Định dạng búp sóng lai trong hệ thống 5g đa bào phổ tần mm wave

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
CAO HỌC
Đề tài

ĐỊNH DẠNG BÚP SÓNG LAI TRONG HỆ
THỐNG 5G ĐA BÀO PHỔ TẦN MM-WAVE
Giảng viên hƣớng dẫn TS. Nguyễn Tiến Hịa
Học viên thực hiện Nguyễn Hồng Bách
Ngành đào tạo Kỹ thuật Viễn thông
MSHV 20202441M

Hà Nội, tháng 5/2022



BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA


PHỤ LỤC CHỈNH SỬA LUẬN VĂN

Thành viên HĐBV
PGS.TS.
Hoàng Mạnh Thắng

PGS.TS.
Trần Đức Tân

Tác giả thực hiện

Góp ý

Triển khai kết luận – Thay đổi trình bày kết luận từ
theo đoạn văn
gạch đầu dòng thành đoạn văn
Bổ sung chữ viết tắt
–
vào danh mục
–
Việt hóa hình ảnh và
cách viết
–

ABF, DBF, HBF

Việt hóa hình 1.6, 1.7, 1.8, 2.5,
3.6
Chỉnh lại cách hành văn logic
hơn.
– Đề cập cách tính tốn trọng số
Giải thích cách tính
định dạng búp sóng mục 4.2.3 và
trọng số mơ phỏng
4.3
Kết quả mơ phỏng thể – Đề cập hiệu quả năng lƣợng trong
hiện hiệu quả gì ngồi
phân tích và chỉ ra giới hạn mơ
hiệu quả phổ khơng ?
phỏng xoay quanh hiệu quả phổ.

Giải thích lý do chọn – Đề cập lựa chọn các thông số mô
4 chuỗi RF và 2 luồng
phỏng dựa trên tham khảo mơ
tín hiệu trong mục 4.3
phỏng theo tài liệu trong mục 4.3
Đánh số công thức

– Bổ sung đánh số các công thức
1.1, 1.2, 1.3

Bổ sung lời cam đoan – Bổ sung lời cam đoan.
Vẽ lại hình mờ, nhịe

– Vẽ lại hình 3.3, 3.4, 4.3, 4.4, 4.5

Chỉnh sửa thuật ngữ

– Channel Status Information 
Channel State Information
– Báo cáo CSI  Phản hồi CSI

TS.
Nguyễn Hữu Phát

– Cập nhật tài liệu về nhu cầu dữ
Cập nhật tài liệu tham
liệu không dây từ 2015 thành báo
khảo
cáo thƣờng niên 2021 của
Ericsson

– Tiêu đề chƣơng 3: Tiến trình băng
tần cơ sở  Tiền mã hóa tại băng
tần cơ sở
Đặt lại tiêu đề chƣơng – Mục 3.1: Tín hiệu và các kênh
mục làm nổi bật nội
truyền dẫn liên quan  Tín hiệu
dung chƣơng
tham chiếu trong 5G NR
– Mục 4.3: Đồ thị so sánh hiệu quả
phổ  So sánh hiệu quả phổ giữa
HBF và DBF

TS.
Đỗ Việt Hà

Bổ sung phân tích kết – Bổ sung phân tích kết quả mơ
quả mơ phỏng
phỏng hình 4.3, 4.4, 4.5.
Bổ sung ngƣỡng/giá
– Bổ sung giá trị tham số mục 4.2.2
trị tham số mô phỏng


LỜI CAM ĐOAN

Tơi tên là NGUYỄN HỒNG BÁCH, học viên cao học ngành Kỹ thuật Viễn
thơng khóa 2020B trƣờng Điện - Điện tử thuộc trƣờng ĐH Bách khoa Hà Nội.
Tôi xin cam đoan đề tài “Định dạng búp sóng lai trong hệ thống 5G đa bào phổ

tần mm-Wave” do giảng viên TS. Nguyễn Tiến Hịa hƣớng dẫn, là cơng trình
nghiên cứu do bản thân tôi thực hiện, dựa trên sự hƣớng dẫn của giảng viên
hƣớng dẫn khoa học và các tài liệu tham khảo đã trích dẫn. Tơi xin chịu trách
nhiệm với lời cam đoan của mình.
Hà Nội, tháng 5 năm 2022
Học viên

Nguyễn Hoàng Bách


Lời cảm ơn
Để tối ƣu hóa chi phí và hiệu suất cho hệ thống mạng di động thế hệ thứ
năm (5G), các cơng nghệ định dạng búp sóng vẫn khơng ngừng đƣợc tối ƣu để
giải quyết nhiều thách thức đặt ra. Dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Nguyễn Tiến Hòa,
em lựa chọn đề tài “Định dạng búp sóng lai trong hệ thống 5G đa bào phổ tần
mm-wave” làm đề tài luận văn tốt nghiệp cao học của mình.
Em xin cảm ơn thầy vì những hƣớng dẫn tận tình của thầy đã giúp em
hồn thiện luận văn. Bên cạnh đó em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các quý
thầy cô trƣờng Điện – Điện tử cũng nhƣ lãnh đạo nhà trƣờng đã hỗ trợ, tạo điều
kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian tham gia khóa đào tạo cao học này.
Em xin chân thành cảm ơn!

Tóm tắt nội dung luận văn
Luận văn nghiên cứu kỹ thuật định dạng búp sóng lai trong hệ thống 5G
đa bào phổ tần mm-wave trên hƣớng tiếp cận đánh đổi hiệu suất và chi phí thiết
kế và vận hành, qua đó phân tích và mô phỏng hệ thống trên phần mềm Matlab.
Đầu tiên luận văn chỉ ra giá trị của kỹ thuật định dạng búp sóng lai trong vấn đề
cân đối chi phí thiết kế - vận hành và đảm bảo hiệu suất hệ thống, tận dụng ƣu
điểm của hai kỹ thuật định dạng búp sóng tƣơng tự và kỹ thuật số. Sau đó tìm
hiểu cách thức vận hành kỹ thuật định dạng búp sóng lai trong hệ thống 5G đa

bào phổ tần mm-wave ở mức tƣơng tự và băng tần cơ sở. Cuối cùng luận văn
trình bày các mơ phỏng dựa trên các nghiên cứu tìm hiểu đƣợc. Kết quả của luận
văn phù hợp với vấn đề đặt ra và mang lại giá trị khoa học thực tiễn nhất định
trong việc tiết kiệm chi phí phần cứng. Luận văn có thể phát triển nghiên cứu
thêm theo các định hƣớng nghiên cứu liên kết multi-panel giữa các mảng ăng-ten
hay phát triển các kịch bản phối hợp đa bào.
HỌC VIÊN

Nguyễn Hoàng Bách


MỤC LỤC
MỤC LỤC

................................................................................................. 2

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.............................................................................. 4
DANH MỤC HÌNH ẢNH ..................................................................................... 6
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................... 7
GIỚI THIỆU LUẬN VĂN..................................................................................... 8
CHƢƠNG 1.
GIẢI PHÁP ĐỊNH DẠNG BÚP SÓNG LAI CHO HỆ
THỐNG 5G MM-Wave ....................................................................................... 14
1.1 Định dạng búp sóng trong hệ thống MIMO mm-wave......................................... 15
1.1.1

Tính khả dụng của phổ tần mm-wave.............................................. 15

1.1.2

Vai trò của hệ thống MIMO ............................................................ 16

1.1.3

Lợi ích của định dạng búp sóng ....................................................... 19

1.2 Các kỹ thuật định dạng búp sóng .......................................................................... 20
1.2.1

Định dạng búp sóng kỹ thuật số ...................................................... 20

1.2.2

Định dạng sóng tƣơng tự ................................................................. 21

1.2.3

Định dạng búp sóng lai .................................................................... 23

1.3 Ƣu điểm và thách thức định dạng búp sóng lai ..................................................... 23
1.3.1

Lợi ích của định dạng búp sóng lai .................................................. 23

1.3.2

Thách thức của định dạng búp sóng lai ........................................... 24

1.4 Kết luận chƣơng .................................................................................................... 26
CHƢƠNG 2.

ĐỊNH DẠNG BÚP SÓNG MIỀN TƢƠNG TỰ ................... 27

2.1 Lan truyền sóng trong mơi trƣờng vơ tuyến ......................................................... 27
2.1.1

Ngun lý hình thành búp sóng ....................................................... 27

2.1.2

Tín hiệu liên tục theo pha ................................................................ 28

2.1.3

Các tác nhân tiêu cực đối với lan truyền tín hiệu ............................ 28

2.1.4

Mảng ăng-ten ................................................................................... 29

2.2 Ma trận bộ dịch pha............................................................................................... 31
2.2.1

Dịch pha tín hiệu .............................................................................. 31

2.2.2

Tƣơng quan số lƣợng giữa chuỗi RF và bộ dịch pha....................... 33

2.3 Phân loại kiến trúc HBF ........................................................................................ 34

2.4 Kết luận chƣơng .................................................................................................... 37
CHƢƠNG 3.

TIỀN MÃ HÓA TẠI BĂNG TẦN CƠ SỞ ........................... 38

3.1 Tín hiệu tham chiếu trong 5G NR ......................................................................... 38
2


3.1.1

DM-RS ............................................................................................. 38

3.1.2

CSI-RS ............................................................................................. 39

3.1.3

SRS .................................................................................................. 39

3.2 Phản hồi CSI ......................................................................................................... 40
3.2.1

Quản lý búp sóng ............................................................................. 40

3.2.2

Phản hồi PMI ................................................................................... 41

3.2.3

CoMP ............................................................................................... 42

3.3 Tiền mã hóa GoB .................................................................................................. 44
3.3.1

Cấu hình GoB .................................................................................. 44

3.3.2

Codebook loại I – Panel đơn............................................................ 46

3.3.3

Codebook loại II .............................................................................. 47

3.4 Tiến trình kết nối ................................................................................................... 49
3.4.1

Tiến trình quét búp sóng .................................................................. 49

3.4.2

Ma trận tiền mã hóa ......................................................................... 50

3.4.3

Kiến trúc codebook loại II ............................................................... 51

3.4.4

Ánh xạ ma trận tiền mã hóa ............................................................. 52

3.5 Kết luận chƣơng .................................................................................................... 53
CHƢƠNG 4.

KẾT QUẢ MƠ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN ........................ 54

4.1 Mơ phỏng định dạng búp sóng .............................................................................. 54
4.1.1

Mơ phỏng hình thành búp sóng ....................................................... 54

4.1.2

Mơ phỏng ảnh hƣởng của pha tín hiệu lên hƣớng búp sóng ........... 55

4.1.3

Mơ phỏng ảnh hƣởng của số lƣợng ăng-ten lên búp sóng ............... 55

4.2 Mơ phỏng hệ thống Massive MIMO HBF ............................................................ 57
4.2.1

Tham số hệ thống ............................................................................. 57

4.2.2

Thông tin trạng thái kênh - CSI ....................................................... 59

4.2.3

Định dạng búp sóng lai .................................................................... 59

4.2.4

Tiến trình truyền / nhận dữ liệu ....................................................... 61

4.2.5

Lan truyền tín hiệu ........................................................................... 61

4.2.6

Kết quả khuếch đại & phục hồi tín hiệu .......................................... 62

4.3 So sánh hiệu quả phổ giữa HBF và DBF .............................................................. 63
4.4 Kết luận chƣơng .................................................................................................... 64
KẾT LUẬN

............................................................................................... 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 67
3


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
4G

5G
AB / ABF
ADC
AoA
BER
BF
BM
BS
Car2X
cmWave
CoMP
CPPS
CSI
D2D
DAC
DB / DBF
DC
DCPS
DFT
DL
DM-RS
DP
DSP
EE
EVM
FC
FDD
HB / HBF
IF
IFFT

LTE
LO

Tên tiếng Anh
Fourth generation
Fifth generation
Analog BeamForming
Analog-to-digital converter

Tên tiếng Việt
Thế hệ thứ 4
Thế hệ thứ 5
Định dạng búp sóng tƣơng tự
Bộ chuyển đổi tƣơng tự sang kỹ
thuật số
Angle of arrival
Góc tới
Bit error rate
Tỉ lệ bit lỗi
BeamForming
Định dạng búp sóng
Beam Managerment
Quản lý búp sóng
Base Station
Trạm gốc
Car-to-X communication
Giao tiếp xe hơi tới mạng
Centimetre wave
Bƣớc sóng milimet
Coordinated MultiPoint

Phối hợp đa điểm
Constant Phase Phase Shifter
Bộ dịch pha cố định
Channel State Information
Thông tin trạng thái kênh
Device to device
Thiết bị tới thiết bị
Digital-analog converter
Bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang
tƣơng tự
Digital BeamForming
Định dạng búp sóng kỹ thuật số
Digital combining
Kết hợp kỹ thuật số
Digital-Controlled Phase
Bộ dịch pha đƣợc điều khiển kỹ
Shifter
thuật số
Discrete Fourier Transform
Biến đổi Fourier rời rạc
Down Link
Đƣờng xuống
Demodulation Reference Signal Tín hiệu tham chiếu giải điều chế
Dual Polarized
Phân cực kép
Digital Signal Processor
Bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số
Energy Efficiency
Hiệu quả năng lƣợng
Error Vector Magnitude

Độ lớn vectơ lỗi
Fully Connected
Kết nối tồn phần
Frequency Division Duplex
Song cơng phân chia tần số
Hybrid BeamForming
Định dạng búp sóng lai
Intermediate Frequency
Tần số trung gian
Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier ngƣợc nhanh
Long Term Evolution
Tiến hóa dài hạn
Local Oscillator
Dao động cục bộ
4


MIMO
MRT
NOMA
OFDM
OMA
PC
PMI
QAM
QoS
RF
RFFE
RFIC
RRC

RSRP
SE
SINR
SNR
SS
SSB
SVD
UE
UL
URA
ZF

Multiple Input Multiple Output
Maximum Ratio Transmission
Non Orthogonal Multiple
Access
Orthogonal Frequency
Duplexing Modulation
Orthogonal Multiple Access
Partially Connected
Precoding Matrix Indicator
Quadrature Amplitude
Modulation
Quality of Service
Radio Frequency
Radio Frequency front-end
Radio-Frequency Integrated
Circuit
Radio Resource Control
Reference Signal Received

Power
Spectral efficient
Signal to Interference plus
Noise Ratio
Signal-to-Noise Ratio
Synchronization Signals
Synchronization Signal Block
Singular Value Decomposition
User Equipment
Up Link
Uniform Rectangular Array
Zero-Forcing

Đa đầu vào Đa đầu ra
Truyền tỷ lệ tối đa
Đa truy cập không trực giao
Điều chế song công tần số trực giao
Đa truy cập trực giao
Kết nối một phần
Chỉ số ma trận tiền mã hóa
Điều chế biên độ cầu phƣơng
Chất lƣợng dịch vụ
Tần số vô tuyến
Giao diện tần số vô tuyến
Mạch tích hợp tần số vơ tuyến
Điều khiển tài ngun vơ tuyến
Năng lƣợng tín hiệu tham chiếu
nhận
Hiệu quả phổ
Tỉ lệ tín hiệu trên giao thoa cộng

nhiễu
Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu
Tín hiệu đồng bộ hóa
Khối tín hiệu đồng bộ hóa
Phân rã giá trị đơn lẻ
Thiết bị ngƣời dùng
Đƣờng lên
Mảng chữ nhật đồng nhất
Không cƣỡng ép

5


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 1.4
Hình 1.5
Hình 1.6
Hình 1.7
Hình 1.8
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 2.5
Hình 2.6
Hình 2.7
Hình 2.8

Hình 2.9
Hình 3.1
Hình 3.2
Hình 3.3
Hình 3.4
Hình 3.5
Hình 3.6
Hình 3.7
Hình 3.8
Hình 4.1
Hình 4.2
Hình 4.3.
Hình 4.4.
Hình 4.5.
Hình 4.6
Hình 4.7
Hình 4.8
Hình 4.9
Hình 4.10

5G ra đời đáp ứng nhu cầu truyền thông không dây hiện hữu ........ 14
Các phổ tần trong truyền thông không dây ...................................... 15
mm-wave đƣợc tập trung sử dụng trong nội đô ............................... 16
2 ăng-ten truyền và nhận cách nhau một khoảng R ......................... 17
Hệ thống MIMO với m ăng-ten Tx và n ăng-ten Rx ....................... 19
Sơ đồ khối kỹ thuật định dạng búp sóng kỹ thuật số ....................... 20
Sơ đồ khối kỹ thuật định dạng búp sóng tƣơng tự ........................... 22
Sơ đồ khối kỹ thuật định dạng búp sóng lai .................................... 23
Các hiệu ứng giao thoa .................................................................... 27
Tín hiệu đồng nhất với bù pha ......................................................... 28

Cấu trúc một mảng ăng-ten.............................................................. 30
Độ lợi tồn mảng ............................................................................. 31
Khoảng cách khác nhau khi tín hiệu đến theo góc nghiêng ............ 32
Tƣơng quan số chuỗi RF và bộ dịch pha ......................................... 33
Mỗi ăng-ten kết nối với một mô-đun RF riêng biệt ......................... 34
Kiến trúc kết nối toàn phần .............................................................. 35
Kiến trúc HBF kết nối một phần ...................................................... 36
Sơ đồ truyền dữ liệu trong 5G MIMO ............................................. 38
Trạm gốc qt búp sóng để tìm UE ................................................. 41
Các tiến trình quản lý búp sóng ....................................................... 42
Lƣới búp sóng cho 4 và 8 cổng CSI-RS .......................................... 45
Tiến trình truy cập ban đầu .............................................................. 49
Tính tốn ma trận tiền mã hóa ......................................................... 51
Mơ phỏng 3 tiến trình kết nối .......................................................... 52
Tiền mã hóa PMI sử dụng phản hồi CSI ......................................... 53
Mơ phỏng hình thảnh búp sóng ....................................................... 54
Ảnh hƣởng của pha lên hƣớng búp sóng ......................................... 55
Trƣờng hợp mảng có 2 ăng-ten phần tử .......................................... 56
Trƣờng hợp mảng có 4 ăng-ten phần tử .......................................... 56
Trƣờng hợp mảng có 8 ăng-ten phần tử .......................................... 56
Mơ hình hóa tiến trình xử lý kênh ................................................... 59
Mơ phỏng búp sóng hình thành ....................................................... 60
Mơ hình hóa tiến trình truyền & nhận tín hiệu ................................ 61
Kết quả khuếch đại và phục hồi tín hiệu.......................................... 62
So sánh hiệu quả phổ ....................................................................... 63

6


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1
Bảng 3.2
Bảng 3.3
Bảng 3.4
Bảng 3.5
Bảng 4.1.
Bảng 4.2
Bảng 4.3

Một số kênh và tín hiệu vật lý sử dụng trong kết nối 5G ................ 39
Các cấu hình port đƣợc hỗ trợ sẵn ................................................... 45
Lƣợc đồ chỉ số trong phản hồi của UE về cấu hình lớp tƣơng ứng . 47
Lƣợc đồ ánh xạ các chỉ số với codebook loại II .............................. 48
Ma trận tiền mã hóa cho lớp 1 và 2 ................................................. 49
Các tham số hệ thống mô phỏng ...................................................... 57
Các thông số sử dụng trong mô phỏng điều chế OFDM ................. 58
Các thông số mô phỏng xác định mảng truyền & nhận ................... 58

7


GIỚI THIỆU LUẬN VĂN

1.

Tính cấp thiết
Tổng lƣu lƣợng dữ liệu di động tồn cầu - khơng bao gồm lƣu lƣợng đƣợc

tạo ra bởi truy cập không dây cố định (FWA) - ƣớc tính đạt khoảng 65EB mỗi
tháng vào cuối năm 2021 và dự kiến sẽ tăng khoảng 4,4 để đạt 288EB mỗi tháng

vào năm 2027 [1]. Nhu cầu lƣu lƣợng của ngƣời dùng tăng mạnh trong những
năm qua do sự ra đời của một loạt các ứng dụng ngốn băng thơng nhƣ trị chơi
điện tử thơng thƣờng, giao tiếp car-to-x (Car2X) [2], [3], các luồng video thực tại
tăng cƣờng có độ phân giải cao (không chỉ để chơi game mà còn phục vụ các yêu
cầu nghiệp vụ trong các nhà máy của tƣơng lai) [4]. Trong năm 2020 có khoảng
50 tỷ thiết bị phục vụ cộng đồng và có hơn sáu thiết bị trên mỗi ngƣời, không chỉ
bao gồm giao tiếp của con ngƣời mà còn về giao tiếp của máy móc. Mục đích là
cung cấp một mơi trƣờng trong đó các cảm biến, thiết bị, ơ tơ và máy bay không
ngƣời lái sẽ giao tiếp với nhau thông qua mạng di động. Để đáp ứng các giao tiếp
nhƣ vậy, mạng di động phải tăng đáng kể dung lƣợng của nó, 5G phải cung cấp
dung lƣợng cao hơn 1000 lần so với hệ thống trƣớc đó [6].
Mục tiêu đầy tham vọng này mang đến thách thức về nâng cao hiệu quả
sử dụng năng lƣợng. Hơn 70% lƣợng điện tiêu thụ của nhà khai thác di động đến
từ bộ phận vô tuyến, do đó việc cung cấp các giải pháp tiết kiệm năng lƣợng
trong khi duy trì các yêu cầu kỹ thuật là rất quan trọng. Nhu cầu tăng lên của hệ
thống truyền thông không dây cũng phụ thuộc nhiều vào hiệu suất phổ (SE).
Hiện nay, tất cả các công nghệ không dây đang hoạt động ở băng tần 300 MHz
đến 3 GHz [8]. Vì cơng nghệ lớp vật lý đã chạm đến dung lƣợng Shanon [9], lựa
chọn duy nhất chƣa đƣợc khai thác mạnh là băng thông hệ thống. Do đó, đặc
trƣng của mạng khơng dây 5G là tận dụng băng tần mm-wave tần số cao, từ 3
GHz đến 300 GHz. Mặt khác, công nghệ đa đầu vào - đa đầu ra (MIMO), sử
dụng nhiều ăng-ten ở máy phát (TX) và máy thu (RX), đƣợc coi là phƣơng pháp
tối ƣu để cải thiện SE [10]. SE có thể đƣợc cải thiện từ MIMO bằng hai cách: 1)
trạm gốc (BS) có thể giao tiếp với nhiều thiết bị ngƣời dùng (UE) trên cùng tài
8


ngun khơng gian-tần số-thời gian và 2) có thể có nhiều luồng dữ liệu giữa BS
và mỗi UE. Khái niệm MIMO phát triển từ đa ngƣời dùng (MU - MIMO) thành
MIMO cỡ lớn, trong đó số lƣợng phần tử ăng-ten tại BS có thể lên đến hàng trăm

hoặc hàng nghìn, giúp giảm một mức nhất định fading và năng lƣợng truyền tải
cần thiết do nâng cao năng lực định dạng búp sóng [11].
MIMO cỡ lớn rất cần thiết cho các tần số mm-wave nhờ khai thác độ lợi
định dạng búp sóng để thu đƣợc tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) tốt hơn. Mmwave và Massive MIMO (M-MIMO) sẽ đƣợc sử dụng trong một loạt các công
nghệ bao gồm giao tiếp máy với máy (M2M), Internet của các phƣơng tiện (IoV),
thiết bị với thiết bị (D2D), truy cập, femto cell, phân tách ảo dọc , v.v., trong đó
các cơng nghệ này sẽ là một phần không thể thiếu của mạng không dây 5G. Các
công nghệ này tạo ra áp lực đáng kể lên mạng di động để đáp ứng nhu cầu giao
tiếp của chúng và về mặt này, MIMO cỡ lớn cung cấp khả năng nâng cao hiệu
quả phổ (SE) nhƣng ở mặt khác, suy hao đƣờng truyền ở các tần số này cũng cao
hơn [12]. Việc sử dụng hệ thống nhiều tầng có thể làm giảm bớt vấn đề suy hao
đƣờng truyền bằng cách cung cấp đƣờng nhìn thẳng có thể có giảm đƣờng đi đến
đích [14].
Các hệ thống M-MIMO sử dụng một mảng ăng-ten cỡ lớn để định dạng
búp sóng nhằm bù đắp các suy hao lan truyền bằng các đƣờng truyền có hƣớng.
Định dạng búp sóng là kỹ thuật hƣớng phần lớn các tín hiệu đƣợc tạo ra từ một
dãy ăng-ten phát theo hƣớng góc mong muốn. Cụ thể, định dạng búp sóng gửi
cùng một ký hiệu qua mỗi ăng-ten phát với hệ số tỷ lệ trọng số. Tại Rx, tất cả các
tín hiệu nhận đƣợc kết hợp bằng cách sử dụng một hệ số tỷ lệ khác nhau để tối đa
hóa SNR nhận đƣợc. Các hệ thống M-MIMO sử dụng kỹ thuật định dạng búp
sóng kỹ thuật số (DBF) yêu cầu một chuỗi tần số vô tuyến (RF) riêng trên mỗi
phần tử ăng-ten. Tuy nhiên kỹ thuật này gặp phải các thách thức về mức tiêu thụ
điện năng và chi phí cao của chuỗi tín hiệu hỗn hợp và RF (bộ chuyển đổi tƣơng
tự - kỹ thuật số (ADC) / bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tƣơng tự (DAC), bộ
chuyển đổi dữ liệu, bộ trộn, v.v.). Do đó, nhiều nghiên cứu đã đề xuất các kỹ
thuật khác nhau nhằm mục đích giảm số lƣợng chuỗi RF bằng cách kết hợp bộ

9

định dạng búp sóng trong miền tƣơng tự và bộ định dạng búp sóng kỹ thuật số tại
băng tần cơ sở, đƣợc gọi là kỹ thuật định dạng búp sóng lai (HBF).
2.

Mục tiêu của luận văn
Mục tiêu luận văn là nghiên cứu tổng quát kỹ thuật định dạng búp sóng lai

trong hệ thống 5G phổ tần mm-wave trên cơ sở nghiên cứu sự kết hợp định dạng
búp sóng giữa miền tƣơng tự và băng tần cơ sở, qua đó mơ phỏng hệ thống trên
phần mềm Matlab.

3.

Nhiệm vụ của luận văn
Với những thách thức thấy đƣợc từ nhu cầu phát triển hệ thống truyền

thông không dây, luận văn chỉ ra việc sử dụng phổ tần mm-wave và hệ thống
MIMO cho thế hệ truyền thông không dây tiếp theo là tất yếu, và làm nổi bật ý
nghĩa thực tiễn của kỹ thuật định dạng búp sóng lai. Tốc độ dữ liệu cao hơn kéo
theo nhu cầu về phổ băng thông rộng hơn, và băng thơng sẵn có trong dải tần
mức 6 GHz là không đủ để đáp ứng yêu cầu này, thúc đẩy việc tận dụng các băng
tần tƣơng ứng dải sóng milimet. Bƣớc sóng nhỏ ở dải tần số cao hơn này cho
phép triển khai nhiều phần tử ăng-ten hơn trên mỗi hệ thống, tuy nhiên cũng làm
tăng các thách thức về đƣờng truyền tín hiệu và lan truyền liên quan đến hoạt
động ở dải tần này. Ví dụ, suy hao do hấp thụ trong khơng khí đối với dạng sóng
700 MHz suy hao 0,01 dB/km, trong khi với dạng sóng 60 GHz là hơn 10
dB/km. Những tổn thất này có thể đƣợc bù đắp bằng thiết kế mảng thông minh
và sử dụng các kỹ thuật xử lý tín hiệu khơng gian, trong đó có định dạng búp
sóng. Để có đƣợc khả năng điều khiển và tính linh hoạt nhất với định dạng búp
sóng thì cần tính tốn các trọng số độc lập đối với từng phần tử của mảng ăngten, đồng nghĩa yêu cầu một mô-đun truyền/nhận (T/R) dành riêng cho từng phần

tử. Đối với các kích thƣớc mảng điển hình của hệ thống MIMO (ví dụ: hơn một
nghìn phần tử), kiến trúc nhƣ vậy rất khó xây dựng do các hạn chế về chi phí,
khơng gian và cơng suất. Ví dụ, việc triển khai bộ chuyển đổi tín hiệu tƣơng tự
sang kỹ thuật số và bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tƣơng tự hiệu suất rất cao cho
mọi kênh (cùng với các thành phần hỗ trợ) có thể làm tăng chi phí và điện năng
vƣợt quá ngân sách thiết kế. Tƣơng tự, việc sử dụng các bộ khuếch đại độ lợi
10


biến đổi trong chuỗi RF cho mỗi kênh sẽ làm tăng chi phí hệ thống. Định dạng
búp sóng lai tối thiểu hóa các hạn chế này trƣớc yêu cầu đảm bảo hiệu suất phổ.
Luận văn nghiên cứu kiến trúc của một hệ thống 5G sử dụng kỹ thuật định
dạng búp sóng lai, tận dụng ƣu điểm của các kỹ thuật định dạng búp sóng tƣơng
tự (ABF) và kỹ thuật số để tối ƣu hóa hệ thống. Định dạng búp sóng lai là kỹ
thuật phổ biến có thể đƣợc sử dụng để định dạng búp sóng phân vùng giữa các
miền tƣơng tự và kỹ thuật số, có hiệu quả nổi bật trong việc cân bằng giữa chi
phí và tính linh hoạt trong khi vẫn đảm bảo hệ thống đáp ứng các thông số hiệu
suất cần thiết. Thiết kế định dạng búp sóng lai đƣợc phát triển bằng cách liên kết
một mơ-đun T/R liên kết tới nhiều phần tử trong mảng con ăng-ten, do đó u
cầu ít mơ-đun T/R hơn cho hệ thống. Số lƣợng phần tử trong mỗi mảng con có
thể tùy chọn để đảm bảo đáp ứng hiệu suất cấp hệ thống trên phạm vi góc lái.

DAC

RF

Tiền mã hóa
Băng tần cơ sở

Tiền mã hóa

tương tự
DAC

RF

Hình 1. Sơ đồ tổng quan kỹ thuật định dạng búp sóng lai
Trên một kênh truyền sử dụng định dạng búp sóng lai, mỗi phần tử trong
một mảng con có thể đƣợc dịch pha trực tiếp trong miền RF, và sử dụng kỹ thuật
DBF dựa trên các vectơ trọng số phức tạp áp dụng trên các tín hiệu cấp cho mỗi
mảng con. Kỹ thuật định dạng búp sóng lai tận dụng ƣu điểm của định dạng búp
sóng kỹ thuật số cho phép kiểm sốt tín hiệu cho cả biên độ và pha trên các tín
hiệu đƣợc tổng hợp ở mức mảng con. Vì lý do chi phí và độ phức tạp, điều khiển
RF thƣờng bị giới hạn trong việc áp dụng dịch pha cho từng phần tử. Các cách
thiết kế ánh xạ khác nhau từ chuỗi RF đến ăng-ten thơng qua ma trận dịch pha
hình thành các kiến trúc hệ thống khác nhau, đồng nghĩa mang lại những hiệu
suất khơng giống nhau. Trên cơ sở đó, luận văn tìm hiểu đến các kiến trúc khác
nhau của hệ thống HBF, hơn nữa là mối tƣơng quan giữa số lƣợng chuỗi RF và

11


bộ dịch pha, với mục đích nâng cao hiệu suất hệ thống tiệm cận với định dạng
búp sóng kỹ thuật số vốn đƣợc coi là lý tƣởng.
Trên cơ sở các tìm hiểu nguyên lý hoạt động và kiến trúc hệ thống đó,
luận văn mơ phỏng một hệ thống massive MIMO định dạng búp sóng lai trên nền
tảng Matlab. Mơ phỏng này cho thấy cách định dạng búp sóng lai đƣợc sử dụng
ở đầu phát của một hệ thống truyền thông massive MIMO, sử dụng các kỹ thuật
cho cả hệ thống đơn và đa ngƣời dùng. Mơ phỏng sử dụng tín hiệu quảng bá tồn
kênh để xác định thơng tin trạng thái kênh tại máy phát. Nó phân vùng tiền mã
hóa cần thiết thành các thành phần RF tƣơng tự và băng tần cơ sở kỹ thuật số, sử

dụng các kỹ thuật khác nhau cho các hệ thống đơn và đa ngƣời dùng. Các bộ thu
kỹ thuật số đƣợc đơn giản hóa khơi phục nhiều luồng dữ liệu đã truyền để làm
nổi bật các số liệu chung của hệ thống truyền thông, cụ thể là EVM và BER.

4.

Bố cục luận văn
Bố cục của luận văn đƣợc tổ chức nhƣ sau: Trong chƣơng 1 luận văn trình

bày các nhu cầu thực tế dẫn đến định dạng búp sóng lai đƣợc xem là một kỹ thuật
đem lại giá trị thực tiễn tối ƣu cho hệ thống 5G. Xuất phát từ tính khả dụng của
dải tần mm-wave thích hợp với nhu cầu phát triển của hệ thống thông tin di động,
việc sử dụng hệ thông MIMO cho 5G dải tần mm-wave với số lƣợng ăng-ten
“khổng lồ” giúp tập trung năng lƣợng, mang lại những cải tiến mạnh mẽ về thông
lƣợng và hiệu quả. Để phát huy tối đa các ƣu điểm này của hệ thống MIMO, các
kỹ thuật định dạng búp sóng đƣợc đƣa vào nghiên cứu, trong đó định dạng búp
sóng lai nổi bật ở sự cân bằng giữa chi phí và hiệu suất.
Trong chƣơng 2, luận văn nghiên cứu hoạt động của bộ định dạng búp
sóng tƣơng tự trong hệ thống HBF. Bộ định dạng búp sóng tƣơng tự là một ma
trận các bộ dịch pha nằm sau các chuỗi RF, sử dụng kỹ thuật dịch pha để xác
định pha tín hiệu đến và cấu hình pha truyền sóng cho tín hiệu đi trên từng phần
tử ăng-ten riêng biệt. Bố cục ánh xạ từ các chuỗi RF đến từng phần tử ăng-ten
thông qua ma trận bộ dịch pha hình thành các kiến trúc khác nhau của một hệ
thống HBF cũng đƣợc thảo luận trong chƣơng này. Chƣơng 2 cũng đề cập đến

12


mối liên hệ giữa số lƣợng chuỗi RF và bộ dịch pha để hiệu suất hệ thống tiệm
cận DBF.

Chƣơng 3 luận văn nghiên cứu tiến trình định dạng búp sóng tại băng tần
cơ sở, cụ thể là tiền mã hóa PMI sử dụng codebook loại II. Các tín hiệu tham
chiếu, đặc biệt là CSI và phản hồi CSI đƣợc phân tích trong q trình gNB thu
nhận từ UE gửi lên. Việc phản hồi và chia sẻ CSI giữa các TP trong các cell lân
cận giúp xây dựng kỹ thuật phối hợp đa điểm CoMP nhằm giảm thiểu nhiễu đa
bào. Phần còn lại của chƣơng 3 nghiên cứu cách băng tần cơ sở tiền mã hóa tín
hiệu dựa trên codebook và tổng hợp thành tiến trình kết nối.
Chƣơng 4 luận văn trình bày mơ phỏng hệ thống Massive MIMO định
dạng búp sóng lai trên phần mềm Matlab. Mục đầu nêu các kết quả mơ phỏng
hình thành búp sóng, ảnh hƣởng của số lƣợng và pha ăng-ten lên dạng búp sóng
hình thành. Phần 2 tập trung vào mô phỏng hệ thống MIMO-OFDM sử dụng
thuật toán theo đuổi đối sánh trực giao (OMP) cho hệ thống một ngƣời dùng và
kỹ thuật ghép kênh phân chia không gian chung (JSDM) cho hệ thống đa ngƣời
dùng để làm nổi bật sự phân vùng của tiền mã hóa trên các thành phần tƣơng tự
và băng tần cơ sở.

13


CHƢƠNG 1.

GIẢI PHÁP ĐỊNH DẠNG BÚP SÓNG LAI
CHO HỆ THỐNG 5G MM-Wave

Việc nghiên cứu và phát triển các công nghệ cho mạng khơng dây thế hệ
thứ 5, nhằm mục đích đáp ứng các yêu cầu giải quyết thách thức kỹ thuật khác
nhau, luôn nhận đƣợc sự quan tâm sâu sắc từ giới nghiên cứu và ngành công
nghiệp công nghiệp công nghệ cao. Báo cáo của Wireless Word Research chỉ ra
rằng lƣu lƣợng dữ liệu di động (ít nhất) đã tăng gấp đôi qua mỗi năm và đã vƣợt
xa lƣu lƣợng truy cập từ các thiết bị có dây vào năm 2018. Ngoài ra, nhu cầu về

lƣu lƣợng truy cập của ngƣời dùng đã tăng lên thấy rõ trong những năm qua và
điều này là do sự ra đời của một loạt các ứng dụng ngốn băng thông nhƣ video
games 3D, truyền thơng car-to-x (Car2X),v.v…

Hình 1.1

5G ra đời đáp ứng nhu cầu truyền thông không dây hiện hữu

Theo các con số thống kê mới nhất, chúng ta có khoảng 50 tỷ thiết bị phục
vụ cộng đồng. bao gồm không chỉ thông tin liên lạc giữa con ngƣời với con
ngƣời mà còn giữa con ngƣời với máy móc, thiết bị. Để phù hợp với nhu cầu
thông tin liên lạc nhƣ vậy, mạng 5G phải cung cấp dung lƣợng cao hơn 1000 lần
so với hệ thống 4G trƣớc đó. Mục tiêu này cũng mang đến những hệ quả đáng
quan ngại không thể tránh khỏi, ví dụ nhƣ vấn đề năng lƣợng, đã chiếm hơn 70%
chi phí điện của nhà các điều hành di động. Từ đó đặt ra các thách thức về một hệ
thống 5G tiết kiệm năng lƣợng và chi phí thiết kế trong khi vẫn duy trì các yêu
cầu kỹ thuật. Và cơng nghệ định dạng búp sóng lai đƣợc xem nhƣ là giải pháp tối
ƣu nhất có thể đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt trên.

14


1.1 Định dạng búp sóng trong hệ thống MIMO mm-wave
Định dạng búp sóng là một quy trình xử lý tín hiệu đƣợc sử dụng với
nhiều mảng ăng-ten ở phía phát và / hoặc phía thu để gửi hoặc phát hiện đồng
thời nhiều tín hiệu từ nhiều đầu cuối đích nhằm tăng cơng suất và hiệu suất của
hệ thống.
1.1.1 Tính khả dụng của phổ tần mm-wave
Nhu cầu về băng thông dữ liệu không dây tăng lên không ngừng, đồng
thời trải nghiệm dữ liệu di động cho ngƣời dùng tiếp tục nâng cao và phát triển,

khiến phổ tần mạng không dây hiện tại trở nên chật chội. Với dự kiến về sự tăng
trƣởng này, ngành công nghiệp di động đã hƣớng tới các dải tần số khác có thể
sử dụng để phát triển các công nghệ không dây 5G mới. Các dải tần số cao trong
dải tần trên 24 GHz đƣợc cho là có tiềm năng hỗ trợ băng thơng lớn và tốc độ dữ
liệu cao, lý tƣởng để tăng dung lƣợng của mạng không dây. Các dải tần số cao
này đƣợc gọi là “mm-wave” do các bƣớc sóng ngắn hàng milimét. Mặc dù các
băng tần mm-wave mở rộng lên đến 300 GHz, nhƣng các băng tần từ 24 GHz
đến 100 GHz dự kiến sẽ đƣợc sử dụng cho 5G. Các băng tần mm-wave lên đến
100 GHz có khả năng hỗ trợ băng thông lên đến 2 GHz mà không cần kết hợp
các băng tần với nhau để có thơng lƣợng dữ liệu cao hơn.
38GHz
70-90 GHz
28GHz
60GHz

3 GHz

100 GHz

30 GHz

Dải t ần viba
(3 GHz- 30 GHz)

Hình 1.2

Dải t ần milimeter
(30 GHz- 300 GHz)

300 GHz

30 THz

Dải t ần Terahertz
(0.1 GHz- 30 THz)

Các phổ tần trong truyền thông không dây

Trƣớc đây, việc sử dụng các dải tần trên 6 GHz đƣợc cho là khơng thích
hợp cho truyền thông không dây do suy hao lan truyền cao và tín hiệu dễ bị chặn
các vật cản. Tuy nhiên với các công nghệ ăng-ten mới cùng với nhận thức về đặc
tính kênh và truyền tín hiệu ngày càng sâu rộng, cho phép chúng ta cân nhắc đến
việc sử dụng rộng rãi dải tần này.
15


Hình 1.3

mm-wave đƣợc tập trung sử dụng trong nội đơ

Dƣới nền tảng công nghệ 5G mm-wave là môi trƣờng tiếp xúc mới dựa
trên phƣơng pháp ghép kênh phân chia theo thời gian và ghép kênh phân chia
theo tần số trực giao (OFDM) mạnh mẽ, tƣơng tự nhƣ các phƣơng pháp đƣợc sử
dụng trong mạng LTE và Wi-Fi. Với tốc độ thông lƣợng đỉnh từ 10 Gbps trở lên
và khả năng hỗ trợ một lƣợng lớn thiết bị, 5G mm-wave có các mục tiêu về hiệu
suất sẽ mang lại sự thay đổi trong cách thức truyền thông không dây đƣợc sử
dụng.
1.1.2 Vai trò của hệ thống MIMO
MIMO (đa đầu vào - đầu ra) là công nghệ ăng-ten vô tuyến triển khai
nhiều ăng-ten ở cả máy phát và máy thu để tăng chất lƣợng, thông lƣợng và dung

lƣợng của liên kết vô tuyến. MIMO sử dụng các kỹ thuật đƣợc gọi là phân tập
không gian và ghép kênh không gian để truyền các tín hiệu dữ liệu đƣợc mã hóa
độc lập và riêng biệt, đƣợc gọi là "luồng", sử dụng lại cùng một khoảng thời gian
và tài nguyên tần số. Truyền phân tập Tx là khi cùng một dữ liệu đƣợc truyền dự
phòng qua nhiều ăng-ten phát, giúp tăng SNR. Ghép kênh không gian là phƣơng
pháp chia dữ liệu thành các luồng riêng biệt truyền đồng thời trên kênh truyền.
Đƣờng truyền có các tín hiệu tham chiếu đƣợc bên nhận biết trƣớc. Bên thu có
thể ƣớc lƣợng kênh cho từng tín hiệu của ăng-ten phát.
Ta có thể chỉ ra rằng việc sử dụng MIMO cho 5G là một lựa chọn tất yếu.
Nhƣ đã đề cập ở trên, việc sử dụng tín hiệu tần số rất cao (mm-wave) trong 5G
đồng nghĩa với kích thƣớc của ăng-ten đơn và khẩu độ (vùng nhận năng lƣợng)
cũng rất nhỏ. Để khắc phục hệ quả này, ta cần sử dụng một số lƣợng lớn ăng-ten
truyền dẫn.
16


Hình 1.4

2 ăng-ten truyền và nhận cách nhau một khoảng R

Giả sử ta có hệ thống truyền dẫn với một ăng-ten truyền và một ăng-ten thu cách
nhau một khoảng cách R nhƣ minh họa bên trên. Trong điều kiện lý tƣởng, nếu
ăng-ten phát phát tín hiệu với cơng suất Ptx , cơng suất nhận đƣợc có thể đƣợc
biểu diễn nhƣ sau. Cơng suất thu đƣợc giảm tƣơng ứng với bình phƣơng khoảng
cách từ ăng-ten truyền.
(1.1)

Phƣơng trình lý tƣởng này khơng chứa bất kỳ tham số nào về tần số hoặc độ lợi
của ăng-ten. Trên thực tế, cơng suất tín hiệu nhận đƣợc bị ảnh hƣởng bởi tần số
(bƣớc sóng) và độ lợi của ăng-ten thu và phát.

(1.2)

5G sử dụng bƣớc sóng rất ngắn, đồng nghĩa cơng suất nhận đƣợc sẽ thấp hơn
nhiều so với hệ thống thông tin liên lạc hiện tại. Để tối đa hóa Prx, về mặt tốn
học ta có thể tăng Ptx (cơng suất máy phát), giảm khoảng cách giữa ăng-ten phát
và ăng-ten thu, tăng bƣớc sóng (sử dụng tần số thấp), tăng độ lợi ăng-ten thu
hoặc ăng-ten máy phát. Trong thực tế, ta chỉ có thể chọn phƣơng án tăng độ lợi
ăng-ten thu phát vì cơng suất máy phát chỉ có thể thực hiện đƣợc ở một mức giới
hạn, khoảng cách giữa máy phát máy thu là bất định, đồng thời bƣớc sóng cần sử
dụng là mm nhƣ đã phân tích ở trên. Hầu nhƣ cách duy nhất trong trƣờng hợp
này là tăng số lƣợng ăng-ten lên một mức đủ lớn, tức sử dụng hệ thống đa đầu
vào đầu ra MIMO.

17


a.

SU-MIMO
MIMO đơn ngƣời dùng (SU-MIMO) có khả năng truyền một hoặc nhiều

luồng dữ liệu (đƣợc gọi là các lớp) từ một mảng truyền tới một ngƣời dùng duy
nhất. Do đó SU-MIMO có thể tăng thơng lƣợng cho ngƣời dùng đó và tăng dung
lƣợng của mạng. Số lớp có thể đƣợc hỗ trợ (gọi là thứ hạng) phụ thuộc vào kênh
radio. Để phân biệt giữa các lớp DL, một UE cần có ít nhất bao nhiêu ăng-ten thu
cũng nhƣ có các lớp. SU-MIMO có thể đạt đƣợc bằng cách gửi các lớp khác
nhau trên các phân cực khác nhau theo cùng một hƣớng.
b.

MU-MIMO

Trong MIMO đa ngƣời dùng (MU-MIMO), các lớp đƣợc gửi đồng thời

trong các búp sóng riêng biệt đến những ngƣời dùng khác nhau sử dụng cùng
một tài nguyên tần số và thời gian, do đó tăng dung lƣợng mạng. Để sử dụng
MU-MIMO, hệ thống cần tìm hai hoặc nhiều ngƣời dùng yêu cầu truyền hoặc
nhận dữ liệu cùng một lúc. Ngoài ra MU-MIMO hoạt động hiệu quả khi nhiễu
giữa những ngƣời dùng đƣợc giữ ở mức thấp, bằng cách sử dụng định dạng búp
sóng tổng quát với tạo null để khi một lớp đƣợc gửi đến một ngƣời dùng, các null
đƣợc hình thành theo hƣớng của những ngƣời dùng đồng thời khác.
Trong MIMO đa ngƣời dùng, máy phát đồng thời gửi các luồng khác nhau
đến những ngƣời dùng khác nhau bằng cách sử dụng cùng một tài nguyên tần số
và thời gian, nhờ đó làm tăng dung lƣợng mạng. Hiệu quả và cơng suất phổ có
thể đƣợc cải thiện bằng cách bổ sung thêm ăng-ten để hỗ trợ nhiều luồng hơn. Ta
mơ hình hóa một hệ thống MIMO gồm m ăng-ten phát và n ăng-ten thu. Nói một
cách đơn giản, máy thu nhận đƣợc tín hiệu y là kết quả khi vectơ tín hiệu đầu vào
x đƣợc nhân với ma trận truyền H.

Y = H * x,

[

]

(1.3)

18


Ma trận kênh truyền H chứa các đáp ứng xung kênh hnm - tham chiếu kênh
giữa m ăng-ten phát và n ăng-ten thu. Nhiều thuật toán MIMO dựa trên việc phân

tích các đặc tính H của ma trận truyền. Hạng (của ma trận kênh) xác định số
lƣợng hàng hoặc cột độc lập tuyến tính trong H, tƣơng ứng số luồng dữ liệu độc
lập (lớp) có thể đƣợc truyền đồng thời.

Hình 1.5

Hệ thống MIMO với m ăng-ten Tx và n ăng-ten Rx

1.1.3 Lợi ích của định dạng búp sóng
Các hệ thống M-MIMO có thể cải thiện năng lực của hệ thống truyền
thông không dây gấp 10 lần hoặc hơn do các đặc tính của chúng và hiệu quả
năng lƣợng lên khoảng 100 lần. Việc tăng dung lƣợng bởi các hệ thống MIMO
lớn là xuất phát từ số lƣợng lớn các ăng-ten truyền phát. Tuy nhiên, việc sử dụng
một số lƣợng lớn các ăng-ten gây ra vấn đề nhiễu, có thể đƣợc giảm thiểu bằng
cách triển khai các ăng-ten định dạng chùm thay vì các ăng-ten thơng thƣờng.
Định dạng búp sóng là một quy trình xử lý tín hiệu đƣợc sử dụng với
nhiều mảng ăng-ten ở phía phát và / hoặc phía thu để gửi hoặc phát hiện đồng
thời nhiều tín hiệu từ nhiều đầu cuối mong muốn nhằm tăng công suất và hiệu
suất của hệ thống. Định dạng búp sóng có thể đƣợc thực hiện bằng cách tập hợp
các phần tử trong một mảng có tổ chức, trong đó các búp sóng hƣớng về một
hƣớng cụ thể đƣợc thêm vào và các búp sóng khác bị bỏ qua. Mặc dù kỹ thuật
này khơng phải là mới, nhƣng nó vẫn đƣợc củng cố bởi các tổ chức hệ thống
truyền thông không
19