- 15 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG & GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ 4G - LTE. - 18 1.1 Tổng quan về hệ thống thông tin di động [8. - 18 1.1.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất (1G. - 18 1.1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai (2G. - 19 1.1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G. - 24 1.2 Ưu điểm của hệ thống thông tin di động 4G LTE. - 43 2.1.1 Đặc điểm hệ thống 4G - LTE. - 38 Hình 1.4: Cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập 3GPP [9. - 40 Hình 1.5: Cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập3GPP và không phải 3GPP [9. - 41 Hình 1.6:Cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập 3GPP và liên mạng với CDMA 2000[9. - 32 Bảng 2.3: So sánh các dịch vụ của 3G và 4G LTE. - 64 Bảng 3.6: So sánh quỹ đường truyền lên của các hệ thống. - 65 Bảng 3.7: So sánh về quỹ đường truyền xuống của các hệ thống. - Sự kiện này được mô tả như là mở màn cho cuộc đua cung cấp dịch vụ 4G tại Việt Nam. - AMPS (Advanced Mobile Phone Sytem – Hệ thống điện thoại di động tiên tiến) được sử dụng ở Mỹ và Úc. - TACS (Total Access Communication Sytem – Hệ thống truyền thông truy nhập toàn phần) được sử dụng ở Anh. - Hình 1.1: Tiến trình phát triển của thông tin di động Hầu hết các hệ thống đều là hệ thống tương tự và dịch vụ truyền chủ yếu là thoại. - Với hệ thống này, cuộc gọi có thể bị nghe trộm bởi bên thứ ba. - 1.1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai (2G) Hệ thống di động thế hệ thứ 2 sử dụng truyền vô tuyến số cho việc truyền tải. - Có 4 chuẩn chính đối với hệ thống 2G: Hệ Thống Thông Tin Di Động Toàn Cầu (GSM) và những dẫn xuất của nó. - GSM đạt được thành công nhất và được sử dụng rộng rãi trong hệ thống 2G. - GSM GSM cơ bản sử dụng băng tần 900MHz. - Sử dụng kỹ thuật đa truy nhập theo thời gian TDMA. - Băng tần 1800MHz có thể được sử dụng ý nghĩa và phổ biến hơn đối với người sử dụng. - GSM mới chỉ cung cấp được các dịch vụ thoại và nhắn tin ngắn, trong khi nhu cầu truy nhập internet và các dịch vụ từ người sử dụng là rất lớn nên GSM phát triển lên 2.5G. - Một khe thời gian có thể sử dụng tốc độ 9.6Kbps hoặc 14.4Kbps. - GPRS (General Packet Radio Service) Dịch vụ vô tuyến gói chung: GPRS là một hệ thống vô tuyến thuộc giai đoạn trung gian, nhưng vẫn là hệ thống 3G nếu xét về mạng lõi. - IS-95 Hệ thống mạng tế bào IS-95A được Qualcomm cho ra mắt vào những năm 1990 sử dụng kỹ thuật truy nhập vô tuyến CDMA. - 1.1.3 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G) Vào năm 1992, ITU công bố chuẩn IMT-2000 (International Mobil Telecommunication - 2000) cho hệ thống 3G với các ưu điểm chính được mong đợi đem lại bởi hệ thống 3G là. - Cung cấp dịch vụ thoại chất lượng cao. - 23 + Các dịch vụ tin nhắn (e-mail, fax, SMS, chat. - Các dịch vụ đa phương tiện (xem phim, xem truyền hình, nghe nhạc. - Sử dụng chung một công nghệ thống nhất, đảm bảo sự tương thích toàn cầu giữa các hệ thống. - Các hệ thống 3G điển hình là. - UMTS hoạt động ở băng thông 5MHz, cho phép các cuộc gọi có thể chuyển giao một cách hoàn hảo giữa các hệ thống UMTS và GSM đã có. - WCDMA sử dụng kênh truyền dẫn 5 MHz để chuyển dữ liệu. - Nó cũng cho phép việc truyền dữ liệu ở tốc độ 384 Kbps trong mạng di động và 2 Mbps trong hệ thống tĩnh. - Kết cấu phân tầng: Hệ thống UMTS dựa trên các dịch vụ được phân tầng, không giống như mạng GSM. - Về mặt lý thuyết, mạng không dây sử dụng công nghệ 4G - LTE sẽ có tốc độ nhanh hơn mạng 3G từ 4 đến 10 lần. - tăng tốc độ dữ liệu (sử dụng MIMO. - 3GPP LTE là hệ thống dùng cho di động tốc độ cao. - Ngoài ra, đây còn là công nghệ hệ thống tích hợp đầu tiên trên thế giới ứng dụng cả chuẩn 3GPP LTE và các chuẩn dịch vụ ứng dụng khác, do đó người sử dụng có thể dễ dàng thực hiện cuộc gọi hoặc truyền dữ liệu giữa các mạng LTE và các mạng GSM/GPRS hoặc UMTS dựa trên WCDMA. - Hệ thống sử dụng băng thông linh hoạt nhờ vào mô hình đa truy cập OFDMA và SC-FDMA. - Thêm vào đó, để cải thiện tốc độ dữ liệu đỉnh, hệ thống LTE sử dụng hai đến bốn lần hệ số phổ Cell so với hệ thống HSPA Release 6. - Người dùng đòi hỏi tốc độ dữ liệu và chất lượng dịch vụ cao hơn - Tối ưu hệ thống chuyển mạch gói. - Cuối năm 2008 các kỹ thuật này được sử dụng trong thương mại. - Mục tiêu của LTE Mục tiêu của LTE là cung cấp một dịch vụ dữ liệu tốc độ cao, độ trễ thấp, các gói dữ liệu được tối ưu, công nghệ vô tuyến hỗ trợ băng thông một cách linh hoạt 29 khi triển khai. - Ngoài viêc cải thiện tốc độ dữ liệu đỉnh hệ thống LTE còn cung cấp hiệu suất phổ cao hơn từ 2 đến 4 lần của hệ thống HSPA phiên bản 6. - Điều này dẫn đến sự linh hoạt sử dụng được hiệu quả băng thông. - Trong 3GPP, cho phép cung cấp các dịch vụ linh hoạt và đơn giản hơn với các mạng di động 3GPP và các mạng cố định. - VoIP sẽ dùng cho dịch vụ thoại. - Mạng LTE có thể hoạt động trong bất cứ dải tần được sử dụng nào của 3GPP. - Dịch vụ của LTE Qua việc kết nối của đường truyền tốc độ rất cao, băng thông linh hoạt, hiệu suất sử dụng phổ cao và giảm thời gian trễ gói, LTE hứa hẹn sẽ cung cấp nhiều dịch vụ đa dạng hơn. - Các dịch vụ quảng bá tivi, Tivi 34 yêu cầu (video/TV on demand) theo đúng yêu cầu dòng video chất lượng cao Nhạc Tải đầy đủ các track và các dịch vụ âm thanh Lưu trữ và tải nhạc chất lượng cao Nội dung tin nhắn Tin nhắn đồng cấp sử dụng ba thành phần cũng như tương tác với các media khác Phân phối tỷ lệ rộng của các video clip, dịch vụ karaoke, video cơ bản quảng cáo di động Mcomerce (thương mại qua điện thoại) Thực hiện các giao dịch và thanh toán qua mạng di động Điện thoại cầm tay như thiết bị thanh toán, với các chi tiết thanh toán qua mạng tốc độ cao để cho phép các giao dịch thực hiện nhanh chóng Mạng dữ liệu di động(mobile data netwoking) Truy cập đến các mạng nội bộ và cơ sở dữ liệu cũng như cách sử dụng của các ứng dụng như CRM. - Gateway dịch vụ (Serving Gateway): Là vị trí kết nối của giao tiếp dữ liệu gói với E-UTRAN. - IMS tạo điều kiện cho các hệ thống mạng khác nhau có thể tương thích với nhau. - IMS hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích cho cả người dùng lẫn nhà cung cấp dịch vụ. - Các nhà khai thác có thể tích hợp dịch vụ này trong mạng của họ. - Các dịch khác không được cung cấp bởi 3GPP và cấu trúc phụ thuộc vào yêu cầu của dịch vụ. - Ở hệ thống di động 4G, đường lên và đường xuống là bất đối xứng. - Việc tính toán quỹ đường truyền và phân tích nhiễu không phụ thuộc vào loại công nghệ sử dụng. - Việc này đảm bảo tính kế thừa và tương thích dịch vụ đối với các công nghệ trước đó. - Ngoài ra sử dụng thêm Google Earth và Mapinfo. - Vì vậy các tính toán định cỡ trong luận văn sẽ sử dụng tần số 2600 MHz. - Nếu có thể cung cấp các dịch vụ khác nhau, thì cần dự báo cho từng loại dịch vụ. - Chẳng hạn nhà khai thác có thể chọn tổ hợp các dịch vụ nào đó gồm chỉ thoại, thoại và dữ liệu hoặc chỉ dữ liệu. - Ngoài ra các dịch vụ dữ liệu cũng có thể được chia thành các dịch vụ và các thiết bị khác nhau. - Dịch vụ số liệu cũng có thể là các dịch vụ đo lường từ xa. - Dự báo cần được thực hiện cho từng kiểu người sử dụng. - 2.3.2 Phân tích vùng phủ Để quy hoạch mạng vô tuyến cho hệ thống thông tin di động thế hệ thứ tư, bước tiếp theo ta cần khảo sát các chi tiết: Nơi nào cần phủ sóng và các kiểu phủ sóng cần cung cấp cho các vùng này. - Lĩnh vực kinh doanh - Dịch vụ và sản phẩm viễn thông, công nghệ thông tin và truyền thông đa phương tiện. - Dịch vụ tài chính trong lĩnh vực viễn thông, công nghệ thông tin và truyền thông đa phương tiện. - POP Internet cung cấp dịch vụ xDSL tốc độ lên tới 15 Mbps trên khắp 63/63 tỉnh thành. - Vinasat-1 đã chính thức đi vào cung cấp dịch vụ từ tháng 6/2008. - VNPT cũng là doanh nghiệp đầu tiên thử nghiệm mạng di động thế hệ 4G LTE và hợp tác sản xuất các thiết bị hỗ trợ để sớm đưa các dịch vụ băng rộng di động tốc độ cao tới người dùng Việt Nam. - Ngoài cung cấp các dịch vụ di động trong nước, VNPT đã roaming tới hơn 400 nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động thuộc khoảng 160 quốc gia trên thế giới, cho phép người dùng vẫn có thể sử dụng dịch vụ khi di chuyển trên phạm vi toàn thế giới. - 2.4.3 VNPT triển khai 4G – LTE VNPT và tập đoàn viễn thông Alltech Telecom (Nga) đã ký kết thoả thuận hợp tác lập liên doanh RusViet Telecom để cung cấp dịch vụ trên nền tảng công nghệ di động thế hệ tiền 4G LTE. - RusViet Telecom sẽ hoạt động trong lĩnh vực kinh doanh các dịch vụ viễn thông, đặc biệt là dịch vụ Internet băng rộng dựa trên công nghệ LTE. - Trước khi thành lập liên doanh RusViet Telecom, tập đoàn Alltech đã là đối tác của VNPT trong kế hoạch triển khai Dự án thử nghiệm hệ thống và dịch vụ LTE tại Việt Nam. - Tính toán quỹ đường truyền cũng được dùng để so sánh quan hệ về vùng phủ của các hệ thống khác nhau. - Khuếch đại anten (Gm): Phụ thuộc vào thiết bị và băng tần sử dụng. - Tổn hao cơ thể (Lbody): Là tổn hao điển hình đối với quỹ đường truyền cho dịch vụ thoại vì di động được giữ gần với tai nghe. - Có giá trị từ 3 đến 5 dB đối với dịch vụ thoại. - Tính toán quỹ đường xuống cho LTE Các thông số và công thức sử dụng để tính toán quỹ đường truyền xuống cho LTE. - Khuếch đại Anten trạm gốc (Gm): Phụ thuộc vào thiết bị và băng tần sử dụng. - 63 - Tổn hao cơ thể (Lbody): Là tổn hao điển hình đối với quỹ đường truyền cho dịch vụ thoại vì di động được giữ gần với tai nghe. - Ví dụ so sánh quỹ đường truyền của các hệ thống 65 Đường lên GSM thoại HSPA LTE Tốc độ dữ liệu (kbps Máy phát (đầu cuối di động) Công suất phát (dBm Khuyếch đại Anten (dBi Suy hao cơ thể của MS ở đường lên (dB Công suất phát xạ đẳng hướng tương đương (dBm Máy thu (BS) Hệ số tạp âm máy thu trạm gốc (dB. - Suy hao cơ thể (dB Tổn hao đường truyền cực đại (dB Bảng 2.7: So sánh về quỹ đường truyền xuống của các hệ thống [10] Quỹ đường truyền cho ta thấy rằng LTE có thể triển khai sử dụng các trạm có sẵn của hệ thống GSM và HSPA. - 0,02 ≤ r ≤ 5 km Có thể sử dụng các giá trị mặc định sau cho mô hình: b = 20 ÷ 50m. - Mô hình này thích hợp cho các ứng dụng sử dụng đầu cuối cố định. - Tốc độ đỉnh lý thuyết cao nhất xấp xỉ 170 Mbps sử dụng 64QAM, 2x2 MIMO. - Nếu sử dụng 4x4 MIMO, tốc độ đỉnh sẽ gấp đôi là 340 Mbps. - 4 MHz, hiệu suất sử dụng phổ thấp hơn so với băng thông 3MHz. - Đơn vị kênh truyền sử dụng trong quy hoạch mạng là tốc độ bit đỉnh, đã được trình bày ở trên. - Chúng gồm các kết quả đo ở hệ thống quản lý mạng và số liệu đo thực tế để xác định chất lượng dịch vụ. - Đối với hệ thống 2G, chất lượng dịch vụ gồm: Thống kê các cuộc gọi bị rớt và phân tích nguyên nhân, thống kê chuyển giao và kết quả đo các lần gọi thành công. - Còn các hệ thống 3G, 4G có các dịch vụ rất đa dạng nên cần đưa ra các định nghĩa mới về chất lượng dịch vụ. - Trong hệ thống thông tin di động thế hệ thứ tư việc tối ưu hóa mạng rất quan trọng vì mạng thế hệ thứ tư cung cấp nhiều dịch vụ đa dạng. - Băng thông kênh truyền được sử dụng trong phần mô phỏng này bao gồm các băng thông của LTE: 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 20 MHz. - Luận văn đã thực hiện được: Về phần lý thuyết là tìm hiểu quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động, mô tả tổng quan về mạng thông tin di động LTE, một công nghệ tiền 4G
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt