Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
MỤC LỤC
MỤC LỤC i
DANH MỤC HÌNH VẼ iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU v
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi
LỜI NÓI ĐẦU viii
CHƯƠNG I TỔNG QUAN LTE TRONG 3GPP 1
1.1 Các hệ thống vượt trên 3G 2
1.2 Sự phát triển dài hạn (LTE) 3
1.3 Các yêu cầu và mục tiêu cho LTE 3
1.3.1 Các yêu cầu hiệu năng hệ thống 4
1.3.2 Chi phí triển khai và khả năng phối hợp 9
1.4 Các công nghệ cho LTE 10
1.4.1 Công nghệ đa sóng mang 11
1.4.2 Công nghệ đa ănten 13
1.4.3 Chuyển mạch gói trong giao diện vô tuyến 14
1.4.4 Các khả năng cho thiết bị người dùng 15
1.5 Kết luận 16
CHƯƠNG II ĐIỀU KHIỂN TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN TRONG LTE 17
2.1 Giới thiệu 17
2.1.1 Kiến trúc LTE 17
2.1.2 Khái niệm về tài nguyên vô tuyến trong LTE 20
2.1.3 Tổng quan về các giải thuật điều khiển tài nguyên vô tuyến trong LTE 22
2.2 Điều khiển thu nạp và các thông số QoS 23
2.3 Sự phối hợp nhiễu liên ô 25
2.3.1 Kỹ thuật ICIC tiên phong 29
2.3.2 Kỹ thuật ICIC phản kháng 30
2.4 Điều khiển công suất 30
2.4.1 Điều khiển công suất đường lên 31
2.4.2 Điều khiển công suất đường xuống 32
2.5 Thông báo thông tin chất lượng kênh (CQI – Channel Quality Information) 33
2.5.1 Báo cáo CQI không theo chu kỳ 34
2.5.2 Báo cáo CQI có chu kỳ 36
2.6 Phát và thu không liên tục (DTX/DRX) 36
2.7 Kết luận 39
CHƯƠNG III LẬP BIỂU, THÍCH ỨNG ĐƯỜNG TRUYỀN VÀ YÊU CẦU PHÁT LẠI LAI GHÉP 41
3.1 Lập biểu động đường xuống và thích ứng đường truyền 41
3.1.1 Lập biểu lớp 2 và khung thích ứng đường truyền 41
3.1.2 Lập biểu gói miền tần số 42
3.1.3 Các thuật toán lập biểu miền thời gian và tần số kết hợp 45
3.1.4 Lập biểu gói với MIMO 46
3.2 Lập biểu động đường lên và thích ứng đường truyền 47
3.2.1 Báo hiệu cho thích ứng đường truyền đường lên và lập biểu gói 50
3.2.2 Thích ứng đường truyền đường lên 54
3.2.3 Lập biểu gói đường lên 55
3.3 ARQ lai ghép 56
3.3.1 Các giao thức ARQ 57
3.3.2 Dừng-và-chờ N-kênh 61
3.3.3 Sự kết hợp ARQ lai ghép 62
3.2.4 Thông tin điều khiển lập biểu 63
3.3.5 Định thời và thích ứng ARQ lai ghép 63
3.3.6 Kỹ thuật ARQ lai ghép AA tiêu đề nhỏ 67
3.3.7 ARQ lai ghép cho MIMO 71
3.4 HARQ trong hệ thống LTE 74
3.4.1 Số tiến trình HARQ 74
3.4.2 Hoán đổi từ mã MIMO 76
3.5 Kết luận 77
KẾT LUẬN 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Thí dụ về chuyển đổi trạng thái trong kiến trúc E-UTRAN 8
Hình 1.2. Trễ mặt phẳng U 9
Hình 1.3: Các công nghệ đa truy nhập LTE nhìn theo miền tần số. 11
Hình 1.4 Các lợi ích cơ bản của đa ănten: (a) độ lợi phân tập; (b) độ lợi mạng ănten; (c) độ lợi ghép kênh không gian. 13
Hình 2.1 Kiến trúc RAN LTE trong 3GPP 19
Hình 2.2 Hình kẻ ô tài nguyên đường lên/đường xuống 20
Hình 2.3 Khái quát kiến trúc giao thức mặt phẳng điều khiẻn và mặt phẳng người sử dụng, và ánh xạ các chức năng RRM chủ yếu tới các lớp khác nhau. 22
Hình 2.4 Nhiễu liên ô trong một hệ thống tái sử dụng – 1 (trong trường hợp đường lên). 25
Hình 2.5: Minh họa việc ấn định độ lệch tần số tới các ô trong các thuật toán ICIC được đề xuất 27
Hình 2.6 Minh họa đơn giản về các thông số DRX 39
Hình 3.1: Các chức năng lớp 2 cho quản lý lập biểu gói động, thích ứng đường truyền và HARQ. 42
Hình 3.2: Nguyên tắc lập biểu miền tần số 43
Hình 3.3: Độ lợi dung lượng từ lập biểu gói miền tần số 43
Hình 3.4: Nguyên tắc lập biểu miền tần số dưới điều kiện tải từng phần 44
Hình 3.5: Minh họa sơ đồ khung thuật toán lập biểu gói ba bước 45
Hình 3.6: Lập biểu gói miền tần số dựa trên HARQ 45
Hình 3.7: Ví dụ minh họa ràng buộc đơn sóng mang đối với lập biểu gói miền tần số trong đường lên 48
Hình 3.8 Phối hợp làm việc giữa lập biểu gói, đơn vị thích ứng đường truyền và các chức năng RRM đường lên khác. 49
Hình 3.9 Ví dụ ánh xạ từ RB sang nhóm kênh truyền tải vô tuyến cho báo cáo trạng thái bộ đệm 53
Hình 3.10 Các loại báo cáo trạng thái bộ đệm ngắn và dài trong LTE đường lên 54
Hình 3.11: Sơ đồ của chức năng điều chế và mã hóa thích ứng nhanh 55
Hình 3.12 Giao thức dừng-và-chờ 58
Hình 3.13 Giao thức quay lại N 59
Hình 3.14 Giao thức lặp lại có lựa chọn 60
Hình 3.15 Các cửa sổ phát và nhận trong giao thức lặp lại có chọn lựa 60
Hình 3.16 Giao thức dừng-và-chờ (SAW) N-kênh 61
Hình 3.17 Nội dung bản tin điều khiển hỗ trợ lập biểu 63
Hình 3.18 Phân loại HARQ dựa trên định thời và thích ứng 64
Hình 3.21 HARQ không đồng bộ không thích ứng 66
Hình 3.22 HARQ thích ứng không đồng bộ 66
Hình 3.23 Kỹ thuật HARQ thích ứng không đồng bộ tiêu đề nhỏ 68
Hình 3.24 Chế độ ARQ lai ghép đồng bộ không thích ứng của kỹ thuật HARQ thích ứng không đồng bộ tiêu đề nhỏ 69
Hình 3.25 So sánh tiêu đề điều khiển cho các kỹ thuật HARQ khác nhau 70
Hình 3.26 Từ mã theo ánh xạ lớp 72
Hình 3.27 Để trống lớp với kỹ thuật HARQ đồng bộ không thích ứng 72
Hình 3.28 Minh họa các giới hạn của HARQ đồng bộ không thích ứng khi thay đổi hạng MIMO. 73
Hình 3.29 Minh họa vấn đề nhiễu liên tục với HARQ đồng bộ không thích ứng 74
Hình 3.30 Thời gian quay vòng (RTT) HARQ dừng-và-chờ 75
Hình 3.31 Minh họa một tiến trình HARQ trong hệ thống LTE 76
Hình 3.32 Hoán đổi từ mã MIMO ở các phát lại HARQ 76
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Tổng kết các mục tiêu yêu cầu chính cho LTE. 4
Bảng 1.2 Các loại UE LTE 16
Bảng 2.1 Các đặc tính QCI cho đặc trưng QoS kênh truyền tải EPS 24
Bảng 2.2 Các loại hồi tiếp CQI không theo chu kỳ trên PUSCH đối với mỗi chế độ phát PDSCH 34
Bảng 2.3 Kích thước băng phụ (k) theo băng thông hệ thống đối với các báo cáo CQI không theo chu kỳ cấu hình eNodeB. 35
Bảng 2.4 Kích thước băng phụ k và số các băng phụ được ưa thích hơn (M) theo băng thông hệ thống đường xuống cho các báo cáo CQI không chu kỳ đối với hồi tiếp băng phụ UE lựa chọn. 36
Bảng 2.5 Báo cáo CQI có chu kỳ với các băng phụ UE lựa chọn: kích thước băng phụ (k) và các phần băng thông (J) theo băng thông hệ thống đường xuống. 36
Bảng 2.6 Các thông số có liên quan DRX và các ví dụ về cách dùng/thiết lập của chúng 37
Bảng 3.1 Điều chế, chỉ số TBS và phiên bản dư cho đường lên 56
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
3GPP Third Generation Partnership Project Dự án hợp tác thế hệ ba
ACK Acknowledgement Xác nhận
AMC Adaptive Modulation and Coding Điều chế và mã hóa thích ứng
ATB Adaptive Transmission Bandwidth Băng thông phát thích ứng
BS Base Station Trạm gốc
CBR Constant Bit Rate Tốc độ bit không đổi
CP Cyclic Prefix Tiền tố chu trình
CQI Channel Quality Information Thông tin chất lượng kênh
CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra dư chu trình
CSI Channel State Information Thông tin trạng thái kênh
DL Downlink Đường xuống
DTX/DRX Discontinuos Transmission/ Discontinuos Reception Phát/Thu không liên tục
eNodeB E-UTRAN node B Node B của E-UTRAN
FD Frequency Domain Miền tần số
FEC Forward Error Correction Hiệu chỉnh lỗi trước
GBR Guaranteed Bit Rate Tốc độ bit được đảm bảo
GSM Global System for Mobile Communications Hệ thống thông tin di động toàn cầu
HARQ Hybrid Adaptive Repeat and Request Yêu cầu phát lại thích ứng lai ghép
HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao
ICIC InterCell Interference Coordination Phối hợp nhiễu liên cell
IoT Interference over Thermal Nhiễu trên tạp âm nhiệt
LTE Long Term Evolution Phát triển dài hạn
MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường
MCS Modulation and Coding Scheme Kỹ thuật điều chế và mã hóa
MIMO Multiple Input Multiple Output Nhiều đầu vào, nhiều đầu ra
MU Multiuser Đa người dùng
NACK Negative Acknowledgement Xác nhận âm
NDI New Data Indicator Trường chỉ thị dữ liệu mới
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao
OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao
OLLA Outer Loop Link Adaptation Thích ứng đường truyền vòng ngoài
PAPR Peak to Average Power Ratio Tỷ số công suất đỉnh trên trung bình
PC Power Control Điều khiển công suất
PHICH Physical HARQ Indicator Channel Kênh chỉ thị HARQ vật lý
PHY Physical Layer Lớp vật lý
PRB Physical Resource Block Khối tài nguyên vật lý
PS Packet Scheduler Bộ lập biểu gói
PUCCH Physical Uplink Control Channel Kênh điều khiển đường lên vật lý
PUSCH Physical Uplink Shared Channel Kênh chia sẻ đường lên vật lý
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
RB Resource Block Khối tài nguyên
RBG Radio Bearer Group Nhóm kênh truyền tải vô tuyến
RLC Radio Link Control Điều khiển liên kết vô tuyến
RRM Radio Resource Management Quản lý tài nguyên vô tuyến
RTT Round Trip Time Thời gian quay vòng
SINR Signal to Interference and Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu và tạp âm
SRS Sounding Reference Signal Tín hiệu tham chiếu thăm dò
TD Time Domain Miền thời gian
TTI Transmission Time Interval Khoảng thời gian truyền dẫn
UE User Equipment Thiết bị người dùng
UL Uplink Đường lên
WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng
LỜI NÓI ĐẦU
Trong tiến trình phát triển của xã hội loài người, sự ra đời của thông tin di động là một bước ngoặt lớn và thông tin di động đã nhanh chóng trở thành một ngành công nghiệp viễn thông phát triển, là lĩnh vực tiên phong, điều kiện kiên quyết cũng như cơ hội để mỗi quốc gia, mỗi dân tộc thu hẹp khoảng cách phát triển, tránh nguy cơ lạc hậu, tăng cường năng lực cạnh tranh. Cho đến nay, thông tin di động đã trải qua nhiều thế hệ. Thế hệ thứ nhất là thế hệ thông tin di động tương tự sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA). Thông tin di động thế hệ hai sử dụng kỹ thuật số với các công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) và theo mã (CDMA). Ngày nay, công nghệ thông tin di động 3G đã được đưa vào thương mại hóa, nhưng nhu cầu về chất lượng dịch vụ cũng như tốc độ dữ liệu vẫn ngày càng tăng. Do đó, sự phát triển sau 3G đang được các tổ chức đặc biệt là 3GPP nghiên cứu triển khai. Tiểu biểu cho công nghệ thông tin di động sau 3G là Sự phát triển dài hạn (LTE) của 3GPP.
Chuẩn 3GPP LTE phát hành 8 xác định chức năng cơ bản của một giao diện vô tuyến mới cung cấp hiệu năng lớn mang lại tốc độ dữ liệu cao cho người sử dụng cùng với độ trễ thấp chủ yếu dựa trên MIMO, OFDMA (Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao)và một sự phát triển kiến trúc hệ thống (SAE) tối ưu. Đồng thời, trong một tương lai gần, sẽ ngày càng có nhiều người sử dụng yêu cầu truy nhập dữ liệu băng rộng di động ở khắp mọi nơi – ví dụ, để sử dụng e-mail, truy nhập Internet, các ứng dụng đặc trưng, tải file về thiết bị di động … LTE – thế hệ kế tiếp của mạng vô tuyến di động 3G sẽ làm hài lòng khách hàng hơn bao giờ hết. Nhu cầu về vùng phủ vô tuyến sẽ là mục tiêu chính trong giai đầu ra mắt, trong khi đó dung lượng cao trên toàn bộ ô vô tuyến sẽ là mục tiêu dài hạn. Hiệu quả phổ cao đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ nhu cầu tốc độ lưu lượng dữ liệu cao trong khi phổ sẵn sàng hiện tại vẫn là một tài nguyên khan hiếm và bị giới hạn tại mỗi vùng địa lý.
Việc quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM) luôn là vấn đề thiết yếu trong tất cả các mạng vô tuyến, LTE cũng không phải trường hợp ngoại lệ. RRM đảm bảo cho việc thực hiện các mục tiêu đã đề ra của LTE. Quản lý tài nguyên vô tuyến có chức năng cung cấp vùng phủ tối ưu, đảm bảo dung lượng quy hoạch cực đại, đảm bảo chất lượng dịch vụ yêu cầu và đảm bảo sử dụng hiệu quả các tài nguyên vật lý và truyền tải. Chính vì vậy mà em đã chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp này là: “Quản lý tài nguyên vô tuyến trong LTE”.
Đồ án được chia làm ba chương với các nội dung khái quát như sau:
Chương I: Tổng quan LTE trong 3GPP
Chương I của đồ án sẽ giới thiệu một cách khái quát về sự phát triển của hệ thống thông tin di động, sự phát triển từ các mạng 3G lên các mạng vượt trên 3G trong đó có LTE. Đồng thời chương I cũng đưa ra các mục tiêu của LTE và các công nghệ chủ yếu được sử dụng để đạt được các yêu cầu, mục tiêu đặt ra trong LTE.
Chương II: Quản lý tài nguyên vô tuyến trong LTE
Chương II khái quát khái niệm quản lý tài nguyên vô tuyến trong LTE, sau đó thảo luận các chức năng RRM trong đó các chức năng này có thể phân chia theo ba lớp. Các chức năng RRM chủ yếu gồm có điều khiển công suấ, thông báo thông tin chất lượng kênh, lập biểu, thích ứng đường truyền, yêu cầu phát lại lai ghép (HARQ), quản lý QoS và một vài chức năng khác.
Chương III: Lập biểu, thích ứng đường truyền và yêu cầu phát lại lai ghép
Chương này tập trung vào các chức năng quản lý RRM lớp hai gồm có lập biểu, thích ứng đường truyền và yêu cầu phát lại lai ghép trong LTE.
Do thời gian và kiến thức có hạn, nên nội dung đồ án không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành Thank cô giáo ThS. Phạm Thị Thúy Hiền đã tạo điều kiện và tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Em cũng xin Thank đến các thầy cô trong bộ môn vô tuyến và khoa Viễn thông I đã cung cấp cho em những kiến thức quý báu là nền tảng cho em làm đồ án này. Và cuối cùng, tui muốn gửi lời Thank sâu sắc đến gia đình và bạn bè - những người đã luôn giúp đỡ, cổ vũ động viên tui về mọi mặt trong thời gian vừa qua.
• được dùng trong phát hành 8 của các tiêu chuẩn 3GPP. Với MU-MIMO bộ lập biểu gói đường lên có thể đồng thời cấp phát cùng các tài nguyên tần số tới hai người dùng. Tính trực giao giữa những người dùng có thể đạt được bằng cách khai thác thông tin trạng thái kênh miền tần số sẵn có thông qua các phép đo SRS. Không cần thiết phải có báo hiệu cụ thể (cả đường lên và đường xuống) để hỗ trợ MU-MIMO ở đường lên.
Như đối với đường xuống (xem hình 3.5), bộ lập biểu gói đường lên được chia thành hai khối con: một làm việc trong miền thời gian (TD) và một làm việc trong miền tần số (FD). Tham số miền thời gian thường được tính dựa trên QoS đã trải qua theo các yêu cầu QoS và độ chiếm bộ đệm ước lượng được. Các tham số lập biểu miền thời gian theo nhận thức kênh chỉ xem xét thông tin trạng thái kênh băng rộng. Về cơ bản, bộ lập biểu miền thời gian cho đường lên và đường xuống theo cùng nguyên tắc. Điểm khác nhau duy nhất là bộ lập biểu miền thời gian ở đường lên phải luôn luôn ưu tiên những người dùng có các phát lại đang chờ xử lý không phụ thuộc vào tính ưu tiên của người dùng khác, QoS và các điều kiện kênh vì HARQ đồng bộ đường lên.
Sự cấp phát trong miền tần số được thực hiện dựa trên các tham số lập biểu miền tần số đặc trưng, các tham số này thường được tính dựa trên thông tin trạng thái kênh lựa chọn tần số sẵn có từ các phép đo SRS. Các yêu cầu QoS và các BSR cũng có thể được cân nhắc khi nhận được từ các tham số lập biểu miền tần số. Sự khác biệt chính giữa PS miền tần số đường lên và đường xuống đó là ở đường lên giải thuật FDPS phải giải quyết các hạn chế bị áp đặt bởi phát đơn sóng mang và các khả năng công suất hạn chế của UE.
3.3 ARQ lai ghép
Thuật ngữ ARQ lai được dùng để mô tả bất kỳ kỹ thuật FEC+ARQ kết hợp nào trong đó các nỗ lực không thành công được dùng trong giải mã FEC thay vì bị loại bỏ.
Bảng 3.1 Điều chế, chỉ số TBS và phiên bản dư cho đường lên
Chỉ số MCS
IMCS Bậc điều chế
Qm Chỉ số TBS
ITBS Phiên bản dư
rvidx
0 2 0 0
1 2 1 0
3 2 3 0
4 2 4 0
5 2 5 0
6 2 6 0
7 2 7 0
8 2 8 0
9 2 9 0
10 2 10 0
11 4 10 0
12 4 11 0
13 4 12 0
14 4 13 0
15 4 14 0
16 4 15 0
17 4 16 0
18 4 17 0
19 4 18 0
20 4 19 0
21 6 19 0
22 6 20 0
23 6 21 0
24 6 22 0
25 6 23 0
26 6 24 0
27 6 25 0
28 6 26 0
29 Dành riêng 1
30 2
31 3
3.3.1 Các giao thức ARQ
Yêu cầu phát lại tự động (ARQ) là một phương pháp điều khiển lỗi cho truyền dẫn dữ liệu mà tận dụng các xác nhận và thời gian chờ để đạt được truyền dẫn dữ liệu đáng tin cậy. Một xác nhận là một bản tin được gửi bởi phía thu tới phía phát để chỉ ra liệu nó nhận đúng khung dữ liệu hay không. Các giao thức ARQ có thể được chia thành ba loại chính gọi là dừng-và-chờ (SAW), Quay-lại-N và các giao thức lặp lại mang tính lựa chọn.
Hình 3.12 Giao thức dừng-và-chờ
ARQ dừng-và-chờ là loại đơn giản nhất trong kỹ thuật ARQ. Một máy phát ARQ dừng-và-chờ gửi một gói tại một thời điểm. Sau khi gửi một gói, máy phát chờ xác nhận (ACK) hay xác nhận âm (NACK) và không gửi bất kỳ gói mới nào đến khi nó nhận được một ACK hay một NACK như chỉ trong hình 3.12. Sau khi nhận thành công một gói, phía thu gửi một tín hiệu ACK. Trong trường hợp thất bại trong việc giải mã một gói, một tín hiệu NACK được gửi. Máy phát gửi một gói mới sau khi nhận được một tín hiệu ACK. Nếu một tín hiệu NACK được nhận, máy phát phát lại gói bị mất. Lưu ý rằng giao thức dừng-và-chờ yêu cầu máy thu đệm tối đa một gói hiện đang giải mã.
Tuy nhiên một vấn đề với giao thức dừng-và-chờ đó là độ trễ truyền dẫn cao. Đó là vì máy phát phải chờ hồi tiếp ACK/NACK trước khi tiếp tục phát. Những khoảng thời gian chờ này có thể khá lâu vì các độ trễ cũng như thời gian xử lý của máy phát. Trong hệ thống LTE, ví dụ, thời gian phát gói chỉ là một khung con (1 ms) trong khi nó yêu cầu một khoảng thời gian chờ 7 khung con (7ms) trước khi gói bị lỗi có thể được phát lại dùng ARQ lai. Thành phần chính trong thời gian xử lý tại phía thu chủ yếu là thời gian xử lý giải mã turbo.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC
MỤC LỤC i
DANH MỤC HÌNH VẼ iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU v
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi
LỜI NÓI ĐẦU viii
CHƯƠNG I TỔNG QUAN LTE TRONG 3GPP 1
1.1 Các hệ thống vượt trên 3G 2
1.2 Sự phát triển dài hạn (LTE) 3
1.3 Các yêu cầu và mục tiêu cho LTE 3
1.3.1 Các yêu cầu hiệu năng hệ thống 4
1.3.2 Chi phí triển khai và khả năng phối hợp 9
1.4 Các công nghệ cho LTE 10
1.4.1 Công nghệ đa sóng mang 11
1.4.2 Công nghệ đa ănten 13
1.4.3 Chuyển mạch gói trong giao diện vô tuyến 14
1.4.4 Các khả năng cho thiết bị người dùng 15
1.5 Kết luận 16
CHƯƠNG II ĐIỀU KHIỂN TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN TRONG LTE 17
2.1 Giới thiệu 17
2.1.1 Kiến trúc LTE 17
2.1.2 Khái niệm về tài nguyên vô tuyến trong LTE 20
2.1.3 Tổng quan về các giải thuật điều khiển tài nguyên vô tuyến trong LTE 22
2.2 Điều khiển thu nạp và các thông số QoS 23
2.3 Sự phối hợp nhiễu liên ô 25
2.3.1 Kỹ thuật ICIC tiên phong 29
2.3.2 Kỹ thuật ICIC phản kháng 30
2.4 Điều khiển công suất 30
2.4.1 Điều khiển công suất đường lên 31
2.4.2 Điều khiển công suất đường xuống 32
2.5 Thông báo thông tin chất lượng kênh (CQI – Channel Quality Information) 33
2.5.1 Báo cáo CQI không theo chu kỳ 34
2.5.2 Báo cáo CQI có chu kỳ 36
2.6 Phát và thu không liên tục (DTX/DRX) 36
2.7 Kết luận 39
CHƯƠNG III LẬP BIỂU, THÍCH ỨNG ĐƯỜNG TRUYỀN VÀ YÊU CẦU PHÁT LẠI LAI GHÉP 41
3.1 Lập biểu động đường xuống và thích ứng đường truyền 41
3.1.1 Lập biểu lớp 2 và khung thích ứng đường truyền 41
3.1.2 Lập biểu gói miền tần số 42
3.1.3 Các thuật toán lập biểu miền thời gian và tần số kết hợp 45
3.1.4 Lập biểu gói với MIMO 46
3.2 Lập biểu động đường lên và thích ứng đường truyền 47
3.2.1 Báo hiệu cho thích ứng đường truyền đường lên và lập biểu gói 50
3.2.2 Thích ứng đường truyền đường lên 54
3.2.3 Lập biểu gói đường lên 55
3.3 ARQ lai ghép 56
3.3.1 Các giao thức ARQ 57
3.3.2 Dừng-và-chờ N-kênh 61
3.3.3 Sự kết hợp ARQ lai ghép 62
3.2.4 Thông tin điều khiển lập biểu 63
3.3.5 Định thời và thích ứng ARQ lai ghép 63
3.3.6 Kỹ thuật ARQ lai ghép AA tiêu đề nhỏ 67
3.3.7 ARQ lai ghép cho MIMO 71
3.4 HARQ trong hệ thống LTE 74
3.4.1 Số tiến trình HARQ 74
3.4.2 Hoán đổi từ mã MIMO 76
3.5 Kết luận 77
KẾT LUẬN 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Thí dụ về chuyển đổi trạng thái trong kiến trúc E-UTRAN 8
Hình 1.2. Trễ mặt phẳng U 9
Hình 1.3: Các công nghệ đa truy nhập LTE nhìn theo miền tần số. 11
Hình 1.4 Các lợi ích cơ bản của đa ănten: (a) độ lợi phân tập; (b) độ lợi mạng ănten; (c) độ lợi ghép kênh không gian. 13
Hình 2.1 Kiến trúc RAN LTE trong 3GPP 19
Hình 2.2 Hình kẻ ô tài nguyên đường lên/đường xuống 20
Hình 2.3 Khái quát kiến trúc giao thức mặt phẳng điều khiẻn và mặt phẳng người sử dụng, và ánh xạ các chức năng RRM chủ yếu tới các lớp khác nhau. 22
Hình 2.4 Nhiễu liên ô trong một hệ thống tái sử dụng – 1 (trong trường hợp đường lên). 25
Hình 2.5: Minh họa việc ấn định độ lệch tần số tới các ô trong các thuật toán ICIC được đề xuất 27
Hình 2.6 Minh họa đơn giản về các thông số DRX 39
Hình 3.1: Các chức năng lớp 2 cho quản lý lập biểu gói động, thích ứng đường truyền và HARQ. 42
Hình 3.2: Nguyên tắc lập biểu miền tần số 43
Hình 3.3: Độ lợi dung lượng từ lập biểu gói miền tần số 43
Hình 3.4: Nguyên tắc lập biểu miền tần số dưới điều kiện tải từng phần 44
Hình 3.5: Minh họa sơ đồ khung thuật toán lập biểu gói ba bước 45
Hình 3.6: Lập biểu gói miền tần số dựa trên HARQ 45
Hình 3.7: Ví dụ minh họa ràng buộc đơn sóng mang đối với lập biểu gói miền tần số trong đường lên 48
Hình 3.8 Phối hợp làm việc giữa lập biểu gói, đơn vị thích ứng đường truyền và các chức năng RRM đường lên khác. 49
Hình 3.9 Ví dụ ánh xạ từ RB sang nhóm kênh truyền tải vô tuyến cho báo cáo trạng thái bộ đệm 53
Hình 3.10 Các loại báo cáo trạng thái bộ đệm ngắn và dài trong LTE đường lên 54
Hình 3.11: Sơ đồ của chức năng điều chế và mã hóa thích ứng nhanh 55
Hình 3.12 Giao thức dừng-và-chờ 58
Hình 3.13 Giao thức quay lại N 59
Hình 3.14 Giao thức lặp lại có lựa chọn 60
Hình 3.15 Các cửa sổ phát và nhận trong giao thức lặp lại có chọn lựa 60
Hình 3.16 Giao thức dừng-và-chờ (SAW) N-kênh 61
Hình 3.17 Nội dung bản tin điều khiển hỗ trợ lập biểu 63
Hình 3.18 Phân loại HARQ dựa trên định thời và thích ứng 64
Hình 3.21 HARQ không đồng bộ không thích ứng 66
Hình 3.22 HARQ thích ứng không đồng bộ 66
Hình 3.23 Kỹ thuật HARQ thích ứng không đồng bộ tiêu đề nhỏ 68
Hình 3.24 Chế độ ARQ lai ghép đồng bộ không thích ứng của kỹ thuật HARQ thích ứng không đồng bộ tiêu đề nhỏ 69
Hình 3.25 So sánh tiêu đề điều khiển cho các kỹ thuật HARQ khác nhau 70
Hình 3.26 Từ mã theo ánh xạ lớp 72
Hình 3.27 Để trống lớp với kỹ thuật HARQ đồng bộ không thích ứng 72
Hình 3.28 Minh họa các giới hạn của HARQ đồng bộ không thích ứng khi thay đổi hạng MIMO. 73
Hình 3.29 Minh họa vấn đề nhiễu liên tục với HARQ đồng bộ không thích ứng 74
Hình 3.30 Thời gian quay vòng (RTT) HARQ dừng-và-chờ 75
Hình 3.31 Minh họa một tiến trình HARQ trong hệ thống LTE 76
Hình 3.32 Hoán đổi từ mã MIMO ở các phát lại HARQ 76
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Tổng kết các mục tiêu yêu cầu chính cho LTE. 4
Bảng 1.2 Các loại UE LTE 16
Bảng 2.1 Các đặc tính QCI cho đặc trưng QoS kênh truyền tải EPS 24
Bảng 2.2 Các loại hồi tiếp CQI không theo chu kỳ trên PUSCH đối với mỗi chế độ phát PDSCH 34
Bảng 2.3 Kích thước băng phụ (k) theo băng thông hệ thống đối với các báo cáo CQI không theo chu kỳ cấu hình eNodeB. 35
Bảng 2.4 Kích thước băng phụ k và số các băng phụ được ưa thích hơn (M) theo băng thông hệ thống đường xuống cho các báo cáo CQI không chu kỳ đối với hồi tiếp băng phụ UE lựa chọn. 36
Bảng 2.5 Báo cáo CQI có chu kỳ với các băng phụ UE lựa chọn: kích thước băng phụ (k) và các phần băng thông (J) theo băng thông hệ thống đường xuống. 36
Bảng 2.6 Các thông số có liên quan DRX và các ví dụ về cách dùng/thiết lập của chúng 37
Bảng 3.1 Điều chế, chỉ số TBS và phiên bản dư cho đường lên 56
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
3GPP Third Generation Partnership Project Dự án hợp tác thế hệ ba
ACK Acknowledgement Xác nhận
AMC Adaptive Modulation and Coding Điều chế và mã hóa thích ứng
ATB Adaptive Transmission Bandwidth Băng thông phát thích ứng
BS Base Station Trạm gốc
CBR Constant Bit Rate Tốc độ bit không đổi
CP Cyclic Prefix Tiền tố chu trình
CQI Channel Quality Information Thông tin chất lượng kênh
CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra dư chu trình
CSI Channel State Information Thông tin trạng thái kênh
DL Downlink Đường xuống
DTX/DRX Discontinuos Transmission/ Discontinuos Reception Phát/Thu không liên tục
eNodeB E-UTRAN node B Node B của E-UTRAN
FD Frequency Domain Miền tần số
FEC Forward Error Correction Hiệu chỉnh lỗi trước
GBR Guaranteed Bit Rate Tốc độ bit được đảm bảo
GSM Global System for Mobile Communications Hệ thống thông tin di động toàn cầu
HARQ Hybrid Adaptive Repeat and Request Yêu cầu phát lại thích ứng lai ghép
HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao
ICIC InterCell Interference Coordination Phối hợp nhiễu liên cell
IoT Interference over Thermal Nhiễu trên tạp âm nhiệt
LTE Long Term Evolution Phát triển dài hạn
MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường
MCS Modulation and Coding Scheme Kỹ thuật điều chế và mã hóa
MIMO Multiple Input Multiple Output Nhiều đầu vào, nhiều đầu ra
MU Multiuser Đa người dùng
NACK Negative Acknowledgement Xác nhận âm
NDI New Data Indicator Trường chỉ thị dữ liệu mới
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao
OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao
OLLA Outer Loop Link Adaptation Thích ứng đường truyền vòng ngoài
PAPR Peak to Average Power Ratio Tỷ số công suất đỉnh trên trung bình
PC Power Control Điều khiển công suất
PHICH Physical HARQ Indicator Channel Kênh chỉ thị HARQ vật lý
PHY Physical Layer Lớp vật lý
PRB Physical Resource Block Khối tài nguyên vật lý
PS Packet Scheduler Bộ lập biểu gói
PUCCH Physical Uplink Control Channel Kênh điều khiển đường lên vật lý
PUSCH Physical Uplink Shared Channel Kênh chia sẻ đường lên vật lý
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến
RB Resource Block Khối tài nguyên
RBG Radio Bearer Group Nhóm kênh truyền tải vô tuyến
RLC Radio Link Control Điều khiển liên kết vô tuyến
RRM Radio Resource Management Quản lý tài nguyên vô tuyến
RTT Round Trip Time Thời gian quay vòng
SINR Signal to Interference and Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễu và tạp âm
SRS Sounding Reference Signal Tín hiệu tham chiếu thăm dò
TD Time Domain Miền thời gian
TTI Transmission Time Interval Khoảng thời gian truyền dẫn
UE User Equipment Thiết bị người dùng
UL Uplink Đường lên
WCDMA Wideband Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã băng rộng
LỜI NÓI ĐẦU
Trong tiến trình phát triển của xã hội loài người, sự ra đời của thông tin di động là một bước ngoặt lớn và thông tin di động đã nhanh chóng trở thành một ngành công nghiệp viễn thông phát triển, là lĩnh vực tiên phong, điều kiện kiên quyết cũng như cơ hội để mỗi quốc gia, mỗi dân tộc thu hẹp khoảng cách phát triển, tránh nguy cơ lạc hậu, tăng cường năng lực cạnh tranh. Cho đến nay, thông tin di động đã trải qua nhiều thế hệ. Thế hệ thứ nhất là thế hệ thông tin di động tương tự sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA). Thông tin di động thế hệ hai sử dụng kỹ thuật số với các công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) và theo mã (CDMA). Ngày nay, công nghệ thông tin di động 3G đã được đưa vào thương mại hóa, nhưng nhu cầu về chất lượng dịch vụ cũng như tốc độ dữ liệu vẫn ngày càng tăng. Do đó, sự phát triển sau 3G đang được các tổ chức đặc biệt là 3GPP nghiên cứu triển khai. Tiểu biểu cho công nghệ thông tin di động sau 3G là Sự phát triển dài hạn (LTE) của 3GPP.
Chuẩn 3GPP LTE phát hành 8 xác định chức năng cơ bản của một giao diện vô tuyến mới cung cấp hiệu năng lớn mang lại tốc độ dữ liệu cao cho người sử dụng cùng với độ trễ thấp chủ yếu dựa trên MIMO, OFDMA (Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao)và một sự phát triển kiến trúc hệ thống (SAE) tối ưu. Đồng thời, trong một tương lai gần, sẽ ngày càng có nhiều người sử dụng yêu cầu truy nhập dữ liệu băng rộng di động ở khắp mọi nơi – ví dụ, để sử dụng e-mail, truy nhập Internet, các ứng dụng đặc trưng, tải file về thiết bị di động … LTE – thế hệ kế tiếp của mạng vô tuyến di động 3G sẽ làm hài lòng khách hàng hơn bao giờ hết. Nhu cầu về vùng phủ vô tuyến sẽ là mục tiêu chính trong giai đầu ra mắt, trong khi đó dung lượng cao trên toàn bộ ô vô tuyến sẽ là mục tiêu dài hạn. Hiệu quả phổ cao đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ nhu cầu tốc độ lưu lượng dữ liệu cao trong khi phổ sẵn sàng hiện tại vẫn là một tài nguyên khan hiếm và bị giới hạn tại mỗi vùng địa lý.
Việc quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM) luôn là vấn đề thiết yếu trong tất cả các mạng vô tuyến, LTE cũng không phải trường hợp ngoại lệ. RRM đảm bảo cho việc thực hiện các mục tiêu đã đề ra của LTE. Quản lý tài nguyên vô tuyến có chức năng cung cấp vùng phủ tối ưu, đảm bảo dung lượng quy hoạch cực đại, đảm bảo chất lượng dịch vụ yêu cầu và đảm bảo sử dụng hiệu quả các tài nguyên vật lý và truyền tải. Chính vì vậy mà em đã chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp này là: “Quản lý tài nguyên vô tuyến trong LTE”.
Đồ án được chia làm ba chương với các nội dung khái quát như sau:
Chương I: Tổng quan LTE trong 3GPP
Chương I của đồ án sẽ giới thiệu một cách khái quát về sự phát triển của hệ thống thông tin di động, sự phát triển từ các mạng 3G lên các mạng vượt trên 3G trong đó có LTE. Đồng thời chương I cũng đưa ra các mục tiêu của LTE và các công nghệ chủ yếu được sử dụng để đạt được các yêu cầu, mục tiêu đặt ra trong LTE.
Chương II: Quản lý tài nguyên vô tuyến trong LTE
Chương II khái quát khái niệm quản lý tài nguyên vô tuyến trong LTE, sau đó thảo luận các chức năng RRM trong đó các chức năng này có thể phân chia theo ba lớp. Các chức năng RRM chủ yếu gồm có điều khiển công suấ, thông báo thông tin chất lượng kênh, lập biểu, thích ứng đường truyền, yêu cầu phát lại lai ghép (HARQ), quản lý QoS và một vài chức năng khác.
Chương III: Lập biểu, thích ứng đường truyền và yêu cầu phát lại lai ghép
Chương này tập trung vào các chức năng quản lý RRM lớp hai gồm có lập biểu, thích ứng đường truyền và yêu cầu phát lại lai ghép trong LTE.
Do thời gian và kiến thức có hạn, nên nội dung đồ án không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành Thank cô giáo ThS. Phạm Thị Thúy Hiền đã tạo điều kiện và tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Em cũng xin Thank đến các thầy cô trong bộ môn vô tuyến và khoa Viễn thông I đã cung cấp cho em những kiến thức quý báu là nền tảng cho em làm đồ án này. Và cuối cùng, tui muốn gửi lời Thank sâu sắc đến gia đình và bạn bè - những người đã luôn giúp đỡ, cổ vũ động viên tui về mọi mặt trong thời gian vừa qua.
• được dùng trong phát hành 8 của các tiêu chuẩn 3GPP. Với MU-MIMO bộ lập biểu gói đường lên có thể đồng thời cấp phát cùng các tài nguyên tần số tới hai người dùng. Tính trực giao giữa những người dùng có thể đạt được bằng cách khai thác thông tin trạng thái kênh miền tần số sẵn có thông qua các phép đo SRS. Không cần thiết phải có báo hiệu cụ thể (cả đường lên và đường xuống) để hỗ trợ MU-MIMO ở đường lên.
Như đối với đường xuống (xem hình 3.5), bộ lập biểu gói đường lên được chia thành hai khối con: một làm việc trong miền thời gian (TD) và một làm việc trong miền tần số (FD). Tham số miền thời gian thường được tính dựa trên QoS đã trải qua theo các yêu cầu QoS và độ chiếm bộ đệm ước lượng được. Các tham số lập biểu miền thời gian theo nhận thức kênh chỉ xem xét thông tin trạng thái kênh băng rộng. Về cơ bản, bộ lập biểu miền thời gian cho đường lên và đường xuống theo cùng nguyên tắc. Điểm khác nhau duy nhất là bộ lập biểu miền thời gian ở đường lên phải luôn luôn ưu tiên những người dùng có các phát lại đang chờ xử lý không phụ thuộc vào tính ưu tiên của người dùng khác, QoS và các điều kiện kênh vì HARQ đồng bộ đường lên.
Sự cấp phát trong miền tần số được thực hiện dựa trên các tham số lập biểu miền tần số đặc trưng, các tham số này thường được tính dựa trên thông tin trạng thái kênh lựa chọn tần số sẵn có từ các phép đo SRS. Các yêu cầu QoS và các BSR cũng có thể được cân nhắc khi nhận được từ các tham số lập biểu miền tần số. Sự khác biệt chính giữa PS miền tần số đường lên và đường xuống đó là ở đường lên giải thuật FDPS phải giải quyết các hạn chế bị áp đặt bởi phát đơn sóng mang và các khả năng công suất hạn chế của UE.
3.3 ARQ lai ghép
Thuật ngữ ARQ lai được dùng để mô tả bất kỳ kỹ thuật FEC+ARQ kết hợp nào trong đó các nỗ lực không thành công được dùng trong giải mã FEC thay vì bị loại bỏ.
Bảng 3.1 Điều chế, chỉ số TBS và phiên bản dư cho đường lên
Chỉ số MCS
IMCS Bậc điều chế
Qm Chỉ số TBS
ITBS Phiên bản dư
rvidx
0 2 0 0
1 2 1 0
3 2 3 0
4 2 4 0
5 2 5 0
6 2 6 0
7 2 7 0
8 2 8 0
9 2 9 0
10 2 10 0
11 4 10 0
12 4 11 0
13 4 12 0
14 4 13 0
15 4 14 0
16 4 15 0
17 4 16 0
18 4 17 0
19 4 18 0
20 4 19 0
21 6 19 0
22 6 20 0
23 6 21 0
24 6 22 0
25 6 23 0
26 6 24 0
27 6 25 0
28 6 26 0
29 Dành riêng 1
30 2
31 3
3.3.1 Các giao thức ARQ
Yêu cầu phát lại tự động (ARQ) là một phương pháp điều khiển lỗi cho truyền dẫn dữ liệu mà tận dụng các xác nhận và thời gian chờ để đạt được truyền dẫn dữ liệu đáng tin cậy. Một xác nhận là một bản tin được gửi bởi phía thu tới phía phát để chỉ ra liệu nó nhận đúng khung dữ liệu hay không. Các giao thức ARQ có thể được chia thành ba loại chính gọi là dừng-và-chờ (SAW), Quay-lại-N và các giao thức lặp lại mang tính lựa chọn.
Hình 3.12 Giao thức dừng-và-chờ
ARQ dừng-và-chờ là loại đơn giản nhất trong kỹ thuật ARQ. Một máy phát ARQ dừng-và-chờ gửi một gói tại một thời điểm. Sau khi gửi một gói, máy phát chờ xác nhận (ACK) hay xác nhận âm (NACK) và không gửi bất kỳ gói mới nào đến khi nó nhận được một ACK hay một NACK như chỉ trong hình 3.12. Sau khi nhận thành công một gói, phía thu gửi một tín hiệu ACK. Trong trường hợp thất bại trong việc giải mã một gói, một tín hiệu NACK được gửi. Máy phát gửi một gói mới sau khi nhận được một tín hiệu ACK. Nếu một tín hiệu NACK được nhận, máy phát phát lại gói bị mất. Lưu ý rằng giao thức dừng-và-chờ yêu cầu máy thu đệm tối đa một gói hiện đang giải mã.
Tuy nhiên một vấn đề với giao thức dừng-và-chờ đó là độ trễ truyền dẫn cao. Đó là vì máy phát phải chờ hồi tiếp ACK/NACK trước khi tiếp tục phát. Những khoảng thời gian chờ này có thể khá lâu vì các độ trễ cũng như thời gian xử lý của máy phát. Trong hệ thống LTE, ví dụ, thời gian phát gói chỉ là một khung con (1 ms) trong khi nó yêu cầu một khoảng thời gian chờ 7 khung con (7ms) trước khi gói bị lỗi có thể được phát lại dùng ARQ lai. Thành phần chính trong thời gian xử lý tại phía thu chủ yếu là thời gian xử lý giải mã turbo.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links