Thuật toán học sâu và ứng dụng trong ước lượng suy hao truyền sóng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Thuật toán học sâu ứng dụng ước lượng suy hao truyền sóng PHẠM QUANG HUY Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Giảng viên hướng dẫn: GS.TS Vũ Văn Yêm Viện: Điện tử viễn thông HÀ NỘI, 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Thuật toán học sâu ứng dụng ước lượng suy hao truyền sóng PHẠM QUANG HUY Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Giảng viên hướng dẫn: GS.TS Vũ Văn Yêm Viện: Điện tử viễn thông HÀ NỘI, 2020 Chữ ký GVHD CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Phạm Quang Huy Đề tài luận văn: Thuật toán học sâu ứng dụng ước lượng suy hao truyền sóng Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số SV: CA180260 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 10/11/2020 với nội dung sau: - Chỉnh sửa lỗi chế - Điều chỉnh “suy hao thực tế” thành “suy hao mơ phỏng” - Trích dẫn tài liệu tham khảo - Bổ sung đề mục “học sâu” Ngày 16 tháng 11 năm 2020 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn GS.TS Vũ Văn Yêm Phạm Quang Huy CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS Nguyễn Xuân Quyền LỜI CẢM ƠN Luận văn thực trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, GS TS Vũ Văn Yêm hướng dẫn Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS TS Vũ Văn Yêm - người tận tình hướng dẫn, chia sẻ kinh nghiệm đưa Hà Nội, ngày tháng Tác giả năm 2020 Phạm Quang Huy MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ iv DANH MỤC CÁC BẢNG v CHƯƠNG GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DẢI SÓNG MILIMET 1.1 Giới thiệu băng tần milimet hệ thống thông tin di động 1.1.1 Xu hướng phát triển công nghệ dịch vụ thông tin di động .1 1.1.2 Tiêu chuẩn mạng 5G .2 1.1.3 Sóng milimet cơng nghệ 5G 1.2 Suy hao tín hiệu vơ tuyến 1.3 Kết luận chương 10 CHƯƠNG MẠNG NƠ RON CỦA HỌC SÂU (DEEP LEARNING) 11 2.1 Tổng quan Học sâu (Deep Learning) 11 2.2 Mạng nơ ron nhân tạo (Artifical Neural Networks) 15 2.2.1 Perceptrons 15 2.2.2 Kiến trúc mạng nơ ron 17 2.2.3 Lan truyền tiến .19 2.2.4 Học với mạng nơ ron 20 2.2.5 Lan truyền ngược đạo hàm .20 2.3 Kết luận chương 21 CHƯƠNG KẾT QUẢ ƯỚC LƯỢNG SUY HAO TRUYỀN SĨNG BẰNG THUẬT TỐN HỌC SÂU (DEEP LEARNING) 22 3.1 Mơ hình suy hao truyền sóng dải tần 28 GHz 38 GHz khu vực Keangnam, Hà Nội 22 3.1.1 Công cụ Wireless Insite .22 3.1.2 Cài đặt mơ hình mơ khu vực Keangnam, Hà Nội .26 3.1.3 Q trình mơ .27 3.2 Kết ước lượng suy hao truyền sóng thuật tốn học sâu .29 3.2.1 Kịch 1: Chiều cao anten phát 17 m, công suất máy phát 43 dBm tần số 28 GHz 29 i 3.2.2 Kịch 2: Chiều cao anten phát m, công suất máy phát 30 dBm tần số 28 GHz 47 3.2.3 Kịch 3: Chiều cao anten phát 17 m, công suất máy phát 43 dBm tần số 38 GHz 58 3.2.4 Kịch 4: Chiều cao anten phát m, công suất máy phát 30 dBm tần số 38 GHz 70 3.3 Kết luận chương 82 KẾT LUẬN CHUNG 84 Kết luận 84 Hướng phát triển 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 3GPP 3rd Generation Partnership Project 4G-LTE 4th Generation – Long Term Evolution AOD Angels of Departure ANN Artificial neural networks AI Artificial Intelligence ANN-MLP Artificial neural networks - Multilayer perceptron DNN Deep neural network DVB Digital Video Broadcasting HDTV High-definition television ITU-R International Telecommunication Union Radiocommunication LOS Light of Sight LSE Least Square Error MSE Mean Squared Error ML Machine Learning MIMO Multiple-Input and Multiple-Output MMS Multimedia Messaging Service NLOS Non Line of Sight PL Path Loss RF Radio Frequency QoS Quality of Service iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1 Đồ thị lưu lượng liệu 3G 4G SK Telecom [1] Hình 1-2 Các băng tần tiềm cho thông tin di động [3] Hình 1-3 Biểu đồ tốc độ truyền liệu 3G, 4G, 5G [3] Hình 1-4 Đồ thị suy hao mưa theo tần số mức mưa khác [4] Hình 1-5 Hấp thụ khí tần số sóng milimet [3] Hình 1-6 Ảnh hưởng mơi trường với tín hiệu vơ tuyến 10 Hình 2-1 Mối liên hệ AI, machine learning deep learning 11 Hình 2-2 Trí tuệ nhân tạo 13 Hình 2-3 Học máy 14 Hình 2-4 Sự khác Machine Learning Deep Learning 15 Hình 2-5 Cấu trúc nơ ron sinh học 15 Hình 2-6 Mơ hình perceptron 16 Hình 2-7 Đồ thị hàm Sigmoid 16 Hình 2-8 Biểu diễn mạng nơ ron nhân tạo 17 Hình 2-9 Kiến trúc mạng nơ ron 18 Hình 2-10 Cấu trúc nơ ron với tầng ẩn 18 Hình 3-1 Vùng phủ tín hiệu, đa đường, đặc tính kênh vơ tuyến cho môi trường đô thị mô Wireless Insite 22 Hình 3-2 Mơ lan truyền tịa nhà 23 Hình 3-3 Thêm liệu địa hình định dạng DRG 25 Hình 3-4 Khu vực Keangnam, Mễ Trì 26 Hình 3-5 Các tham số tính chất vật liệu 27 Hình 3-6 Mơ hình khu vực Keangnam, Hà Nội 28 Hình 3-7 Huấn luyện lần 33 Hình 3-8 Kết dự đoán Hồi quy tốt tập liệu LOS 33 Hình 3-9 Kết dự đoán Hồi quy tốt tập liệu NLOS 41 iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1-1 Tiêu chuẩn mạng 5G [2] Bảng 3-1 Kịch mô 28 Bảng 3-2 Kết xây dựng mơ hình mạng Nơ ron cho tập liệu LOS 35 Bảng 3-3 Kết xây dựng mơ hình mạng Nơ ron cho tập liệu NLOS 42 Bảng 3-4 Kết xây dựng mơ hình mạng Nơ ron cho tập liệu LOS 47 Bảng 3-5 Kết xây dựng mô hình mạng Nơ ron cho tập liệu NLOS 52 Bảng 3-6 Kết xây dựng mơ hình mạng Nơ ron cho tập liệu LOS 58 Bảng 3-7 Kết xây dựng mơ hình mạng Nơ ron cho tập liệu NLOS 64 Bảng 3-8 Kết xây dựng mơ hình mạng Nơ ron cho tập liệu LOS 70 Bảng 3-9 Kết xây dựng mô hình mạng Nơ ron cho tập liệu NLOS 76 v CHƯƠNG GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG DẢI SÓNG MILIMET 1.1 Giới thiệu băng tần milimet hệ thống thông tin di động 1.1.1 Xu hướng phát triển công nghệ dịch vụ thông tin di động Sự thiếu hụt băng tần mà truyền thông không dây gặp phải thúc đẩy việc sử dụng băng tần millimeter (mmWave) Theo số liệu báo cáo nhà mạng di động SK Telecom (Hàn Quốc) Hội thảo chuyên đề công nghệ thông tin di động 4G 5G tổ chức thành phố Hà Nội vào cuối tháng 6/2017 cho thấy: Lượng thuê bao 4G nhà mạng vượt qua lượng thuê bao 3G thuê bao 4G gấp lần số thuê bao 3G SK Telecom ghi nhận tăng đột biến lưu lượng liệu 4G, lên tới 227% vào thời điểm tháng 3/2017 so với kỳ năm 2015 (Hình 1-1) Tại số quốc gia phát triển đưa vào sử dụng công nghệ mạng 4G LTE có tốc độ cao chuẩn mạng 3G nhiều Mạng 4G hỗ trợ dịch vụ tương tự 3G có tốc độ tải xuống (download) lên đến 100 Mb/giây Thêm vào đó, mạng 4G có băng thơng rộng hỗ trợ chức quản lý chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service), ứng dụng truy cập mạng không dây băng tần rộng (Wireless Broadband Access), tin nhắn đa phương tiện MMS (Multimedia Messaging Service), truyền hình trực tuyến độ phân giải cao (HDTV), DVB (Digital Video Broadcasting) dịch vụ cần đến băng thông rộng khác Mạng công nghệ 4,5G triển khai nhằm cung cấp cho người dùng video độ phân giải ultra HD, công nghệ 3D holographic Tương tự chuyển đổi từ 3G lên 4G, công nghệ 4,5G có tốc độ nhanh hơn, độ trễ thấp tính ưu việt so với cơng nghệ 4G Nó mở hội khai thác doanh thu cho nhà mạng băng rộng di động trở nên ngày mạnh mẽ hiệu 40 1.96E+03 -9.16E+02 1.5 3566.79 129.43 1.94E+03 -7.39E+02 1.5 3745.21 129.41 1.06E+03 -3.09E+02 1.5 4725.95 107.59 6.27E+02 -2.56E+02 1.5 5159.72 133.55 3.12E+02 -2.45E+01 1.5 5550.91 125.28 4.15E+02 6.81E+00 1.5 5658.78 129.62 1.80E+02 -1.45E+02 1.5 5938.35 129.41 5.42E+02 -5.25E+02 1.5 6462.64 135.98 5.44E+02 -6.58E+02 1.5 6595.99 122.69 6.49E+02 -7.45E+02 1.5 6732.6 111.79 7.51E+02 -5.95E+02 1.5 6913.47 111.29 8.24E+02 -5.50E+02 1.5 6999.87 106.74 9.13E+02 -5.33E+02 1.5 7090 103.93 1.11E+03 -5.30E+02 1.5 7282.62 110.2 1.15E+03 -5.29E+02 1.5 7327.07 108 1.18E+03 -5.29E+02 1.5 7356.71 105.79 1.23E+03 -6.02E+02 1.5 7443.11 109.01 1.26E+03 -6.61E+02 1.5 7509.37 109.62 1.30E+03 -8.23E+02 1.5 7678.31 110.7 128.86 0.57 99.56 124.5 4.91 96.2 112.09 -4.5 95.82 127.34 6.21 95.35 131.8 -6.52 94.8 130.41 -0.79 99.39 133.11 -3.7 97.14 124.34 11.64 91.44 119.19 3.5 97.15 113.26 -1.47 98.68 112.11 -0.82 99.27 110.59 -3.85 96.39 108.9 -4.97 95.22 107.66 2.54 97.7 107.8 0.2 99.81 107.99 -2.2 97.92 108.78 0.23 99.79 109.88 -0.26 99.77 115.13 -4.43 95.99 81 1.17E+03 -9.29E+02 1.5 7847.26 111.77 1.05E+03 -9.90E+02 1.5 7979.79 112.49 8.76E+02 -1.01E+03 1.5 8158.21 113.2 7.71E+02 -9.36E+02 1.5 8285.67 116.02 7.68E+02 -7.73E+02 1.5 8448.66 107.42 6.96E+02 -8.63E+02 1.5 8564.39 109.88 6.51E+02 -8.64E+02 1.5 8608.84 111.37 5.32E+02 -8.36E+02 1.5 8731.03 114.7 4.13E+02 -7.93E+02 1.5 8857.62 114.85 8.93E+02 -1.11E+03 1.5 9433.02 125.84 9.08E+02 -1.14E+03 1.5 9466.15 123.15 1.01E+03 -1.21E+03 1.5 9593.62 129.01 1.13E+03 -1.14E+03 1.5 9733.4 129.18 1.25E+03 -1.09E+03 1.5 9860 113.47 1.32E+03 -9.56E+02 1.5 10012.55 127.36 1.80E+03 -6.82E+02 1.5 10569.53 130.71 1.80E+03 -5.48E+02 1.5 10702.89 126.66 1.71E+03 -4.31E+02 1.5 10851.06 126.74 1.68E+03 -2.54E+02 1.5 11031.32 126.83 114.56 -2.79 97.51 114.61 -2.12 98.11 114.76 -1.56 98.62 112.92 3.1 97.33 110.49 -3.07 97.14 112.53 -2.65 97.59 113.34 -1.97 98.23 115.95 -1.25 98.91 120.51 -5.66 95.07 120.75 5.09 95.95 122.33 0.82 99.34 125.95 3.06 97.63 125.32 3.86 97.01 127.37 -13.9 87.75 124.79 2.57 97.98 133.67 -2.96 97.73 130.62 -3.96 96.87 126.95 -0.21 99.84 124.77 2.06 98.37 81 1.59E+03 -1.67E+02 1.5 11157.05 128.68 1.47E+03 -9.45E+01 1.5 11296.83 130.54 1.26E+03 -1.13E+02 1.5 11504.8 113.64 1.17E+03 -2.33E+02 1.5 11652.97 112.3 1.10E+03 -1.45E+02 1.5 11768.7 116.1 1.01E+03 -4.27E+01 1.5 11905.31 119.91 8.91E+02 -8.91E+01 1.5 12031.91 120.13 8.48E+02 -2.08E+02 1.5 12158.51 120.35 9.52E+02 -2.21E+02 1.5 12263.28 118.82 1.25E+03 -4.54E+02 1.5 12642.79 109.98 1.13E+03 -4.26E+02 1.5 12764.97 117.93 1.43E+03 -7.17E+02 1.5 13184.07 125.08 4.70E+02 -6.44E+02 1.5 14151.28 131.94 3.37E+02 -6.76E+02 1.5 14287.89 126.68 5.94E+02 -9.68E+02 1.5 14676.83 124.28 3.85E+02 -8.83E+02 1.5 14902.52 119.41 6.12E+02 -1.16E+03 1.5 15261.21 117.42 9.10E+02 -1.27E+03 1.5 15580.38 134.93 1.00E+03 -1.32E+03 1.5 15679.78 124.13 122.13 6.55 94.91 119.73 10.81 91.72 117.49 -3.85 96.61 114.82 -2.52 97.76 119.07 -2.97 97.44 123.71 -3.8 96.83 124.98 -4.85 95.97 123.87 -3.52 97.07 121 -2.18 98.17 113.22 -3.24 97.06 113.08 4.85 95.88 120.46 4.62 96.31 126.64 5.3 95.98 132.38 -5.7 95.5 118.25 6.03 95.15 124.47 -5.06 95.76 122.28 -4.86 95.86 126.79 8.14 93.97 128.72 -4.59 96.3 81 1.15E+03 -1.33E+03 1.5 15828.69 128.22 1.18E+03 -1.27E+03 1.5 15894.95 131.78 1.25E+03 -1.27E+03 1.5 15969.04 130.41 1.37E+03 -1.09E+03 1.5 16182.74 115.15 1.41E+03 -1.12E+03 1.5 16236.16 132.8 7.53E+02 -7.14E+02 1.5 17008.93 112.11 6.63E+02 -6.71E+02 1.5 17108.33 109.3 6.62E+02 -6.12E+02 1.5 17167.6 123.71 6.61E+02 -5.37E+02 1.5 17241.69 126.07 7.04E+02 -4.63E+02 1.5 17328.08 128.43 7.78E+02 -4.32E+02 1.5 17407.88 130.67 6.29E+02 -4.19E+02 1.5 17556.79 121.66 8.81E+02 -4.15E+02 1.5 17808.68 112.65 9.39E+02 -3.40E+02 1.5 17903.56 112.95 9.84E+02 -3.54E+02 1.5 17950.41 108.33 1.03E+03 -3.68E+02 1.5 17997.27 110.41 7.32E+02 -3.44E+02 1.5 18295.09 128.42 8.35E+02 -3.27E+02 1.5 18399.87 137.5 5.55E+02 -4.06E+02 1.5 18690.98 135.3 129.99 -1.77 98.62 129.13 2.65 97.99 130.01 0.4 99.69 127.22 -12.07 89.52 129.39 3.41 97.44 115.16 -3.05 97.28 117.63 -8.33 92.38 119.07 4.64 96.25 121.68 4.39 96.52 122.97 5.46 95.75 121.15 9.52 92.71 128.15 -6.49 94.66 117.71 -5.06 95.51 118.36 -5.41 95.21 116.34 -8.01 92.6 114.71 -4.3 96.11 126.65 1.77 98.62 122.87 14.63 89.36 130.7 4.6 96.6 81 4.52E+02 -4.82E+02 1.5 18818.44 133.1 4.39E+02 -5.56E+02 1.5 18893.99 130.27 4.26E+02 -6.90E+02 1.5 19028.17 117.23 5.76E+02 -7.76E+02 1.5 19200.97 113.14 7.73E+02 -1.02E+03 1.5 19518.07 111.16 7.12E+02 -9.66E+02 1.5 19601.89 117 5.34E+02 -9.10E+02 1.5 19789.31 117.43 4.89E+02 -9.11E+02 1.5 19833.77 121.97 5.02E+02 -7.92E+02 1.5 19953.23 116.84 5.16E+02 -7.62E+02 1.5 19986.36 115.83 131.52 1.58 98.81 129.25 1.02 99.21 124.4 -7.17 93.88 117.32 -4.18 96.3 114.87 -3.71 96.66 114.74 2.26 98.07 116.92 0.51 99.57 117.74 4.23 96.53 118.33 -1.49 98.72 118.4 -2.57 97.78 Trung bình 96.62 81  Tập liệu NLOS Bảng 3-9 Kết xây dựng mơ hình mạng Nơ ron cho tập liệu NLOS X(m) Y(m) Z(m) Khoảng cách(m) -5.45E-05 -2.47E-04 1.5 121.59 1.04E+02 -2.79E+01 1.5 107.87 125.2 -8.99E+01 5.78E+01 1.5 320.02 125.15 -4.15E+01 -1.79E+02 1.5 561.23 125.11 -3.67E+01 -4.75E+02 1.5 857.57 128.73 -2.01E+01 -5.78E+02 1.5 962.35 127.02 9.72E+00 -5.93E+02 1.5 995.48 130.65 1.56E+02 -5.01E+02 1.5 1168.28 119.48 2.88E+02 -4.10E+02 1.5 1328.55 163.72 5.97E+02 -2.42E+02 1.5 1679.82 132.88 5.20E+02 -9.52E+01 1.5 1845.48 133.38 3.71E+02 -2.36E+01 1.5 2011.14 123.4 2.39E+02 -1.29E+02 1.5 2180.08 126.87 1.36E+02 -1.90E+02 1.5 2299.54 129.96 -2.45E+02 -4.04E+02 1.5 2737.09 128.08 Suy hao mô (dB) Suy hao dự đoán (dB) 124.79 -3.2 97.37 125.33 -0.13 99.9 125.64 -0.49 99.61 123.12 1.99 98.41 124.94 3.79 97.05 126.83 0.19 99.85 128.68 1.97 98.49 135.35 -15.87 86.72 139.35 24.37 85.11 140.24 -7.36 94.46 132.66 0.72 99.46 130.24 -6.84 94.46 130.36 -3.49 97.25 127.65 2.31 98.22 115.79 12.29 90.4 Lỗi Độ xác (%) 81 -2.74E+02 -4.49E+02 1.5 2790.52 122.9 -4.22E+02 -4.66E+02 1.5 2939.43 121.53 -4.69E+02 -3.34E+02 1.5 3080 113.09 -5.92E+02 -3.94E+01 1.5 3399.17 113.96 -5.93E+02 3.47E+01 1.5 3473.25 109.86 -8.32E+02 1.35E+02 1.5 3732.03 128.86 -8.95E+02 3.56E+02 1.5 3962.05 127.68 -9.26E+02 4.44E+02 1.5 4055.76 126.5 -9.13E+02 5.63E+02 1.5 4175.23 124.42 -7.08E+02 6.85E+02 1.5 4414.15 126.04 -6.36E+02 8.19E+02 1.5 4566.7 131.4 -5.18E+02 8.81E+02 1.5 4699.23 131.24 -3.57E+02 9.87E+02 1.5 4892.42 131.08 -1.95E+02 1.05E+03 1.5 5065.85 139.15 -1.78E+02 9.31E+02 1.5 5185.31 144.66 -8.74E+01 8.14E+02 1.5 5333.49 127.78 -7.07E+01 6.95E+02 1.5 5452.95 126.39 3.35E+01 6.67E+02 1.5 5560.82 131.3 2.24E+02 7.74E+02 1.5 5779.59 136.2 115.51 7.39 93.99 113.92 7.61 93.73 113.3 -0.21 99.81 116.94 -2.98 97.39 120.13 -10.27 90.65 128.71 0.15 99.88 129.14 -1.46 98.86 125.8 0.7 99.45 124.86 -0.44 99.65 135.27 -9.23 92.68 134.91 -3.51 97.33 137.16 -5.92 95.49 138.18 -7.1 94.58 138.57 0.58 99.58 139.46 5.2 96.41 136.6 -8.82 93.09 131.5 -5.11 95.95 127.26 4.04 96.92 126.45 9.75 92.84 81 1.77E+02 9.66E+02 1.5 5977.28 131.76 -1.77E+01 1.08E+03 1.5 6203.46 127.31 -1.92E+01 1.17E+03 1.5 6292.36 132.78 2.20E+02 1.03E+03 1.5 6571.93 127.83 3.42E+02 8.50E+02 1.5 6785.63 122.87 4.78E+02 6.45E+02 1.5 7032.24 126.21 5.85E+02 4.99E+02 1.5 7213.1 161.03 7.50E+02 3.53E+02 1.5 7433.38 152.87 7.67E+02 2.35E+02 1.5 7552.84 135.71 7.70E+02 4.23E+01 1.5 7745.46 131.45 7.28E+02 -1.07E+02 1.5 7900.16 136.89 4.05E+02 -3.19E+02 1.5 8286.55 131.18 4.08E+02 -4.82E+02 1.5 8449.54 129.8 3.07E+02 -6.17E+02 1.5 8618.48 127 2.70E+01 -7.41E+02 1.5 8923.94 126.54 -1.52E+02 -6.69E+02 1.5 9116.57 132.94 -5.07E+02 1.70E+02 1.5 10027.32 110.77 -4.03E+02 2.01E+02 1.5 10135.19 111.18 -2.73E+02 3.51E+02 1.5 10334.53 108.41 131.26 0.5 99.62 133.93 -6.62 94.8 132.96 -0.18 99.86 132.26 -4.43 96.54 128.78 -5.91 95.19 137.25 -11.04 91.25 144.47 16.56 89.72 150.01 2.86 98.13 146.04 -10.33 92.39 138.65 -7.2 94.52 133.34 3.55 97.41 120.32 10.86 91.72 126.93 2.87 97.79 131.76 -4.76 96.25 134.16 -7.62 93.98 128.35 4.59 96.55 123.69 -12.92 88.34 119.75 -8.57 92.29 117.68 -9.27 91.45 81 -2.15E+02 4.41E+02 1.5 10441.38 118.13 -3.50E+02 5.72E+02 1.5 10629.98 121.33 -3.80E+02 5.72E+02 1.5 10659.61 119.5 -3.78E+02 4.53E+02 1.5 10778.15 117.65 -4.52E+02 4.67E+02 1.5 10853.7 115.8 -6.30E+02 4.34E+02 1.5 11033.96 133.4 -6.28E+02 3.16E+02 1.5 11152.5 140.31 -7.46E+02 3.14E+02 1.5 11271.04 147.23 -8.19E+02 2.38E+02 1.5 11375.81 176.29 -9.51E+02 1.33E+02 1.5 11544.75 123.76 -8.29E+02 -4.32E+01 1.5 11758.45 122.11 -1.19E+03 3.51E+02 1.5 12293.72 131.77 -1.27E+03 6.31E+02 1.5 12584.83 134.68 -1.15E+03 7.37E+02 1.5 12742.34 125.72 -7.86E+02 9.50E+02 1.5 13166.9 131.13 -5.25E+02 1.28E+03 1.5 13588.09 127.7 -2.89E+02 1.33E+03 1.5 13829.3 133.94 -5.15E+01 1.33E+03 1.5 14066.37 136.69 2.91E+02 1.21E+03 1.5 14432.33 140.65 117.2 0.93 99.21 124.97 -3.64 97 126.83 -7.33 93.86 123.14 -5.49 95.34 128.43 -12.63 89.09 142.03 -8.63 93.53 136.33 3.98 97.17 145.69 1.54 98.95 145.87 30.42 82.74 142.15 -18.39 85.14 124.79 -2.68 97.8 136.55 -4.78 96.37 127.45 7.23 94.63 129.76 -4.04 96.78 134.16 -3.03 97.69 125.27 2.43 98.1 131.63 2.31 98.27 141.87 -5.18 96.21 136.83 3.82 97.28 81 6.52E+02 9.00E+02 1.5 14904.86 150.22 8.03E+02 7.10E+02 1.5 15147.88 130.12 8.67E+02 4.59E+02 1.5 15406.65 135.48 1.00E+03 1.94E+02 1.5 15704.85 140.84 9.93E+02 1.63E+01 1.5 15883.27 134.58 4.27E+02 1.40E+02 1.5 16461.9 124.51 3.94E+02 3.62E+02 1.5 16686.13 139.83 2.87E+02 5.53E+02 1.5 16904.9 125.98 9.33E+01 6.39E+02 1.5 17117.05 124.46 -8.14E+01 4.43E+02 1.5 17379.2 113.79 -7.80E+02 -3.54E+02 1.5 18438.71 119.83 -5.55E+02 -5.13E+02 1.5 18714.32 119.17 -3.28E+02 -7.76E+02 1.5 19061.5 125.69 -2.17E+02 -1.20E+03 1.5 19503.54 133.23 1.70E+02 -1.33E+03 1.5 19911.22 131.67 3.77E+02 -1.28E+03 1.5 20123.37 137.76 6.39E+02 -1.03E+03 1.5 20490.23 131.73 7.40E+02 -8.33E+02 1.5 20709 141.08 8.41E+02 -6.53E+02 1.5 20914.85 130.31 134.42 15.8 89.48 138.42 -8.3 93.62 136.22 -0.74 99.45 137.21 3.63 97.42 134.36 0.22 99.84 124.83 -0.32 99.74 125.98 13.85 90.1 124.59 1.39 98.89 122.56 1.9 98.48 120.94 -7.15 93.72 118.81 1.02 99.15 122.34 -3.17 97.34 126.51 -0.82 99.35 134.56 -1.33 99 133.29 -1.62 98.77 132.13 5.63 95.92 132.15 -0.42 99.68 132.81 8.27 94.14 133.83 -3.52 97.3 81 1.00E+03 -4.73E+02 1.5 21156.06 137.89 5.91E+02 -8.20E+02 1.5 21692.96 131.72 5.18E+02 -8.81E+02 1.5 21787.84 132.31 -8.79E+01 -9.65E+02 1.5 22399.85 126.08 -2.51E+02 -9.67E+02 1.5 22562.84 127.51 -6.10E+02 -7.81E+02 1.5 22967.27 127.95 -9.11E+02 -4.74E+02 1.5 23396.97 127.41 -9.16E+02 -1.63E+02 1.5 23708.13 137.6 -1.12E+03 -7.77E+01 1.5 23933.82 116.61 135.46 2.43 98.24 133.05 -1.33 98.99 132.84 -0.53 99.6 131.47 -5.39 95.73 131.49 -3.98 96.88 128.13 -0.18 99.86 120.79 6.62 94.8 128.87 8.73 93.66 119.97 -3.36 97.12 Trung bình 95.84 81  Tập liệu NLOS Bảng 3-9 cho thấy có số điểm có giá trị chênh lệch giá trị suy hao mô thực tế giá trị suy hao dự đốn lớn, có điểm liệu có giá trị error đến gần 20 dB nên Độ xác 90% Lí tập NLOS có nhiều điểm nằm ngồi điểm ngoại suy, tạo nên sai khác lớn giá trị dự đốn giá trị mơ thực tế Tuy nhiên, Độ xác trung bình mơ hình 95,84% Giá trị cao, chứng tỏ kết dự đoán mơ hình sát với giá trị mơ thực tế Nhận xét: - Có nhiều điểm liệu cho kết dự đoán sai khác lớn so với giá trị thực tế, đặc biệt tập NLOS Điều thiếu kinh nghiệm việc lựa chọn điểm thu hạn chế công cụ mô phỏng, tạo nên nhiều điểm nằm ngoại suy phạm vi đo lường - Mơ hình mạng Nơ ron cho kết tính tốn Độ xác tất tập liệu kịch khác cao 95 %, chứng tỏ kết Pathloss dự đoán gần sát với kết pathloss mô thực tế điểm liệu, kết tối ưu mơ hình đạt - Việc lựa chọn Regression quan trọng phải thực liên tục đến mơ hình đạt giá trị dự đoán phù hợp Việc lựa chọn regression dựa vào tham số R quan sát đồ thị tập huấn luyện, tập thẩm định tập kiểm thử, tham số R lớn mơ hình huấn luyện cho kết sát với thực tế - Vì mơ hình đơn giản, tập liệu có tập đầu vào (input) có tập đích (Target) huấn luyện cần chọn số lớp (Layer) lớp ẩn (Hidden layers) nhỏ để giảm bớt phức tạp q trình tính tốn 3.3 Kết luận chương Chương đưa kết ước lượng suy hao truyền sóng việc sử dụng mạng nơ ron học sâu Mục 3.1 trình xây dựng mơ hình mơ mơi trường truyền sóng phần mềm Wireless Insite Ở tác giả thiết lập tham số cho môi trường mô sát với điều kiện thực tế nhất, từ sau mơ phần mềm cho kết đáng tin cậy Tác giả thực kịch khác thay đổi tần số phát 28 GHz, 38 GHz, thay đổi chiều cao công 44 suất phát anten Nguồn liệu thu sử dụng cho việc dự đoán suy hao truyền sóng mạng nơ ron thuật tốn học sâu mục 3.2 Tiếp theo, mục 3.2 luận văn ứng dụng mạng nơ ron học sâu để đưa dự đoán suy hao suy sóng điểm Kết dự đốn thuật tốn học sâu cho độ xác cao, tất 95 % Điều chứng tỏ độ tin cậy kết dự đoán suy hao mạng nơ ron 45 KẾT LUẬN CHUNG Kết luận Luận văn “Thuật toán học sâu ứng dụng ước lượng suy hao truyền sóng” giới thiệu tổng quan hệ thống thơng tin di động dải sóng milimet Ngồi ra, luận văn thực thành cơng việc nghiên cứu, đề xuất việc ứng dụng mạng nơ ron thuật toán học sâu để ước lượng suy hao truyền sóng dải tần 28 GHz, 38 GHz khu vực Keangnam, Hà Nội Với kết ước lượng suy hao truyền sóng dải tần 28 GHz, 38 GHz với kịch khác thay đổi chiều cao cơng suất máy phát tìm mạng nơ ron cho độ xác cao, chứng tỏ kết ước lượng có độ tin cậy cao sát với thực tế Hướng phát triển Từ kết thu luận văn, tương lai nghiên cứu thêm nhiều kỹ thuật xử lý liệu dựa vào trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence) học sâu (Deep Learning) cho tốn suy hao mơ hình truyền sóng dải sóng milimet 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ thông tin truyền thông Cục tần số vô tuyến điện “Công nghệ thông tin động 5G: Tầm nhìn dần thực hóa” 25/7/2017.Gordon E.Peterson and Harold L.Barney (1952), “control method used in a study of the vowels” [2] https://quantrimang.com/tim-hieu-ve-mang-5g-nen-tang-di-dong-tuonglai-115356 [3] Slide “Millimeter Wave Wireless Communications for 5G Cellular It will work” T.S Rappaport/NYU Wireless/New York University.K K Paliwal (1998), speech “Spectral recognition”, Subband Proceedings Centroids of the 1998 Features IEEE for International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing [4] Azar, Y., Wong, G N., Wang, K., Mayzus, R., Schulz, J K., Zhao, H., Gutierrez, F., Hwang, D., Rappaport, T S., “28 GHz Propagation Measurements for Outdoor Cellular Communications Using Steerable Beam Antennas in New York City”, to appear in the 2013 IEEE International Conference on Communications (ICC), June 9∼13, 2013 [5] The 5G candidate waveform race: a comparison of complexity and performance Gerzaguet et al EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking (2017) 2017:13 [6] Millimeter-Wave Enhanced Local Area Systems: A High-Data-Rate Approach for Future Wireless Networks; Amitava Ghosh, Senior Member, IEEE, Timothy A Thomas, Member, IEEE, Mark C Cudak, Member, IEEE, Rapeepat Ratasuk, Prakash Moorut, Member, IEEE, Frederick W Vook, Senior Member, IEEE, Theodore S Rappaport, Fellow, IEEE, George R MacCartney, Jr., Student Member,IEEE, Shu Sun, Student Member, IEEE, and Shuai Nie, Student Member,IEEE 47 ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Thuật toán học sâu ứng dụng ước lượng suy hao truyền sóng PHẠM QUANG HUY Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Giảng viên hướng... Quang Huy Đề tài luận văn: Thuật toán học sâu ứng dụng ước lượng suy hao truyền sóng Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số SV: CA180260 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn... thức tiến hành xử lý tín hiệu 40 CHƯƠNG KẾT QUẢ ƯỚC LƯỢNG SUY HAO TRUYỀN SĨNG BẰNG THUẬT TỐN HỌC SÂU (DEEP LEARNING) 3.1 Mơ hình suy hao truyền sóng dải tần 28 GHz 38 GHz khu vực Keangnam, Hà