Truy nhập gói đường lên tốc độ cao www.kilobooks.com
Hình 1.2 – Các kỹ thuật được lựa chọn cho danh mục nghiên cứu
HSUPA
Quá trình nghiên cứu tiêu chuẩn hóa HSUPA trong 3GPP được mô tả
trên hình 1.3.
Hình 1.3 – Quá trình tiêu chuẩn hóa HSUPA trong 3GPP
1.1.2. Phát triển tăng cường HSPA (HSDPA và HSUPA):
Vũ Thị Hiền mã số 504102020
Lập biểu nhanh
đường lên dựa
trên nút B
TTI ngắn hơn
cho đường lên
HARQ cho
đường lên
HSUPA
10/02
04-11/04
03/04
2005
12/04
Quyết định
tích cực
Các thực hiện
để tiến vào thị
trường
03/04
02/04
Bắt đầu nghiên
cứu khả thi
Phân tích ảnh
hưởng và lợi ích
trong nhóm công
tác
Trình bày kết
quả cho TSG
Tạo lập danh mục
nghiên cứu
Nghiên cứu chi tiết
và đưa ra các yêu
cầu thay đổi
Chấp thuận yêu
cầu thay đổi
Tạo lập các
đặc tả
Hiệu chỉnh và
kết thúc các
danh mục
nghiên cứu
5
Truy nhập gói đường lên tốc độ cao www.kilobooks.com
Trong khi HSUPA được đặc tả, vẫn có các nghiên cứu phát triển để cải
thiện R6 HSDPA cũng như một số các lĩnh vực khác như: đặc tả hiệu năng
cho các đầu cuối tiên tiến hơn sử dụng thu phân tập và (hoặc) các máy thu
tiên tiến; cải thiện tầm phủ sóng cho đường lên bằng cách sử dụng báo hiệu
phản hồi đường lên; các cải thiện trong lĩnh vực di động của HSDPA bằng
báo hiệu nhanh hơn và thời gian xử lý ngắn hơn.
Một danh mục nghiên cứu với tên “kết nối liên tục cho các người sử
dụng số liệu gói” đã được định nghĩa bởi R7 với mục đích giảm chi phí trong
các thời gian phục vụ và duy trì liên kết nhưng không có lượng số liệu cần
thiết. Một ví dụ cho kiểu dịch vụ này là dịch vụ thoại trên cơ sở gói với tên
gọi phổ biến là VoIP.
Danh mục nghiên cứu MIMO vẫn tiếp tục được tiến hành với nhiều đề
xuất. Nguyên tắc chủ yếu là dùng hai (hay nhiều) anten phát với các luồng
thông tin khác nhau và sau đó sử dụng hai (hay nhiều) anten kết hợp với xử lý
tín hiệu tiên tiến tại đầu cuối để phân tích các luồng này như minh họa trên
hình 1.4.
Hình 1.4 – Nguyên lý MIMO với hai anten phát và hai anten thu
Vũ Thị Hiền mã số 504102020
Đầu cuối với
máy thu và
khả năng
giảm mã
MIMO
PA – Bộ khuếch
đại công suất
Các bộ lọc RF
và băng gốc
Phần phát BTS
với khả năng có
hai máy phát trên
một đoạn ô
Giải trải
phổ và
giải mã
không
gian thời
gian
6
Truy nhập gói đường lên tốc độ cao www.kilobooks.com
Thách thức chủ yếu là phải chứng minh rằng liệu có nhận được tăng độ
lợi đáng kể so với độ lợi nhận được từ các cải thiện hiệu năng trong R6 và các
giải pháp cải thiện dung lượng hiện có bằng cách bổ sung thêm máy phát. Các
kết luận trong 3GPP cho đến thời điểm này chỉ là trong môi trường ô vĩ mô;
HSDPA với MIMO hình như không mang lại lợi ích về dung lượng so với
trường hợp thu phân tập và máy thu tiên tiến đầu cuối. Vì thế thách thức này
vẫn còn tiếp tục được xem xét trong R7; nghiên cứu sẽ hướng đến các ô nhỏ
hơn (các ô vi mô).
Các danh mục nghiên cứu cho HSDPA và HSUPA gồm vấn đề giảm trễ
thiết lập cuộc gọi chuyển mạch gói PS (Packet Switch) và chuyển mạch kênh
CS (Channel Switch) nhằm rút ngắn thời gian từ trạng thái rỗi sang trạng thái
tích cực (cell – DCH). Vì hầu hết các bước trong WCDMA sẽ vẫn giữ nguyên
không liên quan đến cuộc gọi CS hay PS, nên các cải thiện này mang lại lợi
ích cho cả HSDPA/HSUPA lẫn thiết lập cuộc gọi thoại bình thường, nghĩa là
các thiết bị hiện có có tiềm năng hơn vì các đầu cuối thay đổi, nhận được
thêm các cải thiện trong hầu hết các trường hợp. Phát triển HSPA trong R7
(hay còn gọi là HSPA+) đã đưa đến tốc độ 28 Mbps cực đại trên đường xuống
và 11Mbps cực đại trên đường lên.
1.2. KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN LTE (Long Term
Evolution):
Nghiên cứu phát triển tiêu chuẩn LTE được tiến hành trong các E –
UTRAN TSG (Technical Specification Group – nhóm đặc tả kỹ thuật). Trong
các cuộc họp của RAN TSG chỉ có một vài vấn đề kỹ thuật là được tán thành.
Thậm chí trong các cuộc họp sau đó thì vấn đề này vẫn được xem xét lại.
3GPP đã vạch ra kế hoạch làm việc chi tiết cho các nhóm nghiên cứu TSG
RAN. Lộ trình phát triển của LTE gắn liền với lộ trình phát triển của 3GPP,
như chỉ ra trên hình 1.5.
Vũ Thị Hiền mã số 504102020
7
Truy nhập gói đường lên tốc độ cao www.kilobooks.com
Hình 1.5 – Lộ trình phát triển 3GPP
Các vấn đề nghiên cứu thực hiện trong hai TSG :
• TSG RAN : Nghiên cứu chuẩn cho giao diện vô tuyến.
• TSG SA : Nghiên cứu kiến trúc mạng.
Quá trình nghiên cứu được, tiến hành trong nhóm TSG 3GPP LTE/SAE
dưới điều hành của PCG ( Project Coordination Group – nhóm điều phối đề
án 3GPP ) được mô tả trên hình 1.6.
Vũ Thị Hiền mã số 504102020
R3 (R99)
12/1999
CS và PS
Các kênh
mang R3
MMS
Các dịch vụ định
vị
R4
03/2001
Các tăng
cường
TD – SCDMA
……………
R5
03/2002
HSDPA
IMS
Thoại AMR
- WB
……………
R6
05/2005
Đường lên
tăng cường
(E - DCH)
MBMS
Tương tác
WLAN - UMTS
R7, R8,….
LTE
SAE
Phát triển HSPA
……………….
8
Truy nhập gói đường lên tốc độ cao www.kilobooks.com
Hình 1.6 – Tổ chức các nhóm điều phối đề án 3GPP
1.3. IMT – Adv VÀ LỘ TRÌNH TỚI 4G:
Trong ITU, nhóm công tác 8F ( ITU – R WP 8F ) đang tiến hành nghiên
cứu các hệ thống tiếp sau IMT – 2000. Khả năng IMT – 2000, các tăng cường
của nó và các hệ thống bao gồm các giao diện sau IMT – 2000 được chỉ ra
trên hình 1.7 và bảng 1.1 là mục tiêu của 4G.
Vũ Thị Hiền mã số 504102020
PCG
(Nhóm điều phối đề án 3GPP)
(nhóm điều phối đề án 3GPP)
TSG GERAN
(mạng truy nhập
vô tuyến)
GERAN WG1
(các vấn đề vô
tuyến)
GERANWG2
(mạng vấn đề
giao thức)
GERAN WG3
(Đo kiểm đầu
cuối)
TSG GERAN
(mạng truy nhập
vô tuyến)
GERAN WG1
(đặc tả lớp 1 vô
tuyến)
GERANWG2
(đặc tả lớp 2 và
RR lớp 3
vôtuyến)
GERAN WG3
(đặc tả IuB, Iur,
Iu)
GERAN WG4
(Hiệu năng vô
tuyến)
GERAN WG5
(đo kiểm lớp
chuẩn đầu cuối)
GERAN SA
(các vấn đề dịch
vụ và hệ thống)
TSG CT
(mạng lõi và đầu
cuối)
SA WG1
(các dịch vụ)
CT WG5
(Truy nhập với
dịch vụ mở
OSA)
SA WG3
(an ninh)
SA WG4
(codec)
SA WG5
(Quản lý viễn
thông)
CT WG1
(MM/CC/SM
(In))
CT WG3
(Tương tác với
mạng ngoài)
CTWG4
(MAP/GTP/
BCH/SS)
BCH/SS)
SA WG2
(kiến trúc)
CT WG6 (Các
vấn đề ứng dụng
hệ thông minh)
9
Truy nhập gói đường lên tốc độ cao www.kilobooks.com
Bảng 1.1 – Mục tiêu của 4G
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 )
Hình 1.7 – Các khả năng của IMT – 2000 và các hệ thống sau
IMT – 2000 theo khuyến khích M.1654 của ITU – R
ITU – R WP 8F tuyên bố rằng cần có các công nghệ vô tuyến di động mới
cho các khả năng IMT – 2000, tuy nhiên chưa chỉ ra công nghệ nào. Thuật
Vũ Thị Hiền mã số 504102020
Thấp
100Mbps10Mbps1Mbps
Khả năng di động
Cao
IMT - 2000
tăng cường
IMT - 2000
Phát triển 3G
truy nhập
không dây nội
hạt/****
1000Mbps
truy nhập vô
tuyến mới
10
Truy nhập gói đường lên tốc độ cao www.kilobooks.com
ngữ IMT-Adv được sử dụng cho các công nghệ sau IMT – 2000 và chứa các
khả năng cho hệ thống trước đó. Quá trình IMT – Adv đang được khởi thảo
trong WP 8F. Các công nghệ được đề cử sẽ được đánh giá dựa trên các tiêu
chí đã thỏa thuận. Vì các công nghệ này cần sự đồng thuận nên một số công
nghệ có thể áp dụng cho IMT-Adv không thể xác định trước, nhưng chắc
chắn nó phải có sự cân đối giữa kinh tế và công nghệ; ngoài ra, khả năng sử
dụng máy đầu cuối trên toàn cầu cũng được coi là một tiêu chí quan trọng.
Một vấn đề nữa cũng được đặt ra trong ITU – R có liên quan đến IMT – 2000
Adv là xác định phổ tần sử dụng.
Mặc dù 3GPP hiện nay chưa tiến hành nghiên cứu trực tiếp IMT – 2000
Adv, tuy nhiên 3GPP sẽ đề xuất lên ITU – R IEEE 802.16 (Wimax) cũng
đang được hoàn thiện khái niệm của mình để hướng đến đề xuất cho IMT –
Adv trong 802.16m; tương tự 3GPP2 cũng đang tiến tới đề xuất IMT – Adv.
LTE là một trong những con đường tiến tới 4G. LTE sẽ tồn tại trong giai
đoạn đầu của 4G, tiếp theo nó sẽ là IMT – Adv. LTE cho phép chuyển đổi từ
từ từ 3G UMTS sang giai đoạn đầu 4G, sau đó sang IMT – Adv. Chuyển từ
LTE sang IMT- Adv là chia khóa của thành công trên thị trường.
Vũ Thị Hiền mã số 504102020
11
Truy nhập gói đường lên tốc độ cao www.kilobooks.com
Ngoài LTE của 3GPP người ta cũng nghiên cứu các hướng đi khác
sang 4G. 3GPP2 để xuất là UMB (Untra Mobile Band). Ngoài ra WiMax
cũng có kế hoạch tiến tới 4G. Quá trình tiến tới 4G của công nghệ hiện có mô
tả trên hình 1.8.
1.4. TỔNG QUAN TRUY NHẬP GÓI TỐC ĐỘ CAO (HSPA) :
1.4.1. Mở đầu :
HSDPA được 3GPP chuẩn hóa R5 với phiên bản tiêu chuẩn đầu tiên vào
2002; HSUPA được 3GPP chuẩn hóa trong R6 vào 2004. Cả HSDPA và
HSUPA gọi chung là HSPA. Các mạng HSDPA đầu tiên được đưa vào
thương mại 2005 và HSUPA vào 2007.
Tốc độ số liệu đỉnh của HSDPA ban đầu là 1,8 Mbps và tăng lên 3,6
Mbps, rồi 7,2 Mbps vào 2006 và 2007; tiềm năng có thể đạt đến 14,4Mbps
năm 2008.Trong giai đoạn đầu HSUPA là 1-2 Mbps trong giai đoạn hai đạt
đến 4
÷
5,7 Mbps vào 2008.
Vũ Thị Hiền mã số 504102020
20052000
2015201019951985
<200kbps 300kbps – 10Mbps <100Mbps 100Mbps – 1Gbps<10kbps
Khả năng di động
Trung bình
Thấp
Cao
GSM
cdma ONE
HSPA
1xEVDO
Thời gian
AMPS
TACS
LTE
Tốc độ số liệu
1G
2G
3G
3G
+
WIFI/IEE
E 802.11
IMT –
Advanced 4G
triển
khai
LTE
E3G
WIMAX/I
EEE
WCDMA
Cdma200001x
12
Hình 1.8 - Quá trình phát triển các công nghệ thông tin di động đến 4G
Truy nhập gói đường lên tốc độ cao www.kilobooks.com
HSPA được triển khai trên WCDMA hoặc trên cùng một sóng mang
hoặc sử dụng một sóng mang khác để đạt được dung lượng cao, như hình 1.9.
Hình 1.9 - Triển khai HSPA với sóng mang riêng (f2) hoặc
chung sóng mang với WCDMA(f1)
HSPA chia sẻ chung hạ tầng mạng với WCDMA. Để nâng cấp WCDMA
lên HSPA chỉ cần bổ sung phần mềm và một vài phần cứng trong BSC và
RNC. Ban đầu HSPA được thiết kế cho các dịch vụ tốc độ cao phi thời gian
thực, tuy nhiên R6 và R7 cải thiện hiệu suất của HSPA cho VoIP và các ứng
dụng tương tự khác.
Khác với WCDMA trong tốc độ liệu trên các giao diện như nhau (384
Kbps cho tốc độ cực đại tới hạn), tốc độ số liệu HSPA trên các giao diện khác
nhau. Hình 1.10 minh họa điều này cho HSDPA.
Vũ Thị Hiền mã số 504102020
Nút B
RNC SGSN GGSN
f
1
f
2
Đầu cuối
Nút B
RNC
R5 HSDPA
Số liệu
từ
GGSN
Iu-CSIub
SGSN
Tốc độ bit Iub
0 – 3 Mbps
Thông số Q
o
S:
tốc độ bit cực
đại: 3Mbps
Tốc độ HS –
DSCH đỉnh 14,4
Mbps
trên 2ms
13
Truy nhập gói đường lên tốc độ cao www.kilobooks.com
Hình 1.10 - Tốc độ số liệu khác nhau trên các giao diện
( trường hợp HSDPA)
Tốc độ đỉnh (14,4 Mbps trên 2ms) tại đầu cuối chỉ xảy ra trong thời điểm
điều kiện kênh truyền tốt vì thế tốc độ trung bình có thể không quá 3Mbps.
Để đảm bảo truyền lưu lượng mạng tính cụm này, BTS cần có bộ đệm để lưu
lại lưu lượng và bộ lập biểu để truyền lưu lượng này trên hạ tầng mạng.
1.4.2. Kiến trúc giao diện vô tuyến HSDPA và HSUPA cho số liệu người
sử dụng:
Hình 1.11 mô tả kiến trúc giao diện vô tuyến HSDPA và HSUPA cho số
liệu người sử dụng. Số liệu từ các dịch vụ khác nhau được nén tiêu đề IP tại
PDCP (Packet Data convergence Protocol). MAC – hs (Medium Access
Control – High speed: điều khiển truy nhập môi trường tốc độ cao) thực hiện
chức năng lập biểu nhanh dựa trên BTS.
Vũ Thị Hiền mã số 504102020
Các dịch vụ
CS như tiếng
nói AMR,
video
Nén tiêu đề IP
(PDCP)
Phân đoạn và lặp
(RLC)
Ghép kênh
(MAC - d)
Kênh riêng
Phát lặp
HARQ nhanh
(MAC - HS)
Phát lặp
HARQ nhanh
(MAC - e)
Sắp xếp lại
(MAC - es)
Lớp vật lý
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét