Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4g LTE

108 2 0
  • Loading ...
1/108 trang
Tải xuống

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 07/05/2020, 23:20

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGH NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN ĐỒ ÁN T TỐT NGHIỆ ỆP Đề tài: “Nghiên ccứu hệ thống ng thông tin di động tiềnn 4G LTE (Long Term Evolution Evolution)” Giảng viên hướng ng d dẫn: Ts.LÊ MINH TUẤN Sinh viên thực hiện: n: ĐỖ THỊ PHƯỢNG Lớp p : K16 Khố : 2013 - 2017 Hệ : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Hà Nội, tháng 4/2017 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………… Ngày tháng năm 2017 Giáo viên hướng dẫn Ts Lê Minh Tuấn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG – TỔNG QUAN VỀ THƠNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU LTE LỜI NĨI ĐẦU Trong năm gần đây, mạng không dây ngày trở nên phổ biến với đời hàng loạt công nghệ khác Wi–Fi, WiMax… Cùng với tốc độ phát triển nhanh, mạnh mạng viển thông phục vụ nhu cầu sử dụng hàng triệu người ngày Hệ thống di động hệ thứ hai, với GSM CDMA ví dụ điển hình phát triển mạnh mẽ nhiều quốc gia Tuy nhiên, thị trường viễn thông mở rộng thể rõ hạn chế dung lượng băng thông hệ thống thông tin di động hệ thứ ba với côn nghệ tiêu biểu WCDMA hay HSPA tất yếu để đáp ứng nhu cầu truy cập liệu, âm hình ảnh với tốc độ cao, băng thông rộng người sử dụng Mặc dù hệ thống thông tin di động hệ 2.5G hay 3G phát triển không ngừng nhà khai thác viễn thông lớn giới bắt đầu tiến hành triển khai thử nghiệm chuẩn di động hệ có nhiều tiềm trở thành chuẩn di động 4G tương lai, LTE (Long Term Evolution) Các thử nghiệm trình diễn chứng tỏ lực tuyệt vời côn nghệ LTE khả thương mại hóa LTE đến gần Trước đây, muốn truy cập liệu, phải cần có đường dây cố định để kết nối Trong tương lai khơng xa với LTE, truy cập tất dịch vụ lúc nơi di chuyển: xem phim chất lượng cao HDTV, chơi game, nghe nhạc trực tuyến, tải sở liệu … với tốc độ “siêu tốc” Đó khác biệt mạng di động hệ thứ (3G) mạn di động hệ thứ (4G) Tuy mẻ mạng di động băng rộng 4G kì vọng tạo nhiều thay đổi khác biệt so với mạng di động Chính vậy, em lựa chọn thực đồ án tốt nghiệp đề tài “Nghiên cứu hệ thống thông tin di động 4G LTE (Long Term Evolution)” Đồ án vào tìm hiểu tổng quan côn nghệ LTE kĩ thuật thành phần sử dụng công nghệ để hiểu rõ thêm tiềm hấp dẫn mà công nghệ mang lại tình hình triển khai cơng nghệ giới tai Việt Nam Để thực đồ án tốt nghiệp này, em nhận giúp đỡ tận tình thầy Lê Minh Tuấn để vận dụng kiến thức học năm qua kiến thức chọn lọc từ tài liệu thầy, ngồi trường Ngồi ra, đồ án sử dụng tài liệu phổ biến rộng rãi Internet Mặc dù có nhiều cố gắng, hạn chế thời gian hiểu biết có hạn sinh viên nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Để đồ án hồn thiện hơn, em mong nhận ý kiến đóng góp thày giáo bạn sinh viên ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG – TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU LTE MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .3 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ .14 DANH MỤC BẢNG BIỂU 17 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE .17 1.1 Tổng quan hệ thống thông tin di động 17 1.1.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ (1G) 17 1.1.2 Hệ thống thông tin di động hệ thứ hai (2G) 17 1.1.3 Hệ thống thông tin di động hệ thứ (3G) 20 1.2 Giới thiệu công nghệ LTE 21 CHƯƠNG – KIẾN TRÚC MẠNG VÀ GIAO THỨC .24 2.1 Kiến trúc mạng LTE 24 2.1.1 Tổng quan cấu hình kiến trúc bàn hệ thống 25 2.1.2 Thiết bị người dùng (UE) 26 2.1.3 E-UTRAN NodeB (eNodeB) 26 2.1.4 Thực thể quản lý tính di động (MME) .27 2.1.5 Cổng phục vụ (S-GW) 29 2.1.6 Cổng mạng liệu gói (P-GW) 31 2.1.7 Chức sách tính cước tài nguyên (PCRF) .32 2.1.8 Máy chủ thuê bao thường trú (HSS) 33 2.2 Các giao diện giao thức cấu hình kiến trúc hệ thống 34 2.3 QoS kiến trúc dịch vụ mang chuyển .37 2.4 Giao thức trạng thái chuyển tiếp trạng thái 38 2.5 Hỗ trợ tính di động liên tục .38 2.6 Kiến trúc hệ thống phát quảng bá đa điểm 41 CHƯƠNG – TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE 45 3.1 Các chế độ truy nhập vô tuyến 45 3.2 Băng tần truyền dẫn 45 3.3 Các băng tần hỗ trợ 45 3.4 Kỹ thuật đa truy nhập cho đường xuống OFDMA 46 3.4.1 OFDM 46 3.4.2 Các tham số OFDMA 48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG – TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU LTE 3.4.3 Truyền dẫn liệu hướng xuống .51 3.5 Kỹ thuật đa truy nhập đường lên LTE SC-FDMA 53 3.5.1 SC-FDMA 53 3.5.2 Các tham số SC-FDMA .54 3.5.3 Truyền dẫn liệu hướng lên 55 3.5.4 So sánh OFDMA SC-FDMA 56 3.6 Tổng quan kỹ thuật đa ăng ten MIMO 58 3.6.1 Đơn đầu vào Đơn đầu (SISO) 58 3.6.2 Đơn đầu vào đa đầu (SIMO) 58 3.6.3 Đa đầu vào đơn đầu (MISO) 59 3.6.4 Đa đầu vào đa đầu (MIMO) 59 3.6.5 Kế hoạch LTE đa ăng ten 60 CHƯƠNG – LỚP VẬT LÝ LTE 64 4.1 Các kênh truyền tải ánh xạ chúng tới kênh vật lý 64 4.2 Điều chế 65 4.3 Truyền tải liệu người sử dụng hướng lên .66 4.4 Truyền dẫn liệu người dùng hướng xuống 69 4.5 Truyền dẫn tín hiệu lớp vật lý hướng lên 73 4.5.1 Kênh điều khiển đường lên vật lý (PUCCH) .73 4.5.2 Cấu hình PUCCH .74 4.5.3 Báo hiệu điều khiển PUSCH .75 4.6 Cấu trúc PRACH (Kênh truy nhập ngẫu nhiên vật lý) 77 4.7 Truyền dẫn báo hiệu lớp vật lý hướng xuống 78 4.7.1 Kênh thị định dạng điều khiển vật lý (PCFICH) 79 4.7.2 Kênh điều khiển hướng xuống vật lý (PCDCH) 79 4.7.3 Kênh thị HARQ vật lý (PHICH) 80 4.7.4 Các chế độ truyền dẫn hướng xuống 80 4.7.5 Kênh quảng bá vật lý (PBCH) 81 4.7.6 Tín hiệu đồng 81 4.8 Các thủ tục lớp vật lý 82 4.8.1 Thủ tục HARQ 82 4.8.2 Ứng trước định thời 83 4.8.3 Điều khiển công suất 84 4.8.4 Nhắn tin 85 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG – TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU LTE 4.8.5 Thủ tục báo cáo phản hồi kênh 85 4.8.6 Hoạt động chế độ bán song công 86 4.8.7 Các lớp khả UE đặc điểm hỗ trợ .86 4.9 Đo lường lớp vật lý 87 4.9.1 Đo lường eNodeB 87 4.9.2 Đo lường UE 87 4.10 Cấu hình tham số lớp vật lý .87 CHƯƠNG – CÁC THỦ TỤC TRUY NHẬP 89 5.1 Thủ tục tìm ô .89 5.1.1 Các bước thủ tục dò tìm 89 5.1.2 Cấu trúc thời gian/tần số tín hiệu đồng 90 5.1.3 Dò tìm ban đầu dò tìm lân cận 92 5.2 Truy nhập ngẫu nhiên 93 5.2.1 Bước 1: Truyền dẫn phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên 94 5.2.2 Bước 2: Đáp ứng truy nhập ngẫu nhiên .97 5.2.3 Bước 3: Nhận dạng thiết bị đầu cuối 98 5.2.4 Bước 4: Giải tranh chấp 99 CHƯƠNG – TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM .100 6.1 Triển khai LTE giới 100 6.2 Triển khai LTE VIỆT NAM .103 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 105 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Error! Bookmark not defined LỜI CẢM ƠN 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3GPP AAA ACF ACIR ACK ACLR ACS ADC ADSL AM AMBR AMD AMR AMR-NB AMR-WB ARP ATB AWGN AMPS BB BCCH BCH BPF BPSK BS BSC BSR BTS BW CAZAC CBR CCE CCCH CDD CDF CDM CHƯƠNG – TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU LTE DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Generation Partnership Dự án đối tác hệ thứ ba Third Project Authentication, Authorization and Accounting Analog Channel Filter Adjacent Channel Interference Rejection Acknowledgement Adjacent Channel Leakage Ratio Adjacent Channel selectivity Analog-to Digital Conversion Asymmetric Digital Subscriber Line Asymmetric Digital Subscriber Line Aggregate Maximum Bit Rate Acknowledged Mode Data Adaptive Multi-Rate Adaptive Multi-Rate Narrowband Adaptive Multi-Rate Wideband Allocation Retention Priority Adaptive Transmission Bandwidth Additive White Gaussian Noise Advanced Mobile Phone Sytem Baseband Broadcast Control Channel Broadcast Channel Band Pass Filter Binary Phase Shift Keying Base Station Base Station Controller Buffer Status Report Base Transceiver Station Bandwidth Constant Amplitude Zero Autocorrelation Codes Constant Bit Rate Control Channel Element Common Control Channel Cyclic Delay Diversity Cumulative Density Function Code Division Multiplexing Xác thực, cấp phép tính cước Bộ lọc kênh tương tự Loại bỏ nhiều kênh lân cận Sự báo nhận Tỉ lệ dò kênh lân cận Chọn lọc kênh lân cận Chuyển đổi tương tự-số Đường dây thuê bao số không đối xứng Chế độ báo nhận Tốc độ bít tối đa cấp phát Dữ liệu chế độ báo nhận Đa tốc độ thích ứng Băng hẹp đa tốc độ thích ứng Băng rộng đa tốc độ thích ứng Ưu tiên trì cấp phát Băng thơng truyền dẫn thích nghi Nhiễu Gauss trắng thêm vào Hệ thống điện thoại di động tiên tiến Băng gốc Kênh điều khiển phát quảng bá Kênh phát quảng bá Bộ lọc băng tần Khóa dịch pha nhị phân Trạm gốc Điều khiển trạm gốc Báo cáo tình trạng đệm Trạm thu phí gốc Dải thơng Mã tương tụ quan Zero biên độ khơng đổi Tốc độ bít khơng đổi Phần tử kênh điều khiển Kênh điều khiển chung Phân tập trễ vòng Chức mật độ tích lũy Ghép kênh phân chia theo mã ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CDMA CIR CP CPICH CQI CRC C-RNTI CS CSCF D-BCH DCCH DCI DFCHA DFT DL UL DL-SCH DPCCH DTX DwPTS E-DCH EDGE EPC EPDG E-UTRAN EDO FD FDD FDM FDPS FFT FS GERAN CHƯƠNG – TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU LTE Code Division Multiple Access Carrier to Interference Ratio Cyclic Prefix Common Pilot Channel Channel Quality Information Cyclic Redundancy Check Ô Radio Network Temporary Identifier Circuit Switched Call Session Control Function Đa truy nhập phân chia theo mã Tỷ số sóng mang tập âm Triển tố vòng Kênh điều khiển chung Thơng tin chất lượng kênh Kiểm tra dư vòng Nhận dạng tạm thời mạng vô tuyến Chuyển mạch kênh Chức điều khiển phiên gọi Dynamic Broadcast Channel Kênh phát quảng bá rộng Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng Downlink Control Information Thông tin điều khiển đường xuống Dynamic Frequency and Channel Cấp phát kênh tần số di động Allocation Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc Downlink Đường xuống uplink Đường lên Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống Dedicated Physical Control Kênh điều khiển vật lý riêng Channel Discontinuous Transmission Truyền phát không liên tục Downlink Pilot Time Slot Khe thời gian điều khiển đường xuống Enhanced DCH DCH tăng cường Enhanced Data Rates for GSM Tốc độ tăng cường cho GSM phát Evolution triển Evolved Packet Core Mạng lõi gói phát triển Evolved Packet Data Gateway Cổng liệu gói phát triển Evolved Universal Terrestrial Truy nhập vơ tuyến tồn cầu phát Radio Access triển Evolution Data Only Chỉ có liệu phát triển Frequency Domain Miền tần số Frequency Division Duplex Song câng phân chia tần số Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia tần số Frequency Domain Packet Lập biểu gói miền tần số Scheduling Fast Fourier Transform Biểu đồ furrier nhanh Frequency Selective Lựa chọn tần số GSM/EDGE Radio Access Mạng truy nhập vô tuyến Network GSM/EDGE ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GGSN GP GPRS GPS GRE GSM GTP GTP-C GUTI GW HARQ HO HSDPA HS-DSCH HSCSD HSPA HSPDSCH HSS HS-SCCH HSUPA ICI ICIC ID IFFT IMS IMT IP ISDN ISI LNA LO LOS LTE CHƯƠNG – TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU LTE Gateway GPRS Support Node Guard Period General packet radio service Global Positioning System Gateway GPRS Support Node Global t bị đầu cuối Đồng hướng lên cần thiết không thiết bị đầu cuối khơng thể truyền liệu hướng lên Bước thứ hai bao gồm mạng truyền lệnh ứng trước định thời đến để điều chỉnh định thời truyền thiết bị đầu cuối, dựa phép đo định thời bước Ngoài việc thiết lập đồng hướng lên, bước hai định nguồn tài nguyên hướng lên cho thiết bị đầu cuối sử dụng bước thứ ba thủ tục truy nhập ngẫu nhiên Bước thứ ba bao gồm truyền dẫn nhận dạng thiết bị đầu cuối di động cách sử dụng UL-SCH tương tự liệu lập lịch biểu thơng thường Nội dung xác tín hiệu phụ thuộc vào trạng thái thiết bị đầu cuối, đặc biẹt dù trước có biết đến mạng hay không Bước thứ tư bước cuối bao gồm truyền dẫn thông điệp phân giải tranh chấp từ mạng tới thiết bị đầu cuối DL-SCH Bước giải tranh chấp có nhiều thiết bị đầu cuối cố gắng để truy nhập vào hệ thống cách sử dụng tài nguyên truy nhập hệ thống 93 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG – CÁC THỦ TỤC TRUY NHẬP Hình 5.3 Tổng quan thủ tục truy nhập ngẫu nhiên 5.2.1 Bước 1: Truyền dẫn phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên Bước thủ tục truy nhập ngẫu nhiên việc truyền phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên Mục đích phần mở đầu để với mạng diện cố gắng truy nhập ngẫu nhiên để có đồng thời gian hướng lên phạm vi phần nhỏ tiền tố vòng hướng lên Nhìn chung, truyền dẫn phẩn mở đầu truy nhập ngẫu nhiên trực giao khơng trực giao với liệu người sử dụng Trong WCDMA phần mở đầu không trực giao với việc truyền liệu hướng lên Điều cung cấp lợi ích việc khơng có cấp phát nửa –tĩnh (semi-statically) nguồn tài nguyên cho truy nhập ngẫu nhiên Tuy nhiên, với việc điều khiển nhiễu truy nhập ngẫu nhiên – tới – liệu, công suất truyền phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên phải điều khiển cẩn thận Trong WCDMA, điều giải thông qua việc sử dụng thủ tục dốc-công suất(power-ramping), mà thiết bị đầu cuối tăng công suất phần mở đầu truy nhập ngẫu nhiên phát thành cơng trạm gốc Mặc dù giải pháp phù hợp với vấn đề nhiễu, thủ tục dốc tạo độ trễ thủ tục truy nhập ngẫu nhiên tồn Do đó, từ quan điểm trễ, thủ tục truy nhập ngẫu nhiên khơng đòi hỏi dốc cơng suất có lợi Trong LTE, việc truyền tải phần tiêu đề truy nhập ngẫu nhiên thực trực giao với truyền dẫn liệu người dùng hướng lên, kết khơng có dốc công suất cần thiết (mặc dù thông số kỹ thuật tất cho phép dốc công suất) Trực giao việc truyền liệu người dùng từ thiết bị đầu cuối khác cố gắng truy nhập ngẫu nhiên đạt hai miền 94 ... TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE .17 1.1 Tổng quan hệ thống thông tin di động 17 1.1.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ (1G)... hệ thứ (1G) 17 1.1.2 Hệ thống thông tin di động hệ thứ hai (2G) 17 1.1.3 Hệ thống thông tin di động hệ thứ (3G) 20 1.2 Giới thiệu công nghệ LTE 21 CHƯƠNG –... động hệ thứ (4G) Tuy mẻ mạng di động băng rộng 4G kì vọng tạo nhiều thay đổi khác biệt so với mạng di động Chính vậy, em lựa chọn thực đồ án tốt nghiệp đề tài Nghiên cứu hệ thống thông tin di động
- Xem thêm -

Xem thêm: Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4g LTE , Nghiên cứu hệ thống thông tin di động tiền 4g LTE

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn