NGHIÊN CỨU DỮ LIỆU KHÔNG GIAN PHÁT TRIỂN TRẠM BTS 5G
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.15 MB, 73 trang )
HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG
-----------------------------------
PHẠM TRIỀU DƯƠNG
NGHIÊN CỨU DỮ LIỆU KHÔNG GIAN
PHÁT TRIỂN TRẠM BTS 5G
ĐỀ ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)
TP. HỒ CHÍ MINH – NĂM 2023
HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG
--------------------------------------
PHẠM TRIỀU DƯƠNG
NGHIÊN CỨU DỮ LIỆU KHÔNG GIAN
PHÁT TRIỂN TRẠM BTS 5G
Chuyên ngành: Hệ thống thông tin
Mã số:
8.48.01.04
ĐỀ ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. HUỲNH TRỌNG THƯA
TP.HỒ CHÍ MINH – NĂM 2023
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan rằng đề án tốt nghiệp thạc sĩ: “NGHIÊN CỨU DỮ LIỆU KHÔNG
GIAN PHÁT TRIỂN TRẠM BTS 5G” là cơng trình nghiên cứu của chính tơi.
Tơi cam đoan các số liệu, kết quả nêu trong đề án là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Khơng có sản phẩm/nghiên cứu nào của người khác được sử dụng trong đề án này
mà khơng được trích dẫn theo đúng quy định.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 08 năm 2023
Học viên thực hiện đề án
Phạm Triều Dương
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện đề án tốt nghiệp thạc sĩ, ngoài
nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình q báu của q Thầy Cơ,
cùng với sự động viên và ủng hộ của gia đình, bạn bè và đồng nghiệp. Với lịng kính trọng
và biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới:
Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy TS. Huỳnh Trọng Thưa, người thầy kính u đã hết
lịng giúp đỡ, hướng dẫn, động viên, tạo điều kiện cho tôi trong suốt q trình thực hiện và
hồn thành đề án tốt nghiệp thạc sĩ.
Ban Giám Đốc, Phòng đào tạo sau đại học và quý Thầy Cô đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi giúp tơi hồn thành đề án.
Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp trong cơ quan đã động
viên, hỗ trợ tơi trong lúc khó khăn để tơi có thể học tập và hồn thành đề án. Mặc dù đã có
nhiều cố gắng, nỗ lực, nhưng do thời gian và kinh nghiệm nghiên cứu khoa học còn hạn chế
nên khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Tơi rất mong nhận được sự góp ý của q Thầy
Cơ cùng bạn bè đồng nghiệp để kiến thức của tôi ngày một hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
TP. Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 08 năm 2023
Học viên thực hiện đề án
Phạm Triều Dương
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1:Các mốc thời gian lộ trình phát triển 5G tại Việt Nam.....................................8
Hình 1.2:Ví dụ về ảnh vector.....................................................................................9
Hình 1.3:Ví dụ về ảnh raster......................................................................................9
Hình 1.4:Ví dụ về phân tích dữ liệu khơng gian và trực quan hóa chúng.......................11
Hình 1.5:Ví dụ về ứng dụng học máy để tách lớp.......................................................12
Hình 1.6:Ví dụ về sử dụng SVM để phân lớp ảnh raster.............................................13
Hình 1.7:Ví dụ về phân cụm theo khơng gian............................................................14
Hình 3.1:Biểu đồ heatmap Hệ số tương quan Pearson................................................26
Hình 3.2:Thống kê mơ tả các dữ liệu kiểu số.............................................................26
Hình 3.3:Biểu đồ phân bổ theo các biến....................................................................28
Hình 3.4:Biểu đồ phân bổ các trạm BTS theo huyện..................................................29
Hình 3.5:Biểu đồ phân bổ các trạm BTS theo xã/phường/TP......................................30
Hình 3.6:Biểu đồ cột các trường dữ liệu kiểu số.........................................................31
Hình 3.7:Biểu đồ phân bố thiết bị 2G........................................................................31
Hình 3.8:Biểu đồ phân bố thiết bị 3G........................................................................32
Hình 3.9:Biểu đồ phân bố thiết bị 4G........................................................................32
Hình 3.10:Biểu đồ phân bố thiết bị 5G......................................................................33
Hình 4.1:Bản đồ tỉnh Tây Ninh theo hành chính Huyện/TX/TP...................................35
Hình 4.2:Bản đồ tỉnh Tây Ninh theo hành chánh phường xã.......................................36
Hình 4.3:Bảng phân bổ các trạm BTS theo tổng lưu lượng.........................................37
Hình 4.4:Bản đồ phân bổ các trạm BTS theo tổng lưu lượng với không gian phường xã38
Hình 4.5:Bản đồ phân bổ các trạm BTS theo tổng lưu lượng theo vị trí khu vực 38 Hình
4.6:Phân bổ các trạm BTS theo số lượng thiết bị 2G...................................................39
Hình 4.7:Phân bổ các trạm BTS theo số lượng thiết bị 3G...........................................40
Hình 4.8:Phân bổ các trạm BTS theo số lượng thiết bị 4G...........................................40
Hình 4.9:Phân bổ các trạm BTS theo số lượng thiết bị 5G...........................................41
Hình 4. 10 Dự đốn khu vực phát triển trạm BTS 5G mới...........................................51
Hình 4.11:Trang Dashboard của ứng dụng................................................................53
Hình 4.12:Trang vị trí các trạm BTS.........................................................................54
Hình 4.13:Trang các trạm BTS với thơng số..............................................................56
Hình 4. 14 Trang dự báo phát triển trạm theo lưu lượng trên GIS.................................58
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT
VIẾT TẮT
TIẾNG ANH
TIẾNG VIỆT
BTS
Trạm trạm thu phát sóng
2G
Base Transceiver Station
Geographic Information
System
2nd Generation
3G
3rd Generation
thế hệ thứ 3
4G
4th Generation
thế hệ thứ 4
5G
5th Generation
Long Term Evolution
thế hệ thứ 5
GIS
LTE
Hệ thống Thông tin Địa lý
thế hệ thứ 2
Lỗi trung bình bình phương
RMSE
Root Mean Squared Erorr
MSE
Mean Squared Erorr
CDR
Cell Downtime Rate
CQI
Channel Quality Indicator
gốc
sai số bình phương trung bình
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN...........................................................................................................ii
DANH SÁCH HÌNH VẼ..........................................................................................iii
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT.................................................v
MỤC LỤC................................................................................................................ vi
PHẦN MỞ ĐẦU........................................................................................................1
1.
Tính cấp thiết của đề tài.....................................................................................1
2.
Tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài............................................................2
3.
Mục tiêu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn...............................................................3
4.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.......................................................................4
5.
6.
4.1
Đối tượng nghiên cứu.................................................................................4
4.2
Phạm vi nghiên cứu...................................................................................4
Phương pháp nghiên cứu...................................................................................4
5.1
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết...............................................................4
5.2
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.........................................................5
Bố cục đề án.....................................................................................................5
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRẠM BTS 5G VÀ KHÔNG
GIAN PHÁT TRIỂN.................................................................................................6
1.1. Tổng quan về trạm BTS 5G................................................................................6
1.1.1. Tổng quan về trạm BTS 5G tại Việt Nam......................................................6
1.1.2. Tình hình 5G tại Việt Nam [5]......................................................................7
1.2. Tổng quan về dữ liệu không gian (Spatial Data)....................................................8
1.3. Tổng quan về học máy với dữ liệu khơng gian....................................................10
CHƯƠNG 2: CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN....................................................14
2.1. Các cơng trình liên quan trên thế giới.................................................................14
2.2. Các cơng trình liên quan ở Việt Nam.................................................................21
CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH ĐỀ XUẤT DỰ BÁO KHƠNG GIAN PHÁT TRIỂN
TRẠM BTS THEO LƯU LƯỢNG..........................................................................23
3.1. Thiết kế mơ hình.............................................................................................23
3.2. Bộ dữ liệu của bài toán.....................................................................................24
3.3. Phương pháp đánh giá......................................................................................33
CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ.....................................................35
4.1. Phân tích dữ liệu với GIS..................................................................................35
4.2. Huấn luyện và kiểm thử mơ hình......................................................................42
4.3. Kết quả và thảo luận........................................................................................49
4.4. Dự đoán vùng xây dựng BTS 5G mới...............................................................51
4.5. Ứng dụng demo..............................................................................................53
PHẦN KẾT LUẬN..................................................................................................59
1.
Kết quả nghiên cứu của đề tài...........................................................................59
2.
Hạn chế đề tài.................................................................................................60
3.
Vấn đề kiến nghị và hướng đi tiếp theo của nghiên cứu:......................................61
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................62
1
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, vấn đề quản lý và phát triển trạm BTS là nội dung đặc biệt quan trọng trong hệ
thống thông tin di động. Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, những năm gần
đây, công nghệ thông tin đã được tích cực nghiên cứu và ứng dụng trong quản lý hạ tầng
bưu chính viễn thơng nói chung và hạ tầng trạm BTS nói riêng thay cho việc quản lý, tổng
hợp, báo cáo thủ công trên giấy theo truyền thông, đặc biệt gần đây là ứng dụng hệ thống
thông tin địa lý GIS.
Dự đốn vùng khơng gian phù hợp cho việc phát triển các trạm thu, phát sóng thơng tin di
động (BTS) đóng vai trị quan trọng trong quy hoạch và quản lý chiến lược phát triển hệ
thống BTS. Sử dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để số hóa quy hoạch phát triển hạ tầng
viễn thơng động và số hóa dữ liệu trạm thu, phát sóng thơng tin di động từ tất cả các doanh
nghiệp di động trên tồn quốc, có thể cung cấp hỗ trợ cho việc quản lý mạng lưới thông tin
di động của nhà nước và tăng cường hiệu quả quản lý.
Tăng cường khả năng truy cập Internet cùng với sự tiến bộ của các cơng nghệ tiên tiến như
trí tuệ nhân tạo, Internet of Things (IoT) và tự động hóa đã tạo đà cho sự tăng trưởng vượt
bậc về lượng dữ liệu được tạo ra. Việc sản sinh dữ liệu đang tăng lên với tốc độ kinh khủng,
và dự kiến trong thập kỷ tới, lượng dữ liệu này sẽ tăng thêm hàng trăm zettabyte. Hạ tầng di
động hiện tại không được thiết kế để đáp ứng tải lượng thông tin lớn như vậy, do đó, yêu cầu
nâng cấp là cần thiết.
Đồng thời, 5G với tốc độ nhanh, khả năng chứa đựng lượng lớn dữ liệu và độ trễ thấp, có thể
hỗ trợ và thúc đẩy triển khai các ứng dụng đa dạng. Với sự kết nối đám mây, 5G có thể hỗ
trợ việc kiểm sốt giao thơng, giao hàng bằng máy bay khơng người lái, trò chuyện video
chất lượng cao và trò chơi di động với trải nghiệm giống như trên máy chơi game, ngay cả
khi di chuyển. 5G mang lại lợi ích và ứng dụng vô tận, từ các giao dịch thanh toán quốc tế,
giáo dục từ xa, đến sự linh hoạt của lực
lượng lao động. Tiềm năng của 5G là vô cùng lớn, có thể thay đổi cách thức làm việc, nền
kinh tế toàn cầu và cuộc sống hàng ngày của mọi người.
Hiện tại Tập Đồn Cơng Nghiệp - Viễn Thơng Qn Đội (Viettel) đã tổ chức khai
trương dịch vụ di động 5G tại các tỉnh: Thành Phố Hà Nội, Thành phố HCM, Bắc Ninh,
Bình Phước, Bắc Giang, Thừa Thiên Huế, Bến Tre, Cần Thơ, Bình Dương, Quảng Ninh, Bà
Rịa Vũng Tàu, Đà Nẵng, Lào Cai, Thái Nguyên, Sóc Trăng, Long An, Khánh Hịa, Ninh
Thuận, Bình Thuận, Lâm Đồng, Quảng Trị, Tiền Giang, Bình Định, Gia Lai, Kon Tum, Phú
Yên, Quảng Ngãi, Quảng Nam, Bạc Liêu, Nghệ An, Thanh Hóa. Và trong đó ngày
23/6/2022, tại Trung tâm thương mại Vincom Plaza, thành phố Tây Ninh, Tập Đồn Cơng
Nghiệp - Viễn Thơng Qn Đội (Viettel) khai trương dịch vụ di động 5G trên địa bàn tỉnh
Tây Ninh. Theo đó, từ 14h ngày 23/06 đến hết ngày 25/06/2022, người dân có thể dùng thử
mạng 5G viettel tại trụ sở UBND Tỉnh, Tỉnh ủy, Sở Thông Tin và Truyền thông, Trung tâm
thương mại Vincom Plaza. Việc triển khai mạng 5G Viettel góp phần thúc đẩy chiến lược
nâng cấp hạ tầng viễn thông, công nghệ thông tin, làm động lực chuyển đổi số của nhiều
tỉnh. Tuy nhiên, hiện nay việc phủ sóng trạm BTS 5G cịn rất ít và chưa rộng khắp, vì vậy
việc phát triển và xây dựng chiến lược quy hoạch trạm thu phát sóng BTS 5G rất cần thiết.
Đề tài như sau:
Tên tiếng Việt: NGHIÊN CỨU DỮ LIỆU KHÔNG GIAN PHÁT TRIỂN TRẠM BTS
5G.
Tên tiếng Anh: RESEARCH ON SPATIAL DATA TO DEVELOP 5G BASE
TRANCIEVER STATIONS.
2. Tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài
Các nghiên cứu hiện nay liên quan đến "NGHIÊN CỨU DỮ LIỆU KHÔNG GIAN PHÁT
TRIỂN TRẠM BTS 5G" đang tập trung vào nhiều khía cạnh khác nhau của mạng 5G và
các trạm BTS (Base Transceiver Station) trong không gian. Dữ liệu không gian trong ngữ
cảnh này bao gồm thông tin về vị trí địa lý, đặc điểm mơi
trường, thông lượng mạng và các thông số kỹ thuật khác liên quan đến trạm BTS 5G.
Một số nghiên cứu tập trung vào việc phân tích và khai thác dữ liệu không gian để
cải thiện hiệu suất và khả năng phục vụ của mạng 5G. Các phương pháp phân tích không
gian được sử dụng để định vị và tối ưu hóa vị trí trạm BTS 5G, tăng cường độ phủ sóng,
giảm nhiễu và tăng cường khả năng truyền dẫn. Nghiên cứu cũng tập trung vào việc ứng
dụng dữ liệu không gian để tối ưu hóa quy hoạch mạng 5G. Bằng cách sử dụng dữ liệu
khơng gian, các mơ hình dự báo có thể được phát triển để đo đạc nhu cầu sử dụng mạng, xác
định tốc độ truyền dẫn, tối ưu hóa sử dụng tài ngun và quản lý thơng lượng trong mạng
5G.
Trong nghiên cứu này đã sử dụng các kỹ thuật và công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực
học máy và trí tuệ nhân tạo để tiến hành phân tích và tận dụng dữ liệu khơng gian. Các mơ
hình học máy được xây dựng để dự đoán và tối ưu hóa hiệu suất.
Dữ liệu khơng gian có thể giúp cải thiện phạm vi mạng và chất lượng bằng cách
cung cấp thơng tin về vị trí trạm cơ sở và mơi trường xung quanh. Thơng tin này có thể được
sử dụng để tối ưu hóa vị trí của trạm cơ sở và đảm bảo hoạt động với hiệu suất tối đa. Dữ
liệu khơng gian cũng có thể được sử dụng để xác định các khu vực có nhu cầu cao về dịch
vụ 5G, giúp các nhà khai thác mạng ưu tiên đầu tư vào cơ sở hạ tầng mới. Ngoài ra, dữ liệu
khơng gian cũng có thể được sử dụng để xác định các khu vực có thể có sự thiếu sót về
phạm vi hoặc các vấn đề khác ảnh hưởng đến hiệu suất mạng [1]. Bằng cách phân tích dữ
liệu này, các nhà khai thác mạng có thể đưa ra quyết định thông minh về việc đầu tư vào cơ
sở hạ tầng mới và tối ưu hóa mạng hiện có của nhà mạng [2].
3. Mục tiêu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Mục tiêu nghiên cứu:
Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu dữ liệu không gian nhằm phát triển trạm BTS 5G.
Mục tiêu cụ thể như sau:
o Nghiên cứu và xây dựng mơ hình dự báo học máy bằng cách sử dụng dữ liệu
không gian và GIS kết hợp dữ liệu lưu lượng người dùng qua các trạm BTS.
o Đánh giá các kết quả dự báo và độ chính xác của mơ hình xây dựng
o Sản phẩm dự kiến: Mơ hình dự báo phát triển trạm 5G theo không gian.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1 Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu chính là dữ liệu khơng gian và dữ liệu lưu lượng của các
trạm BTS
Bên cạnh đó, nghiên cứu các thuật toán dự báo và máy học, học sâu ứng dụng
vào dữ liệu khơng gian.
Ngồi ra, đề tài sẽ sử dụng công cụ Rstudio, Google Colab, MatLab để xây
dựng mô hình dự báo dữ liệu khơng gian. Đánh giá các kết quả dự báo và độ
chính xác của mơ hình.
4.2 Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu:
Tập dữ liệu không gian trạm BTS tại Viettel Tây Ninh đã được thông qua ý
kiến của lãnh đạo Viettel Tây Ninh cấp duyệt.
Thu thập được trong thời gian từ 2020 đến 2022.
Nghiên cứu các thuật toán machine learning phù hợp với bộ spatial data thu
thập được.
5. Phương pháp nghiên cứu
5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
-
Tìm các tài liệu, sách liên quan tới dữ liệu khơng gian, mơ hình dự đốn sử dụng dữ
liệu không gian, GIS, phân bố không gian trạm BTS 5G, số lượng người dùng, các
thuật tốn dự báo có thể áp dụng được.
-
Tìm tham khảo tài liệu từ những hội thảo, cơng trình, đề tài thực hiện trong và ngồi
nước.
-
Tìm tài liệu, sách liên quan tới học sâu, dữ liệu lớn như Python NoteBook, Google
Colab, Rstudio, MatLab.
5.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
-
Sau khi nghiên cứu lý thuyết, các bài toán, đề xuất mơ hình; xây dựng và phát triển
ứng dụng dựa trên mơ hình đề xuất; cài đặt thử nghiệm chương trình, đánh giá các
kết quả đạt được; cơng bố kết quả nghiên cứu
6. Bố cục đề án
Bên cạnh phần mở đầu, phần kết luận và phần tài liệu tham khảo, phần nội dung chính của
bài nghiên cứu được chia thành 4 chương chính như sau:
Chương 1: Tổng quan đề tài Chương
2: Các cơng trình liên quan Chương 3:
Thuật tốn đề xuất
Chương 4: Kết quả mô phỏng thực nghiệm
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRẠM BTS 5G VÀ
KHÔNG GIAN PHÁT TRIỂN
1.1. Tổng quan về trạm BTS 5G
1.1.1. Tổng quan về trạm BTS 5G tại Việt Nam
Trạm thu phát sóng di động (BTS – Base Transciever Station) [3] là một thiết bị thu phát vô tuyến cố
định trong bất kỳ mạng di động nào. BTS kết nối các thiết bị di động với mạng. Nó gửi và nhận tín hiệu vơ
tuyến đến các thiết bị di động và chuyển đổi chúng thành tín hiệu kỹ thuật số mà nó truyền trên mạng để định
tuyến đến các thiết bị đầu cuối khác trong mạng hoặc Internet.
5G là thế hệ tiếp theo của công nghệ di động không dây, mang đến tốc độ tải xuống và tải lên nhanh
hơn, kết nối ổn định hơn và dung lượng cải thiện so với các mạng trước đây. So với mạng 4G phổ biến hiện
nay, 5G cung cấp tốc độ và độ tin cậy cao hơn đáng kể, và có tiềm năng thay đổi cách chúng ta sử dụng
internet để truy cập ứng dụng, mạng xã hội và thơng tin. Ví dụ, các cơng nghệ như xe tự lái, ứng dụng trị chơi
tiên tiến và phương tiện truyền phát trực tiếp sẽ được hưởng lợi rất nhiều từ kết nối 5G, đảm bảo kết nối dữ liệu
tốc độ cao và đáng tin cậy.
Sự tăng cường về yêu cầu truy cập internet, cùng với sự phát triển của các cơng nghệ mới như trí tuệ
nhân tạo, Internet vạn vật (IoT) và tự động hóa, đã thúc đẩy sự gia tăng đáng kể về khối lượng dữ liệu được tạo
ra. Việc tạo ra dữ liệu này đang phát triển theo cấp số nhân và dự kiến rằng trong thập kỷ tới, khối lượng dữ
liệu này sẽ tăng thêm hàng trăm zettabyte. Tuy nhiên, cơ sở hạ tầng di động hiện tại không được thiết kế để xử
lý tải lượng thông tin lớn như vậy, do đó, yêu cầu nâng cấp là cần thiết.
5G, với tốc độ cao, dung lượng lớn và độ trễ thấp, có thể hỗ trợ và tăng cường quy mô của nhiều ứng
dụng. Ví dụ, 5G có thể hỗ trợ kết nối giao thơng kiểm sốt được liên kết với đám mây, giao hàng bằng máy
bay khơng người lái, trị chuyện video và chơi game di động với chất lượng tương tự như máy chơi game,
ngay cả khi di chuyển. Từ việc thanh tốn tồn cầu, ứng phó khẩn cấp, giáo dục từ
xa cho đến sự linh hoạt của lực lượng lao động, 5G mang lại vơ hạn lợi ích và ứng dụng. 5G có tiềm năng
thay đổi cách thức làm việc.
Cũng giống như các mạng di động trước đây, công nghệ 5G sử dụng các trạm sóng di động để
truyền dữ liệu qua sóng vơ tuyến. Các trạm sóng di động kết nối với mạng bằng công nghệ không dây hoặc
kết nối có dây. Cơng nghệ 5G hoạt động bằng cách sửa đổi cách mã hóa dữ liệu.
OFDM: Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) là một phần thiết yếu của công nghệ
5G. OFDM là một định dạng điều biến mã hóa sóng khơng khí băng tần cao khơng tương thích với 4G, cung
cấp độ trễ thấp hơn và cải thiện tính linh hoạt so với mạng LTE.
Tháp nhỏ hơn: Công nghệ 5G cũng sử dụng các máy phát nhỏ hơn được đặt trên các tòa nhà và cơ
sở hạ tầng khác. 4G và công nghệ di động trước đây dựa trên các tháp sóng di động độc lập. Khả năng vận
hành mạng từ các tháp sóng nhỏ sẽ hỗ trợ nhiều thiết bị với tốc độ vượt trội.
Phân chia mạng: Các nhà mạng di động sử dụng công nghệ 5G để triển khai nhiều mạng ảo độc
lập trên cùng một cơ sở hạ tầng. Bạn có thể tùy chỉnh mỗi phần trong mạng cho các dịch vụ và trường hợp
kinh doanh khác nhau, ví dụ như các dịch vụ truyền phát hoặc các tác vụ của doanh nghiệp. Bằng cách hình
thành một bộ các chức năng mạng 5G cho từng trường hợp sử dụng hoặc mơ hình kinh doanh cụ thể, bạn có
thể hỗ trợ các yêu cầu khác nhau từ tất cả các ngành dọc. Sự tách biệt về dịch vụ có nghĩa là người dùng được
hưởng lợi từ trải nghiệm đáng tin cậy hơn và hiệu quả cao hơn trên thiết bị của họ.
1.1.2. Tình hình 5G tại Việt Nam [5]
Vào năm 2020, Việt Nam đã đạt thành công khi trở thành quốc gia thứ 5 trên thế giới sở hữu công
nghệ 5G. Mặc dù xuất phát từ một điểm khởi đầu thấp, nhiều người trong và ngồi nước đã khơng tin rằng
Việt Nam có thể đạt được điều này. Tuy nhiên, hiện nay, hai tập đoàn lớn trong nước là Viettel và Vingroup
đã thống nhất hợp tác phát triển công nghệ 5G theo chuẩn mở Open RAN dưới sự chỉ đạo của Bộ Thông tin
và Truyền thơng. Trong đó, Vingroup tập trung vào phần
cứng không dây, trong khi Viettel chú trọng vào xử lý tín hiệu và tích hợp phần mềm để tạo thành các sản
phẩm thương mại.
Hình 1.1:Các mốc thời gian lộ trình phát triển 5G tại Việt Nam
1.2. Tổng quan về dữ liệu không gian (Spatial Data)
Dữ liệu không gian [6] là bất kỳ loại dữ liệu nào tham chiếu trực tiếp hoặc gián tiếp đến một khu vực hoặc vị trí
địa lý cụ thể. Có thể gọi dữ liệu khơng gian theo tên khác như dữ liệu không gian địa lý hoặc thơng tin địa lý.
Nó cũng có thể được biểu diễn dưới dạng số liệu cho một đối tượng vật lý trong hệ tọa độ địa lý. Tuy nhiên, dữ
liệu không gian không chỉ là một thành phần không gian của bản đồ. Người dùng có thể lưu dữ liệu khơng
gian ở nhiều định dạng khác nhau, vì nó cũng có thể chứa nhiều hơn dữ liệu về vị trí cụ thể. Phân tích dữ liệu
này giúp hiểu rõ hơn về cách mỗi biến số tác động đến các cá nhân, cộng đồng, quần thể, v.v. Có một số loại
dữ liệu không gian, nhưng hai loại dữ liệu không gian chính là dữ liệu hình học và dữ liệu địa lý.
Dữ liệu khơng gian [7] có thể tồn tại ở nhiều định dạng khác nhau và không chỉ chứa thơng tin cụ thể
về vị trí. Để hiểu đúng và tìm hiểu thêm về dữ liệu khơng gian, có một vài thuật ngữ chính:
Vector: Dữ liệu vectơ được mơ tả tốt nhất dưới dạng biểu diễn đồ họa của thế giới thực. Có ba loại dữ
liệu vectơ chính: điểm, đường và đa giác. Kết nối các
điểm tạo ra các đường và kết nối các đường tạo ra một vùng kín sẽ tạo ra các đa giác. Các vectơ được sử dụng
tốt nhất để trình bày các khái quát của các đối tượng hoặc tính năng trên bề mặt Trái đất. Dữ liệu vectơ và định
dạng tệp được gọi là shapefiles (.shp) đôi khi được sử dụng thay thế cho nhau vì dữ liệu vectơ thường được lưu
trữ trong tệp .shp.
Hình 1.2:Ví dụ về ảnh vector
Raster: Ví dụ về raster Dữ liệu raster là dữ liệu được trình bày trong một lưới các pixel. Mỗi pixel
trong một raster có một giá trị, cho dù đó là màu sắc hay đơn vị đo lường, để truyền đạt thông tin về phần tử
được đề cập. Raster thường đề cập đến hình ảnh. Tuy nhiên, trong thế giới khơng gian, điều này có thể đề cập
cụ thể đến hình ảnh trực giao là những bức ảnh được chụp từ vệ tinh hoặc các thiết bị trên không khác. Chất
lượng dữ liệu raster khác nhau tùy thuộc vào độ phân giải và nhiệm vụ cần giải quyết.
Hình 1.3:Ví dụ về ảnh raster
Attributes: Dữ liệu không gian chứa nhiều thông tin hơn là chỉ một vị trí trên bề mặt Trái đất. Mọi
thông tin bổ sung hoặc dữ liệu phi không gian mơ tả một tính năng được gọi là một thuộc tính. Dữ liệu khơng
gian có thể có bất kỳ số lượng thuộc tính bổ sung nào kèm theo thơng tin về vị trí. Ví dụ: bạn có thể có bản đồ
hiển thị các tòa nhà trong khu vực trung tâm thành phố. Mỗi tịa nhà, ngồi vị trí của chúng, có thể có các thuộc
tính bổ sung như loại hình sử dụng (nhà ở, doanh nghiệp, chính phủ, v.v.), năm xây dựng và số tầng của tòa
nhà.
Hệ tọa độ địa lý (Geographic Coordinate System): được sử dụng để xác định các vị trí chính xác
trên bề mặt của Trái đất. Thông thường, trục x và y được sử dụng trong các hệ thống toán học, nhưng trong địa
lý, các trục này được gọi là các đường vĩ độ (các đường nằm ngang chạy theo hướng đông-tây) và kinh độ (các
đường thẳng đứng chạy theo hướng bắc-nam). Mỗi trục biểu thị góc mà đường đó được định hướng đối với
tâm Trái đất và do đó, các đơn vị được đo bằng độ.
1.3. Tổng quan về học máy với dữ liệu không gian
Học máy, hay gọi là Machine Learning [8] được sử dụng để xây dựng một mơ hình hoặc một cỗ máy bằng
cách yêu cầu nó học hỏi từ một tập dữ liệu lớn. Dữ liệu lớn có thể là dữ liệu dạng bảng và sau đó là dữ liệu
khơng gian, khơng bao gồm hình ảnh và văn bản. Có 3 loại học máy cơ bản học có giám sát, học khơng giám
sát và học sâu. Trong học có giám sát, chúng ta nên có tập dữ liệu huấn luyện và tập dữ liệu kiểm tra. Tập dữ
liệu huấn luyện và kiểm tra ở dạng bảng với các cột là biến và các hàng là quan sát. Điều làm cho chúng khác
biệt là tập dữ liệu huấn luyện có một biến phụ thuộc/mục tiêu, cũng thường được đặt tên là nhãn và các biến
còn lại là biến độc lập. Tập dữ liệu thử nghiệm, không giống như tập dữ liệu huấn luyện, chỉ chứa các biến độc
lập mà khơng có biến mục tiêu. Chúng ta sử dụng mơ hình Machine Learning đã được đào tạo với tập dữ liệu
huấn luyện để dự đốn biến mục tiêu cịn thiếu của tập dữ liệu thử nghiệm.
Phân tích dữ liệu khơng gian: GIS bao gồm thu thập, quản lý, thao tác, phân tích và trực quan hóa
dữ liệu khơng gian dưới dạng một hệ thống. Dữ liệu không gian, không giống như dữ liệu dạng bảng, có các
thuộc tính khơng gian cho
mỗi lần quan sát. Có hai loại dữ liệu khơng gian: vector và raster. Dữ liệu vectơ có thể có dạng điểm, đường
hoặc đa giác. dữ liệu raster bao gồm các pixel dưới dạng hình ảnh. Dữ liệu khơng gian có thể biểu diễn dưới
dạng dữ liệu dạng bảng, nhưng sự quan sát của nó có các thuộc tính khơng gian. Nói cách khác, mỗi quan sát
đại diện cho một vị trí trong thế giới thực. Kết quả là, các quan sát trong dữ liệu khơng gian có vĩ độ, kinh độ,
diện tích (đa giác), chu vi (đa giác), trọng tâm (đa giác) và độ dài (đường thẳng). Một nhóm các thuộc tính
khơng gian khác có thể có là mật độ, khoảng cách và centography (điểm). Ví dụ về dữ liệu hình dạng đa giác là
các thành phố, khu dân cư, khu vực sử dụng đất và các khu vực khác. Mạng lưới đường bộ, đường ống, sông
và tuyến đường được thể hiện bằng các hình dạng nội tuyến. Dữ liệu điểm thường chứa thông tin về điểm độ
cao, điểm độ sâu mực nước ngầm và các điểm quan tâm khác. Dữ liệu đa giác, đường và điểm có thể được
chuyển đổi sang dữ liệu khác tùy thuộc vào những gì chúng ta cần.
Hình 1.4:Ví dụ về phân tích dữ liệu khơng gian và trực quan hóa chúng
Trong dữ liệu dạng bảng, một quan sát khơng có bất kỳ mối quan hệ không gian nào với các quan sát
khác. Trong dữ liệu khơng gian, mỗi quan sát có một khoảng cách với các quan sát khác. Do thuộc tính khơng
gian, chúng ta có thể thực
