Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu kỹ thuật đa truy nhập ghép kênh phân chia theo tần số trực giao cho hướng xuống OFDMA trong mạng LTE

Chia sẻ: Sơ Dương | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:157

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Nghiên cứu kỹ thuật đa truy nhập ghép kênh phân chia theo tần số trực giao cho hướng xuống OFDMA trong mạng LTE" nghiên cứu các vấn đề kỹ thuật trong mạng LTE. Nhấn mạnh đến kỹ thuật OFDMA khi áp dụng cho hướng xuống trong mạng LTE.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu kỹ thuật đa truy nhập ghép kênh phân chia theo tần số trực giao cho hướng xuống OFDMA trong mạng LTE

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- NGUYỄN ĐỨC THẮNG NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO CHO HƯỚNG XUỐNG OFDMA TRONG MẠNG LTE Chuyên ngành: Kỹ thuật truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật truyền thông NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : Hà Nội – Năm 2014
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu kỹ thuật đa truy nhập ghép kênh phân chia theo tần số trực giao cho hướng xuống OFDMA trong mạng LTE” là do bản thân tôi nghiên cứu và thực hiện. Mọi tham khảo được sử dụng trong luận văn đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian và địa điểm công bố. Nếu có bất kỳ sao chép nào không hợp lệ, không trung thực hay bất kỳ sự vi phạm bản quyền nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Tác giả Nguyễn Đức Thắng i
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO CHO HƢỚNG XUỐNG OFDMA TRONG MẠNG LTE Tác giả luận văn: NGUYỄN ĐỨC THẮNG Khóa: 2012B Người hướng dẫn: PGS.TS. PHẠM NGỌC NAM NỘI DUNG TÓM TẮT 1) Lý do chọn đề tài Mạng LTE đang dần thay thế các công nghệ 2G và 3G trước đây trong lĩnh vực thông tin di động phục vụ nhu cầu trao đổi thông tin của con người. Luận văn “Nghiên cứu kỹ thuật đa truy nhập ghép kênh phân chia theo tần số trực giao cho hướng xuống OFDMA trong mạng LTE” nghiên cứu các vấn đề kỹ thuật trong mạng LTE. Nhấn mạnh đến kỹ thuật OFDMA khi áp dụng cho hướng xuống trong mạng LTE. 2) Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu của luận văn Nghiên cứu kỹ thuật đa truy nhập cho hướng xuống trong mạng LTE, trong đó kỹ thuật OFDMA được nêu ra như một giải pháp tối ưu. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Cấu trúc hệ thống thông tin di động, đặc biệt là mạng thông tin di động thế hệ thứ 4 – mạng LTE. Nghiên cứu ứng dụng của kỹ thuật OFDMA áp dụng cho hướng xuống trong mạng LTE. ii
3) Nội dung chính và đóng góp của tác giả Luận văn trình bày nền tảng cơ bản kỹ thuật thông tin số, hệ thông thông tin di động, cấu trúc hệ thống LTE, nguyên lý điều chế và giải điều chế, OFDM và kỹ thuật áp dụng OFDMA cho hướng xuống trong mạng LTE. Từ đó chỉ ra OFDMA là giải pháp tối ưu cho kỹ thuật đa truy nhập hướng xuống trong mạng LTE. Luận văn có sử dụng mô phỏng cấu trúc bộ thu phát tín hiệu OFDM đơn giản thông qua phần mềm mô phỏng Matlab. Luận văn được trình bày theo nội dung gồm các chương như sau: Chương 1: Tổng quan về mạng LTE Trình bày sự hình thành và phát triển của hệ thống thông tin di động. Giới thiệu về đặc điểm và các dải tần hoạt động của mạng LTE. Chương 2: Cấu trúc mạng LTE và các kỹ thuật sử dụng trong mạng LTE Trình bày về cấu trúc mạng LTE, các vấn đề kỹ thuật ảnh hưởng đến khả năng triển khai và hoạt động của mạng LTE. Đặt ra giải pháp kỹ thuật truy nhập cho hướng lên và hướng xuống Chương 3: Kỹ thuật OFDMA trong mạng LTE Trình bày nền tảng kỹ thuật điều chế và giải điều chế thông tin số, nghiên cứu vấn đề trực giao, và kỹ thuật đa truy nhập ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDMA, áp dụng OFDMA cho hướng xuống trong kỹ thuật LTE Chương 4: Mô phỏng phát và thu tín hiệu dựa trên kỹ thuật OFDM Mô phỏng mô hình đơn giả của một hệ thống phát và thu tín hiệu OFDM thông qua phần mềm mô phỏng Matlab. iii
4) Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu dựa trên nền tảng cơ bản của kỹ thuật thông tin số, nguyên lý kỹ thuật OFDMA và thực hiện mô phỏng thông qua trên phần mềm Matlab. 5) Kết luận Luận văn thạc sĩ kỹ thuật “Nghiên cứu kỹ thuật đa truy nhập ghép kênh phân chia theo tần số trực giao cho hướng xuống OFDMA trong mạng LTE”, tác giả đã rút ra những kết luận sau:  Mạng thông tin di động không ngừng phát triển nhằm phục vụ nhu cầu trao đổi thông tin của con người. Trong đó mạng LTE là hệ thống thông tin di động thế hệ mới với khả năng truyền dẫn tốc độ cao và chất lượng dịch vụ ưu việt.  Kỹ thuật OFDM dựa trên phương pháp điều chế đa sóng mang, trong đó các sóng mang phụ trực giao với nhau, nhờ vậy phổ tín 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. Chính điều này khiến cho hệ thống OFDM có hiệu suất sử dụng phổ lớn hơn nhiều so với kỹ thuật điều chế thông thường.  Kỹ thuật đa truy nhập dựa trên ghép kênh phân chia theo tần số trực giao là một công nghệ đa sóng mang phát triển dựa trên nền tảng kĩ thuật OFDM. Trong OFDMA, một số các sóng mang con, không nhất thiết phải nằm kề nhau, được gộp lại thành một kênh con (sub-channel) và các user khi truy cập vào tài nguyên sẽ được cấp cho một hay nhiều kênh con để truyền nhận tùy theo nhu cầu lưu luợng cụ thể.  Kỹ thuật OFDMA là một giải pháp tối ưu cho kỹ thuật đa truy nhập hướng xuống trong mạng LTE. iv
MỤC LỤC TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ............................................ ii MỤC LỤC .........................................................................................................v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................. viii DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................ xiii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ....................................................... xiv MỞ ĐẦU............................................................................................................1 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG LTE .................................................4 1.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG ............................... 4 1.1.1. Giới thiệu về hệ thống điện thoại di động. ................................................ 4 1.1.2. Các kỹ thuật cơ bản sử dụng trong hệ thống thông tin di động................ 5 1.1.3. Hệ thống CDMA ....................................................................................... 7 1.1.4. Hệ thống GSM ........................................................................................ 10 1.2. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG ...............18 1.2.1. Thế hệ đầu tiên của công nghệ điện thoại di động (1G) ......................... 18 1.2.2 Thế hệ thứ hai của công nghệ điện thoại di động (2G) ........................... 19 1.2.3. Thế hệ thứ ba của công nghệ điện thoại di động (3G) ........................... 21 1.2.4. Thế hệ thứ tư của công nghệ điện thoại di động (4G) ............................ 23 1.2.5. Thế hệ thứ năm của công nghệ điện thoại di động (5G) [16] ................. 25 1.3. GIỚI THIỆU VỀ LTE ....................................................................................... 27 1.3.1. Đặc điểm của mạng LTE ........................................................................ 29 1.3.2. Dải tần hoạt động mạng LTE ................................................................. 31 v
CHƢƠNG II: CẤU TRÚC MẠNG LTE VÀ CÁC KỸ THUẬT SỬ DỤNG TRONG LTE...................................................................................................33 2.1. CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT LIÊN QUAN ĐẾN MẠNG LTE ...................... 33 2.1.1. Trễ và Fading .......................................................................................... 33 2.1.2. Dịch tần Doppler ..................................................................................... 34 2.2. CẤU TRÚC MẠNG LTE [3] .......................................................................... 35 2.2.1. Lớp vật lý mạng LTE .............................................................................. 35 2.2.2. Cấu trúc của mạng LTE ......................................................................... 73 2.3. CÁC KỸ THUẬT SỬ DỤNG TRONG MẠNG LTE .................................... 87 2.3.1. Kỹ thuật đa truy nhập cho hướng lên trong LTE ................................... 87 2.3.2. Kỹ thuật đa truy nhập cho hướng xuống OFDMA trong LTE ............... 88 CHƢƠNG III: KỸ THUẬT OFDMA TRONG LTE ....................................90 3.1. NỀN TẢNG KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO ........................................................................................................... 90 3.1.1. Điều chế tín hiệu và các phương pháp điều chế ..................................... 90 3.1.2. Các phương pháp điều chế đơn sóng mang, đa sóng mang.................... 94 3.1.3. Giới thiệu kỹ thuật OFDM ...................................................................... 97 3.1.4. Trực giao trong OFDM [9] ................................................................... 100 3.1.5. Các kỹ thuật điều chế băng tần cơ sở.................................................... 102 3.2. ĐA TRUY NHẬP DỰA TRÊN KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO .............................................................................. 106 3.2.1. Sơ đồ hệ thống OFDM .......................................................................... 106 3.2.2. Phương pháp điều chế OFDM [9] ........................................................ 107 3.2.3. Phương pháp giải điều chế OFDM [9] ................................................. 113 3.2.4. Cân bằng kênh cho hệ thống OFDM [9] .............................................. 119 3.3. KỸ THUẬT OFDMA CHO HƢỚNG XUỐNG TRONG MẠNG LTE ....... 120 vi
CHƢƠNG 4: MÔ PHỎNG PHÁT VÀ THU TÍN HIỆU DỰA TRÊN KỸ THUẬT OFDM ............................................................................................. 124 4.1. SƠ ĐỒ THU PHÁT TÍN HIỆU OFDM ......................................................... 124 4.2. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG................................................................................. 126 4.2.1. Mô phỏng bộ phát OFDM ..................................................................... 126 4.2.2. Mô phỏng bộ thu OFDM ...................................................................... 130 4.2.3. Tín hiệu OFDM và phổ tín hiệu OFDM ............................................... 134 4.3. KẾT LUẬN ..................................................................................................... 135 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................... 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................139 vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 1G The First Generation 2G Second Generation 3G Third Generation 3GPP Third Generation Partnership Project ACK Acknowledgement ADC Analog-to Digital Conversion ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line AM Amplitude Modulation AMPS Advanced Mobile Phone Sytem ASK ASK Amplitude-Shift Keying BCCH Broadcast Control Channel BCH Broadcast Channel BCF Base station Control Function BS Base Station BSS Base Station Subsystem BPF Band Pass Filter BPSK Binary Phase Shift Keying BTS Base Transceiver Station viii
BW Bandwidth CCE Control Channel Element CCCH Common Control Channel CDM Code Division Multiplexing CDMA Code Division Multiple Access CP Cyclic Prefix CPICH Common Pilot Channel CQI Channel Quality Information CRC Cyclic Redundancy Check CS Circuit Switched D-BHC Dynamic Broadcast Channel DCCH Dedicated Control Channel DCI Downlink Control Information DFT Discrete Fourier Transform DL Downlink DL-SCH Downlink Shared Channel EDGE Enhance Data rate for GSM Evolution E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access FD Frequency Domain ix
FDD Frequency Division Duplex FDM Frequency Division Multiplexing FDMA Frequency Division Multiple Access FFT Fast Fourier Transform FM Frequency Modulation FS Frequency Selective GI Guard Interval GPRS General Packet Radio Services GSM Global System for Mobile Communications HSDPA High Speed Downlink Packet Access HS-DSCH High Speed Downlink Shared Channel HSCSD High Speed Circuit Switched Data HSPA High Speed Packet Access HS-SCCH High Speed Uplink Packet Access ICI Interchannel Interference IDFT Inverse Discrete Fourier Transform IFFT Inverse Fast Fourier Transform IMTS Improved Mobile Telephone Service ISI Inter Symbols Interference x
LPF Low Pass Filter LTE Long Term Evolution MIMO Multiple Input Multiple Output MS Mobile Station MSC Mobile Switching Center NMS Network Management System NSS Network SubSystem OFDM Orthogonal Frequency-Division multiplexing OFDMA Orthogonal Frequency-Division Multiple Access PC Power Control PCCC Parallet Concatenated Convolution Coding PCCPCH Primary Common Control Physical Channel PCFICH Physical Control Format Indicator Channel PDC Personal Digital Cellular PCH Paging Channel PSK Phase-Shift Keying QAM Quadrature Amplitude Modulation QoS Quality of Service QPSK Quadrature Phase Shift Keying xi
RF Radio Frequency SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access SCH Synchronization Channel SIMO Single Input Multiple Output SMS Short Message Service TDD Time Division Duplex TD-SCDMA Time Division Synchronous Code Division Multiple Access TDMA Time Division Dultiple Access UE User Equipment UMTS Universal Mobile Telecommunications System UL Uplink W-CDMA Wideband Code Division Multiple Access WLAN Wireless Local Area Network xii
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Tốc độ dữ liệu hướng lên, hướng xuống , RTT của các cấu trúc mạng [6] . 31 Bảng 1.2. Dải tần số cho Uplink và downlink sử dụng trong mạng LTE [6] ............... 32 Bảng 2.1. Các chủng loại UE ...................................................................................... 70 Bảng 3.1. Phân loại sóng vô tuyến .............................................................................. 91 xiii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Cấu trúc mạng thông tin di động GSM ........................................................ 14 Hình 1.2. Cấu trúc số nhận dạng IMSI ........................................................................ 14 Hình 1.3. Sơ đồ bộ chuyển đổi mã và phối hợp tốc độ ................................................ 16 Hình 1.4. Sơ đồ vị trí bộ chuyển đổi mã và phối hợp tốc độ ........................................ 17 Hình 2.1. Ánh xạ của các kênh truyền tải hướng lên tới các kênh vật lý...................... 37 Hình 2.2. Ánh xạ các kênh truyền tải hướng xuống tới các kênh vật lý ....................... 37 Hình 2.3. Các chòm điểm điều chế trong LTE ............................................................ 38 Hình 2.4. Cấp phát tài nguyên hướng lên được điều khiển bởi eNodeB [3] ................. 39 Hình 2.5. Cấu trúc khung LTE FDD ........................................................................... 40 Hình 2.6. Tốc độ dữ liệu giữa các TTI theo hướng đường lên ..................................... 41 Hình 2.7. Cấu trúc khe đường lên với tiền tố vòng ngắn và dài [3] ............................. 41 Hình 2.8. Chuỗi mã hóa kênh PUSCH ........................................................................ 43 Hình 2.9. Ghép kênh của thông tin điều khiển và dữ liệu. ........................................... 44 Hình 2.10. Cấp phát tài nguyên đường xuống tại eNodeB .......................................... 45 Hình 2.11. Cấu trúc khe đường xuống cho băng thông 1,4MHz .................................. 46 Hình 2.12. Chuỗi mã hóa kênh DL-SCH .................................................................... 46 Hình 2.13. Ví dụ về chia sẻ tài nguyên đường xuống giữa PDCCH & PDSCH .......... 47 Hình 2.14. Sự tạo thành tín hiệu hướng xuống ............................................................ 48 Hình 2.15. Tài nguyên PUCCH ................................................................................. 51 Hình 2.16. Thủ tục yêu cầu lập kế hoạch .................................................................... 52 Hình 2.17. Nguyên tắc điều chế dữ liệu và điều khiển ............................................... 53 Hình 2.18. Cấp phát các trường dữ liệu & điều khiển khác nhau trên PUSCH ............ 54 Hình 2.19. Các dạng phần mở đầu LTE RACH cho FDD ........................................... 57 Hình 2.20. Tín hiệu đồng bộ ....................................................................................... 63 Hình 2.21. Vận hành LTE HARQ với 8 tiến trình ...................................................... 64 Hình 2.22. Định thời LTE HARQ cho một gói tin đường xuống duy nhất ................. 65 xiv
Hình 2.23. Điều khiển định thời hướng lên ................................................................. 66 Hình 2.24. Công suất hướng lên LTE với thay đổi tốc độ dữ liệu ............................... 67 Hình 2.25. Thủ tục báo cáo thông tin trạng thái kênh (CSI) ........................................ 68 Hình 2.26. Cấu hình tham số vật lý mạng LTE ........................................................... 72 Hình 2.27. Phát triển kiến trúc 3GPP hướng tới kiến trúc phẳng hơn .......................... 73 Hình 2.28. Kiến trúc hệ thống cho mạng chỉ có E-UTRAN ........................................ 74 Hình 2.29. eNodeB kết nối tới các nút logic khác và các chức năng chính .................. 78 Hình 2.30. MME kết nối tới các nút logic khác và các chức năng chính ..................... 80 Hình 2.31. Các kết nối S-GW tới các nút logic khác và các chức năng chính .............. 82 Hình 2.32. P-GW kết nối tới các node logic khác và các chức năng chính ................. 85 Hình 2.33. PCRF kết nối tới các nút logic khác & các chức năng chính ...................... 86 Hình 3.1. Mật độ phổ năng lượng của hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang. ............... 94 Hình 3.2. Mật độ phổ năng lượng của hệ thống đa sóng mang .................................... 95 Hình 3.3. Mật độ phổ năng lượng của tín hiệu điều chế đa sóng mang OFDM............ 97 Hình 3.4. Khoảng phòng vệ được chèn vào giữa các Symbol OFDM ......................... 98 Hình 3.5. Hiệu quả sử dụng sóng mang của kỹ thuật OFDM so với kỹ thuật FDM ... 101 Hình 3.6. Tín hiệu điều chế ASK [17] ...................................................................... 102 Hình 3.7. Tín hiệu điều chế FSK [17] ....................................................................... 103 Hình 3.8. Tín hiệu PSK [17] ..................................................................................... 104 Hình 3.9. Thành phần đồng pha và pha vuông góc trong 16 QAM............................ 105 Hình 3.10. Chùm tín hiệu của 16-QAM .................................................................... 105 Hình 3.11 Tổng quan một hệ thống OFDM .............................................................. 106 Hình 3.12. Bộ điều chế OFDM ................................................................................. 108 Hình 3.13: Mô tả về chuỗi bảo vệ trong OFDM. ....................................................... 109 Hình 3.14. Mô tả chèn chuỗi bảo vệ trong việc chống nhiễu ISI ............................... 111 Hình 3.15. Biểu diễn dạng xung vuông ..................................................................... 112 Hình 3.16. Sơ đồ bộ điều chế OFDM sử dụng IFFT ................................................. 113 xv
Hình 3.17. Hàm truyền đạt của kênh ......................................................................... 114 Hình 3.18. Sơ đồ khổi bộ giải điều chế OFDM ......................................................... 114 Hình 3.19. Tách chuỗi bảo vệ ở bộ giải điều chế OFDM. ......................................... 116 Hình 3.20. Sơ đồ khổi bộ giải điều chế OFDM sử dụng thuật toàn FFT.................... 119 Hình 3.21: Phát và thu OFDMA ............................................................................... 122 Hình 3.22: Tín hiệu trong OFDMA [6] ..................................................................... 123 Hình 4.1. Sơ đồ thu phát tín hiệu OFDM .................................................................. 124 Hình 4.2. Tín hiệu phát tại điểm B ............................................................................ 126 Hình 4.3. Phổ tín hiệu được phát tại B ...................................................................... 127 Hình 4.4. Xung g(t) .................................................................................................. 127 Hình 4.5. Tín hiệu phát tại C .................................................................................... 128 Hình 4.6. Phổ tín hiệu phát tại C ............................................................................... 128 Hình 4.7. Tín hiệu phát tại D .................................................................................... 129 Hình 4.8. Phổ tín hiệu phát tại D............................................................................... 129 Hình 4.9. Phổ tín hiệu tại E....................................................................................... 130 Hình 4.10. Tín hiệu thu được tại F ............................................................................ 130 Hình 4.11. Phổ tín hiệu tại F ..................................................................................... 131 Hình 4.12. Tín hiệu thu được tại G ........................................................................... 131 Hình 4.13. Phổ tín hiệu tại G .................................................................................... 132 Hình 4.14. Tín hiệu tại H .......................................................................................... 132 Hình 4.15. Phổ tín hiệu tại H .................................................................................... 133 Hình 4.16. Chòm sao điều chế băng tần cơ sở info_h................................................ 133 Hình 4.17. Chòm sao điều chế băng tần cơ sở a_hat ................................................. 134 Hình 4.18. Tín hiệu sau điều chế OFDM .................................................................. 134 Hình 4.19. Phổ tín hiệu OFDM ................................................................................. 135 Hình 4.20. Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo sóng mang trực giao ...................... 136 xvi
MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Đứng trước sự thay đổi nhanh chóng và tiến bộ kỹ thuật vượt bậc của khoa học công nghệ trong đó có kỹ thuật thông tin di động, việc nghiên cứu giải pháp tăng tốc độ và chất lượng dịch vụ thông tin di động là cần thiết. Mạng LTE ra đời với vai trò là mạng thông tin di động thế hệ mới với tốc độ truyền dẫn dữ liệu cao, ổn định và chất lượng tốt. Được sự định hướng và hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS. Phạm Ngọc Nam, tác giả đã lựa chọn nghiên cứu và trình bày luận văn thạc sỹ kỹ thuật với đề tài: “Nghiên cứu kỹ thuật đa truy nhập ghép kênh phân chia theo tần số trực giao cho hướng xuống OFDMA trong mạng LTE”. Nhằm trình bày khả năng ưu việt của giải pháp sử dụng kỹ thuật OFDMA cho hướng xuống trong mạng LTE. Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy giáo hướng dẫn , PGS.TS. Phạm Ngọc Nam, đã định hướng nghiên cứu cho em. Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy cô giáo trong hội đồng phản biện đã dành thời gian quý báu để nghiên cứu đánh giá nội dung và kết quả của của luận văn. Lịch sử nghiên cứu Mạng LTE đang dần thay thế các công nghệ 2G và 3G trước đây trong lĩnh vực thông tin di động phục vụ nhu cầu trao đổi thông tin của con người. Luận văn “Nghiên cứu kỹ thuật đa truy nhập ghép kênh phân chia theo tần số trực giao cho hướng xuống OFDMA trong mạng LTE” nghiên cứu các vấn đề kỹ thuật trong mạng LTE. Nhấn mạnh đến kỹ thuật OFDMA khi áp dụng cho hướng xuống trong mạng LTE. 1
Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu của luận văn Nghiên cứu kỹ thuật đa truy nhập cho hướng xuống trong mạng LTE, trong đó kỹ thuật OFDMA được nêu ra như một giải pháp tối ưu. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Cấu trúc hệ thống thông tin di động, đặc biệt là mạng thông tin di động thế hệ thứ 4 – mạng LTE. Nghiên cứu ứng dụng của kỹ thuật OFDMA áp dụng cho hướng xuống trong mạng LTE. Nội dung chính và đóng góp của tác giả Luận văn được trình bày nền tảng cơ bản kỹ thuật thông tin số, hệ thông thông tin di động, cấu trúc hệ thống LTE, nguyên lý điều chế và giải điều chế, OFDM và kỹ thuật áp dụng OFDMA cho hướng xuống trong mạng LTE. Từ đó chỉ ra OFDMA là giải pháp tối ưu cho kỹ thuật đa truy nhập hướng xuống trong mạng LTE. Luận văn có sử dụng mô phỏng cấu trúc bộ thu phát tín hiệu OFDM đơn giản thông qua phần mềm mô phỏng Matlab. Luận văn được trình bày theo nội dung gồm các chương như sau: Chương 1: Tổng quan về mạng LTE Trình bày sự hình thành và phát triển của hệ thống thông tin di động. Giới thiệu về đặc điểm và các dải tần hoạt động của mạng LTE. Chương 2: Cấu trúc mạng LTE và các kỹ thuật sử dụng trong mạng LTE Trình bày về cấu trúc mạng LTE, các vấn đề kỹ thuật ảnh hưởng đến khả năng triển khai và hoạt động của mạng LTE. Đặt ra giải pháp kỹ thuật truy nhập cho hướng lên và hướng xuống. 2
Chương 3: Kỹ thuật OFDMA trong mạng LTE Trình bày nền tảng kỹ thuật điều chế và giải điều chế thông tin số, nghiên cứu vấn đề trực giao, và kỹ thuật đa truy nhập ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDMA, áp dụng OFDMA cho hướng xuống trong kỹ thuật LTE Chương 4: Mô phỏng phát và thu tín hiệu dựa trên kỹ thuật OFDM Mô phỏng mô hình đơn giả của một hệ thống phát và thu tín hiệu OFDM thông qua phần mềm mô phỏng Matlab. Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu dựa trên nền tảng cơ bản của kỹ thuật thông tin số, nguyên lý kỹ thuật OFDMA và thực hiện mô phỏng thông qua trên phần mềm Matlab. 3