Giáo trình Lộ trình phát triển thông tin di động 3G lên 4G: Tập 3 - TS. Nguyên Phạm Anh Dũng

Giáo trình Lộ trình phát triển thông tin di động 3G lên 4G: Tập 3 do TS. Nguyên Phạm Anh Dũng biên soạn trình bày về các mục tiêu thiết kế LTE và SAE; truy nhập vô tuyến và kiến trúc giao diện vô tuyến LTE; lớp vật lý LTE; các thủ tục truy nhập LTE; phát triển kiến trúc hệ thống, SAE; hiệu năng và quỹ đường truyền của HSPA và LTE.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Lộ trình phát triển thông tin di động 3G lên 4G: Tập 3 - TS. Nguyên Phạm Anh Dũng (Tập 3) HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG TS. NGUYỄN PHẠM ANH DŨNG GIÁO TRÌNH LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G LÊN 4G (Tập 3) NHÀ XUẤT BẢN THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG GD 01 HM 10 LỜI NÓI ĐẦU Thông tin di động là ngành công nghiệp viễn thông phát triển nhanh nhất với con số thuê bao đã đạt đến 3,8 tỷ tính đến cuối năm 2008. Khởi nguồn từ dịch vụ thoại đắt tiền phục vụ một số ít người di chuyển, đến nay với sự ứng dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị thông tin di động thế hệ ba, thông tin di động có thể cung cấp nhiều loại hình dịch vụ đòi hỏi tốc độ số liệu cao kể cả các chức năng camera, MP3 và PDA. Với các dịch vụ đòi hỏi tốc độ cao ngày càng trở nên phổ biến thì nhu cầu về 3G cũng như phát triển nó lên 4G đang càng trở nên cấp thiết. Để phục vụ nhu cầu học tập của sinh viên, Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông phối hợp với Nhà xuất bản Thông tin và Truyền thông xuất bản “Giáo trình Lộ trình phát triển thông tin di động 3G lên 4G” do TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng biên soạn. 3G là thuật ngữ dùng để chỉ các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (Third Generation). Mạng 3G (Third-generation technology) là thế hệ thứ ba của chuẩn công nghệ điện thoại di động, cho phép truyền cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại (tải dữ liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh...). 3G cung cấp cả hai hệ thống là chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh. Hệ thống 3G yêu cầu một mạng truy cập vô tuyến hoàn toàn khác so với hệ thống 2G hiện nay. Điểm mạnh của công nghệ này so với công nghệ 2G và 2.5G là cho phép truyền, nhận các dữ liệu, âm thanh, hình ảnh chất lượng cao cho cả thuê bao cố định và thuê bao đang di chuyển ở các tốc độ khác nhau. Với công nghệ 3G, các nhà cung cấp có thể mang đến cho khách hàng các dịch vụ đa phương tiện, như âm nhạc chất lượng cao; hình ảnh video chất lượng và truyền hình số; Các dịch vụ định vị toàn cầu (GPS); E-mail; video streaming; High-ends games;... Do khuôn khổ có hạn, giáo trình sẽ chỉ tập trung trình bày hai công nghệ: đó là HSPA (sự phát triển tăng cường của WCDMA) và 3GPP LTE. Có thể coi công nghệ HSPA và sự phát triển tiếp theo của nó là hậu 3G còn công nghệ LTE là tiền 4G. Đây là các công nghệ dự kiến sẽ rất phát triển trong những thập niên tới. Giáo trình được xây dựng trên cơ sở sinh viên đã học môn Đa truy nhập vô tuyến và lý thuyết trải phổ. Vì đây là giáo trình cho môn chuyên đề đòi hỏi sinh viên phải tự đọc nên giáo trình được biên soạn chi tiết với kết cấu hợp lý để sinh viên có thể tự học. Mỗi chương đều có phần giới thiệu chung, có phần tổng kết và các câu hỏi. Giáo trình bao gồm 16 chương. Chương đầu giới thiệu tổng quan về các hệ thống phát triển của 3G và lộ trình phát triển lên 4G. Chương 2 đề cập đến các vấn đề liên quan đến truyền dẫn vô tuyến băng rộng. Chương 3 nghiên cứu các công nghệ đa truy nhập OFDMA và SC-FDMA ứng dụng cho LTE. Chương 4 trình bày một trong các kỹ thuật quan trọng của 3G phát triển và 4G là đa anten. Chương 5 trình bày một số kỹ thuật then chốt của 3G phát triển và 4G là: thích ứng đường truyền, lập biểu phụ thuộc kênh và HARQ (phát lại lai ghép). Chương 6 và chương 7 trình bày nguyên lý của HSDPA và HSUPA. Chương 8 đề cập đến các vấn đề quản lý tài nguyên vô tuyến của HSPA. Chương 9 trình bày dịch vụ VoIP trong HSPA. Chương 10 trình bày một số dịch vụ tiên tiến của HSPA là MBMS - dịch vụ quảng bá, đa phương đa phương tiện và CPC - kết nối gói liên tục. Chương 11 trình bày các mục tiêu LTE. Chương 12 trình bày các vấn đề chung của truy nhập vô tuyến LTE và kiến trúc giao diện vô tuyến LTE. Chương 13 và 14 trình bày lớp vật lý và các thủ tục truy nhập LTE. Chương 15 trình bày phát triển kiến trúc hệ thống LTE/SAE. Chương 16, trình bày mô phỏng đánh giá hiệu năng HSPA, LTE và tính toán quỹ đường truyền. Ngoài ra phần Phụ lục của giáo trình, trình bày các yêu cầu đối với phần vô tuyến của máy đầu cuối HSPA và có thêm phần Thuật ngữ viết tắt, Tài liệu tham khảo để bạn đọc tiện tra cứu. Giáo trình có thể là tài liệu tham khảo cho sinh viên các trường đại học, các chuyên gia, các cán bộ quản lý và kỹ thuật trong lĩnh vực thông tin di động. Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song quá trình biên soạn sẽ khó tránh khỏi thiếu sót, Học viện rất mong nhận được ý kiến góp ý của các bạn đồng nghiệp và bạn đọc gần xa. Xin trân trọng cảm ơn! HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG MỤC LỤC Lời nói đầu..............................................................................................5 Chương 11. Các mục tiêu thiết kế LTE và SAE ............................. 419 11.1. Các mục tiêu thiết kế LTE...................................................420 11.2. Các mục tiêu thiết kế SAE ..................................................430 11.3. Tổng kết...............................................................................434 11.4. Câu hỏi ................................................................................435 Chương 12. Truy nhập vô tuyến và kiến trúc giao diện vô tuyến LTE...............................437 12.1.Tổng quan truy nhập vô tuyến LTE .....................................438 12.2. Kiến trúc giao thức LTE......................................................449 12.3. Điều khiển liên kết vô tuyến (RLC) ....................................451 12.4. Điều khiển truy nhập môi trường (MAC) ..........................453 12.5. Lớp vật lý (PHY).................................................................465 12.6. Các trạng thái LTE ..............................................................468 12.7. Luồng số liệu.......................................................................470 12.8. Tổng kết..................... ...