QUY HOẠCH MẠNG 4G LTEimgs.khuyenmai.zing.vn/.../quy_hoach_mang_4g_lte_9733.pdf · Đồ án tốt nghiệp Trang i LỜI CẢM ƠN Sau khoảng thời gian học tập tại trường,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài:

QUY HOẠCH MẠNG 4G LTE

GVHD: TS. Lê Quang Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dương MSSV: 06117013

TP.Hồ Chí Minh - Tháng 1/ 2011

PHẦN A

GIỚI THIỆU

Đồ án tốt nghiệp Trang i

LỜI CẢM ƠN

Sau khoảng thời gian học tập tại trường, đây là khoảng thời gian

khó quên đối với chúng em. Thầy cô đã chỉ bảo tận tình để giúp cho

chúng em trang bị kiến thức để vững vàng bước vào đời.

Để được như ngày hôm nay, em xin gởi lời cảm ơn đến các thầy

cô trong bộ môn Điện Tử Viễn Thông cũng như các thầy cô trong khoa

Điện-Điện tử đã hướng dẫn, truyền đạt kiến thức cho chúng em. Em xin

gởi lời cảm ơn đặc biệt đến thầy TS. Lê Quang Tuấn, công ty Viễn

Thông Quốc nội (VTN), người đã trực tiếp tận tình hướng dẫn để em có

thể hoàn thành đề tài này.

Xin gởi lời cám ơn đến ba má đã động viên giúp đỡ cả về vật chất

và tinh thần cho con bao nhiêu năm qua, đồng cảm ơn đến bạn bè đã

luôn luôn ở bên cạnh mình .

Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Người thực hiện

Nguyễn Thị Thùy Dương

Đồ án tốt nghiệp Trang ii

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Dương

MSSV: 06117013

Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông

Tên đề tài: QUY HOẠCH MẠNG 4G LTE VÀ ÁP DỤNG CHO TP.HCM

1) Cơ sở ban đầu: ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... .......................................................................................................................

2) Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... .......................................................................................................................

3) Các bản vẽ: ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... .......................................................................................................................

4) Giáo viên hướng dẫn: TS. Lê Quang Tuấn

5) Ngày giao nhiệm vụ:

6) Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TP. HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘICHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Giáo viên hướng dẫn

TS. Lê Quang Tuấn

Ngày ….. tháng ….. năm 2011 Chủ nhiệm bộ môn

Đồ án tốt nghiệp Trang iii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

Ngày ….. tháng ….. năm 2011 Giáo viên hướng dẫn

TS. Lê Quang Tuấn

Đồ án tốt nghiệp Trang iv

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

Ngày ….. tháng ….. năm 2011 Giáo viên phản biện 2

Ngày ….. tháng ….. năm 2011 Giáo viên phản biện 1

Đồ án tốt nghiệp Trang v

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành công nghệ viễn thông đã chứng kiến những phát triển ngoạn mục

trong những năm gần đây. Khi mà công nghệ mạng thông tin di động thế hệ thứ ba

3G chưa có đủ thời gian để khẳng định vị thế của mình trên toàn cầu, người ta đã

bắt đầu nói về công nghệ 4G (Fourth Generation) từ nhiều năm gần đây. Thế nhưng,

nói một cách chính xác thì 4G là gì? Liệu có một định nghĩa thống nhất cho thế hệ

mạng thông tin di động tương lai 4G?

Ngược dòng thời gian...

Trong hơn một thập kỷ qua, thế giới đã chứng kiến sự thành công to lớn của

mạng thông tin di động thế hệ thứ hai 2G. Mạng 2G có thể phân ra 2 loại: mạng 2G

dựa trên nền TDMA và mạng 2G dựa trên nền CDMA. Đánh dấu điểm mốc bắt đầu

của mạng 2G là sự ra đời của mạng D-AMPS (hay IS-136) dùng TDMA phổ biến ở

Mỹ. Tiếp theo là mạng CdmaOne (hay IS-95) dùng CDMA phổ biến ở châu Mỹ và

một phần của châu Á, rồi mạng GSM dùng TDMA, ra đời đầu tiên ở Châu Âu và

hiện được triển khai rộng khắp thế giới. Sự thành công của mạng 2G là do dịch vụ

và tiện ích mà nó mạng lại cho người dùng, tiêu biểu là chất lượng thoại và khả

năng di động.

Hình : Sơ đồ tóm lược quá trình phát triển của mạng thông tin di động tế bào

Tiếp nối thế hệ thứ 2, mạng thông tin di động thế hệ thứ ba 3G đã và đang

được triển khai nhiều nơi trên thế giới. Cải tiến nổi bật nhất của mạng 3G so với

mạng 2G là khả năng cung ứng truyền thông gói tốc độ cao nhằm triển khai các

dịch vụ truyền thông đa phương tiện. Mạng 3G bao gồm mạng UMTS sử dụng kỹ

Đồ án tốt nghiệp Trang vi

thuật WCDMA, mạng CDMA2000 sử dụng kỹ thuật CDMA và mạng TD-SCDMA

được phát triển bởi Trung Quốc. Gần đây công nghệ WiMAX cũng được thu nhận

vào họ hàng 3G bên cạnh các công nghệ nói trên. Tuy nhiên, câu chuyện thành công

của mạng 2G rất khó lặp lại với mạng 3G. Một trong những lý do chính là dịch vụ

mà 3G mang lại không có một bước nhảy rõ rệt so với mạng 2G. Mãi gần đây người

ta mới quan tâm tới việc tích hợp MBMS (Multimedia broadcast and multicast

service) và IMS (IP multimedia subsystem) để cung ứng các dịch vụ đa phương tiện.

Khái niệm 4G bắt nguồn từ đâu?

Có nhiều định nghĩa khác nhau về 4G, có định nghĩa theo hướng công nghệ,

có định nghĩa theo hướng dịch vụ. Đơn giản nhất, 4G là thế hệ tiếp theo của mạng

thông tin di động không dây. 4G là một giải pháp để vượt lên những giới hạn và

những điểm yếu của mạng 3G. Thực tế, vào giữa năm 2002, 4G là một khung nhận

thức để thảo luận những yêu cầu của một mạng băng rộng tốc độ siêu cao trong

tương lai mà cho phép hội tụ với mạng hữu tuyến cố định. 4G còn là hiện thể của ý

tưởng, hy vọng của những nhà nghiên cứu ở các trường đại học, các viện, các công

ty như Motorola, Qualcomm, Nokia, Ericsson, Sun, HP, NTT DoCoMo và nhiều

công ty viễn thông khác với mong muốn đáp ứng các dịch vụ đa phương tiện mà

mạng 3G không thể đáp ứng được.

Theo dòng phát triển…

Ở Nhật, nhà cung cấp mạng NTT DoCoMo định nghĩa 4G bằng khái niệm đa

phương tiện di động (mobile multimedia) với khả năng kết nối mọi lúc, mọi nơi,

khả năng di động toàn cầu và dịch vụ đặc thù cho từng khách hàng. NTT DoCoMo

xem 4G như là một mở rộng của mạng thông tin di động tế bào 3G. Quan điểm này

được xem như là một “quan điểm tuyến tính” trong đó mạng 4G sẽ có cấu trúc tế

bào được cải tiến để cung ứng tốc độ lên trên 100Mb/s. Với cách nhìn nhận này thì

4G sẽ chính là mạng 3G LTE , UMB hay WiMAX 802.16m. Nhìn chung đây cũng

là khuynh hướng chủ đạo được chấp nhận ở Trung Quốc và Hàn Quốc.

Bên cạnh đó, mặc dù 4G là thế hệ tiếp theo của 3G, nhưng tương lai không

hẳn chỉ giới hạn như là một mở rộng của mạng tế bào. Ví dụ ở châu Âu, 4G được

xem như là khả năng đảm bảo cung cấp dịch vụ liên tục, không bị ngắt quãng với

Đồ án tốt nghiệp Trang vii

khả năng kết nối với nhiều loại hình mạng truy nhập vô tuyến khác nhau và khả

năng chọn lựa mạng vô tuyến thích hợp nhất để truyền tải dịch vụ đến người dùng

một cách tối ưu nhất. Quan điểm này được xem như là “quan điểm liên đới”. Do đó,

khái niệm “ABC-Always Best Connected” (luôn được kết nối tốt nhất) luôn được

xem là một đặc tính hàng đầu của mạng thông tin di động 4G. Định nghĩa này được

nhiều công ty viễn thông lớn và nhiều nhà nghiên cứu, nhà tư vấn viễn thông chấp

nhận nhất hiện nay. Dù theo quan điểm nào, tất cả đều kỳ vọng là mạng thông tin di

động thế hệ thứ tư 4G sẽ nổi lên vào khoảng 2010-2015 như là một mạng vô tuyến

băng rộng tốc độ siêu cao. Ở Việt Nam , hiện nay 3G đang phát triển rầm rộ và để

tiến lên 4G không còn xa nữa. Theo tin từ Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt

Nam (VNPT), đơn vị này vừa hoàn thành việc lắp đặt trạm BTS sử dụng cho dịch

vụ vô tuyến băng rộng công nghệ LTE (Long Term Evolution), công nghệ tiền 4G

đầu tiên tại Việt Nam và Đông Nam Á.

Đồ án nghiên cứu về Công nghệ 4G LTE là công nghệ còn mới mẻ và phù

hợp với thực trạng hiện nay của Việt Nam.

Nội dung của đồ án bao gồm 3 phần :

Phần A : Giới thiệu

Phần B : Nội dung

Chương 1: Giới thiệu về hệ thống thông tin di động và tổng quan

về mạng 4G

Chương 2 : Cấu trúc mạng 4G LTE và các vấn đề liên quan

Chương 3 : Quy hoạch mạng 4G LTE và áp dụng cho TP. HCM

Chương 4 : Mô phỏng

Phần C : Phụ lục và tài liệu tham khảo

Trong quá trình thực hiện đề tài, người thực hiện có những hạn chế về khả

năng và còn nhiều sai sót , rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy cô và bạn bè .

Đồ án tốt nghiệp Trang viii

MỤC LỤC

PHẦN A : GIỚI THIỆU

LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... i

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI ................................................................................ ii

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

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ........................................................ iv

MỤC LỤC ........................................................................................................... viii

MỤC LỤC HÌNH .................................................................................................. xii

MỤC LỤC BẢNG................................................................................................. xv

PHẦN B : NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ TỔNG

QUAN VỀ MẠNG 4G ............................................................................................ 1

1. 1 Sự phát triển của hệ thống thông tin di động .................................................. 1

1. 1. 1 Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 (1G) ............................................... 2

1. 1. 2 Hệ thống thông tin di động thế hệ 2 (2G) ............................................... 3

1. 1. 3 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 (3G) ............................................... 6

1. 1. 4 Hệ thống thông tin di động thế hệ 4 (4G) ............................................... 7

1. 2 Tổng quan về mạng 4G [12] .......................................................................... 8

1. 3 Sự khác nhau giữa 3G và 4G ....................................................................... 10

1. 3. 1 Ưu điểm nổi bật.................................................................................... 11

1.3.2 Các ứng dụng đã tạo nên ưu điểm của 4G LTE so với 3G ...................... 11

CHƯƠNG 2 : CẤU TRÚC MẠNG 4G LTE VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN .... 14

2.1 Giới thiệu về công nghệ LTE........................................................................ 14

2.2 Cấu trúc của LTE [1] .................................................................................... 24

Đồ án tốt nghiệp Trang ix

2.3 Các kênh sử dụng trong E-UTRAN .............................................................. 29

2.4 Giao thức của LTE (LTE Protocols) [2] ....................................................... 31

2.5 Một số đặc tính của kênh truyền .................................................................. 34

2.5.1 Trải trễ đa đường .................................................................................... 34

2.5.2 Các loại fading ....................................................................................... 34

2.5.3 Dịch tần Doppler .................................................................................... 35

2.5.4 Nhiễu MAI đối với LTE ......................................................................... 35

2.6 Các kỹ thuật sử dụng trong LTE .................................................................. 36

2.6.1 Kỹ thuật truy cập phân chia theo tần số trực giao OFDM [1] .................. 36

2.6.2 Kỹ thuật SC-FDMA [1] ......................................................................... 46

2.6.3 Kỹ thuật MIMO [1] ................................................................................ 48

2.6.4 Mã hóa Turbo [18] ................................................................................ 50

2.6.5 Thích ứng đường truyền [18] ................................................................. 51

2.6.6 Lập biểu phụ thuộc kênh [18] ................................................................ 52

2.6.7 HARQ với kết hợp mềm [18] ................................................................ 52

2.7 Chuyển giao ................................................................................................ 53

2.7.1 Mục đích chuyển giao ............................................................................ 53

2.7.2 Trình tự chuyển giao ............................................................................. 54

2.7.3 Các loại chuyển giao ............................................................................. 56

2.7.4 Chuyển giao đối với LTE [3] ................................................................ 59

2.8 Điều khiển công suất [3] .............................................................................. 60

2.8.1 Điều khiển công suất vòng hở [8] ........................................................... 61

2.8.2 Điều khiển công suất vòng kín [8] .......................................................... 62

CHƯƠNG 3 : QUY HOẠCH MẠNG 4G LTE VÀ ÁP DỤNG CHO TP.HCM ..... 65

3. 1 Khái quát về quá trình quy hoạch mạng LTE ............................................. 65

Đồ án tốt nghiệp Trang x

3. 2 Dự báo lưu lượng và phân tích vùng phủ ..................................................... 66

3. 2. 1 Dự báo lưu lượng ................................................................................. 66

3. 2. 2 Phân tích vùng phủ ............................................................................... 67

3. 3 Quy hoạch chi tiết ....................................................................................... 67

3. 3. 1 Quy hoạch vùng phủ ............................................................................ 67

3. 3. 1. 1 Quỹ đường truyền [2] .................................................................... 68

3. 3. 1. 2 Các mô hình truyền sóng ............................................................... 77

3. 3. 1. 3 Tính bán kính cell ........................................................................ 83

3. 3. 2 Quy hoạch dung lượng ......................................................................... 85

3. 4 Quy hoạch cho TP Hồ Chí Minh ................................................................. 90

3.5 Tối ưu mạng ................................................................................................. 91

3.6 Điều khiển công suất kênh PUSCH của LTE [7] ......................................... 92

CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG ................................................................................... 95

4.1 Các lưu đồ .................................................................................................... 95

4.2 Quy hoạch mạng LTE .................................................................................. 96

4.2.1 Quy hoạch vùng phủ .............................................................................. 97

4.2.1.1 Quỹ đường truyền ............................................................................ 97

4.2.1.2 Các mô hình truyền sóng ................................................................. 98

4.2.1.3 Quy hoạch vùng phủ ...................................................................... 100

4.2.2 Quy hoạch dung lượng của LTE .......................................................... 100

4.2.3 Tối ưu số trạm ..................................................................................... 102

4.2.4 So sánh vùng phủ của LTE và WCDMA .............................................. 103

4.3. Chuyển giao và Điều khiển công suất ........................................................ 105

4.3.1 Giao diện chính .................................................................................... 105

4.3.2 Điều khiển công suất ............................................................................ 106

Đồ án tốt nghiệp Trang xi

4.3.3 Chuyển giao ........................................................................................ 109

4.3.3.1 Trường hợp chuyển giao thành công .............................................. 110

4.3.3.2 Trường hợp chuyển giao bị rớt ....................................................... 111

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ..................................... 113

PHẦN C: PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1 : CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................... 114

PHỤ LỤC 2 : HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ........................................................... 119

CHƯƠNG TRÌNH .............................................................................................. 119

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 122

Đồ án tốt nghiệp Trang xii

MỤC LỤC HÌNH

Hình 2.1: So sánh về cấu trúc giữa UTMS và LTE ................................................ 24

Hình 2.2: Cấu trúc cơ bản của LTE ....................................................................... 25

Hình 2.3: Cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập 3GPP ........................................... 27

Hình 2.4 : Cấu trúc hệ thống cho mạng truy cập3GPP và không phải 3GPP .......... 28

Hình 2.6: Giao thức của UTRAN .......................................................................... 31

Hình 2.7: Giao thức của E-UTRAN ....................................................................... 32

Hình 2.8: Phân phối chức năng của các lớp MAC, RLC, PDCP ............................. 32

Hình 2.9 : Truyền đơn sóng mang.......................................................................... 36

Hình 2.10 : Nguyên lý của FDMA ......................................................................... 36

Hình 2.11 : Nguyên lý đa sóng mang ..................................................................... 36

Hình 2.12 : So sánh phổ tần của OFDM với FDMA .............................................. 37

Hình 2.13 : Tần số-thời gian của tín hiệu OFDM ................................................... 37

Hình 2.14 : Các sóng mang trực giao với nhau ...................................................... 38

Hình 2.15 : Biến đổi FFT ....................................................................................... 39

Hình 2.16 : Thu phát OFDM ................................................................................. 39

Hình 2.17: Chuỗi bảo vệ GI .................................................................................. 40

Hình 2.18 Tác dụng của chuỗi bảo vệ ................................................................... 41

Hình 2.19 Sóng mang con OFDMA....................................................................... 42

Hình 2.20 OFDM và OFDMA ............................................................................... 42

Hình 2.21 : Chỉ định tài nguyên của OFDMA trong LTE ...................................... 43

Hình 2.22 : Cấu trúc của một khối tài nguyên ........................................................ 44

Hình 2.23 : Cấu trúc bố trí tín hiệu tham khảo ....................................................... 45

Hình 2.24: Đặc tính đường bao của tín hiệu OFDM ............................................... 45

Đồ án tốt nghiệp Trang xiii

Hình 2.25: PAPR cho các tín hiệu khác nhau ......................................................... 46

Hình 2.26: OFDMA và SC-FDMA ........................................................................ 47

Hình 2.28 Mô hình SU-MIMO và MU-MIMO ...................................................... 49

Hình 2.29: Ghép kênh không gian ......................................................................... 50

Hình 2.30 Điều chế thích nghi .............................................................................. 51

Hình 2.31: Nguyên tắc chung của các thuật toán chuyển giao ................................ 55

Hình 2.32 : Chuyển giao mềm ............................................................................... 57

Hình 2.33 : Chuyển giao mềm - mềm hơn ............................................................. 58

Hình 2.34 : Chuyển giao cứng ............................................................................... 58

Hình 2.35: Các loại chuyển giao ............................................................................ 59

Hình 2.36: Điều khiển công suất vòng hở .............................................................. 62

Hình 2.37: Điều khiển công suất vòng kín ............................................................. 63

Hình 3. 1: Khái quát về quá trình quy hoạch mạng LTE ........................................ 65

Hình 3. 2 : Các tham số của mô hình Walfisch-Ikegami ........................................ 79

Hình 3. 3: Quan hệ giữa băng thông kênh truyền và băng thông cấu hình .............. 88

Hình 4.1 : Lưu đồ phần mô phỏng quy hoạch LTE ................................................ 95

Hình 4.2 : Lưu đồ phần chuyển giao và điều khiển công suất ................................ 96

Hình 4.3: Giao diện phần quy hoạch mạng LTE .................................................... 96

Hình 4.4: Quỹ đường truyền của LTE.................................................................... 97

Hình 4.5 Môi trường truyền sóng trong nhà ........................................................... 98

Hình 4.6 : Môi trường truyền sóng ngoài trời ........................................................ 99

Hình 4.7: Môi trường xe cộ ................................................................................... 99

Hình 4.8: Quy hoạch vùng phủ LTE .................................................................... 100

Hình 4.9 : Quy hoạc dung lượng LTE .................................................................. 101

Hình 4.10: Tính toán tốc độ đỉnh ......................................................................... 102

Đồ án tốt nghiệp Trang xiv

Hình 4.11: Tối ưu số trạm .................................................................................... 102

Hình 4.12 : So sánh quỹ đường truyền lên của LTE và WCDMA ........................ 103

Hình 4.13: So sánh quỹ đường truyền xuống của LTE và WCDMA .................... 103

Hình 4.14: So sánh vùng phủ của LTE và WCDMA ............................................ 104

Hình 4.15: Giao diện phần chuyển giao và điều khiển công suất.......................... 105

Hình 4.16: Nhập dữ liệu cho điều khiển công suất ............................................... 106

Hình 4.17: Điều khiển công suất ở LTE ............................................................... 107

Hình 4.18: Nhập liệu của WCDMA ..................................................................... 108

Hình 4.19: So sánh điều khiển công suất của LTE và WCDMA .......................... 109

Hình 4.20: Trường hợp chuyển giao thành công .................................................. 110

Hình 4.21: Trường hợp chuyển giao bị rớt ........................................................... 111

Đồ án tốt nghiệp Trang xv

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 2.1 : Các thông số lớp vật lý LTE ................................................................. 17

Bảng 2.2 : Tốc độ đỉnh của LTE theo lớp .............................................................. 18

Bảng 2.3 : So sánh các dịch vụ của 3G so với 4G LTE .......................................... 19

Bảng 2.4 : So sánh giữa HSPA, WiMAX và LTE .................................................. 21

Bảng 2.5 : Số khối tài nguyên theo băng thông kênh truyền ................................... 43

Bảng 3. 1 :Ví dụ về quỹ đường lên của LTE .......................................................... 71

Bảng 3. 2 : Ví dụ của quỹ đường xuống LTE ......................................................... 73

Bảng 3. 3 : So sánh quỹ đường truyền lên của các hệ thống ................................... 74

Bảng 3. 4 : So sánh về quỹ đường truyền xuống của các hệ thống ......................... 75

Bảng 3. 5 : Các giá trị K sử dụng cho tính toán vùng phủ sóng .............................. 85

Bảng 3. 6 : Tốc độ bit đỉnh tương ứng với từng tốc độ mã hóa và băng thông ........ 86

Bảng 3. 7 Giá trị của băng thông cấu hình tương ứng với băng thông kênh truyền[4]

.............................................................................................................................. 88

Bảng 3.8 Diện tích và dân số từng quận của TP.HCM [11] ................................ 90

Bảng 3.9 Các lớp công suất của UE [10] ............................................................... 93

PHẦN B

NỘI DUNG

Đồ án tốt nghiệp Trang 1

Chương 1 : Giới thiệu về hệ thống thông tin di động và tổng quan về mạng 4G

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI

ĐỘNG VÀ TỔNG QUAN VỀ MẠNG 4G

Thông tin di động là một lĩnh vực rất quan trọng trong đời sống xã hội. Xã

hội càng phát triển, nhu cầu về thông tin di động của con người càng tăng lên và

thông tin di động càng khẳng định được sự cần thiết và tính tiện dụng của nó. Cho

đến nay, hệ thống thông tin di động đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển, từ thế hệ

di động thế hệ 1 đến thế hệ 3 và thế hệ đang phát triển trên thế giới - thế hệ 4.

Trong chương này sẽ trình bày khái quát về các đặc tính chung của các hệ thống

thông tin di động và tổng quan về mạng 4G.

1. 1 Sự phát triển của hệ thống thông tin di động

Khi các ngành thông tin quảng bá bằng vô tuyến phát triển thì ý tưởng về

thiết bị điện thoại vô tuyến ra đời và cũng là tiền thân của mạng thông tin di động

sau này. Năm 1946, mạng điện thoại vô tuyến đầu tiên được thử nghiệm tại ST

Louis, bang Missouri của Mỹ.

Sau những năm 50, việc phát minh ra chất bán dẫn cũng ảnh hưởng lớn đến

lĩnh vực thông tin di động. Ứng dụng các linh kiện bán dẫn vào thông tin di động đã

cải thiện một số nhược điểm mà trước đây chưa làm được.

Thuật ngữ thông tin di động tế bào ra đời vào những năm 70, khi kết hợp

được các vùng phủ sóng riêng lẻ thành công, đã giải được bài toán khó về dung

lượng.

Đồ án tốt nghiệp Trang 2

Chương 1 : Giới thiệu về hệ thống thông tin di động và tổng quan về mạng 4G

Hình 1: Lộ trình phát triển của hệ thống thông tin di động tế bào

1. 1. 1 Hệ thống thông tin di động thế hệ 1 (1G)

Những hệ thống thông tin di động đầu tiên, nay được gọi là thế hệ thứ nhất

(1G), sử dụng công nghệ analog gọi là đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA)

để truyền kênh thoại trên sóng vô tuyến đến thuê bao điện thoại di động. Với

FDMA, người dùng được cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong

lĩnh vực tần số. Trong trường hợp nếu số thuê bao nhiều vượt trội so với các kênh

tần số có thể, thì một số người bị chặn lại không được truy cập.

1. 1. 1. 1 Đặc điểm

Mỗi MS được cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyến.

Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận nhau là đáng kể.

Trạm thu phát gốc BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS trong

cell.

Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống điện thoại di động tiên tiến AMPS.

1. 1. 1. 2 Những hạn chế của hệ thống thông tin di động thế hệ 1

Hệ thống di động thế hệ 1 sử dụng phương pháp đa truy cập đơn giản. Tuy

nhiên hệ thống không thỏa mãn nhu cầu ngày càng tăng của người dùng về cả dung

lượng và tốc độ. Nó bao gồm các hạn chế sau :

Phân bổ tần số rất hạn chế, dung lượng nhỏ.