Luận Văn Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 4 theo công nghệ LTE và LTE phát triển

LỜI NÓI ĐẦU
Tiếp theo mạng thông tin di động (TTDĐ) thế hệ thứ 3(3G), Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) đang hướng tới một chuẩn cho mạng di động tế bào mới thế hệ thứ 4 (4G). 4G có những tính năng vượt trội như: cho phép thoại dựa trên nền IP, truyền số liệu và đa phương tiện với tốc độ cao hơn rất nhiều so với các mạng di động hiện nay.
Có thể nói, hiện nay có hai yếu tố từ nhu cầu của người dùng tác động đến sự phát triển của công nghệ 4G.
Thứ nhất, đó là sự gia tăng về nhu cầu của các ứng dụng của mạng không dây và nhu cầu băng thông cao khi truy nhập internet.
Thứ hai, người dùng luôn muốn công nghệ không dây mới ra đời vẫn sẽ cung cấp các dịch vụ và tiện ích theo cách tương tự như mạng hữu tuyến, mạng không dây hiện có mà họ đang dùng với những thói quen của họ.
Ở Việt Nam, hiện nay 3G đang phát triển rầm rộ và để tiến lên 4G không còn xa nữa. Để hòa nhập với xu thế chung, người thực hiện đã chọn đề tài “ Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 4 theo công nghệ LTE và LTE phát triển” để có cơ hội nghiên cứu, tìm hiểu kĩ hơn về công nghệ mới này.
Nội dung của đồ án này gồm có 3 phần:
Phần A: Giới thiệu
Phần B: Nội dung
 Chương 1: Tổng quan các hệ thống thông tin di động
 Chương 2: Hệ thống 4G LTE
 Chương 3: Giới thiệu mạng di động 4G LTE Advance
Phần C: Phụ lục và tài liệu tham khảo
Trong quá trình thực hiện đề tài, do khả năng còn hạn chế của người thực hiện mà đề tài còn có nhiều thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy cô và bạn bè.

MỤC LỤC
Phần A: GIỚI THIỆU

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1
1.1 Lịch sử phát triển của các hệ thống thông tin di động 1
1.1.1 Thế hệ 1G (First Generation) 1
1.1.2 Thế hệ 2G (Second Generation) 1
1.1.3 Thế hệ 3G (Third Generation) 2
1.2 Công nghệ 4G 4
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG 4G LTE 12
2.1 Tổng quan 12
2.1.1 Giới thiệu về công nghệ LTE 12
2.1.2 So sánh công nghệ LTE với công nghệ Wimax và những triển vọng cho công nghệ LTE 14
2.1.2.1 So sánh công nghệ LTE với công nghệ Wimax 14
2.1.2.2 Những triển vọng cho công nghệ LTE 18
2.1.3 Mục tiêu thiết kế LTE 20
2.1.3.1 Tiềm năng công nghệ 20
2.1.3.2 Hiệu suất hệ thống 22
2.1.3.3 Các vấn đề liên quan đến việc triển khai 23
2.1.3.4 Kiến trúc và sự dịch chuyển (migration) 27
2.1.3.5 Quản lí tài nguyên vô tuyến 27
2.1.3.6 Độ phức tạp 28
2.1.3.7 Những vấn đề chung 28
2.1.4 Các thông số lớp vật lý của LTE 28
2.1.5 Dịch vụ của LTE 29
2.1.6 Tình hình triển khai mạng LTE tại Việt Nam: VNPT liên doanh triển khai mạng LTE (4G) 31
2.2 Cấu trúc mạng 33
2.2.1 Mạng lõi 36
2.2.2 Mạng truy cập 38
2.2.3 Đường giao tiếp giữa mạng lõi với mạng truy cập vô tuyến 39
2.2.4 Đường giao tiếp với cơ sở dữ liệu người dùng 41
2.2.5 Cấu trúc chuyển vùng Roaming 42
2.2.6 Kết nối với các mạng khác 42
2.3 Kiến trúc giao thức 43
2.3.1 Mặt phẳng người dùng 43
2.3.2 Mặt phẳng điều khiển 44
2.4 Các kênh sử dụng trong E-UTRAN 47
2.4.1 Kênh vật lý : các kênh vật lý sử dụng cho dữ liệu người dùng bao gồm : 47
2.4.2 Kênh logic : được định nghĩa bởi thông tin nó mang bao gồm: 47
2.4.3 Kênh vận chuyển: bao gồm các kênh sau 48
2.5 Truyền dữ liệu hướng xuống 48
2.5.1 Nguyên tắc cơ bản của OFDM 48
2.5.2 Giải điều chế OFDM 51
2.5.3 Thực hiện OFDM sử dụng xử lý IFFT/FFT 52
2.5.4 Chèn cyclic prefix 54
2.5.5 Mô hình miền thời gian của truyền OFDM 56
2.5.6 Sự ước lượng kênh và những symbol tham chiếu. 56
2.5.7 Tính đa dạng tần số với OFDM: điều quan trọng của mã kênh 58
2.5.8 Lựa chọn những thông số cơ bản của OFDM 59
2.5.8.1 Khoảng cách sóng mang con OFDM 59
2.5.8.2 Số sóng mang con 60
2.5.8.3 Chiều dài cyclic prefix 61
2.5.9 Sự biến đổi công suất truyền tức thời 62
2.5.10 OFDM như là kế hoạch đa truy nhập và ghép kênh 62
2.5.11 Truyền broadcast/multicast đa cell và OFDM 63
2.6 Truyền dữ liệu hướng lên 66
2.7 MIMO 67
2.7.1 Cơ bản về MIMO LTE 68
2.7.2 SU-MIMO (Single user MIMO) 68
2.7.3 MU-MIMO 69
2.7.4 Ghép kênh không gian 70
2.8 MIMO-OFDM 71
2.9 Một số đặc tính của kênh truyền 73
2.9.1 Trải trễ đa đường 73
2.9.2 Các loại Fading 74
3.2.5 MCMC CDMA .86
3.2.5.1 Hệ thống Multicarrier CDMA .86
3.2.5.2 Hệ thống Multicode CDMA 90
2.9.3 Dịch tần Dopple 74
2.7.4 Ghép kênh không gian 76
CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN MẠNG DI ĐỘNG 4G LTE ADVANCE 82
3.1 Tổng quan 82
3.2 Những công nghệ thành phần đề xuất cho LTE-Advance 83
3.2.1 Truyền dẫn băng rộng hơn và chia sẻ phổ tần 83
3.2.2 Giải pháp đa anten 84
3.2.3 Truyền dẫn đa điểm phối hợp 84
3.2.4 Các bộ lặp và các bộ chuyển tiếp 85
3.2.5 MCMC CDMA 86
3.2.5.1 Hệ thống Multicarrier CDMA 86
3.2.5.2 Hệ thống Multicode CDMA 89
3.2.5.3 Hệ thống MCMC CDMA 93
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
4.1. Kết luận
4.2. Hướng phát triển đề tài 98
Phần C: PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO