Mục lục

Lời nói đầu 1

Chương 1: Sự phát triển từ 2G qua 3G lên 4G 3

1.1. Nửa đầu thập kỷ 1990: Viễn thông chủ yếu là thoại 3

1.2. Từ 1995 đến 2000: sự cất cánh của viễn thông di động và Internet 3

1.3. Từ 2000 đến 2005: Dot Com suy sụp, xuất hiện Web 2.0 và Mobile Internet 4

1.4. Từ 2005 đến nay: thoại di động phủ sóng toàn cầu, VoIP và Mobile

Broadband bắt đầu phổ biến 6

1.5. Tương lai – Nhu cầu đối với các hệ thống Sau 3G 7

1.6. Tất cả các hệ thống này đều dựa trên IP 10

Chương 2: Tổng quan các kiến trúc Sau 3G

– Các hệ thống UMTS, HSPA, và HSPA+ 13

2.1. Tổng quan 13

2.2. UMTS 14

2.2.1. Giới thiệu 14

2.2.2. Kiến trúc mạng 14

2.2.3. Giao tiếp vô tuyến và mạng truy nhập vô tuyến 22

2.3. HSPA (HSDPA và HSUPA) 33

2.3.1. Các kênh dùng chung (shared channel) 33

2.3.2. Đa mã trải 34

2.3.3. Điều chế cấp cao hơn 35

2.3.4. Sắp đặt lịch truyền, điều chế và mã hóa, HARQ 36

2.3.5. Cập nhật và chuyển giao cell 37

2.3.6. HSUPA 38

2.4. HSPA+ và những cải tiến khác: Cạnh tranh với LTE 40

2.4.1. Điều chế cấp cao hơn nữa 40

2.4.2. MIMO 41

2.4.3. Khả năng truyền gói liên tục (Continuos Packet Connectivity) 41

2.4.4. Các trạng thái Enhanced Cell-FACH, Enhanced Cell/URA-PCH 44

2.4.5. Cải tiến mạng vô tuyến: Một đường hầm duy nhất (One-tunnel) 46

2.4.6. Cạnh tranh với LTE ở dải tần 5 MHz 47

Chương 3: LTE và LTE-Advanced 48

3.1. Giới thiệu 48

3.2. Kiến trúc mạng 49

3.2.1. Các trạm cơ sở cải tiến 49

3.2.2. Đường giao tiếp giữa mạng lõi với mạng truy nhập vô tuyến 50

3.2.3. Gateway nối với Internet 51

3.2.4. Đường giao tiếp với cơ sở dữ liệu người dùng 52

3.2.5. Chuyển qua chuyển lại giữa những công nghệ vô tuyến khác nhau 52

3.2.6. Thuật ngữ “thiết lập cuộc gọi gói” trở thành lịch sử 52

3.3. Air Interface và mạng vô tuyến của LTE 53

3.3.1. Truyền dữ liệu hướng xuống 53

3.3.2. Truyền dữ liệu hướng lên 55

3.3.3. Các thông số vật lý 56

3.3.4. Từ khe đến khung 57

3.3.5. Các ký hiệu tham chiếu và các kênh truyền 58

3.3.6. Hướng xuống: Kênh quảng bá 59

3.3.7. Hướng xuống: Kênh nhắn tin 60

3.3.8. Hướng xuống và hướng lên: Các kênh truyền tải và kênh điều khiển

dành riêng, và việc ánh xạ chúng vào kênh vật lý dùng chung 60

3.3.9. Hướng xuống: Các kênh điều khiển ở tầng vật lý 60

3.3.10: Hướng lên: Các kênh điều khiển ở tầng vật lý 61

3.3.11. Cấp phát lịch truyền linh động và cấp phát lịch truyền lâu dài 61

3.3.12. Truyền MIMO trong LTE 62

3.3.13. Tính toán thông suất LTE 63

3.3.14. Kiểm soát tài nguyên vô tuyến 64

3.3.15. Trạng thái tích cực RRC 65

3.3.16. Trạng thái rỗi RRC 65

3.3.17. Xử lý các gói dữ liệu ở eNodeB 66

3.4. Các thủ tục báo hiệu cơ bản 67

3.4.1. Tìm kiếm mạng và quảng bá các thông tin hệ thống 68

3.4.2. Liên hệ ban đầu với mạng 68

3.4.3. Xác minh thuê bao (authentication) 68

3.4.4. Yêu cầu cấp phát một địa chỉ IP 69

3.5. Tổng kết và so sánh với HSPA 69

3.6. LTE-Advanced 70

Chương 4: WiMAX (IEEE 802.16) 71

4.1. Giới thiệu 72

4.2. Kiến trúc mạng 72

4.2.1. Các mạng nhỏ dành cho khách hàng cố định 72

4.2.2. Các mạng từ vừa tới lớn và tính di động 72

4.2.3. ASN-GW 74

4.2.4. Xác minh và mã hóa 74

4.2.5. Cấp phát địa chỉ IP cho máy khách và các kênh R6 76

4.2.6. Quản lý tính di động ở tầm vi mô 76

4.2.7. Quản lý tính di động ở tầm vĩ mô 77

4.3. Giao tiếp vô tuyến và mạng vô tuyến của WiMAX cố định 802.16d 78

4.4. Giao tiếp và mạng vô tuyến của WiMAX di động 80

4.4.1. OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 81

4.4.2. Truyền MIMO trong WiMAX 82

4.4.3. Các hệ thống ăng-ten thích nghi (AAS) 82

4.4.4. Các thủ tục chuyển giao 83

4.4.5. Chế độ tiết kiệm điện năng và chế độ ngủ 84

4.4.6. Chế độ rỗi 84

4.5. Các thủ tục báo hiệu cơ bản 85

4.6. Tổng kết và so sánh với HSPA và LTE 86

4.7. Các công nghệ này cạnh tranh lành mạnh 87

Danh mục các từ viết tắt 88

Tài liệu tham khảo 91