(Luận Văn Thạc Sĩ) Kỹ Thuật Đa Truy Cập Phi Trực Giao Trong Hệ Thống 5G.pdf

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Nguyễn Thị Hƣơng

KỸ THUẬT ĐA TRUY CẬP PHI TRỰC GIAO

TRONG HỆ THỐNG 5G

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông

HÀ NỘI - 2019

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Nguyễn Thị Hƣơng

KỸ THUẬT ĐA TRUY CẬP PHI TRỰC GIAO

TRONG HỆ THỐNG 5G

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử Truyền thông

Cán bộ hƣớng dẫn: TS Đinh Thị Thái Mai

PGSTS Nguyễn Quốc Tuấn

HÀ NỘI - 2019

TÓM TẮT

Tóm tắt: Trong những năm gần đây nhu cầu sử dụng các thiết bị đầu cuối ngày

càng tăng cao và đa dạng. Để đảm bảo tính bền vững cũng nhƣ phát triển của các dịch vụ

thông tin di động trong thập kỉ tới, các giải pháp công nghệ mới đƣợc đƣa ra để có thể đáp

ứng đƣợc nhu cầu sử dụng cũng nhƣ các thách thức mới trong tƣơng lai. Mạng di dộng

không dây 5G đƣợc đƣa ra với các tiêu chí về hiệu suất phổ, tốc độ dữ liệu ngƣời dùng, độ

trễ, mật độ kết nối đòi hỏi số lƣợng kết nối, khả năng kết nối cao mà kỹ thuật truy cập trực

giao dùng trong các mạng 2G/3G/4G chƣa thể đáp ứng đƣợc, các kỹ thuật truy cập phi trực

giao đƣợc đề xuất cho mạng truy cập 5G nhằm đáp ứng tăng khả năng truy cập mạng cao

gấp từ 10-100 lần so với 4G. Đề tài luận văn này mong muốn tìm hiểu về công nghệ mạng

5G và các công nghệ đa truy cập phi trực giao (NOMA) với hy vọng sẽ đƣợc dùng trong

mạng 5G. Nội dung của khóa luận sẽ trình bày những đặc điểm, xu hƣớng phát triển của

mạng 5G, kĩ thuật truy cập OFDM phi trực giao và phƣơng pháp loại bỏ nhiễu liên tiếp

SIC, các đặc tính tối ƣu của công nghệ đa truy cập OFDM phi trực giao so với OFDM

thông thƣờng.

Từ khóa: 5G, Đa truy cập phi trực giao (NOMA), SIC.

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đề tài “Kỹ thuật đa truy cập phi trực giao trong hệ thống

5G” đƣợc thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn trực tiếp của thầy PGS.TS. Nguyễn Quốc

Tuấn và cô TS. Đinh Thị Thái Mai. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong luận

văn này đều là trung thực và chƣa công bố dƣới bất cứ hình thức nào trƣớc đây.

Tất cả những tài liệu tham khảo phục vụ cho luận văn này đều đƣợc nêu

nguồn gốc rõ ràng trong mục tài liệu tham khảo và không có việc sao chép tài liệu

hoặc đề tài khác mà không ghi rõ về tài liệu tham khảo.

Nếu có bất kỳ phát hiện nào về sự gian lận trong luận văn này, em xin hoàn

toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình.

Hà Nội, ngày 31 tháng 05 năm 2019

Học viên

Nguyễn Thị Hƣơng

LỜI CẢM ƠN

Khi em nghiên cứu đề tài, trong quá trình thực hiện luận văn này ngoài sự cố

gắng, nỗ lực của bản thân thì em đã nhận đƣợc sự hƣớng dẫn, giúp đỡ, động viên

không nhỏ từ phía thầy giáo, cô giáo và bạn bè. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

Cô giáo TS Đinh Thị Thái Mai đã trực tiếp định hƣớng giúp đỡ em hoàn thành

đề tài luận văn cũng nhƣ tận tình hƣớng dẫn, giải đáp những thắc mắc cùng với sự

hƣớng dẫn của thầy PGS.TS Nguyễn Quốc Tuấn. Thầy đã chia sẻ những kiến thức

chuyên môn sâu và những kinh nghiệm quá báu giúp em hoàn thành khóa luận này.

Đồng thời em xin cảm ơn đến các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn và các bạn

trong Lab Hệ thống viễn thông đã nhiệt tình chia sẻ, giúp đỡ, động viên trong suốt

quá trình làm luận văn.

Em đã rất cố gắng, nỗ lực, trong quá trình thực hiện nhƣng luận văn này có

nhiều kiến thức mới. Cho nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và những câu

văn đƣợc dịch từ tiếng Anh không đƣợc rõ nghĩa cho lắm. Em rất mong nhận đƣợc

sự góp ý, chỉ bảo tận tình của quý thầy giáo, cô giáo và các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................................................... 9

LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................................. 1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .............................................................................................................. 2

1.1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG .............................................................. 2

1.1.1 Các đặc tính mạng 2G ...................................................................................................... 2

1.1.2 Các đặc tính mạng 3G ...................................................................................................... 3

1.1.3 Các đặc tính mạng 4G ...................................................................................................... 4

1.2 MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G ....................................................................................... 6

1.2.1 Mô hình mạng ................................................................................................................... 7

1.2.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản ...........................................................................................10

1.3 ĐA TRUY CẬP TRONG MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG..................................................14

1.3.1 Đa truy cập mạng 2G/3G .................................................................................................15

1.3.2 Đa truy cập mạng 4G .......................................................................................................16

CHƢƠNG 2: ĐA TRUY CẬP PHI TRỰC GIAO ............................................................................19

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................................................19

2.2 TRUY CẬP NOMA MIỀN MÃ –WCDMA ...........................................................................20

2.2.1 Đa truy cập phân chia theo mã (CDMA) .........................................................................20

2.2.2 Trải mật độ thấp (LDS) ....................................................................................................21

2.2.3 Đa truy cập mã thƣa (SCMA) .........................................................................................22

2.3 TRUY CẬP NOMA MIỀN CÔNG SUẤT ĐƠN SÓNG MANG ..........................................23

2.3.1 Mã hóa chồng chất (SC) ...................................................................................................25

2.3.2 Loại bỏ nhiễu liên tiếp (SIC) ............................................................................................30

2.4 TRUY CẬP NOMA MIỀN CÔNG SUẤT ĐA SÓNG MANG .............................................34

2.4.1 NOMA đa sóng mang ......................................................................................................34

2.4.2 Truy cập trực giao OFDMA .............................................................................................37

CHƢƠNG 3: HIỆU NĂNG ĐA TRUY CẬP PHI TRỰC GIAO (NOMA) .....................................43

3.1 XEM XÉT HIỆU NĂNG NOMA MIỀN CÔNG SUẤT ........................................................43

3.1.1. Kịch bản mô phỏng .........................................................................................................43

3.1.2. Tham số mô phỏng..........................................................................................................44

3.2. SO SÁNH THÔNG LƢỢNG OFDMA & NOMA ...............................................................45

3.3 MỐI LIÊN QUAN EE-SE TRONG NOMA&OFDMA .........................................................48

3.4 THÔNG LƢỢNG VÀ TỔNG CÔNG SUẤT PHÁT NOMA&OFDMA ...............................49

KẾT LUẬN......................................................................................................................................51

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..............................................................................................................52