Hiệu suất kỹ thuật tập hợp sóng mang trong mạng LTE-Advanced

Nội dung text: Hiệu suất kỹ thuật tập hợp sóng mang trong mạng LTE-Advanced

1. Hội nghị Quốc gia lần thứ 23 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2020) Hiệu suất kỹ thuật tập hợp sóng mang trong mạng LTE-Advanced Vũ Tuấn Anh, Lâm Sinh Công Trung tâm tích hợp hệ thống mạng, Khoa Điện tử - Viễn thông, Đại học Công nghệ, VNPT Technology ĐHQG Hà Nội Email: vta.k61uet@gmail.com Email: congls@vnu.edu.vn Abstract— Kỹ thuật tập hợp sóng mang được giới thiệu triển, hay còn được biết đến cái tên phổ biến hơn là là một trong những kỹ thuật then chốt của mạng mạng 4G-LTE [2]. LTEAdvance. Kỹ thuật này cho phép một người dùng có thể được sử dụng nhiều hơn 1 sóng mang. Trong đó có 1 Trong LTE phiên bản 8 và 9 theo tiêu chuẩn của tổ sóng mang chính, các sóng mang còn lại được gọi là sóng chức 3GPP [3,4], hay còn được biết tới một cái tên mang thành phần. Trong bài báo này, chúng tôi thực hiện việc đánh giá hiệu suất của kỹ thuật tập hợp sóng phổ biến hơn là 4G LTE, có tốc độ đường xuống cao mang này với 3 tham số được đánh giá là: thông lượng nhất là 300Mbps và tốc độ đường lên cao nhất là truyền tin, tỉ lệ mất gói tin và độ trễ trung bình của một 75Mbps với độ trễ thấp hơn 5ms trong việc truyền dữ gói tin. Các kết quả mô phỏng cho thấy rằng kỹ thuật tái liệu. Nhưng với một số cải tiến ở LTE phiên bản 10, sử dụng sóng mang có thể tăng gần gấp đôi thông lượng hay còn được biết tới là LTE-Advanced, tốc độ đã cực đại của mạng, đồng thời giảm được tỉ lệ mất được cải thiện một cách đáng kể. Cụ thể hơn, về mặt gói tin và độ trễ trung bình của gói tin. lý thuyết tốc độ của LTE-A tại đường xuống có thể đạt Keywords- LTE-Advanced, kỹ thuật tập hợp sóng tối đa 3Gb/s và tối đa 1Gb/s tại đường lên. Và để đạt mạng, thông lượng, độ trễ, tỉ lệ mất gói tin, NS3 được tốc độ cao thì một trong những kỹ thuật chính . được sử dụng trong mạng LTE-Advanced là kỹ thuật tập hợp sóng mang. I. GIỚI THIỆU Nhu cầu về truyền thông vô tuyến cụ thể là mạng Kỹ thuật tập hợp sóng mang [5] đã được giới thiệu thông tin di động ngày càng tăng về cả số lượng kết trong phiên bản LTE 10 và được cải tiến đáng kể trong nối và chất lượng dịch vụ. Để đáp ứng những yêu cầu các phiên bản sau. Trong trường hợp tập hợp nhiều của người sử dụng thì mạng truyền thông di động luôn sóng mang, trong đó mỗi sóng mang có thể có băng luôn được cải tiến, phát triển không ngừng. Thế hệ đầu thông khác nhau lên đến 20 MHz, có thể được truyền tiên của mạng di động được giới thiệu lần đầu vào song song đến hoặc từ cùng một thiết bị, do đó cho năm 1979 [1] và dần được đưa thành tiêu chuẩn vào phép băng thông rộng hơn và tốc độ dữ liệu trên mỗi những năm đầu của thập niên 80. Mạng 1G có chất liên kết cao hơn tương ứng. Khi các sóng mang con lượng mạng di động vẫn còn thấp, khả năng chuyển được tập hợp thì mỗi sóng mang được gọi là sóng giao không đáng tin cậy, liên kết thoại kém và không mang thành phần và toàn bộ sóng mang thành phần đó có bảo mật vì các cuộc gọi được phát lại tại các trạm có thể được xem như là một sóng mang đơn. vô tuyến nên dễ dàng truy cập. Ban đầu, có thể tập hợp tối đa năm sóng mang thành Đầu thập kỷ 90, thế hệ thứ hai của mạng di động được phần cho phép băng thông truyền dẫn tổng thể lên tới giới thiệu, ra mắt lần đầu tiên tại Phần Lan và được biết 100 MHz. Trong phiên bản 13, điều này đã được mở tới cái tên mạng 2G [1]. Ngoài khả năng gọi thoại thì rộng tới 32 sóng mang cho phép băng thông truyền mạng 2G còn cung cấp các dịch vụ khác như gửi tin tổng thể là 640 MHz. Một thiết bị có khả năng kết hợp nhắn văn bản, tin nhắn hình ảnh và dịch vụ tin nhắn đa sóng mang có thể đồng thời nhận và truyền trên nhiều phương tiện (MMS). Từ hệ thống GSM gốc, một hệ sóng mang thành phần. thống tiên tiến mới đã phát triển, được gọi là thế hệ 2.5G [1]. Năm 2001, Mạng 3G đầu tiên được triển khai Việc đánh giá hiệu suất kỹ thuật Tập hợp sóng mang ở Nhật bản [2]. Mạng di động thế hệ thứ ba này được trong mạng LTE-Advanced đã được thực hiện thông thiết kế để tiếp nối công nghệ 2G nhằm cung cấp các qua một số nghiên cứu như [6-9]. Các tác giả trong Tài dịch vụ dữ liệu tốc độ cao bên cạnh khả năng thoại cơ liệu [6] đánh giá hiệu suất của người dùng tại biên của bản. Tiếp nối thành công của mạng 3G trước đó, thế hệ cell trong trường hợp các sóng thành phần và sóng thứ tư của mạng viễn thông di động toàn cầu được phát chính thuộc các band khác nhau. Trong nghiên cứu này, tác giả tập trung đánh giá hiệu suất trung bình của ISBN: 978-604-80-5076-4 319
2. Hội nghị Quốc gia lần thứ 23 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2020) người dùng khi tải (offer load) thay đổi. Trong nghiên (PHY) cho từng sóng mang thành phần trong khi vẫn cứu được công bố tại Tài liệu [7], các tác giả tập trung giữ nguyên lớp điều khiển liên kết vô tuyến (RLC) và đánh giá thông lượng và tỉ lệ lỗi bit của truyền tin. bên trên giống như trường hợp không tập hợp. Đồng thời, các tác giả đã đưa ra một số mô hình để áp dụng kỹ thuật tập hợp sóng mang trên đường lên Do đó, một thực thể RLC có thể xử lý dữ liệu được (uplink). Ngoài ra, các chỉ số về mức độ công bằng truyền qua nhiều sóng mang thành phần với sự có mặt của người dùng trong quá trình truyền tin được phân của tập hợp sóng mang. Thực thể MAC chịu trách tích trong công trình nghiên cứu số [8]. Thông số về nhiệm phân phối dữ liệu từ mỗi luồng trên các sóng độ trễ trung bình của các gói tin được đề cập và phân mang thành phần. Mỗi sóng mang thành phần có thực tích trong công trình nghiên cứu số [9]. thể HARQ riêng, mục đích là để việc truyền lại HARQ phải được thực hiện trên cùng sóng mang thành phần Mặc dù, các công trình nghiên cứu trên cung cấp các như trước đó. Việc truyền lại HARQ giữa các sóng phương pháp luận để đánh giá kỹ thuật Tập hợp sóng mang là không hề có khả năng. Mặt khác, việc truyền mang trong mạng LTE-Advanced nhưng các công lại RLC không được gắn với một sóng mang thành trình trên chưa đưa ra đầy đủ được các thông số của phần cụ thể vì về bản chất, CA là vô hình phía trên lớp quá trình truyền tin như thông lượng, tỉ lệ mất gói tin, MAC. Do đó, việc truyền lại RLC có thể sử dụng một độ trễ trung bình của các gói tin. Trong bài báo này, sóng mang thành phần khác với lần truyền ban đầu. chúng tôi phân tích đánh giá hiệu suất của kỹ thuật tập RLC cũng xử lý việc RLC cũng xử lý sắp xếp lại giữa hợp sóng mang lên hiệu suất của mạng LTE-Advanced các sóng mang thành phần để đảm bảo theo thứ tự dựa theo 3 tham số chính: thông lượng, tỉ lệ mất gói trong trường hợp một sóng mang vô tuyến được truyền tin và độ trễ trung bình của một gói tin. trên nhiều sóng mang thành phần. Ngay khi việc truyền lại H-ARQ được xử lý độc lập trên mỗi sóng mang thành phần, việc phân phối ngoài chuỗi từ lớp II. KỸ THUẬT TẬP HỢP SÓNG MANG MAC có thể xảy ra không chỉ trên một sóng mang thành phần mà còn giữa các sóng mang thành phần. Một điều đáng chú ý rằng các sóng mang thành phần được tập hợp không cần thiết phải tiếp giáp trong miền Mỗi sóng mang thành phần được lập lịch độc lập với tần số. Thay vào đó, xét các vị trí tần số của các sóng bộ lập lịch riêng rẽ và việc cung cấp lịch biểu có thể mang thành phần khác nhau, có thể xác định được ba được truyền trên cùng một sóng mang như một dạng trường hợp tập hợp như sau [9]: dữ liệu hoặc trên một sáng mang thành phần khác. • Tập hợp nội bộ với các sóng mang thành phần tiếp giáp tần số. Các thành phần sóng mang chính và phụ • Tập hợp nội bộ với các sóng mang thành phần không tiếp giáp tần số. Một thiết bị có khả năng kết hợp sóng mang có một • Tập hợp xen kẽ với các sóng mang thành sóng mang thành phần chính trên đường xuống và liên phần không tiếp giáp tần số kết cùng với một sóng mang thành phần chính đường • lên. Ngoài ra, nó có thể có một hoặc một số sóng mang thành phần thứ cấp theo mỗi hướng. Tuỳ thuộc và việc cấu hình sóng mang chính trước đó, các thiết bị khác nhau có thể có các sóng mang khác nhau là thành phần chính cụ thể. Sự liên kết của sóng mang chính đường lên và đường xuống được báo hiệu như một phần của thông tin hệ thống, việc này tương tự như khi các sóng mang không được tập hợp. Lý do có sự liên kết vậy là để có thể xác định xem sóng mang thành phần đường lên nào được lập lịch cùng với đường xuống mà không Hình 1: Mô hình tập hợp sóng mang [5] cần phải báo hiệu rõ ràng số sóng mang thành phần. Dưới góc nhìn của truyền thông vô tuyến thì gần như Tự lập lịch và lập lịch chéo không có sự khác biệt trong ba trường hợp nêu trên. Tuy nhiên, với việc tập hợp sóng mang thành phần Mỗi sóng mang thành phần được lập lịch độc lập với không tiếp giáp cho phép khai thác các phổ phân mảnh biểu lịch được gắn trên cùng một sóng mang thành tốt hơn. phần đã được liên kết như một dạng dữ liệu ( tự lập lịch ) hoặc trên sóng mang thành phần khác khác với 2.1: TỔNG QUAN CẤU TRÚC dữ liệu ( lập lịch chéo). Tập hợp sóng mang về cơ bản là sao chép xử lý lớp điều khiển truy cập môi trường (MAC) và lớp vật lý ISBN: 978-604-80-5076-4 320
3. Hội nghị Quốc gia lần thứ 23 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2020) Trong trường hợp tự lập lịch, trên đường xuống, sóng lý điều khiển đường lên và một kênh vật lý điều khiển mang thành phần nào truyền dữ liệu sẽ được gán biểu đường xuống. Các quy trình, quy trình đo lường khả lịch. Tương tự với đường lên, sẽ có một sự liên kết năng di động, thủ tục truy cập ngẫu nhiên đều được giữa đường lên và đường và đường xuống sao cho một thực hiện dựa trên cell chính và cell chính sẽ không sóng mang thành phần đường lên sẽ được liên kết với thể bị vô hiệu hoá. Ngược lại, các cell thứ cấp có thể một sóng mang thành phần đường xuống. Sự liên kết được trang bị kênh vật lý điều khiển đường xuống hay được cung cấp như một phần của thông tin trong hệ không phụ thuộc vào khả năng của UE và ở cell thứ thống. Do đó, từ sự liên kết này, thiết bị có thể biết cấp sẽ không bao giờ có kênh vật lý chia sẻ đường được thông tin của bộ điều khiển đường xuống liên lên.Về cơ bản, khi UE được kết nối với cell chính, tập quan tới sóng mang thành phần đường lên nào. hợp sóng mang sẽ chỉ tác động đến một số lớp giao thức nhất định nếu xét về việc báo hiệu, lúc này các Với trường hợp lập lịch chéo, kênh chia sẻ vật lý cell thứ cấp sẽ được coi là các tài nguyên bổ sung để đường xuống (PDSCH) hoặc kênh chia sẻ vật lý truyền dữ liệu. Các tác động của kỹ thuật này được mô đường trên (PUSCH) được truyền dữ liệu trên một tả chi tiết trong phần tiếp theo. thành phần sóng mang đã liên kết khác với kênh điều khiển vật lý đường xuống (PDCCH) đường truyền 3.2: Lớp điều khiển tài nguyên vô tuyến (RRC) trước đó. Thông tin sóng mang thành phần nào được sử dụng để truyền dữ liệu sẽ được PDCCH cung cấp Các tác động chính của tập hợp sóng mang trên lớp qua thông số sóng mang. Lập lịch chéo được cấu hình RRC chủ yếu là các tác động liên quan tới báo cáo đo sử dụng lớp báo hiệu cao hơn cho dù nó có được sử lường và cấu hình các sóng mang thứ cấp [10]. Như ta dụng hay không. Bất kể phương thức lập lịch nào được đã biết, cell thứ cấp là cell hoạt động ở tần số thứ cấp sử dụng, bản tin phản hồi H-ARQ sẽ được gửi trên và có thể được cấu hình sau khi kết nối RRC được sóng mang thành phần chính. Cấu trúc này được chọn thiết lập và có thể được sử dụng để cung cấp thêm tài để xử lý bất đối xứng trong tập hợp sóng mang với số nguyên vô tuyến. Quy trình này bắt đầu khi UE ở sóng mang đường xuống nhiều hơn số sóng mang trạng thái CONNECTED_NOMALLY. Giả định rằng đường lên. mỗi UE có khả năng tập hợp sóng mang và với bất kỳ cấu hình nào được cung cấp bởi eNodeB đính kèm. Lớp RRC của eNodeB sẽ gửi cho UE các tham số cấu III. MÔ HÌNH MẠNG LTE SỬ DỤNG KỸ hình sóng mang thứ cấp thông qua quy trình cấu hình THUẬT TẬP HỢP SÓNG MANG lại kết nối RRC. Ngoài ra, quy trình này còn có thể được sử dụng cho các mục đích khác nhau liên quan Trong phần này, chúng ta sẽ tiếp tục phân tích những tới việc sửa đổi kết nối RRC. Ví dụ như để thiết lập, ảnh hưởng của kỹ thuật tập hợp sóng mang trong sửa đổi, giải phóng các khối tài nguyên, thực hiện mạng LTE và mô hình mạng LTE khi áp dụng kỹ chuyển giao, thiết lập phép đo, sửa đổi và giải phóng thuật các cell thứ cấp. Ở phía UE, lớp RRC được mở rộng để cấu hình các lớp thấp hơn. Khi các các sóng mang 3.1 Từ khía cạnh E-UTRAN đã được cấu hình, một tín hiệu thông báo hoàn tất sẽ được gửi lại cho lớp RRC ở eNodeB, tín hiệu này sẽ Để hỗ trợ kỹ thuật tập hợp sóng mang, sự khác biệt thông báo rằng các sóng mang thứ cấp đã được cấu giữa một cell chính (Primary cell) và cell thứ cấp hình đúng và thành công. Lớp RRC ở cả hai phía UE (Secondary cell) được giới thiệu trong phiên bản 10 và eNodeB sẽ được mở rộng để cho phép báo cáo đo [9,10]. Cell chính là cell mà UE giao tiếp, nơi mà các lường cho các sóng mang thứ cấp. Cuối cùng, để cho thông tin báo hiệu lớp RRC được trao đổi và cũng là phép các quy trình báo cáo cấu hình và đo lường, RRC nơi mà kênh vật lý điều khiển đường xuống (PUCCH) được tăng cường để tuần tự hoá và giải tuần tự hoá các tồn tại. Một cell chính luôn luôn hoạt động ở trạng thái cấu trúc thông báo lớp RRC mang thông tin liên quan RRC_CONNECTED trong khi các cell thứ cấp khác tới các sóng mang thứ cấp. có thể hoạt động trong trạng thái đó hoặc không. Các cell thứ cấp bổ sung chỉ có thể được cấu hình sau khi Ngoài ra, với sự linh hoạt của kỹ thuật tập hợp sóng thiết lập kết nối trạng thái RRC_CONNECTED để mang, E-UTRAN phải được thông báo về các chi tiết cung cấp thêm tài nguyên vô tuyến. sự hỗ trợ của UE cho việc tập hợp sóng mang. Điều này được thực hiện thông qua một thủ tục có tên “Thủ Các cell chính và cell thứ cấp nhìn chung đều được coi tục chuyển giao khả năng UE của RRC”. là các cell phục vụ và các sóng mang mà cell chính và cell thứ cấp dựa trên đều là sóng mang thành phần 3.3 Lớp điều khiển truy cập môi trường (MAC) chính và sóng mang thành phần thứ cấp tương ứng. Kênh vật lý chia sẻ đều được truyền trên cả cell chính Các tác động lên lớp MAC sẽ dựa trên kiểu lập lịch và cell thứ cấp. Một cell chính được cấp một kênh vật nào sẽ được áp dụng. Như đã giới thiệu trước đó, có ISBN: 978-604-80-5076-4 321
4. Hội nghị Quốc gia lần thứ 23 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2020) hai kiểu lập lịch được đưa ra là lập lịch trên cùng sóng Hình 2: Mô hình mô phỏng mang hoặc lập lịch chéo giữa các sóng mang [10]. Tuy nhiên, việc triển khai kỹ thuật này chỉ áp dụng với Dữ liệu trao đổi giữa các UE và máy chủ sẽ được giám kiểu lập lịch trên cùng sóng mang, khi đó mỗi kênh sát bởi module giám sát luồng tên Flow Mornitor. điều khiển vật lý đường xuống sẽ hỗ trợ một sóng Ngoài ra, trong khi giám sát quá trình trao đổi gói tin, mang. Lúc này lớp MAC đóng vai trò là thực thể ghép module này sẽ ghi lại dữ liệu, thông tin bao gồm: kênh cho các sóng mang thành phần được tập hợp. thông lượng, các gói tin bị mất và độ trễ. Mỗi thực thể MAC sẽ cung cấp cho các sóng mang thành phần tương ứng của mình thực thể lớp vật lý 4.2: Tham số mô phỏng tương ứng, cung cấp ánh xạ tài nguyên, điều chế dữ liệu, HARQ và mã hoá kênh. Mô phỏng thực hiện bên trong một cell được giám sát bởi một eNodeB. Trong đó các UE sẽ di chuyển ngẫu 3.4 Lớp vật lý (PHY) nhiên bên trong. Số lượng UE mô phỏng sẽ bắt đầu từ 4 UE và tăng dần tới 24 UE. Chương trình mô phỏng Về cơ bản, cách thức hoạt động của lớp vật lý trên mỗi chạy trong 20 giây sau đó kết thúc. Các thông số liên sóng mang thành phần và các chức năng khác không quan sẽ được liệt kê trong Bảng 1 dưới đây. thay đổi. Nhưng điểm khác biệt khi áp dụng kỹ thuật tập hợp sóng mang là sẽ có nhiều phiên bản lớp vật lý Tham số mô phỏng Giá trị nên cũng có nhiều phiên bản kênh PDCCH, HARQ, bản tin ACK/NACK và CSI trên mỗi sóng mang [10]. Kích thước gói tin 1316 byte Sự tồn tại của nhiều sóng mang thành phần có nghĩa Số lượng khối tài nguyên 6 rằng Trường đánh giá chất lượng kênh (CQI) phải Số lượng sóng mang 72 được đánh giá và báo cáo cho từng sóng mang thành phần riêng lẻ khi tập hợp sóng mang được áp dụng. Thời gian mô phỏng 20 giây CQI cũng như các chỉ số HARQ, ACK trên đường Số lượng eNodeB 1 xuống và các thông tin khác được báo cáo cho trạm cơ Số lượng UE 4, 6, 8, 10, 12, 16, sở thông qua kênh thông tin điều khiển đường lên (UCI). 20, 24 Bộ lập lịch PF IV. MÔ PHỎNG KỸ THUẬT TẬP HỢP SÓNG MANG Bảng 1: Các tham số trong chương trình mô phỏng TRONG MẠNG LTE VỚI PHẦN MỀM NS3 Trong Internet được cấu hình với tốc độ truyền tải 4.1: Mô hình mô phỏng 100Gb/giây bởi module PointToPointHelper. Mô hình di động sẽ giúp định vị các UE trong ở các vị trí khác Mô hình mô phỏng được thực hiện dưới đây sẽ mô nhau. Sau khi các thiết lập được hoàn tất, chương trình phỏng việc trao đổi dữ liệu giữa một UE và một máy sẽ mô phỏng trong 20 giây và kết thúc. chủ từ xa trên internet trong một cell tại một khu vực nhất định. Trong đó, các UE sẽ di chuyển ngẫu nhiên Các kết quả, thông số sẽ được xuất ra màn hình và thực hiện kết nối với máy chủ. Trong trường hợp terminal như hình 4.6. Trong đó bao gồm IP nguồn, IP giả định các kết nối từ eNodeB tới máy chủ đều trong đích, thông lượng, số gói tin bị mất, số gói tin truyền, điều kiện lý tưởng nhất về môi trường truyền dẫn, độ độ trễ Do phần mềm NS3 hiện tại chỉ hỗ trợ tập hợp trễ Sau đó, hiệu suất của mô hình mô phỏng này sẽ sóng mang trên đường xuống nên ta chỉ xét những được đánh giá qua việc truyền dẫn vô tuyến giữa các trường hợp có nguồn là địa chỉ IP 1.0.0.2 ( Đây là địa UE và eNodeB. chỉ IP của Remotehost). 4.3: Kết quả mô phỏng Sau khi thực hiện chương trình mô phỏng với hai trường hợp là có và không áp dụng kỹ thuật tập hợp sóng mang sử dụng công cụ mô phỏng Network Simulation 3 (NS3) [11]. Kết quả được biểu diễn qua biểu đồ trong hình dưới đây. Với đường biểu diễn màu đỏ là có áp dụng kỹ thuật tập hợp sóng mang và đường màu xanh là không áp dụng kỹ thuật tập hợp sóng mang. ISBN: 978-604-80-5076-4 322
5. Hội nghị Quốc gia lần thứ 23 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2020) Hình 4: Sự thay đổi của độ trễ của một gói tin theo số UE Hình 4 là biểu đồ kết quả so sánh độ trễ trung bình của mỗi UE giữa hai trường hợp có và không áp dụng tập hợp sóng mang. Có thể thấy, khi không áp dụng tập hợp sóng mang với số UE từ 4 đến 8 UE, độ trễ trung bình của mỗi UE khi nhận gói tin từ eNodeB là rất thấp (từ 23.5ms đến 35.75ms). Nhưng khi số UE tăng lên 10, giá trị này tăng lên rất nhiều so với số lượng UE ít hơn ( từ 35.75ms tới 187.4ms). Với trường hợp có tập hợp sóng mang, điều này chỉ xảy ra khi số lượng UE tăng lên đến 20 UE. Nguyên nhân dẫn tới việc độ trễ của mỗi UE tăng lên là vì khi số lượng UE tăng thì eNodeB sẽ không thể đáp ứng đảm bảo tốc độ của việc truyền các gói tin, và lúc này các UE sẽ được Hình 3: Thông lượng của cell theo số UE xếp vào hàng chờ. Và khi có áp dụng tập hợp sóng mang thì eNodeB có thể phục vụ số lượng UE nhiều Hình 3 là biểu đồ kết quả so sánh giữa tổng thông hơn khi không có áp dụng kỹ thuật này. lượng mà eNodeB có thể truyền trong hai trường hợp là có áp dụng kỹ thuật tập hợp sóng mang và không áp dụng kỹ thuật tập hợp sóng mang. Qua biểu đồ, ta có thể thấy rõ với số lượng UE tăng lên, tổng thông lượng mà các UE nhận được từ eNodeB khi có áp dụng kỹ thuật trên là cao hơn rất nhiều so với khi không có tập hợp sóng mang. Ban đầu với số UE từ 4 tới 8 UE, tổng số thông lượng trong cả hai trường hợp là như nhau và tăng dần theo số UE. Nhưng khi số UE tăng lên từ 8 đến 16 UE thì giá trị này có phần chững lại trong trường hợp không áp dụng tập hợp sóng mang. Điều này xảy ra do số UE tăng lên thì sẽ xảy ra sự tranh chấp giữa các UE và lúc này thông lượng mà eNodeB có thể truyền tới UE đã đạt mức tối đa. Với trường hợp có áp dụng tập hợp sóng mang, thông lượng vẫn tiếp tục tăng lên và bắt đầu chững lại ở 20 UE. Cụ thể hơn, với số UE là 16, thông lượng mà eNodeB có thể Hình 5: Tỷ lệ mất gói tin theo số lượng UE truyền khi có áp dụng tập hợp sóng mang là 8.08 Mb. Cao hơn 194% so với trường hợp không có tập hợp Hình 5 là biểu đồ kết quả so sánh tỷ lệ mất gói tin khi sóng mang là 4.15 Mb. Với số UE tăng lên 20 UE thì eNodeB truyền dữ liệu tới các UE. Trong trường hợp thông lượng eNodeB có thể truyền khi có tập hợp sóng không áp dụng tập hợp sóng mang, tỷ lệ mất gói tin mang là 8.26 Mb, cao hơn trường hợp còn lại 198%. bắt đầu xuất hiện khi số UE bắt đầu từ 10 UE và con số này là 18.17%. Tương tự với 20 UE trong trường hợp có áp dụng tập hợp sóng mang và với số lượng UE thấp hơn thì gần như không có sự mất mát dữ liệu trong quá trình truyền tải. Các gói tin bị mất trong quá trình truyền đến các UE là do khi số UE tăng lên thì sẽ bị xếp vào hàng chờ và độ trễ trong việc truyền dữ liệu cũng tăng. Khi thời gian chờ đã đạt mức tối đa thì các gói tin sẽ tự động huỷ và dẫn đến việc mất gói tin trong quá trình truyền tải. V. KẾT LUẬN Bài báo đã đưa ra và đánh giá được hiệu suất của kỹ thuật tập hợp sóng mang trong mạng LTE-Advanced. Các tham được đánh giá là thông lượng mạng, độ trễ trung bình của gói tin và tỉ lệ mất gói tin. Từ những dữ ISBN: 978-604-80-5076-4 323
6. Hội nghị Quốc gia lần thứ 23 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2020) liệu và kết quả mô phỏng, có thể kết luận rằng kỹ thuật [11]. NS3, "NS3 LTE Module," [Online]. Available: tập hợp sóng mang đem lại hiệu năng rất tốt trong mạng LTE. Kỹ thuật này không chỉ có thể tăng thông ml. lượng của mạng lên gần gấp đôi mà còn có thể giảm độ trễ và tỉ lệ mất gói tin trong việc truyền nhận các gói tin dữ liệu. Từ đó có thể thấy rằng khi áp dụng kỹ thuật tập hợp sóng mang, các nhà cung cấp có thể phục vụ nhiều người dùng hơn với chất lượng phục vụ tốt hơn bằng cách tận dụng tối đa các tài nguyên đã có. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. K. A. S. A. G. M. Arun Agarwal, Evolution of Mobile Communication Technology, Science and Education Publishing, 2019. [2]. Qualcomm, The Evolution of Mobile 1G to 2G to 3G to 4G LTE, www.qualcomm.com, June 2014. [3]. C. Cox, "System Architecture Evolution," in An Introduction to LTE: LTE, LTE-Advanced, SAE and 4G Mobile Communications, Wiley, March 2012, [4]. 3GPP TS 36.300 version 13.2.0 Release 13 “LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description;” [5]. TR 36.808 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Carrier Aggregation; Base Station (BS) radio transmission and reception [6]. H. Wang, C. Rosa and K. Pedersen, "Performance Analysis of Downlink Inter-Band Carrier Aggregation in LTE-Advanced," 2011 IEEE Vehicular Technology Conference (VTC Fall), San Francisco, CA, 2011, pp. 1-5, doi: 10.1109/VETECF.2011.6092836. [7]. Parikh, J., & Basu, A. (2013). Carrier Aggregation for Enhancement of Bandwidth in 4G Systems. Quality, Reliability, Security and Robustness in Heterogeneous Networks, 61–74. doi:10.1007/978-3-642- 37949-9_6 [8]. Liston Kiwoli, Anael Sam, Emmanuel Manasseh, “Performance analysis of carrier aggregation for various mobile network implementations scenario based on spectrum allocated ” International Journal of Wireless & Mobile Networks (IJWMN) Vol. 9, No. 5, October 2017 [9]. Xiaolin Cheng, G. Gupta and P. Mohapatra, "Joint carrier aggregation and packet scheduling in LTE- advanced networks," 2013 IEEE International Conference on Sensing, Communications and Networking (SECON), New Orleans, LA, 2013, pp. 469-477, doi: 10.1109/SAHCN.2013.6645018. [10]. Anritsu, Understanding LTE-Advanced Carrier Aggregation. ISBN: 978-604-80-5076-4 324