TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

TRẦN VĂN PHÚ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ 4G VÀ TRIỂN KHAI
TẠI VIỆT NAM
Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông
Mã số : KTVT15A-NĐ-03

LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS. TS: PHẠM NGỌC NAM

Hà Nội - 2017

17083300306440c23a896-65df-47ae-bced-7e13d24db9e5
1708330030644ab9b7853-9df8-4261-ab7f-fc08a53656ba
1708330030644904d4898-48bd-4f34-a218-e464a2945503


LỜI CAM ĐOAN
Trong quá trình thc hi tài lu   
  c hii gian làm lu
nh.
 tài lut nghim và s dng mt
s tài lic xut bn, và mt s tài liu cùng vi mt s bài báo
và các tc.Các tài liu tơi tham khc trích trong

phn tài liu tham kho.
Tôi không s dng sao chép vi ph ra ví d 
luc cơng b,
tham kho tài li
a tơi, nu tơi vi phm tơi hồn tồn chu trách nhic
hng bo v lui hc.
Hà Ni, ngày 28 tháng 03 
Tác giả luận văn

TRẦN VĂN PHÚ

i


THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Third Generation Partnership
3GPP

Project

Nhóm cng tác 3GPP
A

ACK

Acknowledgement

Xác nhn
H thn thong tiên


AMPS

Advanced Mobile Phone System

tin

Association of Radio Industries

Hip hi các doanh nghip và công

ARIB

and Businesses

nghip vô tuyn

ARQ

Automatic Repeat reQuest

Yêu cu phát li t ng

Alliiance for
Telecommunications Industry

Liên minh cho các gii pháp công

ATIS


Solutions

nghip vin thông

AWGN

Additive White Gaussian Noise

Tp âm Gauss trng cng

B
BPSK

Binary Phase-Shift Keying

Khóa dch pha nh phân
C

China Communications Standards Hip hi chun truyn thông Trung
CCSA

Association

Quc

CDD

Cyclic Delay Diversity

Phân tp tr vòng


ii


CDMA

Code Division Multiple Access

p phân chia theo mã

European Conference of Postal
and Telecommunications

Hi ngh Châu Âu v qu

CEPT

Administations

chính Vin thơng

CPC

Continuous Packet Connectivity

Kt ni gói liên túc

CPICH

Common Pilot Channel


Kênh hoa tiêu chung

CQI

Channel Quality Indicator

Ch th chng kênh
D

Dedicated Physical Control
DPCCH

Channel

u khin vt lý riêng

DRX

Discontinuous Reception

Thu không liên tc

DTX

Discontinuous Transmission

Phát không liên tc

D-TxAA


Dual Transmit -Diversity Adaptive Array
E

E-AGCH

E-DCH Absolute Grant Channel

Kênh cp phát tuyi E-DCH

E-DCH

Enhanced Dedicated Channel

Kênh riêng nâng cao

Enhanced Data rates for GSM
Evolution and Enhanced Data

T s li phát

EDGE

rates for Global Channel

trin GPRS

E-RGCH

E-DCH Relative Grant Channel


Kênh ci E-DCH

iii


F
Ghép song công phân chia theo tn
FDD

Frequency Division Duplex

s

FDM

Frequency Division Multiplex

Ghép kênh phân chia theo tn s

Frequency Division Multiple
FDMA

Access

p phân chia theo tn s
G
Mng truy nhp vô tuyn GSM/

GERAN


GSM EDGE RAN

EDGE

GPRS

General Packet Radio Services

Dch v vơ tuyn gói chuntg

Global System for Mobile

H thng thơng tin di dng tồn

communications

cu

GSM

H
HARQ

Hybrid ARQ

ARQ lai ghép

HOM


High Order Modulation

u ch bc cao

High Speed Downlink Packet

Truy nhp gói t ng

HSDPA

Access

xung

HS-

High Speed Dedicated Physical

Kênh vu khin riêng t

DPCCH

Control Channel

cao

HSPA

High Speed Packet Access


Truy nhp gói t cao

HS-

High Speed Downlink Shared

Kênh chia s ng xung t

iv


DSCH

Channel

cao

HS-

High Speed Physical Downlink

Kênh vt lý chia s ng xung

PDSCH

Shared Channel

t cao

HS-


High Speed Shared Control

SCCH

Channel

u khin chia s t cao

High Speed Uplink Packet
HSUPA

Access

Truy nhp gói t ng lên
I

IRC

Interference Rejection Combining Kt hp trit nhiu

IMS

Internet Multimedia Subsystem

Phân h n Internet

J

J-TACS


Japanese Total Access

H thng truyn thơng truy nhp

Communication System

hồn tồn Nht bn
L

LTE

Long Term Evolution

Phát trin dài hn
M

MAC

Medium Access Control

u khin truy nhng

MBMS

Multimedia Broadcast/Multicast
Service

Dch v qu


MIMO

Multi Input Multi Output

u u ra

v


ML

Maximum Likelihood

Kh ng ci
Sai lc

MMSE

Minimum Mean Square Error

tiu

MRC

Maximum Ratio Combining

Kt hp t l ln nht

Multi User MIMO


i dùng

MUMIMO

N
NACK

Negative Acknowledgement

Không xác nhn
O

OFDM

Orthogonal Frequency Division

Ghép kênh phân chia theo tn s

Multiplex

trc giao
P

PARC

Per-Antenna Rate Control

PCI

Precoding Control Indicator


Ch th u khin tin mã hóa

P-CPICH

Primary CPICH

p

PDC

Personal Digital Cellular
R

RAN

Radio Access Network

Mng truy nhp vô tuyn

RLC

Radio Link Control

u khin liên kt vô tuyn

vi


S

SAE

System Architecture Evolution

Phát trin kin trúc h thng

SC

Selective Combining

Kt hp la chn

S-CPICH

Secondary CPICH

Kênh CPICH th cp

SDMA

Spatial Division Multiple Access

p phân chia không gian

Successive Interference
SIC

Combining

Kt hp nhiu thành công


SMS

Short Message Service

Dch v nhn tin

SNR

Signal to Noise Ratio

T s tín hiu trên tp âm

STBC

Space-Time Block Coding

Mã hóa khi khơng gian thi gian

STTD

Space-Time Transmit Diversity

Phân tp phát không gian thi gian

MIMO

Single User MIMO

i dùng


SVD

Sigular Value Decomposition

Phân chia giá tr 

SU-

T

TACS

Total Access Communication

H thng truyn thơng truy nhp

System

hồn tồn
Ghéo song cơng phân chia theo

TDD

Time Division Duplex

thi gian

TDM


Time Division Multiplex

Ghép kênh phân chia theo thi gian

vii


p phân chia theo thi
TDMA

Time Division Multiple Access

gian

Telecommunication Technology
TTA

Association

Liên hip công ngh vin thông

Telecommunication Technology
TTC

Committee

y ban công ngh vin thông

TTI


Transmission Time Interval

Khong thi gian truyn dn
U

UE

UMTS

UTRAN

User Eqipment

Thit b i dùng

Universal Mobile

H thng vin thơng di dng tồn

Telecommunications System

cu

Universal Terrestrial Radio

Mng truy nhp vơ tuyn mt

Access Network

tồn cu

V

VoIP

Voice over IP

Thoi qua IP
W

Wideband Code Division

p phân chia theo mã

WCDMA

Multiple Access

ng

WLAN

Wireless Local Area Network

Mng cc b không dây

Z
ZF

Zero Forcing


ng bc không

viii


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ....................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ ix
DANH MỤC CÁC HÌNH ...................................................................................... xii
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................... xiv
LỜI NÓI ĐẦU ...........................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC THẾ HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG ................3
1.1.Gii thiu ............................................................................................................... 3
1.2.Các th h ng .................................................................................6
m ca 4G ................................................................................................. 11
1.4.So sánh t 3G và 4G .....................................................................................11
1.4.1.T ti v .................................................................................................12
1.4.2.T ti lên ................................................................................................13
 tr ............................................................................................................14
1.5.Kt lu ..................................................................................................15
CHƯƠNG 2: MƠ HÌNH CẤU TRÚC VÀ CÁC CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG
TRONG MẠNG 4G ................................................................................................ 16
2.1.Cm công ngh 4G ...................................................................16
2.1.1.E-UTRAN..................................................................................................... 18
2.1.1.1.Gii thiu ............................................................................................... 18
2.1.1.2.Cu trúc ..................................................................................................20
ix



2.1.1.3.Kênh vt lý cho E-UTRAN ...................................................................23
2.1.2.Các thành phn và cha EPC ........................................................30
2.2.Các công ngh s dng trong 4G ........................................................................34
2.2.1.OFDM[12] ....................................................................................................34
2.2.1.1.Lch s phát trin ...................................................................................34
2.2.1.2.Tng quan v OFDM ............................................................................. 36
n ca OFDM .........................................................36
m ca OFDM .....................................................41
2.2.2.UWB ............................................................................................................. 42
2.2.2.1.Tng quan .............................................................................................. 42
m ca h thng UWB ........................................43
2.2.2.3.Tiêu chun ca UWB .............................................................................43
2.2.2.4.ng dng ca k thut UWB ................................................................45
2.2.3.Millimeter Wireless ......................................................................................46
 ......................................................................................46
2.2.5.D t dài hn ( Long term power prediction ) ........................48
2.2.6.Lp k hoch gii dùng .....................................................................49
u ch u khin công sut ................................................49
2.3.Kt lu ..................................................................................................50
CHƯƠNG 3: TRIỂN KHAI 4G TRÊN THẾ GIỚI VÀ ỨNG DỤNG TRIỂN
KHAI TẠI VIỆT NAM ........................................................................................... 51
3.1. Tình hình trin khai 4G trên th gii .................................................................51
u tiên trên th gii trin khai 4G LTE ...................................... 51

x


3.1.2.Tình hình ph sóng LTE trên th gii ..........................................................55
3.1.3.T 4G cc trên th gii ..........................................................58

3.2.Tình hình trin khai 4G ti Vit Nam .................................................................59
3.2.1.Trin khai Wimax ti Vit Nam ...................................................................59
3.2.2.Tình hình trin khai LTE ti Vit Nam ........................................................61
3.3.Thun ln khai 4G ti Vit Nam .............................................64
3.3.1.Thun li....................................................................................................... 64
 ...................................................................................................... 65
3.4.Mt s gii pháp trin khai 4G ti Vit Nam ...................................................... 66
3.5.Kt lu ..................................................................................................66
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................70

xi


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1.S ng và c nh [3] ....................................................3
Hình 1.2. S tng  Vin quý 4 2013 ....4
Hình 1.3.Th phn ISP ca Vi] ................................5
Hình 1.4.Tng quan v 3G IMT-2000 [4] ..................................................................7
Hình 1.5.T ti v lý thuyt và thc t mng 3G và 4G (Mbps) [7] .................. 12
Hình 1.6.Thi gian ti v ca mng 3G và 4G các loi file ( giây )[5] ....................13
Hình 1.7.T ti lên lý thuyt và thc t mng 3G và 4G (Mbps) [7] .................14
 tr ca 4G LTE và 3G ( mili giây ) ..................................................... 15
Hình 2.1.Cu trúc mng 4G ...................................................................................... 18
Hình 2.2.Cu trúc E-UTRAN....................................................................................20
Hình 2.3.Mt phu khin và mt phi dùng ....................................... 21
Hình 2.4.Cu trúc khung loi 1 [6] ...........................................................................23
Hình 2.5.Cu trúc khung loi 2 [6] ...........................................................................24
Hình 2.6.Ngun tài nguyên vt lý trong LTE [6]......................................................25

 kênh vt lý, giao vn và logic [6] ....................................................25
Hình 2.8.Các phn t và giao din ca EPC .............................................................31
Hình 2.9. So sánh k thut sóng mang khơng chng xung (a) và k thut sóng mang
chng xung (b)............................................................................................ 37
Hình 2.10. S khác nhau gia FDM và OFDM ........................................................ 38
 khi k thut OFDM ...................................................................... 39
Hình 2.12. H thn .......................................................................... 40

xii


Hình 2.13. Sp xp tn s trong h thng OFDM.....................................................40
Hình 2.14. Ký hiu OFDM vi 4 thuê bao ..............................................................41
Hình 2.15.Mt n ph nh b xut CEPT(b) [8] ...42
Hình 2.16. H thng Antena MIMO ......................................................................... 47
u tiên trên th gii trin khai 4G LTE ......................................51
Hình 3.2.So sánh ph sóng LTE tồn cu ................................................................. 57
Hình 3.3.T ca LTE tồn cu ...........................................................................58
Hình 3.4.T ti xung ca các nhà mn khai 4G ................................63
Hình 3.5.T ti lên ca các nhà mn khai 4G .....................................63

xiii


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bng 1.1.S  rng  Vin quý 4 2013 [9]
.................................................................................................................... 4
Bng 1.2.Công ngh t n 4G .............................................................................8
Bng 1.3.So sánh công ngh 4G và công ngh 5G ................................................... 10

Bm giao din vô tuyn E-UTRAN ...................................................19
Bng 2.2.Các giao din EPC ..................................................................................... 31
Bng 2.3. Gii hn bc x ng dng truyn thơng trong nhà và ngồi tri(M) .....44
Bng 2.4. Gii hn bc x ng dng truyn thông trong nhà và ngoài tri (Châu
Âu) ............................................................................................................44
Bng 3.1.Lic và nhà cung cp 4G .........................................................52

xiv


LỜI NÓI ĐẦU

Hin nay,  Vin tng thi nhiu th h ca h thng thông
ng .Vic trin khai h thng 4G không phi là v c
xa nc nhng xu th phát trin chung v công ngh vic bit là
công ngh ng và vic trên th gin khai 4G
thì vic nghiên cu, tìm hiu h thng 4G là cn thit.
Vu kin  Vi h tng vin thông mà các nhà m
qun lý, vic nâng cp và trin khai tc mng nhm mc
n lên cơng ngh 4G là hồn tồn phù hp. Qua tc phát trin, ta có
th tn dng ngu vt cht sng thi tip cc công ngh hin
i nhm xây dng mt mng hic nhu cu
ci dùng.
   ng Vinaphone và Mobifone trin khai 4G sm nht và trin
u gp rút chun b hoàn tt cho vic trin
khai cung cp dch v 4G ti Vit Nam. Hin t
th nghing kt qu tt.
   u công ngh 4G và trin khai ti Vi    
không ch nhm mu, nghiên cu các dch v ng mà còn
c g    ng  Vi    n khai công ngh 4G ti Vit

Nam.
Vi m tài nghiên cu c
NG QUAN CÁC TH H NG
    U TRÚC VÀ CÁC CÔNG NGH S DNG
TRONG MNG 4G
   NG TRIN KHAI CÔNG NGH 4G TRÊN TH
GII VÀ TRIN KHAI TI VIT NAM
1


Cu  i thc hi  tài xin chân thành c   y/cô Vin
n t - Vii hc Bách Khoa N thc hin lu
c bit là s ng dn tn tình ca thy PGS.TS.Phạm Ngọc Nam, th
trc tip ch dng, to mu ki em hoàn thành lun v
i thc hi tài gi li cng nghi
thc hi tài trong thi gian làm lu
Trong quá trình làm lu n ch ci thc hin
      u thiu
sót, rt mong s n ca thy/cô và bn bè.

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC THẾ HỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG
Chương này trình bày tổng quan về các thế hệ thơng tin di động trong đó trình
bày chủ yếu 2 công nghệ 3G đang được triển khai tại Việt Nam và công nghệ 4G đang
trong giai đoạn thử nghiệm của các nhà mạng và sẽ được triển khai tại Việt Nam.
1.1.Giới thiệu
                4
               


             
 


- 
 -







Hình 1.1.Số lượng thuê bao di động và cố định [3]

3



                

Bảng 1.1.Số thuê bao băng thông rộng tăng trưởng ở Việt Nam đến quý 4 2013 [9]
Vùng








5.12

7.66



162

5.86

Châu Á

307

6.64

Châu Âu

194

5.80



23

11.09




8

5.18

 
2013 
350
300

Việt Nam

250

Mỹ

200

Châu Á

150

Châu Âu

100

Trung đơng và Châu Phi
Châu Đại Dương

50

0
Th bao ( triệu)

Tăng trưởng(%)

Hình 1.2. Số thuê bao băng thông rộng tăng trưởng ở Việt Nam đến quý 4 2013
              


4


 Hình 1.3 trình bày th phn ISP ca
Vi

Hình 1.3.Thị phần ISP của Việt Nam trong quý 4 năm 2013[9]
    urth-          
               





              

        

                  






5