CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN HỆ THỐNG LTE 1.1 Cấu trúc khung LTE Trong phần này, tác giả tóm tắt những khái niệm cơ bản của hệ thống LTE hình thành nền tảng quy hoạch cho mạng LTE. Cấu trúc khung LTE loại được thể hiện trong hình 1. Như minh hoạ trong hình 1.2, mỗi khung hình vô tuyến của LTE dài Tt = 307200 TS = 10 ms và bao gồm 20 khe với chiều dài mỗi khe Tslot = 15360 TS = 0.5 ms, đánh số từ 0 đến 19. Khung phụ được xác định là hai khe liên tiếp gồm các khe 2i và 2i + 1.
(a) Khung loại 1 (Nguồn: [1] 3GPP) (b) Khung loại 2 Hình 1.1 Các loại khung LTE 4 (Nguồn: [18]) Hình 1.2 Vị trí các tiền tố trong khung phụ LTE (Nguồn: [18]) Hình 1.3 Cơ cấu tiền tố vòng chuẩn Đối với LTE-FDD, có 10 khung phụ dành cho truyền dẫn hướng xuống (DL) và 10 khung phụ dành cho truyền dẫn hướng lên (UL) trong mỗi khoảng thời gian 10 ms. Việc truyền tải hướng lên và xuống được tách riêng biệt trong miền tần số. Số lượng ký tự của UL SC-FDMA trong một khe phụ thuộc vào chiều dài CP được cấu hình bởi tham số lớp cao hơn và được đưa ra trong bảng 1. Số lượng ký tự DL OFDM trong một khe phụ thuộc vào chiều dài CP và khoảng cách sóng mang phụ được đặt cấu hình và đưa ra trong bảng 1.
Chiều dài của CP là NCP,l được cung cấp trong bảng 1. Lưu ý rằng, trong một số trường hợp, các ký tự OFDM có thể khác nhau trong các khe có độ dài khác nhau. Một cổng ăng ten được định nghĩa sao cho kênh truyền một tín hiệu trên 5 cổng ăng ten có thể được suy ra từ kênh mà một ký tự khác trên cùng một cổng anten được chuyển tải. Có một mạng lưới tài nguyên (RG) trên mỗi cổng anten.
Các cổng ăng ten được sử dụng để truyền kênh vật lý hoặc tín hiệu phụ thuộc vào số cổng anten được cấu hình cho kênh vật lý hoặc tín hiệu.1 Loại CP và các thông số RB có liên quan trong LTE (Nguồn: [1] 3GPP) Cấu hình Tiền tố vòng chuẩn 12 7 Tiền tố vòng mở rộng 12 6 Bảng 1.2 CP và vật lý tham số của RB trong LTE DL sử dụng công nghệ OFDM (Nguồn: [1] 3GPP) Ký tự Sóng Độ dài tiền tố vòng Δf Độ dài tiền tố Cấu hình OFDM mang trong các mẫu (kHz) phụ vòng (s) 5.2 cho biểu 160 cho l = 0 144 tượng đầu tiên và CP chuẩn 15 7 12 cho l = 1, 2,.7 cho khác biểu tượng CP Mở rộng 15 6 512 cho l = 0, 1,., 5 16,7 CP Mở rộng 7,5 3 24 1024 cho l = 0, 1, 2 33,3 1.2 Cấu trúc khe và tài nguyên vật lý Phần này tóm tắt các khe cấu trúc và vật lý tài nguyên trong hệ thống LTE tạo thành dung lượng hệ thống LTE. Không giống như hệ thống UMTS và FDM, tài nguyên hệ thống LTE bao gồm tài nguyên tên miền tần số và miền thời gian. Hệ thống UMTS dựa trên trải phổ rộng trong miền thời gian với mã trải phổ trực giao. Do đó, các nguồn tài nguyên của hệ thống UMTS là các mã có sẵn trong miền thời gian.
Hệ thống FDM kế thừa bao gồm tài nguyên miền tần số (ví dụ, kênh) với mỗi tài nguyên chiếm một đoạn phổ mà không chồng chéo và không sử dụng kênh liền 6 kề trong cùng một tế bào/trang để tránh sự can nhiễu của đồng kênh.1 Lưới tài nguyên (RG) [1] Các tín hiệu truyền trong mỗi khe trong DL hoặc UL được miêu tả bởi một hoặc một số sóng mang phụ của RGs và các ký tự . Lưới Commented [Ma1]: Tất cả các công thức em đều phải gõ lại bằng phần mềm Mathtype tài nguyên cho UL/DL, cấu trúc của RB (khối tài nguyên) và tài nguyên thành phần RE được minh họa trong Hình 1. Số lượng phụ thuộc vào băng thông truyền tải UL/DL được cấu hình trong các tế bào và thỏa mãn bất đẳng thức [1] sau đây: (1.1) với và là băng UL/DL nhỏ nhất và lớn nhất, tương ứng.2 Các tài nguyên thành phần Mỗi thành phần trong RG được gọi là một tài nguyên thành phần và được xác định duy nhất bởi các chỉ số cặp (k, l) trong một khe với và là chỉ số trong miền tần số và miền thời gian, tương ứng. RE(k, l) trên cổng ăng-ten p(p) tương ứng với các giá trị phức .
Để đơn giản chỉ số p được bỏ đi. Số lượng tương ứng với các REs không được sử dụng cho một kênh vật lý truyền dẫn hoặc tín hiệu vật lý, được thiết lập bằng 0. RE là đơn vị xác định nhỏ nhất, bao gồm một sóng mang phụ OFDM trong khoảng thời gian một ký tự OFDM.3 Khối tài nguyên (RB) Một khối tài nguyên vật lý (PRB) được định nghĩa là các ký tự SC- FDMA/OFDM liên tiếp trong miền thời gian và sóng mang phụ liên tiếp trong miền tần số cho UL và DL, tương ứng. Do đó PRB trong hai hướng UL/DL bao gồm REs, tương ứng một khe trong miền thời gian và 180 kHz trong miền tần số.
Mỗi RB bao gồm 12 × 7 = 84 REs trong trường hợp CP tiêu chuẩn và là 72 REs trong trường hợp CP mở rộng. Các tham số vật lý lớp LTE DL cho băng 7 thông kênh LTE khác nhau được hiển thị trong bảng 1. Như minh hoạ trong hình 1.3, RB tối đa là 100. Tuy nhiên, đối với một số trường hợp đặc biệt và với sự cắt giảm băng bảo vệ, số RBs có thể mở rộng đến 110.
Trong trường hợp này, cần chú ý cẩn thận đến can nhiễu lân cận. 100 RB tương ứng BW truyền dẫn trong khi 20 MHz là BW kênh. Như thể hiện trong bảng 1.3, trong miền tần số, số lượng sóng mang phụ N sc nằm trong khoảng từ 128 đến 2048, với Nsc phụ thuộc vào các BW kênh với 1024 cho 10 MHz và 2048 cho 20 MHz, là các giá trị phổ biến nhất khi triển khai trong thực tế. Khoảng cách sóng mang phụ là .
Tỷ lệ lấy mẫ= u là f ×f N s = 15 000 × N. Các tham số LTE được lựa chọn như độ dài FFT (Biến đổi Fourier nhanh) và tốc độ lấy mẫu dễ dàng đạt được cho tất cả các chế độ hoạt động trong khi cùng lúc đảm bảo việc thực hiện dễ dàng các thiết bị chế độ kép với tham chiếu đồng hồ chung. Không phải tất cả các sóng mang phụ đều được điều chế. Sóng mang phụ DC không được sử dụng như sóng mang phụ ở hai bên của băng kênh : khoảng 10% số sóng mang phụ được sử dụng như sóng mang bảo vệ trong trường hợp chỉ có 100 RB được sử dụng trên kênh 20 MHz.
Trong một tế bào vĩ mô, băng thông kết hợp của tín hiệu là bội của 1 MHz. Trong phạm vi băng thông sóng mang LTE lên tới 20 MHz, có một số sóng mang phụ bị pha đinh và số khác thì không bị pha đinh. Quá trình truyền được thực hiện bằng cách sử dụng các tần số mà không bị pha đinh. Việc truyền dẫn được đặt lịch biểu sắp xếp bởi RB, mỗi lần truyền trong số đó bao gồm 12 sóng mang phụ liên tiếp, hoặc 180 kHz, trong suốt thời gian của một khe (cách 0.
Thông số chi tiết này được chọn để hạn chế phần mào đầu báo hiệu.4 Lưới tài nguyên đường xuống và đường lên của LTE FDD và cấu trúc RB/RE 9 Bảng 1.3 Tham số lớp vật lý đường xuống của LTE Băng thông kênh (MHz) 1.5 5 10 15 20 Khung thời gian (ms) 10 Subframe thời gian (ms) 1 Khoảng cách subcarrier (kHz) 15 Tần số lấy mẫu (MHz) 1,92 3,84 7.72 Kích thước FFT 128 256 512 1024 1536 2048 Chiếm đóng sóng mang phụ (bao 76 151 301 601 901 1201 gồm cả sóng mang phụ DC) Bảo vệ subcarriers 52 105 211 423 635 847 Số lượng tài nguyên khối 6 12 25 50 75 100 Kênh bị chiếm đóng băng thông 1.015 (MHz) DL băng thông hiệu quả (%) 77,1 90 90 90 90 90 OFDM biểu tượng/subframe 7/6 (ngắn/dài cyclic tiền tố 5. Sao chép với sự cho phép của Telesystem.5 Cấu hình băng thông truyền tải cho một sóng mang E-UTRA 10 Trong quy hoạch mạng vô tuyến, điều quan trọng là xác định các CP. Quy hoạch mạng vô tuyến thường được thực hiện xem xét các CP chuẩn (4,7 μs), vì nó có thể đủ chống lại sự trải rộng trễ pha đing đa đường. Trong mô hình kênh pha đinh chuẩn 3GPP LTE, độ trải rộng trễ tối đa là 2,5 μs, ngắn hơn nhiều so với các CP chuẩn.
Hơn nữa, các CP chuẩn sử dụng ít mào đầu hơn trong ký tự OFDM tổng so với CP mở rộng. Do đó, nó cung cấp hiệu năng thông lượng cao hơn. Việc CP mở rộng được sử dụng cho hai ứng dụng hoặc mở rộng bán kính tế bào với độ trải rộng trễ tối đa lớn hơn 4,7 μs hoặc với một tính năng eMBMS (phát triển đa phương tiện phát sóng phát đa hướng dịch vụ) cần thiết cho kênh truyền hình quảng bá trên mạng LTE.3 Cấu trúc tín hiệu tham chiếu 1.1 Tín hiệu tham chiếu đường xuống Để cho phép phát hiện mạnh mẽ một bộ giải điều chế kết hợp được đặt tại máy thu của người sử dụng bằng cách gửi các ký tự hoa tiêu (pilot) trong lưới tần số - thời gian OFDM để ước tính các đặc tính kênh RF [1, 2, 22]. Bộ phát hiện kết hợp lãng phí một số ký tự mà được sử dụng để truyền dẫn tín hiệu hoa tiên để cho phép ước lượng kênh chính xác thay vì ước lượng kênh mù.
RS cũng tương tự như "hoa tiêu UMTS" và nó được UE sử dụng để dự đoán các đặc tính kênh. Ký tự hoa tiêu DL được truyền trong ký tự OFDM đầu tiên và thứ ba của mỗi khe với một khoảng cách miền tần số của sáu sóng mang phụ (điều này tương ứng với các ký tự OFDM thứ năm và thứ tư các khe trong trường hợp CP chuẩn và mở rộng, tương ứng).5 chứng minh RS cho hệ thống LTE với một, hai và bốn ăng ten và CP chuẩn và mở rộng, tương ứng [1]. Các hình vẽ đã chỉ ra vị trí của RS trong mỗi khung phụ.