TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN TỬ ­ TRUYỀN THƠNG
BỘ MƠN ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG

ĐỀ TÀI THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

TÌM HIỂU MẠNG THƠNG TIN DI ĐỘNG 4G

GVHD: Nguyễ Thị Diệu Linh
SVTH: Nguyễn Quốc Thắng
                                         MSSV:  0841050245



                        
  BỘ                   BỘ CƠNG THƯƠNG                       CỘNG HỊA XàHỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
    TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI              Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

PHIẾU GIAO
THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên sinh viên:Nguyễn Quốc Thắng                          Lớp: Điện Tử 4
Khóa:8                                                                                Khoa, Trung tâm: Điện tử
Tên đề tài: Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G
Giảng viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Thị Diệu Linh
Nội dung u cầu
TT

Nội Dung

1

Tổng quan về hệ thống thơng tin di động và  hệ thống 4G

2

Cấu trúc mạng 4G

3

Quy hoạch mạng 4G

Ngày giao đề tài:26/12/2016                  Ngày hồn thành:     /      /2017
  Giảng viên hướng dẫn                                            Trưởng khoa

  
    Nguyễn Thị Diệu Lịnh          


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................

..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
Hà Nội, ngày ….tháng…..năm 2017
                                                                          Giáo viên hướng dẫn


                                                                       
                                                                           Nguyễn Thị Diệu Linh

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU
Ngành cơng nghệ  viễn thơng đã chứng kiến những phát triển ngoạn mục  
trong những năm gần đây. Khi mà cơng nghệ mạng thơng tin di động thế hệ thứ 
ba 3G chưa có đủ thời gian để khẳng định vị thế của mình trên tồn cầu, các nhà  
khai thác viễn thơng lớn trên thế giới đã bắt đầu thiến hành nghiên cứu và phát  
triển  khai thác thử nghiệm một số chuẩn di động thế hệ mới có rất nhiều tiềm  
năng  thành chuẩn cho mạng di động 4G (Fourth Generation) từ nhiều năm gần 
đây.Trong tương lai khơng xa,chúng ta có thể truy cập tất cả các dịch vụ mọi lúc 
mọi nơi trong khi vẫn có thể di chuyển: xem phim chất lượng cao HDTV, video  
call,chơi game , nghe nhạc trực tuyến,tải cơ sở dữ liệu v.v… với một tốc độ  “ 
siêu tốc”.Tuy nhiên cơng nghệ 4G hiện nay vẫn .
Từ  những tiềm năng to lớn của mạng 4G mạng lại, em lựa chọn đề  tài  
thực tốt nghiệp của mình là: “ Tìm hiểu về  hệ  thống thơng tin di động 4G  
”.Đề  tài sẽ  đi vào tìm hiểu tổng quan về  hệ thống thơng tin di đơng, cũng như 

cấu trúc và qui hoạch mạng 4G để  chúng ta có một cái nhìn tổng qt nhất về 
một mạng di động ,cũng như có thể hiểu rõ thêm  về tiềm năng hấp dẫn ,những  
bước đột phá trong cơng nghệ và những tiện ích mà mạng 4G mang lại cho cuộc  
sống của chúng ta trong tương lai.


Lời cuối cùng em xin chân thành cảm  ơn tất cả mọi người đã giúp đỡ  em, 
đặc biệt là Khoa Điện Tử  cùng cơ Nguyễn Thị  Diệu Linh người đã tận tình  
hướng dẫn em hồn thành đề tại lần này đúng thời gian qui định.


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

Chương 1:TỔNG QUAN HỆ THỐNG THƠNG TIN DI ĐỘNG
Như chúng  ta  đều  đã  nhận  thấy  thì  khi  cuộc  sống  càng  phát  triển  chúng  ta 
càng rất cần thơng tin đồng thời thì thơng tin cũng làm chất xúc tác cho cuộc sống 
hiện nay phát triển ngày càng cao hơn. Trong rất nhiều lĩnh vực thơng tin thì thơng tin 
di động đã và  đang  là  vấn  đề  phát  triển  nhanh  nhất,  càng  ngày  thơng  tin  di động 
càng được  phổ biến rộng rãi và sâu rộng. Từ những nhận thức đó thì việc tìm hiểu 
kỹ  thuật  công  nghệ  của  chuyên  ngành  thông  tin  di  động  là  một  yêu  cầu  tất  yếu 
của  các  sinh  viên  chuyên ngành  thông  tin  liên  lạc  hiện  này  và  sau  này.  Hệ  thống 
thông  tin  di  động  là  một  hệ thống viễn thơng khá phức tạp và có nhiều ứng  dụng 
rộng rãi, từ điện thoại di động đến hiện nay là truyền số liệu di động cũng đã được 

triển khai rộng khắp.

1.1. Giới thiệu tổng quan
Hiện nay trên thế giới nói chung và trong đó có Việt Nam chúng ta đã đang và 
sẽ tồn  tại  hai  hệ  thống  thơng  tin  di  động  đó  là  mạng  điện  thoại  di  động  tổ  ong 
GSM (Global  System  for  Mobile  Communication)  và  mạng  di  động  sử  dụng  cơng 

nghệ  CDMA  (Code  Division  Multipe  Acess).  Mỗi  hệ  thống  có  những  đặc   tính 
riêng, có ưu nhược điểm đặc trưng mà hệ thống cịn lại khơng (hoặc chưa) thay thế 
được.  Trong  chương này  chúng  ta  sẽ  đề  cập  đến  cả  hai  hệ  thống  nói  trên  theo 
từng đặc tính chung và riêng của chúng.

1.1.1. Khái qt lịch sử phát triển
Cột  mốc  đánh  dấu  sự  ra  đời  và  phát  triển  của  thông  tin  di  động  hiện  nay 
phải được xét đến kể từ khi James Clerk Maxwell đưa ra lý thuyết về sóng điện từ 
vào năm
1861, đây  là  nền  tảng  lý  thuyết  quan  trọng  nhất  của  các  kỹ  thuật  thơng tin  khơng 
dây  nói  chung  và trong đó  có  cả  thơng  tin  di  động của  chúng  ta.  Tuy  nhiên  để  áp 
dụng được  lý  thuyết  đó  vào  thực  tế  là  cả  một  chặng  đường  lâu  dài.  Cho  đến 
những  thập  niên  đầu  thế  kỹ  XIX,  các  dạng  thông  tin di  động  đầu  tiên  được  phát 
triển  để  phục  vụ  cho  quân  sự  và  các  dịch  vụ  an tồn  cơng  cộng  nhất  là  trong  thế 
chiến thứ 2.
Nguyễn Quốc Thắng

Trang 7


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

Sau  thế  chiến  thứ  hai,  thơng  tin  di  động  bắt  đầu  được  phát  triển  cho  mục 
đích  thương  mại,  đầu  tiên  được  xây  dựng  ở  Mỹ  hệ  thống  điện  thoại  di  động 
MTS  (Mobile Telephone  System)  vào  năm  1946;  nhưng  trên  mạng  đó  chỉ  cho  phép 
truyền  đơn  công  và  sử  dụng  chuyển  mạch  nhân  công.  Mãi  đến  1969  hệ  thống 
điện thoại  di  động  song công sử  dụng chuyển  mạch  tự động mới được  phát triển 

thành cơng là IMTS (Improved Mobile Telephone System). Mạng điện thoại này sử 
dụng dãi tần 450MHz và đã được chuẩn 

hóa tại Mỹ nhưng lại khơng thể  đáp ứng 
nhu cầu phát triển.
Vào cuối thập kỷ 70, phịng thí nghiệm Bell LaBTS đã phát triển thành cơng 
hệ thống AMPS và đưa ra thương mại hóa bởi hãng AT&T vào năm 1983; hệ thống 
này  sử  dụng  dãi  tần  trên  800MHz  với  hướng  lên  trong  khoảng  824­846MHz  và 
hướng  xuống  là  869­894MHz.  Trong  AMPS  sử  dụng  kỹ  thuật  điều  chế  tương  tự 
FM với khoảng dịch tần  cực  đại  12KHz cho  kênh  thoại  và  khoảng  cách  tần  số  là 
30KHz; phân  bố tần  số trong  mạng  tuân  theo  nguyên  lý  chia  ô.  AMPS chia  sẽ  cho 
hai  nhà  cung cấp  với  832 kênh. Các kênh được chia đều cho các nhà cung cấp dịch 
vụ, và khu vực địa lý, với 42 kênh mang thông tin của mạng (kênh báo hiệu chung).
Song  song  với  AMPS  của  Mỹ  thì  Châu  Âu  cũng  đã  thực  hiện  được  hệ 
thống di động cho  mình  vào 01/10/1981 bằng chuẩn NMT450 là một  mạng di động 
tế  bào  chủ  yếu  phục  vụ  cho  khu  vực  Bắc  Âu.  NMT450  sử  dụng  dãi  tần  trên 
450MHz với kỹ thuật FDMA/FM  với khoảng dịch tần cực đại là 5KHz và khoảng 
cách tần giữa hai kênh là25KHz và  sử  dụng kỹ  thuật  điều chế khóa  dịch  tần  FSK. 
Sau  đó  hệ  thống  này  đượcnâng cấp để sử dụng khoảng tần 900MHz và trở thành 
NMT900 vào năm 1986 và đây là cơ sở cho việc phát triển mạng di động số thế hệ 
thứ 2 được phổ biến rộng rãi với tên gọi GSM (Global System Mobile).
Dựa  vào  AMPS,  tại  Anh  đưa  ra  chuẩn  TACS  (Total  Access 
Communication System),  hệ  thống  truyền  thông  truy  cập  toàn  thể,  với  sự  thay  đổi 
dãi  tần  của  các  kênh  vô  tuyến. Hệ  thống  TACS  sau  này  được  phát  triển  ở  nhiều 
nước  như  ở  Nhật  là  J­TACS,  hãy  chuẩn  mở  rộng  là  N­TACS.  TACS  có  dãi  tần 
kênh  25kHz  ở  dãi  tần  890­915MHz cho  đường  lên  và  935­960MHz  cho  đường 
Nguyễn Quốc Thắng

Trang 8


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G


xuống  với  khoảng  cách  kênh  45MHz;  ban   đầu  được  cấp  dãi  25MHz,  dự  trữ 
10MHz  cho  hệ  thống  pan_TACS  ở  Anh  và  16MHz cho  chuẩn  mở  rộng  N­TACS. 
Trong hệ thống TACS sử dụng kênh điều khiển và báo hiệu ở tốc độ 8kbps.
Cùng với sự phát triển của cơng nghệ số hóa trong điện tử và viễn thơng liên 
lạc  thì  việc  chuyển  đổi    trong  thơng  tin  di  động  cũng  có  sự  chuyển  biến  cơng 
nghệ,  các mạng tương tự như trên đã dần được thay thế bằng các mạng số hóa mà 
thành  cơng  nhất  là  hệ  thống  thơng  tin  di  động  toàn  cầu  GSM  (Global  System 
Mobile).  Sự  chuyển  đổi  từ  mạng  tương  tự  qua  mạng  số  thường  được  biết  đến 
như  sự  chuyển  đổi  thế  hệ  mạng  di  động,  mà  ở  đó  mạng thơng  tin  cơng  nghệ 
tương tự được xem là thế hệ thứ nhất (1G) và mạng thơng tin di động GSM là thế 
hệ thứ 2 (2G). Hiện nay chúng ta thường được nghe đến các khái niệm 2.5G và 3G 
chính  là  các  thế hệ  mạng thông tin  mới được đề  xuất  và  đang  phát  triển  để  đáp 
ứng  nhu  cầu  trao  đổi  tin  ngày  càng  cao  của  xã  hội  hiện  đại.  Trong  các  thế  hệ 
mạng sau này thì chủ yếu được nâng cấp kỹ thuật cơng nghệ để đáp ứng  được  các 
u  cầu  của  thơng  tin  đa  phương  tiện  tốc  độ  cao  (truyền  hình,

truyền số  liệu tốc 

độ cao,…).
Năm  1982,   theo   đề    xuất   của   Cty   Nordic   Telecom   (Viễn   thơng   Bắc 
Âu), 
Netherlands,  nhóm  nghiên cứu Group  Special Mobil (GSM) thì  Tổ chức Bưu chính 
Viễn thơng Châu Âu – CEPT (Conference Euro Posts and Telecommunication) đã hình 
thành  tiêu  chuẩn  mới  cho  hệ  thống  thơng  tin  di  động  xun  Châu  Âu.  Sau  đó  5 
năm  (1987)  thì  13  nhà  khai  thác  quản  lý  đã  ký  kết  thỏa  thuận  đưa  ra  tiêu  chuẩn 
GSM là viết tắt  theo  tên  tiếng Pháp  của  Global  System for  Mobile Communication 
là  tiêu  chuẩn  chúng  ta  sử  dụng  hiện  nay.    GSM  sử  dụng  mã  hóa  tiếng  nói  dự 
đốn  đặc  tuyến  xung kích chính tắc (PRE­LPC) và phương thức TDMA phân chia 
theo thời gian.
Từ  năm  1989  GSM  được  chuyển  nhượng  cho  Viện  tiêu  chuẩn  viễn  thông 

Châu Âu  (ETSI)  và  được  viện  phát  triển  qua  nhiều  giai  đoạn  mãi  đến  năm  1997 
mới  hồn thành tiêu chuẩn đầy  đủ  thành GSM  2G có  kết  hợp  với dịch  vụ  số  liệu 
Nguyễn Quốc Thắng

Trang 9


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

chuyển  mạch tốc  độ  cao  (HSCSD)  và  dịch  vụ  truyền  sóng  vơ  tuyến  gói  đa dụng 
(GPRS).
GSM  sử  dụng  giao  diện  vơ  tuyến  ở  dãi  tần  trên  850MHz,  cụ  thể  là  890­
915MHz  cho  đường  lên  và  935­960  cho  đường  xuống  đối  với  các  mạng  di  động 
(hiện nay đang sử dụng dãi tần 1800MHz). Kỹ thuật điều chế của GSM là GMSK 
(Khóa  mã  cực  tiểu Gaussian)  với  mỗi  giá  trị  BT  là  0.3  tại  tốc  độ  dữ  liệu  tổng 
270kbps.  Điều này  đưa ra  để cân đối tối ưu giữa độ  phức tạp của thiết bị  và hiệu 
quả sử dụng phổ tần của hệ thống.
Bảng 1.1. Tóm lược lịch sử phát triển của GSM
Năm

Sự 

1982 Nhóm nghiên cứu di động đặc biệt được CEPT thành l
ập (GSM ra đời)
kiện
1986 Dãi tần 900MHz dành riêng cho GSM được sự chấp thuận của EC 
1987 Các thơng s
ố cơ sở của chu
ẩnẫ hóa GSM được ch
ấp thuận vào tháng 2 ốc 

Telecom Có 3 sơ đồ truy
ền d
n sóng vơ tuyến khác nhau và khác cả t
1988 Đặc tả chi tiết GSM pha 1 được hồn thành cho cơ sở hạ tầng mạng
1989 Nhóm di  động  đặc  biệt  chuyển sang  cho  ETSI  thành  hệ  thống  thông  tin 
1990 GSM bước đ
ạt đ
ộng ở băng t
ần DSC1800
di  động  tồn ầcuầ tương thích cho ho
u  (GSM  hiện  nay) 
thành 
chuẩn  hóa 
quốc  tế  cho  mạng 
1991 Mạng GSM đầu tiên được xây dựng ở Phần Lan
1992 Lần đầu tiên việc đăng ký chuyển vùng  quốc tế được thực hiện giữa 
1993 Telstra 
Australia 
trở  thành  mạng  ngoài  Châu  Âu  đầu  tiên  đi ốvào 
hoạt 
Viễn thơng Ph
ần Lan (Telecom Finland) và Vodafone (Vương qu
c Anh).
1994 động. M
GSM pha 2 (cho các d
 vụ mạng thơng tin số li
ạng GSM đầịuch
 tiên ho
ạt động trong dãi tệầun / fax) ban hành.
 DCS1800 (GSM1800) 

1995 Mạng GSM đầu tiên hoạt động ở Nga và Trung Quốc
1997 Máy cầm tay 3 băng đầu tiên được cơng bố
1998 Số th bao GSM trên tồn cầu vượt qua 100 triệu
1999 WAP bắt đầu được triển khai thử nghiệm ở Pháp và Italia
2000 Các dịch vụ GPRS thương mại đầu tiên được  cơng bố, máy cầm tay 
2001 M
ạng 3G GSM đầu tiên đi vào cuộc sống.
GPRS
2003 Mạng EDGE đầu tiên đi vào hoạt động.
2008 Con số th bao GSM vượt qua ngưỡn 3 tỉ.
Hiện nay song song với hệ thống điện thoại di  động tế  bào GSM thì cịn có 
một  cơng  nghệ  mới,  trước  đây  chỉ  sử  dụng  cho  mục  đích  quân  sự  là  CDMA  và 
được đưa ra thương mại bởi hãnh Qualcomm IS­95 (Interim Standard – 95A) với tên 
Nguyễn Quốc Thắng

Trang 10


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

gọi là CDMA­ ONE  vào  năm  1991.  IS­95  sử  dụng  phương  pháp  đa  truy  cập  phân 
chia  theo  mã (CDMA) là nền tảng cho sự  mở  rộng dung lượng thuê  bao,  hạn chế 
công  suất  phát  để  chống  nhiễu  và  nâng  cao  hiệu  suất  sử  dụng  dãi  tần  hạn  chế. 
Công nghệ CDMA ra đời hứa hẹn sự đột phá mới trong sự phát triển của hệ thống 
thông tin di động bởi khả năng chống nhiễu và tốc độ truyền tin cao đáp ứng cho các 
yêu cầu dịch vụ đa phương tiện.
Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 được nghiên cứu để phát triển các dịch 
vụ mới  cũng  như  cải thiện  chất  lượng  các  dịch  vụ  truyền  thống  và  nâng  cao  tính 
hiệu quả sử  dụng  băng  tần  vô  tuyến.  Trong rất  nhiều  hệ  thống thế  hệ  ba  thì  nổi 
bật  nhất  là:  Hệ   thống  thơng  tin  di  động  đa  năng  UMTS  (Universal  Mobile 

Telecommunication System) do CEPT đề xuất; và hệ thống thông tin di động mặt đất 
công  cộng  tương  lai  ­  FPLMTS  (Future  Public  Land  Mobile  Telecommunication 
Systems) do ITU­R phát triển.
Và hiện nay đang nghiên cứu xu thế OFDM để triển khai cho mạng thơng tin 
di động tương lai, hay  cịn  gọi  là 4G.  Với  mạng di động sử dụng  kỹ thuật  OFDM 
sẽ  cho phép  liên  kết  tốc  độ  cao  trong điều  kiện  nhiễu  lớn  và  di  chuyển ở  tốc  độ 
cao. Tuy nhiên với OFDM các kỹ thuật điều chế cịn có sự kết hợp của ghép kênh 
và đa thâm nhập khá
phức tạp cịn phải nghiên cứu thử nghiệm trong thời gian tới.

1.1.2. Cấu trúc chung của hệ thống
Một hệ thống thơng tin di động cơ bản sẽ gồm các thành phần như ở H­1.1 
sau

Nguyễn Quốc Thắng

Trang 11


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

Hình 1.1. Cấu trúc của một hệ thống thơng tin di động

Trong sơ  đồ  ở  (H­1.1)  các  thành  phần  trong  đó  chỉ  biểu  thị  chức  năng  của 
khối con (hệ thống con) mà chưa đề cập đến thiết bị di động cá nhân (thiết bị đầu 
cuối người dùng).  Trong  hệ  thống  di  động  thì  trung  tâm  chuyển  mạch  dịch  vụ 
di  động  MSC  (Mobile  Service  Switching  Centrel)  là  quan  trọng  nhất,  có  vai  trị 
chuyển mạch giữa th bao người dùng với mạng viễn thơng tổng thể.
Các hệ thống con trong trong thơng tin di động gồm:
­ Trạm di động – MS (Mobile  Station):  Là thiết bị  đầu cuối người dùng,  có 

thể là điện thoại, hay thiết truyền số liệu, …
­ Modun xác nhận th bao – SIM (Subscriber Indentity Module) là đơn vị 
chứa
thơng tin người dùng sử dụng cho cơng tác xác nhận th bao và tính cước.
 Tập hợp hai chức năng trên tạo nên một đầu cuối th bao di động hồn 
chỉnh
­  Trạm  thu  phát  gốc  –  BTS  (Base  Transceiver  Station):  Thực  hiện  chức 
năng  phát  và  thu  tín hiệu với  các MS  gồm anten thu  phát, thiết  bị  thu phát  và  điều 
khiển.
­  Bộ  điều  khiển  trạm  gốc  –  BSC  (Base  Station  Controller)  có  nhiệm  vụ 
quản  lý tất  cả  các  giao  diện  vô  tuyến  thông  qua  lệnh  điều  khiển  từ  xa  của  MS 
và BTS.  Thực chất các BSC là các tổng đài cỡ nhỏ có khả năng tính tốn lớn dùng 
cho việc quản lý các kênh truyền ở giao diện vơ tuyến và chuyển giao (handover).
­  Khối  chuyển  mã  và  thích  ứng  tốc  độ  ­  TRAU  (Transcoder  and  Rate 
Adapter  Unit).  Đây  là  thiết  bị  mà tại  đó thực  hiện  chức  năng  chuyển  đổi  giữa  mã 
tiếng của GSM thành  mã tiếng bình thường một  kênh thoại và ngược lại;  và đồng 
thời cũng thực hiện
  chức năng thích ứng tốc độ cả trong các kết nối truyền số liệu khác.
­ MSC  (Mobile  Service  Switching  Center):  Trung  tâm  chuyển  mạch  dịch  vụ 
di động. MSC thực hiện  kết nối các BSC lại với nhau thơng qua giao diện Abis và 
cùng giao tiếp với mạng bên ngồi thơng (cịn được gọi là MSC cổng).
­ Thanh ghi thường trú – HLR (Home Location Register) là cơ sở dữ liệu lưu 
giữ các  thơng  tin  cung  cấp  dịch  vụ  cho  thuê  bao  mà  không  phụ  thuộc  vào  vị  trí 
Nguyễn Quốc Thắng

Trang 12


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G


th  bao hiện thời trên mạng nhưng nó cũng có cả thơng tin về vị trí hiện thời của 
th bao. Một chức  năng  quan  trọng  của  HLR  chính  là  chức  năng  xác  thực  AUC 
(Authentication Centrer).
­ Thanh  ghi  tạm  trú  –  VLR  (Visitor  Location  Register)  là  cơ  sở  dữ  liệu  thứ 
hai của hệ thống; có thể  được nối  với  một hay nhiều MSC.  Chức năng chính của 
VLR  là lưu  giữ  tạm  thời  số  liệu  thuê  bao  của  các  thuê  bao  hiện  đang  nằm  trong 
vùng phục vụ của MSC tương ứng.
  Tập  hợp  các  chức  năng  trên  tạo  thành  hệ  thống  con  trạm  gốc  BSS 
(Base Station  Subsystem) là  khối đệm tạo  nên  kết  nối  giữa  hệ  thống thông tin  với 
th  bao  di động. Đây là phần giao tiếp chính với khách hành th bao thơng tin di 
động.
Ngồi ra để hồn chỉnh một hệ thống thơng tin thì thơng tin di động cũng phải 
có  thêm  sự  kết  nối  với  các  mạng  thông  tin  khác  cũng  như  phải  các  thành  phần 
quản lý hệ thống. Với  hệ  thống  thơng  tin  di động  thì  sẽ  gồm  thêm  NSS  (Netwok 
and  Switching Subsystem)  và  hệ  thống  khai  thác  và  hỗ  trợ  ­  OSS  (Operation  and 
Support  System). Trong đó OSS có chức năng khai  thác bảo dưỡng hệ  thống mạng 
thơng tin, quản lý và tính cước th bao trong mạng, quản lý thiết  bị di động.  NSS 
với  chức  năng  chính  là chuyển  mạch  từ  mạng  thông  tin  ra  mạng  viễn  thông  bên 
ngoài, ứng dụng cho các cuộc gọi liên mạng.
Trong việc  quản  lý  thiết  bị  di  động OSS  sẽ  cần  phải  được  hỗ  trợ  từ  thanh 
ghi nhận dạng thiết bị  EIR (Equipment  Identity Register), tại đây sẽ lưu giữ tất cả 
các dữ liệu liên quan đến trạm di động MS được nối với MSC qua đường báo hiệu 
để kiểm tra hợp phép của thiết bị đó. Nếu thiết bị  khơng được xác nhận sẽ bị cấm 
liên lạc với mạng thơng tin. Nhưng chú ý rằng EIR lại được xem là thành phần con 
của hệ thống trạm gốc chuyển mạch.

1.2. Cấu trúc tế bào
Sở hữu một dãi tần vơ tuyến giới hạn, các mạng di động sẽ chỉ có thể cung 
cấp một  số  lượng  rất  nhỏ  các  kênh  vô  tuyến  cho  truyền  dẫn  thông  tin  và  từ  đó 
số  người dùng hạn chế. Ví dụ, với hệ thống GSM sử dụng dãi tần 900MHz có dãi 

thơng 25MHz sẽ có số lượng tối đa là 125 kênh tần số, dãi thơng số mang 200kHz; 
nếu sử dụng ghép 
kênh  thời gian  với  8  khe  thì cũng chỉ có  1000 kênh. Nhưng quan 
trọng  hơn  là  với  sự  

phân bố rộng và sự di chuyển của đầu cuối, sử dụng cấp phát 

cố định kênh sẽ khơng thể sử dụng để liên kết đầu cuối với  mạng và bài tốn đặt 
Nguyễn Quốc Thắng

Trang 13


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

ra sự phân chia khu  vực phục vụ  với các dãi tần khác nhau có thể lập lại ở những 
khoảng  cách  xa  đã  được  áp  dụng  cho  các  mạng  thơng  tin di động;  mỗi  khu  vực 
phục vụ được gọi là một tế bào (cell). Ngun lý chia cell và tái sử dụng tần số có 
thể mơ tả như ở (H­1.)

Hình 1. : Mơ hình mạng tế bào tái sử dụng tần số
Các định nghĩa:
+ Tế  bào (cell)  là  một  khu  vực  phục  vụ  của  trạm phát  sóng  cơ  bản  (BTS), 
tồn mạng  phủ  sóng  sẽ  được  chia  nhỏ  thành  các  tế  bào  thường  có  dạng  lục  giác 
với  trạm phát sóng sẽ ở trung tâm của tế bào.
+ Mỗi tế bào  i có  một  tập con tần  số  Si được lấy từ tập  dãi tần được cấp 
phát cho mạng.  Trong  hệ  thống  GSM  tập  con  Si    gán  cho  một  tế  bào  được  gọi  là 
Cấp  phát  tế  bào  (Cell  Allocation  ­  CA).  Hai  tế  bào  lân  cận  khơng  bao  giờ  dùng 
chung một dãi tần, do u cầu tránh xun nhiễu cùng kênh của các tế bào liền kề.
+ Chỉ  ở  một  khoảng D  thì  có  thể  sử  dụng  lại  tập  con tần  số  Si, các  tế  bào 

cách tế bào  i  một  khoảng  D  có  thể  được  gán  cho  một  hoặc tất cả tập  cho  Si   của 
tế  bào  i.  Khi  thiết  kế  mạng  di  động,  D  phải  được  chọn  đủ  lớn  để  nhiễu  đồng 
kênh  là  đủ  nhỏ  có  thể  chấp  nhận  được  mà  khơng  làm  giảm  chất  lượng  tín hiệu 
nhận được.

Hình 1. : Tái sử dụng tần số và phân chia cluster trong mạng tế bào
+ Khi một trạm di động chuyển từ một tế bào này đến tế bào khác khi đang 
đàm thoại thì sẽ tự động có sự thơng đổi kênh/tần số, gọi là handover
Nguyễn Quốc Thắng

Trang 14


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

1.3. Phân lớp và giao thức trong mạng di động
1.3.1. Phân lớp trong mạng di động
Mạng di động cũng là  một mạng thơng tin nên vẫn  tn theo phân lớp chức 
năng theo mơ hình 7 lớp OSI (Open System Interconnection), với các chức năng của 
từng  lớp  vẫn  tn  thủ  ngun  tác  chung  và  đồng  thời  cũng  có  những  đặc  điểm 
riêng của thơng tin di động. Việc sử dụng mơ hình 7 lớp cho mạng thơng tin với các 
ngun nhân sau:
­ Sử  dụng  vi  xử  lý  trong  viễn  thông  sẽ  cho  phép  mở  rộng các  dịch  vụ  mới 
nhưng làm gia tăng u cầu thơng tin tại máy tính và tổng đài.
­ Người dùng khơng quan tâm đến các kết nối vật lý thực tế của mạng,  mà 
chỉ quan tâm đến q trình trao đổi thơng tin đơn giản và an tồn bảo đảm đến đích.
­  Máy  tính  là  một  bộ  phận  có  cấu  trúc,  nên  có  những  khác  biệt  giữa  các 
máy khác nhau nên cần phải có sự tương đồng trong hệ thống.
­ Hệ thống ngày nay càng yêu cầu nhiều dịch vụ  khác nhau, nên phải có sự 
mềm dẻo trong việc đáp ứng u cầu phát triển gia tăng trong hệ thống.

Từ các u cầu đó, ITU đã đề xuất mơ hình 7 lớp như sau

Nguyễn Quốc Thắng

Trang 15


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

                                         
                                               Hình 1.2: Các lớp trong mơ hình OSI
Ngun tắc tổng qt cho mơ hình 7 lớp có thể tóm tắt như sau:
+ Các lớp làm việc độc lập với nhau, lớp trên nhận dịch vụ của lớp dưới và 
cung cấp  dịch  vụ  cho  lớp  ngay  ở  trên  nó.  Lớp  thấp  hơn  sẽ  không  quan  tâm  đến 
nội  dung thông tin mà chỉ cung cấp dịch vụ truyền dẫn cho lớp trên mà thôi.
+  Mỗi  lớp  trong  mơ  hình  chỉ  thơng  tin  với  lớp  kề  sát  nó  và  tương  thích 
ngang hành gián tiếp với lớp đó ở đầu cuối bắt tay (xem ở H­1.2).
+  Trong  mạng  thơng  tin,  trong  q  trình  truyền  dẫn  qua  nhiều  nút  mạng, 
mạng thơng tin chỉ mở đóng gói tương ứng với chức năng của ba lớp thấp nhất (lớp 
vật lý, lớp liên kết dữ liệu và lớp mạng).
+ Giao  thức  tại  ba  lớp  cuối  không  nhất  thiết  phải  giống  nhau  tại  mọi  liên 
kết trong  mạng.  Ví  dụ  trong  mạng  thơng  tin  GSM,  ở  lớp  2  liên  kết  giữa  BTS  và 
BSC  sử dụng là LAPD, trong khi liên kết giữa BSC và MSC lại sử dụng giao thức 
SS7.
+  Thông  tin  qua  các  lớp  sẽ  được  tách  gộp  đóng  gói  tạo  thành  giao  thức 
tương ứng  cho  mỗi  lớp  trong  mạng  cụ  thể,  từ  lớp  cao  nhất  xuống  đến  lớp  thấp 
Nguyễn Quốc Thắng

Trang 16



Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

nhất  thơng  tin  sẽ  được  đóng gói  và  bổ  sung  tiêu  đề  qua  mỗi  lớp  trong  khi  ở  đầu 
nhận sẽ thực hiện theo chiều ngược lại. Q trình được mơ tả như sau:

Hình 1.3: Luồng tin trong mơ hình 7 
lớp

1.3.2. Phân lớp giao thức
Do đặc tính của mạng thơng tin di động sử dụng mơi trường truyền dẫn đa 
dạng và  các  liên  kết  bên  trong  mạng  rất  phức  tạp  nên  giao  thức  được  sử  dụng 
cũng  rất  đa dạng cho từng đặc điểm liên kết.  Về mặt  giao  thức thông tin di động 
sử dụng các  giao thức cho mạng GSM như sau: giao thức không gian (Air interface) 
cho liên kết giữa MS và  BTS;  giao thức  Abis cho  kết nối  giữa BTS và  MSC;  giao 
thức A ứng dụng trong liên 
kết giữa MSC và BSC.

         
 
BTS

         

      

       

      


 

 

MS 

 

BSC 

MSC/VLR 

HLR        

              RR 
           MM
MM
Truyền dẫn
Hình 1.4: Phân chia giao thức trong mạng di động
Nguyễn Quốc Thắng

Trang 17

GMSC


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

                                CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MẠNG 4G


2.1. Tổng quan mạng 4G
4G   là   hệ   thống   thơng   tin   băng   rộng   được   xem   như   IMT   tiên   tiến   (IMT  
Advanced) được định nghĩa bởi ITU­R. Tốc độ dữ liệu đề ra là 100Mbps cho thuê bao 
di chuyển  cao  và   1Gbps   cho thuê   bao  ít  di chuyển,  băng thơng  linh  động  lên đến 
40MHz. Sử  dụng hồn tồn trên nền IP, cung cấp các dịch vụ  như điện thoại IP, truy 
cập internet băng rộng, các dịch vụ game và dịng HDTV đa phương tiện…  3GPP LTE 
được xem như  là tiền 4G, nhưng phiên bản đầu tiên của LTE chưa đủ  các tính năng 
theo u cầu của IMT Advanced. LTE có tốc độ  lý thuyết lên đến 100Mbps  ở đường 
xuống  và   50Mbps   ở   đường   lên  đối  với  băng  thông  20MHz.     Và   sẽ   hơn  nữa   nếu 
MIMO, các anten mảng được sử  dụng. LTE được phát triển đầu tiên  ở  hai thủ  đơ 
Stockholm và Olso vào ngày 14/12/2009. Giao diện vơ tuyến vật lý đầu tiên được đặt 
tên là HSOPA (High Speed OFDM Packet Access), bây giờ có tên là E­UTRA (Evolved  
UMTS Terrestrial Radio Access). Thực tế cho thấy, hầu hết các hãng sản xuất thiết bị 
viễn   thông   hàng   đầu   thế   giới:   Alcatel­Lucent,   Ericsson,   Motorola,   Nokia,   Nokia  
Siemens Networks, Huawei, LG Electronics, Samsung, NEC, Fujitsu. . . đã bắt tay với 
các nhà mạng lớn trên thế  giới (Verizon Wireless, AT&T, France Telecom­Orange,  
NTT DoCoMo, T­Mobile, China Mobile, ZTE. . . ) thực hiện các cuộc thử nghiệm quan 
trọng trên cơng nghệ LTE và đã đạt những thành cơng đáng kể.  LTE Advanced là ứng  
viên cho chuẩn IMT­Advanced, mục tiêu của nó là hướng đến đáp ứng được u cầu  
của ITU. LTE Advanced có khả  năng tương thích với thiết bị và chia sẻ băng tần với 
LTE phiên bản đầu tiên.  
Nguyễn Quốc Thắng

Trang 18


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

Di động WiMAX (IEEE 802. 16e­2005) là chuẩn truy cập di động khơng dây 
băng rộng (MWBA) cũng được xem là 4G, tốc độ  bít đỉnh đường xuống là 128 Mbps 

và 56 Mbps cho đường xuống với độ rộng băng thơng hơn 20 MHz.   
UMB (Ultra Mobile Broadband) : UMB được các tổ chức viễn thơng của Nhật  
Bản, Trung Quốc, Bắc Mỹ và Hàn Quốc cùng với các hãng như AlcatelLucent, Apple,  
Motorola, NEC và Verizon Wireless phát triển từ  nền tảng CDMA. UMB có thể hoạt 
động ở băng tần có độ rộng từ 1,25 MHz đến 20 MHz và làm việc ở nhiều dải tần số,  
với tốc độ truyền dữ liệu lên tới 288 Mbps cho luồng xuống và 75 Mbps cho luồng lên 
với độ rộng băng tần sử dụng là 20 MHz. Qualcomm là hãng đi đầu trong nỗ lực phát 
triển UMB, mặc dù hãng này cũng đồng thời phát triển cả cơng nghệ LTE.
Mục tiêu và cách tiếp cận   4G cung cấp QoS và tốc độ  phát triển hơn nhiều 
so 
với 3G đang tồn tại, khơng chỉ là truy cập băng rộng, dịch vụ tin nhắn đa phương tiện  
(MMS), chat video, TV di động mà cịn các dịch vụ  HDTV, các dịch vụ  tối thiểu như 
thoại, dữ  liệu và các dịch vụ khác. Nó cho phép chuyển giao giữa các mạng vơ tuyến  
trong khu vực cục bộ và có thể kết nối với hệ thống quảng bá video số.  
Các mục tiêu mà 4G hướng đến :   
 Băng thơng linh hoạt giữa 5 MHz đến 20 MHz, có thể lên đến 40 MHz
 Tốc độ được quy định bởi ITU là 100 Mbps khi di chuyển tốc độ cao và  

1 Gbps đối với th bao  đứng n so với trạm.
 Tốc độ  dữ  liệu ít nhất là 100 Mbps giữa bất kỳ  hai điểm nào trên thế 

giới.
 Hiệu  suất   phổ   đường   truyền   là   15bit/s/Hz   ở   đường     xuống   và   6.75 

bit/s/Hz  ở  đường lên (có nghĩa là 1000 Mbps  ở  đường xuống và có thể 
nhỏ hơn băng thơng 67 MHz).
 Hiệu suất sử dụng phổ hệ thống lên đến 3 bit/s/Hz/cell ở đường xuống 

và 2.25 bit/s/Hz/cell cho việc sử dụng trong nhà.
 Chuyển giao liền (Smooth handoff) qua các mạng hỗn hợp.

 Kết nối liền và chuyển giao tồn cầu qua đa mạng.   
 Chất lượng cao cho các dịch vụ đa phương tiện như âm thanh thời gian 
Nguyễn Quốc Thắng

Trang 19


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

thực, tốc độ dữ liệu cao, video HDTV, TV di động…
 Tương thích với các chuẩn khơng dây đang tồn tại .
 Tất cả là IP, mạng chuyển mạch gói khơng cịn chuyển mạch kênh nữa.

Các điểm cần xét đến :
 Vùng bao phủ, mơi trường vơ tuyến, phổ, dịch vụ, mơ hình thương mại và số 
người sử dụng.
Các kỹ thuật được sử dụng:
 Kỹ thuật sử dụng lớp vật lý
­

Khơng sử dụng CDMA.

­

MIMO : để  đạt được hiệu suất phổ  tần cao bằng cách sử  dụng  
phân tập theo khơng gian, đa anten đa người dùng.

­

Sử dụng lượng tử hóa trong miền tần số, chẳng hạn như OFDM  

hoặc   SCFDE   (single   carrier   frequency   domain   equalization)   ở 
đường xuống : để tận dụng thuộc tính chọn lọc tần số của kênh 
mà khơng phải lượng tử phức tạp.

­

Ghép kênh trong miền tần số chẳng hạn như OFDMA hoặc SC

­

FDMA  ở  đường xuống : tốc độ  bit thay đổi bằng việc gán cho 
người dùng các kênh con khác nhau dựa trên điều kiện kênh.

­

Mã hóa sửa lỗi Turbo : để tối thiểu u cầu về tỷ số SNR ở bên 
thu.

 Lập biểu kênh độc lập : để sử dụng các kênh thay đổi theo thời gian.
 Thích nghi đường truyền : điều chế thích nghi và các mã sửa lỗi.

Sự khác nhau giữa 3G và 4G
Hiện nay, cơng nghệ 3G cho phép truy cập Internet khơng dây và các cuộc gọi 
có hình ảnh. 4G được phát triển trên các thuộc tính kế thừa từ cơng nghệ 3G. Về mặt 
lý thuyết, mạng khơng dây sử dụng cơng nghệ 4G sẽ có tốc độ nhanh hơn mạng 3G từ 
4 đến 10 lần. Tốc độ  tối đa của 3G là tốc độ  tải xuống 14Mbps và 5.8Mbps tải lên. 
Với cơng nghệ  4G, tốc độ  có thể  đạt tới 100Mbps đối với người dùng di động và 
1Gbps đối với người dùng cố định. 3G sử dụng ở các dải tần quy định quốc tế cho UL  
Nguyễn Quốc Thắng


Trang 20


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

: 1885­2025 MHz; DL : 2110­2200 MHz; với tốc độ từ 144kbps­2Mbps, độ rộng BW: 5  
MHz. Đối với 4G LTE thì Hoạt động ở băng tần : 700 MHz­2,6 GHz với mục tiêu tốc 
độ dữ liệu cao, độ trễ thấp, cơng nghệ truy cập sóng vơ tuyến gói dữ liệu tối ưu. Tốc 
độ DL :100Mbps( ở BW 20MHz), UL : 50 Mbps với 2 aten thu m ột anten phát. Độ trễ 
nhỏ hơn 5ms với độ rộng BW linh hoạt là ưu điểm của LTE so với WCDMA, BW từ 
1.25 MHz, 2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, 20 MHz. Hi ệu qu ả tr ải ph ổ tăng 4 lần 
và tăng 10 lần số người dùng/cell so với WCDMA.  
 Ưu điểm nổi bật 
  Tốc độ dữ liệu cao hơn rất nhiều lần so với 3G.
  Tăng hiệu quả sử dụng phổ và giảm thời gian trễ.
  Cấu trúc mạng sẽ  đơn giản hơn, và sẽ  khơng cịn chuyển mạch kênh 

nữa.
  Hiệu quả trải phổ tăng 4 lần và tăng 10 lần user/cell so với WCDMA.
  Độ  rộng băng tần linh hoạt cũng là một  ưu điểm quan trọng của LTE  

đối với WCDMA.
Các ứng dụng đã tạo nên ưu điểm của 4G so với 3G
 Hiệu suất phổ cao
­ OFDM ở DL chống nhiễu đa đường
­ SC­FDMA ở UL  PAPR thấp

       ­ Người dùng trực giao trong miền tần số
  Tốc độ dữ liệu cao


      ­ Phát nhiều dịng dữ liệu độc lập song song qua các anten riêng lẻ 
=> tăng tốc độ dữ liệu. (sử dụng MIMO)
 Độ Trễ thấp

     ­ Thời gian cài đặt và thời gian trì hỗn chuyển tiếp ngắn.
      ­ Trễ  HO và thời gian ngắt ngắn : TTI ngắn, trạng thái RRC đơn  
giản
 Giá thành rẻ

    ­ Cấu trúc mạng đơn giản, giảm các thành phần của mạng.
Nguyễn Quốc Thắng

Trang 21


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G
 Chất lượng dịch vụ cao

    ­ Sử dụng các tần số cấp phép để đảm bảo chất lượng dịch vụ  :  
LTE sử  dụng các dải tần số  khác nhau : 2100 MHz, 1900 MHz, 1700  
MHz, 2600 MHz, 900 MHz, 800 MHz.  
   ­

Ln ln thử nghiệm ( giảm thời gian trễ trong điều khiển định 

tuyến)
   ­  Giảm độ trễ khứ hồi ( round trip delay)
 Tần số tái sử dụng

  ­  Giảm nhiễu liên cell với tần số tái sử dụng lớn hơn 1.

  ­ Các user ở cạnh cell : sử dụng dải 1 => SIR tốt
   ­  Các user ở trung tâm cell : sử dụng tồn bộ băng => tốc độ dữ liệu 
cao
 Dung lượng và vùng bao phủ  của WCDMA UL bị  giới hạn bởi can  

nhiễu:
­ can nhiễu bên trong cell và can nhiễu liên cell. Nhưng đối với 4G thì :  
do tính trực giao nên can nhiễu trong cùng một cell có thể  khơng xét 
đến và giảm can nhiễu inter­cell bằng tái sử  dụng cục bộ, thêm các  
anten có thể triệt can nhiễu.  

2.2.Các cơng nghệ sử dụng trong 4G
Để  đạt được tốc độ  truyền dẫn cao, dung lượng lớn trong hệ  thống di đơng  
4G, rất nhiều cơng nghệ tiên tiến được áp dụng cho thiết bị đầu cuối, cơ sở hạ tầng  
mạng, nền tảng dịch vụ  mạng cũng như  mạng truy cập vơ tuyến mới cũng được 
nghiên cứu. 

2.2.1. Kĩ thuật truyền dung dượng lớn tốc độ cao
2.2.1.1. Các kĩ thuật đa truy cập (Multiple Access Techniques)
Để  đạt được tốc độ  truyền dẫn sấp xỉ  100Mbps  ở  mơi trường ngồi trời và  
2Gbps  ở  mơi trường trong nhà, và để  mạng truy cập vơ tuyến tương thích với hệ 
thống mạng có kiến trúc phân cấp dựa trên nền IP, các cơng nghệ  truyền dẫn sau đã  
được nghiên cứu và phát triển:  
Nguyễn Quốc Thắng

Trang 22


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G


­ Ghép kênh phân chia theo mã và tần số  trực giao có hệ  số  trải phổ  thay đổi: 
VSF­OFCDM   (Variable   Spreading   Factor   –   Orthogonal   Frequency   and   Code 
Division Multiplexing). 
­ Đa truy cập phân chia theo mã đa sóng mang có lựa chọn sóng mang con: SCS­
MC­CDMA (Subcarrier Selecting Multi Carrier Code Division Multi Access).
 ­ Đa truy cập phân chia theo tần số trực giao: OFDMA (Orthogonal Frequency  
Division Multi Access). 
­ Đa truy cập phân chia theo tần số  đan xen: IFDMA (Interleaved Frequency  
Division Multi Access). 
VSF­OFCDM   (Variable   Spreading   Factor   –   Orthogonal   Frequency   and   Code 
Division Multiplexing) : 
VSF­OFCDM là một hệ thống truy cập vơ tuyến có thể cung cấp thơng lượng 
lớn tốc độ  cao trong nhiều mơi trường và điều kiện lan truyền khác nhau qua một  
vùng phủ  rộng. Để  triển khai được truyền dẫn dung lượng lớn, hệ  thống này đã sử 
dụng hệ  số  trải phổ  hai chiều thay đổi thích hợp trong miền thời gian và tần số  tùy 
thuộc vào cấu hình ơ, điều kiện lan truyền, tải trên kênh. Cơng nghệ này vượt trội hơn  
cơng nghệ  OFCDM dựa theo tốc độ  ký hiệu thấp MC­CDMA sử  dụng nhiều sóng 
mang con trong cùng giao diện vơ tuyến. 
Ưu thế  của VSF­OFCDM là khả  năng đạt được hiệu quả  sử  dụng phổ  tần 
cao, truyền dẫn dung lượng lớn, tốc độ cao nhờ việc kế thừa hệ số trải phổ tối ưu tùy 
thuộc điều kiện lan truyền cụ thể trong cả mơi trường nhiều ơ (tế bào) và mơi trường  
tế  bào độc lập, sử  dụng cùng giao diện vơ tuyến. Đặc tính truyền dẫn của VSF­
OFCDM đã được thử  nghiệm cả   ở  mơi trường trong nhà và ngồi trời. Báo cáo thử 
nghiệm cho kết quả  100Mbps  ở  mơi trường ngoại ơ, khoảng cách giữa trạm gốc và 
trạm di động là 80m­100m, tần số  sóng mang 4,635 GHz, băng thơng 101,5 MHz, số 
sóng mang con 768, hệ số trải phổ thời gian 16, tốc độ di chuyển của thiết bị di động 
30km/h, điều chế 16QAM.
SCS­MC­CDMA (Subcarrier Selecting Multi Carrier Code Division Multi Access): 

Nguyễn Quốc Thắng


Trang 23


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

                                    Hình 2.1: Cơ bản về SCS­MC­CDMA
SCS­MC­CDMA là một lược đồ  truy cập vơ tuyến dựa trên cơng nghệ  MC­
CDMA, là phương pháp truyền dẫn ký hiệu trải phổ sử dụng nhiều sóng mạng con 
trực giao trong miền tần số. Lợi dụng đặc tính của MC­CDMA là sử  dụng nhiều  
sóng mang con, SCS­MC­CDMA gán nhiều sóng mang con cho mỗi ng­ời sử  dụng  
tùy theo tốc độ dữ liệu của người dùng đó.
Bộ  thu khơng u cầu bộ  xử  lý tín hiệu tốc độ  cao để  điều chế  tất cả  sóng 
mang con, nhưng truyền thơng vẫn được thực thi bằng khả năng xử  lý tín hiệu dựa  
vào số sóng mang con được lựa chọn nhờ bộ lọc lựa chọn sóng mang con. SCS­MC­
CDMA có thể  thay đổi tốc độ  dữ  liệu tối đa gán cho một người sử  dụng tùy theo 
khoảng cách giữa trạm gốc và thiết bị  di động bằng việc điều chỉnh số  sóng mang 
con và cơng suất phát cho mỗi sóng mang con. 
SCS­MC­CDMA gán số sóng mang con dựa theo tốc độ dữ liệu của người sử 
dụng. Hơn nữa, tính trực giao giữa các sóng mang con được đảm bảo, nên cấu hình 
của máy phát khơng có sự  khác biệt với máy phát của các hệ  thống MC­CDMA.  
Trong hệ thống SCS­MC­CDMA, máy thu sử  dụng bộ  lọc lựa chọn sóng mang con  
nên hệ thống sẽ cung cấp tốc độ dữ liệu cho người dùng một cách linh động. Thậm  
chí trong các hệ  thống sử  dụng băng tần lớn, khơng cần phải thực hiện xử  lý tín  
hiệu tốc độ cao cho cả băng tần mọi lúc mà chỉ  cần mức độ  xử  lý tín hiệu và cơng  
suất phát tương ứng với tốc độ dữ liệu của người sử dụng. Do đó, với hệ thống này 
có thể giảm được tải cho xử lý tín hiệu và cơng suất tiêu thụ  của thiết bị  đầu cuối  
so với các hệ thống khác sử dụng cả băng tần. 
Nguyễn Quốc Thắng


Trang 24


Tìm hiểu mạng thơng tin di động 4G

SCS­MC­CDMA có thể thực hiện giải điều chế bằng khả năng xử lý tín hiệu  
tương  ứng với tốc độ  dữ  liệu người sử  dụng do đó có thể  phát triển một cách linh 
động các thiết bị  đầu cuối giá rẻ  có khả  năng xử  lý thấp, cơng suất tiêu thụ  thấp,  
thiết bị  đầu cuối đắt tiền có khả  năng xử  lý cao, cơng suất tiêu thụ  cao tùy theo sở 
thích, u cầu dịch vụ của người dùng.

High data rate: tốc độ cao 

Short range user: người 

range user: người dùng ở 

Middle data rate: tốc độ 

dùng ở gần. Mid range 

xa Transmitter power: c/s 

trung bình. Low data rate: 

user: người dùng trong 

phát. Frequency: tần số

tốc độ thấp 


phạm vi trung bình. Long 

Hình 2.2 Cấu trúc tế bào tối ­u của SCS­MC­CDMA
OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multi Access): 
Hệ thống OFDM đạt được khả năng dung lỗi (chống nhiễu) đa đường rất tốt 
và thực hiện được truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao trong mơi trường chuyển động, 
những hệ thống này thường được sử dụng kết hợp với các hệ thống đa truy cập khác 
như: FDMA, TDMA. OFDMA là một phương thức triển khai đa truy cập trong đó tất 
cả người dùng chia sẻ tất cả các sóng mang con. Một số sóng mang con tùy ý được 
đặt cho các kênh con và cho mỗi người dùng ở những khe thời gian tùy ý.

Nguyễn Quốc Thắng

Trang 25