giới thiệu về chuẩn hóa trong hệ thống viễn thông không dây - chuan hoa trong...
TRANSCRIPT
Giới thiệu về chuẩn hóa trong hệ thống viễn thông không dây
Trần Gia KhánhTrần Hạ Nguyên
Đào Nguyên Dũng
1
Contents Giới thiệu chung về các tổ chức làm chuẩn viễn
thông Giới thiệu chi tiết về hoạt động chuẩn hóa ở hai
tổ chức tiêu biểu Tổ chức thuộc chính phủ: Hoạt động làm chuẩn hướng
tới IMT-A Tổ chức không thuộc chính phủ (dân sự/dân
dụng/thương mại): Hoạt động làm chuẩn tại IEEE
2
Quốc tế hóa quá trình chuẩn hóa
Sự thay đổi của môi trường toàn cầu Toàn cầu hóa nền kinh tế → Thị trường quốc tế hóa
→ Đòi hỏi một chuẩn chung mang tính quốc tế Hiệp định WTO/TBT tránh trở ngại về mặt kỹ thuật với
quá trình mậu dịch quốc tế yêu cầu các quốc gia xâydựng tiêu chuẩn dựa trên tiêu chuẩn quốc tế
Các quốc gia, khu vực xây dựng chiến lược chuẩn hóa Tăng cường sức cạnh tranh trên thị trường quốc tế hóa Là người làm luật, người cầm còi sẽ nắm thế chủ động
trong cuộc chơi
3
Khái niệm về chuẩn hóa
Nguồn 1(Nhật)
Nguồn 2(Mỹ)
Nguồn M(Pháp)
Đầu thu 1(Việt Nam)
Đầu thu 2(Hàn Quốc)
Đầu thu N(Trung Quốc)
Cung cấp dịch vụ Người sử dụngNhà mạng
Nếu đầu phát và đầu thu được sản xuất độc lập, cần tất cả MxN giao thứcĐầu phát/đầu thu cũng phải cài đặt sẵn M/N giao thức4
Viễn thông không dây
5
Bản đồ địa lý các cơ quan làm chuẩn
6
Phân loại các cơ quan chuẩn hóa
T1 Tổ chứcdân dụng
Diễn đàn
Tổ chứccông
De jurestandard
De factostandard
Forumstandard
Tổ chứcmangtính
chính phủ
Tổ chứcmang
tính phi chính phủ
Quố
ctế
Khu
vực
Quố
cgi
a
7
Nhiệm vụ của việc chuẩn hóa Quy chế về sử dụng
tần số Quy định các dải
băng tần chung củathế giới
Quy chế về phát sóngđảm bảo không nhiễuxạ
Chuẩn hóa giao thứcviễn thông Quy định các giao
diện vô tuyến Quy định tính tương
tác giữa các thiết bị8
Đặc điểm của hai kiểu chuẩn hóaChuẩn hóa bởi cơ quan dândụng (e.g. IEEE)
Chuẩn hóa bởi cơ quanchính phủ (e.g. ITU)
Đối tượng Viễn thông vô tuyến di động, hoặc cố định trên mặt đất
Tất cả các chủng loại viễnthông vô tuyến
Phạm vi Đặc điểm kỹ thuật thiết bị, hệ thống
Đặc điểm kỹ thuật thiết bị, hệ thống và điều kiện chốngnhiễu (ăngten…)
Tốc độhoàn thành
Quá trình cho đến việc raquyết định thường nhanhhơn do chủ yếu được quyếtbởi các doanh nghiệp cácnước phát triển (do chiếm đasố)
Cần có sự đồng thuận củanhiều quốc gia gia nhập, trong đó có cả các nướcđang phát triển
Hiệu lực Không được phép quy địnhvề tần số nên thường có hiệulực mang tính địa phương
Có hiệu lực lớn hơn
9
Mô hình chung một cơ quan chuẩn hóa
Ban điều hành
Hội đồng kỹ thuật
Nhóm làm việc Nhóm làm việc Nhóm làm việc
Ban điều hành: ngân sách, ngoại giao, liên kết, tổ chứcHội đồng kỹ thuật: phê chuẩn các đề cử từ các nhóm làm việcNhóm làm việc: làm chuẩn
10
Mô hình chung một cơ quan chuẩn hóa
Hội đồng kỹ thuật
Nhóm làm việc
Báo cáo
Đòi hỏi củađối tượng sử
dụng
Phê chuẩn
• Data rate• Latency• etc.
Các kỹ thuậtcần thiết và
cấu trúc
• Yêu cầu kỹ thuậtđối với thiết bị, mạng
• Kiến trúc kết nốigiữa các kỹ thuật đó
Báo cáo Phê chuẩn
Quy địnhchi tiết về kỹ
thuật
• Quy định các giaothức truyền tín hiệucụ thể tại các giaodiện
Báo cáo
RANmeeting
WGmeeting
RANmeeting
WGmeeting
RANmeeting
Xong
Trung bình 1.5 tháng/lần
Study itemkhoảng 1.5 năm
Work itemkhoảng 1 năm
Đề cử
Tổ chức khác
Nhậnyêu cầu
Đề cửCông bố
3GPPRAN
Ví dụ
11
Vấn đề bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ Chuẩn hóa thúc đẩy sự chia sẻ của kỹ thuật dẫn đến
hoạt hóa quá trình mở rộng thị trường, nhưng đồngthời phải bảo vệ sở hữu trí tuệ của các chủ thể đóng gópkỹ thuật Các cơ quan chuẩn hóa sử dụng chính sách về Intellectual
Property Rights (IPR Policy) Chủ thể tham gia đóng góp kỹ thuật phải lựa chọn
Lựa chọn 1: đóng góp miễn phí kỹ thuật Lựa chọn 2: đóng góp có phí theo cơ chế FRAND (Fare
Reasonable And Non-Discriminatory) Lựa chọn 3: khác 2 lựa chọn trên → thường bị loại khỏi chuẩn
Chuẩn ra đời sẽ liên quan người bản quyền kỹ thuật. Đối với phía áp dụng chuẩn (nhà sản xuất) sẽ mất thờigian thương lượng bản quyền, tốn phụ phí Ra đời hình thức Patent Pool12
Chuẩn hóa mạngđiện thoại 4G bởi 3GPP
13
International Telecommunication Union Thành lập 1932 Cơ quan chuyên môn trực thuộc Liên Hợp Quốc Thành viên bao gồm 192 quốc gia và khoảng
650 các doanh nghiệp, tổ chức thuộc khu vựcđiện tử, viễn thông
Hoạt động: ITU-T/ITU-D ITU-R: chuẩn hóa
mảng vô tuyến, phân bổ tần số Xúc tiến phát triển
di động thế hệ mớiIMT-Advanced (WRC-07 M.1645)
Cải tiếnMạng access di động mới
Mạng LAN,cố định
mới
Chức năng mớicủa IMT-Advance
Tốc độ truyền [Mbps]
Tính di chuyển
Cao
Thấp
14
Quy trình làm việc của ITU-R(hướng tới IMT-A)
Các tổ chức làm chuẩn
etc.
Đề cử RIT
3GPP RAN#38 #39 #40 #41 #42 #43 #44 #45 #46 #47 #48 #49
WS
LTE-Advanced
Đặc tính kỹ thuật
2009 2010 20112007 2008
ITU-R No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 No.7 No.8 No.9 No.10
Đề ánĐánh giá
Thống nhấtĐặc tính kỹ thuật
WRC-07Thư mờiđể cử giảipháp
LTE-Advanced là giao diện vô tuyến được làm bởi 3GPP, đề cử lên ITU-R thỏa mãncác yêu cầu của IMT-Advanced
Tần số mới đượcphê chuẩn
Work itemStudy item2nd WS
15
Yêu cầu kỹ thuật của IMT-A
LTE LTE-A Điều kiêncủa IMT-A
Tốc độtối đa
Downlink 300 Mbps 1 Gbps1 Gbps
Uplink 75 Mbps 500 MbpsHiệu
quả tầnsố
tối đa
Downlink 15 bps/Hz 30 bps/Hz 15 bps/HzUplink 3.75
bps/Hz15 bps/Hz 6.75 bps/Hz
Tốc độ truyền tối đa
Phổ tần số (spectrum)• Linh hoạt với quy chế tần số của nhiều quốc gia, nhiều khu vực
16
Giải pháp kỹ thuật của LTE-A
Tập hợp băng tần (tối đa 100MHz)
Phát huy thêm chức năng của MIMO• Downlink tối đa 8 luồng / một người sử dụng• Uplink tối đa 4 luồng / người sử dụng• Ứng dụng MIMO-MU để tận dụng phân tập người dùng
Liên kết trạm chủ CoMP• Hợp tác giữa các cell
(Ngoài ra: FFR, Relay, RRH, HetNET etc.)
Tần số
Toàn băng tần100 MHz
Băng tần đơn vị, 20 MHz
Yêu cầu người sửdụng
• 100-MHz
• 40-MHz
• 20-MHz (3.9G)
17
MIMO trong LTE-A (Rel. 10) Downlink
Sử dụng kỹ thuật MIMO ghép kênh không gian Tăng số luồng tối đa lên 8 so với 3.9G Sử dụng SVD-MIMO với số luồng thích ứng với môi trường Đạt hiệu quả tần số 30bps/Hz→3Gbps với băng tần 100MHz
Ứng dụng MIMO-MU Chuyển đổi giữa MIMO và MIMO-MU tùy môi trường
Uplink Sử dụng kỹ thuật MIMO ghép kênh không gian 4 luồng
Kỹ thuậtMIMO-MU
Tối đa 8 luồng
Kỹ thuậtMIMO
Tối đa4 luồng
Kỹ thuậtMIMO
Downlink Uplink18
CoMP trong LTE-A (Rel.10)
Mạng hạ tầng cáp quang
Phối hợp truyền tín hiệu
Mạng hạ tầng
Phối hợp tạo búp/chống nhiễu
Chống nhiễu
Mạng hạ tầng
Phối hợp chọn người sử dụng
Downlink
Mạng hạ tầng cáp quang
Phân tập không gian
Uplink
Hạn chế của máy di động
19
Hoạt động chuẩn hóa của IEEE802
20
4
Tiêu chí phát triển chuẩn của IEEE-SA• Xây dựng quy trình làm chuẩn• Công bố và tuân thủ quy trình làm chuẩn
• Bất kể ai cũng cơ hội tham gia vào quy trình làm chuẩn • Bảo đảm tính minh bạch của thông tin • Hợp tác với các tổ chức liên quan/có ảnh hưởng đến việc xây dựng chuẩn• Tránh xảy ra độc quyền • Cơ hội tham gia không đồng nghĩa với việc có quyền bầu cử
• Đạt được sựđồng thuận của trên 75% số phiếu
• Có đại diện của nhiều nhóm liên quan đến chuẩn: nhà sản xuất, người sử dụng, tư vấn, chính phủ, đại học trong quá trình bỏ phiếu
• Bất cứ ai cũng có quyềnphát ngôn và được nghegiải đáp trong quá trìnhlàm chuẩn
Chu trình làm chuẩn
Viết yêu cầudự án (PAR)
Xây dựngchuẩn nháp trong nhóm làm việc (WG)
Bỏ phiếuĐạt được sựchấp thuận của IEEE-SA
Công bốchuẩn
Ý tưởng
Xác nhận lại, sửa chữa hoặc hủy bỏ chuẩn
Tối đa 4 năm
Tối đa 5 năm
9
IEEE 802.22
RAN “Regional Area Network”
Một số ví dụ về chuẩn trong 802
30 km
54 - 862 MHz
23
IEEE 802
Ủy ban làm chuẩn LAN/MAN theo dự án IEEE 802 (gọi làIEEE 802 hoặc LMSC) Phát triển chuẩn LAN/MAN Chủ yếu cho link layer và physical
layer trong cấu trúc mạng Thành lập từ tháng 2 năm 1980
Ứng dụng
Trình chiếu
Phiên
Giao vận
Mạng
Liên kết dữ liệu
Vật lý
Môi trường truyền
IEEE802
24
IEEE 802 nằm ở đây:Ban làm về chuẩn tạo dựng bởi Computer Society
NesCom RevCom
Vị trí của 802 trong IEEE-SA
25
Những nhóm làm việc quen thuộc802.3 CSMA/CD (Carrier
sense multiple access/collision detect) Ethernet
802.11 WLAN – wireless LANWifi
802.15 WPAN – wireless personal area networkBluetooth, Zigbee, UWB
802.16 BWA – broadband wireless accessWiMAX
802.19 Đồng tồn tại giữa các mạng
802.20 MBWA – mobile broadband wireless accessiBurst
802.21 Handover tính tương thích giữa các mạng của LAN/MAN
802.22 WRAN - wireless regional area networksWhite Space
26
Chu trình làm chuẩn trongIEEE 802 – phần 1
Kêu gọi ý tưởng(CFI)
Study Group lập dự ánviết PARvà 5 tiêu chuẩn
Đủ ý tưởng?
Tạo Working GroupXin ý kiếnchuyên gia
Thẩm tra của NesCom và Standards Board
Chuyên gia chấp thuận và chuyển PAR lên NesCom
Bắt đầu làm việc trong Working Group
Standards Boardchấp thuận
• Có thị trường lớn• Tương thích• Khác biệt• Khả thi về kỹ thuật • Khả thi về kinh tế
27
Nghe các kỹ thuậtđề cử
Viết chuẩn nháp
Hoàn thành chuẩn?
Bỏ phiếu trong Working Group
Sửa lại chuẩn nháp dựa trên ý kiến phản hồi
Nghe ý kiến
Lựa chọn kỹ thuật?
Sau khi đạt 75% ý kiến đồng ý và không có phản hồi tiêu cực, Working Group chuyển chuẩn lên giai đoạn bỏ phiếu công khai
Chu trình làm chuẩn trong IEEE 802 – phần 2
28
Nhóm chuyên gia kiểm tra
Bỏ phiếu công khai
Sửa chuẩn nháp theoý kiến phản hồi
Chuyển lên RevCom
RevCom chấp thuận
Công bố chuẩn
Đạt trên 75%đồng thuận
Standards Boardchấp thuận
Chuẩn bị công bố
Đồng ý?
Chu trình làm chuẩn trong IEEE 802 – phần 3
29
Tóm tắt chu trình phát triểnmột số chuẩn
ThànhLập SG
Thànhlập WG
WG LetterBallot
IEEE-SASponsorBallot
RevComphê chuẩn
Xong
0.5~1 năm
IEEE802
Khoảng 2~6 năm(WG meeting diễn ra 3 tháng/lần)
1.5~4 năm 0.5~1 năm 0.3 năm 0.1 năm
1.5 0.3 0.2 0.1
1.8 1.1 0.1 0.2
3.7 2.0 0.3 0.1
0.4
1.09/2002 10/2009
7/2002 2/2006
10/19999/199711a
16e
11n
2 năm
3.5 năm
7 năm
30
Một số hoạt động (tt) Riêng nhóm 802.19 không quy định các đặc tả
PHY/MAC cho một kĩ thuật vô tuyến cụ thể. Nhóm này quy định các điều kiện để những
mạng vô tuyến khác nhau có thể cùng hoạt độngtrong cùng một dải băng tần hoặc các băng tầngần nhau mà không gây nhiễu cho nhau.
Tiểu nhóm 802.19.1 hiện đang phát triển chuẩncùng tồn tại trong white space.
31
Các vấn đề trong tương lai• Phân bổ tần số
• Tái cấu trúc tần số• Đưa vào các tần số mới (millimeter wave)• Sử dụng lại các tần số đã phân (white
space)• Sử dụng hiệu quả năng lượng
• Smart grid• Tái sử dụng năng lượng• Nạp pin cho thiết bị bằng sóng vô tuyến
32
Tài liệu tham khảo Chuỗi bài về chuẩn hóa IEEE ở tạp chí VNITC
(http://tapchi.vnitc.org)
33
Về các tác giả Trần Gia Khánh: hoạt động và đóng góp chủ yếu
trong các tiêu chuẩn 802.15.4g, 802.11.ac về kĩthuật MIMO, mạng lưới
Trần Hạ Nguyên: hoạt động và đóng góp chủ yếutrong các tiêu chuẩn 802.11, 802.19 về kĩ thuậtwhite space
Đào Nguyên Dũng: hoạt động và đóng góp chủyếu trong các tiêu chuẩn 3GPP (RAN5)
34