S2022-07-22_Duong Thi Thu Nga.pdf

1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU VỀ KÊNH CHIA SẺ ĐƯỜNG XUỐNG

VẬT LÝ TRONG MẠNG 4G – LTE

Mã số: S2022-07-22

Chủ nhiệm đề tài: Dương Thị Thu Nga

Thái Nguyên, ngày 30 tháng 11 năm 2022

2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU VỀ KÊNH CHIA SẺ ĐƯỜNG XUỐNG

VẬT LÝ TRONG MẠNG 4G – LTE

Mã số: S2022-07-22

Chủ nhiệm đề tài: Dương Thị Thu Nga

Lớp: K18A HTVT Khoa: CNĐT&TT

Ngành học: Hệ thống viễn thông

Cố vấn khoa học: Vũ Thúy Hằng

Lãnh đạo khoa Cố vấn khoa học Chủ nhiệm đề tài

3

MỤC LỤC

MỤC LỤC..........................................................................................................................3

DANH MỤC HÌNH ẢNH..................................................................................................6

DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT .............................................................................8

MỞ ĐẦU ............................................................................................................................1

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG, CÔNG NGHỆ LTE

CẤU TRÚC MẠNG 4G VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ..............................................4

1.1 Tổng quan về hệ thống thông tin di động .................................................................4

1.1.2 Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 2 (2G).....................................................4

1.1.3 Hệ thống thông tin di động thứ 3 (3G) ...............................................................5

1.2 Giới thiệu về công nghệ LTE....................................................................................5

1.3 Cấu trúc mạng 4G và các vấn đề liên quan.............................................................10

1.3.1 Kiến trúc mạng LTE .........................................................................................10

1.3.2 Kiến trúc cơ bản của LTE.................................................................................11

1.3.3 Các kênh được sử dụng trong E-UTRAN ........................................................14

1.4 Đo lường lớp vật lý .................................................................................................17

1.4.1 Đo lường eNodeB.............................................................................................17

1.4.2 Đo lường UE.....................................................................................................18

1.4.3 Cấu hình tham số lớp vật lý ..............................................................................18

CHƯƠNG II. KÊNH CHIA SẺ ĐƯỜNG XUỐNG VẬT LÝ.........................................20

2.1 Kỹ thuật OFDMA và tài nguyên truyền dẫn vô tuyến............................................20

2.2 Kênh chia sẻ đường xuống DL-SCH ......................................................................23

2.2.1 Chèn mã kiểm tra CRC.....................................................................................24

4

2.2.2 Phân loại các khối mã và chèn mã kiểm tra CRC vào mỗi khối .....................25

2.2.3 Mã hóa kênh (Dùng mã Turbo) ........................................................................26

2.3.4 Thích ứng tốc độ và nhiệm vụ Hybird-ARQ lớp vật lý....................................28

2.4 Kênh chia sẻ đường xuống vật lý PDSCH..............................................................29

2.4.1 Khối điều chế ....................................................................................................30

2.4.2 Tiền mã hóa ......................................................................................................30

2.4.4 Ánh xạ tới phần tử nguồn .................................................................................31

2.5 Các chế độ truyền dẫ trên kênh PDSCH.................................................................31

CHƯƠNG III: MÔ PHỎNG KÊNH PDSCH TRONG LTE ...........................................33

3.1. Cơ bản về Matlab ...................................................................................................33

3.1.1 Giới thiệu ..........................................................................................................33

3.1.2.Khởi động và thoát khỏi MATLAB .................................................................34

3.1.3. Làm việc với MATLAB desktop.....................................................................34

3.1.4. Các lệnh MATLAB cơ bản..............................................................................35

3.1.5. Các ký hiệu đặc biệt.........................................................................................35

3.1.6. Các phép tính số học........................................................................................36

3.1.7. Các toán tử so sánh ..........................................................................................36

3.1.8. Các toán tử logic ..............................................................................................36

3.1.9. Vector và ma trận.............................................................................................36

3.1.10. Lập trình với MATLAB ................................................................................37

3.1.11. Đồ họa............................................................................................................38

a) Lệnh plot................................................................................................................38

b) Vẽ có khai báo màu, kiểu nét và đánh dấu điểm dữ liệu.......................................38

c) Các lệnh tiện ích ....................................................................................................38

5

d) Thao tác và kiểm soát màn hình đồ họa ................................................................39

3.1.12. Văn Bản .........................................................................................................39

3.1.13. Giao diện người sử dụng................................................................................40

3.2. Bài toán mô phỏng kênh PDSCH trong LTE.........................................................44

3.2.1. Giao diện chương trình ....................................................................................44

3.2.2. Mô phỏng.........................................................................................................44

KẾT LUẬN ......................................................................................................................50

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................51

6

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Kiến trúc và các thành phần mạng LTE............................................................10

Hình 1.2 Kiến trúc hệ thống E-UTRAN...........................................................................13

Hình 1.3 Mô phỏng ánh xạ trên các kênh trong E-UTRAN.............................................17

Hình 1.4 Tự cấu hình cho PCI..........................................................................................19

Hình 2.1 Biểu diễn tần số-thời gian của mỗi tín hiệu OFDM ..........................................20

Hình 2.2 Tài nguyền đường xuống...................................................................................21

Hình 2.3 Ví dụ về dữ liệu người dùng mang trên kênh PDSCH......................................22

Hình 2.4 Phát và thu OFDMA..........................................................................................22

Hình 2.5 Sơ đồ thể hiện quá trình xử lý thông tin trên kênh truyền vật lý.......................24

Hình 2.6 Kết quả chèn mã kiểm tra CRC.........................................................................24

Hình 2.7 Kết quả phân đoạn và chèn mã CRC 1..............................................................25

Hình 2.8 Kết quả phân đoạn và chèn mã CRC 2..............................................................26

Hình 2.9 Sơ đồ mã hóa kênh dùng Turbo coder...............................................................27

Hình 2.10 Sơ đồ mã hóa kênh dùng Turbo coder.............................................................27

Hình 2.11 Sơ đồ khối thích ứng với tốc độ và HARQ .....................................................28

Hình 2.12 Kết quả thích ứng tốc độ và HARQ ................................................................29

Hình 2.13 Sơ đồ khối xử lý trên PDSCH .........................................................................30

Hình 2.14 Các chòm sao điều chế trong LTE ..................................................................30

Hình 2.15 Mô hình ánh xạ các phần tử nguồn theo mỗi kí tự OFDM được chỉ định ......31

Hình 3.1 Môi trường làm việc của MATLAB..................................................................34

Hình 3.2 Giao diện chương trình mô phỏng.....................................................................44

Hình 3.3 BER với số lần lặp lại mã Turbo là 1 ................................................................45

7

Hình 3.4 BER với số lần lặp lại mã Turbo là 2 ................................................................46

Hình 3.5 BER với kích thước khối vận chuyển là 1000bit. .............................................47

Hình 3.6 BER với kích thước khối vận chuyển là 2000bit. .............................................47

Hình 3.7 BER với số lượng 2040bit PDSCH...................................................................48

Hình 3.8 BER với số lượng 3000bit PDSCH...................................................................49