Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

TRANG PHỤ BÌA LUẬN VĂN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

---------------------------------------

Họ và tên tác giả luận văn

VŨ THANH TÙNG

TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

CHUYỂN GIAO TRONG MẠNG LTE (4G)

Chuyên ngành: Kĩ thuật Viễn thông

LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT

KĨ THUẬT VIỄN THÔNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. TS. PHẠM DOÃN TĨNH

Hà Nội – Năm 2015

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật này là do tôi nghiên cứu và được thực hiện

dưới sự hướng dẫn của thầy TS. Phạm Doãn Tĩnh. Ngoài nội dung tự nghiên cứu tôi có

tham khảo thêm nội dung từ các nguồn tài liệu cũng như các công trình nghiên cứu khoa

học khác được trích dẫn đầy đủ. Nếu có vấn đề về sai phạm bản quyền, tôi xin hoàn toàn

chịu trách nhiệm trước Nhà trường.

Hà Nội, tháng 10 năm 2015

Học viên

Vũ Thanh Tùng

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được luận văn này em xin chân thành cảm ơn sâu sắc thầy giáo TS.Phạm

Doãn Tĩnh đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đúng tiến độ đề ra, hoàn thành theo đề cương

đã được Viện Điện tử - Viễn thông phê duyệt.

Đồng thời em chân thành cảm ơn cô PGS.TS Nguyễn Việt Hương, các thầy/cô ở Viện

Điện tử - Viễn thông, các bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ em tận tình, trao đổi tài liệu, trao

đổi kinh nghiệm, kĩ năng cho việc hoàn thành luận văn.

Hà Nội, tháng 10 năm 2015

Học viên

Vũ Thanh Tùng

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

2G Second Generation

3G Third Generation

3GPP Third Generation Partnership Project

4G Fourth Generation

CoS Classify of Service

FDD Frequency Division Duplex

FDMA Frequency Division Multiple Access

GERAN GSM EDGE Radio Access Network

GPRS General Packet Radio Service

GSM Global System for Mobile

HARQ Hybrid Automatic Repeat Request

HSDPA High Speed Downlink Packet Access

HSPA High Speed Packet Access

HSS Home Subscriber Server

HSUPA High Speed Uplink Packet Access

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineer

IMS Internet Multimedia Subsystem

IMT-2000 International Mobile Telecommunication 2000

I-RAT Inter Radio Access Technology

I-SHO Inter-System Handover

KPI Key Performance Index

LTE Long Term Evolution

MAC Medium Access Control

MCH Multicast Channel

MCS Modulation and Coding Scheme

MIMO Multiple Input Multiple Output

MME Mobility Management Entity

MTU Maximum Transfer Unit

NACK Negative Acknowledgement

NAS Non-Access Stratum

NRT Non Real Time

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access

PAPR Peak to Average Power Ratio

PCEF Policy Control Enforcement

PCH Paging Channel

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

PCI Physical Cell Identification

PCRF Policy & Charge Rules Function

PDCCH Physical Downlink Control Channel

PDCP Packet Data Convergence Protocol

PDU Payload Data Units

PLMN Public Land Mobile Network

PUCCH Physical Uplink Control Channel

QCI QoS Class Indicator

QoS Quality of Service

RAB Radio Access Bearer

RACH Random Access Channel

RLC Radio Link Control

RSCP Received Scrambling Code Power

RSRP Reference Signal Received Power

RT Real Time

SAE System Architecture Evolution

SC-FDMA Single Carrier - Frequency Division Multiple Access

TCP/IP Transport Control Protocol/Internet Protocol

TDMA Time Division Multiple Access

TM Transparent Mode

TTI Transmit Time Interval

TTL Time To Live

TTT Time to Trigger

UL-SCH Uplink Shared Channel

UM Unacknowledgement Mode

USIM Universal Subscriber Identity Module

UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network

WCDMA Widthband Code Division Multiple Access

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1

Tiến trình phát triển của mạng di động

Hình 1.2

Danh mục thiết bị LTE – các mục UE của Release 8 (LTE)

Hình 1.3

H.3. Sơ đồ vật lý tổng quan của mạng 3G

Hình 1.4

Chế độ R99_Cell-DCH

Hình 1.5

Chế độ R99_Cell-FACH

Hình 1.6

Các trạng thái của UE

Hình 1.7

Các trạng thái của LTE

Hình 1.8

Các dịch vụ 3G và các lớp QoS

Hình 1.9

Nguyên tắc cơ bản của R5

Hình 1.10

Các đặc điểm kĩ thuật của dịch vụ HSDPA

Hình 1.11

Nguyên tắc cơ bản của R6

Hình 1.12

Công nghệ MIMO và 16 QAM của dịch vụ HSPA+

Hình 1.13

Công nghệ MIMO và 64 QAM của dịch vụ HSPA+

Hình 1.14

Cơ chế thu/phát của mạng LTE

Hình 1.15

Cơ chế thu/phát của mạng LTE chú trọng tới mào đầu

Hình 1.16

Giới hạn khả năng công nghệ mạng di động thế hệ mới

Hình 1.17

Biểu đồ phát triển của băng thông

Hình 1.18

Sơ đồ vật lý của mạng LTE

Hình 1.19

Các phương pháp đa truy nhập

Hình 1.20

Truyền dẫn mạng LTE

Hình 1.21

Cấu trúc mạng cơ bản LTE

Hình 1.22

Topology của mạng LTE 1

Hình 1.23

Topology của mạng LTE 2

Hình 1.24

Mạng LTE Core (EPC)

Hình 1.25

Topology kết nối Roaming

Hình 1.26

Mặt bằng thuê bao (User Plane) của LTE

Hình 1.27

Chuối bản tin thiết lập kết nối

Hình 1.28

Các thủ tục thiếp lập RAB

Hình 1.29

Chuyển mạch từ Serving-Gateway mới tới PDN-Gateway

Hình 1.30

Cấp phát QoS và TFT từ PDN-Gateway tới Serving-Gateway

Hình 1.31

Lọc gói cho các dịch vụ mang và ánh xạ giữa LTE-Uu và S1-U

Hình 1.32

Thiết lập dịch vụ mang từ mạng (IMS)

Hình 1.33

Các dịch vụ mang của giao diện LTE-Uu và S1-U

Hình 1.34

Thông tin về QCI

Hình 1.35

Mặt bằng người sử dụng

Hình 1.36

HSS

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

Hình 1.37

PDN-Gateway

Hình 1.38

PDN-Gateway kết nối với mạng không tuân theo 3GPP

Hình 1.39

Các giao thức NAS giữa UE và MME

Hình 1.40

Nguyên tắc dùng chung MME

Hình 1.41

Nguyên lý chia sẻ mạng core

Hình 1.42

Chức năng của UE (User Plane)

Hình 1.43

Chức năng của eNodeB (User Plane)

Hình 1.44

Giao thức mạng TCP/IP

Hình 1.45

Giao thức TCP

Hình 1.46

Mô hình tham chiếu OSI

Hình 1.47

Sơ đồ vật lý kết nối với FTP Server

Hình 1.48

Giao thức lớp ứng dụng mô hình TCP/IP

Hình 1.49

Thông tin của giao thức UDP 1

Hình 1.50

Thông tin của giao thức UDP 2

Hình 1.51

Giao thức Ping 1

Hình 1.52

Giao thức Ping 2

Hình 1.53

Giao thức Ping không thành công

Hình 1.54

Kết quả test Latency (RTT) của mạng LTE

Hình 1.55

Liên kết các mạng TCP/IP

Hình 1.56

Giao thức IP

Hình 1.57

MTU của mạng TCP/IP

Hình 1.58

Sự phân mảnh trong mạng TCP/IP

Hình 1.59

Time to Live (TTL)

Hình 1.60

Địa chỉ IP v4

Hình 1.61

Địa chỉ IP số thập phân

Hình 1.62

Phân lớp địa chỉ IP

Hình 1.63

Các địa chỉ IP đặc biệt

Hình 1.64

Mạng IP

Hình 1.65

Giao thức IPv6

Hình 1.66

Cấu trúc của địa chỉ IPv6

Hình 1.67

Giao thức IPv4

Hình 1.68

Type of Service

Hình 1.69

Differentiated Services

Hình 1.70

So sánh giao thức IPv4 và IPv6

Hình 1.71

DSCP ECN

Hình 1.72

Phân loại và đánh dấu gói tin

Hình 1.73

Các dịch vụ khác nhau (DiffServ)

Hình 1.74

Expedite Forwarding PHB

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

Hình 1.75

Best Effort

Hình 1.76

Weight Fair Queueing

Hình 1.77

Các phương thức đa truy nhập OFDM và OFDMA

Hình 1.78

Các kĩ thuật Antenna tiên tiến (MIMO)

Hình 1.79

SDMA

Hình 1.80

Phân tập trễ theo chu trình

Hình 1.81

FDD

Hình 1.82

TDD

Hình 1.83

Các Subframe đặc biệt trong chế độ TDD

Hình 1.84

Ấn định các subframe trong LTE TDD

Hình 1.85

Các độ rộng băng thông sóng mang

Hình 1.86

Các band E-UTRA và độ rộng băng thông của kênh

Hình 1.87

Cấu trúc khe và các nguồn tài nguyên vật lý

Hình 1.88

Số lượng của các RB trong băng thông truyền

Hình 1.89

Thành phần nguồn (RE)

Hình 1.90

Đa đường truyền kết hợp

Hình 1.91

OFDMA cho đường xuống

Hình 1.92

SC-FDMA cho đường lên

Hình 2.1

Các trạng thái của LTE_UE

Hình 2.2

LTE HO tới mạng 2G và 3G

Hình 2.3

UE bật nguồn

Hình 2.4

Quản lý di động EPS

Hình 2.5

Cập nhật vùng định vị

Hình 2.6

Các bản tin của thủ tục TAU

Hình 2.7

IMSI và S-TMSI

Hình 2.8

Thủ tục yêu cầu RRC Connection

Hình 2.9

Thiết lập SAE dành riêng

Hình 2.10

Thiết lập RRC Connected khi có bản tin tìm gọi

Hình 2.11

Cấu trúc kênh sử dụng trong chế RRC Idle (Idle mode)

Hình 2.12

Trạng thái cell và lớp truy nhập

Hình 2.13

Các tín hiệu tham chiếu của RSRP

Hình 2.14

Kênh P-SCH và S-SCH

Hình 2.15

Chu trình của UE từ lúc bật máy đến RRC Idle

Hình 2.16

Thủ tục và tiêu chuẩn tính của Cell Reselection

Hình 2.17

Nguyên lý của Cell Reselection

Hình 2.18

Các trạng thái E-UTRA và các thủ tục di động inter-RAT

Hình 2.19

Thủ tục kích hoạt HO

Hình 2.20

Báo hiệu intra-LTE HO, inter-eNodeB

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

Hình 2.21

Cấu trúc roaming cho mạng truy nhập intra-3GPP

Hình 2.22

Inter-RAT HO từ E-UTRAN tới UTRAN, giai đoạn chuẩn bị

Hình 2.23

Inter-RAT HO từ E-UTRAN tới UTRAN, giai đoạn thực hiện

Hình 2.24

Thuật toán quyết định chuyển giao cứng

Hình 2.25

OptimizeRatio của thuật toán chuyển giao cứng

Hình 2.26

OptimizeRatio của thuật toán chuyển giao tích hợp

Hình 2.27

OptimizeRatio của thuật toán chuyển giao có sự ràng buộc RSRP trung bình

Hình 2.28

Số cuộc chuyển giao trung bình của UE bình trong một đơn vị thời gian

Hình 3.1

Tỷ lệ sử dụng smartphone ở một số quốc gia

Hình 3.2

Sản lượng bán ra và thị phần của 05 thương hiệu Tablet hàng đầu ở VN

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1

Các bối cảnh di động của UE

Bảng 2.2

Báo cáo đo kích hoạt sự kiện cho E-UTRA và inter-RAT

Bảng 2.3

Các tham số đánh giá thuật toán quyết định HO

Bảng 2.4

Đánh giá thuật toán quyết định chuyển giao cứng

Bảng 2.5

Đánh giá thuật toán quyết định chuyển giao tích hợp

Bảng 2.6

Đánh giá thuật toán quyết định chuyển giao có sự ràng buộc RSRP trung bình

Bảng 2.7

Tổng hợp kết quả đánh giá thuật toán quyết định HO

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

MỤC LỤC

TRANG PHỤ BÌA LUẬN VĂN ....................................................................................................................... 1

LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................................................. 2

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................................................... 3

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................................................ 4

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ........................................................................................................................... 6

DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................................................................... 9

MỤC LỤC....................................................................................................................................................... 10

LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................................................. 12

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM KĨ THUẬT CỦA MẠNG LTE (4G) ...... 14

1.1. Giới thiệu về mạng LTE: .................................................................................................................... 14

1.2. Cấu trúc mạng LTE: ......................................................................................................................... 31

1.3. Tổng quan về mạng IP Core: ............................................................................................................ 50

1.4. Giao diện vô tuyến cơ bản của mạng LTE: ........................................................................................ 77

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG THỨC CHUYỂN GIAO TRONG MẠNG LTE (4G) .................................................. 91

2.1. Các bối cảnh di động của thuê bao: ................................................................................................. 91

2.2. Quản lý sự di động thuê bao trong trạng thái RRC Idle: ................................................................. 93

2.2.1. Các trạng thái của UE: .............................................................................................................. 93

2.2.2. UE bật nguồn (UE Power-up): ................................................................................................. 94

2.2.3. Các chế độ chức năng của LTE – MME: ................................................................................. 97

2.2.4. Các trạng thái RRC của mạng LTE (RRC States): .................................................................. 99

2.2.5. Công suất thu tín hiệu tham chiếu (Reference Signal Received Power _RSRP): .................... 103

2.2.6. Thủ tục Cell Reselection: ........................................................................................................ 105

2.3. Quản lý sự di động thuê bao trong trạng thái RRC Connected (Handover): ................................ 107

2.3.1. Khái niệm và mục đích của HO:.............................................................................................. 107

2.3.2. Các nền tảng cho HO ............................................................................................................. 108

2.3.3. Chuyển giao Intra-LTE: ......................................................................................................... 109

2.3.4. Inter-RAT LTE Handover: ..................................................................................................... 113

2.3.5. Các KPI cơ bản để đánh giá chất lượng của HO trong LTE: .................................................... 120

2.3.6. Thuật toán quyết định HO: ..................................................................................................... 121

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

CHƯƠNG 3: TƯƠNG LAI SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LTE Ở

VIỆT NAM ....................................................................................................................................................... 131

3.1. Tương lai sử dụng công nghệ LTE trên thế giới: ............................................................................. 131

3.1.1. Tương lai phát triển công nghệ LTE của các nhà mạng trên thế giới: ..................................... 131

3.1.2. Xu hướng phát triển thiết bị LTE: .......................................................................................... 132

3.1.3. Xu hướng phát triển thiết bị đầu cuối thông minh: ................................................................ 133

3.2. Tương lai ứng dụng công nghệ LTE ở Việt Nam: ......................................................................... 134

3.2.1. Đánh giá về triển vọng sử dụng thiết bị di động cầm tay ở Việt Nam: ................................... 134

3.2.2. Thực trạng công nghệ LTE tại Việt Nam: ................................................................................. 137

KẾT LUẬN ................................................................................................................................................... 141

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................................. 143

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

LỜI MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Trong những năm đầu thế kỉ thứ XXI, cùng với sự phát triển như vũ bão của số lượng

thuê bao di động cũng là sự phát triển không ngừng các nhu cầu đỏi hỏi về chất lượng dịch

vụ và tốc độ sử dụng dịch vụ ngày càng cao hơn, thuê bao có thể sử dụng nhiều ứng dụng

tốt trên nền tảng thiết bị di động thông minh (smartphone). Nhu cầu đòi hỏi đó là tất yếu khi

trình độ tri thức của con người ngày càng phát triển, xã hội ngày một tiến bộ, kinh tế tri thức

với nền tảng hạ tầng công nghệ thông tin tiên tiến đã đi sâu vào cuộc sống xã hội. Do đó,

mạng điện thoại di động thế hệ thứ 4 (4G) ra đời là tất yếu để đáp ứng được những nhu cầu

bức thiết của đời sống xã hội, của thuê bao. Đó cũng là sự phát triển theo trình tự logic tất

yếu từ mạng di động thế hệ thứ nhất (1G) tới mạng di động thế hệ thứ 2 (2G), mạng di động

thệ hệ thứ 3 (3G) và mạng di động thế hệ thứ 4 (4G). Mạng di động 4G là sự kế thừa những

ưu điểm vượt trội của các mạng di động thế hệ trước và bổ sung cho mình những ưu điểm

tốt hơn để đáp ứng được đòi hỏi của xã hội và thuê bao trong xu thế toàn cầu hóa và kết nỗi

thông tin nhanh ở khắp mọi nơi trên thế giới.

Một số ưu điểm của mạng thế hệ 4G đó là băng thông rộng hơn và hiệu quả sử dụng

băng thông tốt hơn, chất lượng dịch vụ tốt và vùng phủ rộng, tốc độ truyền dữ liệu cao và ổn

định có thể truyền dữ liệu cho các dịch vụ đòi hỏi độ nét cao, tích hợp các thiết bị ở nhiều

phân lớp khác nhau trên nền tảng công nghệ chuyển mạch gói IP. Vận hành dễ dàng và triển

khai mạng lưới nhanh, hiệu quả, tiết kiệm chi phí. Qua phân tích ở trên ta có thể thấy rằng

thế hệ 4G phù hợp với xu thế phát triển của mạng di động tại Việt Nam, điều đó cũng thôi

thúc các nhà vận hành mạng nghiên cứu công nghệ, làm chủ công nghệ và sớm đưa mạng di

động thế hệ 4G vào phục vụ người sử dụng trong tương lai.

2. Lịch sử nghiên cứu

Lịch sử hình thành nghiên cứu mạng LTE (4G) là dựa vào các kiến thức đã nghiên cứu

từ thế hệ mạng 2G, mạng 3G, các kiến thức thực tế, kinh nghiệm làm việc, kĩ năng công

việc để kế thừa và tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện mạng 4G.

Từ xu thế phát triển tất yếu của công nghệ mạng di động dẫn tới sự thôi thúc việc làm

chủ cộng nghệ, cập nhật những kiến thức mới để phục vụ cho việc quy hoạch, thiết kế vận

hành, triển khai, giám sát và tối ưu hóa mạng di động LTE trong tương lai.

3. Mục đích nghiên cứu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

Từ các lập luận ở trên, thì nhiệm vụ của luận văn tốt nghiệp sẽ phân tích rõ các đặc điểm

kĩ thuật, các ưu điểm của mạng 4G, các thuật toán quan trọng, sơ đồ cấu trúc, chức năng

thiết bị, cơ chế tổ chức kênh truyền qua giao diện vô tuyến và cơ chế cấp phát kênh… Đặc

biệt sẽ tìm hiểu rõ về thuật toán quan trọng của mạng di động thế hệ 4G là thuật toán chuyển

giao (HO) để giúp bản thân em và các bạn đọc có sự hiểu biết sâu về mạng di động 4G.

Phạm vi nghiên cứu là các tài liệu theo tiêu chuẩn 3GPP, các bài thuyết trình của các học

giả nổi tiếng, các quy trình và hướng dẫn vận hành của các nhà mạng đã có kinh nghiệm

khai thác mạng LTE.

4. Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới

Để giải quyết được các vấn đề nêu trên thì em cấu trúc luận văn thành 03 phần, cụ thể:

 Chương 1: Giới thiệu công nghệ và đặc điểm kĩ thuật của mạng LTE (4G).

 Chương 2: Phương thức chuyển giao trong mạng LTE (4G).

 Chương 3: Tương lai sử dụng công nghệ LTE trên thế giới và ứng dụng công nghệ

LTE ở Việt Nam.

Luận văn cũng giúp em phân tích sâu hơn về thuật toán HO các thống số quan trọng của

nó, giúp cho các bạn đọc có thể hiểu và sử dụng tốt thuật toán HO trong quá trình khai thác

và tối ưu mạng LTE. Luận văn cũng cấp được các luận cứ của bản thân để thấy rõ được tính

cấp thiết triển khai mạng LTE tại Việt Nam trong tương lại gần. Và luận văn cũng đưa ra

các bước triển khai cơ bản mạng LTE bạn đọc có thể tham khảo (chương 2, chương 3).

5. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu các tài liệu từ sách báo, giáo trình, hướng dẫn, luận văn tốt nghiệp, bài

thuyết trình của các học giả nổi tiếng để có được lý thuyết cơ bản nhằm làm rõ các vấn đề

của đề tài.

Nghiên cứu các tài liệu theo tiêu chuẩn 3GPP và từ các kinh nghiệm về việc triển khai

mạng di động thế hệ 2G, 3G để làm rõ các vấn để lý thuyết phù hợp với thực tế.

Phương pháp luận kết hợp lý thuyết đi kèm với hình vẽ để bạn đọc có thể hiểu một cách

dễ dàng hơn về các vấn đề đưa ra trong luận văn.

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM KĨ THUẬT

CỦA MẠNG LTE (4G)

Chương này đưa ra một cách nhìn xuyên suốt về sự hình thành và phát triển của 3GPP

Long Term Evolution như là công nghệ mạng di động thế hệ thứ 4 (4G) và giải thích các

khái niệm chính được sử dụng trong mạng LTE. Do độ dài của luận văn là giới hạn nên

chương này chỉ cung cấp ngắn gọn các mục về tiến trình phát triển của LTE và các đặc điểm

kĩ thuật chính của nó, tập trung vào các mục liên quan đến HO. Mô tả chi tiết hơn của mạng

LTE được đưa ra theo tài liệu [3].

Nội dung của chương này bao gồm: Phần 1 giới thiệu về mạng LTE và tiến trình hình

thành và phát triển của nó. Sau đó phần 2 giới thiệu cấu trúc mạng LTE, sơ đồ vật lý, các

node mạng để hiểu rõ hơn về các phần tử mạng sẽ tham gia vào quá trình HO. Phần 3 giới

thiệu về mạng IP core nơi sẽ quyết định việc HO. Phần 4 giới thiệu về giao diện vô tuyến cơ

bản của mạng LTE với các kênh vô tuyến tham gia vào quá trình HO.

1.1. Giới thiệu về mạng LTE:

1.1.1. Tiến trình phát triển của mạng di động:

Hình 1.1. Tiến trình phát triển của mạng di động [3]

Nhìn sơ đồ ta thấy mạng di động phát triển theo trình tự từ thế hệ 2G  2.5G  3G 

Evolved 3G. Sự phát triển của mạng di động tương ứng với sự phát triển của tốc độ truyền

dữ liệu và tích hợp nhiều dịch vụ trên nền tảng mạng di động.

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

Các Release (phiên bản) 3GPP tương ứng của mạng di động là:

 R99, R4 cho mạng 3G phase 1.

 R5, R6 cho mạng Evolved 3G-HSDPA và HSUPA.

 R7 cho mạng 3G-HSPA+.

 R8 cho mạng 4G-LTE.

1.1.2. Phiên bản R99:

Mạng UMTS/WCDMA được phát minh ban đầu như một hệ thống dựa trên chuyển

mạch kênh và không phù hợp tốt với lưu lượng dữ liệu dựa trên gói IP. Khi hệ thống UMTS

được phát hành và triển khai, sự cần thiết cho khả năng dữ liệu gói tốt hơn trở lên rõ ràng,

đặc biệt với xu hướng tăng nhanh chóng theo hướng dịch vụ dữ liệu gói kiểu Internet nó là

sự bùng nổ cụ thể trong thực tế. Mạng này hỗ trợ cơ chế Cell-DCH và tốc độ điển hình

384kbps.

Release 5: Phiên bản này bao gồm phần mạng lõi của dịch vụ HSDPA. Nó cung cấp sự

hỗ trợ gói dữ liệu đường xuống, giảm trễ, tốc độ dữ liệu thô đạt 14 Mbps (bao gồm tải trọng,

các giao thức, hiệu chỉnh lỗi…) và giữ việc tăng dung lượng toàn bộ nhiều hơn khoảng ba

lần so với tiêu chuẩn 3GPP UMTS Release 99.

Release 6: Phiên bản này bao gồm mạng lõi của HSUPA. Nó cung cấp sự hỗ trợ gói dữ

liệu đường lên, giảm trễ, cải thiện tốc độ đường lên. Tốc độ đường lên thô đạt 5.76 Mbps và

giữ việc tăng dung lượng nhiều hơn khoảng hai lần so với tiêu chuẩn 3GPP UMTS Release

99. Cũng trong phiên bản này là dịch vụ Multimedia Broadcast Multicast Services (các dịch

vụ quảng bá đa phương tiện), nó cung cấp sự cải thiện các dịch vụ quảng bá như Mobile

TV.

Release 7: Phiên bản này của tiêu chuẩn 3GPP bao gồm sự vận hành tính năng MIMO

đường xuống cũng như hỗ trợ điều chế trật tự cao hơn lên tới 64 QAM ở đường lên và 16

QAM ở đường xuống. Tuy nhiên, nó chỉ cho phép sử dụng hoặc MIMO hoặc điều chế trật

tự cao hơn. Phiên bản này cũng giới thiệu các sự tiến bộ của giao thức để cho phép hỗ trợ

Continuous Packet Connectivity (kết nối gói liên tục).

Release 8: Phiên bản này của tiêu chuẩn 3GPP định rõ vận hạnh hai sóng mang (dual

carrier) cũng như cho phép vận hành đồng thời các sơ đồ điều chế trật tư cao và MIMO.

Thêm vào đó, tiềm năng được cải thiện để giữ nó trong lộ trình với yêu cầu nhiều các ứng

dụng mới được sử dụng.

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội/Viện đào tạo sau Đại học

Hình 1.2. Bảng thiết bị LTE – các mục UE của Release 8 (LTE)

1.1.3. UTRAN:

Hình 1.3. Sơ đồ vật lý tổng quan của mạng 3G [2]

Trong mạng UMTS, phân mạng UTRAN đươc tạo bởi các RNC, các Node B và các giao

diện định rõ. Một RNC trong mạng UMTS (3G) tương đương với BSC trong mạng GSM

(2G), nhưng RNC có nhiều chức năng hơn. Một trong số những sự khác biệt chính giữa

mạng UMTS và GSM là mạng UMTS có giao diện Iur để giao tác kết nối các RNC. Giao