Đồ án Tốt nghiệp Đại học Mở đầu

Phạm Phƣơng Đông – D08VT1 1
MỞ ĐẦU

Thông tin di động số đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới với
những ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thông tin, trong dịch vụ và trong cuộc
sống hằng ngày. Các kĩ thuật không ngừng đƣợc hoàn thiện đáp ứng nhu cầu của
ngƣời tiêu dùng. Để đáp ứng nhu cầu băng thông lớn, tốc độ ngày càng cao của con
ngƣời thì 3G cũng nhƣ phát triển lên 4G ngày càng trở lên vô cùng cấp thiết.
Để có thể tạo ra một mạng 4G(LTE) đáp ứng đƣợc các nhu cầu ngƣời sử dụng,
và áp dụng triển khai thực tế, các nhà mạng các công ty sản xuất thiết bị cũng nhƣ các
tổ chức tiêu chuẩn đã không ngừng nghiên cứu và thử nghiệm. Việc áp dụng các lý
thuyết cơ bản, các ứng dụng thực tế đã đem lại kết quả khả quan cho sự phát triển 4G.
Một giải pháp tƣơng đối đơn giản đó là làm giảm khoảng cách đến với thiết bị ngƣời
dùng di động, thì hiệu quả mang lại là rất lớn. Khi trạm gốc đƣợc đặt trong nhà sẽ có
khả năng cung cấp một dịch vụ băng thông rộng và tốc độ cao. Và truyền tải thoại
không có ƣu cầu quá cao sẽ vẫn đƣợc duy trì trên trạm gốc của nhà cung cấp dịch vụ
đặt bên ngoài. Nhƣng thực tế nó cũng gặp phải thách thức về nhiễu giữ trạm gốc trong
nhà và trạm gốc bên ngoài. Các nhà cung cấp thiết bị hay các tổ chức nghiên cứu cũng
đƣa ra các giải pháp cho thách thức này. Vì vậy, trong đồ án này, em nghiên cứu đề
tài: “Hệ thống thông tin di động sử dụng Femtocell” với trọng tâm là tìm hiểu một số
thuật toán điều khiển công suất cho mạng thông tin di động sử dụng femtocell ở
Chƣơng 3. Quyền đồ án gồm 4 chƣơng là:
Chương1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống thông tin di động LTE/LTE-Advance.
Chương 2: Hệ thống thông tin di động LTE/LTE-Advanced sử dụng femtocell.
Chương 3: Một số giải pháp cho hệ thống LTE/LTE-Advanced sử dụng femtocell.
Chương 4: Kết luận và kiến nghị.
Trong quá trình làm đồ án khó tránh khỏi sai sót, em rất mong sự chỉ dẫn của
các thầy cô giáo và sự góp ý của các bạn để đồ án đƣợc hoàn thiện hơn. Em chân thành
cảm ơn thầy Trƣơng Trung Kiên đã giúp em hoàn thành đồ án này!

2.2.3 Kết nối Femtocell tới mạng lõi 42
2.3 Thách thức đối với Femtocell 49
2.3.1 Thách thức về kỹ thuật 49
2.3.2 Các vấn đề kinh tế và quản lý 55
CHƢƠNG 3 MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG LTE\LTE ADVANCED SỬ DỤNG
FEMTOCELL 59
3.1 Quản lý công suất cho mạng femtocell xanh 59
3.1.1Femtocell môi trƣờng doanh nghiệp 60
3.1.2 Thuật toán điểu khiển công suất 62
3.1.3 Ví dụ Femtocell tối ƣu hóa 68
3.2 Thiết lập công suất thích ứng 69
3.2.1 Đề án mức công suất thích nghi 70
3.3 Đánh giá và mô phỏng 74
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Mục lục

Phạm Phƣơng Đông – D08VT1 2
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81
4.1 Kết luận 81
4.2 Kiến nghị 81
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Mục lục

Phạm Phƣơng Đông – D08VT1 3
MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG

Hình 1.1: Mạng tế bào tái sử dụng tần số. 10
Hình 1.2: Cặp băng tần đƣờng lên và xuống trong GMS 900 11
Hình 1.3: Tổng quan mạng 3G 13

Phạm Phƣơng Đông – D08VT1 4
Hình 3.8: Trƣờng hợp CR=2km; PL =30dB 77
Hình 3.9: Trƣờng hợp CR=2km; PL =10 dB 78
Hình 3.10: Trƣờng hợp CR=0,289km; PL=10 dB 79
Hình 3.11: Trƣờng hợp CR= 0,289Km; PL= 30dB 80

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Các băng tần sử dụng trong LTE ………………………………………… …28
Bảng 2: So sáng LTE-Advanced với LTE ….……………………………………… ….29
Bảng 3: Các thông số thiết lập macrocell giả định………………………………………73
Bảng 4: Các thông số thiết lập femtocell giả định………………………… …………74

Đồ án Tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt

Phạm Phƣơng Đông – D08VT1 5

KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

STT
Kí hiệu
Tên tiếng anh
Tên tiếng việt
1
AAA
Authentication, Authorization, and
Accounting
Xác thực, ủy quyền và
tính cƣớc
2
ACS

9
BTS
Base Transceiver Station
Trạm thu phát sóng di
động
10
CC
Call Control
Điều khiển cuộc gọi
11
CDMA
Code Division Multiple Access
Da truy nhập phân mã
12
CSCF
Call Session Control Function
Chức năng điều khiển
phiên gọi
13
CSI
Channel State Information
Kênh thông tin trạng
thái
14
CSG
Close Subscriber Group
Nhóm thuê bao đóng
15
D-AMPS
Digital AMPS

FFT
Fast Fourier Transform
Biến đổi Fourier nhanh
22
FDD
Frequency Division Duplex
Truyền song công phân
chia theo tần số
23
FDMA
Frequency Division Mutiple Access
Đa truy nhập phân tần
số
24
FGW
Femtocell GateWay
Cổng femtocell
25
FM
Frequency Modulation
Điều chế tần số
26
F-RS
Fixed Relay Station
Trạm chuyển tiếp cố
định
27
GAN
Generic Access Network
Truy cập mạng chung

Inverse Discrecte Fourier Transform
Biến đổi rời rạc Fourier
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt

Phạm Phƣơng Đông – D08VT1 7
đảo
35
IFFT
Inverse Fast Fourier Transform
Biến đổi nhanh Fourier
đảo
36
IMS
IP Multimedia Subsystem
IP đa phƣơng tiện hệ
thống phụ
37
ITU
International Telecommunication
Union
Liên minh viễn thông
Quốc tế
38
LOS
Line of Sight
Tầm nhìn thẳng
39
LTE
Long Term Evolution
Tiến hóa dài hạn

Mobile Switching Center
Tổng đài chuyển mạch
di động
47
OFDM
Orthogonal frequency
division multiplexing
Ghép kênh phân chia
theo tần số trực giao
48
OSG
Open Subscriber Group
Nhóm thuê bao mở
49
PAPR
Peak to Average Power Ratio
Tỷ lệ công suất đỉnh so
với trung bình
50
PDG
Packet Data Gateway
Cổng gói dữ liệu
51
QI
Quality Indicator
Chỉ số chất lƣợng
52
QoS
Quality of Service
Chất lƣợng dịch vụ

58
SIP
Session Initiation Protocol
Giao thức phiên khởi
đầu
59
SIPTO
Selected IP Traffic Offload
Chọn giảm tải lƣu lƣợng
IP
60
SINR
Signal to Interference plus Noise Ratio
Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu
cộng tạp âm
61
SGSN
Serving GPRS Support Node
Nốt hỗ trợ phụ vụ GPRS
62
SNR
Signal to Noise Ratio
Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu
63
TACS
Total Access Communication Sytem
Hệ thống giao tiếp truy
cập tổng hợp
64
TDD

của nó cũng đƣợc nhìn thấy rõ ràng. Theo Martin Cooper Arraycomm: "Khả năng di
động đã tăng gấp đôi sau 30 tháng kể từ hơn 104 năm qua". Và tốc độ của nó có thể
vƣợt ngoài dự đoán trƣớc đây. Trong chƣơng 1 em muốn giới thiệu khái quát nhất về
hệ thống thông tin di động từ thế hệ đầu tiên là 1G đến thế hệ mới nhất là 4G(LTE).
Đồng thời trình bày tổng quan về hệ thống LTE/LTE-Advanced. Một số cách làm tăng
hiệu quả hệ thống các giải pháp mới nhằm đáp ứng đƣợc sự tăng trƣởng của hệ thống.
1.1 Tổng quan về lịch sử thông tin di động
1.1.1 Hệ thống 1G
Công nghệ di động đầu tiên là công nghệ tƣơng tự, là hệ thống truyền tín hiệu
tƣơng tự (analog), là mạng điện thoại di động đầu tiên của nhân loại, đƣợc khơi mào ở
Nhật vào năm 1979. Những công nghệ chính thuộc thế hệ thứ nhất này có thể kể đến là
: NMT (Nordic Mobile Telephone) đƣợc sử dụng ở các nƣớc Bắc Âu, Tây Âu và Nga.
Cũng có một số công nghệ khác nhƣ AMPS (Advanced Mobile Phone Sytem – hệ
thống điện thoại di động tiên tiến) đƣợc sử dụng ở Mỹ và Úc; TACS (Total Access
Communication Sytem – hệ thống giao tiếp truy cập tổng hợp) đƣợc sử dụng ở Anh,
C-45 ở Tây Đức, Bồ Đào Nha và Nam Phi, Radiocom 2000 ở Pháp; và RTMI ở Italia.
Hầu hết các hệ thống đều là hệ thống analog và yêu cầu chuyển dữ liệu chủ yếu
là âm thanh. Với hệ thống này, cuộc gọi có thể bị nghe trộm bởi bên thứ ba. Một số
chuẩn trong hệ thống này là: NTM, AMPS, Hicap, CDPD, Mobitex, DataTac. Những
điểm yếu của thế hệ 1G là dung lƣợng thấp, xác suất rớt cuộc gọi cao, khả năng
chuyển cuộc gọi không tin cậy, chất lƣợng âm thanh kém, không có chế độ bảo
mật…do vậy hệ thống 1G không thể đáp ứng đƣợc nhu cầu sử dụng .
1.1.2 Hệ thống 2G
Năm 1982, hội nghị quản lý bƣu điện và viễn thông ở Châu Âu (CEPT –
European Conference of Postal and Telecommunications adminstrations) thành lập 1
nhóm nghiên cứu, GSM – Group Speciale Mobile, mục đích phát triển chuẩn mới về
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chƣơng 1. Tổng quan về LTE/LTE Advanced

Phạm Phƣơng Đông – D08VT1 10
thông tin di động ở Châu âu. Năm 1987, 13 quốc gia ký vào bản ghi nhớ và đồng ý

- Downlink ban từ (935 – 960)MHz
Băng tần gồm 124 sóng mang đƣợc chia làm 2 băng, mỗi băng rộng 25MHz,
khoảng cách giữa 2 sóng mang kề nhau là 200KHz. Mỗi kênh sử dụng 2 tần số riêng
biệt cho 2 đƣờng lên và xuống gọi là kênh song công. Khoảng cách giữa 2 tần số là
không đổi bằng 45MHz. Mỗi kênh vô tuyến mang 8 khe thời gian TDMA và mỗi khe
thời gian là một kênh vật lý trao đổi thông tin giữa MS và mạng GSM. Tốc độ mã từ
(6.5- 13)Kbps. 125 kênh tần số đƣợc đánh số từ 0 đến 124 đƣợc gọi là kênh tần số
tuyệt đối
- Sử dụng các phƣơng pháp đa truy nhập chính là :
+ Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA - Frequency Division Multiple
Access ).
+ Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA – Time Division Multiple
Access).
+ Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA – Code Division Multiple Access).
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chƣơng 1. Tổng quan về LTE/LTE Advanced

Phạm Phƣơng Đông – D08VT1 12
1.1.2.2 Các hệ thống điển hình
Thế hệ thứ hai (2G) xuất hiện vào những năm 90 với mạng di động đầu tiên,sử
dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA). Trong thời kỳ của thế hệ
thứ hai, nền công nghệ thông tin di động đã tăng trƣởng vƣợt trội cả về số lƣợng thuê
bao và các dịch vụ giá trị gia tăng. Các mạng thế thứ hai cho phép truyền dữ liệu hạn
chế trong khoảng từ 9.6 kbps đến 19.2 kbps. Các mạng này đƣợc sử dụng chủ yếu cho
mục đích thoại và là các mạng chuyển mạch kênh.Tƣơng tự nhƣ trong 1G, không tồn
tại một chuẩn chung toàn cầu nào cho 2G, hiện nay các hệ thống 2G dựa trên 3 chuẩn
công nghệ chính sau:
- D-AMPS (Digital AMPS): Đƣợc sử dụng tại Bắc Mỹ. D-AMPS đang dần
đƣợcthay thế bởi GSM/GPRS và CDMA2000.
- GSM (Global System for Mobile Communications): Các hệ thống triển khai
GSM đƣợc sử dụng rất rộng rãi trên thế giới (ngoại trừ Bắc Mỹ, Nhật). Hệ

giới hạn tốc độ dữ liệu cho dịch vụ để thực hiện chuẩn IMT-2000 trong môi
trƣờng không lý tƣởng. 384kbps tƣơng ứng với 48kbps trên mỗi khe thời gian,
giả sử một đầu cuối có 8 khe thời gian. Đây là công nghệ di động thế hệ 2.75G.
1.1.3 Hệ thống 3G

Hnh 1.3: Tổng quan mạng 3G
Mạng 3G (Third-generation technology) là thế hệ thứ ba của chuẩn công nghệ
điện thoại di động, cho phép truyền cả dữ liệu thoại và dữ liệu 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 mạch kênh. Hệ thống 3G yêu cầu một mạng truy cập radio hoàn toàn
khác so với hệ thống 2G hiện nay. Điểm mạnh của công nghệ này so với công nghệ
2G và 2.5G là cho phép truyền, nhận các dữ liệu, âm thanh, hình ảnh chất lƣợng cao
cho cả thuê bao cố định và thuê bao đang di chuyển ở các tốc độ khác nhau. Với công
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chƣơng 1. Tổng quan về LTE/LTE Advanced

Phạm Phƣơng Đông – D08VT1 14
nghệ 3G, các nhà cung cấp có thể mang đến cho khách hàng các dịch vụ đa phƣơng
tiện, nhƣ âm nhạc chất lƣợng cao; hình ảnh video chất lƣợng và truyền hình số; Các
dịch vụ định vị toàn cầu (GPS); E-mail; video thời gian thực ; chơi game tốc độ cao;
Quốc gia đầu tiên đƣa mạng 3G vào sử dụng rộng rãi là Nhật Bản. Vào năm
2001, NTT Docomo là công ty đầu tiên ra mắt phiên bản thƣơng mại của mạng W-
CDMA. Năm 2003 dịch vụ 3G bắt đầu có mặt tại châu Âu. Tại châu Phi, mạng 3G
đƣợc giới thiệu đầu tiên ở Marốc vào cuối tháng 3 năm 2007 bởi Công ty Wana.
1.1.3.1 Đặc điểm cơ bản 3G
Các mạng 3G đã đƣợc đề xuất để khắc phục những nhƣợc điểm của các mạng
2G và 2.5G đặc biệt ở tốc độ thấp và không tƣơng thích giữa các công nghệ nhƣ
TDMA và CDMA giữa các nƣớc. Vào năm 1992, ITU công bố chuẩn IMT-200
(International Mobile Telecommunication-2000) cho hệ thống 3G với các ƣu điểm
chính đƣợc mong đợi đem lại bởi hệ thống 3G là:
- Cung cấp dịch vụ thoại chất lƣợng cao

- TD-SCDMA:Chuẩn đƣợc it biết đến hơn là TD-SCDMA đang đƣợc phát triển
tại Trung Quốc bởi các công ty Datang và Siemens
Tần số: hiện tại có 6 băng sử dụng cho UMTS/WCDMA, tập trung vào UMTS tầnsố
cấp phát trong 2 băng Uplink (1885 – 2025)MHz và Downlink (2110 – 2200)MHz.
UMTS sử dụng WCDMA nhƣ một cơ cấu vận chuyển vô tuyến. Điều chế trên đƣờng
lên và xuống là khác nhau. Đƣờng xuống sử dụng dịch khóa pha cầu phƣơng (QPSK)
cho tất cả những kênh vận chuyển. Tuy nhiên, đƣờng lên sử dụng 2 kênh riêng biệt để
thực hiện quay vòng của bộ phát ở trạng thái on và off để không gây ra nhiễu trên
đƣờng audio, những kênh đôi ( dual channel phase chifl keying) dùng để mã hóa dữ
liệu ngƣời dùng tới I hoặc đầu vào In-phase tới bộ điều chế DQPSK, và điều khiển dữ
liệu đã đƣợc mã hóa bằng việc sử dụng mã khác nhau tới đầu vào Q hoặc quadrature
tới bộ điều chế.
Ƣu điểm của công nghệ W-CDMA so với GSM:
- Tiêu chuẩn thống nhất toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến.
- Có khả năng truyền tải đa phƣơng tiện.
- Thực hiện truyền tải dịch vụ hình ảnh tốc độ thấp cho đến tốc độ cao nhất là
2Mbps.
- Tính bảo mật của cuộc thoại và mức độ hiệu quả khai thác băng tần cao hơn.
- Có khả năng chuyển mạch mềm, tích hợp đƣợc với mạng NGN.
- Chất lƣợng thoại đƣợc nâng lên và dung lƣợng mạng tăng lên 4-5 lần so với
GSM.
- CDMA có cơ chế giúp tiết kiệm năng lƣợng, giúp tăng thời gian thoại của pin.
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chƣơng 1. Tổng quan về LTE/LTE Advanced

Phạm Phƣơng Đông – D08VT1 16
- Khả năng mở rộng dung lƣợng của CDMA dễ dàng và chi phí thấp hơn so với
GSM.
1.1.3.2 Mạng 3G phát triển lên 3.5G
3.5G là những ứng dụng đƣợc nâng cấp dựa trên công nghệ hiện có của 3G.
Công nghệ của 3.5G chính là HSDPA (High Speed Downlink Package Access). Đây là

phần 2 của chƣơng 1.
1.1.5 Thống kê và dự đoán về thông tin di động
Dựa trên nhƣng kiến thức trên ta có thể có cái nhìn tổng quan về hệ thống thông
tin di động. Tiến trình phát triển của công nghệ thông tin di động có thể đƣợc khái quá
qua mô hình dƣới đây:

Hnh 1.4: Tiến trnh phát triển thông tin di động
Báo Lenta của Nga vừa dẫn thông báo của Ericsson cho biết thế giới đã có 6 tỷ
thuê bao di động tính đến tháng 2/2012. Trong đó, số ngƣời thực dùng di động hàng
ngày lên tới hơn 4 tỷ. Tính theo dân số thế giới hiện thời là 7 tỷ thì số ngƣời dùng di
động trên toàn thế giới đã vƣợt 60%. Số thuê bao khác với số ngƣời dùng thực vì một
ngƣời có thể sở hữu nhiều thuê bao.
* Công nghệ di động - thuê bao GSM/EDGE giảm sau 2012
GSM/EDGE sẽ tiếp tục đi đầu về mức tăng trƣởng trong những năm tới cho dù
công nghệ HSPA cũng đang có mức tăng trƣởng nhanh chóng. Lý do cho xu hƣớng
này là vì ngƣời sử dụng ở nhóm thu nhập thấp tại các quốc gia đang phát triển có xu
hƣớng sử dụng các loại điện thoại giá rẻ đồng thời cần thời gian để nâng cấp hệ thống
nền tảng điện thoại. Tuy nhiên, sau năm 2012, xu thế thuê bao GSM/EDGE sẽ giảm.

Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chƣơng 1. Tổng quan về LTE/LTE Advanced

Phạm Phƣơng Đông – D08VT1 18 Hnh 1.5: Số lượng thuê bao di động 2008-2017
LTE đang đƣợc triển khai ở một số vùng trên thế giới và có khoảng 1 tỉ thuê
bao vào năm 2017. Tính tới năm 2017, sẽ có khoảng 9 tỉ thuê bao di động.
1.2 Tổng quan LTE/LTE Advanced
1.2.1Lịch sử ra đời LTE
LTE(Long Term Evolution) bắt đầu tiếp tục công việc phát triển hệ thống di

- Tốc độ dữ liệu đỉnh: 100 Mbps cho DL và 50 Mbps cho UL.
- Tăng từ 2 tới 3 lần dung lƣợng ở đƣờng lên so với release 6 của HSUPA.
- Lƣu lƣợng ngƣời sử dụng ở đƣờng xuống tăng 3 tới 4 lần so với release 6 của
HSDPA.
- Chỉ hỗ trợ miền chuyển mạch gói.
- Ít nhất là 200 ngƣời sử dụng trong một ô tế bào trong trạng thái tích cực, với
phổ cấp phát lên tới 5 Mhz.
- E- UTRAN cần phải đƣợc tối ƣu hóa cho tốc độ di động thấp từ 0 đến 15 km/h.
- Giảm sự phức tạp của hệ thống và thiết bị đầu cuối.
- Dễ dàng chuyển đổi từ mạng cũ.
- Đơn giản hóa và tối ƣu số lƣợng giao diện.
- E- UTRA sẽ hoạt động theo phổ đƣợc cấp phát theo các kích cỡ khác nhau, bao
gồm 1,25 Mhz, 1,6 Mhz, 2,5 Mhz, 5 Mhz, 10 Mhz, 15 Mhz, 20 Mhz ở cả đƣờng
lên và đƣờng xuống. Việc sử dụng phổ theo cặp hay không theo cặp sẽ đƣợc hỗ
trợ.
- Hệ thống sẽ có thể hỗ trợ khối nội dung phát qua một tập hợp các tài nguyên
bao gồm tài nguyên về băng tần vô tuyến (nhƣ công suất, lập lịch thích nghi, )
trong cùng các băng tần khác. Ở cả đƣờng lên và đƣờng xuống, và cả các kênh
sắp xếp liền kề hay không liền kề. Một tài nguyên băng tần vô tuyến đƣợc định
nghĩa nhƣ một phổ tần đƣợc sử dụng cho một nhà khai thác.
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chƣơng 1. Tổng quan về LTE/LTE Advanced

Phạm Phƣơng Đông – D08VT1 20
1.2.3 Các truy cập vô tuyến trong LTE
1.2.3.1 Công nghệ đa truy nhập cho đường xuống OFDMA
Kỹ thuật OFDM (viết tắt của Orthogonal Frequency Division Multiplexing) là
một trƣờng hợp đặc biệt của phƣơng pháp điều chế đa sóng mang, trong đó các sóng
mang phụ trực giao với nhau, nhờ vậy phổ tính hiệu ở các sóng mang phụ cho phép
chồng lấn lên nhau mà phía thu vẫn có thể khôi phục lại tín hiệu ban đầu. Sự chồng lấn
phổ tín hiệu làm cho hệ thống OFDM có hiệu suất sử dụng phổ lớn hơn nhiều so với

số sóng mang con nhân với khoảng cách giữa các sóng mang con. Tuy nhiên phổ của
tín hiệu OFDM cơ sở giảm rất chậm bên ngoài độ rộng băng tần OFDM cơ sở. Lý do
gây ra phát xạ ngoài băng lớn là do việc sử dụng tạo dạng xung chữ nhật dẫn đến các
búp sóng bên giảm tƣơng đối chậm. Tuy nhiên trong thực tế lọc hoặc tạo cửa sổ miền
thời gian đƣợc sử dụng để loại bỏ phần lớn các phát xạ ngoài băng của OFDM. Trong
thực tế cần dành 10% băng tần cho băng bảo vệ đới với tín hiệu OFDM. Chẳng hạn
nếu băng thông khả dụng là 5MHz thì độ rộng băng tần OFDM (P∙∆f) chỉ có thể vào
khoảng 4,5MHz. Giả sử LTE sử dụng khoảng cách giữa các sóng mang là 15KHz, thì
điều này tƣơng đƣơng với vào khoảng 300 sóng mang con trong 5MHz .
c. Thu phát tín hiệu OFDM

Hnh 1.6: Sơ đồ thu phát OFDM
Những tín hiệu OFDM đƣợc tạo ra trong miền tần số vì khó tạo ra những băng
lớn các bộ dao động và những máy thu khóa pha trong miền tƣơng tự. Phần máy phát
biến đổi dữ liệu số cần truyền, ánh xạ vào biên độ và pha của các tải phụ. Sau đó nó
biến đổi biểu diễn phổ của dữ liệu vào trong miền thời gian nhờ sử dụng biến đổi
Fourier rời rạc đảo (Inverse Discrecte Fourier Transform). Biến đổi nhanh Fourier đảo
(Inverse Fast Fourier Transform) thực hiện cùng một thuật toán nhƣ IDTF, ngoại trừ
rằng nó tính hiệu quả hơn nhiều và do vậy nó đƣợc sử dụng trong tất cả các hệ thống
thực tế. Để truyền tín hiệu OFDM tín hiệu miền thời gian đƣợc tính toán đƣợc phách
lên tần số cần thiết. Máy thu thực hiện thuật toán ngƣợc lại với máy phát. Khi dịch tính
hiệu RF xuống băng cơ sở để xử lý, sau đó sử dụng biến đổi Fourier nhanh (FFT) để
phân tích tín hiệu trong miền tần số. Sau đó biên độ và pha của các tải phụ đƣợc chọn
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chƣơng 1. Tổng quan về LTE/LTE Advanced

Phạm Phƣơng Đông – D08VT1 22
ra và đuợc biến đổi ngƣợc lại thành dữ liệu số. Biến đổi nhanh Fourier đảo (IFFT) và
biến đổi Fourier nhanh(FFT) là hàm bổ sung và thuật ngữ thích hợp nhất đƣợc dùng
phụ thuộc vào liệu tín hiệu đang đƣợc thu hoặc đang đƣợc phát. Trong nhiều trƣờng
hợp tín hiệu là độc lập với sự phân biệt này nên thuật ngữ FFT và IFFT có thể đƣợc sử

một trong những thành phần tiêu thụ năng lƣợng lớn nhất trong một thiết bị, và vì thế
nên có hiệu quả công suất cao càng cao càng tốt để làm tăng tuổi thọ pin của máy.
Tính hiệu quả của bộ khuếch đại công suất phụ thuộc vào hai yếu tố :
- Bộ khuếch đại đó phải có khả năng khuếch đại giá trị đỉnh cao nhất của sóng.
Do những ràng buộc trong chất bán dẫn, giá trị đỉnh này quyết định mức tiêu
thụ năng lƣợng của bộ khuếch đại.
- Tuy nhiên, các giá trị đỉnh của sóng không mang nhiều thông tin hơn chút nào
so với công suất trung bình của tín hiệu trong thời gian truyền nhận. Vì thế, tốc
độ truyền không phụ thuộc vào mức công suất ngõ ra cần thiết cho các giá trị
đỉnh mà phụ thuộc vào mức công suất trung bình của sóng.
Bởi vì cả mức tiêu thụ năng lƣợng lẫn tốc độ truyền đều quan trọng đối với các
nhà thiết kế UE, cho nên bộ khuếch đại công suất nên tiêu thụ càng ít năng lƣợng càng
tốt. Nhƣ vậy, UE nào sử dụng phƣơng thức điều chế có tỉ lệ PAPR càng thấp thì thời
gian hoạt động của nó ở một tốc độ truyền nhất định càng dài.
Một phƣơng thức điều chế tƣơng tự với OFDMA cơ bản, nhƣng có một PAPR
tốt (thấp) hơn, là SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access - Đa
Truy cập Phân Tần MộtKênh truyền duy nhất). Do PAPR của nó tốt hơn, nó đƣợc
3GPP chọn để truyền dữ liệu ở hƣớng lên. Tuy mang cái tên nhƣ vậy song SC-FDMA
cũng truyền dữ liệu qua giao tiếp vô tuyến trong nhiều kênh con, nhƣng bổ sung thêm
một bƣớc xử lý nữa, nhƣ đƣợc minh họa trong hình 1.8 . Thay vì đặt 2, 4 hoặc 6 bit với
nhau nhƣ trong giống OFDM để tạo thành tín hiệu cho một kênh con, khối xử lý bổ
sung trong SC-FDMA trải thông tin của mỗi bit ra trên tất cả các kênh con. Điều này
đƣợc thực hiện nhƣ sau: Cũng một số bit (ví dụ nhƣ 4 đối với điều chế 16-QAM) đƣợc
nhóm lại với nhau, nhƣng trong OFDM, các nhóm bit này là dữ liệu nhập cho hàm
IFFT, còn trong SC-FDMA, các bit này đƣợc đƣa vào một hàm FFT (Fast Fourier
Đồ án Tốt nghiệp Đại học Chƣơng 1. Tổng quan về LTE/LTE Advanced

Phạm Phƣơng Đông – D08VT1 24
Transformation) trƣớc đã. Dữ liệu xuất của quá trình này là cơ sở cho việc tạo ra các
kênh truyền con cho hàm IFFT theo sau. Bởi vì không phải tất cả các kênh con đều