Hệ thống truyền dẫn vô tuyến số LTE

BÀI TẬP LỚN MÔN: TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ LTE Giảng viên : Đàm Mỹ Hạnh Năm học: 20212022 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE 3 1.1 Tổng quan về hệ thống thông tin di động 3 1.1.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất ( 1G) 3 1.1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ( 2G) 4 1.1.3.Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 ( 3G) 4 1.2 Giới thiệu về công nghệ LTE 6 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CẤU TRÚC VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN LTE 8 2.1 Tổng quan về cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống 8 2.1.1 Thiết bị người dùng (UE) 9 2.1.2 Truy nhập vô tuyến mặt đất EUTRAN 10 2.1.3 Mạng lõi EPC 10 2.2 Các kênh sử dụng trong EUTRAN 12 2.3 Giao thức của LTE (LTE Protocols) 13 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CÁC KỸ THUẬT TRONG TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG VÔ TUYẾN 16 3 . 1 Kỹ thuật đa truy nhập cho đường xuống OFDMA 16 3 . 2 Kỹ thuật đa truy nhập đường lên LTE SCFDMA 18 3 . 3 Kỹ thuật MIMO 21 KẾT LUẬN 25 LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, mạng không dây ngày càng trở nên phổ biến với sự ra đời của hàng loạt những công nghệ khác nhau như WiFi (802.1x), WiMax (802.16)... Cùng với đó là tốc độ phát triển nhanh, mạnh của mạng viễn thông phục vụ nhu cầu sử dụng của hàng triệu người mỗi ngày. Hệ thống di động thế hệ thứ hai, với GSM và CDMA là những ví dụ điển hình đã phát triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, thị trường viễn thông càng mở rộng càng thể hiện rõ những hạn chế về dung lượng và băng thông của các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai. Sự ra đời của hệ thống di động thế hệ thứ ba với các công nghệ tiêu biểu như WCDMA hay HSPA là một tất yếu để có thể đáp ứng được nhu cầu truy cập dữ liệu, âm thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng thông rộng của người sử dụng Mặc dù các hệ thống thông tin di động thế hệ 2.5G hay 3G vẫn đang phát triển không ngừng nhưng các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới đã tiến hành triển khai cung cấp một chuẩn di động thế hệ thứ tư có nhiều ưu điểm vượt trội đó là LTE (Long Term Evolution). Với LTE người sử dụng có thể truy cập tất cả các dịch vụ mọi lúc mọi nơi trong khi vẫn di chuyển: xem phim chất lượng cao HDTV, điện thoại thấy hình, chơi game, nghe nhạc trực tuyến, tải cơ sở dữ liệu v.v… với một tốc độ “siêu tốc”. Chính vì vậy em đã lựa chọn báo cáo thực tập về đề tài “ Tìm hiểu về công nghệ mạng LTE”. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE 1.1 Tổng quan về hệ thống thông tin di động 1.1.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất ( 1G) Công nghệ di động đầu tiên là công nghệ tương tự, là hệ thống truyền tín hiệu tuơng tự, là mạng điện thoại di động đầu tiên của nhân loại, được khơi mào ở Nhật Bản vào năm 1979. Những công nghệ chính thuộc thế hệ thứ nhất này có thể kể đến là: NMT (Nordic Mobile Telephone – Điện thoại di động Bắc Âu) được sử dụng ở các nước Bắc Âu, Tây Âu và Nga. AMPS (Advanced Mobile Phone Sytem – Hệ thống điện thoại di động tiên tiến) được sử dụng ở Mỹ và Úc. TACS (Total Access Communication Sytem – Hệ thống truyền thông truy nhập toàn phần) được sử dụng ở Anh. Hình 2.1 Tiến trình phát triển của thông tin di động Hầu hết các hệ thống đều là hệ thống tương tự và dịch vụ truyền chủ yếu là thoại. Với hệ thống này, cuộc gọi có thể bị nghe trộm bởi bên thứ ba. Những điểm yếu của thế hệ 1G là dung lượng thấp, xác suất rớt cuộc gọi cao, khả năng chuyển cuộc gọi không tin cậy, chất lượng âm thanh kém, không có chế độ bảo mật…do vậy hệ thống 1G không thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng. 1.1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ( 2G) Hệ thống di động thế hệ thứ 2 sử dụng truyền vô tuyến số cho việc truyền tải. Những hệ thống mạng 2G thì có dung lượng lớn hơn những hệ thống mạng thế hệ thứ nhất. Một kênh tần số thì đồng thời được chia ra cho nhiều người dùng (bởi việc chia theo mã hoặc chia theo thời gian). Sự sắp xếp có trật tự các tế bào, mỗi khu vực phục vụ thì được bao bọc bởi một tế bào lớn, những tế bào lớn và một phần của những tế bào đã làm tăng dung lượng của hệ thống xa hơn nữa. Có 4 chuẩn chính đối với hệ thống 2G: Hệ Thống Thông Tin Di Động Toàn Cầu (GSM) và những dẫn xuất của nó; AMPS số (DAMPS); Đa Truy Cập Phân Chia Theo Mã IS95 và Mạng tế bào Số Cá Nhân (PDC). GSM đạt được thành công nhất và được sử dụng rộng rãi trong hệ thống 2G. 1.1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 ( 3G) Vào năm 1992, ITU công bố chuẩn IMT2000 (International Mobile Telecommunication 2000) cho hệ thống 3G với các ưu điểm chính được mong đợi đem lại bởi hệ thống 3G là: + Cung cấp dịch vụ thoại chất lượng cao. + Các dịch vụ tin nhắn (email, fax, SMS, chat, ...). + Các dịch vụ đa phương tiện (xem phim, xem truyền hình, nghe nhạc,...). + Truy nhập Internet (duyệt Web, tải tài liệu, ...). + Sử dụng chung một công nghệ thống nhất, đảm bảo sự tương thích toàn cầu giữa các hệ thống

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

- -BÀI TẬP LỚN MÔN: TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỐ

1.2 Giới thiệu về công nghệ LTE

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CẤU TRÚC VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN LTE

2.1 Tổng quan về cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống

2.1.1 Thiết bị người dùng (UE)

2.1.2 Truy nhập vô tuyến mặt đất E-UTRAN

2.1.3 Mạng lõi EPC

2.2 Các kênh sử dụng trong E-UTRAN

2.3 Giao thức của LTE (LTE Protocols)

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CÁC KỸ THUẬT TRONG TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN

SỐ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG VÔ TUYẾN

3 1 Kỹ thuật đa truy nhập cho đường xuống OFDMA

3 2 Kỹ thuật đa truy nhập đường lên LTE SC-FDMA

3 3 Kỹ thuật MIMO

KẾT LUẬN

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, mạng không dây ngày càng trở nên phổ biến với sự ra đờicủa hàng loạt những công nghệ khác nhau như Wi-Fi (802.1x), WiMax (802.16) Cùngvới đó là tốc độ phát triển nhanh, mạnh của mạng viễn thông phục vụ nhu cầu sử dụngcủa

hàng triệu người mỗi ngày Hệ thống di động thế hệ thứ hai, với GSM và CDMA là những

ví dụ điển hình đã phát triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia Tuy nhiên, thị trường viễn thôngcàng mở rộng càng thể hiện rõ những hạn chế về dung lượng và băng thông của các hệthống thông tin di động thế hệ thứ hai Sự ra đời của hệ thống di động thế hệ thứ ba vớicác

công nghệ tiêu biểu như WCDMA hay HSPA là một tất yếu để có thể đáp ứng được nhucầu truy cập dữ liệu, âm thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng thông rộng của người sửdụng

Mặc dù các hệ thống thông tin di động thế hệ 2.5G hay 3G vẫn đang phát triển khôngngừng nhưng các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới đã tiến hành triển khai cungcấp một chuẩn di động thế hệ thứ tư có nhiều ưu điểm vượt trội đó là LTE (Long TermEvolution) Với LTE người sử dụng có thể truy cập tất cả các dịch vụ mọi lúc mọi nơitrong khi vẫn di chuyển: xem phim chất lượng cao HDTV, điện thoại thấy hình, chơigame,

nghe nhạc trực tuyến, tải cơ sở dữ liệu v.v… với một tốc độ “siêu tốc” Chính vì vậy em

đã lựa chọn báo cáo thực tập về đề tài “ Tìm hiểu về công nghệ mạng LTE”

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU VỀ

CÔNG NGHỆ LTE 1.1 Tổng quan về hệ thống thông tin di động

1.1.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất ( 1G)

Công nghệ di động đầu tiên là công nghệ tương tự, là hệ thống truyền tín hiệutuơng tự, là mạng điện thoại di động đầu tiên của nhân loại, được khơi mào ở NhậtBản vào năm 1979 Những công nghệ chính thuộc thế hệ thứ nhất này có thể kể đến là:

-NMT (Nordic Mobile Telephone – Điện thoại di động Bắc Âu) được sử dụng ở các

nước Bắc Âu, Tây Âu và Nga

-AMPS (Advanced Mobile Phone Sytem – Hệ thống điện thoại di động tiên tiến) được

sử dụng ở Mỹ và Úc

-TACS (Total Access Communication Sytem – Hệ thống truyền thông truy nhập toàn

phần) được sử dụng ở Anh

Hình 2.1 Tiến trình phát triển của thông tin di động

Hầu hết các hệ thống đều là hệ thống tương tự và dịch vụ truyền chủ yếu là thoại.Với hệ thống này, cuộc gọi có thể bị nghe trộm bởi bên thứ ba Những điểm yếu của thế

hệ 1G là dung lượng thấp, xác suất rớt cuộc gọi cao, khả năng chuyển cuộc gọi không tincậy, chất lượng âm thanh kém, không có chế độ bảo mật…do vậy hệ thống 1G khôngthể đáp ứng được nhu cầu sử dụng

1.1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ( 2G)

Hệ thống di động thế hệ thứ 2 sử dụng truyền vô tuyến số cho việc truyền tải Những

hệ thống mạng 2G thì có dung lượng lớn hơn những hệ thống mạng thế hệ thứ nhất.Một kênh tần số thì đồng thời được chia ra cho nhiều người dùng (bởi việc chia theo mãhoặc chia theo thời gian) Sự sắp xếp có trật tự các tế bào, mỗi khu vực phục vụ thì đượcbao bọc bởi một tế bào lớn, những tế bào lớn và một phần của những tế bào đã làm tăngdung lượng của hệ thống xa hơn nữa Có 4 chuẩn chính đối với hệ thống 2G: Hệ ThốngThông Tin Di Động Toàn Cầu (GSM) và những dẫn xuất của nó; AMPS số (D-AMPS);

Đa Truy Cập Phân Chia Theo Mã IS-95 và Mạng tế bào Số Cá Nhân (PDC) GSM đạtđược thành công nhất và được sử dụng rộng rãi trong hệ thống 2G

1.1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 ( 3G)

Vào năm 1992, ITU công bố chuẩn IMT-2000 (International MobileTelecommunication -2000) cho hệ thống 3G với các ưu điểm chính được mong đợiđem lại bởi hệ thống 3G là:

+ Cung cấp dịch vụ thoại chất lượng cao

+ Các dịch vụ tin nhắn (e-mail, fax, SMS, chat, )

+ Các dịch vụ đa phương tiện (xem phim, xem truyền hình, nghe nhạc, )

+ Truy nhập Internet (duyệt Web, tải tài liệu, )

+ Sử dụng chung một công nghệ thống nhất, đảm bảo sự tương thích toàn cầu giữa các

hệ thống

Để thoả mãn các dịch vụ đa phương tiện cũng như đảm bảo khả năng truy cậpInternet băng thông rộng, IMT-2000 hứa hẹn cung cấp băng thông 2Mbps, nhưng thực tếtriển khai chỉ ra rằng với băng thông này việc chuyển giao rất khó, vì vậy chỉ có nhữngngười sử dụng không di động mới được đáp ứng băng thông kết nối này, còn khi đi bộbăng thông sẽ là 384 Kbps, khi di chuyển bằng ô tô sẽ là 144Kbps Các hệ thống 3Gđiển hình là:

UMTS (Universal Mobile Telephone System), dựa trên công nghệ W-CDMA, làgiải pháp được ưa chuộng cho các nước đang triển khai các hệ thống GSM muốnchuyển lên 3G UMTS được hỗ trợ bởi Liên Minh Châu Âu và được quản lý bởi 3GPP

tổ chức chịu trách nhiệm cho các công nghệ GSM, GPRS UMTS hoạt động ở băngthông 5MHz, cho phép các cuộc gọi có thể chuyển giao một cách hoàn hảo giữa các hệthống UMTS và GSM đã có Những đặc điểm của WCDMA như sau:

+ WCDMA sử dụng kênh truyền dẫn 5 MHz để chuyển dữ liệu Nó cũng chophép việc truyền dữ liệu ở tốc độ 384 Kbps trong mạng di động và 2 Mbps trong hệthống tĩnh

+ Kết cấu phân tầng: Hệ thống UMTS dựa trên các dịch vụ được phân tầng,không giống như mạng GSM Ở trên cùng là tầng dịch vụ, đem lại những ưuđiểm như triển khai nhanh các dịch vụ, hay các địa điểm được tập trung hóa Tầng giữa

là tầng điều khiển, giúp cho việc nâng cấp các quy trình và cho phép mạng lưới

có thể được phân chia linh hoạt Cuối cùng là tầng kết nối, bất kỳ công nghệ truyền dữliệu nào cũng có thể được sử dụng và dữ liệu âm thanh sẽ được chuyển quaATM/AAL2 hoặc IP/RTP

+ Tần số: hiện tại có 6 băng sử dụng cho UMTS/WCDMA, tập trung vào UMTS tần sốcấp phát trong 2 băng đường lên (1885 MHz– 2025 MHz) và đường xuống (2110 MHz –

2000 nhằm tuơng thích với mạng lõi IS-41, hiện chiếm 15% thị trường.

1.2 Giới thiệu về công nghệ LTE

LTE là thế hệ thứ tư của chuẩn UMTS do 3GPP phát triển UMTS thế hệ thứ ba dựatrên WCDMA đã được triển khai trên toàn thế giới Để đảm bảo tính cạnh tranh cho hệthống này trong tương lai, tháng 11/2004 3GPP đã bắt đầu dự án nhằm xác định bướcphát triển về lâu dài cho công nghệ di động UMTS với tên gọi Long Term Evolution(LTE) 3GPP đặt ra yêu cầu cao cho LTE, bao gồm giảm chi phí cho mỗi bit thông tin,cung cấp dịch vụ tốt hơn, sử dụng linh hoạt các băng tần hiện có và băng tần mới, đơngiản hóa kiến trúc mạng với các giao tiếp mở và giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ ởthiết bị đầu cuối

Đặc tính cơ bản của hệ thống LTE :

cả 2 trường hợp độ dài băng lên và băng xuống bằng nhau hoặc không

- Tính di động : Tốc độ di chuyển tối ưu là 0-15 km/h nhưng vẫn hoạt động tốt với tốc

độ di chuyển từ 15-120 km/h, có thể lên đến 500 km/h tùy băng tần

+ Hỗ trợ tính năng đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS

+ VoIP đảm bảo chất lượng âm thanh tốt, trễ tối thiểu thông qua mạng UTM

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH CẤU TRÚC VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN LTE

2.1 Tổng quan về cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống

Kiến trúc gồm bốn vùng chính: thiết bị người dùng (UE); UTRAN phát triển( UTRAN); mạng lõi gói phát triển(EPC); và các vùng dịch vụ

E-Hình 3.1 Cấu trúc mạng LTE

UE, E-UTRAN và EPC đại diện cho các giao thức internet (IP) ở lớp kết nối Đây làmột phần của hệ thống được gọi là hệ thống gói phát triển (EPS) Chức năng chính củalớp này là cung cấp kết nối dựa trên IP và nó được tối ưu hóa cao cho mục tiêu duy

nhất Tất cả các dịch vụ được cung cấp dựa trên IP, tất cả các nút chuyển mạch và cácgiao diện được nhìn thấy trong kiến trúc 3GPP trước đó không có mặt ở E-UTRAN vàEPC Công nghệ IP chiếm ưu thế trong truyền tải, nơi mà mọi thứ được thiết kế để hoạtđộng và truyền tải trên IP.

Các hệ thống con đa phương tiện IP ( IMS) là một ví dụ tốt về máy móc thiết bị phục vụ

có thể được sử dụng trong lớp kết nối dịch vụ để cung cấp các dịch vụ dựa trên kết nối

IP được cung cấp bởi các lớp thấp hơn Ví dụ, để hỗ trợ dịch vụ thoại thì IMS có thểcung cấp thoại qua IP ( VoIP) và sự kết nối tới các mạng chuyển mạch-mạch cũ PSTN vàISDN thông qua các cổng đa phương tiện của nó điều khiển

Sự phát triển của E-UTRAN tập chung vào một nút, nút B phát triển ( eNode B) Tất cảcác chức năng vô tuyến kết thúc ở đó, tức là eNB là điểm kết thúc cho tất cả các giaothức vô tuyến có liên quan E-UTRAN chỉ đơn giản là một mạng lưới của các eNodeBđược kết nối tới các eNodeB lân cận với giao diện X2

Một trong những thay đổi kiến trúc lớn là trong khu vực mạng lõi là EPC không có chứamột vùng chuyển mạch-mạch, và không có kết nối trực tiếp tới các mạng chuyển mạchmạch truyền thống như ISDN và PSTN là cần thiết trong lớp này Các chức năng củaEPC là tương đương với vùng chuyển mạch gói của mạng 3GPP hiện tại Tuy nhiênnhững thay đổi đáng kể trong việc bố trí các nút chức năng và kiến trúc phần này nênđược coi như là hoàn tòan mới

2.1.1 Thiết bị người dùng ( UE)

UE là thiết bị mà người dùng đầu cuối sử dụng để liên lạc Thông thường nó là nhữngthiết bị cầm tay như điện thoại thông minh hoặc một thẻ dữ liệu như mọi người vẫnđang sử dụng hiện tại trong mạng 2G và 3G Hoặc nó có thể được nhúng vào, ví dụ mộtmáy tính xách tay UE cũng có chứa các mođun nhận dạng thuê bao toàn cầu( USIM) Nó

là một mođun riêng biệt với phần còn lại của UE, thường được gọi là thiết bị đầu cuối(TE) USIM là một ứng dụng được đặt vào một thẻ thông minh có thể tháo rời được gọi

là thẻ mạch tích hợp toàn cầu ( UICC) USIM được sử dụng để nhận dạng và xác thựcngười sử dụng để lấy khóa bảo mật nhằm bảo vệ việc truyền tải trên giao diện vô tuyến.Các chức năng của UE là nền tảng cho các ứng dụng truyền thông, mà có tín hiệu vớimạng để thiết lập, duy trì và loại bỏ các liên kết thông tin người dùng cần Điều này baogồm các chức năng quản lý tính di động như chuyển giao, báo cáo vị trí của thiết bị, vàcác UE phải thực hiện theo hướng dẫn của mạng Có lẽ quan trọng nhất là UE cungcấp giao diện người sử dụng cho người dùng cuối để các ứng dụng như VoIP có thểđược sử dụng để thiết lập một cuộc gọi thoại.

2.1.2 Truy nhập vô tuyến mặt đất E-UTRAN

Mạng truy nhập vô tuyến của LTE được gọi là E-UTRAN và một trong những đặc điểmchính của nó là tất cả các dịch vụ, bao gồm dịch vụ thời gian thực, sẽ được hỗ trợ quanhững kênh gói được chia sẻ Phương pháp này sẽ tăng hiệu suất phổ, làm chodung lượng hệ thống trở nên cao hơn Một kết quả quan trọng của việc sử dụngtruy nhập gói cho tất cả các dịch vụ là sự tích hợp cao hơn giữa những dịch vụ đaphương tiện và giữa những dịch vụ cố định và không dây

Mục đích chính của LTE là tối thiểu hóa số node Vì vậy, người phát triển đã chọn mộtcấu trúc đơn node Trạm gốc mới phức tạp hơn NodeB trong mạng truy nhập vôtuyến WCDMA/HSP A, và vì vậy được gọi là eNodeB (Enhance Node B) Những

eNodeB có tất cả những chức năng cần thiết cho mạng truy nhập vô tuyến LTE, kể cảnhững chức năng liên quan đến quản lý tài nguyên vô tuyến

Giao diện vô tuyến sử dụng trong E-UTRAN là S1 và X2 Trong đó S1 là giao diện

vô tuyến kết nối giữa eNodeB và mạng lõi S1 chia làm hai loại là S1-U là giaodiện giữa eNodeB và SAE –GW và S1-MME là giao diện giữa eNodeB và MME X2

là giao diện giữa các eNodeB với nhau

2.1.3 Mạng lõi EPC

Mạng lõi mới là sự mở rộng hoàn toàn của mạng lõi trong hệ thống 3G và nó chỉ baophủ miền chuyển mạch gói Vì vậy, nó có một cái tên mới : Evolved Packet Core

Cùng một mục đích như E-UTRAN, số node trong EPC đã được giảm EPC chia luồng

dữ liệu người dùng thành mặt phẳng người dùng và mặt phẳng điều khiển Một node

cụ thể được định nghĩa cho mỗi mặt phẳng, cộng với Gateway chung kết nối mạngLTE với internet và những hệ thống khác EPC gồm có một vài thực thể chức năng

MME (Mobility Management Entity): chịu trách nhiệm xử lý những chức năng mặt

bằng điều khiển, liên quan đến quản lý thuê bao và quản lý phiên

Gateway dịch vụ (Serving Gateway): là vị trí kết nối của giao tiếp dữ liệu gói với

E-UTRAN Nó còn hoạt động như một node định tuyến đến những kỹ thuật 3GPP khác

P-Gateway (Packet Data Netwo rk): là điểm đầu cuối cho những phiên hướng về

mạng dữ liệu gói bên ngoài Nó cũng là Router đến mạng Internet

PCRF (Policyand Charging Rules Function): điều khiển việc tạo ra bảng giá và

cấu hình hệ thống con đa phương tiện IP IMS (the IP Multimedia Subsystem) cho mỗingười dùng

HSS (Home Subscriber Server): là nơi lưu trữ dữ liệu của thuê bao cho tất cả dữ

liệu của người dùng Nó là cơ sở dữ liệu chủ trung tâm trong trung tâm của nhà khaithác

Các miền dịch vụ bao gồm IMS (IP Multimedia Sub-system) dựa trên các nhàkhai thác, IMS không dựa trên các nhà khai thác và các dịch vụ khác IMS là mộtkiến trúc mạng nhằm tạo sự thuận tiện cho việc phát triển và phân phối các dịch vụ

đa phương tiện đến người dùng, bất kể là họ đang kết nối thông qua mạng truy nhậpnào IMS hỗ trợ nhiều phương thức truy nhập như GSM, UMTS, CDMA2000, truynhập hữu tuyến băng rộng như cáp xDSL, cáp quang, cáp truyền hình, cũng

như truy nhập vô tuyến băng rộng WLAN, WiMAX IMS tạo điều kiện cho các hệ thốngmạng khác nhau có thể tương thích với nhau IMS hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích cho cảngười dùng lẫn nhà cung cấp dịch vụ Nó đã và đang được tập trung nghiên cứucũng như thu hút được sự quan tâm lớn của giới công nghiệp Tuy nhiên IMS cũng gặp

phải những khó khăn nhất định và cũng chưa thật sự đủ độ chín để thuyết phục cácnhà cung cấp mạng đầu từ triển khai nó Kiến trúc IMS được cho là khá phức tạp vớinhiều thực thể và vô số các chức năng khác nhau.

2.2 Các kênh sử dụng trong E-UTRAN

Kênh vật lý : các kênh vật lý sử dụng cho dữ liệu người dùng bao gồm:

• PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) : phụ tải có ích (payload)

• PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) : PUSCH được dùng để mang dữ

liệu người dùng Các tài nguyên cho PUSCH được chỉ định trên mộtsubframe cơ bản bởi việc lập biểu đường lên Các sóng mang được chỉ định là

12 khối tài nguyên (RB) và có thể nhảy từ subframe này đến subframe khác.PUSCH có thể dùng các kiểu điều chế QPSK, 16 QAM, 64QAM

• PUCCH(Physical Uplink Control Channel): có chức năng lập biểu,ACK/NAK

• PDCCH(Physical Downlink Control Channel): lập biểu, ACK/NAK

• PBCH(Physical Broadcast Channel): mang các thông tin đặc trưng của cell

Kênh logic : được định nghĩa bởi thông tin nó mang bao gồm:

•Kênh điều khiển quảng bá (BCCH) : Được sử dụng để truyền thông tin điềukhiển hệ thống từ mạng đến tất cả máy di động trong cell Trước khi truynhập hệ thống, đầu cuối di động phải đọc thông tin phát trên BCCH để biếtđược hệ thống được lập cấu hình như thế nào, chẳng hạn băng thông hệ thống

•Kênh điều khiển tìm gọi (PCCH) : được sử dụng để tìm gọi các đầu cuối diđộng vì mạng không thể biết được vị trí của chúng ở cấp độ ô và vì thế cầnphát các bản tin tìm gọi trong nhiều ô (vùng định vị)

•Kênh điều khiển riêng (DCCH) : được sử dụng để truyền thông tin điềukhiển tới/từ một đầu cuối di động Kênh này được sử dụng cho cấu hình

riêng của các đầu cuối di động chẳng hạn các bản tin chuyển giao khác nhau.

•Kênh điều khiển đa phương (MCCH) : được sử dụng để truyền thông tin cầnthiết để thu kênh MTCH

•Kênh lưu lượng riêng (DTCH) : được sử dụng để truyền số liệu của người sửdụng đến/từ một đầu cuối di động Đây là kiểu logic được sử dụng để truyềntất cả số liệu đường lên của người dùng và số liệu đường xuống của ngườidùng không phải MBMS

•Kênh lưu lượng đa phương (MTCH) : Được sử dụng để phát các dịch vụMBMS

Kênh truyền tải : bao gồm các kênh sau:

•Kênh quảng bá (BCH) : có khuôn dạng truyền tải cố định do chuẩn cung cấp

Nó được sử dụng để phát thông tin trên kênh logic

•Kênh tìm gọi (PCH) : được sử dụng để phát thông tin tìm gọi trên kênhPCCH, PCH hỗ trợ thu không liên tục (DRX) để cho phép đầu cuối tiết kiệmcông suất ắc quy bằng cách ngủ và chỉ thức để thu PCH tại các thời điểm quyđịnh trước

•Kênh chia sẻ đường xuống (DL-SCH) : là kênh truyền tải để phát số liệu đườngxuống trong LTE Nó hỗ trợ các chức năng của LTE như thích ứng tốc độđộng và lập biểu phụ thuộc kênh trong miền thời gian và miền tần số Nócũng hổ trợ DRX để giảm tiêu thụ công suất của đầu cuối di động mà vẫnđảm bảo cảm giác luôn kết nối giống như cơ chế CPC trong HSP A DL-DCHTTI là 1ms

•Kênh đa phương (MCH) : được sử dụng để hỗ trợ MBMS Nó được đặctrưng bởi khuôn dạng truyền tải bán tĩnh và lập biểu bán tĩnh Trong trườnghợp phát đa ô sử dụng MBSFN, lập biểu và lập cấu hình khuôn dạng truyềntải được điều phối giữa các ô tham gia phát MBSFN

2.3 Giao thức của LTE (LTE Protocols)

Ở LTE chức năng của RLC đã được chuyển vào eNodeB, cũng như chức năngcủa PDCP với mã hóa và chèn tiêu đề Vì vậy, các giao thức liên quan của lớp vô tuyếnđược chia trước đây ở UTRAN là giữa NodeB và RNC bây giờ chuyển thành giữa

UE và eNodeB

Hình 3.2 Giao thức của UTRA