Bài thuyết trình: Các biện pháp nâng cao chất lượng viễn thông trong hệ thống LTE

Bài thuyết trình Các biện pháp nâng cao chất lượng viễn thông trong hệ thống LTE trình bày về việc tăng tốc độ truyền dữ liệu, tăng tốc độ truyền dữ liệu ở rìa tế bào, giảm chi phí trên bit, kéo theo sự cải thiện hiệu quả phổ, sử dụng phổ linh hoạt hơn, cả trong băng mới và các băng đã có trước,... Tham khảo nội dung bài thuyết trình để nắm bắt đầy đủ nội dung chi tiết.

CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG VIỄN THÔNG TRONG HỆ

THỐNG LTE

1

- -NỘI DUNG

 Tăng t c đ  truy n d  li u ố ộ ề ữ ệ  tăng ch t ấ

lượng d ch v  vi n thôngị ụ ễ

 Tăng t c đ  truy n d  li u   rìa t  bào (c i ố ộ ề ữ ệ ở ế ả

thi n throughput) nh m cung c p d ch v  1 ệ ằ ấ ị ụ

 Đ m b o thi t b  UE tiêu th  công su t h p lýả ả ế ị ụ ấ ợ

 M t s  bi n pháp nâng cao ch t lộ ố ệ ấ ượng + gi m ả

đ  tr  c  v  thi t l p k t n i và truy n d nộ ễ ả ề ế ậ ế ố ề ẫ

Tăng tốc độ truyền dẫn

 Biện pháp

 M   r ng  băng  thông  truy n  phát:  Băng ở ộ ề

thông  truy n  phát  có  th   m   r ng  lên  đ n ề ể ở ộ ế

Mở rộng băng thông truyền dẫn

 Ghép 5 sóng mang 20MHz tạo thành băng thông phát 100MHz

Kĩ thuật MIMO 2x2

Điều chế số bậc cao 64QAM

1 symbol mang 6 bit dữ liệu

Điều chế OFDM tăng hiệu quả

sử dụng phổ tần

Tăng tốc độ truyền dữ liệu ở rìa

tế bào

 S  d ng kĩ thu t Relayử ụ ậ

Ưu điểm của kĩ thuật Relay

 Kĩ thu t Relay nh m th c hi n  ậ ằ ự ệ

m t liên k t c  đ nh gi a tr m g c  ộ ế ố ị ữ ạ ố

Phân loại các kĩ thuật Relay

Các tr m Relay chuy n ti p tín hi u  ạ ể ế ệ

vô tuy n có các lo i khác nhau t ế ạ ươ ng 

ng v i t ng kĩ thu t Relay

Relay layer 1

Relay layer 2

Relay layer 3

Mô hình cho Relay Layer 1

Tr m Relay đóng vai trò ch  là chuy n ti p  ạ ỉ ể ế

gói tin, ch c năng t ứ ươ ng t  nh  1 Repeater ự ư

Mô hình cho Relay Layer 2

Kĩ thu t Relay layer 2 th c hi n thu t toán  ậ ự ệ ậ

Decode and Forward (gi i mã và chuy n  ả ể

ti p) tín hi u vô tuy n ế ệ ế

Mô hình cho Relay Layer 3

Th c hi n gi i đi u ch  và gi i mã tín hi u RF nh n ự ệ ả ề ế ả ệ ậ

đượ ừ ườc t  đ ng Downlink t  các tr m c  s , sau đó các ừ ạ ơ ở

tín hi u đó ti p t c đệ ế ụ ược x  lí (ch ng h n nh  m t mã ử ẳ ạ ư ậ

và ghép n i, phân đo n d  li u)ố ạ ữ ệ

Giảm chi phí trên bit, cải thiện hiệu quả sử dụng phổ

 Sử dụng điều chế bậc cao 16QAM,

64QAM

 Sử dụng phương pháp điều chế sóng mang trực giao OFDMA trên đường Downlink và SC-FDMA trên đường

Uplink

Kĩ thuật OFDM

Vấn đề: Một luồng dữ liệu tốc độ cao thường

gặp vấn đề chu kì symbol Ts nhỏ hơn rất nhiều

so với thời gian trải trễ Td  tạo ra xuyên nhiễu giữa các symbol(ISI)

Giải quyết: Trong OFDM, luồng các symbol dữ liệu nối tiếp tốc độ cao sẽ được chuyển đổi sang song song  tăng độ dài của symbol trên mỗi

sóng mang con lên một hệ số cỡ M sao cho nó trở lên dài hơn đáng kể độ trải trễ của kênh

Kĩ thuật OFDM

Quá trình điều chế OFDM trên kênh

truyền

 Trong quá trình thực hiện điều chế

OFDM thêm CP nhằm tránh nhiễu ISI

Khoảng bảo vệ CP

 Carrier Spacing 15KHz, Tcp = 4.8μs

 Extended cyclic prefix needed for

broadcast/multicast and environments with extreme delay spread, TECP=16.7μs

Thuật toán trong OFDMA

Quá trình thực hiện SC-FDMA trên

kênh truyền

OFDMA Vs SC-FDMA

 Similarities

– Block-wise data processing and use of Cyclic Prefix

– Divides transmission bandwidthinto smaller sub-carriers

– Channel inversion/equalization is done in frequency domain – SC-FDMA is regarded as DFT-Precoded or DFT-Spread

– Equalization: Equalization for OFDMA is done on

per-subcarrier basis while for SC-FDMA, equalization is done overthe group of sub-carriers used by transmitter.

– PAPR: SC-FDMA presents much lower PAPR than OFDMA does.

– Sensitivity to freq offset: yes for OFDMA but tolerable to FDMA.

đ n 100Mhz, mu n th c hi n đ ế ố ự ệ ượ c đi u này,  ề

ng ườ i ta s  d ng m t công ngh  m i đó là  ử ụ ộ ệ ớ

tích h p các sóng mang con ợ

Mô hình tích hợp sóng mang

Thiết kế đảm bảo UE tiêu thụ

công suất hợp lý

Sử dụng kĩ thuật điều chế đơn sóng

mang SC-FDM trên đường Uplink để giảm mức tiêu thụ công suất PAPR

Nâng cao chất lượng dịch vụ

Bằng việc sử dụng các bộ mã hóa

kênh có tốc độ thấp, khả năng chống lỗi cao  đảm bảo chất lượng của

thông tin

Việc giảm độ trễ trên kênh

Thích nghi đường truyền

 Khác với các mạng thế hệ cũ( 2G,2.5G, 3G) chỉ cung cấp các dịch vụ chuyển mạch kênh với tốc độ gần như là không đổi

 HSPA(3.5G) và LTE 4G thực hiện điều chỉnh tốc độ truyền dữ liệu thông tin (điều chế và tốc

độ mã hóa kênh) 1 cách linh động phù hợp với dung lượng kênh vô tuyến hiện hành cho mỗi người dùng

 Thích nghi đường truyền có quan hệ chặt chẽ tới việc thiết kế các sơ đồ mã hóa kênh FEC

Thích nghi đường truyền

 Trên đường xuống, eNodeB thường chọn

phương pháp điều chế, loại điều chế và tốc độ

mã tùy thuộc vào việc dự báo điều kiện kênh

truyền  dựa trên thông tin phản hồi chỉ thị

chất lượng kênh (CQI: Channel Quality

Indicator) được phát từ thiết bị người dùng UE trên đường lên

 Trên đường lên, eNodeB đánh giá trực tiếp

điều kiện kênh truyền bằng thăm dò kênh

 dựa trên tín hiệu thăm dò tham chiếu SRS

Thích nghi điều chế

 Điều chế bậc thấp (vd.BPSK,QPSK) cho phép chịu được mức nhiễu trên đường truyền tốt

nhưng cung cấp tốc đô truyền dữ liệu thấp hơn

 Điều chế bậc cao (64QAM) cung cấp tốc độ bit cao hơn nhưng dẽ bị lỗi do có độ nhạy cao

hơn với nhiễu, tạp âm và các lỗi ước lượng

kênh, vì vậy chỉ sử dụng khi SINR là đủ cao

Thích nghi mã hóa

 Đối với một sơ đồ điều chế nhất định,tốc độ

mã có thể được chọn tùy thuộc vào điều kiện kênh truyền vô tuyến

 Một mã có tốc độ thấp hơn có thể được sử dụng

trong điều kiện kênh truyền xấu

 Và sử dụng tốc độ mã hóa cao hơn trong trường

hợp của SINR cao

 Sự thích nghi về tốc độ mã được thực hiện bằng phương pháp lược bớt (puncturing) hoặc lặp lại đầu

ra của bộ mã chính  xem xét bộ RateMatching

trong LTE

Phản hồi CQI trong LTE

 Tính chu kì và độ phân giải tần số được sử

dụng bởi UE để báo cáo CQI và cả 2 đều

được điều khiển bởi eNodeB Trong miền thời gian, cả 2 báo cáo định kì và không định kì

 Ngoài ra còn kết hợp với 1 số báo hiệu phản hồi

Chỉ số ma trận tiền mã hóa (PMI) và chỉ dẫn hạng (RI)

Phản hồi CQI trong LTE

Thông tin báo nhận trên kênh PHICH