5. Phương pháp nghiên cứu
1.3 Kết luận chương
Chương này đã trình bày được các nội dung tổng quan về sự phát triển của mạng thông tin di động, tiếp theo là kiến trúc của mạng 5G, kỹ thuật truyền dẫn và mạng lõi nano trong mạng di động 5G. qua đó đã cung cấp được một cách nhìn tổng thể về các thế hệ quá trình hình thành phát triển của các thế hệ mạng thông tin di động, quá trình
26
tiến hóa của mạng di động trong việc cung cấp, đáp ứng nhu cầu về dịch vụ của người dùng. Làm rõ các đặc điểm và kỹ thuật cơ bản áp dụng vào mạng di động
Đối với mạng 5G đã được trình bày đầy đủ đầy đủ các loại hình kiến trúc mạng cơ bản được đề xuất trong 3GPP để cung cấp các lựa chọn linh hoạt để triển khai mạng 5G. Đồng thời chương này cũng trình một cách cơ bản những kỹ thuật về truyền dẫn và mạng lõi ứng dụng công nghệ nano của mạng 5G.
27
CHƯƠNG II. KỸ THUẬT ĐỊNH HƯỚNG ĐA BÚP SÓNG 2.1 Phân loại định hướng đa búp sóng
Kỹ thuật đa búp sóng được sử dụng trong ăng ten thông minh để truyền và nhận tín hiệu. Anten thông minh là các ăng ten mảng với các thuật toán xử lý tín hiệu nhận biết các định danh tín hiệu không gian, chẳng hạn như hướng đến (DOA) của tín hiệu và sử dụng chúng để đánh giá các vectơ định dạng.
Các vectơ này xác định và theo dõi tín hiệu mong muốn được gửi từ các trạm di động. Các kỹ thuật ăng ten thông minh được sử dụng đặc biệt trong xử lý tín hiệu âm thanh, thiên văn vô tuyến và kính thiên văn vô tuyến, radar theo dõi và quét, cũng như trong các hệ thống truyền thông không dây, như W-CDMA, UMTS, LTE và LTE Advanced. Một số phương pháp, như kỹ thuật phân loại nhiều tín hiệu (MUSIC), ước tính các tham số tín hiệu thông qua các kỹ thuật bất biến xoay vòng (ESPRIT) và phương pháp ma trận Butler và các dẫn xuất của nó, đã được xây dựng như một phần của kỹ thuật đa búp sóng để dự đoán DOA của tín hiệu đến và đã được thực hiện thông qua hệ thống ăng ten thông minh. Các phương pháp này sử dụng phổ tần không gian của dải ăng ten và tính toán DOA dựa trên các đỉnh của phổ. Anten thông minh có thể được phân loại thành ba loại: đa dạng, ghép kênh không gian và búp sóng.
Tính đa dạng được sử dụng ở các phía truyền và nhận để giảm fading đa đường và cải thiện độ tin cậy của liên kết, trong khi ghép kênh không gian bao gồm truyền nhiều luồng dữ liệu song song để tăng tốc độ truyền. Một số công trình đã được tiến hành để phân loại kỹ thuật đa búp sóng theo đặc điểm của chúng. Một số nhà khoa học đã phân loại kỹ thuật đa búp sóng theo đặc điểm vật lý của chúng. Các kỹ thuật đa búp sóng được chia thành hai loại chính: búp sóng chuyển đổi và búp sóng thích ứng. Hơn nữa, họ đã phân loại các kỹ thuật thành các loại ăng ten mảng khác nhau: mảng tuyến tính, mảng tròn và mảng hình chữ nhật. Một phân loại khác của kỹ thuật định hướng đa búp sóng
28
dựa trên xử lý tín hiệu, trong đó các nhà nghiên cứu đã phân loại các kỹ thuật này thành dạng búp sóng tương tự, búp sóng kỹ thuật số và dạng búp sóng lai tương tự/số.
Ngoài ra, nhiều thuật toán đã cung cấp những tiến bộ công nghệ để tăng và tối ưu hóa hiệu suất của ăng ten định dạng búp sóng thích ứng. Các thuật toán này có thể được phân thành hai loại chính: thuật toán thích ứng mù và thuật toán thích ứng không mù. Các thuật toán thích ứng không mù đòi hỏi các thông số đã biết về tín hiệu truyền đi, với mục tiêu xác định đường đi có trọng số. Mục tiêu này thường có thể đạt được bằng cách sử dụng tín hiệu huấn luyện được truyền qua liên kết truyền thông đến các thiết bị đầu cuối để hỗ trợ phát hiện người dùng ưa thích. Ngược lại, các thuật toán thích ứng mù không yêu cầu bất kỳ kiến thức thống kê nào được đào tạo; điều này được thể hiện rõ ràng bằng thuật ngữ ‘mù’. Trọng tâm của các thuật toán mù là thiết lập lại một số loại đặc tính vật lý của tín hiệu đường xuống với mục tiêu tối đa hóa tín hiệu đến đầu cuối mong muốn và giảm thiểu nhiễu từ các đầu cuối khác. Một yếu tố khác có thể cải thiện chất lượng dịch vụ của các kỹ thuật định hướng đa búp sóng là chúng có thể được sử dụng cho các dải sóng mm (băng rộng) thay vì các băng tần thông thường (băng tần hẹp), đó là, 900 MHz – 5 MHz. Trong các dải sóng mm, dải ăng ten cực kỳ nhỏ do kích thước của bước sóng và độ rộng búp sóng cực kỳ sắc nét và phạm vi tối đa giữa BS và người dùng là vài trăm mét. Các phân loại này được trình bày trong hình 2.1
29 Tạo chùm tia Định dạng chùm băng hẹp Định dạng chùm băng rộng chuyển đổi chùm tia Tạo chùm thích ứng tạo chùm tia tương tự Định dạng chùm tia kỹ thuật số Ma trận Butler thuật toán tạo dạng chùm thích ứng. thuật toán thích ứng mù Tạo chùm kết hợp LMS RLS SMI CGA CMA LS-CMA LCMV MVDR LMS: bình phương nhỏ nhất. RLS: đệ quy-nhỏ nhất-bình phương. SMI: nghịch đảo ma trận mẫu. CGA: thuật toán gradient liên hợp. CMA: thuật toán mô đun không đổi.
LS-CMA: thuật toán mô đun hằng số bình phương nhỏ nhất. LCMV: phương sai tối thiểu hạn chế tuyến tính.
MVDR: phản hồi không biến dạng phương sai tối thiểu.