LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại ngày nay, chúng ta ai cũng thấy được tầm quan trọng của thông
tin di động với khả năng kết nối mọi lúc mọi nơi nó luôn thể hiện những tiện ích và
ngày càng không thể thiếu đối với người sử dụng. Cùng với sự phát triển mọi mặt
của đời sống xã hội, các ngành khoa học kĩ thuật có những bước tiến mạnh mẽ
mang tính đột phá thì ngành công nghiệp viễn thông cũng không nằm ngoài xu
hướng đó. Nhụ cầu sử dụng của con người ngày càng khắt khe hơn về cả số lượng
lẫn chất lượng: Chất lượng dịch vụ của người sử dụng ngày càng cao, các ứng dụng
yêu cầu băng thông lớn, thời gian tương tác nhanh hơn.
Từ những yếu tố như vậy sẽ làm cho tài nguyền mạng bị cạn kiệt điều đó dẫn
đến các sự cố như là tốc độ mạng chậm, tắc nghẽn hoặc không đáp ứng được các
dịch vụ cho người sử dụng. Để có thể chấm dứt tình trạng đó đòi hỏi sự nỗ lực
nhằm phát triển những mạng thông di động mới.Thông tin di động từ khi ra đời đã
trải qua nhiều thể hệ và hiện nay mạng thông tin di động 3G đang được sử dụng
rộng rãi với các giải pháp kĩ thuật công nghệ được sử dụng để có thể khai thác tài
nguyên vô tuyến như là TDMA, FDMA, SDMA và CDMA nhưng thực tế cho thấy
chưa tìm thấy ở các hệ thống thông tin di động trước đây một phương pháp nào có
thể tối ưu hóa phổ tần, một tài nguyên vô cùng quan trọng trong thông tin vô tuyến.
Mạng thông tin di động 3G đang được ửng dụng hiện nay đã có thể giải quyết một
phần nào đó nhu cầu của người sử dụng về băng thông cũng như chất lượng dịch
vụ. Song trong tương lai không xa với sự phát triển không ngừng của công nghệ
như hiện nay thì mạng 3G cũng không thể đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng
với những yếu điểm đang còn tồn tại trong mạng 3G.
Để giải quyết vấn đề này thì bên cạnh việc nâng cấp cơ sở hạ tầng của các mạng
cũ thì các nhà cung cấp mạng cũng đã và đang nghiên cứu tiến hành và xây dựng
một mô hình mạng mới để có thể phục vụ cho tương lai không xa và mạng thông
tin di động được nhắc đến ở đây là mạng thông tin di động tiền 4G (LTE) của
chuẩn UMTS do 3GPP phát triển. 3GPP đặt ra yêu cầu cao cho LTE, bao gồm giảm
chi phí cho mỗi bit thông tin, cung cấp dịch vụ tốt hom, sử dụng linh hoạt các băng
tần hiện có và bằng tần mới, đơn giản hóa kiến trúc mạng với các giao tiếp mở và
giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ ở thiết bị đầu cuối. LTE được xây dựng dựa trên
nền tảng IP và sử dụng kĩ thuật OFDM đây là giải pháp công nghệ tiên tiến có thể
khắc phục được nhược điểm về hiệu quả sử dụng phổ tần thấp của các hệ thống di
động trước đây. Chu kỳ kí hiệu lớn cho phép công nghệ OFDM có thể truyền dữ
liệu tốc độ cao qua kênh vô tuyến và nó sử dụng các sóng mang con trực giao để
truyền dữ liệu vì thể có thể tối ưu băng tần sử dụng. Mục tiêu thiết kế của LTE
nhằm đạt được tốc độ truyền dẫn đường xuống tối đa là 100 Mbps và tốc độ đường
lên là 50 Mbps. Người sử dụng sẽ cảm thấy điện thoại của họ được kết nổi mọi lúc.
Chính vì những ưu điểm mang tính thực tế rất cao và rất cần thiết đối với mỗi sinh
viên như vậy nên em đã chọn đề tài đồ án tốt nghiệp của mình là: “Kiến trúc giao
diện vô tuyến trong LTE”.
Nội dung đồ án gồm 3 chương:
Chương I: Tổng quan về sự phát triển của 3G và lộ trình phát triển lên 4G.
Chương II: Các công nghệ then chốt của mạng di động thế hệ sau.
Chương III: Kiến trúc giao diện vô tuyến LTE.
Do thời gian và trình độ bản thân còn nhiều hạn chế, bản đồ án khó có thể tránh
khỏi những thiếu sót. Em mong sẽ nhận được sự góp ý của các thầy cô và các bạn
để đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy TS. Nguyễn Vũ Sơn, người đã tận
tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện tử viễn thông đã giúp
đỡ em trong thời gian qua.
Và xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, người thân - những người đã giúp
đỡ động viên em trong quá trình học tập.
Hà Nội, tháng 9 năm 2012
Học viên
Nguyễn Ngọc Khánh
TÓM TẤT ĐỒ ÁN
CHƯƠNG I: TÔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA 3G VÀ LỘ
TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 4G
Chương này ta sẽ trình bày các hoạt động nghiên cứu phát triển 3G và lộ trình
phát triển lên 4G đang được tiến hành trong 3GPP là tổ chức quốc tế chịu trách
nhiệm cho việc phát triển các tiêu chuẩn được phát hành của UMTIS UTRA
(WCDMA và TD-SDMA). Quá trình nghiên cứu phát triển UMTS lên 3G và tiến
dần lên 4G là việc đưa ra công nghệ HSPA và LTE ch(%phần vô tuyến và SAE cho
phần mạng
CHƯƠNG II : CÁC CÔNG NGHỆ THEN CHỐT CỦA MẠNG DI
ĐỘNG THẾ HỆ SAU
Chương này sẽ xét nguyên lý của DFTS-OFDM và SC-FDMA ứng dụng
trong LTE.
CHƯƠNG III: KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE
Chương này nghiên cứu kiến trúc phân lớp tổng quát của giao diện vô tuyến.
Sau đó xét cụ thể cấu trúc của các lớp của kiến trúc này như: cấu trúc và xử lý lớp
điều khiển liên kết vô tuyến (RLC), cấu trúc và xử lý lớp điều khiển truy nhập môi
trường, cấu trúc và xử lý lớp vật lý. Ngoài ra chương này cũng xét một số vấn đề
đặc thù của giao diện vô tuyến như: HARQ, các trạng thái LTE và cấu trúc luồng số
liệu của LTE.
ABSTRACTS
CHAPTER I: OVERVIEW OF DEVELOPMENT OF 3G AND UP 4G roadmap
This chapter will present the research roadmap for developing 3G and 4G is
being developed in 3GPP is conducting intemational organizations responsible for
developing standards issued by the UMTS UTRA (WCDMA and TD-SDMA).
Process research and development of advanced 3G UMTS up gradually into a4G
technology is making HSPA and LTE and SAE for the wireless networkshare
CHAPTER II: THE TECHNOLOGY CRITICAL NEXT-GENERATION
MOBILE NETWORK
This chapter will review the principles of the DFTS-OFDM and SC-FDMA ỉn
LTE applications.
CHAPTER III: ARCHITECTURE LTE RADIO INTEFACE
This chapter studies the general layered architecture of the radio interface.
Then consider the specilic structure of the layers of this architecture, such as class
structure and handling the radio link control (RLC) layer structure and handle
access controsl environment, structure and handling physical layer. In additiọn, this
chapter also reviews a number of specific issues of radio interface such as HARQ,
LTE status and data flow structure of LTE.
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
TÓM TẤT ĐỒ ÁN
MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VÀ VIẾT TẮT
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA 3G VÀ LỘ
TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 4G .................................................................. 1
1.1. Mở đầu ................................................................................................. 1
1.2 Quá trình tiêu chuẩn hoá WCDMA/ HSPA trong 3GPP................... 1
1.2.1. 3GPP.............................................................................................. 1
1.2.2. Chuẩn hoá HSDPA trong 3GPP ...................................................... 3
1.2.3. Chuẩn hoá HSUPA trong 3GPP ...................................................... 5
1.3. Kế hoạch nghiên cứu phát triển LTE.................................................. 7
1.4. IMT-ADVANCED và lộ trình phát triển tới 4G ............................... 8
1.5.Tổng quan LTE .................................................................................. 11
1.5.1 Tốc độ Số liệu đỉnh ....................................................................... 11
1.5.2. Trễ mặt phẳng C và mặt phẳng U.................................................. 12
1.5.3. Thông lượng số liệu .................................................................... 13
1.5.5. Hỗ trợ di động............................................................................. 15
1.5.6. Vùng phủ ................................................................................... 15
l.5.7. MBMS tăng cường ...................................................................... 16
1.5.8. Triển khai phổ tần....................................................................... 16
1.5.9. Đồng tồn tại và tương tác với các 3GPP RAT............................. 17
1.5.10. Các vấn đề về mức độ phức tạp ................................................ 18
1.6. Kiến trúc mô hình LTE ...................................................................... 18
1.7. Tổng kết ............................................................................................. 21
CHƯƠNG II: CÁC CÔNG NGHỆ THEN CHÓT CỦA MẠNG DI
ĐỘNG THẾ HỆ SÁU................................................................................. 22
2.1. Mở đầu............................................................................................... 22
2.2. Tóm tắt nguyên lý OFDM ................................................................ 22
2.2.1. Máy phát .................................................................................... 24
2.2.2. Máy thu........................................................................................ 28
2.4. Mã hoá kênh và phân tập tần số bằng OFDM ................................ 33
2.5. Lựa chọn các thông số OFDM cơ sở ................................................ 35
2.5.1. Khoảng cách giữa các sóng mang con của OFDM ..................... 35
2.5.2. Số lượng các sóng mang con ...................................................... 36
2.5.3. Độ dài CP ................................................................................... 36
2.6. Ảnh hưởng của thay đổi mức công suất tức thời............................. 37
2.7. Sử dụng OFDM cho ghép kênh và đa truy nhập ............................ 38
2.8. Phát quảng bá và đa phương trong nhiều ô và OFDM................... 40
2.9. Tổng quan SC-FDMA....................................................................... 43
CHƯƠNG III: KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE ............... 46
3.1. Các mục tiêu thiết kế LTE................................................................ 46
3.1.1. Các khả năng.............................................................................. 46
3.1.2. Hiệu năng hệ thống .................................................................... 47
3.1.3. Các khía cạnh liên quan đến triển khai ....................................... 48
3.1.4. Kiến trúc và chuyển dịch............................................................ 51
3.1.5. Quản lý tài nguyên vô tuyến....................................................... 52
3.1.6. Mức độ phức tạp ........................................................................ 52
3.1.7. Các khía cạnh chung .................................................................. 52
3.2. Truy nhập vô tuyến LTE.................................................................. 53
3.2.1. Các sơ đồ truyền dẫn .................................................................. 53
3.2.2. Lập biểu phụ thuộc kênh và thích ứng tốc độ ............................. 54
3.2.3. HARQ với kết hợp mềm ............................................................ 58
3.2.4. Hỗ trợ đa anten ........................................................................... 58
3.2.5. Hỗ trợ quảng bá và đa phương .................................................... 59
3.2.6. Linh hoạt phổ.............................................................................. 60
3.3. Kiến trúc giao diện vô tuyến............................................................. 62
3.3.1. Kiến trúc giao thức LTE ............................................................ 62
3.3.3. Điều khiển truy nhập môi trường, MAC .................................... 66
3.3.4. Lớp vật lý .................................................................................. 76
3.3.5. Các trạng thái của LTE .............................................................. 79
3.3.6. Luồng số liệu ............................................................................. 80
KẾT LUẬN CHUNG ............................................................................... 82
TÀI LIÊU THAM KHẢO........................................................................ 83
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Mục tiêu của 4G............................................................................. 9
Bảng 1.2. So Sánh thông số tốc độ và hiệu suất sử dụng phể tần giữa LTE trên
đường xuống và HSDPA.............................................................. 14
Bảng 1.3. So Sánh thông số tốc độ và hiệu suất sử dụng phổ tần giữa LTE
trên đường lên và HSUPA............................................................ 15
Bảng 3.1. Các yêu cầu thông lượng của người sử dụng và hiệu suất
sử dụng phổ tần ........................................................................... 47
Bảng 3.2. Các yêu cầu thời gian gián đoạn, LTE-GSM và LTE-WCDMA......49
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Lộ trình đưa ra các phát hành trong 3GPP ...................................... 1
Hình 1.2. Cấu trúc 3GPP ................................................................................ 2
Hình 1.3. Các kĩ thuật được xem xét nghiên cứu cho HSUPA........................ 5
Hình 1.4. Các kĩ thuật được lựa chọn chọ danh mục nghiên cứu HSUPA....... 6
Hình 1.5. Kế hoạch nghiên cứu tiêu chuẩn E-UTRAN ................................... 7
Hình 1.6. Tổ chức của nhóm điều phối đề án 3GPP ....................................... 8
Hình 1.7. Quá trình phát triển các công nghệ thống tin di động 4G .............. 11
Hình 1.8. Thí dụ về chuyển đỗi trạng thái trong kiến trúc E-UTRAN........... 12
Hình 1.9. Trễ mặt phẳng U........................................................................... 13
Hình 1.10. Kiến trúc mô hình BI của E-UTRAN cho trường hợp không
chuyển mạng................................................................................ 18
Hình 1.11. Kiến trúc mô hình B2 của E-UTRAN trong đó Rh đảm bảo chức
năng chuẩn bị chuyển giao để giảm thời gian ngắt ....................... 19
Hình 1.12. Kiến trúc mô hình LTE theo TR 23.822 ...............................................20
Hình 2.1. Kí hiệu điều chế và phổ của tín hiệu OFDM ................................. 23
Hình 2.2. Sơ đồ khối phát thu của hệ thống OFDM...................................... 24
Hình 2.3. Giải thích ý nghĩa chèn CP ........................................................... 27
Hình 2.4. Biểu diễn tín hiệu truyền dẫn OFDM trong không gian hai chiều
(tần số - thời gian)........................................................................ 31
Hình 2.5. Mô hình OFDM trong miền tần số................................................ 31
Hình 2.6: Mộ hình kênh phát thu OFDM miền tần số với bộ cân bằng một
nhánh ........................................................................................... 32
Hình 2.7. Các ký hiệu tham khảo trên trục thời gian tần số........................... 33
Hình 2.8. Giải thích vai trò của mã hoá kênh trong OFDM .......................... 34
Hình 2.9. Phổ của tín hiệu OFDM cơ sở 5MHz............................................ 36
Hình 2.10. OFDM được sử dụng cho sơ đồ ghép kênh/đa truy nhập: a) đường
xuống, b) đường lên ..................................................................... 38
Hình 2.11. Ghép kênh người sử dụng/OFDMA phân bố............................... 39
Hình 2.12. Điều khiển định thời phát đường lên........................................... 40
Hình 2.13. Phát quảng bá đa ô, đơn ô và phát đơn phương ........................... 41
Hình 2.14. Tương đương giữa phát quảng bá đa ô được đồng bộ và truyền
dẫn đa đường ............................................................................... 42
Hình 2.15. SC-FDMA trên cơ sở DFTS-OFDM........................................... 44
Hình 2.16. Các phương pháp ấn định sóng mang con cho nhiều người sử dụng.... 45
Hình 2.17. Sơ đồ sắp xếp.............................................................................. 45
Hình 3.1. Cấp phát phổ băng “lõi” IMT-2000 tại 2Ghz. ............................... 50
Hình 3.2 Thí dụ về quá trình dịch chuyển từng bước của LTE vào vụng phể
của GSM hiện đã triển khai.......................................................... 50
Hình 3.3. Lập biểu phụ thuộc kênh đường xuống trong miền thời gian và miền
tần số ........................................................................................... 56
Hình 3.4. Thí dụ về điều phổi nhiễu giữa các ô, trong đó một số phần phổ bị
hạn chế công suất......................................................................... 57
Hình 3.5. FDD và TDD ................................................................................ 60
Hình 3.6. Kiến trúc giao thức LTE (đường xuống)....................................... 63
Hình 3.7. Phân đoạn và móc nối RLC .......................................................... 65
Hình 3.8. Thí dụ về sắp xếp các kềnh logic lên các kênh truyền tải .............. 68
Hình 3.9. Chọn khuôn dạng truyền tải trên đường xuống (trái), trên đường
lên (phải)...................................................................................... 72
Hình 3.10. Giao thức HARQ đồng bộ và khồng đồng bộ ............................. 74
Hình 3.11. Nhiều xử lý HARQ..................................................................... 75
Hình 3.12. Mô tả đơn giản cấu trúc và xử lý lớp vật lý cho DL-SCH ........... 77
Hình 3.13. Xử lý lóp vật lý ở dạng được đơn giản hóa cho UL-SCH............ 78
Hình 3.14. Các trạng thái của LTE ............................................................... 79
Hình 3.15. Thí dụ về luồng số liệu ............................................................... 81
THUẬT NGỮ VÀ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
2G
Second Generation
Thế hệ thứ 2
3G
Third Generation
Thế hệ thứ 3
3GPP
3ird Generation Partnership
Project
Đề án các đối tác thế hệ thứ ba
3GPP2
3ird Generation Partnership
Project
Đề án các đối tác thế hệ thứ ba 2
AAS
Adaptive Antenna System
Hệ thống anten thích ứng
ACK
Acknowledgement
Công nhận
AM
Acknovvledged Mode
Chê độ công nhận
AMC
Adaptive Modulation and
Coding
Mã hóa và điêu chê thích ứng
AMR
Adaptive Multirate
Đa tốc độ thích ứng
ARQ
Automatic Repeat- reQuest
Yêu cầu phát lại tự động
AWGN
Additive White Gaussian Noise
Tạp âm Gauss trắng cộng
BCCH
Broadcast Control Channel
Kênh điều khiển quảng bá
BCH
Broadcast Channel
Kênh quảng bá
BER
Bit Error Rate
Tỷ số lỗi bít
Broadcast/Multicast Service
Trung tâm dịch vụ quảng bá đa
Center
phương
BS
Base Station
Trạm gốc
BTS
Base Tranceiver Station
Trạm thu phát gôc
CDMA
Code Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo mã
CN
Core Network
Mạng lõi
CP
Cyclic Prefix
Tiền tố chu trình
CPC
Continuous Packet Connectivity Kết nối gói liên tục
CPICH
Common Pilot Channel
Kênh hoa tiêu chung
CQI
Channel Quality Indicator
Chỉ thị chất lượng kênh
CRC
Cyclic Redundancy Check
Kiểm tra vòng dư
CS
Circuit Switch
Chuyền mạch kênh
DCCH
Dedicated Control Channel
Kênh điều khiển riêng
BM-SC
DCH
Dedicated Channel
Kênh riêng
DFT
Discrete Fourier Transform
Biến đổi Fourier rời rạc
DFT-Spread OFDM
OFDM trải phổ DFT
DL
Downlink
Đường xuông
DPCCH
Dedicated Physical Control
Channel
Kênh điều khiển vật lý riêng
DPCH
Dedicated Physical Channel
Kênh vật lý riêng
DPDCH
Dedicated Physical Data
Channel
Kênh sô liệu vật lý riêng
DRX
Discontinuous Reception
Thu không liên tục
DSCH
Downlink Shared Channel
Kênh chia sẻ đường xuông
DTX
Discontinuous Transmission
Phát không liên tục
EDGE
Enhanced Data for GSM
Evolution
Phát triển tăng cường số liệu cho
GSM
E-DCH
Enhanced Dedicate Channel
Kênh riêng tăng cường
E-DCCH
Enhanced Dedicate Control
Channel
Kênh điều khiển riêng tăng cường
DFTSOFDM
E-DDCH
Enhanced Dedicate Data
Channel
Kênh sô liệu riêng tăng cường
eNodeB
E-UTRAN Node B
Nút B của E-UTRAN
E-UTRA
Evolved UTRA
Truy nhập vô tuyên mặt đât
UMTS phát triển
ErtPS
Extended Real Time Packet
Service
Dịch vụ gói thời gian thực mở
rộng
FDD
Frequency Division Duplex
FDM
Frequency Division Multiplex
Ghép kênh phân chia theo tầ số
FDMA
Frequency Division Multiple
Access
Đa truy nhập phân chìa theo tần số
F-DPCH
Fractional DPCH
DPCH một phân (phân đoạn)
FEC
Forward Error Correction
Hiệu chỉnh lỗi trước
FFT
Fast Fourier Transform
Biên đôi Fourier nhanh
Ghép song công phân chia theo tàn
số
GSM EDGE Radio Access
Mạng truy nhập vô tuyên
Network
GSMEDGE
GGSN
Gateway GPRS Support Node
Nút hỗ trợ GPRS cổng
GPRS
General Packet Radio Service
Dịch vụ vô tuyên nói chung
GPS
Global Positionning System
Hệ thống định vị toàn cầu
GSM
Global System For Mobile
Communication
Hệ thống thông tin di động toàn cầu
HARQ
Hybrid Automatic Repeat
request
Yêu cầu phát lại tự độíig linh
hoạt
HCR
High Chip Rate
Tốc độ chip cao
HLR
Home Location Register
Bộ ghi định vị thường ọhú
HSDPA
High Speed Downlink Packet
Access
Truy nhập gói đường xuông tốc
độ cao
HSPA
High-Speed Packet Access
Truy nhập gói tốc độ cao
HSS
Home Subscriber Server
Server thuê bao nhà
HSUPA
High-Speed ưplink Packet
Access
Truy nhập gói đường lên tốc độ
cao
IDFT
Ịnverse Discrete Fourier
Transform
Biến đổi Fourier rời rạc ngược
IFDMA
Interleaved FDMA
FDMA đan xen
IFFT
Inverse Fast Fourier Transform
Biến đổi Fourier nhanh ngược
IMS
IP Multimedia Subsystem
Phân hệ đa phương tiện IP
IMT-2000
International Mobile
Telecommunications 2000
Thông tin di động quốc tế 2000
IR
Incremental Redundancy
Phân dư tăng
IRC
Interferrence Rejection Combining
Kêt hợp loại nhiêu
ISDN
Intergrated Services Digital
Network
Mạng số đa dịch vụ tích hợp
ITU
International
Telecommunications Union
Liên đoàn viễn thông quốc tế
ITU-R
International
Telecommunications UnionRadio Sector
Liên đoàn viên thông quôc tê bộ
phận vô tuyến
GERAN
Iu
Giao diện để thông tin giữa
RNC và mạng lõi
Iub
Giao diện được sử dụng để
thông tin giữa nút B và RNC
Iur
Giao diện được sử dụng để
thông tin giữa các RNC
LCR
Low Chip Rate
Tốc độ chíp thấp
LTE
Long Term Evolution
Phát triển dài hạn
MAC
Mediụm Access Control
Điều khiển truy nhập môi trường
MBMS
Multimedia Broadcast Multicast Dịch vụ quảng bá đa phương đa
Service
phương tiện
MBS
Multicast Broadcast Service
Dịch vụ quảng bá đa phương
MBSFN
Multicast Broadcast Single
Frequency Network
Mạng đơn tân quảng bá đa
phương
MCCH
MBMS Control Channel
Kênh điều khiển MBMS
MCE
MBMS Coordination Entity
Thực thể điều phối MBMS
MCH
Multicast Control Channel
Kênh điều khiển đa phương
MICH
MBMS Indicator Channel
Kênh chỉ thị MBMS
MIMO
Multi-Input Multi-Output
Nhiều đầu váo nhiều đẩu ra
MMS
Multimedia Messaging Service
Dịch vụ nhãn tin đa phương tiện
MMSE
Minimum Mean Square Error
MRC
Maximum Ratio Combining
Kêt hợp tỉ lệ cực đại
MSC
Mobile Services Switching
Center
Trung tâm chuyển mạch các dịch
vụ di động
MSCH
MBMS Scheduling Channel
Kênh lập biểu MBMS
MTCH
MBMS Traíĩc Channel
Kênh lưu lượng MBMS
NACK
Non-Acknowledgement
Không công nhận
nrTPS
Non-Real-Time Polling Service
Dịch vụ thăm dò phi thời gian
thực
Orthogonal Frequency Division
Ghép kênh phân chia theo tân sổ
Multiplexing
trực giao
Orthogonal Frequency Division
Đa truy nhập phân chia theo tần
OFDM
OFDMA
Sai sô bình phương trung bình
cực tiểu
Multiplexing Access
số trực giao
Tỷ sô công suât đỉnh trên công
PAPR
Peak to Average Power Ratio
PAR
Peak to Average Ratio
Tỷ số đỉnh trên trung bình
PDCCH
Physical Dedicate Control
Channel
Kênh điều khiển riêng vật lý
PDCP
Packet-Data Convergence
Protocol
Giao thức hội tụ số liệụ gói
PDSCH
Physical Dovralink Shared
Channel
suất trung bình
Kênh chia sẻ đường xuông vật lý
PDU
Packet Data Unit
Đơn vị sô liệu gói
PHY
Physical Layer
Lớp vật lý
PS
Packet Switch
Chuyển mạch gói
PSTN
Public Switched Telephone
Network
Mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng
QAM
Quadrature Amplitude
Modulation
Điêu chê biên độ vuông góc
QoS
Quality of Service
Chất lượng dịch vụ
RAB
Radio Access Bearer
Kênh mang truy nhập vô tuyến
RAN
Radio Access Network
Mạng truy nhập vô tuyên
RAT
Radio Access Technology
Công nghệ truy nhập vô tuyến
RB
Resource Block
Khôi tài nguyên
RF
Radio Frequency
Tần số vô tuyên
RLC
Radio Link Control
Địều khiển kết nối vô ttiyến
RNC
Radio Network Controller
Bộ điều khiển mạng vô tuyển
RRC
Rádio Resource Control
Điều khiển tài nguyên vô tuyển
RRM
Radio Resource Management
Quản lý tài nguyên vô tuyên
RS
Reference Symbol
Ký hiệu tham khảo
RSN
Retransmission Sequence
Number
Sô trình tự phát lại'
RTP
Real Time Protocol
Giao thức thời gian thực
rtPS
Real Time Polling Service
Dịch vụ thăm dò thời gian thực
Rư
Resource Unit
Đon vị tài nguyên
RV
Redundancy Version
Phiên bản dư
SA
System Aspects
Các khía cạnh hệ thống
SAE
System Architecture Evolution
Phát triển kiến trúc mạng
Single Carrier- Frequency
Đa truy nhập phân chia theo tần
Division Multiple Access
số đơn sóng mang
SCH
Synchronization Channel
Kênh đông bộ
SDMA
Spatial Division Multiple
Access
Đa truy nhập phân chia theo
không gian
SDƯ
Service Data Unit
Đơn vị sô liệu dịch vụ
SF
Spreading Factor
Hệ số trải phổ
SFBC
Space Frequency Block Code
Mã khối không gian tần số
SFN
Single Frequency Network
Mạng tần số đon
SGSN
Serving GPRS Support Node
Nút hô trợ GPRS phục vụ
SC-FDMA
SIC
Sucessive Interference
Combining
Kết hợp loại bỏ nhiễu lần lượt
SIM
Subscriber Identiíy Module
Modun nhận dạng thuê bao
SINR
Signal to Interference plus
Noise Ratio
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu cộng tạp
âm
SMS
Short Message Service
Dịch vụ tin nhắn ngán
SNR
Signal to Noise Ratio
Tỷ số tín hiệu trên tạp âm
SRNS
Serving Radio Network
Subsystem
Phân hệ mạng vô tuyên phục vụ
STBC
Space Time Block Code
Mã khôi không gian thời gian
STC
Space Time Code
Mã không gian thời gian
STTD
Space Time Transmit Diversity
TCP
Transmission Control Protocol
Giao thức điểu khiển truyền dẫn
TD-CDMA
Time Division-Code Division
Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo mãPhân chia theo thời gian
TDD
Time Division Duplex
Ghép song công phân chia theo
thời gian
TDMA
Time Division Multiple Access
Phân tập phát không gian thời
gian
Đa truy nhập phân chịa theo thời
gian
TD-
Time Division-Synhcronous
Đa truy nhập phân chia theo mã
SCDMA
Code Division Multiple Access
đồng bộ-Phân chia theo thời gian
TF
Transport Format
Khuôn dạng truyên tải
TFC
Transport Format Combination
Kết hợp khuôn dạng truyền tải
TM
Transparent Mode
Chê độ trong suôt
TR
Technical Report
Báo cáo kĩ thuật
TrCH
Transport Channel
Kênh truyên tải
TS
Technical Specication
Đặc tả kĩ thuật
TSG
Technical Specication Group
Nhóm đặc tả kĩ thuật
TSN
Transmission Sequence
Number
Số trình tự phát
Time Switched Transmit
Phân tập phát chuyển mạch theo
Diversity
thời gian
TTI
Transmission Time Interval
Khoảng thời gian phát
UE
User Equipment
Thiêt bị người sử dụng
ƯL
Uplink
Đường lên
UM
ưnacknowledged Mode
Chê độ không công nhận
UMTS
Universal Mobile
Telecommunications System
Hệ thống thông tin di động toàn
cầu
UTRA
UMTS Terrestrial Radio Access
Truy nhập vô tuyên mặt đât
UMTS
UTRAN
UMTS Terrestrial Radio Access
ưu
Giao diện được sử dụng để
thông tin giữa nút B và UE
WCDMA
Wideband Code Division
Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo mã
băng rộng
WG
Working Group
Nhóm công tác
WLAN
Wireless Local Area Network
Mạng nội vùng không dây
VoIP
Voice over IP
Thoại trên IP
X2
Giao diện giữa các eNodeB
ZF
Zero Focing
TSTD
Mạng truy nhập vô tuyên mặt đất
UMTS
Cưỡng bức vê không
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA 3G
VÀ LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN LÊN 4G
1.1. Mở đầu
Trong chương này ta sê trình bày các hoạt động nghiên cứu phát triển 3G và lộ
trình phát triển lên 4G đang được tiến hành trong 3GPP là tổ chức quốc tế chịu trách
nhiệm cho việc phát triển các tiêu chuẩn được phát hạnh của UMTS UTRA
(WCDMA và TD-SDMA). Quá trình nghiên cứu phát triển UMTS lên 3G và tiến
dần lên 4G là việc đưa ra công nghệ HSPA và LTE cho phàn vô tuyến và SAE cho
phần mạng.
Hiện nay UMTS đã và đang triển khai trên thế giới. 3GPP đã tiến hành nghiên
cứu để cải thiện hiệu năng của UMTS bằng việc đưa ra các phát hành R5, R6 và R7
với các tính năng như HSDPA, HSUPA và MBMS. Mục tiêu của LTE là nghiên cứu
phát triển hiệu năng hệ thống sau R6 RAN để có thể triển khai vào năm 2010. Các
nghiên cứu của LTE nhàm giảm giá thành, tăng cường hỗ trợ cho các dịch vụ lợi
nhuận cao và cải thiện khai thác bảo dưỡng cũng như cung cấp dịch vụ. Để đạt được
mục tiêu nậy cần đưa ra một công nghệ vô tuyến tiềm năng mới cho phép nâng cao
hiệu suất phổ tần, thông lượng người sử dụng và giảm thời gian trệ. Ngoài ra cũng
cần nghiên cứu để giảm độ phức tạp của hệ thống (nhất là đối với các giao diện) và
quản lí tài nguyên vô tuyến hiệu quả để dễ dàng triển khai và khai thác hệ thống.
1.2 Quá trình tiêu chuẩn hoá WCDMA/ HSPA trong 3GPP
1.2.1. 3GPP
3GPP được giao trách nhiệm tiến hành công tác chuẩn hoá HSPA. Trước đó tổ
chức quốc tế này đã được giao nhiệm vụ tiêu chuẩn hoá WCDMA. Hoạt động tiêu
chuẩn hoá cho WCDMA/HSPA của tổ chức này từ năm 1999 đến năm 2006 được
tổng kết theo thời gian đưa ra các phát hành trên hình 1.1.
2000
2001
2002
Phát hành
3 (R3),
12/99
Phát hành 4
(R4),
03/01
Phát hành
5 (R5),
03/02
2003
2004
B
Phát hành 6
(R6), 12/04
2005
Hình 1.1. Lộ trình đưa ra các phát hành trong 3GPP
1
2006
Phát hành
7 (R7),
09/06
Mốc phát triển đầu tiên cho WCDMA đã đạt được vào cuối năm 1999 khi phát
hành R3 được công bố chứa đựng toàn bộ các đặc tả WCDMA. Phát hành R4 được
đưa ra sau đó vào năm 2001. Tiếp theo là R5 được đưa ra vào năm 2002 và R6 vào
năm 2004. Phát hành R7 được đưa ra vào nửa cuối năm 2007. 3GPP lúc đầu có
bốn nhóm đặc tả kĩ thuật(TSG) khác nhau và sau đó là năm nhóm chuyển từ các
hoạt động GSM/EDGE vào 3GPP. Sau khi cơ cấu lại vào năm 2005, quay lại còn 4
nhóm TSG (hình 1.2) sau đây:
TSG RAN (Radio Access Network : mạng truy nhập vô tuyến). TSG RAN
tập trung lên giao diện vô tuyến và các giao diện bên trong giữa các trạm thu phát
gốc (BTS)/các bộ điều khiển trạm gốc (RNC) cũng như giao diện giữa RNC và
mạng lõi. TSG RAN chịu trách nhiệm cho các tiêu chuẩn HSDPA và HSUPA
TSG CT (lõi và các đầu cuối). TSG CT tập chung lên các vấn đề mạng lõi
cũng như báo hiệu giữa mạng lõi và các đầu cuối
TSG SA (dịch vụ và kiến trúc hệ thống). TSG SA tập chung lên các dịch vụ
và kiến trúc hệ thống tổng thể.
TSG GERAN (GSM/EDGE RAN). TSG GERAN tập trung lên các vấn đề về
RAN nhưng cho giao diện vô tuyến dựa trên GSM/GPRS/EDGE
Hình 1.2. Cấu trúc 3GPP
Dưới TSG là các nhóm công tác (WG), tại đây công tác nghiên cứu kĩ thuật
thực sự được tiến hành. Chẳng hạn dưới TSG RAN, nơi nghiên cứu HSDPA và
HSUPA, có năm nhóm công tác sau đây:
2
TSG RAN WG1: Chịu trách nhiệm cho các khía cạnh về lớp vật lý
TSG RAN WG2: Chịu trách nhiệm cho các khía cạnh lớp 2 và lớp 3
TSG WG3: Chịu trách nhiệm cho các giao diện bên trong RAN
TSG RAN WG4: Chịu trách cho các yêu cầu về hiệu năng và vô tuyến
TSG RAN WG5: Chịu trách nhiệm cho kiểm tra đầu cuối
Các thành viên của 3GPP gồm các đối tác có tổ chức. Các hãng cá nhân phải là
thành viên của một trong các đối tác có tổ chức và dựa trên tổ chức này họ có quyền
tham ra vào hoạt động của 3GPP. Dưới đây là các đối tác có tổ chức hiện nay:
Liên minh các giải pháp công nghệ viễn thông (ATIS) từ Mỹ
Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI)
Liên hiệp các tiêu chuẩn thông tin Trung Quốc (CCSA)
Liên hiệp giới công nghiệp và kinh doanh vô tuyến (ARIB)
Uỷ ban cộng nghệ viễn thông (TTC)
Liên hiệp công nghệ viễn thông (TTA)
3GPP tạo lập nội dung kĩ thuật của các đặc tả, nhưng chính các đối tác có tổ
chức sẽ công bố công việc này. Điều này cho phép có được các tập đặc tả giống
nhau tại tất cả các vùng trên thế giới và vì thế đảm bảo phổ biến trên tất cả các lục
địa. Ngoài các đối tác có tổ chức, còn có các đối tác được gọi là đại diện thị trường
như UMTS Forum, là bộ phận của 3GPP.
1.2.2. Chuẩn hoá HSDPA trong 3GPP
Khi phát hành R3 hoàn thành, HSDPA và HSUPA vẫn chưa được đưa vào kế
hoạch nghiên cứu. Trong năm 2000, khi thực hiện hiệu chỉnh WCDMA và nghiên
cứu R4 kể cả TD-SCDMA, người ta nhận thấy rằng cần có một số cải thiện cho truy
nhập gói. Để cho phép phát triển này, nghiên cứu khả thi cho HSDPA được khởi
đầu vào tháng 3 năm 2000. Nghiên cứu này được bắt đầu theo các nguyên tắc của
3GPP (phải có ít nhất bốn hãng ủng hộ). Các hãng đầu tiên ủng hộ nghiên cứu
HSDPA gồm Motorola và Nokia thuộc phía các nhà bán máy và BT/Cellnet, TMobile và NTTDoCoMo thuộc phía các nhà khai thác.
Nghiên cứu khả thi đã kết thúc tại phiên hợp đoàn thể TSG RAN và kết luận
rằng các giải pháp được nghiên cứu cho thấy có lợi. Trong danh mục nghiên cứu
3
- Xem thêm -