Ra đời vào những năm 40 của thế kỷ XX, thông tin di động được coi như là một
thành tựu tiên tiến trong lĩnh vực thông tin viễn thông. Thành công của con người trong
lĩnh vực thông tin di động không chỉ dừng lại trong việc mở rộng vùng phủ sóng phục vụ
thuê bao ở khắp nơi trên toàn thế giới, mà các nhà cung cấp dịch vụ, các tổ chức nghiên
cứu phát triển công nghệ di động đang nỗ lực hướng tới một hệ thống thông tin di động
hoàn hảo, các dịch vụ đa dạng, chất lượng cao: điển hình như 3G, HSPA, 4G.
Vào tháng 12/2007, hãng Nokia Siemens Networks đã công bố thử nghiệm thành công
công nghệ LTE với tốc độ lên đến 173Mbit/s trong môi trường đô thị với nhiều thuê bao
cùng lúc. Trên băng tần 2,6GHz với 20MHz băng thông, tốc độ này đã vượt xa tốc độ yêu
cầu là 100Mbit/s. Cuộc gọi thoại đầu tiên giữa 2 điện thoại LTE đã được trình diễn vào Hội
nghị Thế giới di động được tổ chức vào tháng 2/2008 tại Barcelona, Tây Ban Nha, mở đầu
cho thời kỳ tiến lên hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 4. Khác với 3G, giao tiếp vô tuyến
trong LTE là một hệ thống mới hoàn toàn dựa trên OFDMA ở đường xuống và SC-FDMA ở
đường lên. Nhận thấy được tầm quan trọng của OFDMA và SC-FDMA trong LTE em đã
chọn đề tài này để tìm hiểu và nghiên cứu.
Nội dung đề tài được chia làm 4 chương như sau :
Chương 1: Lộ Trình Phát Triển Thông Tin Di Động 3G Lên 4G : Trình bày tổng
quát hệ thống 3G, HSPA; đặc điểm, cấu trúc hệ thống LTE khi tiến lên 4G.
Chương 2: OFDMA Trong LTE : Nội dung trình bày phương pháp đa truy nhập
đường xuống dựa trên OFDM sử dụng trong hệ thống thông tin di động băng rộng
thay thế cho CDMA.
Chương 3: SC-FDMA Trong LTE : Chương này trình bày phương pháp đa truy
nhập đường lên sử dụng DFTS-OFDM với tên gọi SC-FDMA nhằm giảm PAPR so
với OFDMA.
Chương 4: Mô Phỏng Ứng Dụng OFDM Nhằm Cải Thiện Chất Lượng Trong LTE:
Mô phỏng tín hiệu OFDM trong miền thời gian với phương pháp cắt biên độ nhằm
giảm PAPR, đánh giá BER qua hai kênh truyền AWGN và Rayleigh Fading.
Em xin gửi lời Thank chân thành, sâu sắc tới thầy Nguyễn Tấn Nhân đã nhiệt
tình hướng dẫn, góp ý giúp em hoàn thành đồ án này. Em cũng xin Thank toàn thể các
thầy cô Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông Tp.HCM đã giảng dạy và truyền đạt
kiến thức quý báu trong thời gian em theo học tại trường.
Do thời gian nghiên cứu ngắn, tài liệu tham khảo không nhiều và trình độ kiến
thức còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót, rất mong nhận được ý kiến đóng góp của
thầy cô cùng toàn thể các bạn.
CHƢƠNG I :
LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G LÊN 4G
1.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ 3 UMTS
UMTS là cụm từ viết tắt của Universal Mobile Telecommunications System. UMTS là
hệ thống thông tin di động toàn cầu thế hệ thứ 3 (3G) sử dụng kỹ thuật WCDMA. UMTS
được chuẩn hóa bởi tổ chức Third Generation Partnership Project(3GPP) là dự án phát
triển chung của nhiều cơ quan tiêu chuẩn hoá (SDO) như :ETSI (Châu Âu), ARIB/TCC
(Nhật Bản), ANSI (Mỹ), TTA (Hàn Quốc) và CWTS (Trung Quốc). UMTS được phát triển
lên từ các nước sử dụng GSM.
Tóm lại, hệ thống thông tin di động thế hệ 3 xây dựng trên cơ sở IMT-2000
(WCDMA và CDMA2000) đã được đưa vào áp dụng từ năm 2001. Các hệ thống 3G
cung cấp rất nhiều các dịch vụ viễn thông bao gồm: Thoại, số liệu, tốc độ bit thấp và cao,
đa phương tiện, video cho khách hàng... Các tiêu chí chung để xây dựng IMT-2000 như
sau:
Sử dụng dải tần quy định quốc tế 3G
- Đường lên : 1885-2025MHZ
- Đường xuống : 2110-2200MHz
- Công nghệ truy nhập DS-CDMA với kiểu ghép song công TDD và FDD
Mạng 3G UMTS sử dụng kênh truyền dẫn 5 MHz để chuyển dữ liệu. Nó cũng cho
phép việc truyền dữ liệu ở tốc độ khác nhau tùy môi trường.
- 384 kbit/s trong môi trường di động.
- 2 Mbit/s trong môi trường tĩnh.
Là hệ thống thông tin di dộng toàn cầu cho các loại hình dịch vụ thông tin vô
tuyến :
- Tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến.
- Chất lượng thoại ngang bằng với hữa tuyến.
- Dung lượng cao.
- Tính cước theo dung lượng truyền.
- Bảo mật cao (sử dụng mã).
Sử dụng các phương tiện khai thác khác nhau : trong công sở, ngoài đường, trên
xe…
Có thể hổ trợ các dịch vụ như :
- Đảm bảo chuyển mạng quốc gia và quốc tế.
- Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện đồng thời cho thoại, số liệu chuyển
mạch kênh và số liệu chuyển mạch gói.
Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới xuất hiện.
Môi trường hoạt động của 3G UMTS chia thành 4 vùng với các tốc độ bit Rb
như sau:
