Nghiên Cứu Giao Thức Và Thủ Tục Truy Nhập Vô Tuyến Trong Hệ Thống LTE 4G

PHẦN MỞ ĐẦU

LỜI MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC CỦA HỆ THỐNG GÓI PHÁT TRIỂN TIÊN TIẾN (EPS)

1.1. Các thành phần hệ thống gói phát triển EPS

1.2. Giới thiệu chung về LTE

1.3. Thành phần hệ thống EPS

1.4. Thiết bị người sử dụng (UE)

1.5. Thành phần quản lý di động MME

1.6. Cổng dịch vụ (Serving -GW)

1.7. Cổng dữ liệu gói (P-GW)

1.8. Các giao diện của EPS

1.9. Giao diện lớp mạng truy nhập E-UTRAN

1.10. Các giao diện lớp mạng lõi EPC

2. CHƯƠNG 2: GIAO THỨC VÀ THỦ TỤC TRONG MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN E-UTRAN

2.1. Mặt phẳng điều khiển (Control Plane)

2.2. Mặt phẳng người sử dụng (User plane)

2.3. Giao thức trong E-UTRAN

2.4. Các lớp giao thức trên giao diện Uu

2.5. Điều khiển truy nhập môi trường MAC

2.6. Điều khiển kết nối vô tuyến RLC

2.7. Lớp điều khiển tài nguyên vô tuyến RRC

2.8. Các lớp giao thức trên giao diện X2

2.9. Các lớp giao thức trên giao diện S1

2.10. Các thủ tục trong E-UTRAN

2.10.1. Thủ tục dò tìm tế bào (cell search)

2.10.2. Thủ tục truy cập ngẫu nhiên

2.10.3. Thủ tục ghép mạng

2.10.4. Thủ tục tách mạng

2.10.5. Thủ tục yêu cầu dịch vụ của UE

2.10.6. Thiết lập kênh mang dành riêng

2.10.7. Các loại kênh truyền trong E-UTRAN

2.10.8. Kênh truyền dẫn: Liên kết giữa các kênh

3. CHƯƠNG 3: GIAO THỨC HỘI TỤ DỮ LIỆU GÓI PDCP

3.1. Giao thức hội tụ dữ liệu gói PDCP

3.2. Các chức năng của giao thức PDCP

3.3. Nén phần mào đầu

3.4. Chuyển giao không ngắt quảng (Seamless Handover)

3.5. Chuyển giao không hao hụt (lossless handover)

3.6. Cấu trúc khung dữ liệu PDU

3.7. PDU dữ liệu

3.8. PDU dữ liệu truyền SRB ở mặt phẳng điều khiển

3.9. PDU dữ liệu mặt phẳng người sử dụng với chuỗi số 12bit

3.10. PDU dữ liệu mặt phẳng người sử dụng với chuỗi số 7bit

3.11. PDU điều khiển

4. CHƯƠNG 4: CÁC GIAO THỨC CỦA GIAO DIỆN X2 VÀ S1

4.1. Chức năng và các thủ tục của giao diện X2

4.2. Giới thiệu giao diện X2

4.3. Giao diện mặt phẳng người sử dụng X2-U

4.4. Giao diện mặt phẳng điều khiển X2-C

4.5. Các chức năng của giao thức ứng dụng X2

4.6. Các thủ tục cơ bản

4.7. Thủ tục chuẩn bị chuyển giao

4.8. Truyền trạng thái chuỗi số SN

4.9. Giải phóng UE context

4.10. Hủy bỏ chuyển giao

4.11. Chỉ định tải X2

4.12. Thiết lập giao diện X2

4.13. Cấu hình eNB trong chuyển giao X2

4.14. Chức năng và các thủ tục của giao diện S1

4.15. Chức năng của các thủ tục ứng dụng S1

4.16. Danh sách các thủ tục cơ bản của S1AP

4.17. Cập nhật cấu hình eNB và MME

4.18. Trả lời việc thiết lập context ban đầu

4.19. Điều chỉnh ngữ cảnh UE

4.20. Chức năng và các thủ tục của giao thức đường hầm (GTP)

4.21. Đường hầm GTP

4.22. Tiêu đề bản tin GTPv1-U

4.23. Sự mở rộng tiêu đề

5. CHƯƠNG 5: SO SÁNH NHỮNG ƯU ĐIỂM NỔI BẬT CỦA CÔNG NGHỆ LTE SO VỚI MẠNG UMTS HIỆN TẠI VÀ KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ LTE TẠI VIỆT NAM

5.1. So sánh những điểm nổi bật của công nghệ LTE so với mạng UMTS hiện tại

5.2. Khả năng phát triển công nghệ 4G LTE tại Việt Nam

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu chung về hệ thống LTE 4G

Hệ thống LTE 4G là thế hệ di động thứ tư của chuẩn UMTS, được phát triển bởi 3GPP. Mục tiêu chính của LTE là cải thiện tốc độ truyền dữ liệu, giảm chi phí vận hành và tăng khả năng tương thích với các công nghệ khác. LTE sử dụng kỹ thuật OFDMA và MIMO để tối ưu hóa hiệu suất truyền dẫn. Hệ thống này hoạt động hoàn toàn trên nền IP, hỗ trợ cả chế độ FDD và TDD. LTE đáp ứng nhu cầu về tốc độ cao, chất lượng dịch vụ tốt và khả năng tích hợp với các mạng khác như 2G, 3G, và WiMAX.

1.1. Mục tiêu và yêu cầu của LTE

LTE hướng đến mục tiêu đạt tốc độ tải xuống lên đến 100 Mbps và tải lên 50 Mbps với băng thông 20 MHz. Hệ thống này cũng tối ưu hóa hoạt động ở tốc độ di chuyển từ 0-350 km/h. LTE hỗ trợ các băng tần linh hoạt từ 1.5 MHz đến 20 MHz, giúp tăng khả năng triển khai trong các môi trường khác nhau. Các yêu cầu về chất lượng dịch vụ (QoS) và bảo mật cũng được đặt lên hàng đầu.

1.2. Kiến trúc hệ thống LTE

Hệ thống LTE bao gồm hai thành phần chính: mạng lõi EPC và mạng truy nhập vô tuyến e-UTRAN. EPC quản lý các thủ tục chuyển giao và kết nối IP, trong khi e-UTRAN đảm bảo giao tiếp vô tuyến giữa thiết bị người dùng (UE) và mạng. Các giao diện như X2 và S1 được sử dụng để kết nối giữa các thành phần trong hệ thống.

II. Giao thức và thủ tục truy nhập vô tuyến

Giao thức truy nhập vô tuyến trong LTE bao gồm các lớp giao thức như PDCP, RLC, MAC, và RRC. Các giao thức này đảm bảo việc truyền dữ liệu hiệu quả và quản lý tài nguyên vô tuyến. Thủ tục truy nhập như cell search, random access, và handover được thiết kế để tối ưu hóa quá trình kết nối và duy trì liên lạc giữa UE và mạng.

2.1. Giao thức PDCP và RLC

PDCP (Packet Data Convergence Protocol) chịu trách nhiệm nén tiêu đề và bảo mật dữ liệu. RLC (Radio Link Control) quản lý việc phân đoạn và hợp đoạn dữ liệu, đảm bảo truyền dẫn không bị lỗi. Cả hai giao thức này đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất truyền dẫn.

2.2. Thủ tục truy nhập ngẫu nhiên

Thủ tục truy nhập ngẫu nhiên (Random Access Procedure) cho phép UE thiết lập kết nối với mạng. Quá trình này bao gồm việc gửi yêu cầu truy nhập và nhận phản hồi từ mạng. Thủ tục này đảm bảo tính ổn định và hiệu quả trong việc kết nối, đặc biệt trong môi trường di động.

III. Ứng dụng và triển vọng của LTE tại Việt Nam

LTE mang lại nhiều lợi ích cho người dùng và nhà cung cấp dịch vụ tại Việt Nam. Với tốc độ cao và khả năng tích hợp đa dịch vụ, LTE là nền tảng cho các ứng dụng như VoIP, streaming, và IoT. Việc triển khai LTE tại Việt Nam cũng góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành viễn thông và công nghệ thông tin.

3.1. So sánh LTE với UMTS

LTE vượt trội so với UMTS về tốc độ truyền dữ liệu, hiệu suất sử dụng băng thông và khả năng hỗ trợ đa dịch vụ. LTE cũng tiết kiệm năng lượng hơn, giúp kéo dài thời gian sử dụng thiết bị. Đây là những yếu tố quan trọng giúp LTE trở thành công nghệ ưu việt trong tương lai.

3.2. Triển vọng phát triển LTE tại Việt Nam

Việt Nam đang trong quá trình chuyển đổi từ 3G sang 4G LTE. Với nhu cầu ngày càng cao về tốc độ và chất lượng dịch vụ, LTE sẽ là công nghệ chủ đạo trong tương lai. Các nhà cung cấp dịch vụ cần đầu tư vào hạ tầng và thiết bị để tận dụng tối đa tiềm năng của LTE.

Nghiên Cứu Giao Thức Và Thủ Tục Truy Nhập Vô Tuyến Trong Hệ Thống Thông Tin Di Động LTE 4G - Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử