BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
------------------------------------

LÊ THỊ ÁI THI

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ LTE
VÀ ỨNG DỤNG TRONG MẠNG 4G

Chuyên ngành: Công nghệ thông tin

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
GSTS. NGUYỄN THÚC HẢI

Hà Nội – Năm 2014

1


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin trân trọng cảm ơn GS.TS Nguyễn Thúc Hải, ngƣời thầy đã tận tình
hƣớng dẫn giúp tôi hoàn thành khóa luận.
Để hoàn thành chƣơng trình cao học và viết luận văn, tôi xin tỏ lòng biết ơn
chân thành tới các Thầy Cô thuộc Viện Công nghệ thông tin và truyền thông –
Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, những ngƣời đã cung cấp kiến thức và tạo môi
trƣờng thuận lợi để tôi có thể hoàn thành luận văn này.
Xin gửi lời cảm ơn các tác giả của các tài liệu mà tôi đã tham khảo, trích dẫn
trong luận văn nhƣng không có điều kiện xin phép.

Cảm ơn gia đình, ngƣời thân, bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi trong suốt
quá trình thực hiện khóa luận này. Mặc dù tôi đã cố gắng hoàn thành luận văn bằng
tất cả nhiệt huyết và năng lực nhƣng chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Rất
mong nhận đƣợc ý kiến góp ý của quý Thầy Cô và các anh chị đồng nghiệp.
Cuối cùng xin gửi đến tất cả mọi ngƣời lời chúc sức khỏe, hạnh phúc và thành
đạt.

Nha Trang tháng 2 năm 2014
Học viên Lê Thị Ái Thi

2


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan toàn bộ những nội dung và số liệu trong luận văn này do tôi
tự tìm hiểu, nghiên cứu và thực hiện.
Học viên Lê Thị Ái Thi

3


MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................................1
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................6
DANH MỤC CÁC BẢNG..........................................................................................9
DANH MỤC CÁC HÌNH .........................................................................................10
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................11
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
VÀ CÔNG NGHỆ LTE ............................................................................................13
1.1 Sự phát triển của mạng thông tin di động. ......................................................13

1.2 Lộ trình phát triển lên 4G ...............................................................................16
1.3 Giới thiệu tổng quan về LTE. .........................................................................20
1.3.1 Khái niệm..................................................................................................20
1.3.2 Các tính năng của LTE .............................................................................20
1.3.3 Các dịch vụ của LTE ................................................................................22
CHƢƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT QUAN TRỌNG CỦA LTE .................................25
2.1 OFDMA của LTE. .........................................................................................25
2.1.1 Nguyên lý hoạt động thu phát tín hiệu của OFDM..............................25
2.1.2 Mã hóa kênh và phân tập tần số trong truyền dẫn OFDM ......................26
2.1.3 Sử dụng OFDM cho ghép kênh và đa truy cập ........................................28
2.2 SC-FDMA trong LTE. ..................................................................................30
2.3 Kỹ thuật đa anten trong LTE. .........................................................................34
2.3.1 Giới thiệu chung .......................................................................................34
2.3.2. SU- MIMO đƣờng xuống trong LTE ......................................................35
2.3.3 MU - MIMO trong LTE ...........................................................................37
2.3.3.1. MIMO đa ngƣời sử dụng (MU-MIMO) đƣờng xuống .....................37
2.3.3.2. MIMO đa ngƣời sử dụng (MU-MIMO) đƣờng lên ..........................40
CHƢƠNG 3: GIẢI PHÁP THOẠI TRONG LTE ....................................................43
3.1 Giới thiệu chung về thoại trong LTE. ............................................................43
3.1.1. Giới thiệu .................................................................................................43
3.1.2 Các giải pháp cho VoLTE. .......................................................................43
3.2 Giải pháp dùng CSFB cho thoại trên LTE ......................................................46
3.2.1 Mô tả về CSFB .........................................................................................46
3.2.2 Phƣơng thức hoạt động. ...........................................................................48
4


3.2.3 Ƣu nhƣợc điểm của giải pháp CSFB ........................................................51
2.3 Giải pháp dùng SRVCC cho thoại trên LTE ...................................................51
2.3.1 Khái niệm về SRVCC. .............................................................................51

2.3.2 Nguyên lý hoạt động SRVCC...................................................................53
2.3.3 Ƣu nhƣợc điểm của SRVCC ....................................................................56
CHƢƠNG 4: QUÁ TRÌNH THỬ NGHIỆM LTE CỦA VIETTEL VÀ ĐỀ XUẤT58
4.1 Tình hình triển khai LTE tại Việt Nam và thế giới .........................................58
4.1.1 Tình hình triển khai LTE trên thế giới. ....................................................58
4.1.2 Tình hình triển khai LTE tại Việt Nam. ..................................................60
4.2 Quá trình thử nghiệm LTE tại Tập đoàn Viettel. ...........................................61
4.2.1. Cơ sở để tiến hành thử nghiệm LTE ........................................................61
4.2.1.1 Tiêu chuẩn công nghệ thử nghiệm .....................................................61
4.2.1.2Lƣu lƣợng phục vụ tối đa của một trạm phát sóng .............................62
4.2.1.3 Băng tần sử dụng................................................................................62
4.2.1.4 Các giao diện và kết nối trong mạng LTE Viettel .............................63
4.2.2 Kết quả mô phỏng và thiết kế trạm thử nghiệm .......................................65
4.2.2.1 Tiến độ triển khai dự án .....................................................................65
4.2.2.2 Kết quả mô phỏng vùng phủ tại HCM ..............................................66
4.2.3 Kết quả thử nghiệm...................................................................................72
4.2.3.1 Hiệu quả sử dụng tần số .....................................................................72
4.2.3.2 Khả năng phục vụ, lƣu lƣợng, chất lƣợng dịch vụ thoại, dữ liệu, đa
phƣơng tiện. ...................................................................................................72
4.2.3.3 Tốc độ thấp nhất, cao nhất đối với dịch vụ vô tuyến di động băng
rộng theo đƣờng lên và xuống (khai báo trên hệ thống) ................................74
4.2.3.4 Tỷ lệ thiết lập dịch vụ thành công, độ trễ truyền data, độ trễ thiết lập
dịch vụ, độ trễ chuyển giao. ...........................................................................74
4.2.3.5 Các dịch vụ thử nghiệm .....................................................................76
4.3 Đề xuất.............................................................................................................76
4.3.1 Đề xuất với kết quả thử nghiệm của Viettel. ............................................76
4.3.2 Đề xuất chung cho các nhà mạng về vùng phủ mạng vô tuyến 4G..........77
KẾT LUẬN ...............................................................................................................79
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................80


5


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Thuật ngữ

Tiếng Anh

Tiếng Việt

3G

Third Generation

Thế hệ thứ ba

3GPP

3rd Generation Partnership
Project

Đề án các đối tác thế hệ thứ ba

BS

Base Station

Trạm gốc

BTS


Base Tranceiver Station

Trạm thu phát gốc

CDMA

Code Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo mã

CQI

Channel Quality Indicator

Chỉ thị chất lƣợng kênh

CSSR

Call Set-up Success Rate

Tỷ lệ thiết lập cuộc gọi thành
công

CPE

Customer Premises Equipment

Thiết bị truyền thông cá nhân


DFT

Discrete Fourier Transform

Biến đổi Fourier rời rạc

DFTS –
OFDM

DFT – Spread OFDM

OFDM trải phổ

DVB

Digital Video Broadcasting

Chuẩn Truyền Dẫn

Evolved Packet Core

Mạng lõi gói phát triển

E – UTRA

Evolved UTRA

Truy nhập vô tuyến mặt đất
UMTS phát triển


FDD

Frequency Division Duplex

Ghép song công phân chia theo
thời gian

FDMA

Frequency Division Multiplex
Access

Đa truy nhập phân chia theo tần
số

FFT

Fast Fourier Transform

Biến đổi Fourier nhanh

GERAN

GSM EDGE Radio Access
Network

Mạng truy nhập vô tuyến GSM
EDGE

GPRS


General Packet Radio Service

Dịch vụ vô tuyến gói chung

HOR

Hand Over Rate

Tỷ số chuyển giao.

EPC

6


HSDPA

High Speed Downlink Packet
Access

Truy nhập gói đƣờng xuống tốc
độ cao

HSPA

High Speed Packet Access

Truy nhập gói tốc độ cao


HSUPA

High Speed Uplink Packet
Access

Truy nhập gói đƣờng lên tốc độ
cao

IDFT

Inverse Discrete Fourier
Transform

Biến đổi Fourier rời rạc ngƣợc

IFDMA

Interleaved FDMA

FDMA đan xen

IFFT

Inverse Fast Fourier Transform

Biến đổi Fourier nhanh ngƣợc

IMS

IP Multimedia Subsystem


Phân hệ đa phƣơng tiện IP

IMT – 2000

International Mobile
Telecommunications 2000

Thông tin di động quốc tế 2000

IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

ITU

International
Telecommunications Union

Liên đoàn Viễn thông quốc tế

LFDMA

Localized FDMA

FDMA khoanh vùng

MBMS


Multimedia Broadcast Multicast
Service

Dịch vụ quảng bá đa phƣơng đa
phƣơng tiện

MCS

Modulation and Coding Scheme

Sơ đồ mã hóa và điều chế

MSC

Mobile Switching Center

Trung tâm chuyển mạch di động

OFDMA

Orthogonal Frequency

Đa truy nhập phân chia theo tần
số trực giao

Division Multiplexing Access
PAPR

Peak to Average Power Ratio


Tỷ số công suất đỉnh trên công
suất trung bình

PCI

Precoding Control Indication

Chỉ thị điều khiển tiền mã hóa

PS

Packet Switch

Chuyển gói kênh

QAM

Quadrature Amplitude
Modulation

Điều chế biên độ vuông góc

7


QoS

Quality of Service


Chất lƣợng dịch vụ

RAN

Radio Access Network

Mạng truy nhập vô tuyến

SAE

System Architecture Evolution

Phát triển kiến trúc mạng

SC – FDMA

Single Carrier – Frequency

Đa truy nhập phân chia theo tần
số đơn sóng mang

Division Multiple Access
Spatial Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia không
gian

Short Message Service

Dịch vụ bản tin ngắn


TCP/IP

Transmission Control Protocol
IP

Giao thức điều khiển truyền dẫn
IP

TDD

Time Division Duplex

Ghép song công phân chia theo
thời gian

UE

User Equipment

Thiết bị ngƣời dùng

UMTS

Universal Mobile
Telecommunications System

Hệ thống thông tin di động toàn
cầu


WCDMA

Wideband Code Division
Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo mã
băng rộng

Voice over IP

Thoại trên IP

SDMA
SMS

VoIP

8


DANH MỤC CÁC BẢNG.
Bảng 1.1. Mục tiêu của 4G.......................................................................................17
Bảng 1.2 Dịch vụ và ứng dụng của LTE ...................................................................23
Bảng 4.1 Lƣu lƣợng phục vụ tối đa của một trạm phát sóng LTE ...........................62
Bảng 4.2 Thiết kế trạm thực thế tại HCM.................................................................68
Bảng 4.3 Thiết kế trạm thực tế tại Hà Nội. ...............................................................71
Bảng 4.4 Lƣu lƣợng phục vụ tối đa của một trạm gốc tại HCM ..............................72
Bảng 4.5 Lƣu lƣợng phục vụ tối đa của một trạm gốc tại Hà Nội ............................72
Bảng 4.6 Lƣu lƣợng trung bình của một trạm gốc tại HCM.....................................73
Bảng 4.7 Lƣu lƣợng trung bình của một trạm gốc tại HN ........................................73

Bảng 4.8 Tỷ lệ thiết lập dịch vụ thành công đo kiểm ...............................................74
Bảng 4.9 Tỷ lệ thiết lập dịch vụ thành công .............................................................74
Bảng 4.10 Độ trễ truyền data ....................................................................................75
Bảng 4.11 Độ trễ thiết lập dịch vụ. ...........................................................................75

9


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Sự phát triển của mạng thông tin di động tế bào .......................................13
Hình 1.2 Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động lên 4G .....................18
Hình 2.1 sơ đồ khối của thiết bị đầu cuối OFDM .....................................................26
Hình 2.2 Giải thích vai trò của mã hóa kênh trong OFDM. .....................................27
Hình 2.3. OFDM đƣợc sử dụng cho sơ đồ ghép kênh/đa truy nhập. ........................28
Hình 2.4. Ghép kênh ngƣời sử dụng/OFDMA phân bố ............................................29
Hình 2.5 Điều khiển định thời phát đƣờng lên ........................................................30
Hình 2.6 SC-FDMA trên cơ sở DFTS-OFDM. ........................................................31
Hình 2.7 Khác nhau trong việc truyền ký hiệu số liệu OFDMA và SC-FDMA.......32
Hình 2.8. Các phƣơng pháp ấn định sóng mang con nhiều ngƣời sử dụng. .............33
Hình 2.9 Sơ đồ sắp xếp: a) LFDMA và b) IFDMA. ................................................33
Hình 2.9 Mô hình truyền dẫn SU-MIMO tổng quát. ...............................................35
Hình 2.10 Xử lý tín hiệu SU-MIMO vòng kín phía phát ..........................................36
Hình 2.11 MU-MIMO cho nhiều UE sử dụng cùng tài nguyên thời gian tần số. ..40
Hình 2.12 MU-MIMO đƣờng lên. ...........................................................................40
Hình 2.13 Ghép kênh số liệu và tín hiệu tham chuẩn trên đƣờng lên .......................41
Hình 3.1. Giao thức truyền thông tin từ thiết bị đầu cuối đến IMS. .........................44
Hình 3.2. Mô tả 2 giải pháp chính để cung cấp dịch vụ thoại trên LTE. ..................45
Hình 3.3. Tiến trình chuẩn hóa VoLTE. ..................................................................45
Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lý hoạt động CSFB. ............................................................47
Hình 3.5. Sơ đồ giao điện SGs dùng trong CFSB. ....................................................47

Hình 3.6. Sơ đồ dự phòng chuyển mạch kênh. .........................................................48
Hình 3. 7. So sánh thời gian thiết lập cuộc gọi 2G/3G và CSFB. .............................49
Hình 3. 8. Sơ đồ phƣơng pháp RIM giảm thời gian kết nối 2G/3G. ........................50
Hình 3. 9. Sơ đồ phƣơng pháp DMCR giảm thời gian kết nối 3G. ..........................50
Hình 3.10. Kiến trúc VoLTE dựa trên SRVCC. .......................................................52
Hình 3.11. Sơ đồ SRVCC khi chuyển giao giữa LTE và 2G/3G. ...........................53
Hình 3.12. Sơ đồ tiến trình chuyển giao từ LTE sang 2G/3G. .................................55
Hình 4.1 Biểu đồ tăng trƣởng số nhà mạng LTE đến 2013. ....................................59
Hình 4.2 Biểu đồ lƣợng thuê bao LTE đến 2013. .....................................................60
Hình 4.3 Các kết nối và giao diện trong mạngLTE Viettel. .....................................63
Hình 4.4 Kết quả mô phỏng vùng phủ tại HCM Thiết kế trạm thực thế tại HCM ...66
Hình 4. 5 Kết quả mô phỏng vùng phủ tại HNI Thiết kế trạm thực tế tại HNI ........69

10


MỞ ĐẦU
1.Lý do chọn đề tài
Trƣớc sự phát triển vô cùng mạnh mẽ của các dịch vụ số liệu, xu hƣớng tích hợp
và IP hoá đã đặt ra các yêu cầu mới đối với công nghiệp viễn thông di động. Mạng
thông tin di động thế hệ ba ra đời đã khắc phục đƣợc các nhƣợc điểm của các mạng
thông tin di động thế hệ trƣớc đó. Tuy nhiên, mạng di động này cũng có một số
nhƣợc điểm nhƣ: Tốc độ truyền dữ liệu lớn nhất là 14,4Mbps, vẫn chƣa đáp ứng
đƣợc yêu cầu ngày càng cao của ngƣời dùng, khả năng đáp ứng các dịch vụ thời
gian thực nhƣ hội nghị truyền hình là chƣa cao, rất khó trong việc download các file
dữ liệu lớn, tính mở của mạng chƣa cao, khi đƣa một dịch vụ mới vào mạng sẽ gặp
rất nhiều vấn đề do tốc độ mạng thấp, tài nguyên băng tần ít.
Trong bối cảnh đó ngƣời ta đã chuyển hƣớng sang nghiên cứu công nghệ mới
thuộc hệ thống thông tin di động thứ 4 nhƣ là công nghệ LTE, WIMAX. Sự ra đời
của các công nghệ này mở ra khả năng tích hợp tất cả các dịch vụ, cung cấp băng

thông rộng, dung lƣợng lớn, truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao, cung cấp cho ngƣời sử
dụng những hình ảnh video màu chất lƣợng cao, các trò chơi đồ hoạ 3D linh hoạt,
các dịch vụ âm thanh số.
Hiện nay thị trƣờng di động Việt Nam số thuê bao không ngừng tăng, nhu cầu
về việc sử dụng các dịch vụ và các dịch vụ đa phƣơng tiện ngày càng cao và càng
đòi hỏi cao hơn trong tƣơng lai. Do đó việc nghiên cứu một công nghệ mới vừa tận
dụng đƣợc cơ sở hạ tầng cũ 2G, 3G vừa đáp ứng các nhu cầu thị trƣờng trong tƣơng
lai là rất cần thiết. Và công nghệ LTE là một sự lựa chọn phù hợp. Đó chính là lý do
mà tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ LTE và ứng dụng trong mạng
4G”.
2. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu.
Với đề tài: “Nghiên cứu công nghệ LTE và ứng dụng trong mạng 4G” tác giả
đã nghiên cứu tổng quát về công nghệ LTE; các kỹ thuật quan trọng của LTE nhƣ
11


OFDMA, SC-FDMA, đa anten MIMO; các giải pháp thoại cho LTE; quá trình thử
nghiệm LTE của công ty viễn thông Viettel; từ đó luận văn đề xuất riêng cho
Viettel bổ sung thêm giải pháp CSFB; đề xuất chung cho các nhà mạng di động giải
pháp về vùng phủ mạng vô tuyến 4G.
3. Phƣơng pháp nghiên cứu.
- Tổng hợp và kế thừa những kết quả liên quan đã có.
- Nghiên cứu lý thuyết, tăng cƣờng trao đổi khoa học, tham gia báo cáo tại các

hội thảo khoa học.
- Thực nghiệm và đánh giá kết quả đạt đƣợc.

4. Nội dung chính của luận văn
Chương 1: Giới thiệu tổng quan hệ thống thông tin di động và công nghệ
LTE; giới thiệu về sự phát triển thông tin di động thế hệ 1G, 2G, 3G và lộ trình tiến

đến 4G, tổng quan về công nghệ LTE.
Chương 2: Các kỹ thuật quan trọng của LTE; trình bày các đặc tả kỹ thuật,
nguyên lý hoạt động của đƣờng xuống download OFDMA và đƣờng lên upload SCFDMA; trình bày kỹ thuật đa anten MIMO gồm SU-MIMO và MU-MIMO.
Chương 3: Giải pháp thoại cho LTE; giới thiệu chung về VoLTE, trình bày
phƣơng thức hoạt động và ƣu nhƣợc điểm của 2 giải pháp thoại CSFB và SRVCC;
Chương 4: Quá trình thử nghiệm LTE của Viettel và các đề xuất; trình bày
tình hình triển khai LTE hiện nay trên thế giới và tại Việt Nam, trình bày cơ sở thử
nghiệm, mô phỏng thử nghiệm LTE dựa trên phần mềm chuyên dụng, kết quả thử
nghiệm thực tế tại Hà Nội và tp Hồ Chí Minh. Từ đó nêu ra đề xuất cho Viettel là
bổ sung thêm giải pháp CSFB để cung cấp dịch vụ thoại; ngoài ra còn có đề xuất
chung cho các nhà mạng di động giải pháp về vùng phủ mạng vô tuyến 4G.

12


CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG
TIN DI ĐỘNG VÀ CÔNG NGHỆ LTE
1.1 Sự phát triển của mạng thông tin di động.[11]
Lịch sử ra đời và sự phát triển của dịch vụ di động từ thế hệ đầu tiên 1G tới
thế hệ 4G trải qua nhiều giai đoạn khác nhau. Thế hệ đầu tiên (1G) khởi đầu từ
những năm 80s. Đó là thế hệ điện thoại di động analog. Thế hệ thứ 2G bắt đầu nổi
lên từ nhƣng năm đầu của thập kỷ 90. Thế hệ thứ 2G là công nghệ di động kỹ thuật
số, cung cấp dịch vụ voice và cả data. Thế hệ thứ 3 bắt đầu từ năm 2001 ở Nhật, đặc
trƣng bởi dịch vụ thoại, dữ liệu và đa phƣơng tiện với tốc độ cao. Hệ thống tiền-4G,
những viên đá tảng cho thế hệ thứ 4G, hy vọng sẽ đƣợc thƣơng mại hóa vào khoảng
đầu năm 2010. Một thế hệ 4G sẽ cất cánh vào những năm 2012. Con đƣờng phát
triển của các công nghệ mạng tế bào đƣợc thể hiện ở hình dƣới đây.

Hình 1.1 Sự phát triển của mạng thông tin di động tế bào
Thế hệ thứ nhất (1G): Mạng di động thế hệ thứ nhất khơi mào ở Nhật vào

năm 1979. Đây là hệ thống truyền tín hiệu tƣơng tự (analog). Những công nghệ
chính thuộc thế hệ thứ nhất này có thể kể đến là AMPS (Advanced Mobile Phone
System), TACS ( Total Access Communication System), JTACS ( Japan TACS),
NMT (Nordic Mobile Telephone). Tuy chƣa hoàn hảo về mặt công nghệ và kỹ

13


thuật, thế hệ thông tin di động 1G này thực sự là một mốc phát triển quan trọng của
ngành viễn thông (khái niệm di động (mobile) đã bắt đầu đi vào phục vụ nhu cầu
liên lạc của con ngƣời trong đời sống hằng ngày). Những điểm yếu nổi bật của thế
hệ 1G liên quan đến chất lƣợng truyền tin kém, vấn đề bảo mật và việc sử dụng kém
hiệu quả tài nguyên tần số.
Thế hệ thứ hai (2G): Hệ thống mạng 2G đƣợc đặc trƣng bởi công nghệ
chuyển mạch kỹ thuật số (digital circuit-switched). Kỹ thuật này cho phép sử dụng
tài nguyên băng tần hiệu quả hơn nhiều so với 1G. Hầu hết các thuê bao di động
trên thế giới hiện đang dùng công nghệ 2G này. Công nghệ 2G sẽ còn tồn tại thêm
một thời gian dài nữa trƣớc khi 3G thay thế hoàn toàn nó. Những chuẩn di động 2G
chính bao gồm GSM (Global System for Mobile Communication), IS-136 và
CdmaOne.
- GSM sử dụng kỹ thuật đa truy cập TDMA và song công FDD. GSM đã trở thành
công nghệ truyền thông có tốc độ phát triển nhanh nhất từ trƣớc đến nay và là một
chuẩn di động đƣợc triển khai rộng rãi trên thế giới.
- IS-136, đƣợc biết đến với tên D-AMPS (Digital-AMPS), sử dụng kỹ thuật đa truy
cập TDMA và song công TDD. Công nghệ này đƣợc triển khai nhiều ở Châu Mĩ,
đặc biệt là ở Mỹ và Canada. IS-136 đƣợc triển khai nhƣ một mạng overlay kỹ thuật
số, phủ trên nền hạ tầng mạng AMPS. IS-136 cho tốc độ dữ liệu lên đến 30Kbps.
- CdmaOne là tên gọi của chuẩn di động ITU IS-95 sử dụng kỹ thuật đa truy cập
CDMA. CDMA đƣợc chuẩn hoá năm 1993. Ngày nay, có 2 phiên bản IS-95, gọi là
IS-95A và IS-95B. IS-95A dùng FDD với độ rộng kênh là 1,25MHz cho mỗi hƣớng

lên và xuống. Tốc độ dữ liệu tối đa của IS-95A là 14,4 Kbps. IS-95B có thể cung
ứng tốc độ dự liệu lên đến 115Kbps bằng cách gộp 8 kênh lại với nhau. Với tốc độ
này, IS-95B còn đƣợc xem nhƣ là công nghệ 2,5G.
Công nghệ 2,5G đặc trƣng bởi dịch vụ dự liệu tốc độ cải tiến. Chuẩn chính
của thế hệ này là GPRS, EDGE và IS-95B. GPRS là một bƣớc phát triển tiếp theo
để cung cấp dịch vụ dự liệu tốc độ cao cho ngƣời dùng GSM và IS-136. Lý thuyết
mà nói thì GPRS có thể cung ứng tốc độ dự liệu lên đến 172,2 Kbps. GPRS là một

14


giải pháp chuyển mạch gói. Đây cũng là một bƣớc đệm trong quá trình chuyển từ
thế hệ 2G lên 3G của các nhà cung cấp dịch vụ GSM/IS-136. Trên con đƣờng dài đi
đến 3G, EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution and Enhanced Data

rates for Global Channel) đã ra đời để cải tiến tốc độ dữ liệu hơn nữa (tốc độ tối
đa tầm 384Kbps). EDGE đôi khi còn đƣợc trích dẫn nhƣ công nghệ 2,75G.
Thế hệ thứ ba (3G): Mạng 3G đặc trƣng bởi tốc độ dự liệu cao, capacity của
hệ thống lớn, tăng hiệu quả sử dụng phổ tần và nhiều cải tiến khác. Có một loạt các
chuẩn công nghệ di động 3G, tất cả đều dựa trên CDMA, bao gồm: UMTS (dùng cả
FDD lẫn TDD), CDMA2000 và TD-SCDMA.
- UMTS (đôi khi còn đƣợc gọi là 3GSM) sử dụng kỹ thuật đa truy cập WCDMA.
UMTS đƣợc chuẩn hoá bởi 3GPP. UMTS là công nghệ 3G đƣợc lựa chọn bởi hầu
hết các nhà cung cấp dịch vụ GSM/GPRS để đi lên 3G. Tốc độ dữ liệu tối đa là
1920Kbps (gần 2Mbps). Nhƣng trong thực tế tốc độ này chỉ tầm 384Kbps thôi. Để
cải tiến tốc độ dữ liệu của 3G, hai kỹ thuật HSDPA và HSUPA đã đƣợc đề nghị.
Khi cả 2 kỹ thuật này đƣợc triển khai, ngƣời ta gọi chung là HSPA. HSPA thƣờng
đƣợc biết đến nhƣ là công nghệ 3,5G.



HSDPA: Tăng tốc độ downlink (đƣờng xuống, từ NodeB về ngƣời dùng di

động). Tốc độ tối đa lý thuyết là 14,4Mbps, nhƣng trong thực tế nó chỉ đạt tầm
1,8Mbps (hoặc tốt lắm là 3,6Mbps). Theo một báo cáo của GSA tháng 7 năm 2008,
207 mạng HSDPA đã và đang bắt đầu triển khai, trong đó 207 đã thƣơng mại hoá ở
89 nƣớc trên thế giới.


HSUPA: tăng tốc độ uplink (đƣờng lên) và cải tiến QoS. Kỹ thuật này cho

phép ngƣời dùng upload thông tin với tốc độ lên đến 5,8Mbps (lý thuyết). Cũng
trong cùng báo cáo trên của GSA, 51 nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động đã
triển khai mạng HSUPA ở 35 nƣớc và 17 nhà cung cấp mạng lên kế hoạch triển
khai mạng HSUPA.
CDMA2000 kế thừa của 2G CdmaOne, đại diện cho họ công nghệ bao gồm
CDMA2000 1xRTT (Radio Transmission Technology), CDMA2000 EV-DO
(Evolution -Data Optimized) và CDMA2000 EV-DV(Evolution -Data and Voice).

15


CDMA2000 đƣợc chuẩn hoá bởi 3GPP2. Lẽ thƣờng tình thì CDMA2000 là công
nghệ 3G đƣợc lựa chọn bởi các nhà cung cấp mạng CdmaOne.


CDMA2000 1xRTT: chính thức đƣợc công nhận nhƣ là một công nghệ 3G,

tuy nhiên nhiều ngƣời xem nó nhƣ là một công nghệ 2,75G đúng hơn là 3G. Tốc độ
của 1xRTT có thể đạt đến 307Kbps, song hầu hết các mạng đã triển khai chỉ giới
hạn tốc độ peak ở 144Kbps.



CDMA2000 EV-DO: sử dụng một kênh dữ liệu 1,25MHz chuyên biệt và có

thể cho tốc độ dữ liệu đến 2,4Mbps cho đƣờng xuống và 153Kbps cho đƣờng lên.
1xEV-DO Rev A hỗ trợ truyền thông gói IP, tăng tốc độ đƣờng xuống đến 3,1Mbps
và đặc biệt có thể đẩy tốc độ đƣờng lên đến 1,2Mbps. Bên cạnh đó, 1xEV-DO Rev
B cho phép nhà cung cấp mạng gộp đến 15 kênh 1,25MHz lại để truyền dữ liệu với
tốc độ 73,5Mbps.


CDMA2000 EV-DV: tích hợp thoại và dữ liệu trên cùng một kênh

1,25MHz. CDMA2000 EV-DV cung cấp tốc độ peak đến 4,8Mbps cho đƣờng
xuống và đến 307Kbps cho đƣờng lên. Tuy nhiên từ năm 2005, Qualcomm đã dừng
vô thời hạn việc phát triển của 1xEV-DV vì đa phần các nhà cung cấp mạng CDMA
nhƣ Verizon Wireless và Sprint đã chọn EV-DO.
TD-SCDMA là chuẩn di động đƣợc đề nghị bởi “China Communications Standards
Association” và đƣợc ITU duyệt vào năm 1999. Đây là chuẩn 3G của Trung Quốc.
TD-SCDMA dùng song công TDD. TD-SCDMA có thể hoạt động trên một dãi tần
hẹp 1,6MHz (cho tốc độ 2Mbps) hay 5MHz (cho tốc độ 6Mbps).

1.2 Lộ trình phát triển lên 4G
[1]Trong liên minh viễn thông quốc tế ITU, nhóm công tác 8F(ITU-R WP
8F) đang tiến hành nghiên cứu các hệ thống kế tiếp sau IMT-2000, mục tiêu của 4G
đƣợc cho bảng 1.
[7] [14] Cho đến nay, chƣa có một chuẩn nào rõ ràng cho 4G đƣợc thông
qua. Tuy nhiên, những công nghệ phát triển cho 3G hiện nay sẽ làm tiền đề cho ITU
xem xét để phát triển cho chuẩn 4G. Các sở cứ quan trọng để ITU thông qua cho
chuẩn 4G chính là từ hỗ trợ của các hãng di động toàn cầu; các tổ chức chuẩn hóa

16


và đặc biệt là sự xuất hiện của các công nghệ mạng di động tế bào tiền 4G. Chúng
sẽ là các công nghệ quan trọng giúp ITU xây dựng các chuẩn 4G trong thời gian tới.
Tốc độ số liệu

100 Mbps cho vùng rộng, 1Gbps cho vùng hẹp

Kết nối mạng

Hoàn toàn IP

Thông tin

Rộng khắp, di động, liên tục

Trễ

Thấp hơn 3G

Trễ kết nối

Thấp hơn 500ms

Trễ truyền dẫn

Thấp hơn 5ms

Giá thành/bit


1/10 – 1/100 thấp hơn 3G

Giá thành cơ sở hạ tầng

Thấp hơn 3G ( khoảng 1/10 )
Bảng 1.1. Mục tiêu của 4G

Các hãng đã sẵn sàng để làm việc với công nghệ 4G, các nhà đầu tƣ nhƣ
NTT DoCoMo và Sprint Nextel đang đầu tƣ vào các thử nghiệm cho công nghệ này
nhằm mục đích thu đƣợc những kinh nghiệm làm việc với 4G cũng nhƣ nâng cao
hiệu năng cho 4G trƣớc khi chính thức đƣợc đƣa vào khai thác.
Theo các nhà phân tích, các công nghệ nhƣ EV-DO và HSPA sẽ không còn
đủ mạnh vào những năm 2011-2012. Theo họ, rất nhiều thiết bị đầu cuối sử dụng
các công nghệ 3G hay 3,5G đều có bộ vi xử lý không thực sự phù hợp cho các ứng
dụng đa phƣơng tiện, mặc dù tính năng này mạng đã hỗ trợ. Vì thế mà các thiết bị
đầu cuối sẽ phải cải tiến trƣớc khi ngƣời dùng nghĩ đến chi phí mà họ phải trả cho
các thiết bị đầu cuối để sử dụng các dịch vụ tốc độ cao đã tƣơng xứng hay chƣa.
Hiện tại, các nhà đầu tƣ có thể mở rộng khả năng cho mạng 3G bằng cách nâng cấp
lên 3,5G; điều đó đồng nghĩa với việc ứng dụng 4G sẽ bị chậm lại.
Hiện nay, phần lớn các nhà khai thác viễn thông đều lên kế hoạch thực hiện
4G tại các vùng đô thị, nơi mà có nhiều các tổ chức, công ty cũng nhƣ số lƣợng
khách hàng lớn - các đối tƣợng luôn mong muốn các dịch vụ chất lƣợng tốt và tốc
độ truyền dữ liệu cao. Tuy nhiên, trƣớc mắt các nhà đầu tƣ sẽ tiếp tục cung cấp các

17


dịch vụ 3G cũng nhƣ 3,5G và nó đƣợc xem nhƣ là quá trình thực hiện từng bƣớc
cho 4G. Điều này không chỉ giúp họ tiếp tục mở rộng vùng phủ sóng, gia tăng số

lƣợng khách hàng mà còn giúp thu hồi vốn đã đầu tƣ cho 3G. Với ngƣời dùng, có
thể chuyển dễ dàng sang công nghệ 4G, bởi với họ đơn giản đó chỉ là sự mở rộng
các ứng dụng của mạng 3G hay 3,5G mà họ đang dùng.

Hình 1.2 Lộ trình phát triển các công nghệ thông tin di động lên 4G
[11] LTE (Long Term Evolution) và WiMax (Worldwide Interoperability for
Microwave Access) là hai ứng cử viên sáng giá cho mạng di động thế hệ thứ 4. Mỗi
một công nghệ có những thế mạnh và những điểm yếu riêng.
WiMAX với mục đích ban đầu chỉ hƣớng đến thị trƣờng Internet băng rộng
ở các vùng hẻo lánh. Tiếp theo, WiMAX hƣớng đến cung cấp giải pháp Internet
băng rộng di động. Kể từ đó, nó đƣợc xem nhƣ là một đối thủ cạnh tranh của mạng
thông tin di động 3G và bây giờ là 3G LTE.
So với WiMAX, 3G LTE đã có một công nghệ đi trƣớc là 2G, 3G với số
lƣợng thuê bao đã có sẵn. Đây là một lợi thế lớn để triển khai 3G LTE. Đặc biệt các
thiết bị di động 3G LTE sẽ tƣơng thích với các mạng thông tin di động thế hệ trƣớc,
do vậy ngƣời dùng sẽ có thể chuyển giao dễ dàng giữa mạng 3G LTE với các mạng
18


2G GSM/GPRS/EDGE và 3G UMTS đã tồn tại. Điều này cho phép những nhà cung
cấp mạng 3G LTE có thể triển khai mạng dần dần cũng giống hệt khi họ nâng cấp
mạng 2G lên 3G.
Trong khi đó WiMAX phải triển khai mạng từ con số không. Do WiMAX
không tƣơng thích với các chuẩn di động không dây trƣớc đó nên việc thiết bị đầu
cuối WiMAX có đƣợc tích hợp với chip 2G/3G hay không vẫn còn là một câu hỏi
mở. Nó hoàn toàn không phải là một câu hỏi về kỹ thuật mà là một vấn đề mang
tính chiến lƣợc. Nó tùy thuộc vào tác nhân nào sẽ triển khai mạng WiMAX trong
tƣơng lai : nhà cung cấp mạng thông tin di động 2G/3G hiện tại hay một nhà cung
cấp mạng WiMAX hoàn toàn mới. Nếu là một nhà cung cấp mạng 2G/3G thì chắc
chắn họ sẽ triển khai 3G LTE nếu nhƣ WiMAX không mang lại lợi ích nào đặc biệt

vƣợt trội so với 3G LTE. Nếu nhà cung cấp chỉ có mạng 2G/2.5G, họ cũng có thể
chọn lựa WiMAX nhƣ một sự nhảy cóc lên « gần » 4G thay vì đi lên 3G/3.5G rồi
LTE.
Nhƣ đã phân tích ở trên, việc triển khai LTE từ mạng 3G, 3.5G có sẵn là một
con đƣờng dễ dàng. Làm nhƣ vậy các nhà cung cấp mạng có thể triển khai LTE dần
dần không cần thiết phải đảm bảo một vùng phủ rộng kín. Bên cạnh nhà cung cấp
mạng vẫn tận dụng đƣợc mạng lõi 3G đã có, tận dụng hệ thống quản lý thuê bao và
tính cƣớc có sẵn. Từ này đến khi 3G LTE hoàn thiện và đƣợc vào sử dụng, 3.5G có
đủ khả năng để đáp ứng nhu cầu dịch vụ băng rộng trƣớc khi WiMAX thực sự
chiếm đƣợc một thị phần quan trọng. Và thực tế có thể nhận thấy là các nhà cung
cấp mạng 3G/3.5G họ không hề vội vàng trong việc tiến đến LTE. Về khía cạnh
kinh tế họ sẽ không triển khai LTE trƣớc khi thu lại đƣợc vốn và lãi từ việc nâng
cấp lên 3G.
Theo các cuộc khảo sát gần đây có hơn 80% nhà cung cấp dịch vụ di động
(telco) trên thế giới hiện đang sử dụng công nghệ GSM (gồm GSM, GPRS/EDGE,
HSPA). Theo giới chuyên gia phân tích và đánh giá, lợi thế về hạ tầng sẵn có và số
lƣợng ngƣời sử dụng đông đảo là lý do chính để phát triển thị trƣờng di động băng
thông rộng với công nghệ HSPA và tiếp theo sẽ là LTE. Đặc tả kỹ thuật của công

19


nghệ LTE có khả năng tƣơng thích gần nhƣ hoàn hảo với công nghệ nền tảng GSM.
Không chỉ GSM, các telco sử dụng công nghệ CDMA cũng không bỏ qua cơ hội
chuyển tiếp lên 4G với công nghệ LTE đầy hấp lực này. Vì thế nhiều "ông lớn" trên
thế giới đã, đang và sẽ triển khai mạng di động 4G bằng công nghệ LTE.

1.3 Giới thiệu tổng quan về LTE.
1.3.1 Khái niệm
[15] LTE là viết tắt của Long Term Evolution (Sự tiến hóa trong tƣơng lai

xa) miêu tả công việc chuẩn hóa của 3GPP để xác định phƣơng pháp truy nhập vô
tuyến tốc độ cao mới cho các hệ thống truyền thông di động.
LTE là bƣớc tiếp theo dẫn đến hệ thống thông tin di động 4G. Xây dựng trên
các nền tảng kỹ thuật của họ các hệ thống mạng tế bào 3GPP (bao gồm GSM,
GPRS và EDGE, WCDMA và HSPA), LTE cung cấp một con đƣờng tiến hóa đến
các tốc độ cao hơn và độ trễ thấp hơn. Cùng với sự hiệu quả hơn trong sử dụng phổ
tần hữu hạn của các nhà khai thác, LTE cho một môi trƣờng dịch vụ di động hấp
dẫn và phong phú hơn.
1.3.2 Các tính năng của LTE [15]
Từ quan điểm kỹ thuật, mục đích cơ bản của LTE là cung cấp các tốc độ số
liệu cao hơn cho cả truyền dẫn đƣờng lên và đƣờng xuống. Ngoài việc tăng tốc độ
số liệu thực, LTE còn làm giảm trễ gói; giới hạn xác định tình trạng phản ứng lại
của trò chơi điện tử, VoIP, thoại video và các dịch vụ thời gian thực.
Từ khía cạnh nhà khai thác, độ rộng băng tần kênh linh hoạt và chế độ hòa
hợp FDD/TDD của LTE cho phép sử dụng sóng mang hiện tại và nguồn phổ tần
trong tƣơng lai một cách hiệu quả hơn.
Sau đây là các đặc điểm quan trọng của LTE:
- Tăng cƣờng giao diện không gian cho phép tăng tốc độ số liệu: LTE đƣợc xây
dựng trên một mạng truy nhập vô tuyến hoàn toàn mới dựa trên công nghệ OFDM.
Đƣợc chỉ rõ trong 3GPP Release 8, giao diện không gian LTE kết hợp đa truy nhập
và điều chế dựa trên OFDMA cho đƣờng xuống, SC-FDMA cho đƣờng lên. Ở LTE,
20


hiệu quả sử dụng phổ tần của OFDM đƣợc tăng cƣờng lên nhờ các sơ đồ điều chế
bậc cao, cùng với các kỹ thuật vô tuyến bổ sung nhƣ MIMO. Kết quả là thông
lƣợng trung bình gấp 5 lần của HSPA, tốc độ số liệu đƣờng xuống cực đại về mặt lý
thuyết là 300 Mbit/s cho mỗi phổ tần 20 MHz, tốc độ đƣờng lên theo lý thuyết của
LTE có thể đạt 75 Mbit/s cho mỗi phổ tần 20 MHz.
- Hiệu quả sử dụng phổ tần cao: Hiệu quả sử dụng phổ tần cao hơn của LTE cho

phép các nhà khai thác cung cấp ngày càng tăng số lƣợng khách hàng trong vùng
phổ tần đang tồn tại và trong tƣơng lai với chi phí phân phối mỗi bit đƣợc giảm
xuống.
- Kế hoạch tần số linh hoạt: LTE có thể đƣợc cung cấp tối ƣu trong ô có kích
thƣớc lên đến 5 km, khả dụng trong ô có bán kính lên đến 30 km, và sự thực thi bị
giới hạn trong các ô có bán kính lên đến 100 km.
- Trễ đƣợc giảm: Bằng cách giảm thời gian round-trip xuống còn 5 ms hoặc
thậm chí ít hơn (so với 40-50 ms cho HSPA), LTE cung cấp trải nghiệm ngƣời sử
dụng đáp ứng nhanh hơn. Điều này cho phép các dịch vụ tƣơng tác, thời gian thực
nhƣ là trò chơi điện tử nhiều ngƣời, hội thảo video/audio chất lƣợng cao.
- Môi trƣờng toàn IP: Một trong những tính năng đáng kể nhất của LTE là sự
chuyển dịch đến mạng lõi hoàn toàn dựa trên IP với giao diện mở và kiến trúc đơn
giản hóa. Sâu xa hơn, phần lớn công việc chuẩn hóa của 3GPP nhắm đến sự chuyển
đổi kiến trúc mạng lõi đang tồn tại sang hệ thống toàn IP. Trong 3GPP, sự khởi đầu
này đƣợc xem nhƣ Tiến hóa kiến trúc hệ thống (SAE) và hiện nay đƣợc gọi là Lõi
gói cải tiến (EPC). Chúng cho phép cung cấp các dịch vụ linh hoạt hơn và sự liên
hoạt động đơn giản với các mạng di động phi 3GPP và các mạng cố định. EPC dựa
trên các giao thức TCP/IP – giống nhƣ phần lớn các mạng số liệu cố định ngày nayvì vậy cung cấp các dịch vụ giống PC nhƣ thoại, video, tin nhắn và các dịch vụ đa
phƣơng tiện. Sự chuyển dịch lên kiến trúc toàn gói cũng cho phép cải thiện sự phối
hợp với các mạng truyền thông không dây và cố định khác.
- Cùng tồn tại với các chuẩn và hệ thống trƣớc: Ngƣời sử dụng LTE sẽ có thể
thực hiện các cuộc gọi từ thiết bị đầu cuối của mình và phải truy nhập đến các dịch

21


vụ số liệu cơ sở, thậm chí khi họ nằm trong vùng không phủ sóng LTE. Do đó, cho
phép chuyển giao các dịch vụ xuyên suốt, liền, trôi chảy trong khu vực phủ sóng
của HSPA, WCDMA hay GSM/GPRS/EDGE. Hơn thế nữa, LTE/SAE hỗ trợ
không chỉ chuyển giao trong hệ thống, liên hệ thống mà còn chuyển giao liên miền

giữa miền chuyển mạch gói và miền chuyển mạch kênh.
- Khả năng giảm chi phí: Đƣa ra những tính năng nhƣ RAN đa nhà cung cấp
hoặc mạng tự tối ƣu SON sẽ giúp giảm OPEX và cung cấp tiềm năng giảm chi phí
trên mỗi bit thấp hơn.
- Công nghệ LTE phù hợp triển khai trên độ rộng băng tần trong phạm vi từ 1.25
MHz đến 20 MHz, hơn thế nữa, nó có thể hoạt động trong tất cả các băng tần 3GPP
theo cặp phổ tần hoặc không theo cặp phổ tần. Nhƣ vậy, mạng LTE có thể triển khai
trên bất cứ băng tần nào đƣợc sử dụng bởi các hệ thống 3GPP. Bao gồm các băng
tần lõi IMI-2000 (1.9-2 GHz) và các băng mở rộng (2.5 GHz) cũng nhƣ là 850900MHz, 1800MHz, 1.7-2.1 GHz và băng UHF gần đây đƣợc xem xét ở Hội nghị
thông tin vô tuyến thế giới ( World Radiocommunication Conference -WRC-07)
cho các dịch vụ di động ở một số trên thế giới. Ngoài các vị trí hiện tại, một số
lƣợng ứng cử viên băng tần dƣới 5 GHz cũng đƣợc ITU công nhận nhƣ là sự phù
hợp tiềm năng của các dịch vụ IMT nhƣ LTE. Trong khi khai thác các băng tần cao
hơn 5 GHz cho việc cung cấp tốc độ số liệu cực cao thông qua triển khai mạng LTE
là khả thi, thách thức đặt ra liên quan đến việc cung cấp các vùng phủ sóng quốc
gia/diện rộng ở chi phí thực tế.
1.3.3 Các dịch vụ của LTE [15]
Tốc độ truyền đƣờng xuống (và đƣờng lên) rất cao với sự linh hoạt hơn, hiệu
quả sử dụng phổ tần và giảm trễ gói, LTE hứa hẹn tăng cƣờng việc phân phối các
dịch vụ băng rộng di động và thêm tính năng cho các dịch vụ giá trị gia tăng mới
đang tồn tại.

22


Chỉ mục dịch vụ
Thoại

Môi trƣờng hiện tại
Audio thời gian thực


Nhắn tin P2P

SMS, MMS, email với quyền ƣu
tiên thấp

Trình duyệt

Môi trƣờng LTE
VoIP, hội thảo video chất
lƣợng cao
Tin nhắn hình ảnh, IM,
email di động, tin nhắn
video
Duyệt web siêu nhanh, tải
nội dung lên các trang
mạng xã hội.

Truy nhập đến các thông tin dịch
vụ trực tuyến cho những ngƣời
sử dụng nào chi trả giá mạng
chuẩn. Hiên tại giới hạn việc
duyệt WAP trên các mạng GPRS
và 3G.
Thông tin trả trƣớc
Nội dung cho ngƣời sử dụng nào Báo điện tử, luồng audio
trả trên cƣớc mạng chuẩn. Phần chất lƣợng cao.
lớn là thông tin dựa trên văn bản
Cá nhân hóa
Phần lớn là nhạc chuông

Âm thực (bản ghi gốc của
các nghệ sĩ), các trang web
di động cá nhân hóa
Trò chơi điện tử
Trò chơi điện tử trực tuyến và có Trải nghiệm trò chơi điện
thể tải về.
tử nhƣ nhau ở cả mạng di
động và cố định.
TV/Video theo yêu Nội dung video có thể tải về và Các dịch vụ truyền hình
cầu
theo luồng.
quảng bá, truyền hình theo
yêu cầu thực, luồng video
chất lƣợng cao.
Âm nhạc
Dịch vụ radio tƣơng tự và tải về Lƣu trữ và tải xuống âm
toàn bộ bài.
nhạc chất lƣợng cao.
Tin nhắn nội dung Nhắn tin peer – to – peer nhờ sử Phân bố trên phạm vi rộng
và phƣơng tiện
dụng nội dung bên thứ ba cũng các đoạn video, dịch vụ
nhƣ là tƣơng tác với phƣơng tiện karaoke, quảng cáo di
khác.
động dựa trên video.
M-thƣơng mại
Đặt các giao dịch (bao gồm cả
Điện thoại di động nhƣ là
đánh bạc) và phƣơng tiện chi trả thiết bị chi trả, với chi tiết
trên mạng di động
về sự chi trả đƣợc tải trên

các mạng tốc độ cao để
cho phép hoàn thiện các
giao dịch tốc độ cao.
Mạng số liệu di động Truy nhập các mạng Internet nội Truyền tập P2P, các ứng
bộ và cơ sở dữ liệu cũng nhƣ là
dụng kinh doanh, chia sẻ
sử dụng các ứng dụng nhƣ CRM. ứng dụng, truyền thông
M2M, mạng Internet nội
bộ/mạng nội bộ mở rộng
di động

Bảng 1.2 Dịch vụ và ứng dụng của LTE

23


Kết chƣơng:
Trong chƣơng 1 đầu tiên giới thiệu về sự phát triển của hệ thống thông tin di
động thế hệ 1G đến 4G. Đƣa ra các mốc thời gian hoạt động, công nghệ sử dụng và
các dịch vụ kèm theo để có cái nhìn tổng quan về sự phát triển của công nghệ viễn
thông.
Tiếp theo chỉ ra lộ trình phát triển lên 4G của IMT-2000, các bƣớc hình thành,
các đặc điểm kỹ thuật, mục tiêu mà 4G phải đạt đƣợc, so sánh công nghệ chính là
LTE và Wimax để thấy vì sao tác giả chọn đề tài.
Giới thiệu tổng quan về công nghệ LTE, các đặc điểm chính và các dịch vụ
phục vụ.

24



CHƢƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT QUAN TRỌNG CỦA LTE

2.1 OFDMA của LTE.
Trong phần này trình bày nguyên lý OFDM và ứng dụng của nó trong mô
hình lớp vật lý OFDMA đƣờng xuống của LTE. OFDM đã đƣợc tiếp nhận là sơ đồ
truyền dẫn đƣờng xuống cho LTE và cũng đƣợc sử dụng cho các công nghệ không
dây băng rộng khác nhƣ WiMAX và các công nghệ truyền hình quảng bá DVB.
2.1.1 Nguyên lý hoạt động thu phát tín hiệu của OFDM [6]
Kiểu truyền dẫn OFDM là dạng truyền dẫn đa sóng mang, có hai đặc điểm:
sử dụng nhiều sóng mang băng hẹp (ví dụ đối với WCDMA đa sóng mang băng
thông là 20MHz dùng cho 4 sóng mang mỗi băng tần con là 5MHz; khi OFDM
cũng với băng tần 20MHz nhƣng có thể sử dụng đến 2048 sóng mang con, nên băng
tần coi là 15KHz); sóng mang con trực giao nhau và khoảng cách giữa hai sóng
mang con liền kề bằng đại lƣợng nghịch đảo của thời gian ký hiệu điều biến sóng
mang con. Vì thế các sóng mang con của OFDM đƣợc đặt gần nhau hơn so với
FDM.
Những tín hiệu OFDM đƣợc tạo ra trong miền tần số vì khó tạo ra những
bank lớn các bộ dao động và những máy thu khóa pha trong miền tƣơng tự. Phần
máy phát biến đổi dữ liệu số cần truyền, ánh xạ vào biên độ và pha của các tải phụ.
Sau đó nó biến đổi biểu diễn phổ của dữ liệu vào trong miền thời gian nhờ sử dụng
biến đổi Fourier rời rạc đảo (inverse Discrecte Fourier Transform). Biến đổi nhanh
Fourier đảo (Inverse Fast Fourier Transform) thực hiện cùng một thuật toán nhƣ
IDTF, ngoại trừ rằng nó tính hiệu quả hơn nhiều và do vậy nó đƣợc sử dụng trong
tất cả các hệ thống thực tế. Để truyền tín hiệu OFDM tín hiệu miền thời gian đƣợc
tính toán đƣợc phách lên tần số cần thiết. Máy thu thực hiện thuật toán ngƣợc lại
với máy phát. Khi dịch tín hiệu RF xuống băng cơ sở để xử lý, sau đó sử dụng biến
đổi Fourier nhanh (FFT) để phân tích tín hiệu trong miền tần số. Sau đó biên độ và
pha của các tải phụ đƣợc chọn ra và đuợc biến đổi ngƣợc lại thành dữ liệu số. Biến
đổi nhanh Fourier đảo (IFFT) và biến đổi Fourier nhanh(FFT) là hàm bổ sung và


25