Công nghệ 4G

Lời mở đầu Mục lục DANH MỤC HÌNH VẼ Lịch sử phát triển Vào cuối những năm 1940, lần đầu tiên dịch vụ điện thoại qua sóng radio được giới thiệu, và đã được thiết kế cho người dùng trong những chiếc xe ôtô tới các mạng điện thoại viễn thông công cộng. Sau đó, vào thập niên 60, một hệ thống bởi Bell Systems được ra mắt, gọi là IMTS, hay " Improved Mobile Telephone Service", . Then, in the 60’s, a system launched by Bell Systems, called IMTS, or, “Improved Mobile Telephone Service", mang lại khá nhiều cải tiến như quay số trực tiếp và băng thông rộng hơn. Từ rất sớm các hệ thống tương tự đã được dựa trên IMTS và được tạo ra trong cuối thập niên 60 và 70 . Hệ thống đó được gọi là "tế bào" vì vùng phủ sóng lớn được chia thành các khu vực nhỏ hơn hoặc "cells", mỗi tế bào được phục vụ bởi một máy phát công suất thấp và máy thu. Công nghệ 1G thế hệ đầu tiên 1G là một hệ thống tương tự, và được phát triển trong 70, 1G có hai cải tiến chính, đó là sự sáng chế ra bộ vi xử lý, và sự biến đổi liên kết giữa điện thoại và trang web di động . Hệ thống thoại di động nâng cao (AMPS) lần đầu tiên được đưa ra bởi Mỹ và là một hệ thống di động 1G. Dựa vào FDMA, nó cho phép người dùng thực hiện cuộc gọi thoại trong 1 quốc gia. Công nghệ 2G thế hệ thứ hai 2G xuất hiện đầu tiên vào khoảng cuối những năm 1980, hệ thống 2G số hóa các tín hiệu thoại, cũng như điều khiển liên kết Hệ thống kỹ thuật số mới này đã cho chất lượng và khả năng tốt hơn rất nhiều (vd nhiều người hơn có thể sử dụng điện thoại của họ cùng một lúc), chi phí thấp hơn cho người dùng. Dựa vào TDMA, mạng lưới thương mại đầu tiên sử dụng bởi công chúng là hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM). Công nghệ 3G thế hệ thứ ba Hệ thống 3G hứa hẹn nhiều dịch vụ nhanh hơn, như thoại, fax và khả năng chuyển nhượng dữ liệu trên Internet. Mục đích của 3G là cung cấp các dịch vụ này bất cứ lúc nào, bất cứ nơi nào trên toàn thế giới, chuyển vùng liền mạch giữa các vùng được đưa ra bởi ITU IMT-2000 là một tiêu chuẩn toàn cầu cho 3G và đã mở ra cánh cửa mới để cho phép các dịch vụ sáng tạo và ứng dụng, ví dụ giải trí đa phương tiện, và các dịch vụ xác định vị trí, cũng như nhiều thứ khác. Năm 2001, Nhật Bản cho mạng 3G đầu tiên ra mắt. Công nghệ 3G hỗ trợ khoảng 144 Kbps, với sự chuyển động tốc độ cao, 384 Kbps trong mạng cục bộ, và lên tới 2Mbps cho các trạm cố định, như trong một tòa nhà. Công nghệ 4G thế hệ thứ tư Đối với tiêu chuẩn 1G và 2G, băng thông tối đa là 9,6 Kbit / giây, chậm hơn khoảng 6 lần so với ISDN (tích hợp các dịch vụ kỹ thuật số mạng). Giá đã tăng gấp 3 với thiết bị cầm tay mới hơn để đạt tốc độ 28.8kbps. Đây là tốc độ mặc mà trong khu vực đông người, khi mạng đang bận, tỷ lệ rớt mạng đáng kể. Điện thoại thế hệ thứ ba, tốc độ dữ liệu (tải xuống) tối đa là 384 kbps, tải lên thường khoảng 200kbps, và 64kbps. Điện thoại di động thế hệ thứ tư sẽ có mức giá cao hơn so với truyền dữ liệu 3G. Với 4G tốc độ truyền dữ liệu di động dự kiến sẽ lên tới 100 megabit / giây khi đang di chuyển và 1000gigbits / giây cố định. Đây là một hiện tượng của băng thông rộng, chỉ có thể so sánh với các máy trạm băng thông được kết nối trực tiếp với mạng LAN. Để hiểu được 4G, chúng ta cần hiểu về 3G. Vậy làm thế nào 3G bắt đầu? Ý tưởng không đến từ các nhà khai thác mạng lưới mà từ sản xuất thiết bị. Trong năm 1996 1996 Nippon Telephone & Telegraph (NTT) và Ericsson đã bắt đầu phát triển 3G; sau đó năm 1997 tại Mỹ TIA (Telecommunications Industry Association) chọn CDMA (Code Division Multiple Access) cũng triển khai 3G; và vào năm 1998 ETSI (European telecommunications Standards Institute) chọn CDMA; Cuối cùng, năm 1998 CDMA băng thông rộng hay là W-CDMA và CDMA2000 được Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) đưa ra. Hai tiêu chuẩn phát thanh chính được sử dụng cho 3G là W-CDM và CDMA2000. W-CDMA được sử dụng ở châu Âu, CDMA2000 được sử dụng tại Hoa Kỳ. Trong công nghệ CDMA, một tín hiệu mang dữ liệu, này sau đó được truyền với một tín hiệu với tốc độ nhanh hơn, có băng thông rộng hơn, nó sử dụng TDM (Time Division Multiplexing). CDMA200 sử dụng CDM (common code divisionmultiplexing). Tiếp theo sẽ nói về các công nghệ truy cập khác nhau, đó là FDMA, TDMA và CDMA. Các hệ thống tương tự thông thường nhất là FDMA(Frequency Division Multiple Access). Nó là một phương pháp mà phổ mà được cắt ra thành các tần số khác nhau và sau đó đoạn này được cung cấp cho những người sử dụng. Tại một thời gian người sử dụng chỉ chỉ được giao cho một tần số. Bởi vì tần số này được khóa lại, cho đến khi cuộc gọi được kết thúc, hoặc thông qua bởi tần số khác. Khi một cuộc gọi thích hợp diễn ra, hai tần số là cần thiết, một để gửi và một để nhận. FDMA đã chỉ được sử dụng cho các hệ thống tương tự thế hệ đầu tiên, điều này là do sự lãng phí băng thông lớn nêu trên . TDMA giúp sử dụng toàn bộ phổ có sẵn, như là FDMA . Thay vì chia tách tần số thành các khe, nó chia theo thời gian, trên tất cả tần số. Mỗi thuê bao được cho một khe thời gian, ngược lại với tần số. Do đó nhiều người có thể sử dụng trên trên một tần số, và có khe thời gian khác nhau, bởi vì các khe thời gian được chuyển rất nhanh, nó có vẻ như là kênh kết nối liên tục. TDMA được sử dụng cho mạng 2G. CDMA (Code Division Multiple Access) sử dụng phương thức lây lan phổ. Bằng cách đó nó được mã hóa cao, vì vậy không có gì ngạc nhiên khi nó được phát triển và sử dụng bởi quân đội. Unlike FDMA, CDMA cho phép người dùng sử dụng tất cả các tần số có sẵn cùng một lúc. Mỗi cuộc gọi được xác định bởi mã đặc biệt của nó. CDMA là băng thông rất hiệu quả. Nó cũng cho phép sử dụng mềm mại, nó có thể giao tiếp với nhiều hơn một trạm gốc tại bất kỳ một thời gian. Evolution of the mobile value chain towards 4G. Công nghệ 4G và các đặc điểm Sự phát triển của di động hướng tới 4G Hệ hệ thống thông tin di động hệ thứ tư (4G) có xu hướng khác nhau với những người khác nhau: đối với một số đó chỉ là công suất cao hơn (e.g., 100 Mb/s), giao diện vô tuyến mới, trong khi đối với những người khác nó là một ảnh hưởng lẫn nhau của các công nghệ mạng LAN không dây và di động mà sử dụng một biến thể của giao thức IPv6 quản lý di động Điện thoại di động (e.g., Hierarchical Mobile IPv6) cho hệ thống IETF AAA công nghệ chuyển vùng liền mạch. Điều này được chấp nhận rộng rãi tầm nhìn bây giờ phác thảo một cơ sở hạ tầng mạng không đồng nhất bao gồm các hệ thống truy cập không dây khác nhau(e.g., GSM/GPRS, UMTS, DVB-T, HAPS,WLAN) thêm vào đó, người sử dụng có thể kết nối và truy cập các ứng dụng phổ biến trên sự kết hợp hiệu quả nhất của các hệ thống có sẵn. Các dịch vụ mạng có ở bất cứ đâu, bất cứ khi nào, là một trong những yếu tố quan trọng thu hút các cá nhân và tổ chức để xây dựng các cơ sở hạ tầng mạng mới kích thích sự phát triển của viễn thông, và thúc đẩy nền kinh tế. Ý tưởng táo bạo đã được thực hiện theo cách của nó vào mạng viễn thông công cộng mang lại các yêu cầu mới cho thiết kế mạng, và phác thảo một sự thay đổi của mô hình hiện tại của việc cung cấp dịch vụ cho khách hàng. Các mô hình truyền thông mới đang nổi lên một người sử dụng có thể truy cập các dịch vụ độc lập hoặc xác định vị trí của mình một cách minh bạch, với các thiết bị đầu cuối có thể chọn các công nghệ truy cập ưa thích ở vị trí hiện tại (ad-hoc, wired, wireless LAN, or cellular), và di chuyển giữa các công nghệ liên tục mà không có sự gián đoạn đáng kể. Thống nhất, an toàn, đa dịch vụ, kiến trúc mạng đa hệ điều hành được hỗ trợ trong mạng 4G. Thế hệ 4G cho phép hỗ trợ việc cung cấp nhiều loại dịch vụ, truy cập mạng khác nhau, từ đơn giản đến phức tạp đa phương tiện thực tế ảo, bao gồm các dịch vụ liên lạc thoại, tự chúng đưa ra một thách thức trong truyền gói tin dựa trên các môi trường truyền thông di động. Do không đồng nhất của các công nghệ truy cập, Giao thức Internet phiên bản 6 (IPv6) đang được nhắm tới mục tiêu như là chuẩn chung trên nhiều công nghệ truy cập, và thực hiện những giải pháp cơ bản độc lập của các công nghệ cơ bản. Tuy nhiên, sự điều chỉnh cho phù hợp với chất lượng dịch vụ (QoS), Chứng thực, Cấp phép, Thanh toán và Trả lại (AAAC) và di động vào kiến trúc Internet bản địa đặt ra nhiều khó khăn và là một thách thức thật sự. Vì vậy, mục tiêu chính của bài viết này là trình bày một giải pháp cho QoS hỗ trợ trong các môi trường điện thoại di động. Trong bài này, chúng ta thảo luận các phương pháp mà cho phép chúng ta tạo ra và khai thác các bản chất nội tại giữa các thoả thuận dịch vụ thể hiện trong hồ sơ người dùng và các mạng lưới cơ chế kiểm soát có khả năng theo dõi sử dụng mạng cho mỗi dịch vụ và mỗi người sử dụng, để cung cấp các dịch vụ này trong khi người dùng di chuyển và thay đổi công nghệ thiết bị đầu cuối truy cập Kiến trúc đề xuất hỗ trợ các dịch vụ mạng một cách an toàn và tin cậy được. Cả giao diện người dùng và nhà mạng và giao diện liên điều hành được định nghĩa, vì vậy nhiều nhà cung cấp dịch vụ có thể hỗ trợ lẫn nhau. Kiến trúc này có thể hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện và đã được tối ưu hóa cho dịch vụ thoại. Các dịch vụ thoại hiện nay trong số các yêu cầu cao nhất về thiết kế mạng, áp đặt giới hạn cứng nhắc về hiệu suất mạng. Để xử lý các dịch vụ này chúng ta sẽ sử dụng Expedited Forward (EF) khái niệm về khuôn khổ dịch vụ khác nhau. 4G sẽ cung cấp lượng băng thông hài lòng cho người dùng. Phù hợp với tốc độ mạng nội bộ hiện tại, mạng 4G sẽ cung cấp tốc độ 100Mbps trong khi di chuyển. Điều này là đủ cho video chất lượng studio, đa kênh âm thanh vòm và nhiều hơn nữa. 4G sẽ dựa trên OFDM các thế hệ tiếp theo trong công nghệ truy cập. 4G sẽ thay đổi cách chúng ta làm việc, sống và chơi. Giá rẻ cho người dùng cuối, nhanh, luôn luôn kết nối, đáng tin cậy, bất cứ nơi đâu, bất kể khi bạn làm gì. Một số người xem 3G là không thể tiến xa hơn đến khi mạng 4G đến. 2.2. Đặc điểm của hệ thống mạng không dây 4G 1. Cá nhân hóa: Nhà điều hành có thể gửi dữ liệu cho người dùng tùy theo sở thích của họ hoặc các dữ liệu có thể được lọc bới người sử dụng cuối tùy thuộc vào yêu cầu của người dùng. 2. Thân thiện với người dùng: Do thiết kế rõ ràng người dùng có thể sử dụng các dịch vụ đúng cách. 3. Tính đồng nhất: Kết nối ở khắp nơi có thể được thực hiện với mạng không đồng nhất. Thiết bị đầu cuối không đồng nhất hỗ trợ các loại thiết bị đầu cuối về kích thước, tính di động, và phức tạp. 4. Hiệu năng sử dụng cao: Công nghệ này sẽ hỗ trợ nào người dùng cuối bất cứ lúc và bất cứ nơi nào. 5. Chi phí truyền dẫn giữa các dịch vụ đa phương tiện khác nhau rất thấp 6. Hỗ trợ đa phương tiện tương tác, thoại, video, Internet không dây và các dịch vụ băng thông rộng khác. 7. Tốc độ cao, dung lượng cao và chi phí thấp cho mỗi bit. 8. Di động toàn cầu, tính di động dịch vụ, khả năng mở rộng mạng lưới điện thoại di động. 9. Chuyển đổi liền mạch, nhiều loại dịch vụ dựa trên yêu cầu chất lượng dịch vụ 10. Công nghệ điều khiển lập lịch tốt hơn. 11. Mạng Adhoc và Multi-hop. 12. Di động của người dùng trên nhiều thiết bị đầu cuối . 13. Di động của nhiều thiết bị đầu cuối thông qua nhiều công nghệ. 14. Bảo mật của người sử dụng cả về trao đổi và kiểm soát mạng thông tin. 2.3. Sáng kiến điện thoại đi động toàn cầu 4G mở Cuộc đua điện thoại di động để đổi mới bao gồm những cải tiến sau đây: 1. Các thông tin liên lạc điện thoại di động bao gồm hai bước: Truy cập vào mạng điện thoại di động và truy cập vào các dịch vụ điện thoại di động. Theo truyền thống, hai bước này được điều khiển bởi một hệ điều hành theo một cách đóng kín và độc quyền. Trong thời đại điện thoại di động 4G, việc tiếp cận với các dịch vụ điện thoại di động sẽ được phát triển Điện thoại di động Đám mây để nó là hoàn toàn mở cửa cho bất kỳ nhà phát triển và các nhà cung cấp. Bằng cách này, bất kỳ ngành công nghiệp không dây chẳng hạn như Google, Microsoft, Oracle, SAP, GM, và Bank of America có thể cung cấp dịch vụ cho người sử dụng di động của họ. Việc truy cập vào các mạng di động vẫn còn kiểm soát bởi các nhà khai thác không dây truyền thống như AT & T, Verizon, T-Mobile China Mobile. 2. Các kiến trúc hệ thống thiết bị di động sẽ được mở để hội tụ nhiều RTTs (radio transmission technologies) giống như trong một thiết bị. Giống như laptop, các điện thoại thông minh trong tương lai sẽ dựa trên kiến trúc mạng không dây mở (OWA) công nghệ có nghĩa là, khi bạn thay đổi các tiêu chuẩn không dây bạn không cần phải thay đổi điện thoại. Đó là hoàn toàn khác với điện thoại đa tiêu chuẩn đó là kiến trúc hệ thống khép kín, và người dùng không thể gỡ bỏ nếu không sử dụng mô đun RTT và về cơ bản không thể làm bất cứ điều gì trên hệ thống điện thoại di động. Trong hệ thống OWA, bạn chỉ có thể thay đổi RTT thẻ trong điện thoại thông minh của bạn để chuyển đổi các tiêu chuẩn không dây của bạn hoặc bạn có thể tích hợp nhiều tiêu chuẩn không dây trong một thẻ SIM RTT. Dựa trên nền tảng OWA này, bạn có thể tích hợp điện thoại bàn, điện thoại văn phòng và điện thoại di động vào một thiết bị cá nhân thông thường- nó hơn một chiếc điện thoại. Trong thực tế, thiết bị di động 4G là một hệ thống để đưa thế giới đến bàn tay của bạn, hoặc chúng ta gọi nó iHand - thế giới trong tay, đó là tốt hơn so với một chiếc iPhone. 3. Bất kỳ thiết bị điện tử di động có thể là một điện thoại di động bằng cách chèn các OWA chạy bằng thẻ điện thoại di động RTT (s). Phương pháp này thực sự là hội tụ công nghệ di động không dây với công nghệ máy tính bằng cách cung cấp các lớp ảo hóa OWA giữa các lớp cao dựa trên máy tính & giải pháp Ứng dụng và các cơ sở không dây dựa trên truyền dẫn khác với các điện thoại di động truy cập mạng. 4. Thêm bước đột phá công nghệ đang được phát triển để sử dụng hiệu quả phổ tần không dây và việc quản lý phổ năng động và mở. Wireless là hoàn toàn khác với dây thông tin liên lạc và do đó hiệu suất tổng thể dựa vào truyền thông, và do đó hiệu suất tổng thể dựa vào cả hiệu năng hệ thống và hiệu suất truyền nơi phổ là một trong những vấn đề chính 5. Hiệu quả năng lượng là một vấn đề quan trọng cho thiết bị di động. Các kiến trúc hệ thống phải được mở cho việc cho phép tháo rời các module không sử dụng, và các kiến trúc xử lý phải được tối ưu hóa để thấp nhất có thể về hiệu suất toàn bộ hệ thống. Trong khi đó module RF truyền thanh nên được thu hẹp để tối thiểu các yêu cầu cơ bản của RTTs cần thiết. 2.4. Kiến trúc mạng 4G Kiến trúc tổng quan về mạng di động 4G Kiến trúc này bao gồm một nhân mạng chung, nhân này được kết nối tới các phần khác nhau của mạng dây và mạng không dây. Nó được kết nối tới mạng chuyển mạch điện thoại công cộng (PSTN), mạng số các dịch vụ được tích hợp (ISDN) thông qua các trạm GPRS (GGSN). GGSN là một thành phần chính của mạng GPRS. GGSN đóng vai trò là mạng liên kết giữa mạng GPRS và các mạng chuyển mạch gói ngoài, nó cũng giống như mạng Internet và mạng X25. Nó được kết nối với 2G qua SGSN tới BTS thông qua BSC (Kết nối hệ thống kinh doanh). SGSN (Serving GPRS Support Node) chịu trách nhiệm cho việc phân phát các gói dữ liệu từ và tới các trạm di động trong phân vùng địa lý mà nó cung cấp dịch vụ. BTS (trạm thu phát vô tuyến) là một phần của thiết bị đó tạo điều kiện giao tiếp không dây giữa thiết bị người sử dụng (UE) và một mạng. Nó được kết nối với 3G qua SGSN đến Node B thông qua RNC. Các mạng truy cập vô tuyến bao gồm các phần tử mạng mới, như là Node B và các bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNCs). Node B có thể so sánh với các trạm thu phát không dây trong mạng 2G. RNC thay thế cho trạm điều khiển này,và cũng có thể được kết nối với các mạng khác như các mạng truy cập WLAN, Ad-hoc/PAN, mạng di động và các giao thức như SIP (The Session Initiation Protocol) là một giao thức tín hiệu, được sử dụng rộng rãi để thiết lập và phân chia các phiên truyền thông đa phương tiện như thoại và video các cuộc gọi qua Internet. Các kiến trúc mạng 4G được thảo luận ở đây là dựa trên IPv6, hỗ trợ không ngừng cho các công nghệ truy cập khác nhau. Di động là một vấn đề đáng kể trong môi trường, bởi vì sự chuyển giao giữa các công nghệ phải được hỗ trợ. Ở đây, chúng tôi sử dụng Ethernet (802,3) để truy cập không dây, Wi-Fi (802.11b) để truy cập LAN không dây, và W-CDMA - giao diện vô tuyến của UMTS - để truy cập di động. Với sự đa dạng, di động không thể được xử lý một cách đơn giản bởi các tầng thấp hơn, và nó cần phải được thực hiện tại tầng mạng. Một cơ chế dựa trên IPv6 phải được sử dụng để liên kết các mạng, và sẽ không có cơ chế chuyển đổi công nghệ bên trong, không trên mạng LAN không dây cũng không phải trên các công nghệ khác, có thể được sử dụng. Vì vậy, trên thực tế là không có các cơ chế đượchỗ trợ trong các tế bào W-CDMA, nhưng thay vì cùng một giao thức IP hỗ trợ sự di chuyển giữa các tế bào. Tương tự như vậy, các nút 802,11 chỉ trong chế độ BSS, và sẽ không tạo ra một ESS: Tính linh động của IPv6 sẽ xử lý chuyển đổi giữa các tế bào. Hình minh họa một số trong những khả năng chuyển đổi trong mạng với một người sử dụng đang chuyển động. Bốn vùng quản trị được thể hiện trong hình với các kiểu công nghệ truy cập khác nhau. Mỗi vùng quản trị này được quản lý bởi một hệ thống AAC. Tại ít nhất một mạng kiểm soát truy cập thực thể, có vai trò như các QoS Broker, được yêu cầu cho mỗi phân vùng mạng này . Do các yêu cầu kiểm soát tất cả các dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ, tất cả các chuyển đổi được xử lý một cách rõ ràng bởi các cơ sở hạ tầng quản lý thông qua các giao thức dưa trên IP, ngay cả khi chúng là những công nghệ bên trong, chẳng hạn như giữa hai điểm truy cập khác nhau trong chuẩn 802,11, hoặc giữa hai bộ điểu khiển mạng vô tuyến khác nhau trong WCDMA. Tất cả các tài nguyên mạng được quản lý bởi các nhà cung cấp mạng, trong khi người dùng chỉ kiểm soát của nó tại mạng cục bộ, thiết bị đầu cuối, và các ứng dụng. Như vậy , các đối tượng chính trong hình trên là: Một user - một người hoặc một công ty với một thỏa thuận mức độ dịch vụ (SLA) ký hợp đồng với một nhà điều hành một số các dịch vụ xác định. Một MT (Mobile Terminal) - một thiết bị đầu cuối từ thiết bị này người sử dụng sẽ truy cập các dịch vụ .Khái niệm về mạng của chúng tôi sẽ hỗ trợ thiết bị đầu cuối, nghĩa là một thiết bị đầu cuối có thể được chia sẻ giữa nhiều người dùng, mặc dù không cùng một thời điểm. AR (Access Router) - điểm kết nối vào mạng, mà có tên là RG (Radio Gateway) – truy cập không dây (WCDMA hoặc 802.11). PA (Paging Agent) - đơn vị chịu trách nhiệm về định vị các MT khi nó đang ở trong "chế độ nhàn rỗi" trong khi có nhiều gói tin được gửi đến nó. QoS broker - tổ chức chịu trách nhiệm quản lý một hoặc nhiều ARS / AGS, kiểm soát người dung truy cập và các quyền truy cập theo thông tin được cung cấp bởi hệ thống AAAC. Hệ thống AAAC – Hệ thống xác thực, hệ thống cấp giấy phép, hệ thống tính toán và chịu trách nhiệm, chịu trách nhiệm quản lý cấp độ dịch vụ (bao gồm cả tính toán và chịu trách nhiệm). Trong bài báo cáo này, để đơn giản, các đơn vị đo được xem là một phần quan trọng của hệ thống AAAC này. NMS (Network Management System) - đơn vị chịu trách nhiệm quản lý, đảm bảo nguồn tài nguyên sẵn có trong nhân mạng, và việc quản lý và kiểm soát tổng thể toàn mạng. Kiến trúc phân bổ mạng thông minh của 4G Trong sơ đồ trên, Network agent quảng cáo dịch vụ chiu tải mà cung cấp đến các trạm phân bổ tải của người sử dụng. Chúng tôi xem xét các dịch vụ chịu tải dang cung cấp là sự kết hợp của các mức QoS và mô hình giá cả được hỗ trợ và được áp dụng, tương ứng bởi mỗi mạng không dây, mỗi mạng này lại được đại diện bởi mỗi Network Agent. Cung cấp các dịch vụ mạng không dây mang theo một mô hình đồng đẳng tới các mạng lân cận. Các trạm cung cấp dịch vụ liên quan đến các chức năng ứng dụng có thể tương tác với các trạm thiết bị đầu cuối di động và các Network Agent cho mục đích quản lý QoS và sự tương thích QoS. Một tổng đài cung cấp dịch vụ sẽ thông báo cho các trạm thiết bị đầu cuối mạng điện thoại di động và các trạm yêu cầu QoS của các luồng giao thông của chúng và đăng ký một giao diện thích hợp để gọi lại hỗ trợ các thông báo tiếp theo và thích ứng QoS cho các luồng giao thông. Các tổng đài điện thoại di động phải tuân theo một mô hình thông tin mạng chung để các dịch vụ mạng có thể dễ dàng truyền tải các dịch vụ mạng. Ta nhận thấy rằng mỗi một trạm đại diện cho quyền lợi của một bên liên quan riêng trong việc cung cấp các dịch vụ di động (ví dụ như, bộ phân điều hành mạng, nhà cung cấp ứng dụng, người sử dụng ), chúng tôi giả định rằng nó hoạt động theo một chính sách riêng. Đáng chú ý, các kết quả đưa ra đều là của một thị trường mở, nơi mà các sản phẩm khác nhau được quảng cáo tại những vị trí mà giá cả và người tiêu dung tự do lựa chọn các nhà sản xuất mà họ muốn. Một MT (Mobile Terminal) - một thiết bị đầu cuối từ thiết bị này người sử dụng sẽ truy cập vào các dịch vụ. Khái niệm định nghĩa mạng của chúng tôi sẽ hỗ trợ các thiết bị đầu cuối, có nghĩa là một thiết bị đầu cuối có thể được chia sẻ giữa nhiều người dùng, có thể không cùng một thời điểm. Hướng tiếp cận trụ xuyên suốt các tầng Với sự giúp đỡ của các phương pháp tiếp cận lớp mặt trụ, chúng ta có thể đạt được kiến thức về tối ưu hóa sự lặp đi lặp lại giữa các lớp giao tiếp. Sự quan trọng của cách tiếp cận phân theo lớp đã làm cho nó có một nguyên tắc thiết kế hơn là một mô hình thiết kê thông thường. Điều này dẫn đến kiến trúc mạng 4G tạo ra một kiến trúc riêng của chính nó. Thông qua các lớp cho phép chia sẻ thông tin giữa các lớp khác nhau và việc tối ưu hóa có thể được thực hiện tại tất cả các lớp riêng biệt. 2.5. Mô hình doanh nghiệp cho mạng 4G Mô hình doanh nghiệp cho mạng 4G Các mô hình hiện tại giả định rằng có các mối quan hệ giữa người sử dụng cuối cùng, các nhà cung cấp dịch vụ, và nhà điều hành mạng. Trong thế giới mạng 4G, số lượng các mạng truy cập và do đó số lượng các nhà điều hành mạng sẽ tăng lên nhanh chóng. Đặc biệt là việc xây dựng nhiều "Điểm nóng", các khu đô thị với vùng phủ sóng mạng không dây, sẽ tạo ra điều này. Cả người sử dụng đầu cuối và nhà cung cấp dịch vụ đều không muốn bận tâm vào các kĩ thuật sâu hơn của các mạng này, tức là người dùng cuối vẫn muốn sử dụng dịch vụ được cung cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ bất kể mạng nào mà họ được kết nối tới. Điều này đòi hỏi một cách tiếp cận dịch vụ trung tâm, nơi mà người dùng, nhà cung cấp dịch vụ và nhà điều hành mạng là liên kết với nhau một cách lỏng lẻo thông qua một vai trò hỗ trợ dịch vụ, Hai nhiệm vụ chính của việc hỗ trợ dịch vụ là dịch vụ kết tập và mạng tích hợp. Dịch vụ kết tập (Service aggregation SA) cho phép cung cấp các dịch vụ phổ biến tới người sử dụng cuối, trong khi đó, mạng tích hợp (network integration NI) đảm bảo rằng điều này có thể được thực hiện bất kể mạng nào mà người dùng được kết nối tới. Lợi ích của người sử dụng từ việc có thể truy cập vào những dịch vụ đã đăng ký ở bất cứ nơi nào và bất cứ lúc nào. Các định danh và các dịch vụ của người sử dụng đầu cuối Bên thứ ba,các nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung cấp các dịch vụ cho người dùng cuối. Các nhà cung cấp dịch vụ này đã thiết lập một mối quan hệ hợp pháp hoặc một thoả thuận mức độ dịch vụ (Service Level Agreement SLA) với một hoặc nhiều nhà kết tập các dịch vụ . Các dịch vụ không chỉ mang lại lợi ích từ một lượng khách hàng lớn, mà còn có thể thích ứng với các dịch vụ và các ứng dụng dựa trên thông tin từ các mạng mà được cung cấp thông qua các nhà kết tập. Dự kiến rằng vị trí của người sử dụng có thể được thu được từ các nhà tích hợp hệ thống (và do đó từ việc truy cập mạng) để triển khai các dịch vụ dựa trên vị trí. Khái niệm về định danh người dùng đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp các dịch vụ được tích hợp. Điều này sẽ sắp xếp từ việc xác thực, kiểm soát truy cập tới các dịch vụ, tới việc tính toán, việc tính chi phí, để có thể ghi những người sử dụng đúng cho việc sử dụng các dịch vụ mà giá trị được thêm vào và dựa theo ngữ cảnh. Bộ kết tập dịch vụ (Service Aggregator) Vai trò của bộ kết tập dịch vụ (service aggregator SA) có hai phần. Một mặt SA hoạt động như là một trung gian giữa một người dùng / thuê bao với nhiều dịch vụ (dịch vụ cung cấp của SA). Mặt khác, đối với các nhà cung cấp, các SA hoạt động như là một trung gian tới các bộ tích hợp nhiều mạng khác nhau, như vậy các dịch vụ không cần phải được quan tâm với vấn đề loại bỏ nhu cầu cho việc như là xác định trên mạng đó một thuê bao hiện đang được hoạt động.Trong mô hình này, người sử dụng đăng ký với SA một cách rõ ràng. SA này sẽ quản lý các thuê bao và cũng sẽ quan tâm tới các thanh toán, dựa trên các thông tin tính toán nhận được từ các dịch vụ, các bộ tích hợp mạng, chính từ SA. Bằng cách này, SA không chỉ cung cấp đăng nhập một lần, mà còn nhiều hơn một điểm tiếp xúc chung. Tích hợp mạng (Network Integration) Việc tích hợp mạng (NI) cho phép người dùng cuối truy cập một cách liên tục vào các mạng không đồng nhất, và vào các vùng tự trị của họ.Để hỗ trợ khía cạnh không phải là những chỗ nối là rất cần thiết cho chức năng này. NI sẽ cung cấp các chức năng quản lý mạng cơ bản và cung cấp một cái tổng thể của các mạng cơ bản. Điều này cung cấp một ảo giác về một mạng ảo đối với dịch vụ của các lớp tầng trên, và cũng như các khía cạnh tich hợp mạng cụ thể cho endusers. Ví dụ, nó cung cấp việc xác thực được tích hợp và trong suốt với người sử dụng đến nỗi mà người sử dụng không cần phải đăng nhập lại mỗi lần truy cập mạng thay đổi. Đối với các dịch vụ,NI quan tâm tới các kết nối - có thể kết nối tới các thiết bị đầu cuối người dùng cuối. Điều này liên quan đến việc giải quyết các vấn đề mạng và công nghệ như địa chỉ IP di động. 2.6. Đặc tả của mạng 4G Một người có thể tự hỏi làm thế nào 4G có thể chuyển dữ liệu nhanh gấp 10 lần so với mạng 3G. Tốc độ này có thể đạt được thông qua phân chia tần số trực giao (Orthogonal Frequency Division Multiplexing OFDM). OFDM có thể không chỉ truyền dữ liệu ở tốc độ hơn 100 Mbps, mà nó còn có thể loại bỏ sự can thiệp đó làm suy yếu tín hiệu tốc độ cao. Các đặc tả cho tầng vật lý và tầng MAC Một công nghệ đầy hứa hẹn cơ bản để thực hiện các phân chia là việc điều chế các sóng mang, một dẫn xuất của ghép kênh phân chia tần số. MCM đã được sử dụng từ trước đó trong các DSL modem và trong phát sóng audio-video. Nó là một quá trình của băng tần cơ sở (baseband) mà sử dụng các kênh truyền song song với băng thông như nhau để truyền thông tin. Thông thường được triển khai thực hiện với kỹ thuật biến đổi Fourier (FFT), lợi thế của MCM là hiệu năng tốt hơn trong môi trường nhiễu (giao thoa), và tránh những nhiễu tần số đơn. Tuy nhiên, MCM cũng làm tăng tỷ lệ các tín hiệu đạt tới đỉnh điểm (peak-to-average ratio PAVR) , và để vượt qua ISI một phần mở rộng tuần hoàn hoặc một dải băng tần an toàn phải được thêm vào dữ liệu. Hai loại MCM khác nhau được coi là ứng cử viên có khả năng cho 4G là song mang CDMA và trực giao FDM sử dụng TDMA. Tương tự như các hệ thống CDMA song mang đơn lẻ, người dùng được ghép với các mã trực giao để phân biệt với những người sử dụng trong MC-CDMA. Tuy nhiên, trong MC-CDMA, mỗi người dùng có thể được cấp mã số, nơi mà dữ liệu được lan truyền theo thời gian hay tần số. Dù bằng cách nào, nhiều người dùng cũng sẽ truy cập vào hệ thống cùng một lúc. Trong OFDM với TDMA, người dùng được cấp cho một khoảng thời gian để dành cho truyền và nhận dữ liệu. Sự khác nhau giữa OFDM với TDMA và MC-CDMA cũng có thể được nhìn thấy trong các loại điều chế, điều chế mà được sử dụng trong mỗi sóng mang con. Thông thường, MC-CDMA sử dụng quadrature phase-shift keying (QPSK), trong khi OFDM với TDMA có thể sử dụng điều chế ở mức cao hơn (high-level modulations HLM), chẳng hạn như, điều chế biên độ vuông nhiều mức (M-QAM) ( M = 4 đến 256). Để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống tổng thể, điều chế thích ứng có thể được sử dụng; nơi mà mức của QAM cho tất cả các sóng mang con được lựa chọn dựa trên các thông số đo lường. Truy nhập kênh truyền Việc phân bổ các mã lan truyền hoặc các khe thời gian có thể được thực hiện theo cách mà thông lượng được tối đa hoá. Ví dụ, tất cả các nguồn tài nguyên có thể được cấp cho một người dùng người mà có kênh truyền không có nhiễu xảy ra và các người dùng khác có kênh truyền có nhiều nhiễu có thể được phân bổ ít băng thông cho đến khi kênh của họ trở nên tốt hơn. Tuy nhiên, việc phân bổ nên giữ ở một lượng nhất định sao cho có sự công bằng đối với các người dung khác, khi phân phối nguồn tài nguyên. Mã hóa kiểm soát lỗi Trong các lược đồ mã hóa tốc độ tương thích với hệ thống mạng 4G, có thể được sử dụng kênh thông tin từ các thông số đo hoặc phản hồi từ các thiết bị di động đầu cuối (Mobile Terminal MT). Lược đồ Hybrid ARQ có thể được sử dụng để giảm thiểu chi phí trong trường hợp truyền lại. Các hệ thống mã thời gian không gian, hệ thống đa anten có thể được sử dụng để nâng cao hơn nữa tốc độ truyền dữ liệu. Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM là một kỹ thuật truyền thông chia một kênh truyền thông thành các dải tần số bằng nhau. OFDM là một đạng điều chế sóng mang (MCM), dạng điều chế mà một sóng mang con trong mỗi dải tần số được điều chế để mang một phần của thông tin người dùng. Một dòng dữ liệu truyền thông được tách thành N dòng dữ liệu song song với dải băng thông thấp. Mỗi sóng mang con sẽ chồng chéo lên nhau nhưng chúng đều trực giao với nhau, cho nên chúng không tạo ra nhiễu, giao thoa với nhau. Basic OFDM Transmitter and receiver Mỗi sóng mang con có một tỷ lệ tín hiệu thấp. Nhưng sự kết hợp của các sóng mang con mang thông tin song song sẽ tạo ra tỷ lệ truyền dữ liệu cao. Một ưu điểm khác của tỷ lệ tín hiệu thấp là sự giao thoa giữa các tín hiệu (ISI) có thể được giảm đáng kể kể từ tín hiệu thời gian thể hiện một phần rất nhỏ của độ trễ . Các giai đoạn phát của một máy thu phát OFDM mất dữ liệu từ mạng IP, chuyển đổi và mã hóa nó thành một dòng liên tiếp trước khi điều chế. Các tín hiệu OFDM được tạo ra bằng cách sử dụng một Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) thành một tín hiệu tương tự IF sau đó được gửi đến bộ thu phát RF. Giai đoạn thu của bộ thu đơn giản là ngược lại của tiến trình phát. OFDM cung cấp một giao diện mà khả năng chịu ảnh hưởng của trễ đa đường trong khi duy trì hiệu quả quang phổ. Tuy nhiên, nhà thiết kế OFDM và các hệ thống khác dựa trên MCM bị buộc phải giải quyết với một loạt các thách thức. 2.7. Các vấn đề phát sinh ở tầng cao trong mạng 4G Mạng 4G là mạng dựa trên gói tin. Vì nó co thể mang theo giọng nói có chất lượng tốt như mạng internet, nên nó có thể cung cấp mức QoS khác nhau. Các vấn đề phat sinh ở tầng mạng bao gồm việc quản lý sự di động, kiểm soát tắc nghẽn, và QoS. Quản lý sự di động Quản lý sự di động bao gồm các địa điểm đăng ký, phân trang và bàn giao. Các MT sẽ có thể truy cập vào các dịch vụ tại bất kỳ nơi nào có thể. Việc chuyển vùng toàn cầu có thể thực hiện được với sự trợ giúp của các mạng multi-hop, các mạng mà có thể bao gồm các mạng WLAN hoặc vùng phủ sóng vệ tinh trong diện tích rộng. Một dịch vụ liên tục (Ví dụ: sự chuyển đổi của MT từ một mạng này sang một mạng khác hoặc từ một loại dịch vụ này sang loại dịch vụ khác) cũng rất quan trọng. Các kỹ thuật chuyển đổi cần được thiết kế để việc sử dụng của mạng (định tuyến) có hiệu quả Các kỹ thuật mới trong quản lý vị trí có thể được thực hiện. Mỗi MT không cần đăng ký vị trí cho mọi lần. Chúng có thể thay thế việc đăng kí vị trí được kết nối, cái mà báo cáo lên mạng rằng chúng đang được kết nối với một đối tượng phổ biến. Ex-MTS trong đào tạo cần phải đăng ký lại chỉ khi họ xuống tàu và cho đến khi mạng đó biết rằng họ đang có trong tàu. Điều khiển tắc nghẽn Kiểm soát tắc nghẽn sẽ là một vấn đề quan trọng trong mạng 4G hiệu năng cao. Hai phương pháp tiếp cận cơ bản có thể được thực hiện theo hướng kiểm soát tắc nghẽn: 1. Tránh hoặc ngăn ngừa tắc nghẽn Lược đồ tránh tắc nghẽn sẽ yêu cầu các mạng thực hiện một các phù hợp việc tiếp nhận Kiểm soát (đo lường hay tính toán dựa trên mô hình trước) và lên kế hoạch kỹ thuật. 2. Phát hiện và phục hồi sau khi tắc nghẽn. Việc phát hiện và phục hồi sẽ yêu cầu kiểm soát luồng và quản lý lưu lượng thông tin phản hồi. Một cách tiếp cận hạn chế có thể được đề xuất cho các hệ thống 4G vì nhiều loại yêu cầu QoS. Chất lượng dịch vụ (QoS) Các hệ thống mạng 4G cung cấp thời gian thực và các dịch vụ như các dịch vụ Internet. Các dịch vụ thời gian thực có thể được phân thành hai loại 1. Đảm bảo: tính toán trước giới hạn của trễ rất cần thiết cho dịch vụ. Ví dụ: giọng nói 2. Tốt nhất có thể : + Đoán trước: Các dịch vụ cần ở trên giới hạn trễ. + Trễ được kiểm soát : Dịch vụ có thể cho phép trễ biến động. + Tải được kiểm soát : Dịch vụ cần các tài nguyên (băng thông và xử lý gói tin). Hỗ trợ chất lượng dịch vụ đầu cuối Ba tình huống khác biệt phát sinh trong kiến trúc QoS: i) Đăng ký, khi người dùng chỉ có thể sử dụng tài nguyên mạng sau khi xác thực và ủy quyền ii) Dịch vụ ủy quyền, khi người sử dụng phải được phép sử dụng các dịch vụ cụ thể; iii) Chuyển đổi - khi có một yêu cầu thì cần phải tái phân bổ nguồn tài nguyên từ AR đến AR khác. Đăng kí và quyền hạn dịch vụ Hỗ trợ cho chất lượng dịch vụ - Đăng kí và quyền hạn các dịch vụ Quá trình đăng ký được bắt đầu sau khi Care of Address (CoA) được mua lại bởi MT thông qua cấu hình tự động không trạng thái, tránh sự phát hiện trùng lặp địa chỉ (Duplicate Address Detection DAD) bởi việc sử dụng duy nhất các định danh ở layer-2 để tạo ra một phần giao diện nhận dạng của địa chỉ IPv6. Tuy nhiên, việc nhận được một CoA sẽ không cho phép người dùng sử dụng tài nguyên, bên cạnh việc đăng ký nhắn tin và các cuộc gọi khẩn cấp. MT phải bắt đầu xử lý xác thực bằng việc trao đổi các thông tin xác thực với (Authentication, Authorisation, Accounting and Charging AAAC) thông qua môt AR. Khi một xác thực thành công, hệ thống AAAC sẽ đẩy NVUP (network view of the User Profile) tới cả QoS Broker và MT, thông qua AR này. Các gói tin từ 1 đến 4 như được chỉ ra trong hình. Những hình ảnh tương tự chỉ ra cách mà mỗi dịch vụ mạng được ủy quyền (gói tin từ 5 đến 8). Các gói tin gửi từ MT với một tín hiệu cụ thể tiềm ẩn DSCP yêu cầu một dịch vụ cụ thể, chẳng hạn như một cuộc gọi thoại. Nếu dịch vụ yêu cầu không phù hợp với bất kỳ chính sách đã đề ra trong AR (nghĩa là, người dùng đã không thiết lập một cuộc gọi thoại trước), người phụ vụ hay người quản lý QoS tại AR hỗ trợ thúc đẩy với các QoS Broker, phân tích các yêu cầu và cho phép hoặc không cho phép các dịch vụ, dựa trên các User NVUP (Network View of the User Profile ) và trên tính sẵn sang của các tài nguyên. Sự cho phép này sẽ tương ứng với cấu hình của AR (thông qua COPS [10]) với chính sách thích hợp cho người dùng đó và dịch vụ đó (ví dụ: allowing the packets marked as “belonging” to voice call to go through, and configuring the proper scheduler parameters). Sau đó, các gói tin sẽ bắt đầu quá trình cấp phát quyền hạn một lần nữa, hoặc sẽ bị loại bỏ. Chuyển đổi với sự đảm bảo QoS Hỗ trợ chất lượng dịch vụ đầu cuối - Chuyển đổi với sự đảm bảo QoS Một trong những vấn đề khó khăn của IP di động được đảm bảo một mức độ cố định QoS. Người dùng di động được đảm bảo trong mạng của chúng tôi bằng phương tiện kỹ thuật chuyển giao nhanh kết hợp với bối cảnh chuyển giao giữa các phần tử mạng (ARS - cũ và mới - và QoS Broker). Khi chất lượng của tín hiệu vô tuyến trong MT tới AR hiện tại(được gọi là "old AR", AR1) giảm xuống, các thiết bị đầu cuối sẽ bắt đầu một thủ tục chuyển đổi tới một AR lân cận (Gọi là "new AR", AR2) với tín hiệu tốt hơn và từ đó nó đã nhận được một tín hiệu beacon với mạng gắn thêm các quảng cáo. Chuyển đổi này phải được hoàn thành mà không cần người sử dụng am hiểu về nó, khi thực hiện một cuộc gọi thoại, ví dụ. để thu được điều này, các MT sẽ xây dựng địa chỉ mới của nó mà mình quan tâm và sẽ bắt đầu thỏa thuận chuyển đổi thông qua AR hiện tại, trong khi vẫn duy trì giao thông hiện tại của nó. AR này sẽ chuyển tiếp yêu cầu chuyển đổi tới cả AR mới và cho cả QoS Broker. Hai QoS Brother (Cũ và mới) trao đổi thông tin truyền bối cảnh liên quan đến NVUP của người dùng và tập hợp các dịch vụ đang được sử dụng bởi MT. Các QoS Brother mới sẽ sử dụng thông tin này để xác minh sự sẵn sang của các nguồn tài nguyên ở AR mới và, trong một trường hợp tích cực, cấu hình AR mới để chấp nhận sự chuyển đổi. MT sau đó được thông báo rằng tài nguyên cần thiết đã sẵn sàng tại các AR mới và sau đó có thể thực hiện ở lớp 2 chuyển đổi. Phân loại công nghệ Ưu điểm của mạng 4G Các nguồn tài nguyên sóng vô tuyến sẽ được tiết kiệm Chi phí cơ sở hạ tầng giảm Lượng điện năng tiêu thụ thâp Tốc độ cao, dung lượng lớn và chi phí trên bit thấp Công nghệ 3G Vs 4G Thuộc tính 3G 4G Đặc điểm chính Phần lớn là dữ liệu thoại, các trình tiện ích Các dữ liệu được hội tụ và VoIP Kiến trúc mạng Được dựa trên mạng tế bào diện rộng Hybrid – Tích hợp mạng LAN không dây (WiFi), Blue Tooth, Mạn diện rộng Dải tần 1.6~2.5 GHz 2 – 8 GHz Thiết kế thành phần Anten được tối ưu; Các bộ thích ứng đa dải tần Anten thông minh; SW đa dải tần; sóng vô tuyến dải thông rộng Băng thông 5 – 20 MHz 100 + MHz Tốc độ truyền dữ liệu 385 Kbps – 2 Mbps 20 – 100 Mbps Truy cập WCDMA/CDMA2000 MC-CDMA hay OFDM Sửa lỗi ở trước Mã chập 1/2, 1/3; turbo mã hóa được móc nối vào nhau Chuyển mạch Chuyển mạch hoặc chuyển mạch gói Chuyển mạch gói Di động với tốc độ cao nhất 200 km/h 200 km/h IP Nhiều phiên bản Tất cả các IP (IPv6.0) Năm thực thi 2003 2010 Hướng phát triển tương lai 5.1. Những công nghệ tiên phong WiMax - công nghệ tiên phong trong lĩnh vực 4G. Trong số những công nghệ tiên phong trong lĩnh vực 4G, phải kể đế LTE, UMB và WiMax. Cả 3 đều sử dụng công nghệ ăng ten mới, qua đó cải thiện tốc độ và khoảng cách truyền dẫn dữ liệu. Tuy nhiên, 3 công nghệ này vẫn được xem như những công nghệ tiền 4G. IEEE 802.16m (WiMAX): IEEE 802.16m, hay còn gọi là WiMAX được phát triển từ chuẩn IEEE 802.16e của Viện kỹ thuật điện và điện tử. Công nghệ này hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên tới 100 Mb/s cho các ứng dụng di động và có thể lên tới 1Gb/s cho các người dùng tĩnh. Hãng Intel đang dẫn đầu về đề xuất sử dụng và phát triển WiMAX cho hệ thống 4G, cùng với sự hợp tác của Alcatel-Lucent, AT&T, Motorola, Nokia, Samsung và Sprint Nextel. LTE (Long-Term Evolution): 4G LTE được phát triển từ 3GPP, nền tảng của công nghệ viễn thông GSM (Global System for Mobile Communications). LTE sử dụng tần số một cách linh động, có thể hoạt động ở băng tần có độ rộng từ 1,25 MHz cho tới 20 MHz. Tốc độ truyền dữ liệu lớn nhất (về lý thuyết) của LTE có thể đạt tới 250 Mb/s khi độ rộng băng tần là 20 MHz. Thực tế cho thấy, hầu hết các hãng sản xuất thiết bị viễn thông hàng đầu thế giới: Alcatel-Lucent, Ericsson, Motorola, Nokia, Nokia Siemens Networks, Huawei, LG Electronics, Samsung, NEC, Fujitsu... đã bắt tay với các nhà mạng lớn trên thế giới (Verizon Wireless, AT&T, France Telecom-Orange, NTT DoCoMo, T-Mobile, China Mobile, ZTE...) thực hiện các cuộc thử nghiệm quan trọng trên công nghệ LTE và đã đạt những thành công đáng kể. UMB (Ultra Mobile Broadband): UMB được các tổ chức viễn thông của Nhật Bản, Trung Quốc, Bắc Mỹ và Hàn Quốc cùng với các hãng như Alcatel-Lucent, Apple, Motorola, NEC và Verizon Wireless phát triển từ nền tảng CDMA. 4G LTE được phát triển từ nền tảng của công nghệ viễn thông GSM UMB có thể hoạt động ở băng tần có độ rộng từ 1,25 MHz đến 20 MHz và làm việc ở nhiều dải tần số, với tốc độ truyền dữ liệu lên tới 288 Mb/s cho luồng xuống và 75 Mb/s cho luồng lên với độ rộng băng tần sử dụng là 20 MHz. Qualcomm là hãng đi đầu trong nỗ lực phát triển UMB, mặc dù hãng này cũng đồng thời phát triển cả công nghệ LTE. Ngoài ra hãng Verizon cũng dự kiến sẽ phân phối những LTE phone đầu tiên vào giữa năm 2011. Giới công nghệ cũng đang hi vọng nhà mạng này sẽ bán một phiên bản CDMA của iPhone hỗ trợ 4G. 5.2 Công nghệ 4G trong tương lai Cho đến nay, chưa có một chuẩn nào rõ ràng cho 4G được thông qua. Ngay cả 3 công nghệ nêu trên cũng vẫn chỉ được coi là tiền 4G, có vai trò quan trọng giúp xây dựng các chuẩn 4G trong thời gian tới. Theo dự đoán, khu vực châu Phi, Mỹ La tinh, Hàn Quốc và Mỹ sử dụng phổ biến CDMA, vì vậy các nhà khai thác đang hướng mạng của họ phát triển lên theo UMB. Với các quốc gia châu âu, phần lớn sử dụng GSM, vì thế họ đang hướng phát triển mạng theo LTE. Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông còn lại của thế giới nhiều khả năng sẽ phát triển mạng theo WiMAX II. Cài đặt phần mềm mô phỏng cho công nghệ 4G TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Multicarrier Techniques for 4G Mobile Communications, Shinsuke Hara and Ramjee Prasad [2] Mahesh G, “4G Mobile Communications” [3] Nomor Research: White Paper on LTE Advance the new 4G standard [4] [5]