Thông tin di động ngày nay đã trở thành một ngành công nghiệp viễn thông phát triển rất nhanh và mang lại nhiều lợi nhuận cho các nhà khai thác. Sự phát triển của thị trường viễn thông di động đã thúc đẩy mạnh mẽ việc nghiên cứu và triển khai các hệ thống thông tin di động mới trong tương lai. Hệ thống di động thế hệ thứ hai, với GSM và CDMA là những ví dụ điển hình đã phát triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, thị trường viễn thông ngày càng mở rộng càng thể hiện rõ những hạn chế về dung lượng và băng thông của các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai. Sự ra đời của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba với các công nghệ tiêu biểu như WCDMA hay HSPA là một tất yếu để có thể đáp ứng được nhu cầu truy cập dữ liệu, âm thanh, hình ảnh, xem phin HDTV với tốc độ cao.
Mặc dù các hệ thống thông tin di động thế hệ 2.5G hay 3G vẫn đang phát triển không ngừng nhưng các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới đã bắt đầu tiến hành triển khai thử nghiệm một chuẩn di động thế hệ mới có rất nhiều tiềm năng và có thể sẽ trở thành chuẩn di động 4G trong tương lai, đó là LTE (Long Term Evolution). Các cuộc thử nghiệm và trình diễn công nghệ LTE vừa qua đã chứng tỏ khả năng tuyệt vời của công nghệ này và khả năng thương mại hóa LTE đã đến rất gần. Trước đây, muốn truy cập dữ liệu, bạn phải cần có 1 đường dây cố định để kết nối. Trong tương lai không xa với LTE, bạn có thể truy cập tất cả các dịch vụ mọi lúc mọi nơi trong khi vẫn di chuyển như: xem phim chất lượng cao HDTV, điện thoại thấy hình, chơi game, nghe nhạc trực tuyến, tải cơ sở dữ liệu với một tốc độ “siêu tốc”. Đó chính là sự khác biệt giữa mạng di động thế hệ thứ 3 (3G) và mạng di động thế hệ thứ tư (4G). Tuy vẫn còn khá mới mẻ nhưng mạng di động băng rộng 4G đang được kỳ vọng sẽ tạo ra nhiều thay đổi khác biệt so với những mạng di động hiện nay.
Xuất phát từ những vấn đề trên, em đã lựa chọn đồ án môn học của mình là: “Công nghệ LTE cho mạng di động băng thông rộng”. Đề tài sẽ đi vào tìm hiểu tổng quan về công nghệ LTE cũng như là những kỹ thuật và thành phần được sử dụng trong công nghệ này để có thể hiểu rõ thêm về những tiềm năng hấp dẫn mà công nghệ này sẽ mang lại.
Nội dung đề tài gồm 5 Chương:
Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE
Chương 2 TỔNG QUAN TRUY CẬP VÔ TUYẾN LTE
Chương 3 KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE
Chương 4 LỚP VẬT LÝ LTE
Chương 5 CÁC THỦ TỤC TRUY CẬP LTE
141 trang |
Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 2881 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Công nghệ LTE cho mạng di động băng thông rộng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI MỞ ĐẦU
Thông tin di động ngày nay đã trở thành một ngành công nghiệp viễn thông phát triển rất nhanh và mang lại nhiều lợi nhuận cho các nhà khai thác. Sự phát triển của thị trường viễn thông di động đã thúc đẩy mạnh mẽ việc nghiên cứu và triển khai các hệ thống thông tin di động mới trong tương lai. Hệ thống di động thế hệ thứ hai, với GSM và CDMA là những ví dụ điển hình đã phát triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, thị trường viễn thông ngày càng mở rộng càng thể hiện rõ những hạn chế về dung lượng và băng thông của các hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai. Sự ra đời của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ ba với các công nghệ tiêu biểu như WCDMA hay HSPA là một tất yếu để có thể đáp ứng được nhu cầu truy cập dữ liệu, âm thanh, hình ảnh, xem phin HDTV với tốc độ cao.
Mặc dù các hệ thống thông tin di động thế hệ 2.5G hay 3G vẫn đang phát triển không ngừng nhưng các nhà khai thác viễn thông lớn trên thế giới đã bắt đầu tiến hành triển khai thử nghiệm một chuẩn di động thế hệ mới có rất nhiều tiềm năng và có thể sẽ trở thành chuẩn di động 4G trong tương lai, đó là LTE (Long Term Evolution). Các cuộc thử nghiệm và trình diễn công nghệ LTE vừa qua đã chứng tỏ khả năng tuyệt vời của công nghệ này và khả năng thương mại hóa LTE đã đến rất gần. Trước đây, muốn truy cập dữ liệu, bạn phải cần có 1 đường dây cố định để kết nối. Trong tương lai không xa với LTE, bạn có thể truy cập tất cả các dịch vụ mọi lúc mọi nơi trong khi vẫn di chuyển như: xem phim chất lượng cao HDTV, điện thoại thấy hình, chơi game, nghe nhạc trực tuyến, tải cơ sở dữ liệu… với một tốc độ “siêu tốc”. Đó chính là sự khác biệt giữa mạng di động thế hệ thứ 3 (3G) và mạng di động thế hệ thứ tư (4G). Tuy vẫn còn khá mới mẻ nhưng mạng di động băng rộng 4G đang được kỳ vọng sẽ tạo ra nhiều thay đổi khác biệt so với những mạng di động hiện nay.
Xuất phát từ những vấn đề trên, em đã lựa chọn đồ án môn học của mình là: “Công nghệ LTE cho mạng di động băng thông rộng”. Đề tài sẽ đi vào tìm hiểu tổng quan về công nghệ LTE cũng như là những kỹ thuật và thành phần được sử dụng trong công nghệ này để có thể hiểu rõ thêm về những tiềm năng hấp dẫn mà công nghệ này sẽ mang lại.
Nội dung đề tài gồm 5 Chương:
Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE
Chương 2 TỔNG QUAN TRUY CẬP VÔ TUYẾN LTE
Chương 3 KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE
Chương 4 LỚP VẬT LÝ LTE
Chương 5 CÁC THỦ TỤC TRUY CẬP LTE
Tuy nhiên, do LTE là công nghệ vẫn đang được nghiên cứu, phát triển và hoàn thiện cũng như do những giới hạn về kiến thức của người trình bày nên đồ án này chưa đề cập được hết các vấn đề của công nghệ LTE và không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của Thầy Cô và Các Bạn.
Sinh viên thực hiện
LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn Cô ThS Đào Thị Thu Thủy đã nhiệt tình chỉ dẫn đề tài, Em cũng xin chân thành cảm ơn Các Thầy Cô trong Khoa đã truyền thụ kiến thức, con cũng xin cảm ơn Bố Mẹ đã nuôi dưỡng và là điểm tựa tinh thần giúp con phấn đấu. Xin chân thành cảm ơn các báo đài, tạp chí viễn thông quốc tế và trong nước… đã cung cấp, hỗ trợ những tài liệu tham khảo quí giá.
Sinh viên thực hiện
NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn)
, Ngày … tháng … năm …
NHẬN XÉT
(Của giảng viên phản biện)
, Ngày … tháng … năm …
MỤC LỤC
NỘI DUNG TRANG
Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE 1
Giới thiệu về công nghệ LTE 1
So sánh công nghệ LTE với công nghệ WiMax 2
Những triển vọng cho công nghệ LTE 6
Những yêu cầu của mục tiêu thiết kế LTE 8
Tiềm năng công nghệ 8
Hiệu suất hệ thống 9
Các vấn đề liên quan đến việc triển khai 11
Kiến trúc và sự dịch chuyển 15
Quản lý tài nguyên vô tuyến 15
Độ phức tạp 16
Những vấn đề chung 16
Chương 2 TỔNG QUAN TRUY CẬP VÔ TUYẾN LTE 17
Hệ thống truyền dẫn: đường xuống OFDM và đường lên SC-FDMA 17
Hoạch định phụ thuộc kênh truyền và sự thích ứng tốc độ 18
Hoạch định đường xuống 20
Hoạch định đường lên 21
Điều phối nhiễu liên tế bào 21
ARQ hỗn hợp với việc kết hợp mềm 22
Sự hỗ trợ nhiều anten 23
Hỗ trợ Multicast và Broadcast 24
Tính linh hoạt phổ 25
Tính linh hoạt trong sắp xếp song công 25
Tính linh hoạt trong băng tần hoạt động 26
Tính linh hoạt về băng thông 27
Chương 3 KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE 28
Giới thiệu tổng quan 28
Điều khiển kết nối vô tuyến (RLC - Radio Link Control) 30
Điều khiển truy nhập môi trường (MAC - Medium Access Control) 32
Kênh logic và kênh truyền tải 32
Hoạch định đường xuống 36
Hoạch định đường lên 38
Hybrid ARQ 41
Lớp vật lý (PHY - Physical Layer) 45
Các trạng thái LTE 48
Luồng dữ liệu 50
Chương 4 LỚP VẬT LÝ LTE 52
Kiến trúc miền thời gian toàn phần 52
Sơ đồ truyền dẫn đường xuống 54
Tài nguyên vật lý đường xuống 54
Các tín hiệu tham khảo đường xuống 60
Các chuỗi tín hiệu tham khảo và việc nhận diện tế bào lớp vật lý 61
Nhảy tần tín hiệu tham khảo 62
Các tín hiệu tham khảo cho truyền dẫn đa anten 63
Xử lý kênh truyền tải đường xuống 64
Chèn CRC 67
Mã hóa kênh 67
Chức năng Hybrid ARQ lớp vật lý 68
Ngẫu nhiên hóa mức bit 68
Điều chế dữ liệu 70
Ánh xạ anten 70
Ánh xạ khối tài nguyên 71
Báo hiệu điều khiển L1/L2 đường xuống 72
Truyền dẫn nhiều anten đường xuống 76
Hai anten mã hóa khối không gian - tần số 77
Tạo dạng tia (Beam Forming) 78
Ghép kênh không gian 78
Multicast/Broadcast sử dụng MBFSN 80
Sơ đồ truyền dẫn đường lên 81
Tài nguyên vật lý đường lên 81
Tín hiệu tham khảo đường lên 86
Nhiều tín hiệu tham khảo 90
Tín hiệu tham khảo cho việc dò kênh 90
Xử lý kênh truyền tải đường lên 93
Báo hiệu điều khiển L1/L2 đường lên 94
Định thời sớm đường lên 98
Chương 5 CÁC THỦ TỤC TRUY CẬP LTE 101
Dò tìm tế bào (Cell Search) 101
Thủ tục dò tìm Cell 101
Cấu trúc thời gian – tần số của các tín hiệu đồng bộ 103
Dò tìm Cell ban đầu và kế cận 105
Truy cập ngẫu nhiên 106
Bước 1: Truyền dẫn Preamble truy cập ngẫu nhiên 108
Bước 2: Đáp ứng truy cập ngẫu nhiên 113
Nhận dạng đầu cuối 114
Giải quyết tranh chấp 115
Paging 116
KẾT LUẬN 118
CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT 119
TÀI LIỆU THAM KHẢO 126
DANH MỤC HÌNH VẼ
Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE
Hình 1.1: Kiến trúc của mạng LTE 1
Hình 1.2: Lộ trình phát triển của LTE và các công nghệ khác 3
Hình 1.3: Phân bố phổ băng tần lõi ở 2 GHz của nguyên bản IMT 2000 13
Hình 1.4: Một ví dụ về cách thức LTE thâm nhập từng bước 14
Chương 2 TỔNG QUAN TRUY CẬP VÔ TUYẾN LTE
Hình 2.1: Hoạch định phụ thuộc kênh trong miền thời gian và tần số 20
Hình 2.2: Một ví dụ về điều phối nhiễu liên tế bào, 21
Hình 2.3: FDD và TDD 25
Chương 3 KIẾN TRÚC GIAO DIỆN VÔ TUYẾN LTE
Hình 3.1: Kiến trúc giao thức LTE (đường xuống) 29
Hình 3.2: Phân đoạn và hợp đoạn RLC 31
Hình 3.3: Ví dụ về sự ánh xạ các kênh logic lên các kênh truyền dẫn 35
Hình 3.4: Việc lựa chọn định dạng truyền dẫn trong đường xuống và đường lên 39
Hình 3.5: Giao thức Hybrid ARQ đồng bộ và không đồng bộ 43
Hình 3.6: Nhiều tiến trình Hybrid ARQ song song 43
Hình 3.7: Mô hình xử lý lớp vật lý đơn giản cho DL-SCH 46
Hình 3.8: Mô hình xử lý lớp vật lý đơn giản cho UL-SCH 47
Hình 3.9: Các trạng thái LTE 49
Hình 3.10: Một ví dụ về luồng dữ liệu LTE 51
Chương 4 LỚP VẬT LÝ LTE
Hình 4.1: Cấu trúc miền thời gian LTE 52
Hình 4.2: Các ví dụ về việc chỉ định khung phụ đường lên/đường xuống 54
Hình 4.3: Tài nguyên vật lý đường xuống LTE 55
Hình 4.4: Cấu trúc miền tần số đường xuống LTE 56
Hình 4.5: Cấu trúc khung phụ và khe thời gian đường xuống LTE 58
Hình 4.6: Khối tài nguyên đường xuống dành cho tiền tố chu trình bình thường 59
Hình 4.7: Cấu trúc tín hiệu tham khảo đường xuống LTE 60
Hình 4.8: Cấu trúc tín hiệu tham khảo trong trường hợp truyền dẫn nhiều anten 65
Hình 4.9: Xử lý kênh truyền tải đường xuống 66
Hình 4.10: Chèn CRC đường xuống 66
Hình 4.11: Khối mã hóa Turbo LTE 67
Hình 4.12: Chức năng Hybrid-ARQ lớp vật lý 69
Hình 4.13: Ngẫu nhiên hóa đường xuống 69
Hình 4.14: Điều chế dữ liệu 70
Hình 4.15: Ánh xạ khối tài nguyên đường xuống 72
Hình 4.16: Chuỗi xử lý cho báo hiệu điều khiển L1/L2 đường xuống 74
Hình 4.17: Lưới thời gian/tần số LTE 74
Hình 4.18: Phần tử kênh điều khiển và các ứng cử kênh điều khiển 76
Hình 4.19: Ánh xạ anten LTE bao gồm ánh xạ lớp, tiếp theo là tiền mã hóa 76
Hình 4.20: Hai anten mã hóa khối không gian - tần số 77
Hình 4.21: Tạo dạng tia trong khung nhiều anten LTE 78
Hình 4.22: Ghép kênh không gian trong khung nhiều anten LTE 78
Hình 4.23: Các tín hiệu tham khảo chung tế bào và riêng tế bào 81
Hình 4.24: Kiến trúc cơ bản của truyền dẫn DFTS-OFDM 82
Hình 4.25: Kiến trúc miền tần số đường lên LTE 83
Hình 4.26: Khung phụ đường lên LTE và cấu trúc khe 84
Hình 4.27: Cấp phát tài nguyên đường lên LTE 85
Hình 4.28: Nhảy tần đường lên 86
Hình 4.29: Tín hiệu tham khảo đường lên được chèn vào trong khối thứ tư 87
Hình 4.30: Sự hình thành tín hiệu tham khảo đường lên miền tần số 87
Hình 4.31: Phương pháp tạo ra tín hiệu tham khảo đường lên 89
Hình 4.32: Truyền dẫn các tín hiệu tham khảo dò kênh đường lên 92
Hình 4.33: Xử lý kênh truyền tải đường lên LTE 93
Hình 4.34: Ghép kênh dữ liệu và báo hiệu điều khiển đường lên L1/L2 96
Hình 4.35: Kiến trúc tài nguyên được sử dụng cho báo hiệu điều khiển L1/L2 97
Hình 4.36: Đề xuất định thời đường lên 100
Chương 5 CÁC THỦ TỤC TRUY CẬP LTE
Hình 5.1: Tín hiệu đồng bộ sơ cấp và thứ cấp 103
Hình 5.2: Việc phát tín hiệu đồng bộ trong miền tần số 104
Hình 5.3: Tổng quan của thủ tục truy cập ngẫu nhiên 107
Hình 5.4: Nguyên lý của truyền dẫn Preamble truy cập ngẫu nhiên 109
Hình 5.5: Định thời Preamble ở eNodeB cho người sử dụng 110
Hình 5.6: Việc phát Preamble truy cập ngẫu nhiên 111
Hình 5.7: Việc dò tìm Preamle truy cập ngẫu nhiên trong miền tần số 112
Hình 5.8: Việc nhận không liên tục (DRX) cho Paging 117
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE
Bảng 1.1: Tiến trình phát triển các chuẩn của 3GPP 4
Bảng 1.2: LTE và WiMax 5
Bảng 1.3: Các yêu cầu về hiệu suất phổ và lưu lượng người dùng 10
Bảng 1.4: Yêu cầu về thời gian gián đoạn, LTE-GSM và LTE-WCDMA 12
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ LTE
1.1. Giới thiệu về công nghệ LTE
LTE là thế hệ thứ tư tương lai của chuẩn UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) do 3GPP phát triển. UMTS thế hệ thứ ba dựa trên WCDMA/HSPA đã được triển khai trên toàn thế giới. Để đảm bảo tính cạnh tranh cho hệ thống này trong tương lai, tháng 11/2004, 3GPP đã bắt đầu dự án nhằm xác định bước phát triển về lâu dài cho công nghệ di động UMTS với tên gọi Long Term Evolution (LTE). 3GPP đặt ra yêu cầu cao cho LTE, bao gồm giảm chi phí cho mỗi bit thông tin, cung cấp dịch vụ tốt hơn, sử dụng linh hoạt các băng tần hiện có và băng tần mới, đơn giản hóa kiến trúc với các giao tiếp mở và giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ ở thiết bị đầu cuối. Đặc tính kỹ thuật cho LTE đang được hoàn tất và dự kiến sản phẩm LTE sẽ ra mắt thị trường trong những năm tới.
Hình 1.1: Kiến trúc của mạng LTE.
Các mục tiêu của công nghệ này là:
Tốc độ đỉnh tức thời ở băng thông 20 MHz: Tải xuống: 100 Mbps; Tải lên: 50 Mbps.
Dung lượng dữ liệu truyền tải trung bình của một người dùng trên 1 MHz so với mạng HSDPA Rel. 6: Tải xuống gấp 3 đến 4 lần; Tải lên gấp 2 đến 3 lần.
Hoạt động tối ưu với tốc độ di chuyển của thuê bao là 0 - 15 km/h. Vẫn hoạt động tốt với tốc độ từ 15 - 120 km/h. Vẫn duy trì được hoạt động khi thuê bao di chuyển với tốc độ từ 120 - 350 km/h (thậm chí 500 km/h tùy băng tần).
Các chỉ tiêu trên phải đảm bảo trong bán kính vùng phủ sóng 5km, giảm chút ít trong phạm vi đến 30km. Từ 30 - 100 km thì không hạn chế.
Độ rộng băng thông linh hoạt: có thể hoạt động với các băng 1.25 MHz, 1.6 MHz, 2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz và 20 MHz cả chiều lên và xuống. Hỗ trợ cả 2 trường hợp độ rộng băng lên và băng xuống bằng nhau hoặc không.
Để đạt được mục tiêu này, sẽ có rất nhiều kỹ thuật mới được áp dụng, trong đó nổi bật là kỹ thuật vô tuyến OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access - Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao), kỹ thuật anten MIMO (Multiple Input Multiple Output - Đa nhập đa xuất). Ngoài ra hệ thống này sẽ chạy hoàn toàn trên nền IP (All-IP Network), và hỗ trợ cả 2 chế độ FDD và TDD.
1.2. So sánh công nghệ LTE với công nghệ WiMax
Về công nghệ, LTE và WiMax có một số khác biệt nhưng cũng có nhiều điểm tương đồng. Cả hai công nghệ đều dựa trên nền tảng IP. Cả hai đều dùng kỹ thuật MIMO để cải thiện chất lượng truyền/nhận tín hiệu, đường xuống từ trạm thu phát đến thiết bị đầu cuối đều được tăng tốc bằng kỹ thuật OFDM hỗ trợ truyền tải dữ liệu đa phương tiện và video. Theo lý thuyết, chuẩn WiMax hiện tại (802.16e) cho tốc độ tải xuống tối đa là 70Mbps, còn LTE dự kiến có thể cho tốc độ đến 300Mbps. Tuy nhiên, khi LTE được triển khai ra thị trường có thể WiMax cũng sẽ được nâng cấp lên chuẩn 802.16m (còn được gọi là WiMax 2.0) có tốc độ tương đương hoặc cao hơn.
Đường lên từ thiết bị đầu cuối đến trạm thu phát có sự khác nhau giữa 2 công nghệ. WiMax dùng OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), còn LTE dùng kỹ thuật SC-FDMA (Single Carrier - Frequency Division Multiple Access). Về lý thuyết, SC-FDMA được thiết kế làm việc hiệu quả hơn và các thiết bị đầu cuối tiêu thụ năng lượng thấp hơn OFDMA.
Hình 1.2: Lộ trình phát triển của LTE và các công nghệ khác.
LTE còn có ưu thế hơn WiMax vì được thiết kế tương thích với cả phương thức TDD (Time Division Duplex) và FDD (Frequency Division Duplex). Ngược lại, WiMax hiện chỉ tương thích với TDD (theo một báo cáo được công bố, WiMax Forum đang làm việc với một phiên bản Mobile WiMax tích hợp FDD). TDD truyền dữ liệu lên và xuống thông qua 1 kênh tần số (dùng phương thức phân chia thời gian), còn FDD cho phép truyền dữ liệu lên và xuống thông qua 2 kênh tần số riêng biệt. Điều này có nghĩa LTE có nhiều phổ tần sử dụng hơn WiMax. Tuy nhiên, sự khác biệt công nghệ không có ý nghĩa quyết định trong cuộc chiến giữa WiMax và LTE.
Bảng 1.1: Tiến trình phát triển các chuẩn của 3GPP.
Phiên Bản
Thời điểm hoàn tất
Tính năng chính / Thông tin
Release 99
Quí 1/2000
Giới thiệu UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) và WCDMA (Wideband CDMA).
Release 4
Quí 2/2001
Bổ sung một số tính năng như mạng lõi dựa trên IP và có những cải tiến cho UMTS.
Release 5
Quí 1/2002
Giới thiệu IMS (IP Multimedia Subsystems) và HSDPA (High-Speed Download Packet Access).
Release 6
Quí 4/2004
Kết hợp với Wireless LAN, thêm HSUPA (High-Speed Upload Packet Access) và các tính năng nâng cao cho IMS như Push to Talk over Cellular (PoC).
Release 7
Quí 4/2007
Tập trung giảm độ trễ, cải thiện chất lượng dịch vụ và các ứng dụng thời gian thực như VoIP. Phiên bản này cũng tập trung vào HSPA+ (High Speeed Packet Evolution) và EDGE Evolution.
Release 8
Dự kiến cuối năm 2008 hoặc đầu năm 2009
Giới thiệu LTE và kiến trúc lại UMTS như là mạng IP thế hệ thứ tư hoàn toàn dựa trên IP.
Hiện tại WiMax có lợi thế đi trước LTE: mạng WiMax đã được triển khai và thiết bị WiMax cũng đã có mặt trên thị trường, còn LTE thì sớm nhất cũng phải đến năm 2010 người dùng mới được trải nghiệm. Tuy nhiên LTE vẫn có lợi thế quan trọng so với WiMax. LTE được hiệp hội các nhà khai thác GSM (GSM Association) chấp nhận là công nghệ băng rộng di động tương lai của hệ di động hiện đang thống trị thị trường di động toàn cầu với khoảng 2,5 tỉ thuê bao (theo Informa Telecoms & Media) và trong 3 năm tới có thể chiếm thị phần đến 89% (theo Gartner) - những con số “trong mơ” đối với WiMax. Hơn nữa, LTE cho phép tận dụng dụng hạ tầng GSM có sẵn tuy vẫn cần đầu tư thêm thiết bị trong khi WiMax phải xây dựng từ đầu.
Bảng 1.2: LTE và WiMax.
Tính năng
3GPP LTE RAN1
802.16e/Mobile WiMax R1
802.16m/Mobile WiMax R2
Ghép kênh
TDD, FDD
TDD
TDD, FDD
Băng tần dự kiến
700MHz – 2,6GHz
2,3GHz, 2,5GHz, 3,3-3,8GHz
2,3GHz, 2,5GHz, 3,3-3,8GHz
Tốc độ tối đa (Download/Upload)
300Mbps /100Mbps
70Mbps /70Mbps
300Mbps /100Mbps
Di động
350km/h
120km/h
350km/h
Phạm vi phủ sóng
5/30/100km
1/5/30km
1/5/30km
Số người dùng VoIP đồng thời
80
50
100
Thời điểm hoàn tất chuẩn
Dự kiến cuối năm 2008 hoặc đầu năm 2009
2005
Dự kiến trong năm 2009
Triển khai ra thị trường
2009-2010/2012
2007-2008/2009
2010
Thời thế đổi thay, nhận thấy lợi thế của LTE, một số nhà khai thác mạng đã cân nhắc lại việc triển khai WiMax và đã có nhà khai thác quyết định từ bỏ con đường WiMax để chuyển sang LTE, đáng kể trong số đó có hai tên tuổi lớn nhất tại Mỹ là AT&T và Verizon Wireless. Theo một khảo sát do RCR Wireless News và Yankee Group thực hiện gần đây, có đến 56% nhà khai thác di động chọn LTE, chỉ có 30% đi theo 802.16e. Khảo sát cho thấy các nhà khai thác di động ở Bắc Mỹ và Tây Âu nghiêng về LTE, trong khi các nước mới phát triển đặc biệt là ở khu vực châu Á - Thái Bình Dương thì ủng hộ WiMax.
Nhiều hãng sản xuất thiết bị đi nước đôi, một mặt tuyên bố vẫn ủng hộ WiMax, mặt khác lại dốc tiền đầu tư cho LTE. Ngay như Intel, đầu tàu hậu thuẫn WiMax, cũng “đổi giọng”. Cả Siavash M. Alamouti, giám đốc kỹ thuật Wireless Mobile Group và Sean Maloney, giám đốc tiếp thị của Intel, trong các phát biểu gần đây đều cho rằng WiMax có thể “hoà hợp” với LTE.
Trong cuộc đua 4G, WiMax và LTE hiện là hai công nghệ sáng giá nhất. Liệu hai công nghệ này có thể cùng tồn tại độc lập hay sẽ sát nhập thành một chuẩn chung? Hiệu năng của WiMax và LTE tương đương nhau, do vậy việc quyết định hiện nay phụ thuộc vào yếu tố sẵn sàng và khả năng thâm nhập thị trường.
1.3. Những triển vọng cho công nghệ LTE
Nhận thấy tiềm năng to lớn của công nghệ này, ngành công nghiệp di động đang đoàn kết xung quanh hệ thống LTE với hầu hết các công ty viễn thông hàng đầu thế giới: Alcatel-Lucent, Ericsson, France Telecom/Orange, Nokia, Nokia Siemens Networks, AT&T, T-Mobile, Vodafone, China Mobile, Huawei, LG Electronics, NTT DoCoMo, Samsung, Signalion, Telecom Italia, ZTE... Kế hoạch thử nghiệm và triển khai công nghệ này đang được các công ty trên cùng hợp tác thúc đẩy, dự kiến vào khoảng năm 2009 - 2010 sẽ được thương mại hóa đến với người dùng.
Mạng NTT DoCoMo của Nhật sẽ đi tiên phong khi đặt mục tiêu khai trương dịch vụ vào năm 2009.
Các mạng Verizon Wireless, Vodafone, và China Mobile tuyên bố hợp tác thử nghiệm LTE vào 2008 - 2009. Việc triển khai cơ sở hạng tầng cho LTE sẽ bắt đầu vào nửa sau của năm 2009 và kế hoạch cung cấp dịch vụ sẽ bắt đầu vào năm 2010.
Với việc dành được số lượng giấy phép sử dụng băng tần 700 MHz thứ 2 sau Verizon, mạng AT&T cũng lên kế hoạch sử dụng băng tần này cho LTE. Hãng này tuyên bố có đủ băng thông 20 MHz dành cho LTE để phủ sóng 82% dân số của 100 thành phố hàng đầu của Mỹ. Như vậy 2 mạng chiếm thị phần lớn nhất của Mỹ đều chọn LTE là giải pháp tiến lên 4G.
Mạng Telstra của Úc gần đây cũng đã xác nhận phát triển theo hướng LTE. Hãng TeliaSonera, nhà cung cấp lớn nhất cho thị trường Bắc Âu và vùng Baltic cũng cam kết sẽ sử dụng công nghệ LTE cho các thị trường của mình.
Vào ngày 19/12/2007, hãng Nokia Siemens Networks đã công bố thử nghiệm thành công công nghệ LTE với tốc độ lên đến 173 Mbps trong môi trường đô thị với nhiều thuê bao cùng lúc. Trên băng tần 2,6 GHz ở băng thông 20MHz, tốc độ này đã vượt xa tốc độ