4G là hệ thống thông tin băng rộng được xem như IMT tiên tiến (IMTAdvanced) được định nghĩa bởi ITU-R. Tốc độ dữ liệu đề ra là 100Mbps cho thuê bao di chuyển cao và 1Mbps cho thuê bao ít di chuyển, băng thông linh động lên đến 40MHz. Sử dụng hoàn toàn trên nền IP, cung cấp các dịch vụ như điện thoại IP, truy cập internet băng rộng, các dịch vụ game và dòng HDTV đa phương tiện…
3GPP LTE được xem như là tiền 4G, nhưng phiên bản đầu tiên của LTE chưa đủ các tính năng theo yêu cầu của IMT Advanced. LTE có tốc độ lý thuyết lên đến 100Mbps ở đường xuống và 50Mbps ở đường lên đối với băng thông 20MHz.
Và sẽ hơn nữa nếu MIMO, các anten mảng được sử dụng. LTE được phát triển đầu tiên ở hai thủ đô Stockholm và Olso vào ngày 14/12/2009. Giao diện vô tuyến vật lý đầu tiên được đặt tên là HSOPA (High Speed OFDM Packet Access),
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang9/50
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SVTH: Hà Thái Sơn VÀ TỔNG QUAN VỀ MẠNG 4G
bây giờ có tên là E-UTRA (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access). Thực tế cho thấy, hầu hết các hãng sản xuất thiết bị viễn thông hàng đầu thế giới: Alcatel- Lucent, Ericsson, Motorola, Nokia, Nokia Siemens Networks, Huawei, LG Electronics, Samsung, NEC, Fujitsu … đã bắt tay với các nhà mạng lớn trên thế giới (Verizon Wireless, AT&T, France Telecom-Orange, NTT DoCoMo, T-Mobile, China Mobile, ZTE) thực hiện các cuộc thử nghiệm quan trọng trên công nghệ LTE và đã đạt những thành công đáng kể.
LTE Advanced là ứng viên cho chuẩn IMT-Advanced, mục tiêu của nó là hướng đến đáp ứng được yêu cầu của ITU. LTE Advanced có khả năng tương thích với thiết bị và chia sẻ băng tần với LTE phiên bản đầu tiên.
Di động WiMAX (IEEE 802. 16e-2005) là chuẩn truy cập di động không dây băng rộng (MWBA) cũng được xem là 4G, tốc độ bít đỉnh đường xuống là 128Mbps và 56 Mbps cho đường xuống với độ rộng băng thông hơn 20 MHz.
UMB (Ultra Mobile Broadband): UMB được các tổ chức viễn thông của Nhật Bản, Trung Quốc, Bắc Mỹ và Hàn Quốc cùng với các hãng như Alcatel- Lucent, Apple, Motorola, NEC và Verizon Wireless phát triển từ nền tảng CDMA.UMB có thể hoạt động ở băng tần có độ rộng từ 1,25 MHz đến 20 MHz và làm việcở nhiều dải tần số, với tốc độ truyền dữ liệu lên tới 288 Mbps cho luồng xuống và 75 Mbps cho luồng lên với độ rộng băng tần sử dụng là 20 MHz.
Qualcomm là hãng đi đầu trong nỗ lực phát triển UMB, mặc dù hãng này cũng đồng thời phát triển cả công nghệ LTE.
Mục tiêu và cách tiếp cận
4G cung cấp QoS và tốc độ phát triển hơn nhiều so với 3G đang tồn tại, không chỉ là truy cập băng rộng, dịch vụ tin nhắn đa phương tiện (MMS), chatvideo, TV di động mà còn các dịch vụ HDTV, các dịch vụ tối thiểu như thoại, dữ liệu và các dịch vụ khác. Nó cho phép chuyển giao giữa các mạng vô tuyến trong khu vực cục bộ và có thể kết nối với hệ thống quảng bá video số.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang10/50
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SVTH: Hà Thái Sơn VÀ TỔNG QUAN VỀ MẠNG 4G
Các mục tiêu mà 4G hướng đến :
- Băng thông linh hoạt giữa 5 MHz đến 20 MHz, có thể lên đến 40 MHz.
- Tốc độ được quy định bởi ITU là 100 Mbps khi di chuyển tốc độ cao và 1 Gbps đối với thuê bao đứng yên so với trạm.
- Tốc độ dữ liệu ít nhất là 100 Mbps giữa bất kỳ hai điểm nào trên thế giới.
- Hiệu suất phổ đường truyền là 15bit/s/Hz ở đường xuống và 6.75 bit/s/Hz ở đường lên (có nghĩa là 1000 Mbps ở đường xuống và có thể nhỏ hơn băng thông 67 MHz)
- Hiệu suất sử dụng phổ hệ thống lên đến 3 bit/s/Hz/cell ở đường xuống và 2.25bit/s/Hz/cell cho việc sử dụng trong nhà.
- Chuyển giao liền (Smooth handoff) qua các mạng hỗn hợp.
- Kết nối liền và chuyển giao toàn cầu qua đa mạng.
- Chất lượng cao cho các dịch vụ đa phương tiện như âm thanh thời gian thực, tốc độ dữ liệu cao, video HDTV, TV di động…
- Tương thích với các chuẩn không dây đang tồn tại
- Tất cả là IP, mạng chuyển mạch gói không còn chuyển mạch kênh nữa.
Các kỹ thuật được sử dụng Kỹ thuật sử dụng lớp vật lý
- Không sử dụng CDMA
- MIMO: để đạt được hiệu suất phổ tần cao bằng cách sử dụng phân tập theo không gian, đa anten đa người dùng.
- Ghép kênh trong miền tần số chẳng hạn như OFDMA hoặc SC-FDMA ở đường xuống: tốc độ bit thay đổi bằng việc gán cho người dùng các kênh con khác nhau dựa trên điều kiện kênh.
- Mã hóa sửa lỗi Turbo: để tối thiểu yêu cầu về tỷ số SNR ở bên thu.
Lập biểu kênh độc lập: để sử dụng các kênh thay đổi theo thời gian.
Thích nghi đường truyền: điều chế thích nghi và các mã sửa lỗi.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang11/50
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG SVTH: Hà Thái Sơn VÀ TỔNG QUAN VỀ MẠNG 4G