Bài thuyết trình: Kỹ thuật Ofdma trong mạng 4G-Lte

Chia sẻ: Nguyễn Tùng | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:54

Thêm vào BST

Báo xấu

229
lượt xem 52
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài thuyết trình Kỹ thuật Ofdma trong mạng 4G-Lte trình bày các nội dung về: Tổng quan về mạng LTE, kỹ thuật OFDMA, xây dựng mô phỏng hệ thống OFDMA trong 4G-LTE. Mời các bạn xem nội dung chi tiết của tài liệu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài thuyết trình: Kỹ thuật Ofdma trong mạng 4G-Lte

KỸ THUẬT OFDMA TRONG MẠNG 4GLTE Nhóm 3 Nguyễn Văn Thiết D13VT7 Nguyễn Thì Vinh D13VT7 Nguyễn Mạnh Tùng D13VT7
Chương I:Tổng quan về mạng LTE Chương II:Kỹ thuật OFDMA Chương III:Xây dựng mô phỏng hệ thống OFDMA trong 4GLTE
Chương I:Tổng quan về mạng LTE 1.1: Giới thiệu về công nghệ LTE Ø Khái niêm : LTE (Long Term Evolution) là một chuẩn truyền thông di động do 3GPP phát triển từ chuẩn UMTS Ø Mục tiêu : ü Tốc độ đỉnh tức thời với băng thông 20MHz : Tải xuống: 100Mbps Tải lên: 50Mbps ü Dung lượng dữ liệu truyền tải trung bình của một người dùng trên 1MHz so với mạng HSDPA. ü Hoạt động tối ưu với tốc độ di chuyển của thuê bao là 015km/h. Vẫn duy trì hoạt động khi thuê bao di chuyển với tốc độ từ 120350 km/h (thậm chí 500km/h tùy băng tần). ü Các chỉ tiêu trên phải đảm bảo trong bán kính vùng phủ tróng 5km, giảm chút ít trong phạm vi đến 30km. Từ 30100km thì không hạn chế.
Chương I:Tổng quan về mạng LTE Ø Để đạt được mục tiêu này, sẽ có rất nhiều kỹ thuật mới được áp dụng trong đó nổi bật là kỹ thuật vô tuyến OFDMA, kỹ thuật anten MIMO. Ngoài ra hệ thống này sẽ chạy hoàn toàn trên nền IP (allIPnetwork), và hỗ trợ cả 2 chế độ FDD và TDD Hình 1.1
Chương I:Tổng quan về mạng LTE 1.2: Mục tiêu thiết kế LTE § 1.2.1 Tiềm năng công nghệ ü Yêu cầu được đặt ra việc đạt tốc độ giữ liệu đỉnh cho đường xuống là 100Mbps và đường lên là 50Mbps, khi hoạt động trong phân bố phổ 20MHz. Khi mà phân bố phổ hẹp hơn thì tốc độ dữ liệu đỉnh cũng sẽ tỉ lệ theo. ü Do đó, điều kiện đặt ra là có thể biểu diễn được 5 bit/s/Hz cho đường xuống và 2.5 bit/s/Hz cho đường lên. ü Như đã nói ở trên LTE hỗ trợ cả chế độ FDD và TDD, xét trường hợp TDD do truyền dẫn đường lên và đường xuống không xuất hiện đồng thời nên yêu cầu tốc độ dữ liệu đỉnh cũng không thể trùng nhau đồng thời. ü Đối với trường hợp FDD, đặc tính của LTE cho phép quá trình phát và thu đồng thời đạt được tốc độ dữ liệu đỉnh theo phần lý thuyết ở trên.
Chương I:Tổng quan về mạng LTE § 1.2.2 Hiệu suất hệ thống Phương pháp đo hiệu suất Mục tiêu đường xuống so với cơ bản Mục tiêu đường lên so với cơ bản Lưu lượng người dùng trung bình (trên 3 lần – 4 lần 2 lần – 3 lần 1MHz) Lưu lượng người dùng tại biên tế bào (trên 2 lần – 3 lần 2 lần – 3 lần 1MHz phân vị thứ 5) Hiệu suất phổ bit/s/Hz/cell 3 lần – 4 lần 2 lần – 3 lần Bảng 1.2: Mục tiêu hiệu suất hệ thống LTE
Chương I:Tổng quan về mạng LTE § 1.2.3 Quản lý tài nguyên vô tuyến ü Những yêu cầu về quản lý tài nguyên vô tuyến được chia ra như sau: hỗ trợ nâng cao cho QoS end to end, hỗ trợ hiệu quả cho truyền dẫn ở lớp cao hơn, và hỗ trợ cho việc chia sẻ tài nguyên cũng như quản lý chính sách thông qua các công nghê truy nhập vô tuyến khác nhau. ü Việc hỗ trợ nâng cao cho QoS end to end yêu cầu cải thiện sự thích ứng giữa dịch vụ, ứng dụng và các điều kiện về giao thức. ü Việc hỗ trợ hiệu quả cho truyền dẫn ở lớp cao hơn đòi hỏi LTE phải có khả năng cung cấp cơ cấu để hỗ trợ truyền dẫn hiệu suất cao và hoạt động của các giao thức ở lớp cao hơn qua giao tiếp vô tuyến.
Chương I:Tổng quan về mạng LTE 1.3: Kiến trúc giao thức LTE Hình 1.3:Kiến trúc giao thức LTE
Chương I:Tổng quan về mạng LTE § 1.3.1:Tổng quan các giao thức: Ø Giao thức hội tụ số liệu gói (PDCP: Packet Data Convergence Protocol) th ực hiện nén tiêu đề để giảm số bit cần thiết phát trên giao diện vô tuyến Ø Điều khiển liên kết vô tuyến (RLC: Radio link Control) chịu trách nhiệm phân đoạn/móc nối, xử lý phát lại và chuyển theo thứ tự đến lớp cao hơn Ø Điều khiển truy nhập môi trường (MAC: Medium Acccess Control) xử lý các phát lại HARQ lập biểu đường lên và đường xuống Ø Lớp vật lý (PHY) xử lý mã hóa/giải mã, điều chế/giải điều chế, sắp xếp đa anten và các chức năng điển hình khác của lớp vật lý. Lớp vật lý cung cấp các dịch vụ cho lớp MAC trong dạng các kênh vật lý.
Chương I:Tổng quan về mạng LTE § 1.3.2 RLC (radio link control)Điều khiển liên kết vô tuyến ü Chịu trách nhiệm phân đoạn/móc nối, xử lý phát lại và chuyển theo thứ tự đến lớp cao hơn. ü Khác với WCDMA, giao thức RLC được đặt trong e NodeB vì chỉ có một kiểu nút duy nhất trong kiến trúc mạng truy nhập vô tuyến của LTE. ü RLC cung cấp các dịch vụ cho PDCP ở dạng các kênh mang vô tuyến. Mỗi đầu cuối được lập cấu hình một thực thể RLC trên một kênh mang vô tuyến.
Chương I:Tổng quan về mạng LTE § 1.3.3 Điều khiển truy nhập môi trường (MAC: Medium Acccess Control) ü Xử lý các phát lại HARQ lập biểu đường lên và đường xuống. ü Chức năng lập biểu được đặt tại e NodeB, mỗi nút này có một thực thể MAC cho một ô, cho cả đường lên và đường xuống. ü Một bộ phận của giao thức HARQ được đặt trong đầu phát và đầu thu của giao thức MAC. ü MAC cung cấp các dịch vụ cho RLC trong dạng các kênh logic
Chương I:Tổng quan về mạng LTE § 1.3.4 Lập biểu đường xuống ü Trên đường xuống, mỗi đầu cuối báo cáo ước tính chất lượng kênh tức thời cho trạm gốc. ü Các ước tính này nhận được bằng cách đo một tín hiệu tham khảo được phát đi từ trạm gốc và cũng được sử dụng cho cả mục đích giải điều chế. ü Dựa trên ước tính chất lượng kênh, bộ lập biểu đường xuống ấn định các tài nguyên cho những người sử dụng. Về nguyên tắc đầu cuối được lập biểu có thể được ấn định một tổ hợp bất kỳ gồm các khối tài nguyên rộng 180kHz trong mỗi khoảng thời gian lập biểu 1ms.
Chương I:Tổng quan về mạng LTE 1.4 Lớp vật lý LTE 1.4.1 Sơ đồ truyền dẫn đường xuống § 1.4.1.1:Tài nguyên vật lý đường xuống Ø LTE đường xuống dựa trên OFDM. Tài nguyên vật lý đường xuống của LTE có thể xem như là lưới tần sốthời gian (hình 1.4.1), trong đó mỗi phần tử tài nguyên tương ứng với một sóng mang con OFDM trong khoảng thời gian một ký hiệu. Hình 1.4.1
Chương I:Tổng quan về mạng LTE Ø Từ minh họa trên hình 1.4.2, trong miền tần số các sóng mang con được nhóm thành các khối tài nguyên tương ứng với băng thông khối tài nguyên chuẩn 180 kHz. Ngoài ra sóng mang con DC (một chiều) tại tâm của phổ đường xuống sẽ không được sử dụng. Sở dĩ không sử dụng sóng mang con DC là vì nó có thể trùng với tần số của bộ dao động nội tại máy phát trạm gốc và (hoặc) máy thu đầu cuối di động. Hình 1.4.2:Cấu trúc miền thời gian – tần số đường xuống của LTE
Chương I:Tổng quan về mạng LTE Ø Hình 1.4.3 cho thấy cấu trúc miền thời gian cho truyền dẫn đường xuống của LTE. Mỗi khung con 1ms gồm hai khe đồng kích thước có độ dài Tslot=0,5ms (15360.Ts). Mỗi khe gồm một số ký hiệu OFDM. Một khung bao gồm hai khe đồng kích thước. Mỗi khe gồm bẩy hoặc sáu ký hiệu OFDM trong trường hợp CP bình thường và trong trường hợp CP mở rộng Hình 1.4.3:Cấu trúc khung con và khe đường xuống
Chương I:Tổng quan về mạng LTE § 1.4.1.2 Các tín hiệu tham khảo đường xuống Ø Chức năng của tín hiệu tham khảo đường xuống như sau: ü Đo chất lượng kênh đường xuống. ü Ước tính kênh đường xuống để giải điều chế tại UE. ü Tìm ô và bắt ban đầu. Ø Cách trực tiếp để ước tính kênh đường xuống trong trường hợp truyền dẫn OFDM là chèn các ký hiệu tham khảo biết trước vào lưới thời giantần số. Trong LTE, các tín hiệu tham khảo này được gọi chung là các tín hiệu tham khảo đường xuống.
Chương I:Tổng quan về mạng LTE Ø Như minh họa trên hình 1.4.4, các ký hiệu tham khảo đường xuống được chèn vào ký hiệu OFDM đầu và ký hiệu thứ ba trước cuối của mỗi khe với khoảng cách là sáu sóng mang trong miền tần số. Ngoài ra khoảng dịch giữa ký hiệu tham khảo thứ nhất và thứ hai là ba sóng mang. Như vậy trong mỗi k.hối tài nguyên với 12 sóng mang trong một khe sẽ có bốn ký hiệu tham khảo. Hình 1.4.4:Cấu trúc tín hiệu tham khảo đường xuống trong trường hợp CP bình thường
Chương I:Tổng quan về mạng LTE § 1.4.1.3 Xử lý kênh truyền tải đường xuống Ø Lớp vật lý giao tiếp với các lớp cao hơn đặc biệt là với lớp MAC thông qua các kênh truyền tải. LTE thừa hưởng nguyên lý cơ sở của WCDMA/HSPA rằng số liệu được chuyển đến kênh vật lý trong dạng các khối truyền tải có kích thước nhất định. Ø Xử lý kênh truyền tải đường xuống, đặc biệt là xử lý DLSCH, được minh họa trên hình 1.4.5 với hai chuỗi xử lý riêng biệt, trong đó mỗi chuỗi tương ứng với xử lý một khối truyền tải. Chuỗi xử lý thứ hai tương ứng với khối truyền tải thứ hai chỉ tồn tại trong Hình 1.4.5: Xử lý khối truyền tải đường xuống
Chương I:Tổng quan về mạng LTE Ø Trong bước xử lý kênh truyền tải đầu tiên, CRC được tính toán và được gắn vào khối truyền tải (hình 1.4.6). CRC cho phép phía thu phát hiện lỗi dư trong khối truyền tải đã được giải mã kênh. Chỉ thị lỗi tương ứng sau đó có thể được sử dụng bởi giao thức HARQ đường xuống. Hình 1.4.6:Tính toán và chèn CRC đường xuống vào khối truyền tải
Chương I:Tổng quan về mạng LTE Ø Các phát hành đầu tiên của chuẩn truy nhập vô tuyến WCDMA (trước HSPA) cho phép áp dụng cả mã hóa xoắn và mã hóa turbo cho các kênh truyền tải. Đối với HSPA, mã hóa kênh được đơn giản vì chỉ sử dụng mã hóa turbo cho các kênh truyền tải liên quan đến HSPA (HSDSCH cho đường xuống và EDCH cho đường lên). Điều này cũng đúng đối với kênh chia sẻ đường xuống LTE, nghĩa là chỉ có mã turbo được áp dụng trong trường hợp truyền dẫn DLSCH. Cấu trúc tổng thể của mã hóa turbo LTE được minh họa trên hình 1.4.7 Hình 1.4.7:Bộ mã hóa turbo