GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ
SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 1
LI NÓI
Trong những năm gần đây, mạng không dây ngày càng trở nên phổ biến với sự ra đời của
hàng loạt những công nghệ khác nhau như Wi-Fi (802.1x), WiMax (802.16)... Cùng với đó
là tốc độ phát triển nhanh, mạnh của mạng viễn thông phục vụ nhu cầu sử dụng của hàng triệu
người mỗi ngày. Hệ thống
di
động
thế hệ thứ hai, với GSM và CDMA là những ví dụ điển hình
đã phát triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, thị trường viễn thông càng mở rộng càng
thể hiện rõ những hạn chế về dung lượng và băng thông của các hệ thống thông tin di động thế
hệ thứ hai. Sự ra đời của hệ thống di động thế hệ thứ ba với các công nghệ tiêu biểu
như
WCDMA hay HSPA là một tất yếu để có thể đáp ứng được nhu cầu truy cập dữ liệu, âm
thanh, hình ảnh với tốc độ cao, băng thông rộng của người sử dụng.
Mặc dù các hệ thống thông tin di động thế hệ 2.5G hay 3G vẫn đang phát triển không
ngừng nhưng các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới đã bắt đầu tiến hành triển khai thử
Đề tài gồm 4
chương
:
CHƢƠNG
1: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ LTE
CHƢƠNG
2: NGHIÊN CỨU VỀ KIẾN TRÚC MẠNG LTE
CHƢƠNG
3:TRUY NHẬP VÔ TUYẾN TRONG LTE
CHƢƠNG
4: TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI LTE TRÊN THẾ GIỚI VÀ
VIỆT NAM
Để thực hiện đồ án tốt môn học này, em đã sử dụng những kiến thức được trang
bị trong những năm
học cao đẳng
và
những kiến thức chọn lọc từ các tài liệu của
các thầy giáo, cô giáo trong và ngoài trường . Ngoài ra, đồ án còn sử dụng những
tài liệu phổ biến rộng rãi trên Internet.
Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng do hạn chế về thời gian cũng như những hiểu
1- Tổng quan về hệ thống thông tin di động ............................................................ 13
1.1- Tổng quan về thế hệ 1G ....................................................................................... 13
1.2- Tổng quan về thế hệ 2G ...................................................................................... 14
1.3- Thế hệ 3G ............................................................................................................. 14
1.4- Giới thiệu công nghệ LTE ................................................................................. 168
CH
Ư
ƠNG
2 – KIẾN TRÚC
MẠNG
LTE ........................................................................... 18
2.1- Kiến trúc mạng LTE ............................................................................................... 18
2.1.1- Tổng quan về cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống ........................................... 20
2.1.2- Thiết bị
người
dùng ( UE) ................................................................................... 21
2.1.3- E-UTRAN NodeB (eNodeB) ............................................................................... 22
2.1.4- Thực thể quản lý tính di động (MME) .............................................................. 23
2.1.5- Cổng phục vụ ( S-GW) ....................................................................................... 25
2.1.6- Cổng mạng dữ liệu gói ( P-GW) ...................................................................... 27
2.1.7- Chức năng chính sách và tính
cước
tài nguyên ( PCRF) .................................... 29
2.1.8- Máy chủ thuê bao
thường
trú (HSS) ................................................................. 30
CH
Ư
ƠNG
3 - TRUY
4.2-Triển khai LTE tại Việt Nam……………………………………………………..………………...52
KIẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI………………………………….……….……54
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN………………………………………….………….55
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT……………………………………….………………56
LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………………..……………………………57
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………………………………58
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ
SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 5 DANH VIT
3GPP Third Generation Partnership
Project
Dự án các đối tác thế hệ thứ ba
AAA Authentication, Authorization
and Accounting
Xác thực, cấp phép và tính cƣớc
ACF Analog Channel Filter Bộ lọc kênh tương tự
ACIR Adjacent Channel Interference
tiến
BPF Band Pass Filter Bộ lọc băng tần
BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân
BS Base Station Trạm gốc
BSC Base Station Controller Điều khiển trạm gốc
BSR Buffer Status Report Báo cáo tình trạng bộ đệm
BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc
BW Bandwidth Dải thông
CAZAC Constant Amplitude Zero
Autocorrelation Codes
Mã tự tương quan zero biên độ
không đổi
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ
SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 6
CBR Constant Bit Rate Tốc độ bít không đổi
CCE Control Channel Element Phần tử kênh điều khiển
CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung
CDD Cyclic Delay Diversity Phân tập trễ vòng
CDF Cumulative Density Function Chức năng mật độ tích lũy
CDM Code Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo mã
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã
AIR Carrier to Interference Ratio Tỷ số sóng mang trên tập âm
CP Cyclic Prefix Tiền tố vòng
DPCCH Dedicated Physical Control
Channel
Kênh điều khiển vật lý riêng
DTX Discontinuous Transmission Truyền phát không liên tục
DwPTS Downlink Pilot Time Slot Khe thời gian điều khiển đường
xuống
E-DCH Enhanced DCH DCH được tăng cường
EDGE Enhanced Data Rates for GSM
Evolution
Tốc độ dữ liệu tăng cƣờng cho
GSM phát triển
EPC Evolved Packet Core Mạng lõi gói phát triển
EPDG Evolved Packet Data Gateway Cổng dữ liệu gói phát triển
E-
UTRAN
Evolved Universal Terrestrial
Radio Access
Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn
cầu phát triển
EDO Evolution Data Only Chỉ có dữ liệu phát triển
FD Frequency Domain Miền tần số
FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia tần số
FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia tần số
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ
SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 7
GW Gateway Cổng
HARQ Hybrid Automatic Repeat
reQuest
Yêu cầu lặp lại tự động hỗ hợp
HO Handover Sự chuyển vùng
HSDPA High Speed Downlink Packet
Access
Truy nhập gói đường xuống tốc độ
cao
HS-DSCH High Speed Downlink Shared
Channel
Kênh chia sẻ đƣờng xuống tốc độ
cao
HSCSD High Speed Circuit Switched
Data
Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ
cao
HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao
HS-
PDSCH
High Speed Physical Downlink
Shared Channel
Kênh chia sẻ đường xuống vật lý
tốc độ cao
HSS Home Subscriber Server Máy chủ thuê bao thường trú
HS-SCCH High Speed Shared Control
Channel
Kênh điều khiển chia sẻ tốc độ cao
HSUPA High Speed Uplink Packet
Access
LOS Line of Sight Tầm nhìn thẳng
LTE Long Term Evolution Sự phát triển dài hạn
MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường
MAP Mobile Application Part Phần ứng dụng di động
MBMS Multimedia Broadcast Multicast
System
Hệ thống phát quảng bá đa điểm
đa
phương
tiện
MBR Maximum Bit Rate Tốc độ bít tối đa
MCH Multicast Channel Kênh đa điểm
MCS Modulation and Coding Scheme Sơ đồ mã hóa và điều chế
MGW Media Gateway Cổng
phương
tiện
MIMO Multiple Input Multiple Output Đa đầu vào đa đầu ra
MIP Mobile IP IP di động
MM Mobility Management Quản lý tính di động
MME Mobility Management Entity Phần tử quản lý tính di động
MPR Maximum Power Reduction Sự giảm công suất tối đa
MSC Mobile Switching Center Chung tâm chuyển mạch di động
NACK Negative Acknowledgement Báo nhận không thành công
NAS Non-access Stratum Tầng không truy nhập
NAS Network Address Table Bảng địa chỉ mạng
NB Narrowband Băng hẹp
NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu
OFDM Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Ghép kênh phân chia tần số trực
PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã
PCRF Policy and Charging Resource
Function
Chức năng tính cước tài nguyên và
chính sách
PCS Personal Communication
Services
Dịch vụ truyền thông cá nhân
PDCCH Physical Downlink Control
Channel
Kênh điều khiển đường xuống vật
lý
PDCP Packet Data Convergence
Protocol
Giao thức hội tụ dữ liệu gói
PDN Packet Data Network Mạng dữ liệu gói
PDU Payload Data Unit Đơn vị dữ liệu tải tin
PDSCH Physical Downlink Shared
Channel
Kênh chia sẻ đường xuống vật lý
P-GW Packet Data Network Gateway Cổng mạng dữ liệu gói
PHICH Physical HARQ Indicator
Channel
Kênh chỉ thị HARQ vật lý
PHY Physical Layer Lớp vật lý
PLL Phase Locked Loop Vòng khóa pha
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng
PMIP Proxy Mobile IP IP di động ủy nhiệm
PN Phase Noise Tiếng ồn pha
PRACH Physical Random Access
RLC Radio Link Control Điều khiển kết nối vô tuyến
RNC Radio Network Controller Điều khiển mạng vô tuyến
RRC Radio Resource Control Điều khiển tài nguyên vô tuyến
RRM Radio Resource Management Quản lý tài nguyên vô tuyến
RS Reference Signal Tín hiệu chuẩn
RSCP Received Symbol Code Power Công suất mã ký hiệu nhận đƣợc
RSRP Reference Symbol Received
Power
Công suất thu được ký hiệu chuẩn
RSRQ Reference Symbol Received
Quality
Chất lượng thu được ký hiệu chuẩn
RSSI Received Signal Strength
Indicator
Chỉ thị cường độ tín hiệu thu được
SAE System Architecture Evolution Phát triển kiến trúc hệ thống
SCCPCH Secondary Common Control
Physical Channel
Kênh vật lý điều khiển chung thứ
cấp
SCM Spatial Channel Model Chế độ kênh không gian
SC-
FDMA
Single Carrier Frequency
Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia tần số đơn
sóng mang
SCH Synchronization Channel Kênh đồng bộ
SCTP Stream Control Transmission
Protocol
TBS Transport Block Size Kích thƣớc khối truyền tải
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ
SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 11
TACS Total Access Communication
Sytem
Hệ thống truyền thông truy nhập
toàn phần
TD Time Domain Miền thời gian
TDD Time Division Duplex Song công phân chia thời gian
TD-LTE Time Division Long Term
Evolution
Phân chia theo thời gian - LTE
TD-
SCDMA
Time Division Synchronous Code
Division Multiple Access
Phân chia theo thời gian – đa truy
nhập phân chia theo mã đồng bộ
TPC Transmit Power Control Điều khiển công suất phát
TRX Transceiver Bộ thu phát
TTI Transmission Time Interval Khoảng thời gian truyền
UDP Unit Data Protocol Giao thức đơn vị dữ liệu
UE User Equipment Thiết bị đầu cuối
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ
SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 12
DANH HÌNH
Hình 1.1 Tiến trình phát triển của thông tin di động -------------------------------------- 13
Hình 1.2 Các tuỳ chọn phát triển lên LTE --------------------------------------------------- 18
Hình 2.1. Sự chuyển đổ cấu trúc UTRAN sang E-UTRAN ----------------------------- 19
Hình 2.2 Kiến trúc hệ thống cho mạng chỉ có E-UTRAN --------------------------------
20
Hình 2.3 eNodeB kết nối tới các nút logic khác và các chức năng
chính --------------
23
Hình 24 MME kết nối tới các nút logic khác và các chức năng
chính -----------------
25
Hình 2.5. Các kết nối S-GW tới các nút logic khác và các chức năng
chính --------
26
SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 13
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE Hệ thống thông tin di động phát triển rất mạnh mẽ trong thời gian gần đây.
Các bước tiến mạnh
mẽ
của
mạng có thể thấy rõ qua các quá trình phát triển hệ
thống thông tin di động từ 1G đến hiện nay.
1/ Tổng quan về hệ thống thông tin di động
1.1/ Tổng quan về thế hệ 1G
Đây là hệ thống thông tin di động tương tự sử dụng phương thức đa truy
nhập phân chia theo tần số FDMA và điều chế tần số FM với các đặc điểm :
Phương thức truy nhập: FDMA.
Dịch vụ đơn thuần là thoại.
Chất lượng thấp.
Bảo mật kém.
Một số hệ thống sử dụng :
NMT (Nordic Mobile Telephone): sử dụng băng tần 450Mhz triển
khai tại các nước Bắc Âu vào năm 1981.
IS-95 (CDMA One) sử dụng phương thức truy cập CDMA được
triển khai tại Mỹ và Hàn Quốc.
PDC (Personal Digital Cellular) sử dụng phương thức truy cập
TDMA được triển khai tại Nhật Bản.
1.3/ Thế hệ 3G :
Hệ thống mạng được sử dụng phỗ biến hiện nay, có các ưu điểm mạnh
mẽ so với 2 thế hệ cũ. 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 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 2G là cho phép
truyền, nhận các dữ liệu, âm thanh, hình ảnh
chất lượng cao cho cả thuê bao cố định và thuê bao đang di chuyển ở các tốc
độ khác nhau.
Mạng 3G đặc trưng bởi tốc độ dữ liệu cao, capacity của hệ thống lớn,
tăng hiệu quả sử dụng phổ tần và nhiều cải tiến khác. Có một loạt các chuẩn
công nghệ di động 3G, tất cả đều dựa trên CDMA, bao gồm: UMTS (dùng cả
FDD lẫn TDD), CDMA2000 và TD-SCDMA :
UMTS (đôi khi còn được gọi là 3GSM) sử dụng kỹ thuật đa
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ
SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 15
truy cập WCDMA. UMTS được chuẩn hoá bởi 3GPP. UMTS là công
nghệ 3G được lựa chọn bởi hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ
GSM/GPRS để đi lên 3G. Tốc độ dữ liệu tối đa là 1920Kbps (gần
mạng CDMA-One.
CDMA2000 1xRTT: chính thức được công nhận như là một công
nghệ 3G, tuy nhiên nhiều người xem nó như là một công nghệ 2,75G
đúng hơn là 3G. Tốc độ của 1xRTT có thể đạt đến 307Kbps, song
hầu hết các mạng đă triển khai chỉ giới hạn tốc độ peak ở 144Kbps.
CDMA2000 EV-DO: sử dụng một kênh dữ liệu 1,25MHz chuyên
biệt và có thể cho tốc độ dữ liệu đến 2,4Mbps cho đường xuống và
153Kbps cho đường lên. 1xEV-DO Rev A hỗ trợ truyền thông gói
IP, tăng tốc độ đường xuống đến 3,1Mbps và đặc biệt có thể đẩy
tốc độ đường lên đến 1,2Mbps. Bên cạnh đó, 1xEV-DO Rev B cho
phép nhà cung cấp mạng gộp đến 15 kênh 1,25MHz lại để truyền
dữ liệu với tốc độ 73,5Mbps.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ
SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 16
CDMA2000 EV-DV: tích hợp thoại và dữ liệu trên cùng một kênh
1,25MHz. CDMA2000 EV-DV cung cấp tốc độ peak đến 4,8Mbps
cho đường xuống và đến 307Kbps cho đường lên. Tuy nhiên từ năm
2005, Qualcomm đă dừng vô thời hạn việc phát triển của 1xEV-DV vì
đa phần các nhà cung cấp mạng CDMA như Verizon Wireless và
Sprint đă chọn EV-DO.
TD-SCDMA là chuẩn di động được đề nghị bởi "China
Communications Standards Association" và được ITU duyệt vào năm
1999. Đây là chuẩn 3G của Trung Quốc.
TD-SCDMA dùng song công TDD. TD-SCDMA có thể hoạt động trên
một dăi tần hẹp 1,6MHz (cho tốc độ 2Mbps) hay 5MHz (cho tốc độ
6Mbps). Ngày xuất hành của TD-SCDMA đă bị đẩy lùi nhiều
lần.
Tải lên: 50 Mbps.
Tải xuống: 100 Mbps.
Dung lượng dữ liệu truyền tải trung bình của một
người dùng trên 1Mhz so với mạng HSDPA Rel.6.
Tải lên: gấp 2 đến 3 lần.
Tải xuống: gấp 3 đến 4 lần.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ
SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 17 Hoạt động tối ưu với tốc độ di chuyển của thuê bao
là 0-15 km/h. Vẫn hoạt động tốt
với
tốc
độ từ 15-120
km/h. Vẫn duy trước được hoạt động khi thuê bao di
chuyển với tốc độ từ 120-350 km/h (thậm chí 500 km/h
tùy băng tần).
Các chỉ tiêu trên phải đảm bảo trong bán kính vùng phủ sóng
5km, giảm chút ít trong phạm vi đến 30km. Từ 30-100km thì
không hạn chế.
Độ dài băng thông linh hoạt: có thể hoạt động với các băng tần
1.25Mhz, 1.6 Mhz, 10Mhz, 15Mhz và 20Mhz cả chiều lên và
chiều
LTE được thiết kế để hỗ trợ cho các dịch vụ chuyển mạch gói, đối lập với
chuyển mạch kênh truyền thống. Nó hướng đến cung cấp các kết nối IP giữa các UE
và PDN, mà không có
bất
kì
sự ngắt quãng nào đối với những ứng dụng của người
dùng trong suốt quá trình di chuyển. Trong khi thuật ngữ LTE đề cập quanh sự tiến
triển việc truy cập vô tuyến thông qua E-UTRAN, nó còn được kết hợp cùng với
các phương diện cải tiến “ không vô tuyến” dưới thuật ngữ SAE bao gồm mạng lõi
gói cải tiến EPC. LTE cùng với SAE tạo thành hệ thống gói cải tiến EPS.
Hình 2.1 cho chúng ta thấy các thành phần chính của 1 mạng lõi và mạng
vô tuyến LTE (b)
và
cấu
thành phần chính của mạng UMTS. Chúng ta thấy mạng
LTE ít phức tạp hơn do các eNodeB được kết nối với nhau hoặc kết nối trực tiếp tới
mạng lõi nên các RNC bị gỡ bỏ. Các chức năng của RNC được chuyển một phần
sang trạm cơ sở và một phần sang nút Gateway của mạng lõi. Vì không còn RNC
nữa nên các eNodeB thực hiện chức năng quản lý dữ liệu truyền tải một cách tự
lập và đảm bảo
dịch vụ.GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ
SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 19
chính của lớp này là cung cấp kết nối dựa trên IP và nó được tối
ưu
hóa cao cho
mục tiêu duy nhất. Tất cả các dịch vụ được cung cấp dựa trên IP, t
ấ
t
cả
các nút
chuyển mạch và các giao diện được nhìn thấy trong kiến trúc 3GPP trước đó không
có mặt ở E-UTRAN và EPC. Công nghệ IP chiếm
ưu
thế trong truyền tải, nơi mà
mọi thứ được thiết kế để
hoạ
t động và truyền tải trên IP.
Các hệ thống con đa phương tiện IP ( IMS) là một ví dụ tốt về máy móc thiết
b
ị
phục vụ có thể được sử dụng trong lớp kết nối dịch vụ để cung cấp các dịch vụ
dựa
trên kết nối IP được cung cấp bởi các lớp thấp hơn. Ví dụ , để hỗ trợ dịch vụ thoại
thì IMS có thể cung cấp thoại qua IP ( VoIP) và sự kết nối tới các mạng chuyển
mạch-mạch cũ PSTN và ISDN thông qua các cổng đa phương tiện của nó điều
khiển.
Sự phát triển của E-UTRAN tập chung vào một nút, nút B phát triển ( eNode B).
Tất cả các chức năng vô tuyến kết thúc ở đó, tức là eNB là điểm kết thúc cho tất cả
các giao thức vô tuyến có liên quan. E-UTRAN chỉ đơn giản là một mạng lưới của
các eNodeB được kết nối tới các eNodeB lân cận với giao diện X2.
người
dùng ( UE)
UE là thiết bị mà
người
dùng đầu cuối sử dụng để liên lạc. Thông thường nó là
những thiết bị cầm tay như điện thoại thông minh hoặc một thẻ dữ liệu như mọi
người vẫn đang sử dụng hiện tại trong mạng 2G và 3G. Hoặc nó có thể được nhúng
vào, ví dụ một máy tính xách tay. UE cũng có chứa các mođun nhận dạng thuê bao
toàn cầu( USIM). Nó là một mođun riêng biệt với phần còn lại của UE, thường
được
gọ
i
là
thiết bị đầu cuối (TE). USIM là một ứng dụng được đặt vào một thẻ
thông minh có thể tháo rời được gọi là thẻ mạch tích hợp toàn cầu ( UICC). USIM
được sử dụng để nhận dạng và xác thực người sử dụng để lấy khóa bảo mật nhằm
bảo vệ việc truyền tải trên giao diện vô tuyến.
Các chức năng của UE là nền tảng cho các ứng dụng truyền thông, mà có tín hiệu
với mạng để thiết lập, duy trì và loại bỏ các liên kết thông tin người dùng cần. Điều
này bao gồm các chức năng quản lý tính di động
như
chuyển giao, báo cáo vị trí của
thiết bị, và các UE phải thực hiện theo hướng dẫn của mạng. Có lẽ quan trọng nhất
là UE cung cấp giao diện người sử dụng cho người dùng cuối để các ứng dụng
như
VoIP có thể được sử dụng để thiết lập một cuộc gọi thoại.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ
SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 22
Ngoài ra eNodeB còn có vai trò quan trọng trong quản lý tính di động (MM).
Điều khiển eNB và đo đạc phân tích mức độ của tín hiệu vô tuyến được thực hiện
bởi UE. Điều này bao gồm trao đổi tín hiệu chuyển giao giữa eNB khác và MME.
Khi một UE mới kích hoạt theo yêu cầu của eNB và kết nối vào mạng, eNB cũng
chịu trách nhiệm về việc định tuyến khi này nó sẽ đề nghị các MME mà trước đây
đã phục vụ cho UE, hoặc lựa chọn một MME mới nếu một tuyến đường đến các
MME trước đó không có sẵn hoặc thông tin định tuyến vắng mặt.
Hình 2.3 cho thấy các kết nối với eNB đã đến xung quanh các nút logic, và tóm
tắt các chức năng chính trong giao diện này. Trong tất cả các kết nối eNB có thể là
trong mối quan hệ một – nhiều
hoặc
nhiều
– nhiều. Các eNB có thể phục vụ đồng
thời nhiều UE trong vùng phủ sóng của nó
nhưng
mỗi
UE
ch
ỉ được kết nối tới một
eNB trong cùng một thời điểm. Các eNB sẽ cần kết nối tới các eNB lân cận với nó
trong khi chuyển giao có thể cần thực hiện.
Cả hai MME và S-GW có thể được gộp lại, có nghĩa là một tập hợp các nút được
phân công để phục vụ cho một tập hợp các eNB. Từ một viễn cảnh eNB đơn này có
nghĩa là nó có thể cần phải kết nối tới nhiều MME và S-GW. Tuy nhiên mỗi UE sẽ
được phục vụ bởi chỉ có một MME và S-GW tại một thời điểm và eNB phải duy trì
theo dõi các liên kết này.
Sự kết hợp này sẽ không bao giờ thay đổi từ một điểm eNodeB duy nhất, bởi vì
MME hoặc S-GW chỉ có thể thay đổi khi kết hợp với sự chuyển giao liên
các thử thách với UE và so sánh các trả lời nhận được từ UE vào một trong những
cái đã nhận từ mạng chủ. Chức năng này là cần thiết để đảm bảo các yêu cầu bảo
vệ với UE. Các MME có thể lặp lại chức năng xác thực khi cần thiết hoặc theo chu
kỳ. Các chức năng này dùng để bảo vệ các thông tin liên lạc khỏi việc nghe trộm
và từ sự thay đổi của bên thứ ba tương ứng trái phép. Để bảo vệ sự riêng tư của
UE, MME cũng phân bổ cho mỗi UE một mã tạm thời gọi là mã nhận dạng tạm
thời duy nhất toàn cầu(GUTI), do
đó
cần
phải gửi mã nhận dạng
th
ư
ờng
trú UE –
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ
SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 24
mã nhận dạng thuê bao di động quốc tế ( IMIS) qua giao diện vô tuyến được giảm
thiểu. Các GUTI có thể được cấp trở lại, ví dụ định kỳ để ngăn chặn theo dõi UE.
Quản lý tính di động: MME theo dõi vị trí của tất cả các UE trong khu vực
của mình, khi một UE đăng ký vào mạng lần đầu tiên, MME sẽ tạo ra một lối vào
cho UE và tín hiệu với vị trí tới HSS trong mạng chủ của UE. MME yêu cầu tài
nguyên thích hợp được thiết lập trong eNodeB, cũng như trong các S-GW mà nó
mang dành riêng cho các dịch vụ được hưởng lợi xử lý cao hơn. Các MME có thể
nhận được các yêu cầu thiết lập một phần tử mang dành riêng, hoặc từ các S-GW
nếu yêu cầu bắt nguồn từ khu vực dịch vụ điều hành, hoặc trực tiếp từ UE, nếu UE
yêu cầu kết nối cho một dịch vụ mà không được biết đến bởi khu vực dịch vụ điều
hành, và do đó không thể được bắt đầu từ đó .
Hình 2.4 cho thấy các kết nối MME đến quanh các nút logic, và tóm tắt các chức
năng chính trong giao diện này. Về nguyên tắc MME có thể được kết nối với bất kỳ
MME khác trong hệ thống, nhưng thường kết nối được giới hạn trong một nhà điều
hành mạng duy nhất. Các kết nối từ xa giữa các MME có thể được sử dụng khi một
UE đã đi xa, trong khi đi đăng ký với một MME mới sau đó tìm kiếm nhận dạng
thư
ờng
trú
mới của UE, sau đó lấy nhận dạng thường trú của UE, mã nhận dạng
thuê bao di động quốc tế (IMIS), từ MME truy cập trước đó. Các kết nối giữa các
MME với các MME lân cận được sử dụng trong chuyển giao.
GVHD: THS.NGUYỄN ĐỨC CHÍ
SVTH: NGHIÊM VĂN HUY Page 25
Hình 2.4 MME kết nối tới các nút logic khác và các chức năng chính
Kết nối tới một số HSS cũng cần được hỗ trợ, các HSS nằm trong mạng chủ của
người dùng , và một tuyến đường có thể được tìm thấy dựa trên IMIS. Mỗi MME