Đang tải... (xem toàn văn)
. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán + Chương 1 : Tổng quan về hệ thống thông tin di động + Chương 2 : Kiến trúc của hệ thống thông tin di động 5G + Chương 3 : Công nghệ đa truy nhập theo mã thưa SCMA + Chương 4 : Ứng dụng của SCMA trong 5G đa truy nhập mã thưa, SCMA, SCMA trong 5G, SCMA in 5G, Đồ án về đa truy nhập mã thưa, Project on sparse code multiple access in 5G.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: MẠNG TRUY NHẬP MÃ THƯA SCMA TRONG 5G GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : Th.S LÊ DUY MINH SINH VIÊN : LÊ HỒNG SƠN LỚP: K53ĐVT.01 Ngành : Điện tử viễn thông Hệ : Đại học quy Thái Nguyên, tháng năm 2022 PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Tinh thần, thái độ sinh viên trình thực đồ án tốt nghiệp Đánh giá chất lượng Đ.T.T.N (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận thực tiễn, tính tốn giá trị sử dụng) Cho điểm cán hướng dẫn: (Điểm ghi số chữ) Ngày tháng năm 2022 Cán hướng dẫn (Họ tên chữ ký) i NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phương pháp tối ưu, cách tính tốn chất lượng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài Cho điểm cán chấm phản biện (Điểm ghi số chữ) Ngày tháng năm 2022 Người chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) ii TRƯỜNG ĐHKTCN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Sinh viên: Lê Hồng Sơn Lớp: K53ĐVT.01 : Khoá: K53 Ngành học: Điện tử Viễn thông Giáo viên hướng dẫn: Th.S.Lê Duy Minh Tên đề tài tốt nghiệp : Các số liệu ban đầu (nếu có) Nội dung phần thuyết minh tính tốn + Chương : Tổng quan hệ thống thông tin di động + Chương : Kiến trúc hệ thống thông tin di động 5G + Chương : Công nghệ đa truy nhập theo mã thưa SCMA + Chương : Ứng dụng SCMA 5G + Kết luận Số lượng phần mềm, bảng biểu, vẽ (kích thước A0) Ngày giao nhiệm vụ Ngày hoàn thành nhiệm vụ BCN KHOA (Ký ghi rõ họ tên) TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký ghi rõ họ tên) iii GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Em xin cảm ơn Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – nơi cung cấp kiến thức, môi trường để em rèn luyện suốt thời gian học tập gửi lời cảm ơn đến Thầy, Cô Khoa Điện tử truyền đạt kiến thức tạo điều kiện để em thực đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc Thầy, cô môn Điện tử Viễn thông Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, đặc biệt Thầy Th.S Lê Duy Minh ln tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện để bọn em hoàn thành đồ án Em xin chúc Quý Thầy, Cô mạnh khoẻ thành công! Em xin trân trọng cảm ơn! i Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH ẢNH iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi LỜI NÓI ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: Q TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THƠNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Hệ thống thông tin di động hệ thứ (1G) 1.2 Hệ thống thông tin di động hệ thứ hai (2G) 1.3 Hệ thống thông tin di động 2,5G 1.4 Hệ thống thông tin di động hệ thứ ba (3G) 1.5 Hệ thống thông tin di động tiền 4G (pre-4G) 10 1.6 Hệ thống thông tin di động hệ thứ tư (4G) 12 1.7 Hệ thống thông tin di động hệ thứ năm (5G) 13 1.8 Kết luận chương .16 CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G 18 2.1 Kiến trúc hệ thống 5G .18 2.1.1 Mạng truy nhập vô tuyến đám mây C-RAN .19 2.1.2 Mạng di chuyển MN 21 2.1.3 Truyền thông D2D 22 2.2 Mạng lõi Nano 24 2.2.1 Công nghệ Nano .25 ii Đồ án tốt nghiệp 2.2.2 Điện toán đám mây 30 2.2.3 Mạng All IP 32 2.3 Các lớp mạng 33 2.3.1 Lớp Kiến trúc không dây mở (OWA – Open Wireless Architecture) 33 2.3.2 Lớp mạng (Network Layer) 34 2.3.3 Lớp Giao thức vận chuyển mở (OTP – Open Transport Protocol) 35 2.3.4 Lớp ứng dụng (Application layer) 35 2.4 Kỹ thuật truyền dẫn .36 2.4.1 Dạng sóng 36 2.4.2 Điều chế 39 2.4.3 Ghép kênh 43 2.4.4 Đa truy nhập 45 2.4.5 Anten 50 2.5 Kết luận chương 54 CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ ĐA TRUY NHẬP THEO MÃ THƯA SCMA 55 3.1 Khái niệm SCMA .55 3.1.1 Các phương pháp đa truy nhập có hệ thống thơng tin di động 55 3.1.2 Đa truy nhập theo mã thưa SCMA 56 3.2 Hoạt động hệ thống SCMA 57 3.2.1 Mã hóa SCMA 58 3.2.2 Giải mã SCMA 60 3.3 Kết luận chương .61 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG SCMA TRONG 5G 63 4.1 Đường lên truy nhập cạnh tranh dựa SCMA 63 iii Đồ án tốt nghiệp 4.1.1 Tổng quan truy nhập cạnh tranh dựa SCMA 63 4.1.2 Mơ hình hệ thống .65 4.1.3 Tài nguyên truy nhập cạnh tranh dựa SCMA 67 4.2 Kịch mô .69 4.2.1 Mơ hình mơ hệ thống 69 4.2.1 Hiệu hệ thống 69 4.3 SCMA sử dụng cho đa truy nhập đường xuống 5G 70 4.3.1 Tổng quan hệ thống 71 4.3.2 Các thuật toán sử dụng đường xuống MU-SCMA 73 4.4 Kết luận chương 74 KẾT LUẬN 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 DANH SÁCH HÌNH ẢN iv Đồ án tốt nghiệp Hình 1.1: Lộ trình phát triển hệ thống thông tin di động Hình 1.2: Khối khả hệ thống 5G tương lai .15 Y Hình 2.1:Kiến trúc hệ thống 5G (Nguồn: METIS) .18 Hình 2.2: Sự thay đổi từ RAN sang C-RAN .20 Hình 2.3: Mạng di chuyển MN 22 Hình 2.4: Mạng dày đặc UDN .23 Hình 2.5: Các trường hợp can thiệp lẫn truyền thông D2D 25 Hình 2.6: Mạng lõi Nano hệ thống 5G .26 Hình 2.7: Điện thoại Nano “trong suốt” 28 Hình 2.8: Morph – Khái niệm công nghệ cho tương lai 29 Hình 2.9: Cảm biến Nano 30 Hình 2.10: Qubit .32 Hình 2.11: Nanodot 33 Hình 2.12:Mật mã lượng tử .34 Hình 2.13: Điện toán đám mây 36 Hình 2.14: Các lớp mạng hệ thống 5G 39 Hình 2.15: Lớp mạng (Network Layer) .40 Hình 2.16: Lịch sử trình kết nối (Nguồn: Cisco) 42 Hình 2.17: So sánh công nghệ milimeter-wave công nghệ 43 Hình 2.18: Khái niệm OFDM, Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao 45 Hình 2.19: So sánh phương thức điều chế 51 Hình 2.20: Đa truy nhập phân chia theo búp sóng BDMA 52 Hình 2.21: Nguyên lý hoạt động BDMA .53 Hình 2.22: Cấu trúc khung TDD-BDMA 54 Hình 2.23: Cấu trúc khung FDD-BDMA 54 Hình 2.24: Đa truy nhập không trực giao NOMA .55 Hình 2.25 So sánh OFDMA NOMA .56 Hình 2.26: Mơ hình kênh MIMO với Nt Anten phát Nr Anten thu 57 v Đồ án tốt nghiệp Hình 2.27: Anten Massive MIMO 58 Hình 2.28: Mơ hình Cell sử dụng Anten Massive MIMO 59 Hình 3.1: Mơ tả hệ thống SCMA .63 Hình 3.2: Tạo mã SCMA với K=4, N=2, J=6 65 Hình 3.3: Q trình mã hóa SCMA 66 Hình 3.4: Quá trình giải mã SCMA 67 Hình 4.1: Bảng mã SCMA cho trường hợp K-4, N=2, J=6 .73 Hình 4.2: Đơn vị tài nguyên CTU 74 Hình 4.3: Ánh xạ CTU .75 Hình 4.4: Tỉ lệ rớt gói hệ thống SCMA OFDMA 76 Hình 4.5: Khả hỗ trợ người dùng tích cực ngưỡng hệ thống cho trước SCMA OFDMA .77 Hình 4.6: Độ lợi khả hỗ trợ số người dùng tích cực hệ thống SCMA so với hệ thống OFDMA 78 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết English Tiếng Việt vi