Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5g MIMO TT

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - TÔ ANH QUYỀN MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ TÍN HIỆU TRÊN KÊNH PDSCH CỦA HỆ THỐNG 5G MIMO Chun ngành: KỸ THUẬT VIỄN THƠNG Mã số: 8.52.02.08 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ TÊN THÀNH PHỐ - NĂM 2020 Luận văn hồn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN HỒNG QUÂN (Ghi rõ học hàm, học vị) Phản biện 1: …………………………………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng 1 I MỞ ĐẦU Hiện nay, nước giai đoạn chuyển đổi hệ thống di động 4G lên hệ thống 5G dựa cơng nghệ có sẵn SISO ( Single Input Single Output) , mạng Core dựa 4G ( Non-Standalone )… Cho nên tốc độ xử lý tín hiệu cịn hạn chế nên dẫn đến hạn chế tốc độ truyền tải thông tin Các hệ thống 5G Việt Nam theo mơ hình 5G Non-Standalone tức dựa tiền đề công nghệ 4G đề phát triển lên 5G Standalone Do tốn độc lập xử lý tín hiệu mạng 5G vấn đề trung tâm nghiên cứu 5G Việt Nam đặc biệt quan tâm Một số toán nêu khả xử lý tín hiệu kênh đường xuống cụ thể kênh PDSCH, để tối ưu khả xử lý tín hiệu nhằm nâng cao tốc độ đặc biệt hướng tới tìm thuật tốn tối ưu cho xử lý số tín hiệu kênh đường xuống áp dụng MIMO Hiện nay, phần xử lý tín hiệu lớp vật lý phát triển triển khai tảng x86 Thực tế cho thấy chúng hồn thành tốt nhiệm vụ xử lý tín hiệu hệ thống SISO Các phần mềm, chương trình xử lý hoàn thành toàn chuỗi xử lý số lớp vật lý 400us Tuy nhiên, với hệ thống MIMO khả tính tốn CPU không đảm bảo tiêu kỹ thuật đề Khi tăng số lượng Layer MIMO thời gian xử lý bit tín hiểu tăng lên theo tỷ lệ thuận Cho nên việc tìm phương pháp xử lý tín hiệu kênh đường xuống kênh PDSCH đánh giá điều bắt buộc thời điểm Cho nên học viên lựa chọn đề tài : MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ TÍN HIỆU TRÊN KÊNH PDSCH CỦA HỆ THỐNG 5G MIMO làm đề tài nghiên cứu cho để góp phần tìm phương pháp xử lý tín hiệu cho hệ thống 5G tương lai đạt tiêu kỹ thuật đề Với đề tài học viên xin chia nội dung đề tài thành chương : ▪ Chương 1: Hệ thống thông tin di động 5G giới Việt Nam ▪ Chương 2: Xử lý tín hiệu kênh PDSCH mạng 5G ▪ Chương 3: Đánh giá q trình xử lý tín hiệu kênh PDSCH 5G MIMO CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 1.1 Tổng quan hệ thống thông tin di động 5G 1.1.1 Giới thiệu tổng quan hệ thống 5G 5G mạng di động hệ thứ năm mong đợi tảng di động hoàn hảo thỏa mãn điều kiện đa dạng thiết bị kết nối, đáp ứng siêu kết nối, lưu lượng liệu tốc độ cực cao, độ trễ nhỏ, hạ tầng tảng phát triển dịch vụ, ứng dụng cách mạng công nghiệp 4.0 nhà máy thơng minh, dịch vụ có độ trễ cực thấp cho y tế từ xa, dịch vụ điều khiển thiết bị không người lái quân đội Các ứng dụng dựa kỹ thuật tiên tiến mạng 5G chia theo ba hướng gồm: kỹ thuật băng thông rộng tăng cường (dịch vụ băng thông di động nâng cao eMBB), kỹ thuật truyền thông độ trễ thấp, độ tin cậy siêu cao (uRLLC) kỹ thuật truyền thông dạng máy hàng loạt (mMTC) hình 1.1 Hình 1.1 Các hướng phát triển dịch vụ mạng 5G 1.1.2 Các tiêu chuẩn hệ thống 5G Trên giới, có nhiều tổ chức chuẩn hóa quan tâm tới việc phát triển chuẩn hóa cơng nghệ 5G đóng vai trị quan trọng Liên minh viễn thông quốc tế (ITU) Dự án đối tác hệ thứ ba (3GPP) Trong đó, ITU xác định tầm nhìn, mục tiêu tổng thể, thơng số, hiệu suất cần đạt được, tiến trình thời gian để phát triển hệ thống thông tin di động hệ với tên mã "IMT-2020” hình thành theo dự báo ITU-R xu hướng tác động đến việc sử dụng liệu di động năm năm tiếp theo, 3GPP phát triển tiêu chuẩn cụ thể nhằm thực hóa mục tiêu, tầm nhìn 1.1.3 Tổ chức viễn thông giới (ITU) Theo kế hoạch ITU lộ trình phát triển mạng 5G nhóm làm việc thuộc lĩnh vực thơng tin vơ tuyến (ITU-R) đưa tiêu kỹ thuật mạng 5G (IMT-2020) theo kế hoạch sau: đưa yêu cầu kỹ thuật vào năm 2017, khuyến nghị hệ thống, công nghệ ban hành vào năm 2019 hệ thống IMT-2020 thức đưa vào năm 2020 1.1.4 Tổ chức 3GPP Tương tự ITU-R, tổ chức 3GPP đưa lộ trình cho mạng 5G gồm giai đoạn: giai đoạn nghiên cứu đưa Release 14 năm 2017, Pha nghiên cứu 5G đưa Release 15 pha thức đưa vào năm 2020 1.1.5 Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu âu (ETSI) Viện Tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu (ETSI) tổ chức tiêu chuẩn hóa, phi lợi nhuận độc lập công nghiệp viễn thông Châu Âu Đối với lĩnh vực 5G, ETSI tập trung vào đặc trưng kỹ thuật riêng lẻ ứng dụng tiềm 5G khối chứng hệ thống 5G Nghiên cứu ETSI tập trung vào công nghệ như: NFV, MEC vấn đề quản lý điều phối (MANO - Management and orchestration) 1.1.6 Kiến trúc mạng 5G 1.1.6.1 Kiến trúc tổng quan mạng 5G Tổ chức tiêu chuẩn giới 3GPP đưa kiến trúc tham chiếu cho hệ thống 5G (nonroaming không kết nối với mạng khác) công bố Release 16 Đây kiến trúc chấp nhận chung tổ chức tiêu chuẩn hóa lớn phân tích Kiến trúc gần với kiểu kiến trúc thơng thường 3GPP, bao gồm thành phần chức mạng giao diện kết nối chúng Các mơ hình kiến trúc đưa bao gồm thành phần chức mạng, đưa theo hình thức phân chia chức mặt phẳng điều khiển người dùng 1.1.6.2 Các kịch mạng 5G Vào lúc bắt đầu triển khai 5G, nhà khai thác lựa chọn kiến trúc mạng 5G thường phải đối mặt với lựa chọn kịch NSA (không độc lập) SA (độc lập) để kết nối mạng truy nhập với mạng lõi 1.1.6.2.1 Kịch 5G Standalone Tùy chọn SA 2: NR gNB kết nối với 5GC Trong tùy chọn này, gNB kết nối với 5GC thông qua giao diện NG Các gNB kết nối với thông qua giao diện Xn Tùy chọn SA 5: LTE ng-eNB10 kết nối với 5GC Trong tùy chọn này, ng-eNB kết nối với 5GC thông qua giao diện NG Các ng-eNBs kết nối với thông qua giao diện Xn Về bản, tùy chọn cho phép sở hạ tầng vô tuyến LTE có thơng qua việc nâng cấp eNB để kết nối với lõi 5G 1.1.6.2.2 Kịch 5G Non Standalone Tùy chọn NSA (3, 3a, 3x): Multi-RAT DC với EPC (mạng lõi 4G) Trong tùy chọn này, kết nối kép LTE-NR (EN-DC) triển khai, UE kết nối với eNB (4G) hoạt động Master Node (MN) en-gNB (5G) hoạt động Secondary Node (SN) Kịch NSA Tùy chọn (4, 4a, 4x): Multi-RAT DC với 5GC (mạng lõi 5G) NR làm Master Trong tùy chọn này, UE kết nối với gNB hoạt động Master Node (MN) ng-eNB hoạt động với tư cách Secondary Node (SN) Kịch NSA Tùy chọn (7, 7a, 7x): Multi-RAT DC với 5GC E-UTRAN làm Master Trong tùy chọn này, UE kết nối với eLTE hoạt động Master Node (MN) gNB hoạt động với tư cách Secondary Node (SN) 1.2 Quá trình phát triển kỹ thuật 5G 1.2.1 Quá trình phát triển từ 1G-5G Thế hệ (1G) phát triển dựa hệ thống truyền dẫn liên lạc tương tự dựa điều hỗ trợ Chỉ dịch vụ thoại Thế hệ thứ hai (2G) ,đường truyền kỹ thuật số sở cho 2G không cho phép dịch vụ thoại mà dịch vụ liệu hạn chế DAMPS, GSM số công nghệ hệ thứ hai Thế hệ thứ ba (3G) phổ biến với tên gọi 3G giới thiệu vào đầu kỷ 21, hỗ trợ truy cập internet không dây tốc độ cao Các hệ trước thiết kế để hoạt động phổ ghép nối liên quan đến FDD, với phát triển 3G chứng kiến đời phổ không ghép nối giao tiếp không dây dựa TDD Thế hệ thứ tư (4G) kỷ nguyên hệ thứ phổ biến gọi LTE, hoạt động phổ không ghép nối & ghép nối hỗ trợ Nó mang lại hiệu suất toàn diện cải thiện trải nghiệm băng thông rộng - di động tốc độ liệu với trợ giúp việc truyền OFDM (Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao) Thế hệ thứ năm 5G thường đặt tên NR (Đài phát - dấu hiệu không giống LTE khơng bị giới hạn để trì khả thích ứng ngược) tập hợp cơng nghệ từ lớp Vật lý đến Mạng lõi nhằm đạt chủ yếu ba loại dịch vụ đặc trưng: eMMB, mMTC, URLLC 1.2.2 Các kỹ thuật 5G 1.2.2.1 Sơ đồ truyền phần băng thông Sơ đồ truyền (Tranmission Scheme) OFDM sử dụng dạng sóng 5G dễ dàng khai thác miền tần số thời gian mạnh phân tán thời gian Phần băng thông (Bandwidth Path) 5G hỗ trợ băng thông lớn không cho thiết bị sử dụng tồn băng thơng nhà cung cấp dịch vụ Vì 5G sử dụng thích ứng băng thơng máy thu trường hợp có liệu lớn nhận, máy thu sử dụng băng thơng sóng mang đầy đủ để giám sát kênh điều khiển, máy thu sử dụng băng thông hẹp 1.2.2.2 Khoảng cách song mang Cấu trúc khung Trong 5G, khoảng cách sóng mang thay đổi từ 15Khz đến 240Khz, thay đổi độ dài tiền tố chu kỳ Nếu khoảng cách sóng mang có tiền tố chu kỳ dài Ngược lại, khoảng cách sóng mang lớn độ dài tiền tố chu kỳ lợi triệt tiêu hiệu nhiễu pha xảy tần số tương đối cao Số khung hệ thống (SFN – Sub Frame Number) giúp xác định khung vô tuyến Một khung Radio bao gồm mười khung ms Khung phụ chia nhỏ thành vị trí tùy thuộc vào khoảng cách sóng mang 1.2.2.3 Chế độ song công Song công phân chia theo thời gian (TDD) chế độ tần số sóng mang sử dụng để truyền UL DL chúng phân tách theo thời gian Có hội cung cấp khoảng thời gian bảo vệ không xảy trình truyền, giúp chuyển đổi truyền UL DL Song công phân chia tần số (FDD) truyền dẫn DL UL, tần số sóng mang khác sử dụng chúng có đầy đủ khe thời gian khung Sự cách ly UL DL đạt cách sử dụng lọc phát thu FDD nửa song công Truyền UL DL tách biệt thời gian tần số Thiết bị khơng có khả thu phát đồng thời 1.3 Các ứng dụng 5G ❖ Khai thác sức mạnh IoT ❖ Dịch vụ di động giống băng thông rộng ❖ Khả kết nối cho Máy tính Edge ❖ Trí tuệ nhân tạo ❖ Chăm sóc sức khỏe ❖ Bán lẻ ❖ Chế tạo máy móc, nhà máy cơng nghiệp 1.4 Các kịch phát triển 5G số nước phát triển Việt Nam 1.4.1 Kịch phát triển nước phát triển Các đợt mắt thương mại 5G diễn vào năm 2019 số trung tâm đô thị dày đặc khu vực di động tiên tiến, bao gồm Hàn Quốc, Mỹ, Đức, Thụy Sĩ, Ý Phần Lan Hàn Quốc quốc gia đầu cơng nghệ 5G giới tính tới thời điểm Đức bật với tham vọng trở thành thị trường dẫn đầu cho 5G đặc biệt trọng vào ứng dụng sáng tạo Nó đấu giá lượng lớn tần số dải trung (480 MHz) cho nhà khai thác thời hạn dài khoảng 20 năm Phần Lan, Thụy Sĩ Singapore đưa ví dụ quốc gia nhỏ, nhờ chiến lược phối hợp hợp lý, lên nước đầu 1.4.2 Kịch phát triển Việt Nam Đến tháng năm 2019, Việt Nam trở thành quốc gia thiết lập thành công gọi điện thoại hỗ trợ 5G Với kế hoạch đầy tham vọng Hà Nội việc triển khai mạng 5G cho hoạt động thương mại sử dụng công nghệ phát triển nước - cột mốc công nghệ đất nước Bộ cho phép Viettel MobiFone triển khai thử nghiệm thương mại công nghệ 5G đến năm 2021 Nhà mạng cũ phép triển khai thử nghiệm dịch vụ 5G khơng q 140 điểm Hà Nội Sau thực thí điểm Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) với tối đa 50 trạm thu phát sóng (BTS) Việt Nam số quốc gia có đơn vị nghiên cứu sản xuất thiết bị thu phát sóng 5G Viettel Vinsmart Vậy nên toán để phát triển nghiên cứu hệ thống đặt nhiều Các toán xử lý tối ưu toán đặt hàng đầu Khi tiến tới công nghệ 5G, Việt Nam gặp phải hạn chế định trình nghiên cứu trình vận hành triển khai 1.5 Một số giải pháp nâng cao hiệu mạng 5G 1.5.1 Phân tách trạm gốc gNB theo chức Khi công nghệ vô tuyến 5G xuất phát triển, từ giao diện F1 tiêu chuẩn BBU RRH trước đây, nhà sản xuất tổ chức chuẩn hóa khác lại đề xuất phân tách khối BBU trạm gốc thành module theo chức khác nhau, mặt phẳng phân chia chức khác Trong 3GPP release 15, BBU tách thành hai khối: đơn vị tập trung - Centralized Unit (CU) đơn vị phân tán - Distributed Unit (DU) 1.5.2 MIMO Massive MIMO MIMO viết tắt multiple input, multiple output Nguyên lý MIMO nhiều anten thiết bị Ví dụ, đài phát sử dụng MIMO 2×2 có hai anten sử dụng cho truyền nhận Điều tương tự xảy với MIMO 4×4 8×8 MIMO cải thiện hiệu suất phổ cách tạo nhiều đường truyền nhận trạm gốc thiết bị đầu cuối 1.5.3 Beamforming Beamforming sử dụng nhiều anten để điều khiển hướng mặt sóng cách điều chỉnh biên độ pha tín hiệu ăng-ten riêng lẻ (truyền chùm tia) Điều khiến cung cấp độ phủ tốt cho khu vực cụ thể nằm rìa cell 1.5.4 Điện toán biên MEC (Multi-Access Edge Computing) kỹ thuật cho phép UE truy cập vào dịch vụ lưu trữ gần trạm gốc phục vụ đó, cơng nghệ đưa ứng dụng lưu trữ từ trung tâm liệu tập trung xuống biên mạng để đến gần với người tiêu dùng mặt địa lý 1.6 Kết luận chương 5G dần trở thành tiêu chuẩn công nghệ thiếu hầu hết tất quốc gia giới có Việt Nam Với loại hình dịch vụ mà 5G mang lại thực tạo môi trường thông minh cho hệ sinh thái NB-IoT, Robot, vận hành tự động… Đi với vơ số khó khăn vấp phải dịch chuyển từ 4G lên 5G, toán liên quan tới thiết bị đầu cuối hỗ trợ, toán tối ưu thuật toán 5G, tốc độ mạng 5G… Các toán để tối ưu cho 5G đặt ra, số tốn có toán liên quan tới việc xử lý liệu kênh lớp vật lý PDSCH, PUCCH, PDCCH… việc đưa tiêu chuẩn để mang lại trình xử lý liệu tốt tổ chức quan tâm Với việc có thơng lượng cao tốn xử lý liệu kênh PDSCH trọng nhiều vài năm trở lại Do học viên xin trình bày trình xử lý liệu kênh PDSCH mạng 5G chương để có nhìn tổng quan kênh chu trình xử lý liệu kênh CHƯƠNG 2: XỬ LÝ TÍN HIỆU TRÊN KÊNH PDSCH TRONG MẠNG 5G HIỆN NAY 2.1 Giới thiệu chung 2.1.1 Tổng quan kênh mạng 5G Để nhóm liệu gửi qua mạng truy cập vô tuyến 5G NR, liệu tổ chức theo cách hợp lý Vì có nhiều chức khác cho ngày gửi qua liên kết thông tin vô tuyến, chúng cần đánh dấu rõ ràng có vị trí định dạng xác định Để đảm bảo điều xảy ra, có số dạng "kênh" liệu khác sử dụng Những cấp cao "ánh xạ" chứa khác cuối cấp vật lý, kênh chứa liệu từ kênh cấp cao Bằng cách này, có luồng liệu hợp lý quản lý từ cấp cao ngăn xếp giao thức xuống đến lớp vật lý Có ba loại kênh liệu sử dụng hệ thống thông tin di động Điều với hệ thống 5G theo đó, hệ thống phân cấp đưa bên Kênh logic: Các kênh logic hai nhóm: kênh điều khiển kênh lưu lượng: Kênh truyền tải: Là ghép kênh liệu logic vận chuyển lớp vật lý kênh qua giao diện vơ tuyến Kênh vật lý: Các kênh vật lý kênh gần với việc truyền liệu thực tế qua mạng truy cập tín hiệu vô tuyến 5G RF 2.1.2 Các kênh logic mạng 5G Kênh điều khiển quảng bá (BCCH): Nó sử dụng để truyền thông tin hệ thống từ mạng tới UE phạm vi phủ sóng tế bào Kênh điều khiển phân trang (PCCH): Được sử dụng để trang UE có vị trí cấp độ khơng mạng biết đến Do đó, thơng điệp phân trang cần truyền nhiều ô Kênh điều khiển chung (CCCH): Nó sử dụng để truyền thông tin điều khiển tới UE liên quan đến Truy cập ngẫu nhiên Kênh điều khiển chuyên dụng (DCCH): Nó sử dụng để truyền thơng tin điều khiển đến từ UE Kênh sử dụng cho cấu hình riêng lẻ UE chẳng hạn thiết lập thông số khác cho lớp khác 9 Kênh lưu lượng chuyên dụng (DTCH): Nó sử dụng để truyền liệu người dùng đến từ UE Đây loại kênh logic sử dụng để truyền tất liệu người dùng unicast đường lên đường xuống 2.1.3 Các kênh truyền tải mạng 5G Kênh truyền tải xác định theo cách thức đặc điểm thông tin truyền qua giao diện vô tuyến Từ lớp vật lý, lớp MAC sử dụng dịch vụ dạng kênh vận chuyển Dữ liệu kênh truyền tải tổ chức thành khối truyền tải Kênh quảng bá (BCH) : Nó sử dụng để truyền thơng tin hệ thống BCCH, cụ thể Khối thông tin (MIB) Nó có định dạng vận chuyển cố định, cung cấp thông số kỹ thuật Kênh phân trang (PCH): Kênh sử dụng để truyền thông tin phân trang từ kênh logic PCCH PCH hỗ trợ nhận không liên tục (DRX) phép thiết bị tiết kiệm pin cách thức dậy nhận PCH phiên thời gian xác định trước Kênh chia sẻ đường xuống (DL-SCH) : Đây kênh truyền tải sử dụng để truyền liệu đường xuống NR Kênh chia sẻ đường lên (UL-SCH): Đây đối tác đường lên với DLSCH, kênh truyền tải đường lên sử dụng để truyền liệu đường lên Kênh truy cập ngẫu nhiên (RACH): RACH kênh vận chuyển, khơng mang khối vận chuyển 2.1.4 Các kênh vật lý mạng 5G 2.1.4.1 Kênh vật lý 5G đường xuống Kênh chia sẻ đường xuống vật lý, PDSCH: Kênh chia sẻ đường xuống vật lý 5G , PDSCH mang liệu chia sẻ dung lượng sở thời gian tần số Kênh điều khiển đường xuống vật lý, PDCCH: Như tên nó, kênh điều khiển đường xuống vật lý 5G mang liệu điều khiển đường xuống Kênh quảng bá vật lý, PBCH: Kênh 5G tạo thành phần khối tín hiệu đồng hóa Chức cung cấp cho UE Khối thơng tin chính, MIB Một chức khác PBCH kết hợp với kênh điều khiển hỗ trợ đồng hóa thời gian tần số 2.1.4.2 Kênh vật lý 5G đường lên Kênh truy cập ngẫu nhiên vật lý, PRACH: Kênh 5G - kênh truy cập ngẫu nhiên vật lý, PRACH, sử dụng để truy cập kênh 10 Kênh chia sẻ đường lên vật lý, PUSCH: Kênh chia sẻ đường lên vật lý 5G, PUSCH, đối tác PDSCH Kênh điều khiển đường lên vật lý, PUCCH: Kênh điều khiển đường lên vật lý 5G, PUCCH, mang liệu điều khiển đường lên 2.2 Các phương pháp xử lý tín hiệu kênh PDSCH mạng 5G PDSCH kênh sử dụng để truyền liệu, phân trang thông tin, số phần thông tin hệ thống thông báo phản hồi truy cập ngẫu nhiên Nó giải mã DCI từ PDCCH cung cấp thơng tin cần thiết để giải mã liệu PDSCH Trong TTI, hai khối truyền tải có kích thước thay đổi đến lớp vật lý truyền qua giao diện vơ tuyến Sau đó, chúng tơi đính kèm CRC (Kiểm tra dự phòng theo chu kỳ) cho mục đích phát lỗi cho khối truyền tải, LDPC (Mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp) mã sửa lỗi Các quy trình theo sau so khớp Tỷ lệ giúp điều chỉnh số lượng bit mã hóa với tổng số tài nguyên lập lịch 2.2.1 Tính tốn CRC thuật tốn CRC CRC (Cyclic Redundancy Check) phương pháp kiểm tra phát lỗi, sử dụng mạng số thiết bị lưu trữ để phát thay đổi ngẫu nhiên liệu truyền hay lưu trữ Phía thu kiểm tra phát lỗi có xảy liệu nhận hay khơng, cách tính CRC thơng tin thu nhận, kiểm tra với chuỗi CRC truyền kèm Việc đính kèm bit CRC vào khối liệu truyền tải nhằm xác định lỗi kênh truyền thông báo lên lớp cao Đối với kênh truyền tải liệu cho đường xuống, khối bit truyền đính kèm mã CRC khác tùy theo kênh Khối CRC sử dụng để tính tốn ghép mã CRC cho khối truyền tải khối mã hóa Việc thực thi CRC cho khối mã hóa giúp giảm việc truyền lại khối truyền tải gây tốn tài nguyên 2.2.2 Mã hóa kênh LDPC 2.2.2.1 Lựa chọn LDPC base graph Chuỗi liệu kênh PDSCH có độ dài A coding rate R (tính tốn dựa vào số MCS – tham khảo 5.1.3.1 chuẩn TS 38.214) mã hóa với LDPC base graph 2.2.2.2 Phân đoạn mã hóa khối chèn CRC Giả sử chuỗi bit đầu vào khối mã hóa segmentation kí hiệu b0,b1,b2,…,bB-1, với B > Nếu B lớn kích thước lớn Z khối khối mã hóa, q trình phân đoạn khối bit đầu vào thực đồng thời đính kèm đoạn mã CRC 24B vào khối khối mã hóa 11 Kích thước lớn khối khối mã hóa cho LDPC base graph là: Kcb = 8448 bit Kích thước lớn khối khối mã hóa cho LDPC base graph là: Kcb = 3840 bit 2.2.2.3 Mã hóa kênh qua LDPC Chuỗi bit đầu vào khối mã hóa ký hiệu 𝑐0 , 𝑐1 , 𝑐2 , 𝑐3 , , 𝑐𝐾−1 , K chiều dài khối mã hóa Sauk hi mã hóa LDPC ta chuỗi 𝑑0 , 𝑑1 , 𝑑2 , , 𝑑𝑁−1 , với 𝑁 = 66𝑍𝑐 cho LDPC base graph 𝑁 = 50𝑍𝑐 cho LDPC base graph 2, 𝑍𝑐 tính tốn mục segmentation cho LDPC 2.2.3 Phân mảnh liệu Giả sử chuỗi bit đầu vào khối mã hóa segmentation kí hiệu là𝑎0 , 𝑎1 , 𝑎2 , 𝑎3 , , 𝑎𝐴−1 với A > A < 1706 Nếu 𝐼𝑠𝑒𝑔 = 1, cho phép segmentation, số lượng khối mã hóa: C = 2, khơng số lượng khối mã hóa C = Do vậy, khối mã hóa segmentation có ý nghĩa trường hợp 𝐼𝑠𝑒𝑔 = Nếu số lượng khối mã hóa C = 2, số lượng bit A khơng phải số chẵn bit chèn vào đầu bit A, độ dài bit cho khối mã hóa (A+1)/2 Sau chuỗi CRC tính dựa vào tùy theo loại kênh truyền 2.2.4 Rate Matching chức HARQ Khối rate matching cho LDPC chứa đựng bit lựa chọn bit xen kẽ Chuỗi bit đầu vào khối rate matching d0,d1,d2, ,dN −1 Chuỗi bit đầu sau khối rate matching f0, f1, f2, , fE−1 Khối rate matching thực điều phối tốc độ cho liệu đầu sau khối rate tham chiếu phù hợp với số lượng bit khả dụng lưới tài ngun Ngồi khối rate matching cịn thực xáo trộn bit xen kẽ để chống lỗi cụm Việc truyền lại liệu mã khối thực khối bit lựa chọn, có tối đa phiên truyền lại, phía giải mã thực kết hợp bit đảo ngược khác giúp cho giải mã thông tin tốt ′ Với HARQ-ACK truyền kênh PDSCH, số symbol điều chế layer 𝑄ACK với số CRC bít L = Chuỗi bit đầu vào rate matching 𝑑0 , 𝑑1 , 𝑑2 , , 𝑑𝑁−1 Rate matching thực với kích thước chuỗi đầu 𝐸 = 𝑁𝐿 ⋅ 𝑄′ACK ⋅ 𝑄𝑚 , đó: ▪ 𝑁𝐿 số layer xử lý kênh PDSCH; ▪ 𝑄𝑚 mức điều chế dùng kênh PDSCH Chuỗi bit thông tin đầu sau xử lý rate matching 𝑓0 , 𝑓1 , 𝑓2 , , 𝑓𝐸−1 2.2.5 Ghép nối liệu 12 Khối ghép nối liệu có chức ghép khối mã hóa sau thực Rate Matching thành khối truyền tải để đưa vào khối trộn bit trước thực phần xử lý I/Q Các khung liệu sau mã hóa kênh phối hợp tốc độ nối lại với thành tin Các tham số liên quan đến trình ghép nối liệu: - E: số lượng bit Khối mã hóa sau q trình Rate Matching - C: số lượng Khối mã hóa Khối truyền tải Giả sử chuỗi bit đầu vào khối block móc nối từ cac khối mã hóa tương ứng 𝑓𝑟𝑘 với 𝑟 = 0, , 𝐶 − 1và 𝑘 = 0, , 𝐸𝑟 − Chuỗi bit đầu sau khối khối mã hóa ghép nối tương ứng 𝑔𝑘 với 𝑘 = 0, , 𝐺 − 2.2.6 Bộ xáo trộn bit Bộ xáo trộn bit dùng để xáo trộn chuỗi bit đầu vào theo giải thuật riêng bên phát làm cho phía thu khơng thể hiểu liệu truyền giải xáo trộn phù hợp Xáo trộn bit thay chuỗi đầu vào chuỗi đầu khác mà không làm liệu cần truyền không làm thay đổi chiều dài chuỗi bit Sử dụng xáo trộn bit để loại bỏ phụ thuộc vào phổ cơng suất tín hiệu liệu phát thực tế, làm phân tán mật độ cơng suất phổ tối đa, cơng suất tập trung vào băng tần hẹp gây nhiễu kênh lân cận (nhiễu ICI) Các tính chất xáo trộn bit: ▪ Tính bảo mật: phải đủ khó việc truy nhập khơng hợp lệ (khơng có Descrambling phù hợp với scrambling bên phát) ▪ Tính che giấu: nội dung tín hiệu sau xáo trộn thay đổi phức tạp, không liệu ban đầu ▪ Phục hồi liệu: chất lượng liệu không thay đổi q trình khơi phục liệu 2.2.7 Bộ điều chế (𝑞) Khối bit đầu vào: 𝑏̃ (𝑞) (0), , 𝑏̃ (𝑞) (𝑀bit − 1) (𝑞) Khối symbol sau điều chế: 𝑑 (𝑞) (0), , 𝑑 (𝑞) (𝑀symb − 1) Dựa vào thông tin cấu hình Modulation_type ta thực điều chế theo loại điều chế 13 π/2-BPSK: Một symbol ánh xạ từ bit Bit 𝑏(𝑖) được ánh xạ đến symbol giá trị phức 𝑑(𝑖) theo công thức sau: 𝜋 𝑒𝑗2 𝑑(𝑖) = (𝑖 𝑚𝑜𝑑 2) √2 [(1 − 2𝑏(𝑖)) + 𝑗(1 − 2𝑏(𝑖))] BPSK: Một symbol ánh xạ từ bit Bit 𝑏(𝑖) ánh xạ đến symbol giá trị phức 𝑑(𝑖) theo công thức sau: 𝑑(𝑖) = √2 [(1 − 2𝑏(𝑖)) + 𝑗(1 − 2𝑏(𝑖))] QPSK: Một symbol ánh xạ từ bit Cặp bit 𝑏(2𝑖), 𝑏(2𝑖 + 1) ánh xạ đến symbol giá trị phức 𝑑(𝑖) theo công thức sau theo bảng chi tiết đây: 𝑑(𝑖) = √2 [(1 − 2𝑏(2𝑖)) + 𝑗(1 − 2𝑏(2𝑖 + 1))] 16QAM: Một symbol ánh xạ từ bit Cặp bit 𝑏(4𝑖), 𝑏(4𝑖 + 1), 𝑏(4𝑖 + 2), 𝑏(4𝑖 + 3) ánh xạ đến symbol giá trị phức 𝑑(𝑖) theo công thức sau: 𝑑(𝑖) = √10 {(1 − 2𝑏(4𝑖))[2 − (1 − 2𝑏(4𝑖 + 2))] + 𝑗(1 − 2𝑏(4𝑖 + 1))[2 − (1 − 2𝑏(4𝑖 + 3))]} 64QAM : Một symbol ánh xạ từ bit Cặp bit 𝑏(6𝑖), 𝑏(6𝑖 + 1), 𝑏(6𝑖 + 2), 𝑏(6𝑖 + 3), 𝑏(6𝑖 + 4), 𝑏(6𝑖 + 5) ánh xạ đến symbol giá trị phức 𝑑(𝑖) theo công thức sau theo bảng chi tiết đây: 𝑑(𝑖) = √42 {(1 − 2𝑏(6𝑖))[4 − (1 − 2𝑏(6𝑖 + 2))[2 − (1 − 2𝑏(6𝑖 + 4))]] + 𝑗(1 − 2𝑏(6𝑖 + 1))[4 − (1 − 2𝑏(6𝑖 + 3))[2 − (1 − 2𝑏(6𝑖 + 5))]]} 256QAM :Một symbol ánh xạ từ bit Cặp bit ký hiệu đây: 𝑏(8𝑖), 𝑏(8𝑖 + 1), 𝑏(8𝑖 + 2), 𝑏(8𝑖 + 3), 𝑏(8𝑖 + 4), 𝑏(8𝑖 + 5), 𝑏(8𝑖 + 6), 𝑏(8𝑖 + 7) ánh xạ đến symbol giá trị phức 𝑑(𝑖) theo công thức chi tiết đây: (1 − 2b(8i) ) 8 − (1 − 2b(8i + 2) ) 4 − (1 − 2b(8i + 4) ) 2 − (1 − 2b(8i + 6) )   + j (1 − 2b(8i + 1) ) 8 − (1 − 2b(8i + 3) )  − (1 − 2b(8i + 5) )  − (1 − 2b(8i + 7) )      d (i ) = 170 2.2.8 Tham chiếu tài nguyên vào khối tài nguyên ảo VRB 14 Với antenna, lưới tài nguyên ảo tạo Trong lưới tài nguyên resource element (RE), PDSCH tham chiếu từ RE ký tự OFDM tham chiếu từ miền tần số thấp tới miền tần số cao nhất, miền thời gian tham chiếu từ ký tự OFDM có số thấp tới số cao 2.2.8.1 Tài nguyên cấp phát PDSCH miền tần số Trong 5G có loại cấp phát tài nguyên miền tần số cho kênh PDSCH Type 0: Sử dụng bitmap, với bit set Type1: Sử dụng kiểu cấp phát RB start RB size BWP Với giá trị báo tài nguyên (RIV) ta tìm RBstart RB size (Lrbs) 2.2.8.2 Tài nguyên cấp phát PDSCH miền thời gian Sử dụng SLIV(Start and Length Indicator Value) giá trị báo bắt đầu độ dài để vị trí bắt đầu ký tự OFDM dành cho kênh PDSCH kích thước chiều dài số ký tự OFDM dành cho kênh PDSCH Trong trường hợp cấu hình tham chiếu loại khơng xen kẽ, liệu lưới tài nguyên VRB PRB giống 2.3 Ưu điểm nhược điểm phương pháp xử lý tín hiệu 2.3.1 Ưu điểm Với việc áp dụng hàng loạt thuật toán xử lý kênh PDSCH thuật toán xử lý CRC, thuật toán xử lý khối truyền tải khối mã hóa… mang lại ưu điểm định như: • Việc xử lý khối liệu truyền tải dễ dàng hơn, khối liệu khơng cịn truyền cách đồng thời mà tách riêng kèm theo mã sửa sai với thuật toán đáp ứng nhu cầu kiểm soát lỗi lỗi khối Với phương pháp nói rõ ràng tỷ lệ lỗi khối cải thiện đáng kể so với hệ thống cũ 4G LTE-advanced • Với việc sử dụng mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp (LDPC) góp phần khơng nhỏ cho việc kiểm tra sai liệu truyền liệu nhận Thuật toán sử dụng LDPC hoàn toàn vượt trội khả kiểm tra bit kiểm soát lỗi so với hệ thống turbo code hệ thống 4G Nhờ đảm bảo tính tồn vẹn liệu mà cải thiện mặt tốc độ xử lý 15 • Ở phía phát với việc sử dụng Polar code tỷ số tín hiệu nhiễu thấp so với cơng nghệ mã hóa khác, ngồi cịn cải thiện hiệu truyền tải từ 10% - 30% • Việc sử dụng mức điều chế cao giúp cải thiện lưu lượng truyền tải kênh 2.3.2 Nhược điểm Song song với ưu điểm kể cịn nhược điểm tồn cần cải thiện : • Khi chạy 5G SISO hệ thống làm việc hiệu lên 5G MIMO dòng lưu lượng chảy vào kênh vơ lớn dẫn đến tình trạng bắt đầu có sai lệch liệu lớp với nhau, thuật toán chưa tối ưu tốt • Khi số lớp hệ thống 5G MIMO ngày lớn 4,6,8… với sử dụng điều chế mức cao 256QAM 1024QAM dẫn đến tải đặc biệt lớp mã hóa kênh sử dụng thuật toán Polar code LDPC Làm cho hệ thống chạy sai lệch • Với việc 5G có nhiều khoảng cách sóng mang khác 15Khz, 30Khz … kèm với việc xuất phần băng thơng (Banwidth Part) thuật tốn kênh PDSCH chưa đáp ứng việc có nhiều khoảng cách sóng mang phần băng thông khác 2.4 Kết luận chương PDSCH kênh quan tâm hệ thống 5G giới Học viên nhận thấy việc ứng dụng thuật toán mới, phương pháp xử lý bit kênh PDSCH làm cải thiện nhiều thông lượng hệ thống 5G Khi sử dụng mã sửa sai CRC với thuật tốn LDPC kèm với khả phân mảnh ghép lại khối truyền tải giúp cho việc xử lý tín hiệu kênh trở nên dễ dàng Nhưng với tồn chờ để giải việc 5G tiến tới MIMO Massive MIMO đòi hỏi việc xử lý bit kênh PDSCH ngày phải nhanh xác hơn, tốn để luận văn tìm lời giải hướng tới hệ thống 5G hoàn chỉnh Hiện hệ thống mạng 5G Việt Nam sử dụng chạy tảng Intel Xeon x86, đáp ứng tốt xử lý xử lý liệu tốt lớp vật lý Tuy tương lai để đáp ứng dung lượng mạng lớn, tốc độ xử lý cao phần mềm khơng đáp ứng u cầu Vì 16 tốn đặt phải xây dựng giải pháp khác để đáp ứng nhu cầu tương lai Việc tiến tới 5G MIMO trở ngại lớn cho việc xử lý liệu kênh vật lý PDSCH Do chương học viên nghiên cứu đưa giải pháp để giải tốn CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ Q TRÌNH XỬ LÝ TÍN HIỆU TRÊN KÊNH PDSCH TRONG 5G MIMO 3.1 Đặt vấn đề 3.1.1 Vấn đề tồn Hiện nay, phần xử lý lớp vật lý phát triển triển khai tảng x86 32 bit nhiều công ty nghiên cứu phát triển sản phẩm trạm phát song 5G Thực tế cho thấy, chúng hoàn thành tốt nhiệm vụ hệ thống SISO Các chương trình xử lý bit tên tuổi lớn Intel, Huawei, Erricson chạy tảng Intel Xeon, hoàn thành toàn chuỗi xử lý bit lớp vật lý 400us (khơng tính IFFT/FFT) Các giải pháp việc thực giảm tải phần xử lý bit là: Thứ nhất, thực giảm tải mã hóa LDPC – lượng liệu đầu lớn (lên tới x3 lượng liệu đầu vào) gây áp lực lên giao tiếp FPGA CPU Vì vậy, giải pháp đưa giảm tải bước RateMatching để giảm tốc độ liệu đầu ( xấp xỉ bẳng tốc độ liệu đầu vào) Thứ hai, kết benchmark cho thấy, để đảm bảo tiêu kỹ thuật hệ thống MIMO phải dùng song song nhiều luồng xử lý LDPC lúc Do đó, để đơn giản hóa việc điều khiển luồng phân bổ liệu tới luồng LDPC bước phân mảnh nên giảm tải Từ lớp vật lý lớp FPGA chịu toàn trách nhiệm lập lịch, phân bổ luồng liệu Tương ứng với bước ghép nối liệu nên triển khai để đơn giản hóa việc giao tiếp để thống điều khiển Khi triển khai phân mảnh khối xử lý FPGA tức bao gồm phần tính tốn CRC cho codeblock Việc tính tốn CRC cho khối truyền tải có kiến trúc tương tự - khối lượng công việc tăng lên khơng nhiều Do đó, tác vụ tính tốn CRC cho khối truyền tải định triển khai FPGA Thiết kế khối xử lý LDPC dựa tảng FPGA Học viên sử dụng IP Core ( Intelecture Property Core – Lõi sở hữu trí tuệ bán dẫn ) nhà cung cấp Xilinx để đưa thiết kế khối xử lý cho LDPC 3.1.2.1 Khối LDPC Front-end 17 Tương ứng với chức khối LDPC FE, phần kiến trúc tổng quan bao gồm khối hình 3.4 Khối “Params calculation” thực tính tốn tham số cần cho hoạt động khối “LDPC Control Generation” khối “Filler Attachment” từ tham số đầu vào Đồng thời chuyển tiếp tham số cần cho hoạt động IP core đằng sau Khối “Filler Attachment” thực chèn filler bit vào chuỗi liệu để cung cấp cho LDPC encoder Khối “LDPC Control Generation” thực tạo tín hiệu điều khiển tham số cần thiết cho IP Core LDPC Khối Sync thực đồng chuỗi control chuỗi data đảm bảo đường control cung cấp trước Các tham số đầu IP Core đồng với data set tương ứng Khối LDPC BackEnd nhận tham số tương ứng với liệu mã hóa, dựa chế đồng khối front-end va back-end 3.1.2.2 Khối LDPC Back-end Thực chích 2*Zc bit đầu khối mã Thuật toán LDPC cho phép loại bỏ 2Zc bit khối mã đảm bảo khả giải mã thành công bên thu.Trước thực RateMatching, tác vụ chích liệu thực thi trước để giảm bớt tải Đầu vào: - Output LDPC encoder - Tham số sử dụng : • i_Zc • i_N Đầu ra: - Chuỗi bit liên tục bit *Zc - Tham số: • o_last_chunk_size • o_num_chunk_128b 3.2 Mơ đánh giá kết 3.2.1 Sơ đồ mô cấu hình mơ Trong thực mơ học viên có sử dụng cơng cụ hỗ trợ hãng máy đo Keysight Rhode and Swarth Học viên có sử dụng thêm ngơn ngữ lập trình mơ Matlab để thực tạo liệu đầu vào kênh trình xử lý thuật tốn mơ Mã nguồn mơ đính kèm phần phụ lục luận văn 18 Trong mô học viên sử dụng nhiều cấu hình khác kênh PDSCH để đánh giá tổng quan kết sau trình xử lý liệu kênh QAM 64, QAM 256, MIMO 2X2, MIMO 4X4 3.2.2 Một số kết mô đạt 3.2.2.1 Kết mô thực xử lý tín hiệu mức điều chế khác hệ thống SISO QPSK Với việc sử dụng QPSK việc xử lý tín hiệu đơn giản kết cho chòm điều chế với điểm tham chiếu nhỏ Ngoài liệu tạo xử lý công cụ matlab sau đưa lên máy phân tích cho ta thấy tỷ lệ CRC PASS cao dường khơng có tượng lỗi khối truyền tải sử dụng QPSK Việc sử dụng băng thông lớn 100MHz khoảng cách sóng mang 30KHz cơng suất kênh thu khoảng 63.21dBm với tỷ số lỗi vector EVM mức thấp 0.078% 64QAM Tỷ lệ mã kiểm tra CRC đạt pass mức cao Kèm với đo nhìn vào phân bố tài nguyên ta thấy tài nguyên phân bố tịa lưới tài ngun Các tín hiệu tham chiếu điều chế cho kênh PDSCH DMRS phân bố nhiều so với trường hợp sử dụng QPSK Điều cho có ích cho việc tái tạo lại tín hiệu vùng có độ phủ thấp vùng đồi núi, vùng khuất sóng… Các tín hiệu DMRS giúp kênh PDSCH giải mã tín hiệu bị sai lệch dễ dàng Nhưng sử dụng mức điều chế cao tượng tỷ lễ lỗi vector EVM có cao so với dùng QPSK giá trị ổn định cho hệ thống 5G Sau chạy thuật toán xử lý matlab ta thấy tỉ lệ sai lệch mặt tần số Frequency Error giảm so với trường hợp sử dụng QPSK 256QAM Khi sử dụng mức điều chế cao 256QAM rõ ràng toán xử lý liệu nâng cao nhiều Sau chạy mô cho thấy kết thu chòm 256QAM nhỏ, điều chứng tỏ tín hiệu truyền lỗi trình mã hóa giải mã hóa hoạt động tốt với kiểu mã hóa LDPC Polar 19 3.2.2.2 Kết mô thực xử lý tín hiệu MIMO 2X2 với mức điều chế 64QAM Tham chiếu kết SISO sử dụng mức điều chế 64QAM MIMO 2X2 sử dụng 64QAM nhận thấy chòm điều chế cho vô ổn định giảm tải phần xử lý tín hiệu kênh PDSCH phần mã hóa LDPC Tốc độ xử lý cải thiện, tùy công suất kênh giảm so với SISO khoảng 6dBm không đáng kể, bù lại có khả giải mã kênh tốt số CRC đạt pass Ngoài tỷ lệ lỗi vector EVM giữ mức ổn định khoảng 0.165% số thấp với tỷ lệ EVM thấp thấy khả xử lý tín hiệu kênh PDSCH MIMO 2X2 với mức điều chế 64QAM ổn định 3.2.2.3 Kết mô thực xử lý tín hiệu MIMO 4X4 với mức điều chế 64QAM Việc xử lý tín hiệu kênh PDSCH sử dụng MIMO 4X4 với toàn lớp (layer) thách thức khơng nhỏ, biết hệ thống 4G có hệ thống sử dụng MIMO 2X2 hệ thống MIMO 4X4 nên việc tận dụng cơng nghệ thuật toán MIMO 2X2 dễ dàng Kêt thể hình 3.9 cho thấy chịm QAM thể rõ ràng khơng có tượng lỗi khiến chòm bị nở rộng Tỷ lệ mã kiểm tra CRC đạt pass cao, kèm với nhờ việc giảm tải khối LDPC mà kênh PDSCH sử dụng hết khối tài nguyên cho kênh Ngoài tỷ lệ liệu tham chiếu điều chế DMRS trải dài khắp lưới tài nguyên điều khiến cho việc giải mã lại tín hiệu lỗi tín hiệu bị đường truyền phục hồi cách dễ dàng Công suất kênh đạt mức ổn định khoảng 56.87dBm kèm theo tỷ số lỗi vector thấp khoảng 0.169% So với MIMO 2X2 việc giảm tải khối xử lý kênh PDSCH mang lại số hiệu định việc sử dụng phổ tần, sử dụng khối tài nguyên 3.2.2.4 Kết mơ thực xử lý tín hiệu MIMO 4X4 lưu lượng người dùng Sau có kết mơ trường hợp sử dụng MIMO 4X4 học viên mô thêm trường hợp sử dụng MIMO xử lý liệu người dùng mạng 5G để mô đánh giá tình trạng thực tế Chịm điều chế 64QAM thể cách rõ ràng khơng có tượng bị nở rộng chòm điều cho ta thấy chất lượng việc tối ưu kênh có tác dụng 20 tốt, số lượng người dùng chưa nhiều người dùng Các tín hiệu trịm thể rõ ràng, khơng có chồng lấn trịm tín hiệu với Tỷ lệ CRC đạt tốt với người dùng cuối Việc phân bổ tài nguyên lưới tài nguyên cho tất người sử dụng miền thời gian miền tần số Các tín hiệu tham chiếu điều chế DMRS phân bố cho người dùng tạo điều kiện thuận lợi cho việc mã hóa giải mã hóa tín hiệu Với việc nhiều liệu người dùng cuối xử lý lúc công suất kênh đạt 57.04dBm tỷ lệ lỗi vector đạt 0.176% Tài nguyên kênh phân bố khẳng định việc thuật toán thực xác Ngồi phải nhắc tới việc sai lệch tính hiệu đồng Clock error đạt 0.0008 phần triệu 3.3 Kết luận chương Giải pháp giảm tải xử lý liệu giải pháp tốt để có hiệu xử lý kênh PDSCH Khi mà 5G tiến đến MIMO ngày gần Giải pháp trình hồn thiện tối ưu nên gặp khơng khó khăn từ việc tối ưu thuật tốn, tối ưu giá trị để phù hợp với cấu hình hệ thống… Việc tăng ổn định thơng lượng hệ thống (throughput) dễ dàng tối ưu thứ Với việc thiết kế khối LDPC front-end khối LDPC back-end học viên thấy việc giảm tải kênh PDSCH kết khả quan ban đầu Không giải pháp cho hệ thống 4G hay hệ thống 5G không độc lập tận dụng tối đa hiệu chip intel x86 học viên định sử dụng FPGA để giảm thiểu tối đa mặt chi phí nâng cấp chip xử lý Các khối front-end back-end học viên đề xuất thiết kế đơn giản so với hệ thống phức tạp chip intel, việc nâng cấp thuận tiện nhanh chóng nhờ sử dụng IP Core nhà cung cấp Xilinx Giảm tải khối xử lý LDPC học viên đưa mang lại số kết : công suất sóng mang cao so với hệ thống cũ, tỷ lệ lỗi vector cải thiện nhiều, khối tài nguyên miền thời gian miền tần số phân bổ sử dụng cách tối đa Các tín hiệu tham chiều điều chế trải dài khắp lưới tài nguyên giúp cho việc cải thiện chất lượng vùng địa hình khuất, vùng phủ hẹp… nhờ cải thiện hiệu chung hệ thống 5G 21 KẾT LUẬN Trong trình nghiên cứu, tìm hiểu hồn thành đề tài luận văn tốt nghiệp “Mơ đánh giá khả xử lý liệu kênh PDSCH hệ thống 5G MIMO” học viên tiếp cận với nhiều thuật toán công nghệ hỗ trợ cho hệ thống 5G Sau trình nghiên cứu học viên đề xuất phương pháp dùng để cải thiện khả xử lý kênh PDSCH hệ thống 5G MIMO sử dụng giảm tải trình xử lý khối LDPC kênh PDSCH, chuyển xuống cho khối FPGA xử lý Nhờ việc xử lý nhiều khối liệu MIMO dễ dàng nhiều Sau tiến hành nghiên cứu hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Trần Hồng Quân học viên tiến hành mô thiết kế khối xử lý FPGA thu thành định Việc giảm tải để FPGA xử lý phần LDPC giúp cơng suất sóng mang kênh PDSCH cải thiện đạt giá trị tốt, kèm với việc tỷ lệ lỗi vector mức thấp từ thấy tỷ lệ lối khối liệu giảm cách đáng kể Với giải pháp hoàn tồn áp dụng cho hệ thống 5G thực tế từ giúp nâng cao khả xử lý hệ thống Đặc biệt hệ thống 5G Việt Nam doanh nghiệp nghiên cứu phát triển Sự cải thiện kênh PDSCH tiền đề cho cải thiện mặt thông lượng hệ thống, hiệu suất hệ thống Ngoài sử dụng FPGA để xử lý giúp giảm chi phí việc sử dụng chip xử lý Xeon đắt đỏ, thuật toán xử lý cách nhẹ nhàng FPGA  ... pháp xử lý tín hiệu kênh đường xuống kênh PDSCH đánh giá điều bắt buộc thời điểm Cho nên học viên lựa chọn đề tài : MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ TÍN HIỆU TRÊN KÊNH PDSCH CỦA HỆ THỐNG 5G MIMO. .. 2: Xử lý tín hiệu kênh PDSCH mạng 5G ▪ Chương 3: Đánh giá q trình xử lý tín hiệu kênh PDSCH 5G MIMO CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 1.1 Tổng quan hệ thống. .. thực xử lý tín hiệu MIMO 4X4 với mức điều chế 64QAM Việc xử lý tín hiệu kênh PDSCH sử dụng MIMO 4X4 với toàn lớp (layer) thách thức khơng nhỏ, biết hệ thống 4G có hệ thống sử dụng MIMO 2X2 hệ thống