Đồ Án Tìm hiểu thế hệ di động 4G

MỤC LỤC:
LỜI NÓI ĐẦU 3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 4
Chương 1: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂU CỦA MẠNG DI ĐỘNG 9
1.1. GIỚI THIỆU 9
1.2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG DI ĐỘNG 9
1.2.1 Thế hệ di động thứ nhất (1G). 9
1.2.2. Thế hệ di động thứ hai (2G). 10
1.2.3. Thế hệ di động thứ ba (3G) 11
1.2.3. Thế hệ di động tiền 4G - LTE (3.9G) 12
1.2.3. Thế hệ thứ 4 (4G) 15
Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ OFDMA VÀ SC-FDMA 17
2.1. GIỚI THIỆU 17
2.1.1. OFDMA là gì?. 17
2.1.2. Đặc điểm cúa OFDMA. 19
2.1.3. Truyền dữ liệu hướng xuống của OFDMA: 21
2.1.4. Truyền dữ liệu hướng lên OFDMA 23
2.2 SC-FDMA 24
2.2.1. Giới thiệu chung về SC-FDMA. 24
2.1.2. Đặc điểm SC-FDMA. 25
2.1.3. Truyền dữ liệu hướng lên: 27
2.3. So sánh OFDMA và SC-FDMA. 29
CHƯƠNG 3: TỔNG QUANG VỀ LTE (Long Term Evolution – Advanded) 31
3.1. GIỚI THIỆU 31
3.2. YÊU CẦU THIẾT KẾ LTE - ADVANCED 31
3.2.1. Các thông số chính của LTE-Advanced yêu cầu: 31
3.2.2. Kiến trúc mạng của LTE-Advanced: (bao gồm mạng truy nhập E-UTRAN & mạng lõi EPC) 32
3.3. CÁC KỸ THUẬT NỔI BẬT DÙNG TRONG LTE-Advanced: 36
3.3.1. Giới thiệu về OFDMA 36
3.3.2. Giới thiệu về SC-FDMA 36
3.3.3. Giới thiệu MIMO tiên tiến. 37
3.3.4. Kỹ thuật kết tập sóng mang (Carrier Aggregation ) 37
3.3.5. Giới thiệu về kỹ thuật truyền dẫn nhiều anten: 38
3.3.6. Phối hợp truyền nhận đa điểm: 39
Chương 4: TỔNG QUAN VỀ Wireless MAN ADVANCED 41
4.1. GIỚI THIỆU Wireless MAN Advanced. 41
4.2. SƠ ĐỒ KHỐI CHUẨN WiMAX 2.0 (IEEE 802.16m) 42
4.2.1. Mô hình hệ thống. 42
4.2.2. Cấu trúc giao diện và cấu hình IEEE 802.16m 44
4.2.3 Lớp PHY của IEEE 802.16m 52
4.2.4 Lớp MAC của IEEE 802.16m 57
4.3 CÁC KỸ THUẬT ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG CHUẨN WIMAX 2.0 59
4.3.1 KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ OFDMA SỬ DỤNG TRONG WIMAX 59
4.3.2 Kiến trúc WiMAX 2. 60
CHƯƠNG 5: SO SÁNH LTE Advanced và Wireless MAN Advanced. 63
KẾT LUẬN: 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO: 66
LỜI NÓI ĐẦUCông nghệ LTE và Wireless MAN Advanced đang được nghiên cứu và phát triển rộng rãi trên thế giới, cung cấp cho người dùng tốc độ truy cập dữ liệu nhanh lên đến hàng trăm Mb/s thậm chí đạt 1Gb/s, cho phép phát triển thêm nhiều dịch vụ truy cập sóng vô tuyến mới dựa trên nền tảng hoàn toàn IP Việt Nam là nước ứng dụng công nghệ nên trước khi triển khai công nghệ LTE vào Việt Nam cần phải nghiên cứu về các khía cạnh kỹ thuật, công nghệ của công nghệ LTE cùng với Wireless MAN Advanced và đưa tìm ra điểm mạnh của từng công nghệ sẽ triển khai tại Việt Nam.
Vì vậy mục đích nghiên cứu của tiểu luận là để tìm ra được trong những công nghệ 4G hiện nay thì công nghệ nào đang là công nghệ có những điểm mạnh hơn. Từ đó cơ định hướng để nghiên cứu xâu hơn trong quá trình học tập và làm việc trong tương lai.
Kết cấu của bài tiểu luận:
Chương 1: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG DI ĐỘNG
Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ OFDMA VÀ SC-FDMA
Chương 3: TỔNG QUANG VỀ LTE (Long Term Evolution – Advanded)
Chương 4: TỔNG QUAN VỀ Wireless MAN Advanced
Chương 5: SO SÁNH LTE Advanced và Wireless MAN Advanced

CHƯƠNG 5: SO SÁNH LTE Advanced và Wireless MAN Advanced· Giống nhau:
Về công nghệ, LTE và Wireless MAN Advanced có nhiều điểm tương đồng. Cả hai công nghệ đều dựa trên nền tảng IP. Cả hai đều dùng kỹ thuật MIMO để cải thiện chất lượng truyền/nhận tín hiệu, đường xuống từ trạm thu phát đến thiết bị đầu cuối đều được tăng tốc bằng kỹ thuật OFDM hỗ trợ truyền tải dữ liệu đa phương tiện và video. Theo lý thuyết, chuẩn Wireless MAN Advanced hiện tại (802.16m) cho tốc độ tải xuống tối đa là 300Mbps, còn LTE dự kiến có thể cho tốc độ đến 300Mbps. Tuy nhiên, khi LTE được triển khai ra thị trường có thể Wireless MAN Advanced cũng sẽ được nâng cấp lên chuẩn 802.16m (còn được gọi là WiMax 2.0) có tốc độ tương đương hoặc cao hơn.
Cả hai công nghệ đều sử dụng hai chế độ song công là song công phân chia theo thời gian TDD (Time Division Duplexing) và song công phân chia theo tần số (Frequency Division Duplexing). FDD cần có 2 kênh, một đường lên, một đường xuống. Với TDD chỉ cần 1 kênh tần số, lưu lượng đường lên và đường xuống được phân chia theo các khe thời gian.
· Khác nhau:
[TABLE="width: 595, align: center"]
[TR]
[TD]STT
[/TD]
[TD]WirelessMan_Advanced (4G)
[/TD]
[TD]LTE-Advanced (4G)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]1.
[/TD]
[TD]Tính tương thích ngược với các hệ thống cũ 802.16e
[/TD]
[TD]Tương thích với thế hệ trước là LTE 3.9G
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]2.
[/TD]
[TD]Tốc độ lến đến 300 Mbs
[/TD]
[TD]LTE hỗ trợ đề xuất tới:
326 Mbps với 4×4 MIMO và
172 Mbps với 2×2 MIMO
trong băng thông 20 MHz
LTE-Advanced có thể hổ trợ tốc độ gấp 40 lần mạng 3G.
Và cấu hình anten với 8 x 8 ở đường lên and 4 x 4 ở đường xuống
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]3.
[/TD]
[TD]Mức phủ sóng: WIMAX che
phủ trong bán kính 50km với truy cập vô tuyến
[/TD]
[TD]Mức phủ sóng:
Với công suất tối đa thì đạt được 5km. Có thể tối ưu hóa và triển khai trong điều kiện mạng cục bộ hoặc micro-cell.
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]4.
[/TD]
[TD]Tính di động: có thể lên tới 350km/h
[/TD]
[TD]Tính di động: 350km/h thập chi 500km/h. Hiệu suất hệ thống sẽ tăng thêm từ 0-10km nữa.
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]5.
[/TD]
[TD]Hỗ trợ băng thông có độ rộng 5MHz, 10MHz, 20MHz và 40MHz (tùy chọn) với một tập hợp đa sóng mang lên đến 100MHz.
[/TD]
[TD]Hỗ trợ băng thông (đường xuống/ đường lên):
40MHz/100MHz
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]7.
[/TD]
[TD]Tốc độ dữ liệu đỉnh :
Đường xuống : 300 Mbps
Đường lên: 100 Mbps
[/TD]
[TD]Tốc độ dữ liệu đỉnh :
Đường xuống: 1 Gbps
Đường lên: 500 Mbps
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]8.
[/TD]
[TD]Thời gian chờ : từ trạng thái rỗi đến kết nối là:
[/TD]
[TD]Thời gian chờ : từ trạng thái rỗi đến kết nối là nhỏ hơn: 50ms
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]9.
[/TD]
[TD]Hỗ trợ tới 100 người dung VoIP đồng thời
[/TD]
[TD]Hỗ trợ ít nhất 300 người dùng đang hoạt động không có DRX (Thu không liên tục) trong băng thông 5MHz
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]10.
[/TD]
[TD]WiMAX 2 có độ trễ khá thấp
[/TD]
[TD]Khả năng mở rộng băng thông: Từ 20-100MHz.
Trễ thiết lập kết nối < 50ms
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
Bảng 5.1. So sánh LTE và Wireless MAN Advanced
KẾT LUẬN:Đề tài đã trình bày khái quát về lịch sử phát triển các thế hệ di động 1G, 2G, 3G và 4G. Với hai công nghệ nổi bật của thế hệ di động thứ 4 là: LTE Advanced và Wireless MAN Advanced. Nhờ sự phát triển của các kỹ thuật điều chế được cải tiền như: OFDMA và SC-FDMA và sự dịch chuyển từ công nghệ chuyển mạch kênh sang chuyển mạch gói. Đã tạo ra sự thay đổi lớn về khả năng truyền dữ liệu tới các thiết bị di dộng ngày nay, giúp người sử dụng được trải nhiệm những dịch vụ với tốc độ cao lên đến hàng 1Gbps.
Với khả năng sử dụng cả điều chế OFDMA cho và SC-FDMA thì LTE Advanced đang cho thấy được ưu thế của mình trước Wireless MAN Advaced về khả năng phát triển trong tương lai khi đã có sẵn nền tẳng phát triển từ thế hệ 3G cùng khả năng mở rộng hệ thống trong tương lai.
Tại Việt Nam công nghệ di động 4G đã được cho phép thử nghiệm vào năm 2012 cho các doanh nghiệp viễn thông là: VNPT, FPT, Viettel, CMC và VTC. Với lộ trình cấp phép kinh doanh mạng di động 4G của Bộ Truyền Thông và Thông Tin trong thời gian tới sẽ hứa hẹn một bước phát triển mới của viễn thông Việt Nam.