Nhận xét: Trong Hình 3.8 là kết quả của so sánh SEP trung bình giữa hai bộ tách sóng khác nhau của hệ thống OFDM-IM với các giá trị M khác nhau. Ta thấy rằng, với M=2 thì ML vượt trội hơn đáng kể so với GD với mức tăng khoảng 8dB ở các SNR cao. Trong khi đó, khi M tăng lên 8 hoặc 16, SEP của GD lại gần với giá trị của ML. Đăc biệt khi M=16, khoảng cách hiệu suất giữa hai bộ tách sóng là khơng đáng kể. Ngồi ra hình này cịn xác nhận độ chính xác của các SEP tiệm cận, đặc biệt là ở SNR cao.
3.3. Các tiến bộ gần đây trong OFDM-IM
Khái niệm IM cho OFDM đã thu hút sự chú ý đáng kể từ các nhà nghiên cứu trong thời gian gần đây và nó đã được khảo sát trong một số nghiên cứu mới cập nhật nhằm giải quyết hiệu suất lỗi và phân tích dung lượng, nâng cao và tối ưu hóa OFDM- IM và sự thích ứng của nó với các mơi trường khơng dây khác. Trong phần này, chúng ta hãy cùng xem xét hai đế xuất đầy hứa hẹn của OFDM-IM: hệ thống OFDM-IM tổng quát và MIMO-OFDM-IM.
Lược đồ OFDM-IM tổng quát
Hai cấu trúc OFDM-IM tổng quát đã được đề xuất gần đây bằng cách sửa đổi lược đồ OFDM-IM gốc đó là OFDM-GIM-I và OFDM-GIM-II. Trong lược đồ OFDM-GIM-I, số sóng mang con hoạt động khơng cịn được cố định và nó cũng được xác định theo các bít thơng tin. Xem xét trường hợp N=4, K=2 với điều chế BPSK (M=2), chúng ta sẽ có 𝑙𝑜𝑔2(42) + 2𝑙𝑜𝑔2𝑀 = 4 bít có thể được truyền trên mỗi khối con
OFDM-IM, nghĩa là sẽ có tổng cộng 4x22=16 khối con. Mặt khác, xem xét tất cả các mẫu kích hoạt (K ∈ {0, 1, 2, 3, 4}), điều đó có nghĩa là số lượng sóng mang con hoạt động có thể nhận giá trị từ 0 (tất cả các sóng mang con khơng hoạt động thì K=0) đến 4 (tất cả các sóng mang con hoạt động thì K=4), cũng như xem xét tất cả các giá trị có thể có của các kí hiệu dữ liệu M-ary, có thể thu được tổng cộng ∑ (𝑁
𝐾)𝑀
𝐾 𝑁
𝐾=0 =81 khả năng thực hiện khối con mà 𝑙𝑜𝑔281=6 bít có thể được truyền trên mỗi khối con
OFDM-GIM-I. Do đó, lược đồ OFDM-GIM-I có thể cung cấp sự linh hoạt hơn cho việc lựa chọn các sóng mang con hoạt động và có thể truyền nhiều bít hơn trên mỗi khối con so với OFDM-IM.
Lược đồ OFDM-GIM-II mục đích để cải thiện hơn nữa hiệu suất phổ bằng cách áp dụng IM độc lập cho các thành phần trong pha và vng góc của các kí hiệu dữ liệu phức tạp tương tự như lược đồ QSM. Nói cách khác, một sóng mang con có thể hoạt động cho một thành phần, trong khi nó có thể khơng hoạt động đối với thành phần kia. Xem xét trường hợp N=16, K=10 với điều chế PSK cầu phương (QPSK) (M=4), chúng ta có 𝑙𝑜𝑔 (16) + 10𝑙𝑜𝑔 𝑀 = 32 bít có thể được truyền trên mỗi khối con
OFDM-IM. Mặt khác, lược đồ OFDM-GIM-II cho phép truyền 𝑙𝑜𝑔2((16
10)(√𝑀)𝐾 ×
(16
10) (√𝑀)𝐾) = 44bít trên mỗi khối con, kết quả này cao hơn 37.5% so với OFDM-
IM. Lưu ý rằng, các thành phần trong pha và cầu phương của một kí hiệu M-QAM phức tạp là phần tử của một chòm sao điều chế biên độ xung (PAM), trong đó có thể có tổng cộng (𝑁
𝐾)(√𝑀)𝐾 lần thực hiện cho mỗi thành phần.
Từ SISO-OFDM-IM đến MIMO-OFDM-IM
Những nghiên cứu đầu tiên về OFDM-IM thường tập trung vào các hệ thống SISO điểm-điểm, nó có thể khơng phù hợp với một vài ứng dụng do sự giới hạn về hiệu suất phổ. Gần đây hơn, truyền tải MIMO và các nguyên tắc OFDM-IM được kết hợp để nâng cao hơn nữa hiệu suất phổ và năng lượng của lược đồ OFMD-IM. Cụ thể, máy phát của lược đồ MIMO-OFDM-IM bao gồm các máy phát SISO-OFDM-IM được ghép song song để hoạt động trên các kênh fading chọn lọc tần số 𝑛𝑇× 𝑛𝑅
MIMO. Tại máy thu của lược đồ MIMO-OFDM-IM, các khung OFDM-IM được truyền đồng thời được phân tách và giải điều chế sử dụng phương pháp tách sóng MMSE độ phức tạp thấp và bộ tách sóng dựa trên tính tốn LLR để xem xét số liệu thống kê của các tín hiệu nhận được đã lọc MMSE. Nó cũng đã chứng minh thơng qua các mơ phỏng trên máy tính một điều rằng hiệu suất lỗi của nó đã được cải thiện và thiết kế hệ thống linh hoạt hơn, MIMO-OFDM-IM có thể là một sự thay thế quan trọng cho MIMO-OFDM cổ điển, kĩ thuật mà đã được đưa vào nhiều tiêu chuẩn khơng dây hiện tại.
Hình 3.9: Hiệu suất BER chưa được mã hóa của các lược đồ MIMO-OFDM-IM và
Hình ảnh kết quả cho ba cấu hình MIMO 𝑛𝑇 × 𝑛𝑅 : 2x2, 4x4 và 8x8. Các tham số của hệ thống OFDM: M=2 (BPSK), N=4, K=2, 𝑁𝐹=512, độ dài CP=16, kênh fading Rayleigh chọn lọc tần số, độ trễ nguồn đồng nhất, phương pháp tách sóng MMSE liên tiếp.
Trong Hình 3.9, các đường cong biểu diễn hiệu suất BER chưa được mã hóa của MIMO-OFDM-IM và lược đồ MIMO-OFDM loại V-BLAST cổ điển được đưa ra cho ba cấu hình MIMO, trong đó cả hai lược đồ thu được các giá trị hiệu suất phổ giống nhau. Quan sát từ Hình 3.9, tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) có thể được cải thiện một cách đáng kể bởi lược đồ MIMO-OFDM-IM so với MIMO-OFDM cổ điển để đạt được giá trị BER mong muốn.
Một lược đồ IM khác được đề xuất gần đây, nó được T.Datta [7] gọi là điều chế chỉ số khơng gian-tần số tổng qt (GSFIM), đó là sự kết hợp của khái niệm OFDM- IM và nguyên lý GSM bằng cách khai thác cả hai miền không gian và tần số cho IM. Lược đồ GSFIM cũng đã chứng minh rằng nó cũng có thể cung cấp các cải tiến so với MIMO-OFDM về tốc độ dữ liệu và hiệu suất BER đạt được với phương pháp tách sóng ML cho các chòm sao BPSK và QPSK. Tuy nhiên, việc thiết kế các bộ tách sóng có độ phức tạp thấp là một vấn đề cần phải nghiên cứu thêm trong tương lai.
3.4. Kết luận chương
Với lợi thế vượt trội so với các phương pháp điều chế truyền thống, IM đang dần chứng minh được sự cần thiết của nó cho các hệ thống thông tin di động thế hệ tiếp theo. Các nhà nghiên cứu cũng như các tổ chức đang nỗ lực hơn nữa để có cái nhìn rõ nhất về cơng nghệ tiên tiến này, điển hình là nhiều báo cáo về IM đã ra đời trong đó có cả sự kết hợp AI, Machine Learning vào IM. Tuy nhiên, đây cũng vẫn là một vấn đề còn nhiều thách thức trong thực tế và cần được nghiên cứu nhiều hơn.
KẾT LUẬN
Theo lộ trình, năm 2020 sẽ là năm mạng 5G được thương mại hóa và mở rộng tại Việt Nam. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của đại dịch Covid-19 đã khiến mọi kế hoạch bị gián đoạn và đình trệ. Dự kiến vào đầu năm 2022 khi đại dịch đã lắng xuống, các nhà mạng ở Việt Nam sẽ tiến hành triển khai và mở rộng quy mô mạng 5G. Điều hiển nhiên vào các năm tiếp theo, các tổ chức và các nhà mạng lớn trên thế giới sẽ bắt tay vào việc chuẩn hóa mạng 6G và hơn thế nữa.
Kỹ thuật điều chế chỉ mục là một trong các kỹ thuật điều chế được các nhà nghiên cứu quan tâm và đánh giá cao, vì nó có các đặc điểm nổi bật đáp ứng được yêu cầu của các thế hệ mạng không dây tiếp theo. Tuy nhiên, chưa thể kết luận quá sớm rằng IM sẽ được áp dụng cho truyền thơng khơng dây 6G, để đạt được điều đó nó phải trải qua rất rất nhiều thử nghiệm của các tổ chức và cá c nhà nghiên cứu trên thế giới. Không chỉ riêng IM, nếu như sau này có sự xuất hiện của các nhân tố khác tiềm năng hơn thì IM hồn tồn có thể bị loại bỏ. Tất cả đều hướng đến một mạng truyền thông không dây tối ưu và tân tiến nhất. Hãy cùng chờ đón một tương lai đầy bất ngờ được tạo nên bởi các mạng không dây thế hệ tiếp theo.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] TS. Lê Minh Toàn - TS. Dương Hải Hà. (2021, June) [Online].
http://www.cuctanso.vn/tin-tuc/Pages/thongtindidong5G.aspx?ItemID=2947
[2] Ying-Chang Liang, Shaohui Sun Shanzhi Chen, "Vision, Requirements, and Technology Trend of 6G: How to Tackle the Challenges of System Coverage, Capacity, User Data-Rate and Movement Speed," IEEE Wireless Communications PP(99):1-11, February 2020.
[3] Salman Alqahtani Jagadeesha R Bhat, "6G Ecosystem: Current Status and Future Perspective," IEEE Access PP(99):1-1, January 2021.
[4] Olaf Holz, Rembert Koczulla, Klaus Schmalz and Heinz-Wilhelm Hübers Nick Rothbart, "Analysis of Human Breath by Millimeter-Wave/Terahertz Spectroscopy," Sensors 19(12):2719, 8 May 2019.
[5] Ming Xiao, Yue Xiao, Shaoqian Li Yang Ping, "6G Wireless Communications: Vision and Potential Techniques," IEEE Network 33(4):70-75, July 2019.
[6] Wu Yang, Jun Wu, Jin Ma Tongyi Huang, "A Survey on Green 6G Network: Architecture and Technologies," IEEE Access 7:1-1, December 2019.
[7] MIAOWEN WEN, RAED MESLEH, MARCO DI RENZO, AND HARALD HAAS ERTUGRUL BASAR, "Index Modulation Techniques for Next- Generation Wireless Networks," IEEE Access, September 19, 2017.
[8] Ertugrul Basar, "Index modulation techniques for 5G wireless networks," IEEE Communications Magazine ( Volume: 54, Issue: 7, July 2016), 2016.
[9] T. V. Luong and Y. Ko, "A tight bound on BER of MCIK-OFDM with greedy detection and imperfect CSI," IEEE Commun. Lett., vol. 21, no. 12, pp. 2594- 2597, Dec 2017,.
[10] Ying-Chang Liang, Shaohui Sun, Shaoli Kang, Wenchi Cheng and Mugen Peng Shanzhi Chen, "Vision, Requirements, and Technology Trend of 6G: How to Tackle the Challenges of System Coverage, Capacity, User Data-Rate and Movement Speed," IEEE Wireless Communications, April 2020.
Hệ thống hỗ trợ nâng cao chất lượng tài liệu
KẾT QUẢ KIỂM TRA TRÙNG LẶP TÀI LIỆU
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Tác giả Nguyễn Đức Kiên
Tên tài liệu ĐATN_Nguyễn Đức Kiên_B17DCVT196 _final
Các trang kiểm tra 66/66 Trang
Thời gian kiểm tra 24-12-2021, 03:18:20
Thời gian tạo báo cáo 24-12-2021, 03:20:08
KẾT QUẢ KIỂM TRA TRÙNG LẶP
Tỉ lệ trùng lặp 4%
Hidden text
Phụ trách kiểm tra
TP.HCM, ngày ... tháng ... năm ... ... Giám đốc Thư viện