NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ THỜI GIAN THỰC TRONG MẠNG LTE BẰNG GIẢI THUẬT M-LWDF

Luận văn về nâng cao chất lượng dịch vụ thời gian thực trong mạng LTE sử dụng giải thuật M-LWDF. Nghiên cứu chuyên sâu điện tử viễn thông, tối ưu hóa mạng LTE.

• Tác giả: Phan Xuân Hạnh
• Người hướng dẫn: Đỗ Hồng Tuấn
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Điện tử - Viễn thông
• Đề tài: Nâng Cao Chất Lượng Dịch Vụ Thời Gian Thực Trong Mạng Lte Bằng Giải Thuật M-Lwdf
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Tp.HCM

Tóm tắt

I. Tổng Quan Mạng LTE Nâng Cao Chất Lượng Dịch Vụ Như Thế Nào

Mạng LTE (Long Term Evolution) là một công nghệ truy cập vô tuyến tiên tiến, được phát triển bởi 3GPP nhằm cung cấp sự chuyển đổi mượt mà lên thế hệ mạng không dây thứ 4 (4G). Điểm nổi bật của LTE là khả năng hỗ trợ các dịch vụ chuyển mạch gói (Packet Switched - PS) thay vì chuyển mạch kênh (Circuit-Switched - CS) như các hệ thống trước đó. LTE sử dụng OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) trong đường xuống (downlink), chia băng thông thành nhiều sóng mang con băng hẹp và gán chúng cho người dùng dựa trên nhu cầu và trạng thái hệ thống. Các kiến trúc mạng 3GPP LTE tập trung vào một nút duy nhất giữa người dùng và mạng lõi, được gọi là eNodeB, chịu trách nhiệm quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM). Lập lịch gói, một phần quan trọng của RRM, chọn người dùng và truyền dữ liệu một cách hiệu quả, đáp ứng yêu cầu chất lượng dịch vụ (QoS) LTE.

1.1. Ưu Điểm Vượt Trội của Mạng LTE So Với Thế Hệ Trước

Mạng LTE nổi bật với khả năng hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao hơn, độ trễ thấp hơn và hiệu quả sử dụng băng thông tốt hơn so với các thế hệ mạng trước. Điều này cho phép LTE cung cấp trải nghiệm người dùng tốt hơn cho các ứng dụng đòi hỏi băng thông lớn như video streaming LTE, game online LTE, và VOIP qua LTE. LTE cũng hỗ trợ các công nghệ tiên tiến như MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) và carrier aggregation để tăng cường hiệu suất và dung lượng mạng.

1.2. Vai Trò Của eNodeB Trong Kiến Trúc Mạng LTE

eNodeB đóng vai trò trung tâm trong kiến trúc mạng LTE, thực hiện các chức năng quan trọng như quản lý tài nguyên vô tuyến, lập lịch gói, và điều khiển truy cập. eNodeB kết nối trực tiếp với thiết bị người dùng (UE) thông qua giao diện vô tuyến và kết nối với mạng lõi (EPC) thông qua giao diện S1. eNodeB cũng chịu trách nhiệm thực hiện các chức năng bảo mật và quản lý di động.

II. Thách Thức QoS Thời Gian Thực Trong Mạng LTE Vấn Đề Cốt Lõi

Để đảm bảo QoS LTE cho các dịch vụ thời gian thực (real-time services LTE), tỷ lệ mất gói tin phải được giảm thiểu và độ trễ phải được giữ dưới ngưỡng nhất định. Các gói dữ liệu của người dùng video streaming LTE cần được nhận trong khoảng thời gian quy định, nếu không sẽ bị loại bỏ và gây ra mất gói. Việc phát triển các thuật toán lập lịch gói hiệu quả là rất quan trọng để đáp ứng các yêu cầu khắt khe này. Nghiên cứu hiệu suất của các thuật toán khác nhau trong môi trường mạng đa sóng mang là cần thiết để xác định giải pháp tối ưu.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Chất Lượng Dịch Vụ Thời Gian Thực LTE

Độ trễ truyền dẫn LTE, jitter LTE, và mất gói tin LTE là những yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ (QoS) LTE cho các ứng dụng thời gian thực. Độ trễ là thời gian cần thiết để một gói dữ liệu di chuyển từ nguồn đến đích. Jitter là sự biến đổi của độ trễ theo thời gian. Mất gói tin là khi một gói dữ liệu không đến được đích. Các yếu tố này có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau, bao gồm điều kiện kênh vô tuyến, tải mạng, và thuật toán lập lịch gói.

2.2. Tầm Quan Trọng Của Lập Lịch Gói Trong Đảm Bảo QoS LTE

Lập lịch gói đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo QoS LTE, đặc biệt là cho các dịch vụ thời gian thực. Thuật toán lập lịch gói quyết định người dùng nào được cấp phát tài nguyên vô tuyến và khi nào. Một thuật toán lập lịch gói hiệu quả có thể tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên vô tuyến, giảm độ trễ, và giảm tỷ lệ mất gói tin. Do đó, việc lựa chọn một thuật toán lập lịch gói phù hợp là rất quan trọng để cung cấp trải nghiệm người dùng tốt nhất.

III. Giải Thuật M LWDF Phương Pháp Nâng Cao QoS Thời Gian Thực LTE

Luận văn này tập trung vào việc kiểm tra hiệu suất của thuật toán lập lịch gói M-LWDF (Modified Largest Weighted Delay First) trong mạng LTE. Mục tiêu là xác định liệu giải thuật M-LWDF có phù hợp để sử dụng trong các hệ thống đường xuống 3GPP LTE nhằm hỗ trợ các dịch vụ video streaming LTE hay không. Giải thuật M-LWDF được thiết kế để ưu tiên các gói dữ liệu có độ trễ lớn nhất, nhằm giảm thiểu độ trễ tổng thể và cải thiện trải nghiệm người dùng (user experience) LTE.

3.1. Nguyên Tắc Hoạt Động Của Giải Thuật M LWDF Trong Mạng LTE

Giải thuật M-LWDF hoạt động bằng cách gán trọng số cho mỗi gói dữ liệu dựa trên độ trễ của nó. Các gói dữ liệu có độ trễ lớn hơn sẽ được gán trọng số cao hơn. Sau đó, thuật toán sẽ chọn các gói dữ liệu có trọng số cao nhất để truyền tải. Điều này giúp đảm bảo rằng các gói dữ liệu quan trọng, chẳng hạn như các gói dữ liệu video streaming LTE, được truyền tải kịp thời.

3.2. Ưu Điểm Của Giải Thuật M LWDF So Với Các Giải Pháp Khác

Giải thuật M-LWDF có một số ưu điểm so với các thuật toán lập lịch gói khác. Thứ nhất, nó có thể giảm độ trễ tổng thể và cải thiện trải nghiệm người dùng (user experience) LTE. Thứ hai, nó có thể ưu tiên QoS cho các dịch vụ thời gian thực. Thứ ba, nó tương đối đơn giản để triển khai. Tuy nhiên, giải thuật M-LWDF cũng có một số nhược điểm, chẳng hạn như nó có thể không công bằng với tất cả người dùng.

IV. Mô Phỏng Mạng LTE Đánh Giá Hiệu Năng Giải Thuật M LWDF Chi Tiết

Luận văn sử dụng hệ thống đường xuống 3GPP LTE làm nền tảng mô phỏng để đánh giá hiệu suất của giải thuật M-LWDF. Các tài nguyên vô tuyến được định nghĩa trong cả miền tần số và thời gian, được gọi là khối tài nguyên (RB). Trong miền tần số, RB là một subchannel gồm 12 sóng mang con liên tiếp trong băng thông 180 kHz. Kế hoạch lập lịch được thực hiện tại khoảng thời gian 1 ms, được gọi là TTI (Transmit time interval). Mỗi người dùng báo cáo điều kiện kênh đường xuống tức thời (ví dụ: SNR) cho eNodeB tại mỗi TTI.

4.1. Thiết Lập Mô Phỏng Mạng LTE Với Giải Thuật M LWDF

Mô phỏng được thực hiện trong môi trường một cell đơn (Single-cell) và đa cell (Multi-cell) với sự can thiệp (interference) để đánh giá hiệu quả của giải thuật M-LWDF trong các điều kiện mạng khác nhau. Các luồng (flows) khác nhau như video streaming LTE, nỗ lực tốt nhất (Best Effort - BE), và VOIP qua LTE được sử dụng để mô phỏng các loại lưu lượng khác nhau. Các chỉ số hiệu suất chính bao gồm thông lượng hệ thống (throughput), chỉ số công bằng (fairness index), độ trễ (delay), và tỷ lệ mất gói tin (PLR).

4.2. Phân Tích Kết Quả Mô Phỏng Hiệu Năng Giải Thuật M LWDF

Kết quả mô phỏng cho thấy rằng giải thuật M-LWDF phù hợp cho các luồng video streaming LTE, trong khi tất cả 3 thuật toán (bao gồm cả Proportional Fair - PF) phù hợp cho các luồng nỗ lực tốt nhất. Tuy nhiên, hiệu suất công bằng của thuật toán EXP/PF (Exponential Proportional Fairness) giảm đáng kể khi số lượng người dùng tăng. Điều này cho thấy rằng giải thuật M-LWDF đáp ứng yêu cầu công bằng cho người dùng dịch vụ video streaming LTE ở mức đủ dùng.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Giải Thuật M LWDF Tối Ưu Hóa QoS Mạng LTE

Việc triển khai giải thuật M-LWDF trong mạng LTE có thể mang lại nhiều lợi ích thiết thực. Nó giúp cải thiện chất lượng dịch vụ (QoS) LTE cho các ứng dụng thời gian thực như video streaming LTE, VOIP qua LTE, và game online LTE. Điều này dẫn đến trải nghiệm người dùng tốt hơn và tăng sự hài lòng của khách hàng. Hơn nữa, giải thuật M-LWDF có thể được sử dụng để điều phối tài nguyên vô tuyến LTE một cách hiệu quả hơn, giúp tối ưu hóa hiệu suất tổng thể của mạng.

5.1. Giải Pháp Triển Khai Giải Thuật M LWDF Trong Mạng LTE Hiện Tại

Việc triển khai giải thuật M-LWDF có thể được thực hiện bằng cách cập nhật phần mềm trên các eNodeB. Các nhà khai thác mạng có thể tùy chỉnh các tham số của giải thuật M-LWDF để phù hợp với nhu cầu cụ thể của mạng của họ. Điều quan trọng là phải thực hiện thử nghiệm kỹ lưỡng trước khi triển khai giải thuật M-LWDF trên quy mô lớn để đảm bảo rằng nó hoạt động như mong đợi.

5.2. Tiềm Năng Phát Triển Giải Thuật M LWDF Cho Mạng 5G

Mặc dù giải thuật M-LWDF được phát triển cho mạng LTE, nó cũng có tiềm năng được sử dụng trong mạng công nghệ 5G. Với sự ra đời của các dịch vụ mới như thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR), nhu cầu về QoS LTE thời gian thực sẽ tiếp tục tăng lên. Giải thuật M-LWDF có thể giúp đáp ứng các yêu cầu khắt khe này và cung cấp trải nghiệm người dùng tốt nhất trên mạng 5G.

VI. Tương Lai Dịch Vụ Thời Gian Thực LTE Hướng Phát Triển Giải Thuật M LWDF

Luận văn đã đánh giá hiệu quả của giải thuật M-LWDF trong việc nâng cao chất lượng dịch vụ (QoS) LTE thời gian thực trong mạng LTE. Kết quả cho thấy giải thuật M-LWDF là một giải pháp hứa hẹn để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ thời gian thực. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều hướng nghiên cứu và phát triển để cải thiện hơn nữa hiệu suất của giải thuật M-LWDF và đảm bảo rằng nó có thể đáp ứng các yêu cầu của mạng 5G trong tương lai.

6.1. Nghiên Cứu Tối Ưu Hóa Tham Số Cho Giải Thuật M LWDF

Một hướng nghiên cứu quan trọng là tối ưu hóa các tham số của giải thuật M-LWDF để đạt hiệu suất tốt nhất trong các điều kiện mạng khác nhau. Các tham số này có thể bao gồm trọng số được gán cho các gói dữ liệu khác nhau, ngưỡng độ trễ, và các tham số liên quan đến điều phối tài nguyên vô tuyến LTE. Việc tìm ra các giá trị tham số tối ưu có thể giúp cải thiện đáng kể hiệu suất của giải thuật M-LWDF.

6.2. Phát Triển Giải Thuật M LWDF Thích Ứng Với Môi Trường Mạng Thay Đổi

Một hướng nghiên cứu khác là phát triển giải thuật M-LWDF thích ứng với môi trường mạng thay đổi. Các điều kiện mạng có thể thay đổi đáng kể theo thời gian do sự di chuyển của người dùng, sự biến đổi của điều kiện kênh vô tuyến, và sự thay đổi trong tải mạng. Một giải thuật M-LWDF thích ứng có thể tự động điều chỉnh các tham số của nó để đáp ứng với những thay đổi này và duy trì hiệu suất tối ưu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 LỊCH SỬ VÀ QUÁ TRÌNH TIẾN HÓA THÀNH MỘT LTE-A 1.1 Sự tiến triển trong 3GPP từ 2G lên 4G Để hiểu các công nghệ di động tiên tiến 4G, cũng cần thiết để xem lại lịch sử phát triển của công nghệ di động, đặc biệt trong con đường tiến hóa của 3GPP. Thế hệ đầu tiên 1G (1-General) của điện thoại di động đã được thương mại từ năm 1980 ở các nước khác nhau với các loại công nghệ khác nhau. Những công nghệ không được chuẩn mực quốc tế và kết quả là không thể làm việc cùng nhau. Tất cả các mạng 1G sử dụng công nghệ tương tự với chất lượng cuộc gọi kém, lưu lượng thấp và thiết bị đầu cuối cồng kềnh.

Số lượng thuê bao trong mạng 1G do đó nhỏ, và các dịch vụ hạn chế chỉ có thoại. Mười năm sau, thế hệ thứ hai (2G) đã được giới thiệu đầu tiên với công nghệ GSM được chuẩn hóa bởi ETSI (European Telecommunications Standards Institute) vào năm 1991. Đó là một sự tiến hóa quan trọng vì nó sử dụng công nghệ kỹ thuật số trong đó có thể cung cấp chất lượng cuộc gọi tốt hơn, sử dụng tần số hiệu quả và thiết bị đầu cuối nhỏ hơn. GSM là công nghệ kỹ thuật số thành công nhất được triển khai trong lịch sử loài người kể từ khi nó được dùng bởi hàng tỷ người trên khắp thế giới.

Từ một công nghệ được phát triển cho các dịch vụ thoại, GSM đã được nâng cấp lên một mạng GPRS/EDGE (2,5G) với một số các phần tử mạng mới như PCU (packet Control Unit), SGSN (Serving GPRS Support Node) và GGSN(Gateway GPRS Support Node) để hỗ trợ các dịch vụ dữ liệu với tốc độ dữ liệu chậm (khoảng 14-171 kbps). Những công nghệ (GSM, GPRS và EDGE) dựa trên phương pháp truy cập vô tuyến TDMA/FDMA với ý tưởng cơ bản là thuê bao điện thoại di động được phân bổ tài nguyên vô tuyến cách nhau bởi khe thời gian và kênh tần số. 9 Thế hệ thứ ba (hoặc 3G), cũng được phát triển bởi ETSI, đã được cải thiện hơn nữa về hiệu suất mạng điện thoại di động về tốc độ dữ liệu gói tin cũng như dung lượng của hệ thống. 3G sử dụng phương pháp truy cập vô tuyến công nghệ mới CDMA trong đó mỗi thuê bao được phân biệt bởi một mã duy nhất.

Giao diện vô tuyến mới này hoạt động đồng thời với GSM hiện có trong các băng tần khác. Nó được hỗ trợ bởi các phần tử mạng mới gọi là RNC (Radio Network Controller) và NodeB (Hình 1-2), nó làm cho các mạng UTRAN khác với mạng RAN trong GSM là kết hợp BSC và BTS mặc dù chức năng chính của chúng là tương tự. Công nghệ trong giai đoạn sớm nhất của 3G là UMTS hoặc W-CDMA, phát hành rel-99, ra mắt vào tháng 1 năm 1998. Hình: 1-1 Quá trình chuyển đổi từ 2G lên 4G trong gia đình 3GPP Chuyển thể từ tháng 12 năm 1998, 3GPP (3rd Generation Partnership Project) đã được hình thành bởi nhiều tổ chức đối tác trên toàn thế giới (không hạn chế các nhà nghiên cứu trong châu Âu) để phối hợp nghiên cứu và phát triển hệ thống GSM.

Các nhiệm vụ phát triển GSM/UMTS được chuyển từ ETSI 3GPP. 10 Sau khi thay đổi nhỏ trong Phiên bản lần 4, Phiên bản lần 5, đóng băng vào tháng 6 năm 2002 với tên HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), đã tăng lên đáng kể thông lượng hệ thống từ 7.4 Mbps, nhờ vào việc áp dụng kiểu điều chế 16QAM, có nghĩa là một ký tự chứa 4 bit thông tin, hoặc tốc độ dữ liệu tăng từ 2 đến 4 lần. Phiên bản này cũng giới thiệu ý tưởng " đánh số IP lên mọi đầu cuối" tầm nhìn IMS (IP Multimedia Subsystem) trong mạng lõi để kiểm soát mọi dịch vụ đa phương tiện trên nền tảng IP. Hình: 1-2 Tiêu chuẩn 3PPP và đặt trưng tiên triển và thích ứng Phiên bản-6, cũng tên là HSUPA (High Speed Uplink Packet Access), được phát hành vào tháng 3 năm 2005 và được thiết kế để tăng tốc độ uplink dữ liệu đến 5.8 Mbps từ 2 Mbps trong Phiên bản-5.

Các tính năng chính trong phiên bản này là MBMS (Multimedia Broadcast / Multicast Services) và HARQ (Hybrid Automatic Retransmission Request). Các phiên bản tiếp theo Rel-7, được đặt tên là Evolved HSPA hoặc HSPA +, được hoàn thành vào Tháng 12 năm 2007. Nó hỗ trợ tốc độ dữ liệu lên đến 42 Mbps trong downlink, nhờ thực hiện các MIMO (Multiple Input Multiple Output) và Homs (Higher Order Modulations ) lên đến 64QAM (6 bit/ 11 symbol). Các công nghệ truy cập vô tuyến từ Rel-99 đến rel-7 đều dựa trên các biến thể của công nghệ CDMA và hoạt động trên dải tần số như nhau, tương tự như các công nghệ trước GSM, GPRS và EDGE làm việc trên cùng dải tần số và cùng với các phương pháp truy cập của TDMA/FDMA.

Tại Rel-7, CDMA dường như đạt đến công suất tối đa của nó và con đường phát triển công nghệ điện thoại di động đang rất cần một công nghệ mới để hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao hơn và hiệu suất tốt hơn. Điều này dự kiến sẽ được cung cấp bởi OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), một phương pháp truy cập vô tuyến mới với nhiều ưu điểm so với CDMA và TDMA / FDMA. 3GPP đã hoàn thành các thông số kỹ thuật Rel-8 Tháng 3 năm 2009, trong đó xác định một công nghệ truy cập vô tuyến dựa trên OFDMA mới gọi là LTE (Long Term Evolution). Giao diện vô tuyến dựa trên OFDMA mới này, cũng thường được gọi là E-UTRA (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access), một lần nữa hoạt động trên băng tần mới.

E-UTRA không có Base Station Controller (BSC hoặc RNC), và thay vì NodeB các trạm gốc trong LTE được biết đến như eNodeB. Mạng lõi cũng là một phần trong tổng cấu trúc mới nó là mạng phẳng tất cả các gói tin mạng dựa trên IP (SAE/EPC). Một lần nữa, một giao diện vô tuyến hoàn toàn mới đã được thêm vào gia đình 3GPP để hỗ trợ sự phát triển mới trong mạng không dây, ngoài TDMA/FDMA trong 2G, CDMA trong 3G. Các thiết bị 3GPP, đến giai đoạn này, sẽ chạy trên ba chế độ với ba phổ tần số và ba giao diện vô tuyến (TDMA/FDMA,CDMA và OFDMA).

12 Hình: 1-3 Các phổ tần ba giao diện vô tuyến với công nghệ của nó, từ [12] Rel-9 đã được hoàn thành tháng 3 năm 2010 và nó đã được thêm vào các tính năng mới và các chức năng nâng cao hiệu suất cho cả HSPA + và LTE. Đối với HSPA, thêm đa sóng mang và MIMO tùy chọn. Đối với LTE, tính năng bổ sung và cải tiến để hỗ trợ các dịch vụ khẩn cấp, dịch vụ định vị và các dịch vụ phát sóng là trọng tâm. Trong khi công việc Rel-9 đã hoàn thành, tiến triển đáng kể đã được thực hiện bởi 3GPP liên quan đến Rel-10.

Trong thực tế, 3GPP đã đệ trình đề xuất cho việc đánh giá và chứng nhận quá trình IMT-Advanced do ITU. Một đề tài nghiên cứu trong 3GPP, gọi là LTE-Advanced, đánh giá và cải tiến công nghệ LTE đã lựa chọn đáp ứng các yêu cầu của IMT-Advanced (4G) và đã được trình lên ITU xem xét, phê duyệt trong tháng 10 2009 [13]. Sau đó, như đã đề cập ở phần trước, LTE-Advanced đã được phê duyệt bởi ITU là đúng 4G vào Tháng 10 năm 2010. Sự tiến hóa của 3GPP sẽ tiếp tục trong những năm tới với những cải tiến hơn nữa để LTE-Advanced, SAE trong Rel-11 (dự kiến sẽ bị đóng băng trong 9/2012) v.

LTE-Advanced LTE-Advanced là một phiên bản nâng cấp của LTE Rel-8 và tương thích ngược với LTE Rel-8 ,nghĩa là một thiết bị đầu cuối LTE có thể làm việc trong một mạng LTE- 13 Advanced và thiết bị đầu cuối LTE-Advanced có thể làm việc trong một mạng LTE [11]. Theo báo cáo gần đây [7] từ 3GPP, LTE-Advanced đã được đánh giá và so sánh với LTE Rel-8 và yêu cầu IMT-Advanced. Các kết quả trong bảng dưới đây đã khẳng định rằng LTE-Advanced đáp ứng và vượt quá tất cả các yêu cầu của IMT-Advanced. Bảng: 1-1 Hiệu suất của LTE-A LTE Rel-8 LTE-Advanced IMT-Advanced Requirement Peak data rate DL 300 Mbps 1Gbps 1 Gbps UL 75 Mbps 500 Mbps Peak spectrum DL 15 30 15 Efficiency [bps/Hz] UL 3.4 Cell-edge user DL(4x2) 0.06 Spectrum efficiency UL(2x4) - 0.03 [bps/Hz/user] Ví dụ, với hiệu suất phổ đỉnh của 30 bps / Hz, tốc độ dữ liệu đỉnh LTE-Advance trong một băng thông 100 MHz có thể đạt cao như 3 Gbps.

Điều này vượt xa yêu cầu của IMT-Advanced. Để có được thành tích này, LTE-Advanced đã áp dụng một số tính năng mới như hỗ trợ cho băng thông rộng hơn, kỹ thuật MIMO tiên tiến, phối hợp đa điểm truyền nhận (COMP) và chuyển tiếp. Tất cả các tính năng này sẽ được thảo luận chi tiết trong các chương tiếp theo. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE-A 2.1 Tổng quan công nghệ LTE LTE-Advanced là một phiên bản nâng cao của LTE , nghĩa là nó sử dụng giao diện cấu trúc mạng và nền tảng đài phát vô tuyến của LTE, và thêm nhiều tính năng hơn để tăng hiệu suất hệ thống.

Vì vậy, cần thiết để hiểu các công nghệ LTE trước khi thảo luận về LTE-Advanced. Từ quan điểm kiến trúc, LTE Rel-8 là một bước phát triển quan trọng trong mạng truy cập vô tuyến RAN của gia đình 3GPP. Trong các công nghệ trước đây, RNC điều khiển trạm gốc và đóng một vai trò trung gian trong việc kết nối các trạm cơ sở (NodeB) với mạng lõi. Nhưng trong LTE Rel-8, phần tử mạng này không tồn tại; nó được thay thế là eNodeB (evolved NodeB) được kết nối trực tiếp với mạng lõi (MME / UPE), như thể hiện trong hình 2-1.

Các chức năng đã gỡ bỏ của RNC được phân chia giữa hai phần còn lại là eNodeB và mạng lõi. Hầu hết các chức năng này đã được dồn vào eNodeB. Các eNodeB sẽ có nhiều việc phải làm hơn nhưng kiến trúc của LTE lại gọn gàng hơn, khi số lượng các nút được giảm thiểu. Hình: 2-1 Sự tiến hóa trong các mạng truy nhập vô tuyến từ 3G lên LTE 15 Trong giao diện vô tuyến, LTE sử dụng OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) trong downlink và SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access), hoặc DFTS-OFDM ở đường lên (Hình 2-2).

Hình: 2-2 Giao diện vô tuyến trong downlink và uplink của LTE [18] Khái niệm cơ bản của OFDMA là hệ thống băng thông được chia thành nhiều sub- carriers băng hẹp trực giao với khoảng cách tần số bằng nhau, vì vậy tại một điểm lấy mẫu của một sub-carriers, tất cả các sub-carriers khác có tương quan chéo bẳng không.