MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Nhiệm vụ luận văn
Mục lục
Tóm tắt luận văn
Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt
Danh mục các hình vẽ
Danh mục các bảng
Lời mở đầu 1
CHƢƠNG I
YÊU CẦU RA ĐỜI MẠNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN TỐC ĐỘ CAO,
BĂNG THÔNG RỘNG
1.1 Lộ trình phát triển của các hệ thống thông tin vô tuyến mặt đất số 3
1.1.1 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất ( 1G) 3
1.1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai (2G) 3
1.1.3 Hệ thống thông tin di động 2.75G 4
1.1.4 Hệ thống thông tin di động 3G 5
1.1.5 Lộ trình phát triển lên 4G của IMT-ADVANCED 6
1.1.5.1 Các nghiên cứu và lộ trình phát triển của công nghệ 4G 6
1.1.5.2 Định hƣớng và tƣơng lai của 4G 8
1.2 Đặc điểm và quá trình ứng dụng của 1 số hệ thống thông tin vô tuyến
băng rộng khác 9
1.2.1 WI-FI 9
1.2.2 WIMAX 12 3.1.2 E-UTRAN Node B (eNodeB) 50
3.1.3 Mạng lõi 51
3.2 Giao diện mạng E-UTRAN 53
3.2.1 Giao diện S1 53
3.2.1.1 Cấu trúc giao thức trên S1 54
3.2.2 Giao diện X2 56
3.2.2.1 Cấu trúc giao thức trên X2 56
3.3 Ứng dụng triển khai LTE trong mạng Viettel 57
3.3.1 Thiết kế mạng LTE 57
3.3.1.1 Tiêu chuẩn về công nghệ 57
3.3.1.2 Lƣu lƣợng tối đa phục vụ của một trạm phát sóng 58
3.3.1.3 Công suất phát và bán kính phủ sóng của một trạm phu phát
sóng 58
3.3.1.4 Cấu trúc và tổ chức mạng Viễn thông 59
3.3.1.5 Phƣơng pháp và cách tính để triển khai mạng liên quan đến
dung lƣợng và bán kính phủ sóng 60
3.3.1.6 Kết quả mô phỏng và thiết kế trạm 61
3.3.1.7 Tốc độ và mức cƣờng độ tín hiệu thu đƣợc 70
3.3.1.8 Vùng phủ thực tế và các KPI đo kiểm 71
3.3.2 Hiệu quả sử dụng băng tần 73
3.3.2.1 Phân chia kênh 73
3.3.2.2 Mặt nạ phát xạ sử dụng trong triển khai thử nghiệm 74
3.3.2.3 Hiệu quả sử dụng tần số 74
3.4 Kết nối, giao diện và chia sẻ hạ tầng với các mạng viễn thông 75
3.4.1 Các giao diện 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

3GPP
3
rd
Generation Partnership Project
Đề án các đối tác thế hệ
thứ ba
3GPP2
3
rd
Generation Partnership Project 2
Đề án các đối tác thế hệ
thứ ba-2
AMC
Adaptive Modulation and Coding
Điều chế và mã hóa thích
nghi
AMR
Adaptive MultiRate
Đa tốc độ thích ứng
ARQ

theo mã
CEPT
European Conference of Postal and
Telecommunications Administraition
Hội nghị quản lý bƣu
chính viễn thông Châu Âu
CN
Core Network
Mạng lõi
CP
Cyclic Prefix
Tiền tố vòng
CQI
Channel-Quality Indicator
Chỉ thị chất lƣợng kênh CQICH
Channel Quality Indication
Channel (for WiMAX)
Kênh chỉ thị chất lƣợng
(cho WiMAX)
CSSR
Call Setup Success Rate

UTRAN tăng cƣờng
EV-DO
Evolution-Data Optimized
(of CDMA2000 1x)
Chỉ tiến hóa dữ liệu
EV-DV
Evolution-Data and Voice
(of CDMA 1x)
Tiến hóa cả thoại và dữ
liệu
FCC
Federal Communications
Commission
Ủy ban viễn thông liên
bang
FDD
Frequency Division Duplex
Song công theo tần số
FDM
Frequency-Division Multiplex
Ghép theo tần số
FDMA
Frequency-Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia
theo tần số
FEC
Forward Error Correction
Sửa lỗi tại máy thu
ARQ lai
HOSR
Hand Over Success Rate
Tỷ lệ chuyển giao thành
công
HSDPA
High-Speed Downlink Packet Access
Truy nhập gói đƣờng
xuống tốc độ cao
HSPA
High-Speed Packet Acess
Truy nhập gói tốc độ cao
HSS
Home Subscriber Server
Máy chủ thuê bao nhà
HSUPA
High-Speed Uplink Packet Access
Truy nhập gói đƣờng lên
tốc độ cao
IDFT
Inverse DFT
DFT ngƣợc
IEEE
Institute of Electrical and Electronics
Engineers
Viện các kỹ sƣ điện và
điện tử
IFFT
Inverse Fast Fourier Transform
FFT ngƣợc

Lon
Longitude
Kinh độ
LTE
Long-Term Evolution
Tiến hóa dài hạn
MAC
Medium Access Control
Điều khiển truy nhập môi
trƣờng
MIMO
Multiple-Input Multiple-Output
Nhiều đầu vào nhiều đầu
ra
MMSE
Minimum Mean Square Error
Lỗi bình phƣơng trung
bình cực tiểu
MME
Mobile Management Entity
Phần tử quản lý di động
MRC
Maximum Ratio Combining
Kết hợp tỷ số cực đại
MSC
Mobile Switching Center
Tổng đài di động
NMT
Nordisk MobilTelefon (Nordic
Mobile Telephony)


QAM
Quadrature Amplitude Modulation
Điều chế biên độ cầu
phƣơng
QoS
Quality-of-Service
Chất lƣợng dịch vụ
QPSK
Quadrature Phase-Shift Keying
Điều chế số dịch pha cầu
phƣơng
RAN
Radio Access Network
Mạng truy nhập ngẫu
nhiên
RAT
Radio Access Technology
Công nghệ truy nhập vô
tuyến
RNC
Radio Network Controller
Bộ điều khiển mạng vô
tuyến
RRC
Radio Resource Control
Điều khiển tài nguyên vô
tuyến
RRM
Radio Resource Management STBC
Space Time Block Code
Mã khối không gian thời
gian
STTD
Space Time Transmit Diversity
Phân tập phát không gian
thời gian
SON
Self-Optimising Network
Mạng tự tối ƣu hóa
SINR
Signal-to-Interference-and-Noise
Ratio
Tỷ số tín hiệu/nhiễu/tạp
âm
SNR
Signal-to-noise ratio
Tỷ số tín/tạp
TEID
Tunnel Endpoint Identifier
Nhận dạng điểm cuối
đƣờng hầm
TDMA
Time Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Quá trình phát triển các công nghệ thông tin di động 4G 8
Hình 1.2 Cấu hình một mạng WLAN điển hình 11
Hình 2.1 Phổ của tín hiệu OFDM 18
Hình 2.2 Sơ đồ khối hệ thống OFDM. 19
Hình 2.3 Truyền dẫn đơn sóng mang băng rộng và truyền dẫn OFDM trên
kênh chọn lọc tần số 22
Hình 2.4 Mã hóa kênh kết hợp với đan xen tần số để cung cấp phân tập
tần số cho truyền dẫn OFDM 23
Hình 2.5 OFDM đƣợc sử dụng cho sơ đồ ghép kênh/đa truy nhập 24
Hình 2.6 Ghép kênh ngƣời sử dụng / OFDM phân bố. 25
Hình 2.7 Điều khiển định thời phát đƣờng lên 25
Hình 2.8 SC-FDMA trên cơ sở DFTS-OFDM 28
Hình 2.9 Ví dụ minh họa sự khác nhau trong việc truyền các symbol số
liệu theo thời gian đối với OFDMA và SC-FDMA 28
Hình 2.10 Các phƣơng pháp ấn định sóng mang con cho nhiều ngƣời sử
dụng 30
Hình 2.11 Thích nghi đƣờng truyền bằng điều khiển công suất 31
Hình 2.12 Thích nghi đƣờng truyền bằng điều khiển tốc độ 32
Hình 2.13 Lập lịch phụ thuộc kênh 35
Hình 2.14 Ví dụ của 3 cách lập lịch khác nhau cho 2 ngƣời dùng với chất
lƣợng kênh trung bình khác nhau 37
Hình 2.15 Kết hợp anten tuyến tính 40
Hình 2.16 Kết hợp anten tuyến tính 41 Hình 3.17 Kết nối giao diện S6a. 77
Hình 3.18 Kết nối giao diện S11 77
DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Lƣu lƣợng phục vụ tối đa của một trạm phát sóng LTE 58
Bảng 3.2 Công suất phát và bán kính phủ sóng của trạm LTE 58
Bảng 3.3 Các chỉ tiêu KPI đo kiểm 73
Bảng 3.4 Các thông số kỹ thuật trạm BTS thử nghiệm 73
Bảng 3.5 Giới hạn phát xạ ngoài dải tối đa 74
Bảng 3.6 Lƣu lƣợng phục vụ tối đa của một trạm gốc tại HCM 78
Bảng 3.7 Lƣu lƣợng phục vụ tối đa của một trạm gốc tại Hà Nội 78
Bảng 3.8 Lƣu lƣợng trung bình của một trạm gốc tại HCM 79
Bảng 3.9 Lƣu lƣợng trung bình của một trạm gốc tại Hà Nội 79
Bảng 3.10 Tốc độ tải lên, tải xuống cố định 79
Bảng 3.11 Tốc độ tải lên, tải xuống di động 80
Bảng 3.12 Tỷ lệ thiết lập dịch vụ thành công đo kiểm 81
Bảng 3.13 Tỷ lệ thiết lập dịch vụ thành công & tỷ lệ chuyển giao thành công
81
Bảng 3.14 Độ trễ truyền dữ liệu 82

còn khá mới mẻ nhƣng mạng di động băng rộng 4G đang đƣợc kỳ vọng sẽ tạo
ra nhiều thay đổi khác biệt so với những mạng di động hiện nay.

2 Xuất phát từ những vấn đề trên, tôi đã lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp
của mình: “Một số giải pháp kỹ thuật cơ bản áp dụng cho hệ thống di
động LTE và quá trình triển khai tại Việt Nam”. Luận văn đi vào tìm hiểu
tổng quan về công nghệ LTE cũng nhƣ những giải pháp kỹ thuật và các thành
phần đƣợc sử dụng trong công nghệ này để làm sáng tỏ thêm những tiềm
năng hấp dẫn mà công nghệ này sẽ mang lại và ứng dụng triển khai công nghệ
này tại Việt Nam.
Luận văn đƣợc chia làm 3 chƣơng bao gồm:
Chƣơng I Yêu cầu ra đời mạng thông tin vô tuyến tốc độc cao,
băng thông rộng.
Chƣơng II Một số giải pháp kỹ thuật cơ bản của hệ thống LTE.
Chƣơng III Lộ trình triển khai mạng 4G tại Việt Nam.
Do thời gian và năng lực còn hạn chế nên luận văn không thể tránh khỏi
những thiếu sót, tôi rất mong nhận đƣợc những ý kiến nhận xét, đóng góp của
các thầy giáo để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn
TS.Lê Khắc Ngọc Anh cùng các thầy giáo trong khoa Vô tuyến Điện tử - Học
Viện Kỹ thuật Quân sự đã tận tình giảng dạy và hƣớng dẫn giúp tôi hoàn
thành luận văn này.

 Chất lƣợng thoại tốt hơn.
 Hỗ trợ các dịch vụ số liệu (data).
 Phƣơng thức truy nhập : TDMA, CDMA băng hẹp.
Một số hệ thống điển hình:
 GSM (Global System for Mobile Phone) sử dụng phƣơng thức truy
cập TDMA đƣợc triển khai tại châu Âu.
 D-AMPS (IS-136-Digital Advance Mobile Phone System) sử dụng
phƣơng thức truy cập TDMA đƣợc triển khai tại Mỹ.
 IS-95 (CDMA One) sử dụng phƣơng thức truy cập CDMA đƣợc triển
khai tại Mỹ và Hàn Quốc.
 PDC (Personal Digital Cellular) sử dụng phƣơng thức truy cập TDMA
đƣợc triển khai tại Nhật Bản.
1.1.3 Hệ thống thông tin di động 2.75G
Một giải pháp kỹ thuật khác để đạt đƣợc tốc độ bit tƣơng thích với các
ứng dụng truyền thông đa phƣơng tiện tốc độ cao đó là giải pháp EDGE
(Enhanced Data Rate for Evolution). Giải pháp này sử dụng đặc trƣng phổ
của GSM cho phép tốc độ bit đạt tới 384 Kbps. Chuẩn EDGE cho phép đạt
đƣợc tốc độ bit này bằng việc kết hợp sử dụng phƣơng thức điều chế pha 8-
PSK (8-Phase Shift Keying) và sử dụng hay kết hợp nhiều khe thời gian trong
quá trình truyền dẫn nhƣ trong mạng GPRS thay vì chỉ sử dụng khe thời gian
nhƣ trong mạng GSM. Bằng việc có thể sử dụng lại hầu hết các cơ sở vật chất
của mạng GSM, giải pháp này cho phép giảm giá thành đầu tƣ.

5 1.1.4 Hệ thống thông tin di động 3G
Đây là thế hệ thứ ba của chuẩn công nghệ điện thoại di động, cho phép
truyền cả dữ liệu thoại và 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

trong thế vận hội Olympic gần đây.
1.1.5 Lộ trình phát triển lên 4G của IMT-ADVANCED
1.1.5.1 Các nghiên cứu và lộ trình phát triển của công nghệ 4G
ITU-R WP8F tuyên bố rằng cần có các công nghệ vô tuyến di động mới
để đáp ứng các khả năng cao hơn IMT-2000, tuy nhiên, vẫn chƣa chỉ rõ đó là
công nghệ nào. Thuật ngữ IMT-Adv cũng sẽ có các bƣớc phát triển giống nhƣ
IMT-2000 và sẽ có các khả năng của các hệ thống trƣớc đó. Quá trình định
nghĩa IMT-Adv còn đang đƣợc khởi thảo trong WP8F và sẽ hoàn toàn giống
nhƣ quá trình nghiên cứu các khuyến nghị cho IMT-2000. Nó sẽ dựa trên tập
các yêu cầu kĩ thuật tối thiểu và các tiêu chí đánh giá đƣợc thông qua bởi tất
cả các thành viên ITU và các tổ chức khác. Các công nghệ đƣợc đề cử sẽ
đƣợc đánh giá dựa trên các tiêu chí đã thoả thuận. Việc đánh giá sẽ đƣợc tiến
hành cùng với sự cộng tác của các tổ chức bên ngoài ITU nhƣ các tổ chức
nghiên cứu tiêu chuẩn. Vì quá trình này cần sự đồng thuận nên một số công
nghệ có thể áp dụng cho IMT-Adv không thể xác định trƣớc. Nó phải là sự
cân đối giữa: tính kinh tế khi mở rộng, hỗ trợ các môi trƣờng của ngƣời sử
dụng khác nhau và khả năng của các công nghệ khác nhau. Ngoài ra khả năng
sử dụng máy đầu cuối trên toàn cầu cũng sẽ là một tiêu chí quan trọng.
Trong giới nghiên cứu, một số đề án đang đƣợc tiến hành trong IMT-
2000 Avd và thế hệ sau của truy nhập vô tuyến. Chẳng hạn đề án Winner

7 đƣợc hỗ trợ một phần kinh tế từ liên minh châu Âu là đề án dành cho nghiên
cứu về vấn đề này. Khái niệm của Winner có rất nhiều các phần tử gần giống
với LTE. Tuy nhiên Winner đặt mục tiêu cho tốc độ số liệu cao hơn và vì thế
đƣợc thiết kế cho băng thông rộng hơn 20 MHz. Một điểm khác nữa là
Winner sẽ sử dụng các chế độ chuyển tiếp và đa chặng.
Một đề án khác giống nhƣ đề án của châu Âu nói trên là đề án “Tƣơng

qua cho chuẩn 4G chính là từ hỗ trợ của các hãng di động toàn cầu; các tổ
chức chuẩn hóa và đặc biệt là sự xuất hiện của các công nghệ mạng di động tế
bào tiền 4G (LTE, UMB và Wimax II). Chúng sẽ là các công nghệ quan trọng
giúp ITU xây dựng các chuẩn 4G trong thời gian tới.
Theo dự đoán của các nhà phân tích, các công nghệ nhƣ EV-DO và
HSPA sẽ không còn đủ mạnh vào những năm 2011-2012. Theo họ, rất nhiều
thiết bị đầu cuối sử dụng các công nghệ 3G hay 3,5G đều có bộ vi xử lý
không thực sự phù hợp cho các ứng dụng đa phƣơng tiện, mặc dù tính năng
này mạng đã hỗ trợ. Vì thế mà các thiết bị đầu cuối sẽ phải cải tiến trƣớc khi
ngƣời dùng nghĩ đến chi phí mà họ phải trả cho các thiết bị đầu cuối để sử
Hình 1.1 Quá trình phát triển các công nghệ thông tin di động 4G [4,5,6].

9 dụng các dịch vụ tốc độ cao đã tƣơng xứng hay chƣa. Hiện tại, các nhà đầu tƣ
có thể mở rộng khả năng cho mạng 3G bằng cách nâng cấp lên 3,5G, điều đó
đồng nghĩa với việc ứng dụng 4G sẽ bị chậm lại.
Hiện nay, phần lớn các nhà khai thác viễn thông đều lên kế hoạch thực
hiện 4G tại các vùng đô thị, nơi mà có nhiều các tổ chức, công ty cũng nhƣ số
lƣợng khách hàng lớn - các đối tƣợng luôn mong muốn các dịch vụ chất
lƣợng tốt và tốc độ truyền dữ liệu cao. Tuy nhiên, trƣớc mắt các nhà đầu tƣ sẽ
tiếp tục cung cấp các dịch vụ 3G cũng nhƣ 3,5G và nó đƣợc xem nhƣ là quá
trình thực hiện từng bƣớc cho 4G. Điều này không chỉ giúp họ tiếp tục mở
rộng vùng phủ sóng, gia tăng số lƣợng khách hàng mà còn giúp thu hồi vốn
đã đầu tƣ cho 3G. Với ngƣời dùng, có thể chuyển dễ dàng sang công nghệ 4G,
bởi với họ đơn giản đó chỉ là sự mở rộng các ứng dụng của mạng 3G hay
3,5G mà họ đang dùng.
Tại các nƣớc châu Phi, khu vực Mỹ La tinh, Hàn Quốc và Mỹ sử dụng
phổ biến CDMA, vì vậy các nhà khai thác đang hƣớng mạng của họ phát triển

dàng và tự phát giữa các thiết bị đã thúc đẩy mạng cục bộ không dây
(Wireless Local Area Networks – WLAN ) tiếp tục phát triển và đƣợc sử
dụng rộng rãi.
Một mạng LAN vô tuyến (WLAN) là một hệ thống truyền thông dữ liệu
linh hoạt đƣợc thực hiện nhƣ một sự mở rộng hay sự thay đổi của mạng LAN
hữu tuyến. Mạng LAN vô tuyến là mạng dữ liệu, có thể thay thế hoặc mở
rộng mạng cáp đồng, sử dụng công nghệ tần số vô tuyến RF hay hồng ngoại
để truyền và nhận số liệu thông qua không gian, tối thiểu hoá nhu cầu kết nối
hữu tuyến. WLAN cung cấp tất cả các chức năng và ƣu điểm của một mạng
LAN truyền thống nhƣ Ethernet hay Ring mà không bị giới hạn bởi cáp. Vì
vậy, WLAN kết hợp đƣợc việc kết nối truyền số liệu với tính di động của
ngƣời sử dụng.

11

Một cấu hình WLAN điển hình đƣợc trình bày trong hình 1.2. Thiết bị
thu/phát đƣợc gọi là các điểm truy nhập Access Point (AP) nối tới mạng hữu
tuyến từ một điểm cố định. Điểm truy nhập nhận, lƣu tạm thời và phát nối các