5. Phương pháp nghiên cứu
2.6.2 Các thành phần của quản lý chùm tia
- Quét tia: Quét tia được sử dụng trong quá trình truy cập ban đầu của UE để chọn tia tốt nhất.
47
Một gNB truyền chùm tia theo mọi hướng trong một chùm với những khoảng thời gian xác định đều đặn. Bất cứ khi nào một UE đồng bộ hóa với mạng, nó sẽ đọc khối tín hiệu đồng bộ hóa (SSB) và trích xuất thông tin sau:
+ Tín hiệu đồng bộ chính (PSS). + Tín hiệu đồng bộ thứ cấp (SSS).
+ Kênh quảng bá vật lý (PBCH) và tín hiệu tham chiếu giải điều chế (DMRS). + Một khối SS duy nhất trải dài bốn ký hiệu OFDM theo thời gian và 240 sóng mang con về tần số (20 khối tài nguyên). Mỗi khối SS tương ứng với một chùm tia cụ thể, được định dạng chùm theo một hướng khác nhau. Một nhóm các khối SS tạo thành một tập hợp liên tục SS kéo dài một cửa sổ 5ms. Cụm SS được lặp lại định kỳ với khoảng thời gian 20 ms. Trong Hình 2.22, một nhóm tám khối SS tạo thành một tập hợp cụm SS, tương ứng với FR 1 (3 đến 7,125 GHz) trong Bảng 2.2
48
Số lượng khối SS tối đa trong bộ cụm SS phụ thuộc vào dải tần hoạt động, như thể hiện trong Bảng 2.2
Bảng 2.2: các khối SS cho các tần số
Dải tần số Khối SS trên mỗi tập hợp cụm SS FR1- lên đến 3GHz 4
FR1- từ 3 đến 7.125 GHz 8
FR2- Sóng mm 64
- Đo lường và xác định chùm tia: UE đo cường độ chùm tia bằng cách đo công suất tín hiệu nhận được.
Ở chế độ nhàn rỗi, nó dựa trên các tín hiệu đồng bộ hóa và ở chế độ kết nối, nó dựa trên tín hiệu tham chiếu thông tin trạng thái kênh (CSI-RS) ở đường xuống và tín hiệu tham chiếu âm thanh (SRS) ở đường lên. UE tìm kiếm chùm tia tốt nhất theo định kỳ bằng cách sử dụng các tiêu chí ngưỡng được xác định trước do gNB xác định và xác định chùm tia có công suất nhận tín hiệu tham chiếu cao nhất (RSRP).
- Báo cáo chùm: Chùm tốt nhất do UE xác định được thông báo cho gNB; điều này được gọi là báo cáo chùm.
Kênh truy cập ngẫu nhiên (RACH) là kênh đường lên được sử dụng trong quá trình truy cập ban đầu hoặc khi thiết bị di động không đồng bộ với mạng và cần thiết lập đồng bộ hóa. Ở chế độ nhàn rỗi, sau khi UE chọn chùm, có một hoặc nhiều khoảng RACH cho UE với một khoảng thời gian và tần số nhất định, nó sẽ truyền phần mở đầu RACH. UE truyền phần mở đầu RACH vật lý (PRACH) tương ứng với khối SS mà chùm tốt nhất được xác định. Có một ánh xạ 1-1 giữa khối SS nhận được và phần mở đầu RACH được truyền. Đây là một cách để UE báo cáo chùm tia tốt nhất đến gNB.
Mạng cấu hình UE để thực hiện các phép đo nhất định và báo cáo chúng theo khoảng thời gian được định cấu hình trước; quá trình này được gọi là báo cáo đo lường.
49
Trong chế độ kết nối, khi UE đã được kết nối với gNB và quá trình truyền dữ liệu đang diễn ra, nó sẽ báo cáo chùm tia thông qua một báo cáo đo lường cho gNB.
- Phục hồi tia: Trong trường hợp hỏng chùm tia do điều kiện kênh kém, quá trình khôi phục chùm tia được kích hoạt để lấy lại chùm tia mới. UE giám sát tín hiệu tham chiếu và xác định sự cố chùm tia khi các điều kiện kích hoạt sự cố được đáp ứng.
UE chọn chùm tốt nhất tiếp theo để gửi trong phần mở đầu truy cập ngẫu nhiên (RA) khi lỗi chùm xảy ra. Nếu lần thử RA đầu tiên không thành công, nó sẽ quét sang một chùm khác cho một quy trình RA khác. Phần mở đầu RA được gửi trong PRACH. Cuối cùng, UE nhận được phân bổ tài nguyên đường xuống và cấp đường lên trên kênh điều khiển đường xuống vật lý (PDCCH).
- Chuyển mạch chùm tia: Chuyển từ chùm tia này sang chùm tia khác cũng có thể được gọi là tính di động trong tế bào hoặc tính di động mức chùm. Chuyển mạch chùm dựa trên điều kiện kích hoạt cho chùm và thuật toán chuyển đổi chùm được cấu hình. Điều này có thể áp dụng khi UE ở chế độ kết nối và có thể được thực hiện thông qua các thủ tục L1 / L2. Mặt khác, chuyển giao là để di chuyển giữa các ô và là một thủ tục L3.
2.7 Kết luận chương
Hoạt động ở mmWave, nó đã chỉ ra rằng định dạng chùm tia có thể cho phép thực hiện số lượng lớn các ăng ten trong một mảng nhỏ hơn. Số lượng phần tử ăng ten khổng lồ này làm tăng định hướng của mẫu chùm tia, có thể được sử dụng để bù suy hao đường truyền cao trong hệ thống 5G mmWave. Ngoài ra, nó cho phép nhiều mức độ tự do hơn vì chùm tia hẹp hơn có thể được hình thành từ BS đến UE để đảm bảo thông lượng và hiệu quả đặc điểm tối đa. Nó đã được chỉ ra rằng kỹ thuật tạo chùm tia cùng với các công nghệ MIMO khác có thể cung cấp sự đa dạng về không gian cũng như chống lại sự mờ dần do lan truyền đa đường.
Về độ lợi mảng và độ lợi phân tập, định dạng chùm có thể cung cấp SNR tốt hơn ở máy thu và giảm BER như một chức năng của SNR. Các bộ định dạng chùm tia khác
50
nhau có thể ngăn chặn thành công sự can thiệp theo hướng không mong muốn bằng cách lái các luồng không về phía chúng. Beamforming giúp bảo tồn năng lượng ở BS không chỉ ở chế độ hoạt động mà còn ở chế độ ngủ so với các kỹ thuật khác. Nó đã được chỉ ra rằng định dạng chùm cũng có thể giải quyết vấn đề bí mật trong giao tiếp không dây. Thay đổi độ rộng chùm tia của máy thu, có thể kiểm soát độ lan truyền Doppler tối đa. Bằng cách nâng cao điểm chuẩn hệ thống khác nhau như vậy, định dạng chùm tia cuối cùng làm tăng tốc độ dữ liệu và hiệu quả phổ của hệ thống. Xem xét tất cả các lợi ích liên quan đến định dạng chùm, có thể nói rằng định dạng chùm là một lựa chọn triển khai tối ưu cho 5G cả ở chế độ SA và NSA.
51
CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA KỸ THUẬT TẠO BÚP SÓNG
Trong chương này sẽ trình bày kết quả đánh giá hiệu quả khi sử dụng phương pháp tạo chùm tia trong hệ thống truyền thông không dây thông qua mô phỏng.