Nghiên cứu kỹ thuật lập lịch cho mạng thông tin di động thế hệ mới

BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG
--------------------

PHẠM HÙNG

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT LẬP LỊCH CHO
MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI

Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông
Mã số: 9.52.02.08

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

Hà nội - 2021
1


BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG
--------------------

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT LẬP LỊCH CHO
MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI

Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông
Mã số: 9.52.02.08

Nghiên cứu sinh:

Phạm Hùng
Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Tiến Ban
PGS. TS. Đặng Hoài Bắc

Hà nội - 2021

1


LỜI CẢM ƠN
Trải qua 4 năm học ở Học Viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng, được tiếp
nhận những kiến thức và kinh nghiệm quý báu của các thầy cô đã giúp em có được ngày
hôm nay, trưởng thành hơn và có kiến thức vững vàng hơn.
Em xin trân thành cảm ơn khoa Viễn Thông và khoa Sau Đại Học, Học Viện Cơng
Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em rất nhiều trong quá
trình học tập cũng như làm luận án tốt nghiệp.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn trân thành tới các thầy cơ trong Học Viện Cơng Nghệ
Bưu Chính Viễn Thơng đã tận tình giảng dạy và trang bị cho em những kiến thức quý báu
trong những năm học vừa qua.
Và đặc biệt em xin trân thành cảm ơn thầy Nguyễn Tiến Ban và thầy Đặng Hoài
Bắc về những hỗ trợ quý báu giúp em vượt qua những giai đoạn khó khăn trong quá trình
học tập, cung cấp nhiều kiến thức để em có thể hoàn thành xong luận án này.
Cảm ơn các anh chị đồng nghiệp và bạn bè đã góp ý và giúp đỡ tận tình trong quá
trình thực hiện luận án này.
Em xin trân thành cảm ơn!
Hà Nội,

tháng năm 2021

Nghiên cứu sinh

Phạm Hùng


Möc löc
Danh s¡ch h…nh v‡ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Danh s¡ch b£ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Danh möc tł vi‚t t›t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tł i”n chó gi£i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mð ƒu
1

T‰nh c§p thi‚t cıa lu“n ¡n . . . . . . . . . . .

2

Nhng vĐn ã cặn tỗn ti . . . . . . . . . . .
3 ị nghắa khoa hồc v thỹc tin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

4 Mưc ti¶u nghi¶n cøu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
5

i tữổng nghiản cứu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

6 Ph÷ìng ph¡p nghi¶n cøu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
7

Ph⁄m vi nghi¶n cøu . . . . . . . . . . .

8

Nhœng âng gâp cıa lu“n ¡n . . . . .

9

BŁ cöc lu“n ¡n . . . . . . . . . . . . . . . .

1 TŒng quan v• kÿ thu“t l“p làch
1.1

H» thŁng thỉng tin di ºng 5G . . .

1.2

Y¶u cƒu kÿ thu“t cıa h» thng thổn

1.3

Hằ thng thổng tin di ng nhiãu ôn
i


1.4

1.3.1

ìợ

1.3.2

Tr

1.3.3

X

Hằ thng thổng tin nhiãu ông ten cù rĐt lợn Massive M
1.4.1

ìu

1.4.2

Th

1.5 Hằ thng thổng tin nhiãu ông ten cù rĐt lợn mmWave Massive
MIMO ................................
1.5.1

C

1.5.2

M

1.5.3

K

1.5.4

ìợ

M
1.5.5

M

1.5.6

C

1.6 K thut lp lch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.7
2

1.6.1

C

1.6.2

K

1.6.3

Th

1.6.4

M

K‚t lu“n ch÷ìng 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kÿ thu“t l“p làch £m b£o tŁc º tŁi thi”u cıa thu¶ bao düa tr¶n

thỉng tin lÂo hõa kảnh truyãn

ii


2.1 ị tững k thut lp lch Êm bÊo tc ti thiu cho th
khi sò dửng thổng tin lÂo hõa kảnh truyãn . . . . . . . .

2.2 Mæ h…nh h» thŁng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 ìợc lữổng kảnh truyãn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 Truy•n dœ li»u chi•u xuŁng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5 LÂo hõa kảnh truyãn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.6 TŁc º tŒng câ th” ⁄t ÷ỉc vợi hiằn tữổng lÂo hõa kản
2.6.1

Ti

2.6.2

Ti

2.7 K thut lp lch • xu§t QoS-Aware . . . . . . . . . . . . . .
2.8 K‚t qu£ mæ phäng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.9 K‚t lu“n ch÷ìng 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3

Kÿ thu“t l“p làch cho hằ thng ông ten cù rĐt lợn Êm bÊo a

tc ti thiu
3.1

ị tững vã k thut lp lch £m b£o a tŁc º tŁi thi”u c
dòng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2

Mæ h…nh h» thŁng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3

ìợc lữổng kảnh truyãn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4

Truy•n t‰n hi»u chi•u xuŁng . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.5

B i to¡n tŁi ÷u cıa kÿ thu“t l“p làch . . . . . . . . . . . . . . .
3.5.1

C

3.5.2

X

3.6

GiÊi phĂp ã xuĐt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.7

K‚t qu£ mæ phäng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iii


3.8 K‚t lu“n ch÷ìng 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4

75

K thut lp lch cho hằ thng ông ten bữợc sõng mm sò dửng

cĂc b ADC phƠn giÊi thĐp
4.1

ị tững kÿ thu“t l“p làch cho h» thŁ
mm khi sß dưng c¡c bº ADC ph¥n

4.2

Mỉ h…nh h» thŁng . . . . . . . . . . .
4.2.1
4.2.2
4.2.3

4.3

Kÿ thu“t l“p lch ã xuĐt . . . . . . . . .

4.4

K‚t qu£ mæ phäng . . . . . . . . . . . .

4.5

K‚t lu“n ch÷ìng 4 . . . . . . . . . . . . . .

K‚t lu“n
Danh mưc c¡c cỉng tr…nh nghi¶n cøu khoa håc . . . . . . . . . . . . . .
T i li»u tham kh£o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

iv


Danh sĂch hnh v
1

Lữu lữổng sò dửng di ng mỉi th¡ng . . . . . . . . .

1.1

C¡c th nh phƒn m⁄ng væ tuy‚n 5G. . . . . . . . . . . . .

1.2

Mæ h…nh hằ thng thổng tin nhiãu ông ten a ng

1.3

Mổ hnh xò lỵ tuyn tnh ti trm gc . . . . . . . .

1.4

Ki‚n tróc cıa m⁄ng 5G düa trản bữợc sõng cù mm .

1.5

Kin trúc ca mÊng ông ten lai bữợc sõng cù mm .

1.6

Kin trúc ca b RF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.7

CĐu trúc tiãn m hõa kắ thu“t sŁ cho mºt thu¶ ba

mmWave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.8

C§u tróc t⁄o bóp sâng t÷ìng tü . . . . . . . . . . . . . . .

1.9

C§u tróc t⁄o búp sõng lai cho hằ thng mt thuả b

1.10

CĐu trúc khung cıa m⁄ng væ tuy‚n NR . . . . . . . .

1.11

C§u tróc khung con m⁄ng vỉ tuy‚n NR . . . . . . . .

1.12

So s¡nh hi»u qu£ sß dưng phŒ . . . . . . . . . . . . . .

1.13

Nhâm c¡c «ng ten sß dưng . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1

So sĂnh dung lữổng hu ch khi sò dửng MRT

2.2

So sĂnh dung lữổng khổng hu ch khi sò dửn

2.3

Dung lữổng hu ch ca hằ thng khi sò dửng M

2.4

So sĂnh dung lữổng hu ch khi sò dửng tiãn mÂ
v


2.5 So sĂnh lữu lữổng khổng hu ch khi sò dưng ti•n m

Ka = 40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6 S thuả bao ữổc phưc vư khi sß dưng ZF v MRT . .

3.1 Tc mỉi thuả bao khi sò dửng k thut QoS-Assura

3.2 TŁc º tŒng cıa h» thŁng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 So s¡nh tŒng tŁc º . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4 So s¡nh dung l÷ỉng hœu ‰ch giœa hai kÿ thu“t . . .
3.5 So sĂnh vã dung lữổng gia ba k thu“t . . . . . . . . . .
4.1 Hi»u qu£ sß dưng phŒ theo SNR . . . . . . . . . . . . . . .

4.2 So s¡nh hi»u qu£ sß dưng phŒ giœa bº ADC ph¥n gi
No-ADC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.3 Hi»u qu£ sß dưng phŒ theo KS . . . . . . . . . . . . . . . .

vi

Danh s¡ch b£ng
3.1 Tham sŁ mæ phäng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

vii

70


Danh möc tł vi‚t t›t
ADC Analog To Digital Converter - bº bi‚n Œi t÷ìng tü sŁ
AAU Active Antenna Unit BS

ìn và «ng ten chı ºng

Base Station - tr⁄m gŁc
BB

Baseband - b«ng cì sð

BBU Baseband Unit -

ìn và b«ng cì sð

BPF Bandpass Filter - bº låc thæng d£i
CSI

Channel State Information - thổng tin trng thĂi kảnh truyãn

CU

Central Unit -

ỡn v tp trung

DPC Dirty Paper Coding - m hõa thut toĂn giĐy b'n
DU

Distributed Unit -

ìn và ph¥n t¡n

FDD Frequency Division Duplex - ghp kảnh phƠn chia theo tn s
GFBR Guaranteed Flow Bit Rate - tc luỗng bit ữổc Êm bÊo
GBR Guaranteed Bit Rate- tŁc º bit ÷ỉc £m b£o
gNB Next Generation NodeB - tr⁄m gŁc th‚ h» ti‚p theo
IoT

Internet of Things - k‚t nŁi v⁄n v“t

IP

Internet Protocol - giao thøc internet

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing - ghp kảnh phƠn
chia theo tn sŁ trüc giao
LNA Low Noise Amplifier - bº khu‚ch ⁄i nhi„u th§p
viii

LTE Long Term Evolution - m⁄ng ti‚n hâa d i h⁄n
LOS Line-of-Sight - truy•n sâng trong tƒm nh…n thflng
MRT Maximum Ratio Transmission - truyãn dÔn tc cỹc i
MU-MIMO Multi-user MIMO - hằ thng nhiãu ông ten nhiãu ngữới dũng
MIMO Multiple Input Multiple Output - nhiãu ông ten thu nhiãu «ng ten ph¡t
Massive MIMO h» thŁng «ng ten nhi•u «ng ten u v o v nhiãu ông ten u ra cù
rĐt lợn
MR

Maximum Rate - ti a tc

MMSE Minimum Mean Square Error - Lỉi bnh phữỡng trung bnh nhọ nhĐt

MS

Mobile Subscriber - thuả bao

N-LOS Non-Line-of-Sight - truyãn sõng khổng trong tƒm nh…n thflng
NR

New Radio - M⁄ng væ tuy‚n th‚ h» mợi

ZF

Zero Forcing - cữùng bức bng khổng

PF

Proportional Fair - cổng bng gia cĂc thuả bao

QoS Quality of Service - chĐt l÷ỉng dàch vư
RF

Radio Frequency - tƒn sŁ vỉ tuy‚n i»n

RRH Remote Radio Head - KhŁi væ tuy‚n tł xa
SNR Signal-To-Noise Ratio - t l» t‰n hi»u tr¶n nhi„u
SDAP Service Data Adaptation Protocol - giao thøc th‰ch nghi dœ li»u dàch vử

TDD Time Division Duplex - ghp kảnh phƠn chia theo thíi gian
ix


ULA Uniform Linear Array - mÊng tuyn tnh ỗng nhĐt

x


Tł

i”n chó gi£i
M

SŁ «ng ten. x

T
k H»

Chu ký khung. x

sŁ fa inh chm ca kảnh truyãn. x

E[ ] Php toĂn ký vồng. x
H Ma trn kảnh truyãn. x
Ka Tp thuả bao trong t b o gỗm Ka thuả bao. x
Kp Tp thuả bao ữổc ữợng lữổng kảnh gỗm Kp thuả bao. x
Ks Tp thuả bao ữổc phửc vử gỗm Ks thu¶ bao. x

A Ma tr“n chuy”n và li¶n hỉp cıa ma tr“n A . x
AT Ma tr“n chuy”n và cıa ma trn A . x
F Ma trn tiãn m hõa. x
IN Ma trn ỡn v kch thữợc N

N. x

g Vc tỡ kảnh truyãn Rayleigh fa inh. x
h Vc tỡ kảnh truyãn. x
CN (0;

r

2

) PhƠn b chu'n trung bnh khổng, phữỡng sai

Cổng suĐt nhiu ữớng xung. x
r Cổng

suĐt nhiu ữớng lản. x

p KhoÊng

thới gian ữợc lữổng kảnh. x

xi

r

2

.x


M
1

u
Tnh cĐp thit ca lun Ăn

Hiằn nay nhu cu sò dưng dàch vư di ºng ng y c ng lỵn do t‰nh phŒ bi‚n v
ti»n döng cıa c¡c thi‚t bà ƒu cuŁi di ºng. Theo dü b¡o cıa Cisco n«m 2019, lữu
lữổng di ng ữổc dỹ bĂo tip tửc tông •u qua c¡c n«m tł møc 10 exabytes mºt
th¡ng trong nôm 2017 lản mức hỡn 80 exabytes mt thĂng trong nôm 2022, nhữ
trong hnh 1 [24].

Hnh 1: Lữu lữổng sò dửng di ng mỉi thĂng

Bản cnh

õ, cĂc ứng dửng mợi trong k

1

nguy¶n cıa Internet of Things - k‚t


nŁi v⁄n v“t (IoT) s‡ ti‚p tưc °t ra nhi•u cì hºi cơng nh÷ th¡ch thøc cho sü ph¡t tri”n
cıa ng nh di ºng. C¡c h» thŁng camera gi¡m s¡t s rĐt ph bin v theo dêi x hi
mồi nỡi v måi lóc. C¡c ºng v“t cơng ÷ỉc gi¡m s¡t v theo dêi sức khọe t xa nhữ
con ngữới. CĂc æ tæ tü l¡i s‡ ÷æc nŁi m⁄ng ” nh“n bit mổi trữớng cụng nhữ cĂc
nguy cỡ tiãm 'n theo thíi gian thüc. C¡c b¡c s¾ câ th” cøu chœa cho b»nh nh¥n
tł xa qua m⁄ng thỉng tin di ºng, khổng cặn phử thuc mổi trữớng a lỵ. Viằc
tữỡng tĂc hai chiãu s ặi họi mng thổng tin di ng cõ chĐt lữổng cao hỡn vã tc
, tin cy v º tr„.
M⁄ng di ºng c¡c th‚ h» ƒu ti¶n nh÷ 2G v 3G chı y‚u phưc vư nhu cƒu thoi ca
ngữới dũng vợi cổng nghằ chuyn mch kảnh l chı y‚u. Ch¿ ‚n 4G th… tŁc º dœ
li»u cıa ngữới dũng mợi ữổc cÊi thiằn v mng lêi  ho n to n sß dưng cỉng ngh»
chuy”n m⁄ch gâi, tuy nhiản t i nguyản vổ tuyn vÔn rĐt hu h⁄n. Mºt °c i”m kh¡c
cıa m⁄ng væ tuy‚n l sü bi‚n thi¶n theo thíi gian, theo tƒn sŁ v c£ khổng gian.
V vy, lp lch ữổc sò dửng nhữ mt lợp thch nghi vợi sỹ bin i ca mổi
trữớng vổ tuyn v cĂc yảu cu khĂc nhau vã chĐt lữổng dch vử ca mng lêi
chuyn mch gõi. Tuy nhiản, cĂc k thut lp lch cho mng 4G ữổc giợi hn chı
y‚u v o c¡c nhâm sau [57]:
TŁi ÷u tŁc º h» thŁng: kÿ thu“t l“p làch s‡ chån ra c¡c thuả bao cõ chĐt
lữổng kảnh truyãn tt nhĐt phửc vử nhm t ữổc tc hằ thng cao
nhĐt. Tuy nhiản, nhữổc im ca k thut n y l cĂc thuả bao trng thĂi kảnh
truyãn km s khổng ữổc phửc vử.
Bnh quƠn vã tc : k thut lp lch s phửc vử mồi thuả bao sao cho dung
lữổng sò dửng ca mồi thuả bao s gn bng nhau nhĐt. Ơy l k thut

ữổc sò dửng ch yu khi trin khai thỹc t ca mng 4G. Tuy nhiản, nhữổc
im ca kÿ thu“t n y l tŁc º h» thŁng ⁄t ữổc s km hỡn nhiãu so vợi
2


kÿ thu“t tŁi ÷u tŁc

º h» thŁng.

M⁄ng 5G em l⁄i sỹ thay i rĐt lợn so vợi cĂc mng trữợc Ơy cÊ vã rng bông
tn sò dửng v c biằt l sò dửng s lữổng ông ten cù rĐt lợn pha trm gc.
Dung lữổng hằ thng tông t lằ thun vợi s lữổng ông ten sò dửng nản dung
lữổng cıa tr⁄m gŁc trong 5G s‡ ti»m c“n vỵi 10 Gbps tøc l g§p 10 lƒn tŁc º cıa
m⁄ng 4G. Sò dửng sõng mmWave vợi dÊi tn t 28 Ghz n 300 Ghz khin
t i nguyản vổ tuyn lợn hỡn rĐt nhiãu so vợi mng 4G. V vy, k thut lp lch Ăp
dửng cho mng 5G cn hữợng tợi viằc Êm bÊo chĐt lữổng ngữới dũng hoc ti ữu
vã hiằu quÊ sò dửng hỡn l ỡn thun nhm tông tc º h» thŁng ho°c phưc vư b…
nh qu¥n cho måi thuả bao.
CĂc hữợng nghiản cứu chnh vã k thut lp lch trong mng 5G hiằn nay l :
Tông dung lữổng hằ thng nhớ c tnh kảnh truyãn hằ thng ông ten cù
rĐt lợn l n nh theo thới gian nản cõ th sò dửng thổng tin lÂo hõa kảnh
truyãn ữợc lữổng kảnh truyãn hiằn ti ca thuả bao. Nhớ õ, giÊm ữổc t i
nguyản ữợc lữổng kảnh truyãn m vÔn cõ th phửc vử thảm thuả bao.
Do s lữổng ông ten l rĐt lợn nản cõ th lỹa chồn cĂc ông ten cõ kảnh truyãn
tt nhĐt phửc vử m khổng cn tiảu tn cổng suĐt v cĂc ông ten khổng

trong iãu kiằn ti ữu cho thuả bao. XuĐt hiằn hữợng nghiản cứu ca k
thut lp lch vã c¡c ti¶u ch‰ ” lüa chån t“p thu¶ bao v tp ông ten phửc vử.

Do dung lữổng hằ thng ca 5G Â t ữổc tc cao nản bt u quan t¥m

‚n vi»c b£o £m tŁc º tŁi thi”u cho thu¶ bao. Lóc n y b i to¡n l“p làch
khỉng ch phửc vử thuả bao bng mồi giĂ m cặn ph£i ¡nh gi¡ xem tŁc º
phưc vư cıa thu¶ bao cõ t ữổc yảu cu ca chĐt lữổng dch vử QoS hay
3


khỉng.
L“p làch £m b£o º tr„ tŁi thi”u cho thu¶ bao. Ơy l hữợng lp lch Êm bÊo
chĐt lữổng dch vử QoS hữợng n cĂc ứng dửng ặi họi tr thĐp trong
mng 5G.
Tuy nhiản, do c tnh vã chĐt lữổng dch vử trong mng lêi dỹa trản cổng
nghằ IP phức tp hỡn rĐt nhiãu so vợi những k thut lp lch hiằn nay trong cĂc
nghiản cứu vã mng 5G nản cn cõ nhng cÊi tin hỡn na vã k thu“t l“p làch ”
¡p øng ÷ỉc nhu cƒu cıa ng÷íi dũng.

2

Nhng vĐn ã cặn tỗn ti

Viằc Ăp dửng thổng tin lÂo hõa kảnh truyãn l m tông dung lữổng hằ thng
cho mng 5G Â gõp phn tông mnh dung lữổng hằ thng tuy nhiản cĂc nghiản
cứu hiằn nay vã kÿ thu“t l“p làch ¡p dưng thỉng tin l¢o hâa kảnh truyãn chữa
quan tƠm n viằc sò dửng thổng tin lÂo hõa kảnh truyãn cõ th dÔn n tnh
trng tc t ữổc ca thuả bao l khổng cao khi sò dửng thổng tin lÂo hõa kảnh
truyãn quĂ cụ. Trữớng hỉp kh¡c câ th” x£y ra l c¡c nghi¶n cøu vã k thut lp
lch sò dửng thổng tin lÂo hõa kảnh truyãn khổng ch ra ữổc s thuả bao ti
ữu cn ữổc phửc vử l bao nhiảu. DÔn n trong nhiãu trữớng hổp s lữổng thuả
bao ữổc phửc vử l quĂ lợn dÔn n tc trung bnh ca cĂc thu¶ bao s‡ bà gi£m
xuŁng. V… v“y, cƒn tham chi‚u cĂc thổng s vã chĐt lữổng dch vử ca phn
mng lêi IP tĂc ng lản quĂ trnh lp lch nhm Êm bÊo ữổc chĐt lữổng dch

vử cho ngữới dũng.
Hiằn ti, cõ mt s nghiản cứu vã k thut lp làch ang chó trång v• £m b£o
mºt tŁc º tŁi thiu cho to n b thuả bao v sò dửng c¡c thu“t to¡n v†t c⁄n ” t…m líi
gi£i tŁi ÷u. Tuy nhi¶n thüc t‚ l c¡c øng dưng ch⁄y tr¶n m⁄ng thæng tin di
4


ng cõ nhiãu yảu cu vã tc ti thiu kh¡c nhau. Vi»c sß dưng c¡c t‰nh to¡n
qu¡ phøc t⁄p s dÔn n tr xò lỵ trong viằc lp lch ca thuả bao. V vy, cn
thit ã xuĐt ra k thut lp lch cho ngữới dũng vợi nhiãu tc ti thiu khĂc nhau v
k thut ã xuĐt cn ìn gi£n trong t‰nh to¡n nh‹m gi£m thíi gian t‰nh toĂn, Ăp
ứng ữổc yảu cu vã tr ca ngữới dũng.
Hỡn na, cĂc thổng s vã chĐt lữổng dch vử trong mng lêi khổng ch l
tr
m cặn cõ cĂc thổng tin vã ữu tiản ca dch vử. ữu tiản ca dch vử khĂc
nhau cõ th dÔn n sỹ khĂc biằt ho n to n vã giĂ cữợc dch vử gia cĂc ngữới
dũng. V vy, thổng s vã ữu tiản ca dch vử trong mng lêi nản l mºt tham
sŁ ¡nh gi¡ trong qu¡ tr…nh l“p làch.

3

Þ nghắa khoa hồc v thỹc tin

ị nghắa khoa hồc ca lun Ăn m lun Ăn hữợng tợi l xƠy dỹng c¡c mỉ h…nh to¡n
håc v ch÷ìng tr…nh mỉ phäng ” Ănh giĂ Ênh hững ca k thut lp lch lản
hiằu n«ng h» thŁng thỉng tin di ºng 5G. C¡c mỉ h…nh to¡n håc, ch÷ìng tr…
nh t‰nh to¡n v mỉ phäng s‡ l cỉng cư cho vi»c thi‚t k‚, ¡nh gi¡ hiằu quÊ ca
cĂc k thut lp lch ã xuĐt. ị nghắa thỹc tin ca lun Ăn m nghiản cứu sinh ký
vång ⁄t ÷ỉc th” hi»n ð c¡c kÿ thu“t l“p lch ã xuĐt cõ th Ăp dửng ữổc v o thüc
t‚ ” £m b£o tŁc º tŁi thi”u cho thu¶ bao, khai thĂc c tnh trỹc giao ca kảnh

truyãn vổ tuy‚n v dung l÷ỉng cıa h» thŁng thỉng tin di ng 5G.

4

Mửc tiảu nghiản cứu

XuĐt phĂt t nhng phƠn tch ð tr¶n, lu“n ¡n t“p trung thüc hi»n c¡c mưc tiảu
chnh sau Ơy:
ã xuĐt k thut lp lch v tnh toĂn Ênh hững ca viằc sò dửng thổng tin
5


lÂo hõa kảnh truyãn lản tc ca tng thuả bao cơng nh÷ to n h» thŁng ”
£m b£o r‹ng cĂc thuả bao ữổc phửc vử s ữổc cung cĐp mt tc ti thiu
trong khi vÔn cÊi thiằn dung lữổng hằ thng.
ã xuĐt k thut lp lch v thỹc hi»n mỉ h…nh hâa to¡n håc ” £m b£o c¡c
thu¶ bao ÷ỉc phưc vư s‡ câ ÷ỉc tŁc º tŁi thiu theo yảu cu v chồn ra

ữổc tp thuả bao ti ữu dung lữổng hằ thng l cao nhĐt. Hìn nœa kÿ
thu“t l“p làch s‡ t‰nh ‚n º ÷u ti¶n cıa dœ li»u, £m b£o r‹ng khi c¡c y‚u t
khĂc l nhữ nhau th thuả bao cõ ữu tiản cao hỡn s ữổc phửc vử trữợc.
ã xuĐt k thu“t l“p làch ” khai th¡c °c t‰nh cıa k¶nh truy•n trüc giao
trong m⁄ng 5G. Düa v o °c t‰nh kảnh truyãn xƠy dỹng ngữùng giợi hn
tm ra tp thuả bao cõ c tnh kảnh truyãn cn tm kim, t õ giÊm bợt
ữổc thới gian tm tp thuả bao phửc vử ti ữu.

5

i tữổng nghiản cứu

i tữổng nghiản cøu cıa lu“n ¡n l kÿ thu“t l“p làch sß döng t⁄i Next Generation
NodeB - tr⁄m gŁc th‚ h» ti‚p theo (gNB) cıa m⁄ng thæng tin di ºng th‚ h» mợi 5G
nhm mửc ch lỹa chồn tp thuả bao phửc vử v phƠn phi t i nguyản vổ tuyn
cho cĂc thuả bao mt cĂch ti ữu t dung lữổng to n hằ thng l cao nhĐt. t
ữổc mửc ti¶u â cƒn nghi¶n cøu c¡c kÿ thu“t ch‰nh cıa hằ thng thổng tin di
ng 5G nhữ ữợc lữổng kảnh truyãn v tiãn m hõa. ỗng thới nghiản cứu cĂc y¶u
cƒu cıa thu¶ bao trong m⁄ng thỉng tin di ºng 5G thọa mÂn cĂc yảu cu õ khi
xƠy dỹng c¡c kÿ thu“t l“p làch.

6


6

Phữỡng phĂp nghiản cứu
T kt quÊ khÊo sĂt cĂc nghiản cứu liản quan s ch ra cĂc hn ch cặn tỗn
ti, xĂc nh b i toĂn cn nghiản cứu v tin n ữa ra cĂc ã xuĐt nhm

giÊi quyt b i to¡n °t ra.
Sß dưng c¡c cỉng cư to¡n håc tnh toĂn hiằu quÊ ca k thut ã xuĐt.
Mổ phọng hot ng ca k thut ã xuĐt nhm kim nh li tnh úng n
ca ã xuĐt.

7

Phm vi nghiản cứu

CĂc nghiản cứu ca lun Ăn

ữổc giợi hn trong phm vi dữợi

Ơy:

Nghiản cứu k thut lp lch trong hằ thng ông ten nhiãu u v o v nhiãu u
ra cù rĐt lợn.
Nghiản cứu hằ thng sò dửng tiãn m hõa Maximum Ratio Transmission truyãn dÔn tc cỹc i (MRT) v Zero Forcing - c÷ïng bøc b‹ng khỉng
(ZF).
Thüc hi»n c¡c kÿ thut chồn thuả bao ti ữu vã tc hằ thng những phÊi
Êm bÊo chĐt lữổng dch vử cho to n b thuả bao.
Can thiằp v o cổng suĐt thu ph¡t cıa thu¶ bao ” thay Œi tŁc º ca thuả bao
theo yảu cu vã tc ti thiu khĂc nhau.

8
Lun Ăn

Nhng õng gõp ca lun Ăn
 t

ữổc cĂc kt quÊ nghiản cứu v

7

õng gõp chnh nhữ sau:


Trong õng gõp u tiản, lun Ăn ã xuĐt mt kÿ thu“t l“p làch câ th” £m b£o
tŁc º tŁi thiu cho thuả bao khi hằ thng sò dửng
thổng tin lÂo hõa kảnh truyãn
Khc phửc cĂc hn ch ca cĂc nghiản cứu trữợc õ khi ã xuĐt viằc lp lch sò
dửng thổng tin lÂo hõa kảnh truyãn ch nhm v o mửc ch tông ti a

dung lữổng hằ thng, lun Ăn ã xuĐt bản cnh mửc tiảu tông dung lữổng h»
thŁng, cƒn ¡nh gi¡ xem li»u vi»c sß dưng thỉng tin lÂo hõa kảnh truyãn cõ
th Êm bÊo ữổc yảu cu vã tc ti thiu cho thuả bao hay khổng khi sò
dửng cĂc thut toĂn tiãn m hõa MRT v ZF.
Kt quÊ mổ phọng cho thĐy giÊi phĂp ã xu§t câ th” £m b£o tŁc º tŁi thi”u
cho c¡c thuả bao  sò dửng thổng tin lÂo hõa kảnh, dung l÷ỉng hœu
‰ch cıa h» thŁng ho n to n v÷ỉt trºi kÿ thu“t l“p làch ÷ỉc em ra so sĂnh,
c biằt khi s lữổng thuả bao phửc vử mức rĐt lợn.
Kt quÊ nghiản cứu liản quan ữổc cổng bŁ trong cæng tr…nh [J1].
Trong âng gâp thø hai, lu“n Ăn ã xuĐt mt k thut lp lch cung cĐp ữổc
nhiãu tc ti thiu khĂc nhau tũy theo yảu cu ca
ngữới dũng
KhĂc vợi cĂc nghiản cứu vã Êm bÊo chĐt lữổng QoS ch tp trung vã tr,
lun Ăn ã xuĐt bản cnh tham s vã tr cn quan tƠm tợi cĂc tham s khĂc
trong QoS nhữ ÷u ti¶n v tŁc º tŁi thi”u cho thu¶ bao, v c biằt
l cho php phửc vử nhiãu thuả bao câ tŁc º tŁi thi”u kh¡c nhau trong còng
mºt chu ký khung. K thut lp lch ữổc ã xuĐt s tnh toĂn cổng suĐt ti
ữu cho tng thuả bao t ữổc tc yảu cu v khổng Ênh hững n chĐt
lữổng ca thuả bao khĂc khi sò dửng tiãn m¢ hâa MRT. Thu“t to¡n cơng

8


 tham chiu n mức ữu tiản ca lữu lữổng, t õ Êm bÊo ữu tiản cho cĂc
lữu l÷ỉng quan trång cıa h» thŁng.
K‚t qu£ mỉ phäng cho thĐy, k thut lp lch ã xuĐt  Ăp ứng úng tc ti
ữu m thuả bao yảu cu, v câ th” phưc vư nhi•u møc tŁc º tŁi thi”u kh¡c
nhau trong cịng mºt chu ký khung.
K‚t qu£ nghi¶n cøu liản quan ữổc cổng b trong cổng trnh [J2].
Trong õng gõp thứ ba, lun Ăn ã xuĐt mt k thut l“p làch khai th¡c °c t

‰nh trüc giao cıa k¶nh truyãn trong mng mmWave sò
dửng Analog To Digital Converter - b bin i tữỡng tỹ s (ADC) phƠn giÊi
thĐp
CĂc nghiản cøu cho th§y vi»c ti‚t ki»m cỉng su§t b‹ng c¡c b ADC phƠn
giÊi thĐp nản Ăp dửng ti pha thuả bao ngữới dũng tức l nghiản cứu Ăp
dửng cho hằ thŁng mmWave theo chi•u xuŁng. Lu“n ¡n t‰nh to¡n tŁc ca
tng thuả bao cụng nhữ to n hằ thng khi sò dửng tiãn m hõa lai hai giai
on. K thut ã xuĐt  xĂc nh iãu kiằn vã trỹc giao ca kảnh truyãn thuả bao
tm ra tp thuả bao phưc vư b¡n trüc giao tłng ỉi mºt vỵi nhau.
K‚t qu£ mỉ phäng cho th§y, kÿ thu“t l“p làch • xu§t câ th” ho⁄t ºng tŁt trong
c£ hai mi•n Signal-To-Noise Ratio - t l» t‰n hi»u tr¶n nhi„u (SNR) thĐp v
cao cụng nhữ hot ng tt vợi b ADC phƠn giÊi thĐp v cao.
Kt quÊ nghiản cứu liản quan ÷ỉc cỉng bŁ trong cỉng tr…nh [J3].

9

BŁ cưc lu“n ¡n

Trong chữỡng 1, lun Ăn trnh b y tng quan vã vĐn ã nghiản cứu bao gỗm
mng thổng tin di ng th‚ h» mỵi 5G, h» thŁng Multi-user MIMO - h» thŁng
9


nhiãu ông ten nhiãu ngữới dũng (MU-MIMO). Chữỡng n y cụng trnh b y cĂc
vĐn ã ữợc lữổng kảnh truyãn, mổ hnh kảnh truyãn v cĂc giÊi phĂp tiãn m hõa
trong hằ thng ông ten nhiãu ông ten u v o v nhiãu ông ten u ra cù rĐt lợn
(Massive MIMO) v mmWave Massive MIMO. CĂc hữợng nghiản cứu chnh v•
kÿ thu“t l“p làch hi»n nay v c¡c h⁄n ch‚ cıa nâ cơng ÷ỉc tr…nh b y. Tł â, ch¿ ra
cĂc hữợng nghiản cứu nhm cÊi tin v khc phửc cĂc vĐn ã cặn tỗn ti trong cĂc
k thut lp lch hiằn nay.

Trong chữỡng 2, lun Ăn  ã xuĐt mºt kÿ thu“t to¡n l“p làch £m b£o tŁc º ti
thiu khi thuả bao sò dửng thổng tin lÂo hõa kảnh truyãn. Chữỡng n y  xƠy
dỹng mổ hnh kảnh tnh toĂn Ênh hững ca viằc sò dửng thổng tin lÂo
hõa kảnh truyãn lản vĐn ã ữợc lữổng kảnh, tiãn m hõa MRT v ZT t õ tnh ra
tc ca thuả bao khi sò dửng thổng tin lÂo hâa k¶nh. ” £m b£o tŁc º tŁi thi”u
cıa thu¶ bao, k thut ã xuĐt thảm v o mt bữợc trong qu¡ tr…nh l“p làch ” lüa
chån c¡c thu¶ bao phị hỉp ” phưc vư b‹ng c¡ch so s¡nh tŁc cõ th t ữổc ca
cÊ thuả bao ữổc ữợc lữổng kảnh v cÊ cĂc thuả bao ch sò dửng thổng tin ữợc
lữổng kảnh. Thỹc nghiằm k thut cho nhiãu tŁc º tŁi thi”u kh¡c nhau
v c¡c t…nh huŁng thüc t khĂc nhau nhữ khi tông dn s thuả bao hoc s
lữổng ông ten sò dửng.
Trong chữỡng 3, lun Ăn • xu§t kÿ thu“t l“p làch nh‹m £m b£o nhi•u lo⁄i tŁc º
tŁi thi”u cho thu¶ bao. Gi£i ph¡p gióp phƠn b ti ữu cổng suĐt phĂt theo
iãu kiằn kảnh truyãn v tc m thuả bao yảu cu, trong khi vÔn hữợng n mửc
tiảu tng dung lữổng hằ thng l cao nhĐt. K thut cặn sò dửng thổng tin vã
ữu tiản ca lữu lữổng Êm bÊo rng cĂc lữu lữổng quan trồng hỡn s ữổc
phửc vử trữợc. V k thut sò dửng mt tiảu ch tng hổp c¡c tham sŁ n¶n s‡
câ thíi gian t‰nh to¡n ‰t hỡn nhiãu so vợi cĂc k thut vt cn nản ho n to n
10


kh£ thi ” ¡p dưng tri”n khai cho m⁄ng thỉng tin di

ng 5G.

Trong chữỡng 4, lun Ăn ã xuĐt k thu“t l“p làch cho h» thŁng mmWave sß
dưng bº ADC phƠn giÊi thĐp. GiÊi phĂp ã xuĐt giúp giÊm thới gian tm kim tp
thuả bao phửc vử ti ữu trong khi vÔn hữợng n mửc tiảu tng dung lữổng hằ
thng l cao nhĐt. K thut sò dửng iãu kiằn bĂn trỹc giao vã kảnh truyãn loi bọ
cĂc thuả bao thuºc t“p øng cø vi¶n m khỉng b¡n trüc giao vợi tp thuả bao Â

ữổc lỹa chồn.
Cui cũng l phn k‚t lu“n chung, s‡ tŒng k‚t l⁄i nhœng âng gâp, kt quÊ
nghiản cứu t ữổc trong lun Ăn n y cụng nhữ hữợng nghiản cứu trong tữỡng lai.

11