Download miễn phí Đề tài Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4G LTE
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 nhƣ 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 ngƣời 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 trƣờng viễn thông càng mở rộng càng thể hiện rõ những hạn chế
về dung lƣợng 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 nhƣ WCDMA
hay HSPA là một tất yếu để có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu truy cập dữ liệu, âm
thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng thông rộng của ngƣời sử dụng.
Mặc dù các hệ thống thông tin di động thế hệ 2.5G hay 3G vẫn đang phát triển
không ngừng nhƣng các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới đã bắt đầu tiến
hành triển khai thử nghiệm một chuẩn di động thế hệ mới có rất nhiều tiềm năng và
có thể sẽ trở thành chuẩn di động 4G trong tƣơng lai, đó là LTE (Long Term
Evolution). Các cuộc thử nghiệm và trình diễn này đã chứng tỏ năng lực tuyệt vời
của công nghệ LTE và khả năng thƣơng mại hóa LTE đã đến rất gần.
Trƣớc đây, muốn truy cập dữ liệu, phải cần có 1 đƣờng dây cố định để kết nối.
Trong tƣơng lai không xa với LTE, có thể truy cập tất cả các dịch vụ mọi lúc mọi
nơi trong khi vẫn di chuyển: xem phim chất lƣợng 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”.
Đó chính là sự khác biệt giữa mạng di động thế hệ thứ 3 (3G) và mạng di động thế
hệ thứ tƣ (4G). Tuy vẫn còn khá mới mẻ nhƣng mạng di động băng rộng 4G đang
đƣợc kỳ vọng sẽ tạo ra nhiều thay đổi khác biệt so với những mạng di động hiện
nay. Chính vì vậy, em đã lựa chọn làm đồ án tốt nghiệp về đề tài “Nghiên cứu hệ
thống thông tin di động tiền 4G LTE (Long Term Evolution)”.
Đồ án đi vào tìm hiểu tổng quan về công nghệ LTE cũng nhƣ là những kỹ
thuật và thành phần đƣợc sử dụng trong công nghệ này để có thể hiểu rõ thêm về
những tiềm năng hấp dẫn mà công nghệ này sẽ mang lại và tình hình triển khai công
nghệ này trên thế giới và tại VIỆT NAM .
LỜI NÓI ĐẦU . 5
MỤC LỤC 7
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT. 11
DANH MỤC HÌNH VẼ . 18
DANH MỤC BẢNG BIỂU . 21
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG &
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE . 22
1.1. Tổng quan về hệ thống thông tin di động . 22
1.1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất ( 1G) . 22
1.1.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ( 2G) . 23
1.1.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 ( 3G) . 25
1.2. Giới thiệu về công nghệ LTE . 27
CHƯƠNG 2 – KIẾN TRÚC MẠNG VÀ GIAO THỨC . 30
2.1. Kiến trúc mạng LTE . 30
2.1.1. Tổng quan về cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống. 31
2.1.2. Thiết bị ngƯời dùng ( UE) . 32
2.1.3. E-UTRAN nodeB (eNodeB) . 33
2.1.4. Thực thể quản lý tính di động (MME) . 34
2.1.5. Cổng phục vụ ( S-GW) . 36
2.1.6. Cổng mạng dữ liệu gói( P-GW) . 38
2.1.7. Chức năng chính sách và tính cƯớc tài nguyên ( PCRF) . 40
2.1.8. Máy chủ thuê bao thƯờng trú (HSS) . 41
2.2. Các giao diện và giao thức trong cấu hình kiến trúc cơ bản của hệ thống
2.3. QoS và kiến trúc dịch vụ mang chuyển . 45
2.4. Giao thức trạng thái và chuyển tiếp trạng thái . 46
2.5. Hỗ trợ tính di động liên tục . 47
2.6. Kiến trúc hệ thống phát quảng bá đa điểm . 50
CHƯƠNG 3 - TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE . 54
3.1. Các chế độ truy nhập vô tuyến . 54
3.2. Băng tần truyền dẫn . 54
3.3. Các băng tần đƯợc hỗ trợ . 55
3.4. Kỹ thuật đa truy nhập cho đƯờng xuống OFDMA . 56
3.4.1. OFDM . 56
3.4.2. Các tham số OFDMA . 58
3.4.3. Truyền dẫn dữ liệu hƯớng xuống . 61
3.5. Kỹ thuật đa truy nhập đƯờng lên LTE SC-FDMA . 63
3.5.1. SC-FDMA . 63
3.5.2. Các tham số SC-FDMA . 64
3.5.3. Truyền dẫn dữ liệu hƯớng lên . 66
3.5.4. So sánh OFDMA và SC-FDMA . 67
3.6. Tổng quan về kỹ thuật đa ăng ten MIMO . 69
3.6.1. Đơn đầu vào Đơn đầu ra (SISO) . 70
3.6.2. Đơn đầu vào đa đầu ra (SIMO) . 70
3.6.3. Đa đầu vào đơn đầu ra (MISO) . 70
3.6.4. Đa đầu vào đa đầu ra (MIMO) . 70
3.6.5. Kế hoạch LTE đa ăng ten . 72
3.6.5.1. Chế độ truyền dẫn đa ăng ten đường xuống LTE . 73
3.6.5.2. Chế độ đa ăng ten hướng lên LTE . 75
CHƯƠNG 4 - LỚP VẬT LÝ LTE . 76
4.1. Các kênh truyền tải và ánh xạ của chúng tới các kênh vật lý . 76
4.2. Điều chế . 77
4.3. Truyền tải dữ liệu ngƯời sử dụng hƯớng lên . 78
4.4. Truyền dẫn dữ liệu ngƯời dùng hƯớng xuống . 83
4.5. Truyền dẫn tín hiệu lớp vật lý hƯớng lên . 87
4.5.1. Kênh điều khiển đƯờng lên vật lý ( PUCCH) . 88
4.5.2. Cấu hình PUCCH . 89
4.5.3. Báo hiệu điều khiển trên PUSCH . 89
4.6. Cấu trúc PRACH (Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý) . 92
4.7. Truyền dẫn báo hiệu lớp vật lý hƯớng xuống . 93
4.7.1. Kênh chỉ thị định dạng điều khiển vật lý (PCFICH) . 93
4.7.2. Kênh điều khiển hƯớng xuống vật lý ( PCDCH) . 94
4.7.3. Kênh chỉ thị HARQ vật lý ( PHICH) . 95
4.7.4. Các chế độ truyền dẫn hƯớng xuống . 95
4.7.5. Kênh quảng bá vật lý ( PBCH) . 96
4.7.6. Tín hiệu đồng bộ . 97
4.8. Các thủ tục lớp vật lý . 98
4.8.1. Thủ tục HARQ . 98
4.8.2. Ứng trƯớc định thời . 99
4.8.3. Điều khiển công suất . 100
4.8.4. Nhắn tin . 101
4.8.5. Thủ tục báo cáo phản hồi kênh . 101
4.8.6. Hoạt động chế độ bán song công . 102
4.8.7. Các lớp khả năng của UE và các đặc điểm đƯợc hỗ trợ . 102
4.9. Đo lƯờng lớp vật lý. 103
4.9.1. Đo lƯờng eNodeB . 103
4.9.2. Đo lƯờng UE . 104
4.10. Cấu hình tham số lớp vật lý . 104
CHƯƠNG 5 – CÁC THỦ TỤC TRUY NHẬP . 106
5.1. Thủ tục dò tìm ô . 106
5.1.1. Các bƯớc của thủ tục dò tìm ô . 106
5.1.2. Cấu trúc thời gian/tần số của tín hiệu đồng bộ . 108
5.1.3. Dò tìm ban đầu và dò tìm ô lân cận . 109
5.2. Truy nhập ngẫu nhiên . 110
5.2.1. BƯớc 1 : Truyền dẫn phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên . 111
5.2.2. BƯớc 2 : Đáp ứng truy nhập ngẫu nhiên . 115
5.2.3. BƯớc 3: Nhận dạng thiết bị đầu cuối . 116
5.2.4. BƯớc 4: Giải quyết tranh chấp . 117
CHƯƠNG 6 – TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ
TẠI VIỆT NAM . 118
6.1. Triển khai LTE trên thế giới . 118
6.2. Triển khai LTE tại VIỆT NAM . 122
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI . 124
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN . 125
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT . 125
LỜI CẢM ƠN . 126
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 127
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
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 nhƣ 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 ngƣời 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 trƣờng viễn thông càng mở rộng càng thể hiện rõ những hạn chế
về dung lƣợng 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 nhƣ WCDMA
hay HSPA là một tất yếu để có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu truy cập dữ liệu, âm
thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng thông rộng của ngƣời sử dụng.
Mặc dù các hệ thống thông tin di động thế hệ 2.5G hay 3G vẫn đang phát triển
không ngừng nhƣng các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới đã bắt đầu tiến
hành triển khai thử nghiệm một chuẩn di động thế hệ mới có rất nhiều tiềm năng và
có thể sẽ trở thành chuẩn di động 4G trong tƣơng lai, đó là LTE (Long Term
Evolution). Các cuộc thử nghiệm và trình diễn này đã chứng tỏ năng lực tuyệt vời
của công nghệ LTE và khả năng thƣơng mại hóa LTE đã đến rất gần.
Trƣớc đây, muốn truy cập dữ liệu, phải cần có 1 đƣờng dây cố định để kết nối.
Trong tƣơng lai không xa với LTE, có thể truy cập tất cả các dịch vụ mọi lúc mọi
nơi trong khi vẫn di chuyển: xem phim chất lƣợng 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”.
Đó chính là sự khác biệt giữa mạng di động thế hệ thứ 3 (3G) và mạng di động thế
hệ thứ tƣ (4G). Tuy vẫn còn khá mới mẻ nhƣng mạng di động băng rộng 4G đang
đƣợc kỳ vọng sẽ tạo ra nhiều thay đổi khác biệt so với những mạng di động hiện
nay. Chính vì vậy, em đã lựa chọn làm đồ án tốt nghiệp về đề tài “Nghiên cứu hệ
thống thông tin di động tiền 4G LTE (Long Term Evolution)”.
Đồ án đi vào tìm hiểu tổng quan về công nghệ LTE cũng nhƣ là những kỹ
thuật và thành phần đƣợc sử dụng trong công nghệ này để có thể hiểu rõ thêm về
những tiềm năng hấp dẫn mà công nghệ này sẽ mang lại và tình hình triển khai công
nghệ này trên thế giới và tại VIỆT NAM .
LỜI NÓI ĐẦU . 5
MỤC LỤC 7
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT. 11
DANH MỤC HÌNH VẼ . 18
DANH MỤC BẢNG BIỂU . 21
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG &
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE . 22
1.1. Tổng quan về hệ thống thông tin di động . 22
1.1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất ( 1G) . 22
1.1.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai ( 2G) . 23
1.1.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 ( 3G) . 25
1.2. Giới thiệu về công nghệ LTE . 27
CHƯƠNG 2 – KIẾN TRÚC MẠNG VÀ GIAO THỨC . 30
2.1. Kiến trúc mạng LTE . 30
2.1.1. Tổng quan về cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống. 31
2.1.2. Thiết bị ngƯời dùng ( UE) . 32
2.1.3. E-UTRAN nodeB (eNodeB) . 33
2.1.4. Thực thể quản lý tính di động (MME) . 34
2.1.5. Cổng phục vụ ( S-GW) . 36
2.1.6. Cổng mạng dữ liệu gói( P-GW) . 38
2.1.7. Chức năng chính sách và tính cƯớc tài nguyên ( PCRF) . 40
2.1.8. Máy chủ thuê bao thƯờng trú (HSS) . 41
2.2. Các giao diện và giao thức trong cấu hình kiến trúc cơ bản của hệ thống
2.3. QoS và kiến trúc dịch vụ mang chuyển . 45
2.4. Giao thức trạng thái và chuyển tiếp trạng thái . 46
2.5. Hỗ trợ tính di động liên tục . 47
2.6. Kiến trúc hệ thống phát quảng bá đa điểm . 50
CHƯƠNG 3 - TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE . 54
3.1. Các chế độ truy nhập vô tuyến . 54
3.2. Băng tần truyền dẫn . 54
3.3. Các băng tần đƯợc hỗ trợ . 55
3.4. Kỹ thuật đa truy nhập cho đƯờng xuống OFDMA . 56
3.4.1. OFDM . 56
3.4.2. Các tham số OFDMA . 58
3.4.3. Truyền dẫn dữ liệu hƯớng xuống . 61
3.5. Kỹ thuật đa truy nhập đƯờng lên LTE SC-FDMA . 63
3.5.1. SC-FDMA . 63
3.5.2. Các tham số SC-FDMA . 64
3.5.3. Truyền dẫn dữ liệu hƯớng lên . 66
3.5.4. So sánh OFDMA và SC-FDMA . 67
3.6. Tổng quan về kỹ thuật đa ăng ten MIMO . 69
3.6.1. Đơn đầu vào Đơn đầu ra (SISO) . 70
3.6.2. Đơn đầu vào đa đầu ra (SIMO) . 70
3.6.3. Đa đầu vào đơn đầu ra (MISO) . 70
3.6.4. Đa đầu vào đa đầu ra (MIMO) . 70
3.6.5. Kế hoạch LTE đa ăng ten . 72
3.6.5.1. Chế độ truyền dẫn đa ăng ten đường xuống LTE . 73
3.6.5.2. Chế độ đa ăng ten hướng lên LTE . 75
CHƯƠNG 4 - LỚP VẬT LÝ LTE . 76
4.1. Các kênh truyền tải và ánh xạ của chúng tới các kênh vật lý . 76
4.2. Điều chế . 77
4.3. Truyền tải dữ liệu ngƯời sử dụng hƯớng lên . 78
4.4. Truyền dẫn dữ liệu ngƯời dùng hƯớng xuống . 83
4.5. Truyền dẫn tín hiệu lớp vật lý hƯớng lên . 87
4.5.1. Kênh điều khiển đƯờng lên vật lý ( PUCCH) . 88
4.5.2. Cấu hình PUCCH . 89
4.5.3. Báo hiệu điều khiển trên PUSCH . 89
4.6. Cấu trúc PRACH (Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý) . 92
4.7. Truyền dẫn báo hiệu lớp vật lý hƯớng xuống . 93
4.7.1. Kênh chỉ thị định dạng điều khiển vật lý (PCFICH) . 93
4.7.2. Kênh điều khiển hƯớng xuống vật lý ( PCDCH) . 94
4.7.3. Kênh chỉ thị HARQ vật lý ( PHICH) . 95
4.7.4. Các chế độ truyền dẫn hƯớng xuống . 95
4.7.5. Kênh quảng bá vật lý ( PBCH) . 96
4.7.6. Tín hiệu đồng bộ . 97
4.8. Các thủ tục lớp vật lý . 98
4.8.1. Thủ tục HARQ . 98
4.8.2. Ứng trƯớc định thời . 99
4.8.3. Điều khiển công suất . 100
4.8.4. Nhắn tin . 101
4.8.5. Thủ tục báo cáo phản hồi kênh . 101
4.8.6. Hoạt động chế độ bán song công . 102
4.8.7. Các lớp khả năng của UE và các đặc điểm đƯợc hỗ trợ . 102
4.9. Đo lƯờng lớp vật lý. 103
4.9.1. Đo lƯờng eNodeB . 103
4.9.2. Đo lƯờng UE . 104
4.10. Cấu hình tham số lớp vật lý . 104
CHƯƠNG 5 – CÁC THỦ TỤC TRUY NHẬP . 106
5.1. Thủ tục dò tìm ô . 106
5.1.1. Các bƯớc của thủ tục dò tìm ô . 106
5.1.2. Cấu trúc thời gian/tần số của tín hiệu đồng bộ . 108
5.1.3. Dò tìm ban đầu và dò tìm ô lân cận . 109
5.2. Truy nhập ngẫu nhiên . 110
5.2.1. BƯớc 1 : Truyền dẫn phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên . 111
5.2.2. BƯớc 2 : Đáp ứng truy nhập ngẫu nhiên . 115
5.2.3. BƯớc 3: Nhận dạng thiết bị đầu cuối . 116
5.2.4. BƯớc 4: Giải quyết tranh chấp . 117
CHƯƠNG 6 – TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ
TẠI VIỆT NAM . 118
6.1. Triển khai LTE trên thế giới . 118
6.2. Triển khai LTE tại VIỆT NAM . 122
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI . 124
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN . 125
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT . 125
LỜI CẢM ƠN . 126
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 127
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links