CÔNG NGHỆ 4G

Tiếp theo mạng thông tin di động (TTDĐ) thế hệ thứ 3 (3G - 3rd Generation), Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) đang hướng tới một chuẩn cho mạng di động tế bào mới thế hệ thứ 4 (4G - 4th Generation). 4G có những tính năng vượt trội như: Cho phép thoại dựa trên nền IP, truyền số liệu và đa phương tiện với tốc độ cao hơn rất nhiều so với các mạng di động hiện nay… Theo tính toán, tốc độ truyền dữ liệu có thể lên tới 100 Mb/s, thậm chí lên tới 1 Gb/s trong các điều kiện tĩnh....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CÔNG NGHỆ 4G CÔNG NGHỆ 4G Tiếp theo mạng thông tin di động (TTDĐ) thế hệ thứ 3 (3G - 3rd Generation), Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) đang hướng tới một chuẩn cho mạng di động tế bào mới thế hệ thứ 4 (4G - 4th Generation). 4G có những tính năng vượt trội như: Cho phép thoại dựa trên nền IP, truyền số liệu và đa phương tiện với tốc độ cao hơn rất nhiều so với các mạng di động hiện nay… Theo tính toán, tốc độ truyền dữ liệu có thể lên tới 100 Mb/s, thậm chí lên tới 1 Gb/s trong các điều kiện tĩnh. Các công nghệ tiền 4G 3 công nghệ dưới đây được xem là các công nghệ tiền 4G, đó là các công nghệ làm sở cứ để xây dựng nên chuẩn 4G trong tương lai. LTE (Long-Term Evolution) Tổ chức chuẩn hóa công nghệ mạng TTDĐ tế bào thế hệ thứ ba 3G UMTS 3GPP (3 rd Generation Partnership Project) bao gồm các tổ chức chuẩn hóa của các nước châu á, châu âu và Bắc Mỹ đã bắt đầu chuẩn hóa thế hệ tiếp theo của mạng di động 3G là LTE. LTE được xây dựng trên nền công nghệ GSM (Global System for Mobile Communications), vì thế nó dễ dàng thay thế và triển khai cho nhiều nhà cung cấp dịch vụ. Nhưng khác với GSM, LTE s ử dụng phương thức ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) - truyền dữ liệu tốc độ cao bằng cách phân chia thành các sóng mang con trực giao. LTE sử dụng phổ tần một cách thích hợp và mềm dẻo, nó có thể hoạt động ở băng tần có độ rộng từ 1,25 MHz cho tới 20 MHz. Tốc độ truyền dữ liệu lớn nhất (về lý thuyết) của LTE có thể đạt tới 250 Mb/s khi độ rộng băng tần là 20 MHz. LTE khác với các công nghệ tiền 4G khác như WiMAX II ở chỗ, nó chỉ sử dụng OFDM ở hướng lên, còn ở hướng xuống nó sử dụng đa truy nhập phân chia theo tần số đơn sóng mang để nâng cao hiệu quả trong việc điều khiển công suất và nâng cao thời gian sử dụng pin cho thiết bị đầu cuối của khách hàng. UMB (Ultra Mobile Broadband) Tổ chức chuẩn hóa công nghệ mạng TTDĐ thế hệ thứ ba CDMA2000 3GPP2 (3 rd Generation Partnership Project 2) được thành lập và phát triển bởi các tổ chức viễn thông của Nhật Bản, Trung Quốc, Bắc Mỹ và Hàn Quốc cùng với các hãng như Alcatel-Lucent, Apple, Motorola, NEC và Verizon Wireless. Thành viên của 3GPP2, Qualcomm là hãng đi đầu trong nỗ lực phát triển UMB, mặc dù hãng này cũng chú tâm cả vào việc phát triển LTE. UMB dựa trên CDMA (Code Division Multiple Access) có thể hoạt động ở băng tần có độ rộng từ 1,25 MHz đến 20 MHz và làm việc ở nhiều dải tần số. UMB được đề xuất với tốc độ truyền dữ liệu lên tới 288 Mb/s cho luồng xuống và 75 Mb/s cho luồng lên với độ rộng băng tần sử dụng là 20 MHz. Công nghệ này sẽ cung cấp kết nối thông qua các sóng mang dựa trên đa truy nhập phân chia theo mã CDMA. IEEE 802.16m (WiMAX II) IEEE 802.16 là một chuỗi các chuẩn do IEEE phát triển, chúng hỗ trợ cả cố định (IEEE 802.16-2004) và di động (IEEE 802.16e-2005). IEEE 802.16m (hay còn gọi là WiMAX II) được phát triển từ chuẩn IEEE 802.16e, là công nghệ duy nhất trong các công nghệ tiền 4G được xây dựng hoàn toàn dựa trên công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA (kỹ thuật đa truy cập vào kênh truyền OFDM). Công nghệ WiMAX II sẽ hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên tới 100 Mb/s cho các ứng dụng di động và có thể lên tới 1Gb/s cho các người dùng tĩnh. Khoảng cách truyền của WiMAX II là khoảng 2 km ở môi trường thành thị và khoảng 10 km cho các khu vực nông thôn. Hãng Intel đang dẫn đầu về đề xuất sử dụng và phát triển WiMAX II cho hệ thống 4G, một chiến lược mà các Hãng Alcatel-Lucent, AT&T, Motorola, Nokia, Samsung, Sprint Nextel và các thành viên khác của WiMAX Forum cũng hỗ trợ tích cực. Sự phát triển của hai công nghệ GSM và CDMA Hiện tại, các mạng di động tế bào trên thế giới đang chủ yếu sử dụng hai công nghệ GSM và CDMA. GSM dựa trên công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA (Time Division Mutiple Access). Với công nghệ này, băng tần được chia thành các băng tần con và tại các băng tần con chúng được thực hiện phân chia theo thời gian để có thể thực hiện được đa truy nhập cho nhiều người dùng. CDMA là công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã. Các thuê bao của mạng di động CDMA sẽ chia sẻ cùng một dải tần dùng chung. Nhiều thuê bao có thể kết nối đồng thời và tín hiệu được phát đi trên cùng một dải tần. Các kênh thuê bao được tách biệt bằng cách sử dụng mã ngẫu nhiên. Các tín hiệu của nhiều thuê bao khác nhau sẽ được mã hoá bằng các mã ngẫu nhiên khác nhau, sau đó được trộn lẫn và phát đi trên cùng một dải tần chung và chỉ được phục hồi duy nhất ở thiết bị đầu cuối thuê bao với mã ngẫu nhiên tương ứng. Điểm khác nhau giữa chúng là dải tần số hoạt động cũng như phương thức mã hóa thoại và dữ liệu mà chúng sử dụng. Thời gian qua, cả hai công nghệ này đã có nhiều phát triển với việc tích hợp thêm nhiều công nghệ để nâng cao hiệu năng mạng trong việc cung cấp các dịch vụ với tốc độ cao hơn, chất lượng tốt hơn. Họ GSM bao gồm cả công nghệ 2,5G với dịch vụ vô tuyến gói chung GPRS (General Packet Radio Service) và công nghệ 2,75G EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) với việc nâng cao tốc độ truyền dữ liệu cho GSM đã giải quyết được phần nào nhược điểm trong việc truyền dữ liệu tốc độ thấp của GSM ban đầu. Với CDMA, sự ra đời của công nghệ CDMA băng rộng 3G (WCDMA) và truy nhập gói tốc độ cao HSPA (High Speed Packet Access) là các giải pháp cho việc nâng cao hiệu năng của mạng, hay với CDMA2000 là sự phát triển lên EV-DO (Evolution Data Only). Nhu cầu người dùng là động lực phát triển 4G Nhu cầu của khách hàng luôn tác động lớn đến sự ra đời, tồn tại và phát triển của một công nghệ mới. Có thể nói, hiện nay có hai yếu tố từ nhu cầu của người dùng tác đ ộng đến sự phát triển của công nghệ 4G. Thứ nhất, đó là sự gia tăng về nhu cầu các ứng dụng của mạng không dây và nhu cầu băng thông cao khi truy nhập Internet. Thứ hai, người dùng luôn muốn công nghệ không dây mới ra đời vẫn sẽ cung cấp các dịch vụ và các tiện ích theo cách tương tự như mạng hữu tuyến, mạng không dây hiện có mà họ đang dùng với những thói qu ...