saigonpho55
New Member
Download miễn phí Đồ án Các công nghệ di động sau 3G
Mục lục
Lời nói đầu 1
Chương 1: Sự phát triển từ 2G qua 3G lên 4G 3
1.1. Nửa đầu thập kỷ 1990: Viễn thông chủ yếu là thoại 3
1.2. Từ 1995 đến 2000: sự cất cánh của viễn thông di động và Internet 3
1.3. Từ 2000 đến 2005: Dot Com suy sụp, xuất hiện Web 2.0 và Mobile Internet 4
1.4. Từ 2005 đến nay: thoại di động phủ sóng toàn cầu, VoIP và Mobile
Broadband bắt đầu phổ biến 6
1.5. Tương lai – Nhu cầu đối với các hệ thống Sau 3G 7
1.6. Tất cả các hệ thống này đều dựa trên IP 10
Chương 2: Tổng quan các kiến trúc Sau 3G
– Các hệ thống UMTS, HSPA, và HSPA+ 13
2.1. Tổng quan 13
2.2. UMTS 14
2.2.1. Giới thiệu 14
2.2.2. Kiến trúc mạng 14
2.2.3. Giao tiếp vô tuyến và mạng truy nhập vô tuyến 22
2.3. HSPA (HSDPA và HSUPA) 33
2.3.1. Các kênh dùng chung (shared channel) 33
2.3.2. Đa mã trải 34
2.3.3. Điều chế cấp cao hơn 35
2.3.4. Sắp đặt lịch truyền, điều chế và mã hóa, HARQ 36
2.3.5. Cập nhật và chuyển giao cell 37
2.3.6. HSUPA 38
2.4. HSPA+ và những cải tiến khác: Cạnh tranh với LTE 40
2.4.1. Điều chế cấp cao hơn nữa 40
2.4.2. MIMO 41
2.4.3. Khả năng truyền gói liên tục (Continuos Packet Connectivity) 41
2.4.4. Các trạng thái Enhanced Cell-FACH, Enhanced Cell/URA-PCH 44
2.4.5. Cải tiến mạng vô tuyến: Một đường hầm duy nhất (One-tunnel) 46
2.4.6. Cạnh tranh với LTE ở dải tần 5 MHz 47
Chương 3: LTE và LTE-Advanced 48
3.1. Giới thiệu 48
3.2. Kiến trúc mạng 49
3.2.1. Các trạm cơ sở cải tiến 49
3.2.2. Đường giao tiếp giữa mạng lõi với mạng truy nhập vô tuyến 50
3.2.3. Gateway nối với Internet 51
3.2.4. Đường giao tiếp với cơ sở dữ liệu người dùng 52
3.2.5. Chuyển qua chuyển lại giữa những công nghệ vô tuyến khác nhau 52
3.2.6. Thuật ngữ “thiết lập cuộc gọi gói” trở thành lịch sử 52
3.3. Air Interface và mạng vô tuyến của LTE 53
3.3.1. Truyền dữ liệu hướng xuống 53
3.3.2. Truyền dữ liệu hướng lên 55
3.3.3. Các thông số vật lý 56
3.3.4. Từ khe đến khung 57
3.3.5. Các ký hiệu tham chiếu và các kênh truyền 58
3.3.6. Hướng xuống: Kênh quảng bá 59
3.3.7. Hướng xuống: Kênh nhắn tin 60
3.3.8. Hướng xuống và hướng lên: Các kênh truyền tải và kênh điều khiển
dành riêng, và việc ánh xạ chúng vào kênh vật lý dùng chung 60
3.3.9. Hướng xuống: Các kênh điều khiển ở tầng vật lý 60
3.3.10: Hướng lên: Các kênh điều khiển ở tầng vật lý 61
3.3.11. Cấp phát lịch truyền linh động và cấp phát lịch truyền lâu dài 61
3.3.12. Truyền MIMO trong LTE 62
3.3.13. Tính toán thông suất LTE 63
3.3.14. Kiểm soát tài nguyên vô tuyến 64
3.3.15. Trạng thái tích cực RRC 65
3.3.16. Trạng thái rỗi RRC 65
3.3.17. Xử lý các gói dữ liệu ở eNodeB 66
3.4. Các thủ tục báo hiệu cơ bản 67
3.4.1. Tìm kiếm mạng và quảng bá các thông tin hệ thống 68
3.4.2. Liên hệ ban đầu với mạng 68
3.4.3. Xác minh thuê bao (authentication) 68
3.4.4. Yêu cầu cấp phát một địa chỉ IP 69
3.5. Tổng kết và so sánh với HSPA 69
3.6. LTE-Advanced 70
Chương 4: WiMAX (IEEE 802.16) 71
4.1. Giới thiệu 72
4.2. Kiến trúc mạng 72
4.2.1. Các mạng nhỏ dành cho khách hàng cố định 72
4.2.2. Các mạng từ vừa tới lớn và tính di động 72
4.2.3. ASN-GW 74
4.2.4. Xác minh và mã hóa 74
4.2.5. Cấp phát địa chỉ IP cho máy khách và các kênh R6 76
4.2.6. Quản lý tính di động ở tầm vi mô 76
4.2.7. Quản lý tính di động ở tầm vĩ mô 77
4.3. Giao tiếp vô tuyến và mạng vô tuyến của WiMAX cố định 802.16d 78
4.4. Giao tiếp và mạng vô tuyến của WiMAX di động 80
4.4.1. OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 81
4.4.2. Truyền MIMO trong WiMAX 82
4.4.3. Các hệ thống ăng-ten thích nghi (AAS) 82
4.4.4. Các thủ tục chuyển giao 83
4.4.5. Chế độ tiết kiệm điện năng và chế độ ngủ 84
4.4.6. Chế độ rỗi 84
4.5. Các thủ tục báo hiệu cơ bản 85
4.6. Tổng kết và so sánh với HSPA và LTE 86
4.7. Các công nghệ này cạnh tranh lành mạnh 87
Danh mục các từ viết tắt 88
Tài liệu tham khảo 91
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
liệu hay không. Lý dothứ hai để sử dụng lại khái niệm kênh dành riêng là, khái niệm chuyển giao mềm đặc biệt giá trị
đối với hướng lên, bởi vì công suất phát của các UE có giới hạn thôi. Trong chuẩn, mỗi kênh
dành riêng hướng lên được gọi là một Enhanced-DCH hay E-DCH.
Các kênh dành riêng hướng lên theo chuẩn UMTS thì được RNC kiểm soát, và các mã trải
dành cho chúng chỉ có thể được thay đổi để đạt đến những tốc độ truyền tối đa là 64, 128, hay
384 Kbit/s. Vì RNC quản lý các kênh truyền hướng lên nên các tham số truyền tải chỉ được thay
đổi rất chậm, ví dụ như, định kỳ vài giây RNC mới kiểm tra để phát hiện xem đường truyền có
quá lớn hay quá nhỏ cho tải đang được truyền hay không, hay điều kiện tín hiệu có thay đổi
đáng kể hay không. Với khái niệm E-DCH trong HSUPA, trách nhiệm quản lý kênh truyền vô
tuyến được chuyển từ RNC sang trạm cơ sở theo cách tương tự như đối với HSDPA vậy. Trạm
cơ sở kiểm soát việc sắp đặt lịch truyền tổng thể của tất cả các kênh truyền hướng lên E-DCH
bằng cách cấp phát dải thông cho tất cả các thiết bị E-DCH đang tích cực. Thông tin cấp phát dải
thông được truyền theo chiều hướng xuống thông qua một kênh điều khiển dùng chung mới, gọi
là E-AGCH (Enhanced Absolute Grant Channel). Thông tin cấp phát dải thông này được dịch ra
thành lượng công suất phát tối đa mà mỗi UE được phép dùng. Bằng cách này, tất cả các UE vẫn
có thể truyền dữ liệu của chúng đến trạm cơ sở cùng một lúc trong khi tốc độ truyền tối đa của
chúng có thể nhanh chóng được điều chỉnh khi cần thiết. Việc giữ lại khái niệm kênh dành riêng,
và vì thế cho phép tất cả các UE truyền cùng một lúc, có một lợi ích nữa là thời gian trì hoãn gói
Các công nghệ di động Sau 3G 39
Sinh viên thực hiện: Phạm Hoàng Dũng – Đ06VTK1
ngắn hơn so với giải pháp mà tất cả các UE phải đợi đến khe thời gian của chúng mới được
truyền. Trạm cơ sở cũng có thể dùng thêm một kênh thông tin cấp phát thứ hai, gọi là E-RGCH
(Enhanced Relative Grant Channel), để tăng hay giảm nhanh công suất phát của các UE từng
bước một. Kênh này cho phép mỗi trạm cơ sở có liên quan trong một cuộc chuyển giao mềm E-
DCH giảm công suất phát sóng của một UE nếu việc phát sóng này gây ra quá nhiều trở ngại cho
việc liên lạc với các thiết bị khác.
Khái niệm HARQ, vốn được giới thiệu lần đầu trong HSDPA, cũng được dùng với HSUPA
trong việc truyền hướng lên. Thế có nghĩa là trạm cơ sở phải lập tức báo với UE sau mỗi khung
dữ liệu nó nhận được từ UE, nhờ vậy những khung truyền hỏng có thể nhanh chóng được truyền
lại. Vì mục đích này, một kênh dành riêng hướng xuống bổ sung được tạo ra, đó là kênh E-HICH
(Enhanced HARQ Information Channel). Mỗi thiết bị HSUPA khi ở trạng thái Cell-DCH đều
nhận được kênh E-HICH của riêng nó. Nếu một kênh truyền E-DCH ở trạng thái chuyển giao
mềm, mỗi trạm cơ sở tham gia vào việc chuyển giao đó sẽ gửi cho UE thông tin báo nhận của
riêng nó đối với mỗi khung dữ liệu được truyền. Nếu chỉ có một báo nhận là positive, tức đã
nhận được khung đó, cuộc truyền cũng được xem là thành công, và quá trình HARQ chuyển
sang khung kế tiếp.
Tuy với HSDPA, cơ quan 3GPP đã quyết định giới thiệu cách điều chế mới 16-QAM
cho hướng xuống nhằm tăng gia tốc độ truyền, nhưng họ cũng thấy (qua mô phỏng) rằng cách đó
có lẽ không có tác dụng mấy đối với các cuộc truyền hướng lên. Truyền hướng lên thường bị hạn
chế công suất, tức là không thể dùng một cách điều chế cấp cao hơn bởi vì nhịp độ lỗi sẽ
trở nên quá cao. Thay vì vậy, trong HSUPA họ đã quyết định đưa ra giải pháp truyền đa mã
(multicode transmission) trong một kênh dành riêng duy nhất để cho phép UE tách dữ liệu của
nó ra thành vài kênh mã rồi truyền đi đồng thời. Khái niệm này tương tự như khái niệm dùng
đồng thời vài kênh (dùng chung) ở hướng xuống để làm tăng tốc độ truyền vậy. Những thiết bị
thuộc category cao nhất được qui định hiện nay có thể dùng từ hai mã trải với độ dài là 2 đến hai
mã trải với độ dài là 4. Về lý thuyết, tốc độ truyền hướng lên có thể đạt tới 2 Mbit/s. Trong thực
tế, tốc độ truyền thấp hơn, vì những lý do tương tự như đã mô tả ở trên với HSDPA.
Hình 2.12: Các kênh dành cho một đường truyền kết hợp HSDPA và HSUPA hướng xuống.
Các công nghệ di động Sau 3G 40
Sinh viên thực hiện: Phạm Hoàng Dũng – Đ06VTK1
Các hình 2.12 và 2.13 cho thấy các kênh được dùng ở hướng lên và hướng xuống dành cho
một UE hậu thuẫn cả HSDPA và HSUPA trong trường hợp phức tạp nhất, khi một cuộc gọi thoại
đang diễn ra song song với việc truyền dữ liệu. Trong thực tế, việc mã hóa và giải mã nhiều kênh
như vậy cùng một lúc là rất khắt khe, và chỉ có thể được thực hiện bởi năng lực xử lý đang gia
tăng không ngừng của các chipset của các UE. Hơn nữa, các cuộc khảo sát cho thấy rằng những
kiểu thực hiện mạng HSPA đầu tiên đã phải quay lại với giải pháp dùng kênh dành riêng mặc
định dành cho đường truyền chuyển gói những khi xảy ra một cuộc gọi thoại song song.
Hình 2.13: Các kênh dành cho một đường truyền kết hợp HSDPA và HSUPA hướng lên.
2.4. HSPA+ và những cải tiến khác: Cạnh tranh với LTE
Việc tìm cách cải tiến UMTS và làm cho nó nhanh hơn, sử dụng điện năng hiệu quả cao hơn,
và cho phép nhiều thiết bị hơn sử dụng đồng thời một cell (ví dụ như, cho VoIP) đã không kết
thúc với HSPA. Ví dụ, ở các Release 7 (cuối năm 2007) và Release 8 (cuối năm 2008) của chuẩn
3GPP, đã có nhiều sáng kiến cải tiến thêm. Những cải tiến trong giao tiếp vô tuyến của hệ thống
HSPA được gọi là chuẩn HSPA+. Ngoài ra, kiến trúc mạng cũng được “đại tu” lại để trở nên
hiệu quả hơn, với một chức năng gọi là “one-tunnel”. Mục này sẽ xem xét tổng quát những cải
tiến này, nhiều cái trong số đó có nhiều khả năng sẽ được đưa vào các mạng trong vài năm nữa
thôi.
2.4.1. Điều chế cấp cao hơn nữa
Một trong các thông số chủ chốt của một hệ thống không dây thường được viện dẫn trong các
bài báo là tốc độ truyền tối đa. Cho đến nay, HSPA sử dụng các cách điều chế QPSK và
16-QAM để đạt đến những tốc độ truyền (về lý thuyết) lên tới 14.4 Mbit/s ở hướng xuống, còn
trong thực tế là 2–5 Mbit/s trong những điều kiện truyền tốt. Để tăng hơn nữa tốc độ truyền,
Release 7 của 3GPP đề xuất dùng cách điều chế 64-QAM ở hướng xuống, tức mỗi bước
Các công nghệ di động Sau 3G 41
Sinh viên thực hiện: Phạm Hoàng Dũng – Đ06VTK1
truyền đi 6 chip so với 4 chip của 16-QAM. Trong thực tế, người ta hy vọng rằng việc đưa vào
cách điều chế 64-QAM sẽ giúp người dùng ở gần trung tâm của cell có thêm 30% thông
suất. Tuy nhiên, hầu hết người dùng sẽ không dùng được cách 64-QAM, bởi vì khi đó tỉ
lệ tín hiệu trên nhiễu của họ sẽ rất thấp. Tuy nhiên khi thông suất tổng thể trong cell tăng lên,
những người dùng này cũng sẽ hưởng lợi từ việc dùng cách điều chế ấy, bởi vì cell sẽ có
...