Nghiên cứu mô hình thuật toán ước lượng suy hao và hướng sóng trong hệ thống vô tuyến đa anten 28GHz và 38GHz

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG VÀ KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN ĐA ANTEN Ở DẢI SÓNG MILIMET

1.1. Truyền sóng ở dải sóng milimet

1.2. Các mô hình suy hao truyền sóng ở dải sóng milimet

1.2.1. Mô hình suy hao truyền sóng trong không gian tự do

1.2.2. Mô hình 3GPP TR 38

1.2.3. Mô hình Stanford University Interim Model (SUI model)

1.2.4. Mô hình suy hao NYU

1.3. Kênh vô tuyến ở dải sóng mm

1.3.1. Bộ dò kênh vô tuyến

1.3.2. Mô phỏng kênh vô tuyến

1.4. Các vấn đề tồn tại cần nghiên cứu giải quyết

1.5. Kết luận chương

2. CHƯƠNG 2: THUẬT TOÁN XỬ LÝ DỮ LIỆU TRONG ƯỚC LƯỢNG MÔ HÌNH SUY HAO TRUYỀN SÓNG Ở DẢI SÓNG MILIMET

2.1. Thuật toán học máy trong ước lượng mô hình suy hao truyền sóng dải sóng milimet

2.1.1. Thuật toán Hồi quy tuyến tính

2.1.2. Thuật toán K-Nearest Neighbor

2.2. Mô phỏng môi trường truyền sóng

2.2.1. Mô phỏng môi trường truyền sóng

2.2.2. Kết quả dự đoán mô hình suy hao truyền sóng bằng hai thuật toán đề xuất

2.2.3. So sánh với kết quả của 3GPP và NYU Wireless

2.3. Thuật toán xử lý dữ liệu trong mô hình suy hao truyền sóng ở dải sóng milimet

2.3.1. Thuật toán CoIEE

2.3.2. Phương pháp 1: Sử dụng các số mũ suy hao truyền sóng tham chiếu

2.3.3. Phương pháp 2: Nội suy từ bộ dữ liệu các số mũ suy hao truyền sóng của các điểm thu

2.3.4. Phương pháp 3: Nội suy từ bộ dữ liệu suy hao truyền sóng và khoảng cách Tx- Rx của các điểm thu

2.3.5. Phương pháp 4: Minimum Mean Square Error (MMSE)

2.3.6. So sánh kết quả của 4 phương pháp

2.4. Kết luận Chương 2

3. CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP XÁC ĐỊNH HƯỚNG SÓNG TỚI CỦA NGUỒN TÍN HIỆU VÔ TUYẾN Ở DẢI SÓNG MM

3.1. Hệ thống thu đa anten dựa trên kiến trúc máy thu định nghĩa chức năng bằng phần mềm để xác định hướng sóng tới của tín hiệu vô tuyến ở dải sóng mm

3.1.1. Kiến trúc hệ thống

3.1.2. Xử lý tín hiệu và ước lượng hướng sóng tới

3.1.3. Kết quả mô phỏng

3.2. Đề xuất hệ thống thu đa anten dựa trên kiến trúc máy thu trung tần số kết hợp bộ di pha 90 độ để xác định hướng sóng tới của tín hiệu vô tuyến ở dải sóng mm

3.2.1. Kiến trúc hệ thống

3.2.2. Xử lý tín hiệu và ước lượng hướng sóng tới

3.2.3. Kết quả mô phỏng

3.3. Đề xuất giải pháp xác định hướng sóng tới của tín hiệu vô tuyến tương quan ở dải sóng mm sử dụng giải pháp phân đoạn không gian và làm mịn không gian

3.3.1. Phân đoạn và làm mịn không gian

3.3.2. Kết quả mô phỏng

3.4. Kết luận chương 3

MỞ ĐẦU

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu

Bài viết này nghiên cứu mô hình thuật toán ước lượng suy hao và hướng sóng trong hệ thống vô tuyến đa anten ở tần số 28GHz và 38GHz. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất của các hệ thống truyền thông không dây, đặc biệt trong bối cảnh phát triển công nghệ 5G. Việc ước lượng chính xác suy hao truyền sóng và hướng sóng tới giúp tối ưu hóa thiết kế mạng và nâng cao chất lượng dịch vụ.

1.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu

Nghiên cứu này không chỉ cung cấp các mô hình lý thuyết mà còn áp dụng các thuật toán thực tiễn để ước lượng suy hao và hướng sóng. Điều này giúp các nhà nghiên cứu và kỹ sư có thể dự đoán và tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống vô tuyến trong các điều kiện môi trường khác nhau.

II. Các mô hình suy hao truyền sóng

Nghiên cứu đã phân tích nhiều mô hình suy hao truyền sóng khác nhau, bao gồm mô hình suy hao trong không gian tự do, mô hình 3GPP TR 38, mô hình Stanford University Interim Model (SUI model) và mô hình suy hao NYU. Mỗi mô hình có những đặc điểm riêng và phù hợp với các điều kiện môi trường khác nhau. Việc lựa chọn mô hình phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác trong ước lượng suy hao.

2.1. Mô hình 3GPP TR 38

Mô hình 3GPP TR 38 được phát triển để phục vụ cho các ứng dụng 5G, cung cấp các thông số suy hao trong các kịch bản khác nhau. Mô hình này đã được kiểm chứng qua nhiều nghiên cứu thực nghiệm và cho thấy độ chính xác cao trong việc dự đoán suy hao truyền sóng.

2.2. Mô hình SUI

Mô hình SUI được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu về truyền sóng ở dải tần số cao. Mô hình này giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến suy hao, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu cho hệ thống truyền thông.

III. Thuật toán xử lý dữ liệu

Nghiên cứu đã áp dụng nhiều thuật toán học máy trong việc ước lượng mô hình suy hao truyền sóng, bao gồm thuật toán hồi quy tuyến tính và K-Nearest Neighbor (KNN). Các thuật toán này cho phép xử lý dữ liệu một cách hiệu quả, từ đó đưa ra các dự đoán chính xác về suy hao truyền sóng trong các điều kiện khác nhau.

3.1. Thuật toán hồi quy tuyến tính

Thuật toán hồi quy tuyến tính được sử dụng để xác định mối quan hệ giữa các biến số trong mô hình suy hao. Kết quả cho thấy thuật toán này có khả năng dự đoán chính xác trong nhiều kịch bản khác nhau.

3.2. Thuật toán K Nearest Neighbor

Thuật toán KNN cho phép phân loại và dự đoán dựa trên các điểm dữ liệu gần nhất. Nghiên cứu cho thấy thuật toán này có thể cải thiện độ chính xác của mô hình suy hao, đặc biệt trong các điều kiện môi trường phức tạp.

IV. Kết luận và hướng phát triển

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc phát triển các mô hình và thuật toán ước lượng suy hao truyền sóng là rất cần thiết trong bối cảnh công nghệ viễn thông hiện đại. Các kết quả đạt được không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn cao trong việc thiết kế và tối ưu hóa các hệ thống vô tuyến đa anten.

4.1. Ứng dụng thực tiễn

Các mô hình và thuật toán được phát triển có thể được áp dụng trong việc thiết kế mạng 5G, giúp cải thiện chất lượng dịch vụ và khả năng phủ sóng. Điều này đặc biệt quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về băng thông và tốc độ truyền tải dữ liệu.

Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu phát triển mô hình thuật toán ước lượng suy hao và hướng sóng trong hệ thống vô tuyến đa anten ở tần số 28GHz và 38GHz