Tài liệu LTE-Long Term Evolution phần 2 docx

Có 2 nút trong cấu trúc SAE là các trạm gốc LTE eNodeB và cổng SAE SAE Gatewayxem hình dưới.Cấu trúc phẳng này làm giảm số lượng nút tham gia trong việc kết nối.Các trạm gốc LTE được kết

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 trạm 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 trợ 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 nhiều 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 khối 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 lập 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 gọi 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 mạng 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 hiệu 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 tần 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 triển 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