• Các kênh logic : Xác định whattype thông tin được truyền qua không khí, ví dụ như kênh giao thông, kênh điều khiển, hệ thống phát thanh, vv Dữ liệu và thông điệp truyền tín hiệu được thực hiện trên các kênh logic giữa các giao thức RLC và MAC.
• Kênh truyền tải : Xác định cách thức một thứ gì đó được truyền qua không khí, ví dụ như mã hóa là gì, các tùy chọn xen kẽ được sử dụng để truyền dữ liệu. Dữ liệu và các bản tin báo hiệu được thực hiện trên các kênh truyền tải giữa MAC và lớp vật lý.

Kênh vật lý : Xác định đâu là một thứ gì đó được truyền qua không khí, ví dụ N ký hiệu đầu tiên trong khung DL. Dữ liệu và các bản tin báo hiệu được truyền trên các kênh vật lý giữa các mức khác nhau của lớp vật lý.

Kênh logic

Các kênh logic xác định loại dữ liệu được truyền. Các kênh này xác định các dịch vụ truyền dữ liệu do lớp MAC cung cấp. Dữ liệu và các bản tin báo hiệu được truyền trên các kênh logic giữa giao thức RLC và MAC.

Các kênh logic có thể được chia thành kênh điều khiển và kênh lưu lượng. Kênh điều khiển có thể là kênh chung hoặc kênh chuyên dụng. Một kênh chung có nghĩa là chung cho tất cả người dùng trong một ô (Điểm đến đa điểm) trong khi các kênh dành riêng có nghĩa là các kênh chỉ có thể được sử dụng bởi một người dùng (Điểm đến Điểm).

Các kênh logic được phân biệt bởi thông tin mà chúng mang theo và có thể được phân loại theo hai cách. Thứ nhất, các kênh lưu lượng logic mang dữ liệu trong bình diện người dùng, trong khi các kênh điều khiển logic mang các thông điệp báo hiệu trong bình diện điều khiển. Bảng sau liệt kê các kênh logic được LTE sử dụng:

Kênh vận chuyển

Các kênh truyền tải xác định cách thức và kiểu đặc điểm mà dữ liệu được chuyển bởi lớp vật lý. Dữ liệu và các bản tin báo hiệu được thực hiện trên các kênh truyền tải giữa MAC và lớp vật lý.

Các kênh vận chuyển được phân biệt theo cách mà bộ xử lý kênh vận chuyển thao tác với chúng. Bảng sau liệt kê các kênh truyền tải được LTE sử dụng:

Kênh vật lý

Dữ liệu và các bản tin báo hiệu được truyền trên các kênh vật lý giữa các mức khác nhau của lớp vật lý và do đó chúng được chia thành hai phần:

• Kênh dữ liệu vật lý
• Các kênh kiểm soát vật lý

Các kênh dữ liệu vật lý

Các kênh dữ liệu vật lý được phân biệt theo cách mà bộ xử lý kênh vật lý thao tác với chúng và theo cách mà chúng được ánh xạ vào các ký hiệu và sóng mang con được sử dụng bởi ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDMA). Bảng sau liệt kê các kênh dữ liệu vật lý được LTE sử dụng:

Bộ xử lý kênh truyền tải tạo ra một số loại thông tin điều khiển, để hỗ trợ hoạt động cấp thấp của lớp vật lý. Chúng được liệt kê trong bảng dưới đây:

Các kênh kiểm soát vật lý

Bộ xử lý kênh truyền tải cũng tạo ra thông tin điều khiển hỗ trợ hoạt động mức thấp của lớp vật lý và gửi thông tin này đến bộ xử lý kênh vật lý dưới dạng các kênh điều khiển vật lý.

Thông tin truyền đi xa đến tận bộ xử lý kênh vận chuyển trong máy thu, nhưng hoàn toàn vô hình đối với các lớp cao hơn. Tương tự, bộ xử lý kênh vật lý tạo ra các tín hiệu vật lý, hỗ trợ các khía cạnh cấp thấp nhất của hệ thống. Các kênh kiểm soát vật lý được liệt kê trong bảng dưới đây:

Trạm gốc cũng truyền hai tín hiệu vật lý khác, giúp thiết bị di động thu được trạm gốc sau khi nó bật lần đầu tiên. Chúng được gọi là tín hiệu đồng bộ hóa sơ cấp (PSS) và tín hiệu đồng bộ hóa thứ cấp (SSS).

Công nghệ LTE OFDM

Để khắc phục ảnh hưởng của vấn đề mờ đa đường có sẵn trong UMTS, LTE sử dụng Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) cho đường xuống – nghĩa là từ trạm gốc đến thiết bị đầu cuối để truyền dữ liệu qua nhiều băng tần hẹp 180 KHz mỗi đường thay thế lan truyền một tín hiệu trên toàn bộ băng thông nghề nghiệp 5MHz tức là. OFDM sử dụng một số lượng lớn sóng mang con hẹp để truyền đa sóng mang để mang dữ liệu.

Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM), là một sơ đồ ghép kênh phân chia theo tần số (FDM) được sử dụng như một phương pháp điều chế đa sóng mang kỹ thuật số.

OFDM đáp ứng yêu cầu LTE về tính linh hoạt của phổ tần và cung cấp các giải pháp tiết kiệm chi phí cho các nhà cung cấp dịch vụ rất rộng với tốc độ đỉnh cao. Tài nguyên vật lý cơ bản của đường xuống LTE có thể được coi là lưới tần số thời gian, như được minh họa trong Hình dưới đây: Các ký hiệu OFDM được nhóm thành các khối tài nguyên. Các khối tài nguyên có tổng kích thước 180kHz trong miền tần số và 0,5ms trong miền thời gian. Mỗi khoảng thời gian truyền 1ms (TTI) bao gồm hai khe cắm (Tslot).

Mỗi người dùng được cấp phát một số được gọi là khối tài nguyên trong lưới time.frequency. Người dùng càng nhận được nhiều khối tài nguyên và điều chế được sử dụng trong các phần tử tài nguyên càng cao thì tốc độ bit càng cao. Khối tài nguyên nào và số lượng người dùng nhận được tại một thời điểm nhất định phụ thuộc vào cơ chế lập lịch nâng cao trong thứ nguyên tần suất và thời gian. Các cơ chế lập lịch trong LTE tương tự như các cơ chế được sử dụng trong HSPA và cho phép hiệu suất tối ưu cho các dịch vụ khác nhau trong các môi trường vô tuyến khác nhau.

Ưu điểm của OFDM

• Ưu điểm chính của OFDM so với các sơ đồ đơn sóng mang là khả năng đối phó với các điều kiện kênh nghiêm trọng (ví dụ, sự suy giảm của tần số cao trong một dây đồng dài, nhiễu băng hẹp và mờ dần chọn lọc tần số do đa đường) mà không cần các bộ lọc cân bằng phức tạp.
• Việc cân bằng kênh được đơn giản hóa vì OFDM có thể được xem là sử dụng nhiều tín hiệu băng hẹp được điều chế chậm hơn là một tín hiệu băng rộng được điều chế nhanh.
• Tỷ lệ ký hiệu thấp làm cho việc sử dụng khoảng bảo vệ giữa các ký hiệu hợp lý, giúp loại bỏ nhiễu giữa các ký hiệu (ISI).

Cơ chế này cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc thiết kế các mạng tần số đơn (SFN), trong đó một số máy phát lân cận gửi cùng một tín hiệu đồng thời ở cùng một tần số, vì các tín hiệu từ nhiều máy phát ở xa có thể được kết hợp một cách xây dựng, thay vì gây nhiễu như thường xảy ra trong truyền thống hệ thống một sóng mang

Mặt hạn chế của OFDM

• Tỷ lệ cao nhất trên trung bình
• Nhạy cảm với độ lệch tần số, do đó đối với dịch chuyển Doppler

Công nghệ SC-FDMA

LTE sử dụng phiên bản OFDM được mã hóa trước được gọi là Đa truy nhập phân chia theo tần số sóng mang đơn (SC-FDMA) trong đường lên. Điều này là để bù đắp cho một nhược điểm với OFDM thông thường, có Tỷ lệ công suất đỉnh trên trung bình (PAPR) rất cao.

PAPR cao đòi hỏi bộ khuếch đại công suất đắt tiền và không hiệu quả với yêu cầu cao về độ tuyến tính, điều này làm tăng chi phí của thiết bị đầu cuối và làm hao pin nhanh hơn. SC-FDMA giải quyết vấn đề này bằng cách nhóm các khối tài nguyên lại với nhau theo cách làm giảm nhu cầu tuyến tính và tiêu thụ điện năng trong bộ khuếch đại công suất. PAPR thấp cũng cải thiện phạm vi bao phủ và hiệu suất cạnh tế bào.

Bảng chú giải thuật ngữ LTE

The post Kênh giao tiếp LTE appeared first on Dongthoigian.net.

Ở phía mặt phẳng người dùng, ứng dụng tạo các gói dữ liệu được xử lý bởi các giao thức như TCP, UDP và IP, trong khi ở mặt phẳng điều khiển, giao thức kiểm soát tài nguyên vô tuyến (RRC) ghi các thông điệp báo hiệu được trao đổi giữa trạm gốc và di động. Trong cả hai trường hợp, thông tin được xử lý bởi giao thức hội tụ dữ liệu gói (PDCP), giao thức điều khiển liên kết vô tuyến (RLC) và giao thức điều khiển truy cập phương tiện (MAC), trước khi được chuyển đến lớp vật lý để truyền.

Mặt phẳng người dùng

Ngăn xếp giao thức mặt phẳng người dùng giữa e-Node B và UE bao gồm các lớp con sau:

• PDCP (Giao thức hội tụ dữ liệu gói)
• RLC (Điều khiển liên kết vô tuyến)
• Kiểm soát truy cập trung bình (MAC)

Trên bình diện người dùng, các gói trong mạng lõi (EPC) được đóng gói trong một giao thức EPC cụ thể và được đặt dưới đường hầm giữa P-GW và eNodeB. Các giao thức đường hầm khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào giao diện. Giao thức đường hầm GPRS (GTP) được sử dụng trên giao diện S1 giữa eNodeB và S-GW và trên giao diện S5 / S8 giữa S-GW và P-GW.

Các gói được nhận bởi một lớp được gọi là Đơn vị Dữ liệu Dịch vụ (SDU) trong khi đầu ra gói của một lớp được tham chiếu bởi Đơn vị Dữ liệu Giao thức (PDU) và các gói IP theo luồng mặt phẳng người dùng từ các lớp trên xuống dưới.

Lớp điều khiển

Mặt phẳng điều khiển bao gồm thêm lớp Điều khiển Tài nguyên Vô tuyến (RRC), lớp này chịu trách nhiệm cấu hình các lớp bên dưới.

Mặt phẳng điều khiển xử lý chức năng vô tuyến cụ thể phụ thuộc vào trạng thái của thiết bị người dùng, bao gồm hai trạng thái: nhàn rỗi hoặc được kết nối.

Ngăn xếp giao thức cho mặt phẳng điều khiển giữa UE và MME được hiển thị bên dưới. Vùng màu xám của ngăn xếp cho biết các giao thức tầng truy cập (AS). Các lớp dưới thực hiện các chức năng tương tự như đối với mặt phẳng người dùng ngoại trừ không có chức năng nén tiêu đề cho mặt phẳng điều khiển.

Lớp ngăn xếp giao thức LTE

Chúng ta hãy xem xét kỹ tất cả các lớp có sẵn trong Ngăn xếp giao thức E-UTRAN mà chúng ta đã thấy trong chương trước. Dưới đây là sơ đồ hợp tác hơn của Ngăn xếp giao thức E-UTRAN:

Lớp vật lý (Lớp 1)

Lớp vật lý mang tất cả thông tin từ các kênh vận chuyển MAC qua giao diện không khí. Đảm nhận việc điều chỉnh liên kết (AMC), điều khiển công suất, tìm kiếm ô (cho mục đích chuyển giao và đồng bộ ban đầu) và các phép đo khác (bên trong hệ thống LTE và giữa các hệ thống) cho lớp RRC.

Lớp truy cập trung bình (MAC)

Lớp MAC chịu trách nhiệm Ánh xạ giữa các kênh logic và các kênh vận chuyển, Ghép kênh MAC SDU từ một hoặc các kênh logic khác nhau lên các khối vận chuyển (TB) để được phân phối đến lớp vật lý trên các kênh truyền tải, de ghép các MAC SDU từ một hoặc các kênh logic khác nhau các kênh từ các khối vận chuyển (TB) được phân phối từ lớp vật lý trên các kênh truyền tải, Lập lịch báo cáo thông tin, Sửa lỗi thông qua HARQ, Xử lý ưu tiên giữa các UE bằng cách lập lịch động, Xử lý ưu tiên giữa các kênh logic của một UE, Ưu tiên kênh logic.

Điều khiển liên kết vô tuyến (RLC)

RLC hoạt động ở 3 chế độ hoạt động: Chế độ trong suốt (TM), Chế độ không xác nhận (UM) và Chế độ được xác nhận (AM).

Lớp RLC chịu trách nhiệm chuyển các PDU lớp trên, sửa lỗi thông qua ARQ (Chỉ dành cho truyền dữ liệu AM), Kết nối, phân đoạn và lắp ráp lại các SDU RLC (Chỉ dành cho truyền dữ liệu UM và AM).

RLC cũng chịu trách nhiệm phân đoạn lại các PDU dữ liệu RLC (Chỉ dành cho truyền dữ liệu AM), sắp xếp lại thứ tự các PDU dữ liệu RLC (Chỉ dành cho truyền dữ liệu UM và AM), phát hiện trùng lặp (Chỉ dành cho truyền dữ liệu UM và AM), loại bỏ RLC SDU (Chỉ dành cho truyền dữ liệu UM và AM), thiết lập lại RLC và phát hiện lỗi giao thức (Chỉ dành cho truyền dữ liệu AM).

Kiểm soát tài nguyên vô tuyến (RRC)

Các dịch vụ và chức năng chính của lớp con RRC bao gồm truyền phát Thông tin hệ thống liên quan đến tầng không truy cập (NAS), phát Thông tin hệ thống liên quan đến tầng truy cập (AS), Phân trang, thiết lập, duy trì và phát hành kết nối RRC giữa UE và E-UTRAN, Các chức năng bảo mật bao gồm quản lý khóa, thiết lập, cấu hình, bảo trì và phát hành Đầu truyền vô tuyến điểm tới điểm.

Kiểm soát hội tụ dữ liệu gói (PDCP)

Lớp PDCP chịu trách nhiệm nén Header và giải nén dữ liệu IP, Truyền dữ liệu (mặt phẳng người dùng hoặc mặt phẳng điều khiển), Duy trì Số thứ tự PDCP (SN), Phân phối theo trình tự các PDU lớp trên khi tái thiết lập các lớp dưới, Sao chép loại bỏ các SDU lớp thấp hơn khi thiết lập lại các lớp thấp hơn cho người mang sóng vô tuyến được ánh xạ trên RLC AM, Mã hóa và giải mã dữ liệu máy bay người dùng và dữ liệu máy bay điều khiển, Bảo vệ tính toàn vẹn và xác minh tính toàn vẹn của dữ liệu máy bay điều khiển, Loại bỏ dựa trên bộ hẹn giờ, loại bỏ trùng lặp, PDCP được sử dụng cho SRB và DRB được ánh xạ trên loại kênh logic DCCH và DTCH.

Giao thức tầng không truy cập (NAS)

Các giao thức tầng không truy cập (NAS) tạo thành tầng cao nhất của mặt phẳng điều khiển giữa thiết bị người dùng (UE) và MME.

Các giao thức NAS hỗ trợ tính di động của UE và các thủ tục quản lý phiên để thiết lập và duy trì kết nối IP giữa UE và PDN GW.

Luồng dữ liệu lớp LTE

Dưới đây là biểu đồ logic của các lớp Giao thức E-UTRAN với mô tả luồng dữ liệu qua các lớp khác nhau:

Các gói được nhận bởi một lớp được gọi là Đơn vị Dữ liệu Dịch vụ (SDU) trong khi đầu ra gói của một lớp được gọi là Đơn vị Dữ liệu Giao thức (PDU). Hãy xem luồng dữ liệu từ trên xuống dưới:

• Lớp IP gửi các SDU PDCP (Gói IP) đến lớp PDCP. Lớp PDCP thực hiện nén tiêu đề và thêm tiêu đề PDCP vào các SDU PDCP này. Lớp PDCP gửi các PDCP PDU (RLC SDU) đến lớp RLC.

Nén tiêu đề PDCP : PDCP loại bỏ tiêu đề IP (Tối thiểu 20 byte) khỏi PDU và thêm Mã thông báo có kích thước 1-4 byte. Điều này cung cấp một khoản tiết kiệm đáng kể về số lượng tiêu đề mà nếu không sẽ phải đi qua không khí.

• Lớp RLC thực hiện phân đoạn các SDUS này để tạo các PDU RLC. RLC thêm tiêu đề dựa trên chế độ hoạt động của RLC. RLC gửi các RLC PDU (MAC SDU) này đến lớp MAC.

Phân đoạn RLC : Nếu RLC SDU lớn hoặc tốc độ dữ liệu vô tuyến khả dụng thấp (dẫn đến các khối truyền tải nhỏ), RLC SDU có thể được chia thành một số RLC PDU. Nếu RLC SDU nhỏ hoặc tốc độ dữ liệu vô tuyến khả dụng cao, một số SDU RLC có thể được đóng gói thành một PDU duy nhất.

• Lớp MAC thêm tiêu đề và đệm để phù hợp với MAC SDU này trong TTI. Lớp MAC gửi MAC PDU đến lớp vật lý để truyền nó lên các kênh vật lý.

Kênh vật lý truyền dữ liệu này vào các khe của khung phụ.

Kênh giao tiếp LTE Xem Tiếp

The post Kiến trúc giao thức vô tuyến LTE appeared first on Dongthoigian.net.

LTE là viết tắt của Long Term Evolution và nó được bắt đầu như một dự án vào năm 2004 bởi cơ quan viễn thông được gọi là Dự án Đối tác Thế hệ Thứ ba (3GPP). LTE phát triển từ một hệ thống 3GPP trước đó được gọi là Hệ thống Viễn thông Di động Toàn cầu (UMTS), hệ thống này lần lượt phát triển từ Hệ thống Toàn cầu dành cho Truyền thông Di động (GSM

Mặc dù cho rằng bạn có hiểu biết rất ít hoặc bằng không về các công nghệ 2G và 3G như GSM, GPRS và UMTS nhưng nếu bạn có hiểu biết cơ bản về bất kỳ công nghệ nào như GSM, GPRS, Core Network, Radio Interfaces, v.v. thì nó sẽ giúp bạn rất nhiều trong việc hiểu các khái niệm được giải thích trong hướng dẫn này

Tổng quan về LTE

LTE là viết tắt của Long Term Evolution và nó được bắt đầu như một dự án vào năm 2004 bởi cơ quan viễn thông được gọi là Dự án Đối tác Thế hệ Thứ ba (3GPP). SAE (System Architecture Evolution) là sự phát triển tương ứng của sự phát triển mạng lõi gói GPRS / 3G. Thuật ngữ LTE thường được sử dụng để đại diện cho cả LTE và SAE.

LTE phát triển từ một hệ thống 3GPP trước đó được gọi là Hệ thống Viễn thông Di động Toàn cầu (UMTS), hệ thống này lần lượt phát triển từ Hệ thống Toàn cầu dành cho Truyền thông Di động (GSM). Ngay cả các thông số kỹ thuật liên quan đã được chính thức gọi là truy cập vô tuyến mặt đất UMTS phát triển (E-UTRA) và mạng truy cập vô tuyến mặt đất UMTS phát triển (E-UTRAN). Phiên bản đầu tiên của LTE đã được ghi lại trong Bản phát hành 8 của thông số kỹ thuật 3GPP.

Sự gia tăng nhanh chóng của việc sử dụng dữ liệu di động và sự xuất hiện của các ứng dụng mới như MMOG (Trò chơi trực tuyến đa phương tiện), TV di động, Web 2.0, nội dung phát trực tuyến đã thúc đẩy Dự án Đối tác Thế hệ thứ 3 (3GPP) hoạt động trên nền tảng Tiến hóa dài hạn (LTE) trên con đường hướng tới điện thoại di động thế hệ thứ tư. Mục tiêu chính của LTE là cung cấp tốc độ dữ liệu cao, độ trễ thấp và công nghệ truy cập vô tuyến được tối ưu hóa gói hỗ trợ triển khai băng thông linh hoạt. Đồng thời, kiến ​​trúc mạng của nó đã được thiết kế với mục tiêu hỗ trợ lưu lượng chuyển mạch gói với tính di động liền mạch và chất lượng dịch vụ tuyệt vời

Sự phát triển LTE

Sự thật về LTE

• LTE là công nghệ kế thừa không chỉ của UMTS mà còn của CDMA 2000.
• LTE rất quan trọng vì nó sẽ mang lại hiệu suất cải thiện lên đến 50 lần và hiệu quả quang phổ tốt hơn nhiều cho các mạng di động.
• LTE được giới thiệu để có tốc độ dữ liệu cao hơn, đường xuống cao nhất 300Mbps và đường lên cao nhất 75 Mbps. Trong sóng mang 20MHz, tốc độ dữ liệu vượt quá 300Mbps có thể đạt được trong điều kiện tín hiệu rất tốt.
• LTE là công nghệ lý tưởng để hỗ trợ tốc độ ngày cao cho các dịch vụ như thoại qua IP (VOIP), truyền phát đa phương tiện, hội nghị truyền hình hoặc thậm chí là modem di động tốc độ cao.
• LTE sử dụng cả chế độ Song công phân chia theo thời gian (TDD) và Song công phân chia theo tần số (FDD). Trong FDD truyền tải đường lên và đường xuống được sử dụng tần số khác nhau, trong khi trong TDD cả đường lên và đường xuống sử dụng cùng một sóng mang và được phân tách theo Thời gian.
• LTE hỗ trợ băng thông sóng mang linh hoạt, từ 1,4 MHz đến 20 MHz cũng như cả FDD và TDD. LTE được thiết kế với băng thông sóng mang có thể mở rộng từ 1,4 MHz đến 20 MHz, băng thông được sử dụng phụ thuộc vào băng tần và lượng phổ có sẵn của nhà khai thác mạng.
• Tất cả các thiết bị LTE phải hỗ trợ truyền nhiều đầu vào nhiều đầu ra (MIMO), cho phép trạm gốc truyền đồng thời một số luồng dữ liệu trên cùng một sóng mang.
• Tất cả các giao diện giữa các nút mạng trong LTE hiện dựa trên IP, bao gồm cả kết nối backhaul tới các trạm gốc vô tuyến. Đây là sự đơn giản hóa tuyệt vời so với các công nghệ ban đầu dựa trên E1 / T1, ATM và các liên kết chuyển tiếp khung, với hầu hết chúng là băng thông hẹp và đắt tiền.
• Cơ chế Chất lượng Dịch vụ (QoS) đã được chuẩn hóa trên tất cả các giao diện để đảm bảo rằng yêu cầu của cuộc gọi thoại về độ trễ và băng thông không đổi, vẫn có thể được đáp ứng khi đạt đến giới hạn dung lượng.

Hoạt động với các hệ thống GSM / EDGE / UMTS sử dụng phổ 2G và 3G hiện có và phổ mới. Hỗ trợ chuyển vùng và chuyển vùng đến các mạng di động hiện có.

Ưu điểm của LTE

• Thông lượng cao: Tốc độ dữ liệu cao có thể đạt được ở cả đường xuống cũng như đường lên. Điều này gây ra thông lượng cao.
• Độ trễ thấp: Thời gian cần thiết để kết nối với mạng nằm trong khoảng vài trăm mili giây và các trạng thái tiết kiệm điện hiện có thể được nhập và thoát rất nhanh chóng.
• FDD và TDD trong cùng một nền tảng: Song công phân chia theo tần số (FDD) và Song công phân chia theo thời gian (TDD), cả hai sơ đồ đều có thể được sử dụng trên cùng một nền tảng.
• Trải nghiệm người dùng cuối cao cấp: Tín hiệu được tối ưu hóa để thiết lập kết nối và các quy trình quản lý di động và giao diện không khí khác đã cải thiện hơn nữa trải nghiệm người dùng. Giảm độ trễ (còn 10 mili giây) để có trải nghiệm người dùng tốt hơn.
• Kết nối liền mạch: LTE cũng sẽ hỗ trợ kết nối liền mạch với các mạng hiện có như GSM, CDMA và WCDMA.
• Cắm và chạy: Người dùng không phải cài đặt trình điều khiển cho thiết bị theo cách thủ công. Thay vào đó, hệ thống sẽ tự động nhận dạng thiết bị, tải trình điều khiển mới cho phần cứng nếu cần và bắt đầu hoạt động với thiết bị mới được kết nối.

Kiến trúc đơn giản: Vì kiến ​​trúc đơn giản chi phí hoạt động thấp (OPEX).

LTE – QoS

Kiến trúc LTE hỗ trợ QoS cứng, với chất lượng dịch vụ đầu cuối và tốc độ bit (GBR) được đảm bảo cho người mang sóng vô tuyến. Cũng giống như Ethernet và internet có các loại QoS khác nhau, ví dụ, các mức QoS khác nhau có thể được áp dụng cho lưu lượng LTE cho các ứng dụng khác nhau. Bởi vì LTE MAC đã được lên lịch đầy đủ, QoS là một sự phù hợp tự nhiên.

Người mang hệ thống gói phát triển (EPS) cung cấp thư từ 1-1 với người mang sóng vô tuyến RLC và cung cấp hỗ trợ cho Mẫu lưu lượng truy cập (TFT). Có bốn loại mang EPS:

• Tài nguyên GBR Bearer được phân bổ vĩnh viễn bởi kiểm soát nhập học
• Người mang không phải GBR không có kiểm soát nhập học
• Vòng bi chuyên dụng được liên kết với TFT cụ thể (GBR hoặc không phải GBR)

Mang mặc định Không phải GBR, nhận tất cả cho lưu lượng truy cập chưa được chỉ định

Các thông số cơ bản của LTE

Phần này sẽ tóm tắt các thông số cơ bản của LTE:

Băng tần hoạt động E-UTRA

Sau đây là bảng cho các băng tần hoạt động E-UTRA lấy từ Phân tách LTE 36.101 (v860) Bảng 5.5.1:

Kiến trúc mạng LTE

Kiến trúc mạng cấp cao của LTE bao gồm ba thành phần chính sau:

• Thiết bị Người dùng (UE).
• Mạng truy cập vô tuyến mặt đất UMTS đã phát triển (E-UTRAN).
• Lõi gói phát triển (EPC).

Lõi gói đã phát triển giao tiếp với các mạng dữ liệu gói ở thế giới bên ngoài như internet, mạng công ty tư nhân hoặc hệ thống con đa phương tiện IP. Các giao diện giữa các phần khác nhau của hệ thống được ký hiệu là Uu, S1 và SGi như hình dưới đây

Thiết bị Người dùng (UE)

Kiến trúc bên trong của thiết bị dành cho người dùng cho LTE giống với kiến ​​trúc được sử dụng bởi UMTS và GSM thực chất là Thiết bị di động (ME). Thiết bị di động bao gồm các mô-đun quan trọng sau:

• Ngắt kết nối di động (MT) : Điều này xử lý tất cả các chức năng giao tiếp.
• Thiết bị đầu cuối (TE) : Điều này kết thúc các luồng dữ liệu.
• Thẻ mạch tích hợp đa năng (UICC) : Đây còn được gọi là thẻ SIM cho thiết bị LTE. Nó chạy một ứng dụng được gọi là Mô-đun nhận dạng thuê bao chung (USIM).

Một USIM cửa hàng do người dùng cụ thể dữ liệu rất giống với thẻ 3G SIM. Điều này giữ thông tin về số điện thoại của người dùng, danh tính mạng gia đình và khóa bảo mật, v.v.

E-UTRAN (Mạng truy cập)

Kiến trúc của Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS (E-UTRAN) đã được cải tiến đã được minh họa bên dưới.

E-UTRAN xử lý thông tin liên lạc vô tuyến giữa thiết bị di động và lõi gói đã phát triển và chỉ có một thành phần, các trạm cơ sở đã phát triển, được gọi là eNodeB hoặc eNB . Mỗi eNB là một trạm gốc điều khiển các điện thoại di động trong một hoặc nhiều ô. Trạm gốc đang giao tiếp với thiết bị di động được gọi là eNB phục vụ của nó.

LTE Mobile chỉ giao tiếp với một trạm gốc và một ô tại một thời điểm và có hai chức năng chính sau được eNB hỗ trợ:

• EBN gửi và nhận các đường truyền vô tuyến đến tất cả các điện thoại di động bằng cách sử dụng các chức năng xử lý tín hiệu tương tự và kỹ thuật số của giao diện không khí LTE.
• ENB kiểm soát hoạt động cấp thấp của tất cả các điện thoại di động của nó, bằng cách gửi cho chúng các thông điệp báo hiệu như lệnh chuyển giao.

Mỗi eBN kết nối với EPC bằng giao diện S1 và nó cũng có thể được kết nối với các trạm gốc lân cận bằng giao diện X2, được sử dụng chủ yếu để báo hiệu và chuyển tiếp gói tin trong quá trình chuyển giao. ENB gia đình (HeNB) là một trạm gốc đã được người dùng mua để cung cấp vùng phủ sóng femtocell trong nhà. ENB gia đình thuộc nhóm thuê bao kín (CSG) và chỉ có thể được truy cập bởi điện thoại di động có USIM cũng thuộc nhóm thuê bao đóng

Lõi gói phát triển (EPC) (Mạng lõi)

Kiến trúc của Evolved Packet Core (EPC) đã được minh họa bên dưới. Có một số thành phần khác chưa được hiển thị trong sơ đồ để giữ cho nó đơn giản. Các thành phần này giống như Hệ thống cảnh báo động đất và sóng thần (ETWS), Sổ đăng ký nhận dạng thiết bị (EIR) và Chức năng quy tắc sạc và kiểm soát chính sách (PCRF)

Dưới đây là mô tả ngắn gọn về từng thành phần được hiển thị trong kiến ​​trúc trên:

• Thành phần Máy chủ Thuê bao Gia đình (HSS) đã được chuyển tiếp từ UMTS và GSM và là cơ sở dữ liệu trung tâm chứa thông tin về tất cả các thuê bao của nhà khai thác mạng.
• Cổng vào mạng dữ liệu gói (PDN) (P-GW) giao tiếp với thế giới bên ngoài tức là. mạng dữ liệu gói PDN, sử dụng giao diện SGi. Mỗi mạng dữ liệu gói được xác định bằng một tên điểm truy cập (APN). Cổng PDN có vai trò giống như nút hỗ trợ GPRS (GGSN) và nút hỗ trợ GPRS phục vụ (SGSN) với UMTS và GSM.
• Cổng phục vụ (S-GW) hoạt động như một bộ định tuyến và chuyển tiếp dữ liệu giữa trạm gốc và cổng PDN.
• Thực thể quản lý di động (MME) kiểm soát hoạt động cấp cao của thiết bị di động bằng các thông báo báo hiệu và Máy chủ thuê bao tại nhà (HSS).
• Chức năng Quy tắc tính phí và kiểm soát chính sách (PCRF) là một thành phần không được trình bày trong sơ đồ trên nhưng nó chịu trách nhiệm ra quyết định kiểm soát chính sách, cũng như kiểm soát các chức năng tính phí dựa trên luồng trong Chức năng thực thi kiểm soát chính sách ( PCEF), nằm trong P-GW.

Giao diện giữa các cổng phục vụ và PDN được gọi là S5 / S8. Điều này có hai cách triển khai hơi khác nhau, cụ thể là S5 nếu hai thiết bị ở trong cùng một mạng và S8 nếu chúng ở trong các mạng khác nhau

Sự phân chia chức năng giữa E-UTRAN và EPC

Sơ đồ sau cho thấy sự phân chia chức năng giữa E-UTRAN và EPC cho mạng LTE:

2G / 3G so với LTE

Bảng sau so sánh các giao thức Tín hiệu & Phần tử Mạng quan trọng khác nhau được sử dụng trong LTE 2G / 3G.

Kiến trúc chuyển vùng LTE

Mạng do một nhà khai thác ở một quốc gia điều hành được gọi là Mạng di động mặt đất công cộng (PLMN) và khi người dùng đã đăng ký sử dụng PLMN của nhà khai thác của mình thì mạng đó được gọi là Home-PLMN nhưng chuyển vùng cho phép người dùng di chuyển ra ngoài mạng gia đình của họ và sử dụng các tài nguyên từ mạng của nhà khai thác khác. Mạng khác này được gọi là Visited-PLMN. Người dùng chuyển vùng được kết nối với E-UTRAN, MME và S-GW của mạng LTE đã truy cập. Tuy nhiên, LTE / SAE cho phép sử dụng P-GW của mạng đã truy cập hoặc mạng gia đình, như được hiển thị trong hình dưới đây:

P-GW của mạng gia đình cho phép người dùng truy cập các dịch vụ của nhà khai thác mạng gia đình ngay cả khi đang ở trong một mạng được truy cập. Một P-GW trong mạng được truy cập cho phép “đột phá cục bộ” tới Internet trong mạng được truy cập. Giao diện giữa các cổng phục vụ và PDN được gọi là S5 / S8. Điều này có hai cách triển khai hơi khác nhau, cụ thể là S5 nếu hai thiết bị ở trong cùng một mạng và S8 nếu chúng ở trong các mạng khác nhau. Đối với điện thoại di động không chuyển vùng, các cổng phục vụ và PDN có thể được tích hợp vào một thiết bị duy nhất, để giao diện S5 / S8 biến mất hoàn toàn.

Chuyển vùng LTE

Sự phức tạp của các cơ chế tính phí mới được yêu cầu để hỗ trợ chuyển vùng 4G phong phú hơn nhiều so với môi trường 3G. Dưới đây là một vài lời về cả tính phí trả trước và trả sau cho chuyển vùng LTE:

• Tính phí trả trước – Tiêu chuẩn CAMEL, cho phép các dịch vụ trả trước trong 3G, không được hỗ trợ trong LTE; do đó, thông tin khách hàng trả trước phải được chuyển trở lại mạng gia đình thay vì được xử lý bởi mạng truy cập cục bộ. Do đó, các nhà khai thác phải dựa vào các luồng kế toán mới để truy cập dữ liệu khách hàng trả trước, chẳng hạn như thông qua Cổng P của họ trong cả môi trường IMS và không phải IMS hoặc qua CSCF của họ trong môi trường IMS.
• Tính phí trả sau – Tính phí sử dụng dữ liệu trả sau hoạt động tương tự trong LTE cũng như trong 3G, sử dụng phiên bản TAP 3.11 hoặc 3.12. Với sự đột phá cục bộ của các dịch vụ IMS, TAP 3.12 là bắt buộc.

Các nhà khai thác không có cùng mức độ hiển thị đối với các hoạt động của thuê bao như họ làm trong các tình huống định tuyến tại nhà trong trường hợp các tình huống đột phá cục bộ vì các phiên dữ liệu thuê bao được giữ trong mạng được truy cập; do đó, để nhà điều hành gia đình nắm bắt thông tin thời gian thực về cả khách hàng trả trước và trả sau, họ phải thiết lập giao diện Đường kính giữa hệ thống tính phí và P-Gateway của mạng được truy cập. Trong trường hợp đột phá cục bộ của kịch bản dịch vụ ims, mạng được truy cập sẽ tạo bản ghi chi tiết cuộc gọi (CDR) từ (các) S-Gateway, tuy nhiên, các CDR này không chứa tất cả thông tin cần thiết để tạo phiên hoặc nhắn tin di động TAP 3.12 hồ sơ sự kiện cho việc sử dụng dịch vụ. Do đó, các nhà khai thác phải tương quan các CDR mạng dữ liệu lõi với các CDR IMS để tạo các bản ghi TAP

Đánh số & định địa chỉ LTE

Một khu vực mạng LTE được chia thành ba loại khu vực địa lý khác nhau được giải thích dưới đây:

Do đó, một mạng LTE sẽ bao gồm nhiều vùng MME pool, nhiều vùng dịch vụ S-GW và nhiều vùng theo dõi.

ID mạng

Bản thân mạng sẽ được nhận dạng bằng Nhận dạng Mạng Di động Mặt đất Công cộng (PLMN-ID) sẽ có mã quốc gia di động ba chữ số (MCC) và mã mạng di động hai hoặc ba chữ số (MNC). Ví dụ: Mã quốc gia di động cho Vương quốc Anh là 234, trong khi mạng Vodafone tại Vương quốc Anh sử dụng Mã mạng di động là 15

ID MME

Mỗi MME có ba đặc điểm nhận dạng chính. Mã MME (MMEC) xác định duy nhất MME trong tất cả các khu vực chung. Một nhóm MME được chỉ định Nhận dạng Nhóm MME (MMEGI) hoạt động cùng với MMEC để tạo mã nhận dạng MME (MMEI). MMEI xác định duy nhất MME trong một mạng cụ thể

Nếu chúng tôi kết nối PLMN-ID với MMEI thì chúng tôi sẽ nhận được Mã nhận dạng MME duy nhất trên toàn cầu (GUMMEI), xác định MME ở bất kỳ đâu trên thế giới:

ID khu vực theo dõi

Mỗi khu vực theo dõi có hai đặc điểm nhận dạng chính. Mã vùng theo dõi (TAC) xác định khu vực theo dõi trong một mạng cụ thể và nếu chúng tôi kết hợp mã này với PLMN-ID thì chúng tôi sẽ đến với Nhận dạng khu vực theo dõi duy nhất trên toàn cầu (TAI).

ID di động

Mỗi ô trong mạng có ba kiểu nhận dạng. Nhận dạng tế bào E-UTRAN (ECI) xác định một ô trong một mạng cụ thể, trong khi mã nhận dạng toàn cầu tế bào E-UTRAN (ECGI) xác định một ô ở bất kỳ đâu trên thế giới. Nhận dạng ô vật lý, là một số từ 0 đến 503 và nó phân biệt một ô với các ô lân cận trực tiếp của nó.

ID thiết bị di động

Nhận dạng thiết bị di động quốc tế (IMEI) là nhận dạng duy nhất cho thiết bị di động và Nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI) là nhận dạng duy nhất cho UICC và USIM. Danh tính thuê bao di động tạm thời M (M-TMSI) xác định một di động tới MME đang phục vụ của nó. Thêm mã MME trong M-TMSI dẫn đến nhận dạng thuê bao di động tạm thời S (S-TMSI), nhận dạng di động trong khu vực nhóm MME.

Cuối cùng, thêm danh tính nhóm MME và danh tính PLMN với S-TMSI kết quả là Nhận dạng tạm thời duy nhất trên toàn cầu (GUTI).

Kiến trúc giao thức vô tuyến LTE xem tiếp

The post Tìm Hiểu Mạng LTE appeared first on Dongthoigian.net.