC Authentication Centre Trung tâm nhận thực

HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú

EIR Equipment Identity Register Bộ ghi số nhận diện thiết bị

VLR Visistor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú

RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến

S-GW Serving Gateway Cổng dịch vụ

S-GW Packet Data Network Gateway Cổng mạng dữ liệu gói

EPS Evolved Packet Switched System Hệ thống chuyển mạch gói

BSC Base Station Controller Đài điều khiển trạm gốc

ISDN Intergrated Service Digital Network Mạng tích hợp số đa dịch vụ

Trang 10

LỜI MỞ ĐẦU

Các công nghệ giao tiếp không dây ngày nay gần như không thể thiếu trong cuộc sống thường nhật, sự ra đời của nó đã thay đổi cách liên lạc, làm việc và giải trí truyền thống của con người Qua thời gian các thế hệ di động sau ra đời theo chu

kì 10 năm bắt đầu từ những năm 1990 Con người có thể nói chuyện với nhau hoặc gửi các tin nhắn text bằng sóng vô tuyến với tần số và băng thông thấp Các thế hệ

di động không dây tiếp theo như 2G( WAP), 3G (GPRS) hay 4G (LTE) sử dụng các công nghệ truyền tin ngày càng nhanh hơn, WAP, CDMA2000, GPRS, Long term Evolution-LTE, WiMax (IEEE 802.16) Thực tế nhu cầu sử dụng các dịch vụ thiết

bị đầu cuối hiện nay ngày càng đa dạng và gia tăng, năng lực truyền tải dữ liệu cũng được nâng cao hơn để đáp ứng nhu cầu người sử dụng Các yêu cầu này hướng đến một công nghệ giao tiếp di động mới trong tương lai, thế hệ truyền

thông di động thứ năm (5G) Do vậy em chọn đề tài " Hệ Thống Thông Tin Di Động Thế Hệ Thứ 5 và Sự Vượt Trội Của 5G về Trạm HAPS "

Nội dung đề tài gồm các chương sau:

Chương I : Tổng quan về hệ thống thông tin di động

Chương II : Hệ thống thông tin di động 5G

ChươngIII: Sự vượt trội của 5G về công nghệ về trạm HAPS

Do một vài yếu tố khách quan và chủ quan nên đồ án còn có những hạn chế Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô cũng như các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn nữa

Trang 11

xa, máy phát và máy thu có khả năng liên lạc di động với nhau Nhưng thời đó người ta liên lạc chủ yếu bằng điện báo Morse

- Trong những năm 1895, hệ thống thông tin liên lạc không dây là một trong những

hệ thống phát triển nhanh nhất của các thông tin liên lạc thời xưa Nó sử dụng các dịch vụ băng thông rộng của di động Các khái niệm về hệ thống di động được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm AT & T Bell để giải quyết các vấn đề công suất các hệ thống thông tin di động đầu Trái ngược với các thông tin

di động: Đầu tiên hệ thống, mà chỉ có một trạm trung tâm (BS) bao phủ toàn bộ vùng phủ sóng khu vực, hệ thống tế bào phân chia vùng phủ sóng vào các tế bào không chồng chéo nhau và hoạt động với BS riêng của mình Bằng cách khai thác một thực tế rằng sức mạnh của một tín hiệu truyền với khoảng cách, cùng một tần

số tương tự có thể được tái sử dụng trong tiểu tế bào mà không cần giới thiệu nhiễu liên cell nặng.như một hệ quả, khả năng làm tăng đáng kể việc sử dụng gói của phổ tần số

- Đến năm 1928 sở cảnh sát Bayone – Mỹ đã bắt đầu triển khai mạng vô tuyến truyền thanh đầu tiên Do là mạng vô tuyến truyền thanh đầu tiên nên các máy di động tốn nguồn và khá cồng kềnh được đặt trên ô tô để liên lạc về 1 trạmgốc BS ở trung tâm Chất lượng liên lạc lại cực kỳ kém do đặc điểm địa hình truyền sóng di động rất phức tạp mà các máy chỉ gồm 10 đèn điện tử thực hiện các chức năng tối thiểu

Hệ thống điện thoại cố định phát triển nhanh và hình thành mạng PSTN ( Public Switching Telephone Network) song suốt thời gian dài vô tuyến di động không phát triển do hạn chế về công nghệ Mạng PSTN bao gồm đường dây điện thoại, cáp quang, truyền dẫn vi ba liên kết, các mạng di động, vệ tinh thông tin liên lạc, và dây

Trang 12

cáp điện thoại dưới đáy biển, tất cả các kết nối với nhau bởi các trung tâm chuyển mạch, do đó cho phép hầu hết các máy điện thoại để liên lạc với nhau Ban đầu là một mạng lưới các đường dây cố định tương tự hệ thống thoại Mạng PSTN hiện nay gần như hoàn toàn kỹ thuật số trong của mạng lõi và bao gồm điện thoại di động và các mạng khác, cũng như điện thoại cố định

- Trong năm 1947 Bell Labs đã cho ra ý tưởng về mạng điện thoại di động tế bào: Các máy đi động được tự do và chuyển vùng từ vùng tế bào này sang vùng tế bào khác Các tế bào được thiết kế nhằm phủ kín vùng phủ sóng ( là vùng địa lý được cung cấp dịch vụ di động), kết nối thành mạng thông qua chuyển mạch tổng đài đi động và được bố trí tại trung tâm vùng Những người sử dụng di động có thể di chuyển được trong vùng phủ sóng của các trạm gốc (Base station) Nhưng ý tưởng của Bell Labs đã không được sử dụng do hạn chế về mặt công nghệ

- Năm 1979 thì mạng di động tế bào đầu tiên đã được đưa vào sử dụng ở Mỹ và phát triển rất nhanh do doanh thu thu lớn và tính thuận tiện trong việc sử dụng Mạng đi động tế bào được ra đời nhờ các tiến bộ kỹ thuật về: Có các hệ thống chuyển mạch

tự động với tốc độ chuyển mạch lớn, dung lương cao Sử dụng kỹ thuật vi mạch : VLSI ra đời ( Very Large Scale Integrated Circuit) nó có thể tích hợp các linh kiện

từ hàng trăm ngàn đến 106 transistor trong 1 máy điện thoại di động Do vậy có thể giải quyết được những khó khăn trong việc truyền sóng di động

Hệ thống thông tin di động tế bào số hay còn được gọi là hệ thống thông tin di động (Mobile Systems) là hệ thống thông tin liên lạc được truy cập với nhiều điểm khác nhau (access point or base stations) trên một vùng tế bào hay còn gọi là các Cell Cell (tế bào hay ô): là đơn vị cơ sở của mạng mà tại đó trạm MS ( trạm di động) tiến hành việc trao đổi các thông tin với mạng thông qua trạm thu phát gốc BTS (Base Transceiver Stations)

Trang 13

Hình 1 1 Cấu trúc mạng tế bào

1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

Công nghệ truyền thông không dây thực sự được biết đến khi thế hệ truyền thông không dây đầu tiên ra đời

Thế hệ thứ nhất (1G) là bước tiến từ giao tiếp có dây (0G), các cuộc gọi thoại bằng tín hiệu tương tự đã được truyền đi bằng sóng vô tuyến Việc thay thế tín hiệu tương tự bằng tín hiệu số và truyền dữ liệu bên cạnh truyền âm thanh đã giúp thế hệ truyền thông thứ hai ra đời (2G) 2G mang lại một thế giới khác trong lĩnh vực thông tin di động sử dụng nền tảng Hệ Thống Truyền Thông Di Động Toàn Cầu- Global System for Mobile communication (GSM), 2G là nền tảng phát triển cho các thế hệ sau này, minh chứng là thế hệ thứ (3G), băng thông rộng hơn, tốc độ truyền cao hơn và khả năng kết nối tốt hơn bằng kết nối CDMA (Code Division Multiple Access) Thế hệ truyền thông thứ tư (4G) phát triển dựa trên 3.5 G và là thế hệ di động tốt nhất ở thời điểm hiện tại, cung cấp tốc độ truy cập Internet lên tới 1Gbps được kết nối bằng công nghệ đa truy nhập phân tần trực giao Orthogonal Frequency Division Multiple Access(OFDMA) , đảm bảm đường truyền video luôn sẵ sàng dáp ứng thời gian thực mọi lúc mọi nơi

Thế hệ truyền thông thứ 5 (5G) chắc chắn sẽ là thế hệ di động tiếp theo mà các tổ chức các quốc gia trên toàn cầu đang nghiên cứu, với mọi tính năng siêu việt như tốc

độ đường truyền cao nhất, luôn có sẵn, và ở đâu cũng có nó sẽ thay đổi hoàn toàn tương lai công nghệ toàn cầu vào đầu thập thấp kỉ 20 của thế kỉ thứ 21

Trang 14

a Công Nghệ Thế Hệ Truyền Thông Thứ Nhất (1G)

Thế hệ thứ nhất được đưa vào để sử dụng truyền giọng nói vào năm những năm

1980 với băng thông từ 824- 894Mhz, tốc độ truyền vào khoảng 2,4Kbps và truyền tín hiệu tương tự bằng công nghệ Dịch vụ di động nâng cao(Advance Mobile Phone Service) AMPS, sử dụng kĩ thuật Đa kết nối phân chia tần số- Frequency Division for Multiple Access (FDMA) Nhược điểm của thế hệ thứ nhất là không bảo mật vì tín hiệu được lặp lại qua các trạm, và không thể truyền được khoảng cách xa

b Công Nghệ Thế Hệ Truyền Thông Thứ Hai (2G)

Thế hệ truyền thông thứ hai được khai thác vào những năm 1990 thay thế việc truyền tín hiệu tương tự thành tín hiệu số và hệ thống số có bổ sung thêm một số tính năng như gửi thư điện tử và tin nhắn kí tự trên nền tảng GSM [3] và được hơn

2 tỉ người của 212 quốc gia sử dụng Băng thông cho công nghệ này là 1900Mhz, tốc độ truyền tối đa là 64Kbps, với các chuẩn công nghệ GSM(2G), General Packet Radio Service (GPRS- 2,5G) và Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE- 2,75G) Chuyển mạch mạng điện tử và chuyển mạch gói trên hạ tầng Public Switched Telephone Network (PSTN)

850-c Công Nghệ Thế Hệ Truyền Thông Thứ Ba (3G)

Dịch vụ 3G hay được biết đến với tên IMT-2000 (International Mobile Telecommunication-2000) 3G cung cấp dịch vụ internet tốc độ cao thông qua dịch

vụ Internet Protocol (IP) Chức năng chính của 3G là cung cấp nền tảng truy cập internet không dây, đa phương tiện, thư điện tử và hội nghị điện tử Chuẩn 3G Wireless-CDMA (WCDMA) được thiết kế cho giao diện chuyển mạch gói không dây Vì vậy, máy tính và điện thoại có thể chia sẻ kết nối internet với nhau mọi lúc mọi nơi Hệ thống 3G có tốc độ truyền dữ liệu lên đến 2-Mbps thông qua kênh truyền có băng thông rộng 5-Mhz Các chuẩn sử dụng cho 3G là W-CDMA, GSM EDGE, UMTS, DECT, WiMax và CDMA 2000

Trang 15

d Công Nghệ Thế Hệ Truyền Thông Thứ Tư (4G)

4G là thế hệ mạng tổ hợp được các tính năng của 2G và 3G, hoạt động dựa trên nền

IP (All-IP Network) hứa hẹn cung cấp các dịch vụ IP bảo mật hơn,truyền dữ liệu đa luồng, và kết nối tốc độ Gigabit, các công nghệ tiền thân của 4G như Wi-Max (Mỹ), Wifi, LTE với băng thông rộng hơn và nhiều dịch vụ hơn dịch vụ 3G Một số thuật ngữ dịch vụ mới trên 4G như Chât lượng kết nối dịch vụ không dây (QoS), Dịch vụ tin nhắn đa phương tiện- Multimedia Messaging Service (MMS), video chat, truyền hình dành cho di động,Truyền hình phân giải cao và Digital Video Broad-casting (DVB) đang được thi công trong hệ thống mạng 4G

e Công Nghệ Thế Hệ Truyền Thông Thứ Năm (5G)

5G là cái tên được sử dụng trong một số bài báo nghiên cứu và các dự án để nói về một thế hệ truyền thông tiếp theo dựa trên nền tảng của công nghệ truyền thông hiện tại 4G 5G được giới chuyên gia dự đoán sẽ đi vào thực tề vào khoảng đầu những năm 2020 5G chưa được sử dụng một cách chính thức bơi bất kì tổ chức chuyên trách nào hay những tài liệu chính thức nào như các khái niệm Wimax, 3GPP, LTE Các nghiên cứu đang được thúc đẩy để đảm bào 5G ra mắt đúng thời hạn

Khả năng truyền tải mong muốn của mạng 5G lên đến hàng Giabit mỗi giây, nhanh hơn 200 lần so với mạng 4G, Gbps ở mọi nơi 5G bao gồm các dịch vụ thu phát video trực tuyến, cuộc gọi IP phong phú bao gồm cả những cuộc gọi 3D, tốc độ truy cập internet không ngờ cùng với khả năng phát triển phần cứng của các thiết bị đầu cuối,

có thể sử dụng điện thoại thông minh thay cho laptop hay các thiết bị điều khiển Khái niệm Internet of Thing đã được hình thành và là khía cạnh chủ yếu khai thác 5G trong

đó có Giao thông thông minh và ô tô tự hành; nhà thông minh và thiết bị thực tế áo, các sản phẩm chăm sóc sức khỏe, tất cả các yếu tố trên được điều khiển bởi một trung tâm điều khiển đám mây duy nhất và hợp nhất

Trang 16

Tốc độ mong muốn

UMTS/HSPA

LTE/ LTE nâng cao, Wimax, Wifi

Gói dữ liệu (không cho giao tiếp không khí)

Tất cả các gói tin

Tích hợp với dịch vụ thoại, video và dữ liệu chất lượng cao

Khả năng kết nối dữ liệu năng động, các thiết bị có thể đeo được

Khả năng kết nối thông tin cao, các thiết

bị đeo được

và trí tuệ nhân tạo

Trang 17

1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương 1 : “Tổng quan về hệ thống thông tin di động” thì chương này đã đề cập đến nhiều vấn đề về lịch sử phát triển, quá trình hình thành của hệ thống thông tin

di động từ 1G đến 5G với các công nghệ đa truy cập mà người ta áp dụng của các thế

hệ trước Từ đó giúp em hiểu thêm, nắm bắt những vấn đề cơ bản, cốt lõi trọng tâm nhất mà một phần nào đó nó làm tiền đề để còn áp dụng cho các hệ thống sau này

Trang 18

CHƯƠNG II: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG

2.1.1 Khái niệm về hệ thống di động thứ 5

Thế hệ mạng di động thứ 5 hoặc hệ thống không dây thứ 5 là thế hệ tiếp theo

của công nghệ truyền thông di động sau thế hệ 4G Theo các nhà phát minh, mạng 5G

sẽ có tốc độ nhanh hơn khoảng 100 lần so với mạng 4G hiện nay, giúp mở ra nhiều khả năng mới và hấp dẫn Lúc đó, xe tự lái có thể đưa ra những quyết định quan trọng tùy theo thời gian và hoàn cảnh Tính năng chat video sẽ có hình ảnh mượt mà và trôi chảy hơn, làm cho chúng ta cảm thấy như đang ở trong cùng một mạng nội bộ Các cơ quan chức năng trong thành phố có thể theo dõi tình trạng tắc nghẽn giao thông, mức độ ô nhiễm và nhu cầu tại các bãi đậu xe, do đó có thể gửi những thông tin này đến những chiếc xe thông minh của mọi người dân theo thời gian thực

Mạng 5G được xem là chìa khóa để chúng ta đi vào thế giới Mạng lưới vạn vật kết nối Internet (IoT), trong đó các bộ cảm biến là những yếu tố quan trọng để trích xuất

dữ liệu từ các đối tượng và từ môi trường Hàng tỷ bộ cảm biến sẽ được tích hợp vào các thiết bị gia dụng, hệ thống an ninh, thiết bị theo dõi sức khỏe, khóa cửa, xe hơi và thiết bị đeo

Tuy nhiên, để cung cấp 5G, các nhà mạng sẽ cần phải tăng cường hạ tầng cơ

sở mạng lưới (gọi là trạm gốc) Họ có thể bắt đầu bằng cách khai thác dải phổ hiện còn trống Sóng tín hiệu với tần số đo MHz sẽ được nâng cao lên thành GHz hay thậm chí nhanh hơn Tần số giao tiếp của điện thoại hiện nay ở dưới mức 3 GHz nhưng mạng 5G sẽ yêu cầu những băng tần cao hơn.Mạng 5G được tung ra vào năm 2020 để đáp ứng nhu cầu kinh doanh và người tiêu dùng

2.1.2 Bối cảnh của hệ thống thông tin di động 5G

Kể từ khi hệ thống 1G được Nordic Mobile Telephone giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1981, cứ khoảng 10 năm lại xuất hiện một thế hệ điện thoại di động mới Các hệ thống 2G đầu tiên bắt đầu tung ra vào năm 1991, các hệ thống 3G đầu tiên xuất hiện

Trang 19

lần đầu vào năm 2001 và hệ thống 4G hoàn toàn tuân thủ các tiêu chuẩn "IMT nâng cao" đã được chuẩn hóa vào năm 2012 Sự phát triển các hệ thống tiêu chuẩn của các mạng 2G (GSM) và 3G (IMT-2000 và UMTS) mất khoảng 10 năm kể từ khi các dự án

R & D chính thức bắt đầu, và quá trình phát triển hệ thống 4G đã được bắt đầu từ năm

Các thế hệ điện thoại di động thường dựa trên các yêu cầu đối với các tiêu chuẩn di động không-tương-thích-ngược dưới đây - theo ITU-R, như IMT-2000 cho 3G và IMT-Advanced cho 4G Song song với sự phát triển của các thế hệ điện thoại di động của ITU-R, IEEE và các cơ quan tiêu chuẩn hóa khác cũng phát triển các công nghệ truyền thông không dây, thường cho tốc độ dữ liệu cao hơn và tần số cao hơn, nhưng phạm vi truyền ngắn hơn Các tiêu chuẩn gigabit IEEE đầu tiên là IEEE 802.11ac, đưa vào thương mại từ năm 2013, và gần như lập tức được tiếp nối bởi tiêu chuẩn đa gigabit khác là WiGig hay IEEE 802.11ad

Trong báo cáo Ericsson Mobility Report được công bố tháng 6/2014, Ericsson dự đoán tới năm 2019, tỷ lệ thuê bao 4G LTE ở Bắc Mỹ sẽ chiếm tới 85% và đây có thể sẽ

là một trong những khu vực đầu tiên ứng dụng 5G Nhật Bản và Hàn Quốc dự kiến cũng sẽ là những quốc gia sớm triển khai 5G vì NTT DOCOMO và SK Telecom cũng đang rất quan tâm đến công nghệ này

Seizo Onoe, Phó chủ tịch điều hành kiêm Giám đốc kỹ thuật của NTT DOCOMO tin rằng: "5G hứa hẹn mang tới những tính năng quan trọng hỗ trợ ứng dụng, mang lại

Trang 20

2.2 NỀN TẢNG CỦA HỆ THỐNG DI ĐỘNG 5G

Hình 2 1 Nền tảng của hệ thống di động 5G

Trang 21

Mạng Intertnet di động thế hệ thứ năm được mong đợi sẽ là một nền tảng World

Wide Wireless Web (wwww) hoàn hảo để kết nối mọi nơi trên trái đất Một thế giới kết

nối không dây thực sự, nơi chúng ta có thể truy cập Internet xuyên suốt mà không gặp phải các rào cản, giới hạn nào về mặt không gian và thời gian

Về bản chất, mạng 5G vẫn phát triển dựa trên nền tảng của 4G nhưng ở mức độ

cao hơn Mạng 5G sẽ hỗ trợ LAS-CDMA (Large Area Synchronized Code Division Multiple Access), UWB (Ultra Wideband), Network-LMDS (Local Multipoint Distribution Service), Ipv6 và BDMA (Beam Division Multiple Access)

Với sự hỗ trợ đa dạng các nền tảng, người dùng có thể kết nối cùng lúc với nhiều thiết bị qua mạng không dây và dễ dàng chuyển đổi qua lại một cách nhanh chóng mà không gặp phải bất kỳ trở ngại nào Các thiết bị này có thể sử dụng các mạng

di động khác nhau như 2,5G, 3G, 4G hoặc 5G, Wi-Fi, WPAN hoặc bất kỳ công nghệ

truy cập nào khác xuất hiện trong tương lai

Như đề cập trên, thời đại IoT (Internet of Things) đang dần ảnh hưởng đến cuộc

sống của con người Các thiết bị như đồng hồ thông minh, vòng đeo tay theo theo dõi sức khỏe, thiết bị cảm biến trên xe hơi, kính thông minh cho đến các cảm biến giám sát 24/7 là những thiết bị đòi hỏi tính tương tác cao thông qua Internet để kết nối được duy trì liên tục, liền mạch và truyền tải một khối lượng lớn dữ liệu

Lưu ý là mạng 5G vẫn trong giai đoạn phát triển nên có rất nhiều đề xuất và tranh luận về lộ trình cũng như cách thức hoạt động của nó Tuy nhiên, chắc chắn một điều là không giống các tiêu chuẩn truyền thông không dây trước đây, thế hệ mạng mới này buộc phải giải quyết các vấn đề thách thức liên quan đến công nghệ nhiều hơn Nếu 4G tập trung vào việc cải thiện khả năng và tốc độ kết nối thì 5G sẽ bao gồm tất cả các điều đó và bổ sung thêm nhân tố rất quan trọng là trí thông minh

Trang 22

sử dụng trong “ normal” của địa chỉ IP

Với việc chuyển san kiến trúc flat IP, các nhà khai thác di động có thể:

- Giảm số lượng các phần tử mạng trong các dữ liệu đường dẫn đến giảm chi phí hoạt động

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	1,81 MB

Tài liệu tham khảo	Loại	Chi tiết
1. Advanced Transmission Schemesfor the 4th Generation of MobileCommunication Systems,18. Juli 2011	Khác
2. Prospective of Fifth Generation Mobile Communications trong International Journal of Next-Generation Networks (IJNGN), Dr. Anwar M. Mousa University of Palestine,Gaza- Palestine, Vol.4, No.3,September 2012	Khác
3. J.D.Parsons, The mobile radio propagation channel-Second Edition, A John Wiley & Sons, Ltd, Publication, United Kingdom-2000	Khác
4. 5G: Future Mobile Technology-Vision 2020,International Journal of Computer Applications (0975 – 8887) Volume 54– No.17, September 2012	Khác
6. Đề tài KHCN nghiên cứu ứng dụng công nghệ 4G cho mạng di động Viettel Mobile, Nguyễn Đình Chiến	Khác
7. [6]. J.D.Parsons, The mobile radio propagation channel-Second Edition, A John Wiley & Sons, Ltd, Publication, United Kingdom-2000. Các Web Site tham khảo	Khác