5. Phương pháp nghiên cứu
2.5.7 Hiệu suất quang phổ tổng thể
Hiệu quả phổ của hệ thống không dây được định nghĩa là lượng thông tin được cung cấp hoặc người dùng được phục vụ dưới một băng thông nhất định trong mỗi khu vực. Nó thường được biểu thị bằng (bit /s)/Hz. Nếu một hệ thống có tốc độ dữ liệu thực là 15Mbps và băng thông là 2MHz, thì hiệu suất phổ của hệ thống đó được đo như sau
Hiệu suất phổ=Tốc độ dữ liệu (bit/s)/ băng thông (hertz)=15Mbps/2MHz=7.5 bit/s/Hz
Tạo chùm tia cải thiện hiệu quả phổ của kênh giữa BS và UE theo nhiều cách khác nhau như sau:
- Kiểm soát sức mạnh của tín hiệu đường lên và đường xuống dựa trên AoA / DoA.
- Sử dụng thông tin của trình tự đào tạo.
- Cải thiện chất lượng tín hiệu bằng ăng ten định dạng chùm tia bằng cách triệt tiêu nhiễu và do đó cung cấp SNR tốt hơn.
- Hệ thống MIMO với các ăng ten định dạng chùm tại BS có thể cải thiện dung lượng hệ thống và hiệu quả phổ với tiền mã hóa mạch lạc.
- Tốc độ dữ liệu của hệ thống có thể được cải thiện bằng cách định dạng chùm vì tốc độ tải xuống và tải lên phụ thuộc vào độ lợi của ăng ten.
43
Hình 2.20: Phép đo hiệu suất phổ của tạo chùm tia lai
Với các yêu cầu cần thiết được đáp ứng, định dạng chùm có thể hoạt động tốt hơn các kỹ thuật phân tập truyền khác. Beamforming có thể đạt được dung lượng kênh và hiệu suất phổ tối đa trong các điều kiện nhất định như kịch bản chuyển giao của người dùng, trải rộng góc nhỏ hơn và chất lượng phản hồi tốt hơn với tín hiệu tham chiếu thông tin trạng thái kênh (CSI-RS). Một trong những thước đo hệ thống của 5G là hiệu quả quang phổ. Hình 2.20 cho thấy hiệu quả phổ như một hàm của SNR trong trường hợp tạo dạng chùm lai và dạng chùm tối ưu. Trong định dạng chùm tối ưu, các vectơ trọng số được chọn để đạt được hiệu suất tối ưu bằng cách lập đường chéo ma trận kênh. Một mạng bao gồm 64 × 64 MIMO với 4 chuỗi RF cả ở máy phát và máy thu có thể hỗ trợ tối đa 4 luồng dữ liệu. Tần số sóng mang được đặt thành 30 GHz và AoD từ máy phát là 600 góc phương vị và 200 góc nâng. Máy thu có thể thu sóng từ bất kỳ hướng nào. Môi
44
trường tán xạ được xem xét sử dụng 8 cụm và trong mỗi cụm có 10 máy tán xạ với góc trải rộng 6,50. Độ lợi đường đi của mỗi bộ tán xạ được tính toán bằng cách sử dụng phân bố Gauss đối xứng tròn phức tạp. Hiệu suất quang phổ được tính toán trong khoảng SNR là -40: 5: 0. 3 luồng dữ liệu và 50 lần lặp monte-carlo đã được sử dụng cho mô phỏng. Nó có thể được nhìn thấy từ hình 2.20 rằng định dạng chùm lai có thể đạt được hiệu quả phổ gần so với định dạng chùm tối ưu với yêu cầu ít phần cứng hơn.