ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG 5G SỬ DỤNG KỸ THUẬT MASSIVE MIMO (Phan Hoàng Nguyên)
30 thg 11, 2024 | 21:43

ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG 5G SỬ DỤNG KỸ THUẬT MASSIVE MIMO (Phan Hoàng Nguyên)



Ngày nay, sự bùng nổ của các thiết bị di động, cùng với những nhu cầu về dịch vụ ngày càng đa dạng của con người, đang là động lực phát triển mạnh mẽ cho lĩnh vực thông tin di động. 

Do tài nguyên vô tuyến dùng cho thông tin di động là giới hạn và đắt đỏ, trong khi nhu cầu sử dụng ngày càng cao, nhiều thách thức đã đặt ra cho các nhà cung cấp dịch vụ cũng như các nhà nghiên cứu. Một trong những giải pháp để nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên vô tuyến là công nghệ truyền thông vô tuyến sử dụng đa ăngten, hay còn gọi là công nghệ truyền thông đa đầu vào và đa đầu ra (Multiple-Input MultipleOutput hay MIMO) đã được triển khai áp dụng cho mạng 4G. 

Tuy nhiên các thế hệ công nghệ từ 1G-4G mới chỉ tận dụng hết khả năng phân tài nguyên cho nhiều người dùng trên các miền tần số, thời gian, mã trải băng rộng…trong khi chưa tận dụng khả năng phân theo không gian. 

Hệ thống Massive MIMO, ứng cử viên cho mạng 5G đã thực hiện được điều này. Theo đó các búp sóng “ảo” được phân đến những người dùng ở các vị trí khác nhau có thể cùng hoạt động trên một khe thời gian - tần số. Công nghệ này đã tạo nên bước phát triển đột phá, đồng thời đem lại hiệu suất phổ và hiệu suất năng lượng tăng lên hàng chục, hàng trăm lần. Trong đồ án này sẽ đánh giá về hiệu năng hoạt động của mạng di động 5G khi sử dụng kỹ thuật MASSIVE MIMO.



NỘI DUNG:



Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 5G. 6

1.1. Giới thiệu chương 6

1.2. Các kỹ thuật trong mạng 5G 8

1.2.1. Milimeter waves (sóng milimet) 8

1.2.2. Ô nhỏ 10

1.2.3. Công nghệ massive MIMO 12

1.2.4. Beamforming 14

1.2.5. Full Duplex 15

1.2.6. Một số công nghệ khác 15

1.3. Kết luận chương 16

Chương 2 : GIỚI THIỆU VỀ MASSIVE MIMO VÀ NGHIÊN CỨU HIỆU NĂNG SỬ DỤNG MẠNG DI ĐỘNG 5G SỬ DỤNG KỸ THUẬT TRONG MASSIVE MIMO 17

2.1 Giới thiệu chương 17

2.2 Hệ thống MIMO 17

2.3 Các kỹ thuật chính trong MIMO 18

2.4 Các nguyên nhân gây ảnh hưởng đến hệ thống MIMO 19

2.4.1 Nhiễu trắng Gaussian 19

2.4.2 Nhiễu liên ký tự ISI 19

2.4.3 Fading 20

2.4.4 Sự can nhiễu của sóng vô tuyến 20

2.5 Hệ thống MASSIVE MIMO 21

2.5.1 Tổng quan 21

2.5.2 Đặc điểm 21

2.5.3 Phân tích hiệu suất 21

2.6 MIMO đa người dùng (Multi-user MIMO) 22

2.7 Kỹ thuật nhận biết tuyến tính đường lên (Uplink Linear Detection): 24

2.8 Kỹ thuật mã hóa tuyến tính đường xuống (Downlink Linear Precoding) 32

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 37

3.1 Sơ đồ khối và lưu đồ giải thuật 37

3.1.2 Sơ đồ khối mô phỏng hiệu suất phổ so với số lượng anten M ở kỹ thuật mã hóa tuyến tính ở đường xuống (Download linear precoding) 38

3.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 40

3.2.1 Thông số chung áp dụng vào mô phỏng 40

3.2.2 Kết quả mô phỏng so sánh hiệu suất phổ với số lượng anten M ở cả 2 phương pháp Maximal Ratio và Zero-Forcing 41

3.3 Kết quả mô phỏng hiệu suất phổ so với số lượng anten M ở kỹ thuật phát hiện tuyến tính ở đường lên (Uplink linear detection) 42

3.3.1 Kết quả mô phỏng qua phương pháp Maximal Ratio 42

3.3.2 Kết quả mô phỏng qua phương pháp Zero-Forcing 42

3.4 Kết quả mô phỏng hiệu suất phổ so với số lượng anten M ở kỹ thuật mã hóa tuyến tính ở đường xuống (Downlink linear precoding) 43

3.4.1 Kết quả mô phỏng qua phương pháp Maximal Ratio 43

3.4.2 Kết quả mô phỏng qua phương pháp Zero-Forcing 44

3.5 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47







Ngày nay, sự bùng nổ của các thiết bị di động, cùng với những nhu cầu về dịch vụ ngày càng đa dạng của con người, đang là động lực phát triển mạnh mẽ cho lĩnh vực thông tin di động. 

Do tài nguyên vô tuyến dùng cho thông tin di động là giới hạn và đắt đỏ, trong khi nhu cầu sử dụng ngày càng cao, nhiều thách thức đã đặt ra cho các nhà cung cấp dịch vụ cũng như các nhà nghiên cứu. Một trong những giải pháp để nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên vô tuyến là công nghệ truyền thông vô tuyến sử dụng đa ăngten, hay còn gọi là công nghệ truyền thông đa đầu vào và đa đầu ra (Multiple-Input MultipleOutput hay MIMO) đã được triển khai áp dụng cho mạng 4G. 

Tuy nhiên các thế hệ công nghệ từ 1G-4G mới chỉ tận dụng hết khả năng phân tài nguyên cho nhiều người dùng trên các miền tần số, thời gian, mã trải băng rộng…trong khi chưa tận dụng khả năng phân theo không gian. 

Hệ thống Massive MIMO, ứng cử viên cho mạng 5G đã thực hiện được điều này. Theo đó các búp sóng “ảo” được phân đến những người dùng ở các vị trí khác nhau có thể cùng hoạt động trên một khe thời gian - tần số. Công nghệ này đã tạo nên bước phát triển đột phá, đồng thời đem lại hiệu suất phổ và hiệu suất năng lượng tăng lên hàng chục, hàng trăm lần. Trong đồ án này sẽ đánh giá về hiệu năng hoạt động của mạng di động 5G khi sử dụng kỹ thuật MASSIVE MIMO.



NỘI DUNG:



Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 5G. 6

1.1. Giới thiệu chương 6

1.2. Các kỹ thuật trong mạng 5G 8

1.2.1. Milimeter waves (sóng milimet) 8

1.2.2. Ô nhỏ 10

1.2.3. Công nghệ massive MIMO 12

1.2.4. Beamforming 14

1.2.5. Full Duplex 15

1.2.6. Một số công nghệ khác 15

1.3. Kết luận chương 16

Chương 2 : GIỚI THIỆU VỀ MASSIVE MIMO VÀ NGHIÊN CỨU HIỆU NĂNG SỬ DỤNG MẠNG DI ĐỘNG 5G SỬ DỤNG KỸ THUẬT TRONG MASSIVE MIMO 17

2.1 Giới thiệu chương 17

2.2 Hệ thống MIMO 17

2.3 Các kỹ thuật chính trong MIMO 18

2.4 Các nguyên nhân gây ảnh hưởng đến hệ thống MIMO 19

2.4.1 Nhiễu trắng Gaussian 19

2.4.2 Nhiễu liên ký tự ISI 19

2.4.3 Fading 20

2.4.4 Sự can nhiễu của sóng vô tuyến 20

2.5 Hệ thống MASSIVE MIMO 21

2.5.1 Tổng quan 21

2.5.2 Đặc điểm 21

2.5.3 Phân tích hiệu suất 21

2.6 MIMO đa người dùng (Multi-user MIMO) 22

2.7 Kỹ thuật nhận biết tuyến tính đường lên (Uplink Linear Detection): 24

2.8 Kỹ thuật mã hóa tuyến tính đường xuống (Downlink Linear Precoding) 32

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 37

3.1 Sơ đồ khối và lưu đồ giải thuật 37

3.1.2 Sơ đồ khối mô phỏng hiệu suất phổ so với số lượng anten M ở kỹ thuật mã hóa tuyến tính ở đường xuống (Download linear precoding) 38

3.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 40

3.2.1 Thông số chung áp dụng vào mô phỏng 40

3.2.2 Kết quả mô phỏng so sánh hiệu suất phổ với số lượng anten M ở cả 2 phương pháp Maximal Ratio và Zero-Forcing 41

3.3 Kết quả mô phỏng hiệu suất phổ so với số lượng anten M ở kỹ thuật phát hiện tuyến tính ở đường lên (Uplink linear detection) 42

3.3.1 Kết quả mô phỏng qua phương pháp Maximal Ratio 42

3.3.2 Kết quả mô phỏng qua phương pháp Zero-Forcing 42

3.4 Kết quả mô phỏng hiệu suất phổ so với số lượng anten M ở kỹ thuật mã hóa tuyến tính ở đường xuống (Downlink linear precoding) 43

3.4.1 Kết quả mô phỏng qua phương pháp Maximal Ratio 43

3.4.2 Kết quả mô phỏng qua phương pháp Zero-Forcing 44

3.5 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47





M_tả
M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: