(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO

(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO(Luận văn thạc sĩ) Mô phỏng và đánh giá khả năng xử lý tín hiệu trên kênh PDSCH của hệ thống 5G MIMO

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 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) HÀ NỘI - NĂM 2021 HỌC VIỆN CÔNG 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 CHUYÊN NGHÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG MÃ SỐ: 8.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS TRẦN HỒNG QUÂN HÀ NỘI - NĂM 2021 I LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn ký ghi rõ họ tên TÔ ANH QUYỀN II LỜI CẢM ƠN Qua thời gian học tập nghiên cứu Học viện Cơng nghệ bưu viễn thơng em xin gửi lời cảm ơn tới tất thầy giáo, cô giáo nhà trường giảng dạy cho em suốt thời gian em ngồi ghế Học viện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo Khoa viễn thông Khoa sau đại học trực tiếp giảng dạy cho em kiến thức bổ ích hành trang để em bước vào công việc thực tế bên Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Trần Hồng Quân thời gian làm luận văn tốt nghiệp vừa qua, thầy giành nhiều thời gian tâm huyết để hướng dẫn em thực đề tài Dưới kết trình tìm hiểu nghiên cứu mà em đạt thời gian vừa qua Mặc dù cố gắng thầy cô giúp đỡ hiểu biết kinh nghiệm cịn hạn chế nên chưa phải kết mà thầy cô mong đợi từ em Em mong nhận lời nhận xét đóng góp q báu thầy để luận văn em hoàn thiện cho em thêm nhiều kinh nghiệm cho công việc sau Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày 13 tháng 12 năm 2021 Sinh viên thực Tô Anh Quyền III MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT VI DANH SÁCH BẢNG XI DANH SÁCH HÌNH VẼ XII MỞ ĐẦU 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 1.1.2 Các tiêu chuẩn hệ thống 5G 1.1.3 Tổ chức viễn thông giới (ITU) 1.1.4 Tổ chức 3GPP 1.1.5 Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu âu (ETSI) 1.1.6 Kiến trúc mạng 5G 1.1.6.1 Kiến trúc tổng quan mạng 5G 1.1.6.2 Các kịch mạng 5G 1.2 Quá trình phát triển kỹ thuật 5G 10 1.2.1 Quá trình phát triển từ 1G-5G 10 1.2.2 Các kỹ thuật 5G 11 1.2.2.1 Sơ đồ truyền phần băng thông 11 1.2.2.2 Khoảng cách song mang Cấu trúc khung 12 1.2.2.3 Chế độ song công 13 1.3 Các ứng dụng 5G 14 1.4 Các kịch phát triển 5G số nước phát triển Việt Nam 16 1.4.1 Kịch phát triển nước phát triển 16 1.4.2 Kịch phát triển Việt Nam 18 1.5 Một số giải pháp nâng cao hiệu mạng 5G 20 1.5.1 Phân tách trạm gốc gNB theo chức 20 1.5.2 MIMO Massive MIMO 22 IV 1.5.3 Beamforming 22 1.5.4 Điện toán biên 23 1.6 Kết luận chương 24 CHƯƠNG 2: XỬ LÝ TÍN HIỆU TRÊN KÊNH PDSCH TRONG MẠNG 5G HIỆN NAY 26 2.1 Giới thiệu chung 26 2.1.1 Tổng quan kênh mạng 5G 26 2.1.2 Các kênh logic mạng 5G 27 2.1.3 Các kênh truyền tải mạng 5G 28 2.1.4 Các kênh vật lý mạng 5G 29 2.1.4.1 Kênh vật lý 5G đường xuống 29 2.1.4.2 Kênh vật lý 5G đường lên 29 2.2 Các phương pháp xử lý tín hiệu kênh PDSCH mạng 5G 30 2.2.1 Tính tốn CRC thuật toán CRC 31 2.2.2 Mã hóa kênh LDPC 34 2.2.2.1 Lựa chọn LDPC base graph 34 2.2.2.2 Phân đoạn mã hóa khối chèn CRC 34 2.2.2.3 Mã hóa kênh qua LDPC 36 2.2.3 Phân mảnh liệu 37 2.2.4 Rate Matching chức HARQ 38 2.2.5 Ghép nối liệu 39 2.2.6 Bộ xáo trộn bit 39 2.2.7 Bộ điều chế 41 2.2.8 Tham chiếu tài nguyên vào khối tài nguyên ảo VRB 42 2.2.8.1 Tài nguyên cấp phát PDSCH miền tần số 43 2.2.8.2 Tài nguyên cấp phát PDSCH miền thời gian 44 2.3 Ưu điểm nhược điểm phương pháp xử lý tín hiệu 45 2.3.1 Ưu điểm 45 2.3.2 Nhược điểm 46 2.4 Kết luận chương 46 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ Q TRÌNH XỬ LÝ TÍN HIỆU TRÊN KÊNH PDSCH TRONG 5G MIMO 48 V 3.1 Đặt vấn đề 48 3.1.1 Vấn đề tồn 51 3.1.2 Thiết kế khối xử lý LDPC dựa tảng FPGA 53 3.1.2.1 Khối LDPC Front-end 53 3.1.2.2 Khoảng cách song mang Cấu trúc khung 57 3.2 Mô đánh giá kết 55 3.2.1 Sơ đồ mơ cấu hình mơ 55 3.2.2 Một số kết mô đạt 56 3.2.2.1 Kết mơ thực xử lý tín hiệu mức điều chế khác hệ thống SISO 56 3.2.2.2 Kết mô thực xử lý tín hiệu MIMO 2X2 với mức điều chế 64QAM 59 3.2.2.3 Kết mơ thực xử lý tín hiệu MIMO 4X4 với mức điều chế 64QAM 60 3.2.2.4 Kết mô thực xử lý tín hiệu MIMO 4X4 lưu lượng người dùng 61 3.3 Kết luận chương 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC 66 VI DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt ALRM_MGR Alarm Manager Quản lý cảnh báo ANR Automatic Neighbour Quan hệ hang xóm tự động Relation ARP Allocation and Độ ưu tiên phân bổ giữ lại Retention Priority AS Access Stratum Truy cập lớp vô tuyến BWP Bandwitdh Path Phần băng thơng CA Carrier Aggregation Ghép sóng mang CAT Category Phân loại CB Code Block Khối mã CFG Configure Cấu hình CQI Channel Quality Chỉ số chất lượng kênh truyền Indicator CRC Cyclic Redundancy Mã kiểm tra xoay vòng Check CSI Channel State Thông tin trạng thái kênh Information CU Centralized Unit Khối trung tâm DB Data base Cơ sở liệu DCI Downlink Control Thông tin kênh điều khiển đường xuống Information DL Downlink Đường xuống DMRS Demodulation Tín hiệu tham chiếu giải điều chế Reference Signal DRB Data Radio Bearer Sóng mang liệu DU Distributed Unit Khối phân tán VII DU_CFG Distributed Unit Cấu hình khối phân tán Configure EG EMS gateway Cổng EMS EMS Element Manager Hệ thống quản lý thành phần System eNB Enhanced Node B Nút gốc nâng cấp EVM Error Vector Biên độ vec tơ lỗi Magnitude FDD Frequency Division Song công phân chia theo tần số Duplex FO Frequency Offset Độ lệch tần số FPGA Field Programmable Mảng cổng lập trình dạng trường Gate Array HARQ Hybrid Automatic Yêu cầu truyền lại tự động kết hợp Repeat Request HTTPD HyperText Transfer Nền tảng giao thức truyền siêu văn Protocol daemon KPI Key performance Chỉ báo hiệu suất Indication KPI_MGR KPI Manager Quản lý KPI LDPC Low Density Parity Mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp Check LOGD Logging daemon Nền tảng thu thập giá trị lịch sử LTE Long Term Evolution Sự phát triển dài hạn MAC Medium Access Điều khiển truy cập trung bình Control MIB Master Information Block Khối thơng tin VIII MMSE Minimum Mean Lỗi bình phương trung bình tối thiểu Square Error NAS Non-Access Stratum Tầng không truy cập NETCONF Network Configuration Giao thức cấu hình mạng protocol NFV Network Function Ảo hóa chức mạng Virtualization NFV MANO NFV Management and Quản lý điều phối NFV Orchestration NFV-O NFV Orchestrator Điều phối NFV NG NMS Gate Cổng NMS NMS Network Manager Hệ thống quản lý mạng System OAM Operation, Vận hành, Quản trị bảo dưỡng Administration and Maintenance OM Operation and Vận hành bảo dưỡng Maintenance PBCH Physical Broadcast Kênh quảng bá lớp vật lý Channel PDCCH Physical Downlink Kênh điều khiển đường xuống lớp vật lý Control Channel PDSCH Physical Downlink Kênh chia sẻ đường xuống lớp vật lý Shared Channel PLMGR Platform Manager Quản lý tảng PMI Pre-coding Matrix Chỉ số ma trận tiền mã hóa Indicator 72 [outPdschBitTmp,~] = vt_5gPDCHBitLevelProcess(TB_sequence, pdschCfg{1,i}, pdcchCfg{1,i}); outPdschBit = [outPdschBit;outPdschBitTmp.']; [outPdschSymbol] = pdsch_symbol_process(outPdschBit,sysConfig{i},pdschCfg{i},pdcchCfg{i},pdsc hDmrsCfg{i}, ssbCfg{i},csiConfig,slotIdx); slotGridUser = slotGridUser + outPdschSymbol(slotIdx+1).Grid; end slotGrid = slotGridUser;%outPdschSymbol(slotIdx+1).Grid; pdschDataFrame = [pdschDataFrame;slotGrid]; else slotGrid = zeros(14,1272,NTxAnts); pdschDataFrame = [pdschDataFrame;slotGrid]; end end pdschDataFrameAnt = []; pdschDataFrameZeroPading = [zeros(14*20,frame_params.first_subcarrier,NTxAnts),pdschDataFrame,zeros(14 *20,frame_params.first_subcarrier,NTxAnts)]; %insert zero padding for(antIdx = 1:NTxAnts) zeroPadingAntIdx = pdschDataFrameZeroPading(:,:,antIdx).'; pdschDataFrameAnt(:,:,antIdx) = zeroPadingAntIdx; end [frame_params,pbch_params] = pbchBlockGenerate(frame_params, pbch_params); %% SSB for(antIdx = 1:NTxAnts) frame_params.txdataF(:,:,antIdx) = frame_params.txdataF(:,:,antIdx) pdschDataFrameAnt(:,:,antIdx); end %% Resource grid figure; p(frameIdx+1) = pcolor(abs(frame_params.txdataF(:,:,1))); set(p(frameIdx+1), 'EdgeColor', 'none'); %% OFDM Modulation for(antIdx = 1:NTxAnts) + 73 frame_params.txdataF(:,:,antIdx) = [frame_params.txdataF(frame_params.NFFT/2+1:end,:,antIdx);frame_params.txd ataF(1:frame_params.NFFT/2,:,antIdx)]; idx = 0; for i=1:size(frame_params.txdataF,2) tmp = ifft(frame_params.txdataF(:,i,antIdx),frame_params.NFFT)*32768; if mod(i,7*2^mu) == frame_params.txdata(antIdx,(idx + frame_params.nb_prefix_samples0 + 1) :(idx + frame_params.nb_prefix_samples0 + frame_params.NFFT)) = tmp; frame_params.txdata(antIdx,(idx + 1): (idx + frame_params.nb_prefix_samples0)) = tmp((frame_params.NFFT - frame_params.nb_prefix_samples0 + 1):end); idx = idx + frame_params.nb_prefix_samples0 + frame_params.NFFT; else frame_params.txdata(antIdx,(idx + frame_params.nb_prefix_samples +1) :(idx + frame_params.nb_prefix_samples + frame_params.NFFT)) = tmp; frame_params.txdata(antIdx,(idx + 1): (idx + frame_params.nb_prefix_samples)) = tmp((frame_params.NFFT - frame_params.nb_prefix_samples + 1):end); idx = idx + frame_params.nb_prefix_samples + frame_params.NFFT; end end x_fp(:,:,antIdx) = [round(real(frame_params.txdata(antIdx,:)))', round(imag(frame_params.txdata(antIdx,:)))']; end fid1 = fopen ('tx_data.csv', 'w'); for(antIdx = 1:NTxAnts) %NTxAnts % x_fp1(:,:,antIdx) = [round(real(antData(antIdx,:)))', round(imag(antData(antIdx,:)))']; strAnt = sprintf('Y%d_%d,',antIdx,NTxAnts); fprintf(fid1,'%s\n',strAnt); for i = 1:size(x_fp,1) fprintf(fid1,'%d,%d\n',x_fp(i,1,antIdx),x_fp(i,2,antIdx)); end for i = 1:size(x_fp,1) fprintf(fid1,'%d,%d\n',x_fp(i,1,antIdx),x_fp(i,2,antIdx)); end end fclose(fid1); x_fp_n_frames = [x_fp_n_frames;x_fp]; end time_finish1 = toc(time_start); ...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 CHUYÊN NGHÀNH: KỸ THUẬT... kênh vật lý mạng 5G 29 2.1.4.1 Kênh vật lý 5G đường xuống 29 2.1.4.2 Kênh vật lý 5G đường lên 29 2.2 Các phương pháp xử lý tín hiệu kênh PDSCH mạng 5G 30 2.2.1 Tính... thực xử lý tín hiệu MIMO 2X2 với mức điều chế 64QAM 59 3.2.2.3 Kết mô thực xử lý tín hiệu MIMO 4X4 với mức điều chế 64QAM 60 3.2.2.4 Kết mơ thực xử lý tín hiệu MIMO