58
ĐỒ ÁN 2 : MẠNG 4G VÀ KỸ THUẬT LTE GVHD: Th.S NGUYỄN QUỲNH ANH Thế hệ 1G : Đây là hệ thống thông tin di động tương tự sử dụng phương thức đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA và điều chế tần số FM với các đặc điểm : Phương thức truy nhập: FDMA. Dịch vụ đơn thuần là thoại. Chất lượng thấp. Bảo mật kém. Một số hệ thống sử dụng : NMT (Nordic Mobile Telephone): sử dụng băng tần 450Mhz triển khai tại các nước Bắc Âu vào năm 1981. TACS (Total Access Communication System): triển khai ở Anh vào năm 1985. AMPS (Advance Mobile Phone System): triển khai tại Bắc Mỹ vào năm 1978 tại băng tần 800Mhz. Thế hệ 2G: Hệ thống mạng 2G được đặc trưng bởi công nghệ chuyển mạch kỹ thuật số (digital circuit-switched). Kỹ thuật này chiếm ưu thế hơn 1G với các đặc điểm sau: Dung lượng tăng. Chất lượng thoại tốt hơn Hỗ trợ các dịch vụ số liệu Phương thức truy nhập : TDMA, CDMA băng hẹp. Một số hệ thống điển Hình : SVTH : LÊ VĂN TẤN MAI TẤT THÀNH Page 1

file word đồ án 2.1.docx

Embed Size (px)

Citation preview

N 2 : MNG 4G V K THUT LTEGVHD: Th.S NGUYN QUNH ANH

Th h 1G : y l h thng thng tin di ng tng t s dng phng thc a truy nhp phn chia theo tn s FDMA v iu ch tn s FM vi cc c im : Phng thc truy nhp: FDMA. Dch v n thun l thoi. Cht lng thp. Bo mt km.

Mt s h thng s dng : NMT (Nordic Mobile Telephone): s dng bng tn 450Mhz trin khai ti cc nc Bc u vo nm 1981. TACS (Total Access Communication System): trin khai Anh vo nm 1985.

AMPS (Advance Mobile Phone System): trin khai ti Bc M vo nm 1978 ti bng tn 800Mhz.

Th h 2G:

H thng mng 2G c c trng bi cng ngh chuyn mch k thut s (digital circuit-switched). K thut ny chim u th hn 1G vi cc c im sau: Dung lng tng. Cht lng thoi tt hn H tr cc dch v s liu Phng thc truy nhp : TDMA, CDMA bng hp.

Mt s h thng in Hnh : GSM (Global System for Mobile Phone) s dng phng thc truy cp TDMA c trin khai ti chu u. D-AMPS (IS-136-Digital Advance Mobile Phone System) s dng phng thc truy cp TDMA c trin khai ti M. IS-95 (CDMA One) s dng phng thc truy cp CDMA c trin khai ti M v Hn Quc. PDC (Personal Digital Cellular) s dng phng thc truy cp TDMA c trin khai ti Nht Bn. Th h 3G : H thng mng c s dng ph bin hin nay, c cc u im mnh m so vi 2 th h c. y l th h th ba ca chun cng ngh in thoi di ng, cho php truyn c d liu thoi v ngoi thoi (ti d liu, gi email, tin nhn nhanh, Hnh nh). 3G cung cp c hai h thng l chuyn mch gi v chuyn mch knh. H thng 3G yu cu mt mng truy cp radio hon ton khc so vi h thng 2G hin nay. im mnh ca cng ngh ny so vi 2G l cho php truyn, nhn cc d liu, m thanh, Hnh nh cht lng cao cho c thu bao c nh v thu bao ang di chuyn cc tc khc nhau. Mng 3G c trng bi tc d liu cao, capacity ca h thng ln, tng hiu qu s dng ph tn v nhiu ci tin khc. C mt lot cc chun cng ngh di ng 3G, tt c u da trn CDMA, bao gm: UMTS (dng c FDD ln TDD), CDMA2000 v TD-SCDMA :

UMTS (i khi cn c gi l 3GSM) s dng k thut a truy cpWCDMA. UMTS c chun ho bi 3GPP. UMTS l cng ngh 3G c la chn bi hu ht cc nh cung cp dch v GSM/GPRS i ln 3G. Tc d liu ti a l 1920Kbps (gn 2Mbps). Nhng trong thc t tc ny ch tm 384Kbps. ci tin tc d liu ca 3G, hai k thut HSDPA v HSUPA c ngh. Khi c 2 k thut ny c trin khai, ngi ta gi chung l HSPA. HSPA thng c bit n nh l cng ngh 3,5G. HSDPA: Tng tc downlink (ng xung, t NodeB v ngi dng di ng). Tc ti a l thuyt l 14,4Mbps, nhng trong thc t n ch t tm 1,8Mbps (hoc tt lm l 3,6Mbps). Theo mt bo co ca GSA thng 7 nm 2008, 207 mng HSDPA v ang bt u trin khai, trong thng mi ho 89 nc trn th gii. HSUPA: tng tc uplink (ng ln) v ci tin QoS. K thut ny cho php ngi dng upload thng tin vi tc ln n 5,8Mbps (l thuyt). Cng trong cng bo co trn ca GSA, 51 nh cung cp dch v thng tin di ng trin khai mng HSUPA 35 nc v 17 nh cung cp mng ln k hoch trin khai mng HSUPA. CDMA2000: bao gm CDMA2000 1xRTT (Radio Transmission Technology), CDMA2000 (Evolution -Data Optimized) v CDMA2000 EV-DV(Evolution -Data and Voice). CDMA2000 c chun ho bi 3GPP2. CDMA2000 l cng ngh 3G c la chn bi cc nh cung cp mng CdmaOne. CDMA2000 1xRTT: chnh thc c cng nhn nh l mt cng ngh 3G, tuy nhin nhiu ngi xem n nh l mt cng ngh 2,75G ng hn l 3G. Tc ca 1xRTT c th t n 307Kbps, song hu ht cc mng trin khai ch gii hn tc peak 144Kbps. CDMA2000 EV-DO: s dng mt knh d liu 1,25MHz chuyn bit v c th cho tc d liu n 2,4Mbps cho ng xung v 153Kbps cho ng ln. 1xEV-DO Rev A h tr truyn thng gi IP, tng tc ng xung n 3,1Mbps v c bit c th y tc ng ln n 1,2Mbps. Bn cnh , 1xEV-DO Rev B cho php nh cung cp mng gp n 15 knh 1,25MHz li truyn d liu vi tc 73,5Mbps.

CDMA2000 EV-DV: tch hp thoi v d liu trn cng mt knh 1,25MHz. CDMA2000 EV-DV cung cp tc peak n 4,8Mbps cho ng xung v n 307Kbps cho ng ln. Tuy nhin t nm 2005, Qualcomm dng v thi hn vic pht trin ca 1xEV-DV v a phn cc nh cung cp mng CDMA nh Verizon Wireless v Sprint chn EV-DO TD-SCDMA l chun di ng c ngh bi "China Communications Standards Association" v c ITU duyt vo nm 1999. y l chun 3G ca Trung Quc. TD-SCDMA dng song cng TDD. TD-SCDMA c th hot ng trn mt di tn hp 1,6MHz (cho tc 2Mbps) hay 5MHz (cho tc 6Mbps). Ngy xut hnh ca TD-SCDMA b y li nhiu ln. Nhiu th nghim v cng ngh ny din ra t u nm 2004 cng nh trong th vn hi Olympic gn y.

H thng 4G LTE :

LTE l th h th t tng lai ca chun UMTS do 3GPP pht trin. UMTS th h th ba da trn WCDMA c trin khai trn ton th gii. m bo tnh cnh tranh cho h thng ny trong tng lai, thng 11/2004 3GPP bt u d n nhm xc nh bc pht trin v lu di cho cng ngh di ng UMTS vi tn gi Long Term Evolution (LTE). 3GPP t ra yu cu cao cho LTE, bao gm gim chi ph cho mi bit thng tin, cung cp dch v tt hn, s dng linh hot cc bng tn hin c v bng tn mi, n gin ha kin trc mng vi cc giao tip m v gim ng k nng lng tiu th thit b u cui. Cc mc tiu ca cng ngh ny l: Tc nh tc thi vi bng thng 20Mhz. Ti ln: 50 Mbps. Ti xung: 100 Mbps. Dung lng d liu truyn ti trung bnh ca mt ngi dng trn 1Mhz so vi mng HSDPA Rel.6. Ti ln: gp 2 n 3 ln. Ti xung: gp 3 n 4 ln. Hot ng ti u vi tc di chuyn ca thu bao l 0-15 km/h. Vn hot ng tt vi tc t 15-120 km/h. Vn duy trc c hot ng khi thu bao di chuyn vi tc t 120-350 km/h (thm ch 500 km/h ty bng tn). Cc ch tiu trn phi m bo trong bn knh vng ph sng 5km, gim cht t trong phm vi n 30km. T 30-100km th khng hn ch. di bng thng linh hot: c th hot ng vi cc bng tn 1.25Mhz, 1.6 Mhz, 10Mhz, 15Mhz v 20Mhz c chiu ln v chiu xung. H tr c hai trng hp di bng ln v bng xung bng nhau hoc khng.

t c mc tiu ny, s c rt nhiu k thut mi c p dng, trong ni bt l k thut v tuyn OFDMA (a truy cp phn chia theo tn s trc giao), k thut anten MIMO (Multiple Input Multiple Output). Ngoi ra h thng ny s chy hon ton trn nn IP (all-IP Network), v h tr c hai ch FDD v TDD.

Hnh 2.1 S tm lt s pht trin ca h thng TTDD2.3. im vt tri ca LTE so vi mng 3G :

S khc nhau : Hin nay cng ngh 3G cho php truy cp internet khng dy v cc cuc gi c Hnh nh. 4G LTE pht trin da trn cng ngh 3G. V mt l thuyt, mng khng dy s dng cng ngh LTE c tc nhanh hn mng 3G t 4 n 10 ln. Tc ti a ca 3G l tc 14Mbps cho down v 5.8Mbps cho up. Vi cng ngh LTE tc c th t 100Mbps i vi ngi dng di ng v 1Gbps i vi ngi dng c nh. 3G s dng cc di tn c nh quc t : UL : 1885-2025 MHz DL : 2110-2200 MHz Tc : 144kbps-2Mbps rng BW : 5MHz

4G s dng : Bng tn s dng : 700Mbps-2.6Gbps vi mc tiu tr thp, tc cao, cng ngh truy cp sng v tuyn gi d liu ti u. Tc d UL : 100Mbps BW 20 MHZ Tc DL : 50Mbps S dng 2 anten thu mt anten pht. tr nh hn 5ms v rng BW linh hot l u im ca LTE so vi WCDMA. BW t 1.25MHz, 2.5MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz, 20MHz. Hiu qu tri ph tng 4 n 10 ln s ngi dng/cell so vi WCDMA. u im ni bt : Tc truyn d liu rt cao so vi 3G. Tng tnh hiu qu so vi s dng ph v gim thi gian tr. Cu trc mng s n gin hn v khng cn s dng chuyn mch knh na. Hiu qu tri ph tng 4 n 10 ln user/cell so vi WCDMA. rng bng tn linh hot. Cc ng dng to nn u im so vi 3G : Hiu sut ph cao. o OFDM DL : - Chng nhiu a ng. - Hu ht d liu ngi dng t hn di ng. o SC-FDMA UL : - PAPR thp. - Ngi dng trc giao trong min tn s. o MIMO Tc d liu cao : o Thi gian ci t v thi gian delay chuyn tip ngn. o Tr HO v thi gian ngt ngn : TTI ngn, trng thi RRC n gin. Gi thnh r :

Kin trc mng n gi, gim cc thnh phn ca mng. Cht lng dch v cao : o S dng cc tn s cp php m bo cht lng dch v, LTE s dng cc di tn s khc nhau : 2100, 1900, 1700, 2600, 900, 800 MHz. o Lun lun th nghim (gim thi gian tr trong iu khin nh tuyn ). o Gim tr kh hi ( round trip delay ). Tn s ti s dng linh hot : o Gim nhiu lin cell v tn s ti s dng ln hn 1. o S dng 2 di tn s : - Di 1 : h s ti s dng ln hn 1cng sut pht cao hn. - Di 2 : ph cn li. o Cc user cnh cell : s dng di 1 SIR tt. o Cc user trung tm cell : s dng ton b bng tc d liu cao. Dung lng v vng bao ph ca WCDMA UL b gii hn bi can nhiu: can nhin bn trong cell v can nhiu lin cell. Nhng i vi LTE th do tnh trc giao nn can nhiu trong cng 1 cell c th khng xt n v gim can nhiu inter-cell bng ti s dng cc b, thm cc anten c th trit can nhiu.

CHNG 2: KIN TRC MNG LTE

Chng ny gii thiu v kin trc mng LTE , cc phn t v chc nng ca cc phn t trong mng.Kin trc v mng li v mng truy nhp ca LTE. Cc giao thc ca mt phng iu khin v mt phng ngi s dng. Qua hiu c hot ng ca mng LTE.2.1. KIN TRC MNG LTELTE c thit k h tr cho cc dch v chuyn mch gi, i lp vi chuyn mch knh truyn thng. N hng n cung cp cc kt ni IP gia cc UE (User Equipment) v PDN (Packet Data Network), m khng c bt k s ngt qung no i vi nhng ng dng ca ngi dng trong sut qu trnh di chuyn. Trong khi thut ng LTE cp quanh s tin trin vic truy cp v tuyn thng qua E-UTRAN (Evolved-UTRAN), n cn c kt hp cng vi cc phng din ci tin khng v tuyn di thut ng SAE (System Architecture Evolution)_bao gm mng li gi ci tin EPC (Evolved Packet Core). LTE cng vi SAE to thnh h thng gi ci tin EPS (Evolved Packet System).Hnh 2.1 cho thy cc thnh phn chnh ca mt mng li v mng truy nhp v tuyn LTE. So snh vi UMTS, mng v tuyn t phc tp hn. Mc ch chnh ca LTE l ti thiu ha s Node. V vy, ngi ta quyt nh rng cc RNC nn c g b, v chc nng ca chng c chuyn mt phn sang cc trm c s v mt phn sang nt Gateway ca mng li. phn bit vi cc trm c s UMTS, cc trm c s ca LTE c gi l Enhanced NodeB (eNodeB). Bi v khng cn phn t iu khin trung ng trong mng v tuyn na nn gi y cc trm c s thc hin chc nng qun l d liu truyn ti mt cch t lp, v bo m cht lng dch v. Tuy nhin cc RNC vn iu khin cc knh truyn ti dnh cho dch v thoi chuyn knh.

Hnh 2.1 S chuyn i cu trc UTRAN sang E-UTRANGiao din v tuyn s dng trong E-UTRAN by gi ch cn l S1 v X2.Trong S1 l giao din v tuyn kt ni gia eNodeB v mng li. S1 chia lmhai loi l S1-U l giao din gia eNodeB v SAE GW v S1-MME l giao dingia eNodeB v MME. X2 l giao din gia cc eNodeB vi nhau.

Hnh 2.2: Cu trc c bn ca LTE2.1.1 Cc phn t trong mng 4G : 2.1.1.1. Thit b ngi dng UE :

UE l thit b m ngi dng u cui s dng lin lc. Thng thng n l nhng thit b cm tay nh in thoi thng minh hoc mt th d liu nh mi ngi vn ang s dng hin ti trong mng 2G v 3G. Hoc n c th c nhng vo, v d mt my tnh xch tay. UE cng c cha cc moun nhn dng thu bao ton cu( USIM). N l mt moun ring bit vi phn cn li ca UE, thng c gi l thit b u cui (TE). USIM l mt ng dng c t vo mt th thng minh c th tho ri c gi l th mch tch hp ton cu (UICC). USIM c s dng nhn dng v xc thc ngi s dng ly kha bo mt nhm bo v vic truyn ti trn giao din v tuyn.

Cc chc nng ca UE l nn tng cho cc ng dng truyn thng m c tn hiu vi mng thit lp, duy tr v loi b cc lin kt thng tin ngi dng cn. iu ny bao gm cc chc nng qun l tnh di ng nh chuyn giao, bo co v tr ca thit b, v cc UE phi thc hin theo hng dn ca mng. C l quan trng nht l UE cung cp giao din ngi s dng cho ngi dng cui cc ng dng nh VoIP c th c s dng thit lp mt cuc gi thoi.

2.1.1.2. E-UTRAN NodeB (eNodeB)

Nt duy nht trn E-UTRAN l E-UTRAN NodeB ( eNodeB). n gin t eNB l mt trm gc v tuyn kim sot tt c cc chc nng v tuyn lin quan trong phn c nh ca h thng. Cc trm gc nh eNB thng phn b trn ton khu vc ph sng ca mng. Mi eNB thng c tr gn cc anten v tuyn hin ti ca chng.

Chc nng ca eNB hot ng nh mt cu ni gia 2 lp l UE v EPC, n l im cui ca tt c cc giao thc v tuyn v pha UE, v tip nhn d liu gia cc kt ni v tuyn v cc kt ni IP c bn tng ng v pha EPC. Trong vai tr ny cc EPC thc hin m ha / gii m cc d liu UP, v cng c nn / gii nn tiu IP, trnh vic gi i lp li ging nhau hoc d liu lin tip trong tiu IP.

eNB cng chu trch nhim v nhiu cc chc nng ca mt phng iu khin (CP). eNB chu trch nhim v qun l ti nguyn v tuyn (RRM), tc l kim sot vic s dng giao din v tuyn , bao gm : phn b ti nguyn da trn yu cu, u tin v lp lch trnh lu lng theo yu cu QoS, v lin tc gim st tnh hnh s dng ti nguyn.

Ngoi ra eNodeB cn c vai tr quan trng trong qun l tnh di ng (MM). iu khin eNB v o c phn tch mc ca tn hiu v tuyn c thc hin bi UE. iu ny bao gm trao i tn hiu chuyn giao gia eNB khc v MME. Khi mt UE mi kch hot theo yu cu ca eNB v kt ni vo mng, eNB cng chu trch nhim v vic nh tuyn, khi ny n s ngh cc MME m trc y phc v cho UE, hoc la chn mt MME mi nu mt tuyn ng n cc MME trc khng c sn hoc thng tin nh tuyn vng mt.

Hnh 2.3 cho thy cc kt ni vi eNB n xung quanh cc nt logic, v tm tt cc chc nng chnh trong giao din ny. Trong tt c cc kt ni eNB c th l trong mi quan h mt nhiu hoc nhiu nhiu. Cc eNB c th phc v ng thi nhiu UE trong vng ph sng ca n nhng mi UE ch c kt ni ti mt eNB trong cng mt thi im. Cc eNB s cn kt ni ti cc eNB ln cn vi n trong khi chuyn giao c th cn thc hin.

C hai MME v S-GW c th c gp li, c ngha l mt tp hp cc nt c phn cng phc v cho mt tp hp cc eNB. T mt vin cnh eNB n ny c ngha l n c th cn phi kt ni ti nhiu MME v S-GW. Tuy nhin mi UE s c phc v bi ch c mt MME v S-GW ti mt thi im v eNB phi duy tr theo di cc lin kt ny.

S kt hp ny s khng bao gi thay i t mt im eNodeB duy nht, bi v MME hoc S-GW ch c th thay i khi kt hp vi s chuyn giao lin eNodeB.

Hnh 2.3 eNodeB kt ni ti cc nt logic khc v cc chc nng chnh

2.1.1.3. Thc th qun l tnh di ng (MME)

Thc th qun l tnh di ng(MME) l thnh phn iu khin chnh trong EPC. Thng thng MME s l mt my ch mt v tr an ton ti cc c s ca nh iu hnh. N ch hot ng trong cc CP, v khng tham gia vo con ng ca UP d liu.

Ngoi giao din cui vo MME trong kin trc, MME cn c mt kt ni logic trc tip ti UE, v kt ni ny c s dng nh l knh iu khin chnh gia UE v mng. Sau y l danh sch cc chc nng chnh ca MME trong cu hnh kin trc c bn h thng :

Xc thc v bo mt : khi mt UE ng k vo mng ln u tin, MME s khi to s xc thc, bng cch thc hin nhng iu sau: n tm ra danh tnh thng tr ca UE, hoc t cc mng truy nhp trc hoc chnh bn thn UE, yu cu t b phc v thu bao thng tr (HSS) trong mng ch ca UE cc iu khin chng thc c cha cc mnh lnh chng thc tr li cc cp tham s, gi cc th thch vi UE v so snh cc tr li nhn c t UE vo mt trong nhng ci nhn t mng ch. Chc nng ny l cn thit m bo cc yu cu bo v vi UE. Cc MME c th lp li chc nng xc thc khi cn thit hoc theo chu k. Cc chc nng ny dng bo v cc thng tin lin lc khi vic nghe trm v t s thay i ca bn th ba tng ng tri php. bo v s ring t ca UE, MME cng phn b cho mi UE mt m tm thi gi l m nhn dng tm thi duy nht ton cu(GUTI), do cn phi gi m nhn dng thng tr UE m nhn dng thu bao di ng quc t ( IMIS) qua giao din v tuyn c gim thiu. Cc GUTI c th c cp tr li, v d nh k ngn chn theo di UE.

Qun l tnh di ng: MME theo di v tr ca tt c cc UE trong khu vc ca mnh, khi mt UE ng k vo mng ln u tin, MME s to ra mt li vo cho UE v tn hiu vi v tr ti HSS trong mng ch ca UE. MME yu cu ti nguyn thch hp c thit lp trong eNodeB, cng nh trong cc S-GW m n la chn cho UE. Cc MME sau tip tc theo di v tr ca UE hoc l da trn mc ca eNB, nu UE vn kt ni, tc l truyn thng ang hot ng hoc mc khu vc theo di (TA). MME iu khin cc thit lp v gii phng ngun ti nguyn da trn nhng thay i ch hot ng ca UE. MME cng tham gia vo vic iu khin tn hiu chuyn giao ca UE trong ch hot ng gia cc eNB, S-GW hoc MME. MME tham gia vo mi thay i ca eNB v khng c phn t iu khin mng v tuyn ring bit nn n n hu ht cc s kin ny. Mt UE trng thi rnh ri n s bo co v tr ca n hoc l nh k, hoc l khi n chuyn ti mt khu vc theo di. Nu d liu nhn c t bn ngoi cho mt UE rnh ri, MME s c thng bo, n s yu cu cc eNB trong TA c lu gi cho UE ti v tr nh ca UE.

Qun l h s thu bao v dch v kt ni:

vo thi im mt UE ng k vo mng, cc MME s chu trch nhim ly h s ng k ca n t mng ch v. Cc MME s lu tr thng tin ny trong sut thi gian phc v UE. H s ny xc nh nhng g cc kt ni mng d liu gi c phn b ti cc mng tp tin nh km. Cc MME s t ng thit lp mc nh phn t mang, cho php cc UE kt ni IP c bn. iu ny bao gm tn hiu CP vi eNB v S-GW. Ti bt k thi im no sau ny, cc MME c th cn ti c tham gia vo vic thit lp phn t mang dnh ring cho cc dch v c hng li x l cao hn. Cc MME c th nhn c cc yu cu thit lp mt phn t mang dnh ring, hoc t cc S-GW nu yu cu bt ngun t khu vc dch v iu hnh, hoc trc tip t UE, nu UE yu cu kt ni cho mt dch v m khng c bit n bi khu vc dch v iu hnh, v do khng th c bt u t .

Hnh 2.4 cho thy cc kt ni MME n quanh cc nt logic, v tm tt cc chc nng chnh trong giao din ny. V nguyn tc MME c th c kt ni vi bt k MME khc trong h thng, nhng thng kt ni c gii hn trong mt nh iu hnh mng duy nht. Cc kt ni t xa gia cc MME c th c s dng khi mt UE i xa, trong khi i ng k vi mt MME mi sau tm kim nhn dng thng tr mi ca UE, sau ly nhn dng thng tr ca UE, m nhn dng thu bao di ng quc t (IMIS), t MME truy cp trc . Cc kt ni gia cc MME vi cc MME ln cn c s dng trong chuyn giao.

Kt ni ti mt s HSS cng cn c h tr, cc HSS nm trong mng ch ca ngi dng , v mt tuyn ng c th c tm thy da trn IMIS. Mi MME c cu hnh iu khin mt tp hp cc S-GW v eNodeB. C hai S-GW v eNodeB cng c th c kt ni ti cc MME khc. Cc MME c th phc v mt s UE cng mt lc, trong khi mi UE s ch kt ni ti mt MME ti mt thi im.

Hnh 2.4 MME kt ni ti cc nt logic khc v cc chc nng chnh

2.1.1.4. Cng phc v ( S-GW)

Trong cu hnh kin trc c bn h thng, chc nng cao cp ca S-GW l qun l ng hm UP v chuyn mch. S-GW l mt phn ca h tng mng n c duy tr cc phng iu hnh trung tm ca mng.Trong khi di chuyn gia cc eNodeB, S-GW hot ng nh nt cui di ng a phng. MME s lnh S-GW chuyn sang ng hm t mt eNodeB khc. MME cng c th yu cu S-GW cung cp ti nguyn ng hm cho d liu chuyn tip khi c nhu cu cn chuyn d liu t eNodeB ngun ti eNodeB ch trong thi im UE c chuyn giao v tuyn. Cc tnh hung di chuyn cng bao gm s thay i t mt S-GW ti mt ci khc, v MME s iu khin s thay i ny cho ph hp bng cch loi b cc ng hm trong S-GW c v thit lp chng trong S-GW mi.

i vi tt c cc lung d liu thuc v mt UE trong ch kt ni th S-GW s chuyn tip d liu gia eNodeB v P-GW. Tuy nhin khi mt UE ch nhn ri th cc ngun ti nguyn ny trong eNodeB s c gii phng, cc ng dn d liu c kt thc trong S-GW. Nu S-GW nhn c gi d liu t P-GW th n s lu cc gi vo b m v yu cu MME bt u nhn tin ti UE. Tin nhn s lm cho UE ti ch ti kt ni, v khi cc ng hm c ti kt ni th cc gi tin t b m s c gi v. S-GW s theo di d liu trong cc ng hm v n cng c th thu thp cc d liu cn thit cho vic hch ton v tnh chi ph ca ngi dng.

Trong Hnh 2.5 cho thy S-GW c kt ni ti cc nt logic khc v danh sch cc chc nng chnh trong cc giao din ny. Tt c cc giao din c cu hnh theo kiu mt nhiu t S-GW c thy. Mt S-GW c th ch phc v mt khu vc a l nht nh vi mt tp gii hn cc eNodeB, v tng t c th c mt tp gii hn ca cc MME iu khin khu vc . S-GW c th kt ni ti bt k P-GW no trong ton b mng li, bi v P-GW s khng thay i trong khi di chuyn, trong khi S-GW c th c nh v li trong khi UE di chuyn. Vi cc kt ni c lin quan ti mt UE, S-GW s lun bo hiu vi ch mt MME v cc im UP ti mt eNodeB ti mt thi im. Nu mt UE c php kt ni ti nhiu cc PDN thng qua cc P-GW khc nhau , th S-GW cn kt ni ti cc thnh phn ring bit. Nu giao din S5/S8 l da trn PMIP th S-GW s kt ni ti mt PCRF cho mi P-GW ring c UE s dng.

Hnh 2.5. Cc kt ni S-GW ti cc nt logic khc v cc chc nng chnh

Trn hnh cng cho thy trng hp chuyn d liu gin tip ni m d liu UP c chuyn tip gia cc eNodeB thng qua cc S-GW. Khng c tn giao din c th lin quan n giao din gia cc S-GW, v nh dng chnh xc ging nh trong giao din S1-U, v c th cho rng cc S-GW lin quan chng truyn thng trc tip vi cng mt eNodeB. y s l trng hp khi chuyn tip d liu gin tip din ra thng qua ch mt S-GW, tc l c hai eNodeB c th c kt ni ti cng mt S-GW.

2.1.1.5. Cng mng d liu gi( P-GW)

Cng mng d liu gi (P-GW, cng thng c vit tt l PDN-GW) l tuyn bin gia EPS v cc mng d liu gi bn ngoi. N l nt cui di ng mc cao nht trong h thng, v n thng hot ng nh l im IP ca cc thit b cho UE. N thc hin cc chc nng chn lu lng v lc theo yu cu bi cc dch v c cp. Tng t nh S-GW, cc P-GW c duy tr ti cc phng iu hnh ti mt v tr trung tm.

in hnh l P-GW cp pht cc a ch IP cho UE, v UE s dng n giao tip vi cc my ch IP khc trong cc mng bn ngoi. ( v d nh Internet ). N cng c th l PDN bn ngoi m UE c kt ni cp pht cc a ch l s dng bi cc UE, cc ng hm P-GW cho tt c lu lng vo mng . a ch IP lun c cp pht khi UE yu cu mt kt ni PDN, n s din ra t nht l khi UE c gn vo mng, v n c th xy ra sau khi c mt kt ni PDN mi. Cc P-GW thc hin chc nng giao thc cu hnh my ch ng (DHCP) khi cn, hoc truy vn mt my ch DHCP bn ngoi, v cung cp a ch cho UE. Ngoi ra t cu hnh ng c h tr bi cc tiu chun. Ch IPv4, ch IPv6 hoc c hai, cc a ch c th c phn b ty theo nhu cu. UE c th bo hiu rng n mun nhn a ch ngay trong tn hiu kt ni hoc nu n mun thc hin cu hnh a ch sau khi lp lin kt c kt ni.

P-GW bao gm c PCEF, c ngha l n thc hin cc chc nng chn lu lng v lc theo yu cu bi cc chnh sch c thit lp cho UE v cc dch v ni n, n cng thu thp cc bo co thng tin chi ph lin quan.

Lu lng UP gia P-GW v cc mng bn ngoi di dng cc gi tin IP thuc v cc dng dch v IP khc nhau. Nu giao din S5/S8 hng ti S-GW l da trn GTP th P-GW thc hin nh x cc dng d liu IP ti cc ng hm GTP, cc P-GW thit lp cc phn t mang c bn da trn yu cu qua PCRF hoc t S-GW, m chuyn tip cc thng tin t MME. Nu giao din S5/S8 l da trn PMIP, P-GW s nh x tt c cc lung dch v IP t cc mng bn ngoi thuc v mt UE ti mt ng hm GRE duy nht, v tt c cc thng tin iu khin ch c trao i vi PCRF. P-GW cng c chc nng gim st cc lung d liu cho mc ch hoch ton cng nh cho ngn xen theo lut.

P-GW l im cui di ng mc cao nht trong h thng. Khi mt UE di chuyn t mt S-GW ti mt ci khc, cc phn t mang phi c chuyn vo P-GW. P-GW s nhn c ch dn chuyn cc lung t cc S-GW mi.

Hnh 2.6 cho thy cc kt ni P-GW n xung quanh cc nt logic, v danh sch cc chc nng chnh trong giao din ny.

Hnh 2.6 P-GW kt ni ti cc node logic khc v cc chc nng chnh

Mi P-GW c th c kt ni ti mt hoc nhiu PCRF, S-GW v mng bn ngoi. i vi mt UE lin kt vi P-GW th ch c duy nht mt S-GW, nhng c cc kt ni ti nhiu cc mng bn ngoi v tng ng c nhiu cc PCRF c th cn phi c h tr, nu c kt ni ti nhiu cc PDN c h tr thng qua mt P-GW.

2.1.1.6. Chc nng chnh sch v tnh cc ti nguyn ( PCRF)

Chc nng chnh sch v tnh cc ti nguyn(PCRF) l phn t mng chu trch nhim v chnh sch v iu khin tnh cc ( PCC). N to ra cc quyt nh v cch x l cc dch v v QoS, v cung cp thng tin cho PCEF c t trong P-GW, v nu c p dng cho c BBERF c t trong S-GW, cho vic thit lp cc phn t mang thch hp v vic lp chnh sch. PCRF l mt my ch v thng c t vi cc phn t CN khc ti cc trung tm iu hnh chuyn mch.Cc thng tin PCRF cung cp cho PCEF c gi l cc quy tc PCC. PCRF s gi cc quy tc PCC bt c khi no mt phn t mang mi c thit lp. Thit lp phn t mang l cn thit, v d khi UE bc u c gn vo mng v phn t mang mc nh s c thit lp, v sau khi c mt hoc nhiu cc phn t mang dnh ring c thit lp. PCRF c kh nng cung cp cc quy tc PCC da trn yu cu, hoc t P-GW v cng nh S-GW trong tng hp PMIP, ging nh trong trng hp kt ni, v cng da trn yu cu t chc nng ng dng(AF) nm trong cc dch v tn min. V d, vi IMS v AF s thc y dch v QoS thng tin ti PCRF, t to ra mt quyt nh PCC v n s y cc quy tc PCC n P-GW, v mang thng tin nh x ti S-GW trong trng hp S5/S8 l PMIP. Cc phn t mang EPC sau s c thit lp da trn nhng iu .

Hnh 2.7 PCRF kt ni ti cc nt logic khc & cc chc nng chnh

Cc kt ni gia PCRF v cc nt khc c th hin nh trong Hnh 2.7, mi PCRF c th c kt ni vi mt hoc nhiu AF, P-GW v S-GW. Ch c mt PCRF lin kt vi mi kt ni PDN l mt UE duy nht c.

2.1.1.7. My ch thu bao thng tr (HSS)

My ch thu bao thng tr (HSS) l kho d liu thu bao cho tt c d liu ngi dng thng xuyn. N cng ghi li v tr ca ngi s dng mc ca nt iu khin mng tm tr, chng hn nh MME. N l mt my ch c s d liu v c duy tr ti cc phng trung tm ca nh iu hnh.

HSS lu tr bn gc ca h s thu bao, trong cha cc thng tin v cc dch v c p dng i vi ngi s dng, bao gm thng tin v cc kt ni PDN c cho php, v liu c chuyn ti mt mng tm tr ring c hay khng. HSS cng lu nhng nhn dng ca cc P-GW c s dng. Kha thng trc c s dng tnh ton xc thc v c gi ti mng tm tr xc thc ngi dng v cc kha pht sinh tip sau m ha v bo v tnh ton vn l c lu tr ti cc trung tm xc thc(AUC), thng l mt phn ca HSS. Trong tt c cc tn hiu lin quan ti cc chc nng ny th HSS phi tng tc vi MME. Cc HSS s cn phi c kh nng kt ni vi mi MME trong ton b h mng li, ni m cc UE ca n c php di chuyn. i vi mi UE, cc h s HSS s ch ti mt MME phc v ti mt thi im, v ngay sau l bo co v mt MME mi m n phc v cho UE, HSS s hy b v tr ca MME trc.

CHNG 3: TRUY CP V TUYN TRONG LTE

i vi vic truyn d liu qua giao tip v tuyn, ngi ta quyt nh dng mt phng thc truyn mi trong LTE, phng thc ny hon ton khc bit vi gii php CDMA ca UMTS. Thay v dng mt knh truyn ti qua mt di tn rng, ngi ta quyt nh dng mt phng thc truyn gi l Orthogonal Frequency Division Multiple Access (a Truy cp Phn Tn Trc giao), vit tt l OFDMA. Bi v nhiu bit c vn chuyn song song vi nhau, nn tc truyn trn mi knh truyn ti con c th thp hn nhiu so vi tc truyn d liu tng cng, nhm gim thiu nh hng ca vic suy gim a ng dn (multipath fading) do thi im n ni khc bit i cht ca tn hiu t cc hng khc nhau. L do th hai gii php ny c chn l, tc dng ca suy hao a ng dn v s phn tn tr s tr nn c lp vi lng di tn c dng cho knh.

i vi vic truyn d liu hng ln, 3GPP chn mt phng thc iu ch hi khc mt cht. Vic truyn OFDMA phi chu mt PAPR (Peak to Average Power Ratio _ t l cng sut nh so vi trung bnh) cao, iu ny c th dn n nhng h qu tiu cc i vi vic thit k mt b pht sng nhng trong UE. Do , 3GPP chn phng thc SC-FDMA cho hng ln vi PAPR thp

3.1. TRUYN D LIU HNG XUNG:

H thng truyn dn ng xung ca LTE da trn cng ngh OFDM. Nh bit th OFDM l mt h thng truyn dn ng xung hp dn vi nhiu l do khc nhau. V thi gian k t OFDM tng i di trong vic kt hp vi mt tin t chu trnh, nn OFDM cung cp mnh chng li s la chn tn s knh (channel frequency selectivity). Mc d trn l thuyt th vic sai lch tn hiu do knh truyn chn lc tn s c th c kim sot bng k thut cn bng ti pha thu, s phc tp ca k thut cn bng bt u tr nn km hp dn trong vic trin khai i vi nhng thit b u cui di ng ti bng thng trn 5 MHz.V vy m OFDM vi kh nng vn c trong vic chng li fading la chn tn s (Bng cch chia knh thng tin ra thnh nhiu knh con fading phng bng hp, cc h thng OFDM chu ng fading la chn tn s tt hn nhng h thng sng mang n) s tr thnh s la chn hp dn cho ng xung, c bit khi c kt hp vi ghp knh khng gian (spatial multiplexing).

3.1.1. Nguyn tc a truy nhp ng xung OFDMA:

K hoch truyn dn ng xung cho E-UTRAN ch FDD v TDD l c da trn OFDM truyn thng .OFDM cng c s dng trong WLAN, WIMAX v cc cng ngh truyn qung b nh DVB. OFDM c mt s li ch nh bn ca n vi phaing a ng v kin trc thu nhn hiu qu ca n. Ngoi ra OFDM cn c mt s li ch khc nh:

OFDM d dng h tr cho vic phn b bng thng mt cch linhhot, bng cch bin i bng tn c s thnh cc sng mang con truyn i, mi sng mang con c iu chW c lp bi mt dng d liu tc thp.

H tr truyn dn broadcast/multicast, khi m nhng thng tin ging nhau c truyn i t nhiu trm gc

Mt s c im c bn ca OFDM:

S dng mt lng tng i ln cc sng mang con bng hp. Truyn OFDM s dng vi trm sng mang con c truyn trn mt lin kt v tuyn n cng mt my thu.

Dng xung n gin nh trong hnh 3.1a . iu ny p ng ph dng sa mi sng mang , nh minh ha trong hnh 3.1 b.

Nhng sng mang con c sp xp cht ch trn min tn s vi khong cch gia cc sng mang con f=1/Tu (hnh 3.2), vi TU l thi gian iu ch symbol trn mi sng mang con. Khong cch sng mang bng tc iu ch trn mi sng mang con.

Hnh 3.1: Dng xung v ph ca mi sng mang cho truyn OFDM c bn

Hnh 3.2: Khong cch gia cc sng mang con OFDM3.1.2. K thut truy cp phn chia theo tn s trc giao OFDM [1]

Hnh 3.3. Truyn n sng mang

Hnh 3.4. Nguyn l ca FDMA

Hnh 3.5. Nguyn l a sng mangK thut iu ch OFDM, v c bn, l mt trng hp c bit ca phngphp iu ch FDM, chia lung d liu thnh nhiu ng truyn bng hp trong vng tn s s dng, trong cc sng mang con (hay sng mang ph, sub-carrier) trc giao vi nhau. Do vy, ph tn hiu ca cc sng mang ph ny c php chng ln ln nhau m pha u thu vn khi phc li c tn hiu ban u. S chng ln ph tn hiu ny lm cho h thng OFDM c hiu sut s dng ph lnhn nhiu so vi cc k thut iu ch thng thng.Trong min thi gian, mt khong bo v c th c thm vo mi k hiu chng li nhiu lin k hiu OFDM do knh lan truyn tr. Trong E-UTRAN, cc khong bo v l mt tin t vng m c chn vo trc mi k hiu OFDM. Trong thc t, tn hiu OFDM c th c to ra bng cch s dng IFFT ( bin i Fourier nhanh nghch o ). IFFT chuyn i s lng N cc k hiu d liu phc c s dng nh cc phu bin i tn hiu min tn s sang tn hiu min thi gian. N im IFFT c minh ha nh trong hnh 3.6, ni m c a(mN+n) tham chiu ti k hiu d liu iu ch sng mang con th n, trong khong thi gian mTu < t M sau c thc hin nh trong OFDM, tip l thm tin t vng v chuyn i song song thnh ni tip.

S x l DFT l s khc bit c bn gia vic to tn hiu SC-FDMA v OFDMA. iu ny c th hin bng thut ng DFT-tri-OFDM. Trong mt tn hiu SC-FDMA, mi sng mang con c s dng cho vic truyn dn thng tin bao gm tt c cc k hiu iu ch c truyn, k t khi dng d liu u vo c lan truyn bi s bin i DFT qua cc sng mang con sn c. Tri ngc vi iu ny, mi sng mang con trong mt tn hiu OFDMA ch mang thng tin lin quan ti cc k hiu iu ch c th.

3.2.2. Cc tham s ca SC-FDMA:

Cu trc khung: cng tng t nh ng xung gm c 2 loi khung , khung loi 1 dnh cho FDD, khung loi 2 dnh cho TDD. Mi khe mang 7 k hiu SC-FDMA trong trng hp cu hnh tin t vng thng thng, v 6 k hiu SC-FDMA trong trng hp cu hnh tin t vng m rng. K hiu SC-FDMA s 3 ( k hiu th 4 trong mt khe ) mang tn hiu chun cho vic gii iu ch knh.

Ti nguyn vt l ng ln:

Cc thng s c bn ca truyn dn ng ln LTE c la chn cn chnh, cng nhiu cng tt, vi cc thng s tng ng ca ng xung LTE da trn OFDM. Do , khong cch sng mang con DFT-s-OFDM ng ln tng ng vi f=15 KHz v cc khi ti nguyn bao gm 12 sng mang con cng c xc nh cho ng ln.

Cng v mt kin trc min thi gian c lm chi tit hn, ng ln LTE rt ging vi ng xung, nh c th c nhn thy trong hnh 3.23. Mi khung con ng ln 1ms bao gm hai khe c di bng nhau Tslot =0.5 ms. Mi khe sau bao gm mt s lng cc khi DFT km theo c tin t tun hon (Cyclic Prefix - CP). Cng tng t ng xung, hai di tin t tun hon c nh ngha cho ng ln, tin t tun hon thng thng v tin t tun hon m rng.

Hnh 3.23.a. Khung con ng ln LTE v cu trc khe ( cp bnh thng )

Hnh 3.23.b. Khung con ng ln LTE v cu trc khe ( cp m rng )

Mt khung con bao gm hai khe kch thc bng nhau. Mi khe bao gm 6 hoc 7 khi DFTS-OFDM trong trng hp tng ng vi tin t chu trnh bnh thng v m rng

Hnh 3.24. Cp pht ti nguyn ng ln LTENgc vi ng xung, cc khi ti nguyn ng ln c n nh n mt u cui di ng phi lun lun c lin tip nhau trong min tn s, nh c minh ho trong hnh 3.24. Ch rng, tng t nh ng xung, khi ti nguyn ng ln c nh ngha nh 12 sng mang con DFT-s-OFDM trong sut mt khe 0.5 ms. Ti cng mt thi im, lp k hoch ng ln c thc hin trn c s mt khung con 1 ms. Do , tng t nh ng xung, n nh ti nguyn ng ln c thc hin di dng cc cp khi ti nguyn lin tc trong min thi gian.

3.2.3. Truyn dn d liu hng ln:

Lp k hoch ngun ti nguyn hng ln c thc hin bi eNodeB. eNodeB s cp cc ti nguyn thi gian/tn s nht nh cho cc UE v cc UE thng bo v cc dng truyn ti m n s dng. Cc quyt nh lp lch biu c th da trn cc thng s QoS, tnh trng b nh m ca UE, cc thng s cht lng knh ng ln, kh nng ca UE, cc o c khong cch ca UE, v.v.

Vic pht tn hiu trong min tn s c th hin nh trong hnh 3.25. B sung thm cho OFDMA thuc tnh ca dng sng ph tt hn tri ngc vi vic pht tn hiu trong min thi gian vi mt b iu ch QAM thng thng. Do nhu cu v bng tn bo v gia cc ngi dng khc nhau l c th trnh c, tng t nh nguyn l ng xung ca OFDMA. Nh trong h thng OFDMA, mt tin t vng cng c thm vo theo nh k, nhng khng phi sau mi k hiu nh l tc k hiu l nhanh hn trong min thi gian so vi trong OFDMA, cho vic truyn d liu c th ngn nga c nhiu lin k t v n gin ha vic thit k my thu. My thu vn cn phi i ph vi nhiu lin k t nh l tin t vng by gi s ngn cn nhiu lin k t gia mt khi cc k hiu, do s vn cn nhiu lin k t gia cc tin t vng. Do my thu s chy b cn bng cho mt khi cc k hiu cho n khi t c tin t vng m ngn chn s lan truyn nhiu lin k t sau .

Hnh 3.25. Thu pht SC-FDMA trong min tn s

So snh OFDMA& SC-FDMA

Hnh 3.26. OFDMA v SC-FDMABn tri hnh 3.26, M cc sng mang con 15kHz lin k c t vo a im mong mun trong bng thng knh v mi sng mang con c iu ch vi chu k k hiu OFDMA l 66,7s bi mt k hiu d liu QPSK.

Trong v d ny, bn sng mang con, bn k hiu c a ra song song. y l cc k hiu d liu QPSK do ch c pha ca mi sng mang con l c iu ch v cng sut ca sng mang con vn gi khng i gia cc k hiu. Sau mt chu k k hiu OFDMA tri qua, cc CP c chn vo v bn k hiu tip theo c truyn i song song. cho hnh nh nhn c r rng nn cc CP c hin th nh mt khong trng, tuy nhin, n thc s c lp y vi mt bn sao ca s kt thc ca k hiu tip theo, c ngha l cng sut truyn dn l lin tc nhng c mt s gin on pha bin ca k hiu. to ra tn hiu truyn i, mt IFFT c thc hin trn mi sng mang con to ra M tn hiu min thi gian. Chng ln lut l vect tng hp to ra dng sng min thi gian cui cng c s dng truyn dn.

S to thnh tn hiu SC-FDMA c bt u vi mt qui trnh ng trc c bit ri sau n cng tip tc mt cch tng t nh OFDMA. Tuy nhin trc ht ta s xem hnh bn phi ca hnh 3.26. S khc bit r rng nht l OFDMA truyn bn k hiu d liu QPSK song song trn mi sng mang con, trong khi SC-FDMA truyn bn k hiu d liu QPSK trong lot bn ln , vi mi k hiu d liu chim M 15kHz bng thng.

Nhn mt cch trc quan, tn hiu OFDMA r rng l a sng mang vi mt k hiu d liu trn mi sng mang con, nhng tn hiu SC-FDMA xut hin nhiu hn mt sng mang n ( v th m c SC trong tn SC-FDMA ) vi mi k hiu d liu c biu din bng mt lot tn hiu. Lu rng chiu di k hiu OFDMA & SC-FDMA l nh nhau vi 66,7s, tuy nhin, k hiu SC-FDMA c cha M cc k hiu con m biu din cho d liu iu ch. l vic truyn ti song song ca nhiu cc k hiu to ra PAPR cao khng mong mun vi OFDMA. Bng cch truyn M cc k hiu d liu trong dy vo M thi im, SC-FDMA chim bng thng cng nh a sng mang OFDMA nhng ch yu l PAPR tng t nh c s dng cho cc k hiu d liu gc. Thm vo cng nhau nhiu dng sng QPSK bng hp trong OFDMA s lun to ra cc nh cao hn c th thy trong bng thng rng hn, dng sng QPSK n sng mang SC-FDMA.

3.3.MIMO

MIMO l mt k thut i mi quan trng ca LTE, c s dng ci thin hiu sut ca h thng. K thut cho php LTE ci thin hn v dung lng v hiu qu s dng ph. Mc d, s dng MIMO lm cho h thng phc tp hn v qu trnh x l tn hiu v yu cu s lng anten, nhng n c th tng tc d liu ln mc cao, cho php hiu qu s dng ph tn. MIMO l mt k thut khng th thiu ca LTE.

Chun LTE ch nh hai v bn cuc truyn ring bit trn cng mt bng tn, tc i hi phi c hai hoc bn ng-ten tng ng c my pht ln my thu. H qu l, nhng cuc truyn nh vy c gi l 2x2 MIMO v 4x4 MIMO. Trong thc t, 2x2 MIMO nhiu kh nng s c dng trc, do bi nhng rng buc v kch c ca cc UE v do s kin l cc ng-ten phi c t cch nhau t nht mt na bc sng.

Bi v cc knh MIMO phn bit vi nhau, nn 2x2 MIMO c th lm tng tc truyn tng th ln hai ln, cn 4x4 MIMO th tng ln bn ln. Tuy nhin iu ny ch c th t c trong nhng iu kin tn hiu l tng. V vy, MIMO ch c dng cho cc cuc truyn hng xung trong LTE, bi v b pht sng ca trm c s t b rng buc v cng sut hn b pht sng hng ln. Trong nhng iu kin truyn t thun li hn, h thng t ng quay tr li kiu truyn mt dng d liu duy nht v cng gim lun cp iu ch t 64-QAM xung 16- QAM hay thm ch QPSK.

Gii hn chnh ca knh truyn thng tin l can nhiu a ng gii hn vdung lng theo quy lut Shannon. MIMO li dng tn hiu a ng gia mypht v my thu ci thin dung lng c sn cho bi knh truyn. Bng cch sdng nhiu anten bn pht v thu vi vic x l tn hiu s, k thut MIMO c th to ra cc dng d liu trn cng mt knh truyn, t lm tng dung lng knh truyn.

3.3.1. Cc ch truy cp ca MIMO:

Hnh 3.27. Cc ch truy cp ca MIMO

3.3.1.1. n u vo n u ra (SISO)

Ch truy nhp knh v tuyn n gin nht l n u vo n u ra (SISO), trong ch c mt ng ten pht v mt ng ten thu c s dng. y l hnh thc truyn thng mc nh k t khi truyn v tuyn bt u v n l c s da vo tt c cc k thut a ng ten c so snh.

3.3.1.2. n u vo a u ra (SIMO)Mt ch th hai th hin trong hnh 3.27 l n u vo a u ra (SIMO), trong s dng mt my pht v hai hoc nhiu hn my thu. SIMO thng c gi l phn tp thu. Ch truy nhp knh v tuyn ny c bit thch hp cho cc iu kin tn hiu-nhiu(SNR) thp. Trong c mt li l thuyt c th t c l 3dB khi hai my thu c s dng, khng c thay i v tc d liu khi ch c mt dng d liu c truyn, nhng vng ph sng bin c ci thin do s gim ca SNR s dng c.

3.3.1.3. a u vo n u ra (MISO)

Ch a u vo n u ra (MISO) s dng s my pht l hai hoc nhiu hn v mt my thu( hnh 3.27 cho thy ch c 2 my pht v mt my thu cho n gin ). MISO thng c gi l phn tp pht. Cng mt d liu c gi trn c hai ng ten pht nhng vi ch m ha nh vy m my thu ch c th nhn bit tng my pht. MISO khng lm tng tc d liu, nhng n h tr cc tc d liu tng t nhau bng cch s dng t nng lng hn. Phn tp pht c th c tng cng vi phn hi vng ng t my thu ch ra s truyn cn bng ti u ca pha v cng sut c s dng cho mi ng ten pht.

3.3.1.4. a u vo a u ra (MIMO)Phng thc truyn cui cng c th hin trong hnh 3.27 l truyn y MIMO, n yu cu hai hoc nhiu my pht v hai hoc nhiu my thu.MIMO lm tng cng sut ph bng cch pht nhiu lung d liu cng mt lc trong cng mt tn s v thi gian, tn dng y cc li th ca cc ng dn khc nhau trong knh v tuyn. i vi mt h thng c m t nh MIMO, n phi c t nht l nhiu my thu vi nhiu lung pht. S lng cc lung pht khng c nhm ln vi s lng cc ng ten pht. N lun c th c s my pht nhiu hn s lung d liu.

Hnh 3.28. MIMO 2x2Mt yu t quan trng cho hot ng MIMO l vic truyn t mi ng ten phi c nhn dng duy nht mi my thu c th xc nh c ci g kt hp trong vic truyn m n nhn c. Vic nhn dng ny thng c thc hin vi cc tn hiu ch o, trong s dng cc mu trc giao cho mi ng ten. S phn tp khng gian ca knh v tuyn ngha l MIMO c kh nng lm tng tc d liu. Hnh thc c bn nht ca MIMO l gn mt dng d liu cho mi ng ten v c th hin nh trong hnh 3.28. Trong dng ny, mt lung d liu duy nht c gn cho mt ng ten v c bit n nh nh x trc tip. Knh ny sau c trn ln nh l s truyn c hai vi bn nhn, mi ng ten s nhn thy mt s kt hp ca mi lung. Gii m cc tn hiu nhn c l mt qu trnh kho lo bn nhn, bi vic phn tch cc mu nhn dng duy nht mi my pht xc nh xem kt hp ci g ca mi lung truyn hin ti. Vic p dng mt b lc nghch o v tng hp cc lung nhn c ti to li d liu gc.

Hnh 3.29. M hnh SU-MIMO v MU-MIMO

Hnh trn l v d v SU-MIMO 2x2 v MU-MIMO 2x2. SU-MIMO y hai dng d liu trn vi nhau (m ha) ph hp vi knh truyn nht. 2x2 SUMIMO thng dng trong tuyn xung. Trong trng hp ny dung lng cell tng v tc d liu tng. MU-MIMO 2x2 y dng d liu MIMO a ngi dung n t cc UE khc nhau. Dung lng cell tng nhng tc d liu khng tng. u im chnh ca MU-MIMO so vi SU-MIMO l dung lng cell tng m khng tng gi thnh v pin ca hai my pht UE. MU-MIMO phc tp hn SU-MIMO.Trong h thng MIMO, b pht gi cc dng d liu qua cc anten pht. Cc dng d liu pht thng qua ma trn knh truyn bao gm nhiu ng truyn gia cc anten pht v cc anten thu. Sau b thu nhn cc vector tn hiu t cc anten thu, gii m thnh thng tin gc.i vi tuyn xung, cu hnh hai anten trm pht v hai anten thu thit b u cui di ng l cu hnh c bn, cu hnh s dng bn anten ang c xem xt. y chnh l cu hnh SU-MIMO, v s dng k thut ghp knh khng gian vi li th hn cc k thut khc l trong cng iu kin v bng thng s dng v k thut iu ch tn hiu, SU cho php tng tc d liu (data rate) bng s ln ca s lng anten pht.Ghp knh khng gian cho php pht chui bit d liu khc nhau trn cng mt khi ti nguyn tuyn xung. Nhng dng d liu ny c th l mt ngi dng(SU-MIMO) hoc nhng ngi dng khc nhau (MU-MIMO). Trong khi SUMIMO tng tc d liu cho mt ngi dng, MU-MIMO cho php tng dung lng. Da vo hnh 3.30, ghp knh khng gian li dng cc hng khng gian ca knh truyn v tuyn cho php pht cc d liu khc nhau trn hai anten.

Thng thng, tn hiu trc khi pht c m ha tng hiu ngphn tp. MIMO c s dng khai thc vic phn tp v mc tiu l lm tngtc . Vic chuyn i gia MIMO truyn phn tp v ghp knh khng gian cth ty thuc vo vic s dng knh tn s.

i vi ng ln, t thit b u cui di ng n BS, ngi ta s dng mhnh MU-MIMO (Multi-User MIMO). S dng m hnh ny BS yu cu s dngnhiu anten, cn thit b di ng ch dng mt anten gim chi ph cho thit bdi ng. V hot ng, nhiu thit b u cui di ng c th pht lin tc trn cng mt knh truyn, nhiu knh truyn, nhng khng gy ra can nhiu vi nhau bi v cc tn hiu hoa tiu (pilot) trc giao ln nhau. K thut c cp n, l k thut a truy nhp min khng gian (SDMA) hay cn gi l MIMO o.

Hnh 3.30. Ghp knh khng gian

SVTH : L VN TN MAI TT THNHPage 5