Luận văn Thạc sĩ: Nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên mạng mật độ siêu cao trong hệ thống 5G thông qua tối ưu hóa bản tin paging

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ<br /> <br /> ĐINH VIỆT ANH<br /> <br /> NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN<br /> MẠNG MẬT ĐỘ SIÊU CAO TRONG HỆ THỐNG 5G<br /> THÔNG QUA TỐI ƯU HÓA BẢN TIN PAGING<br /> <br /> Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông<br /> Chuyên ngành: Kĩ thuật viễn thông<br /> Mã số: 8510302.02<br /> <br /> LUẬN VĂN THẠC SĨ<br /> CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG<br /> <br /> NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN QUỐC TUẤN<br /> <br /> Hà Nội – 2018<br /> .<br /> <br /> Lời cam đoan<br /> <br /> Tôi xin cam đoan mọi nghiên cứu và kết quả của đề tài “NÂNG CAO HIỆU QUẢ<br /> SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN MẠNG MẬT ĐỘ SIÊU CAO TRONG HỆ THỐNG 5G<br /> THÔNG QUA TỐI ƯU HÓA BẢN TIN PAGING” đều dựa trên sự nhận định, tìm hiểu,<br /> mô hình hóa và mô phỏng của cá nhân tôi, thực hiện tại Khoa Điện tử Viễn thông,<br /> Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS.<br /> Nguyễn Quốc Tuấn.<br /> Những số liệu, hình ảnh được sử dụng trong luận văn, nếu được trích dẫn từ các<br /> tài liệu, công trình đã công bố trước đó, đều được chỉ rõ nguồn gốc. Những nội dung<br /> mới trong nghiên cứu của tôi được trình bày trong luận văn này chưa từng được công<br /> bố trong bất cứ công trình khoa học nào khác cho tới thời điểm này. Tôi hoàn toàn chịu<br /> trách nhiệm về nội dung của luận văn nếu có bất cứ vi phạm nào về tác quyền, bản<br /> quyền.<br /> <br /> Hà Nội, ngày …… tháng …… năm 2018<br /> Học viên<br /> (Ký và ghi rõ họ tên)<br /> <br /> i<br /> <br /> Lời cảm ơn<br /> <br /> Trước tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới PGS.TS. Nguyễn Quốc<br /> Tuấn, người thầy đã dành nhiều thời gian theo sát tôi, tận tình chỉ bảo, hướng dẫn trong<br /> suốt quá trình tôi tìm hiểu, nghiên cứu, tạo mọi điều kiện để tôi có thể hoàn thành luận<br /> văn này. Thầy đã định hướng và đưa ra nhiều góp ý quý giá cho tôi để luận văn được<br /> hoàn thiện và có chất lượng hơn.<br /> Tôi cũng muốn gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô ở khoa Điện tử Viễn thông. Các<br /> thầy, các cô đã cung cấp cho tôi những kiến thức từ cơ bản đến nâng cao, giúp tôi có đủ<br /> nền tảng hiểu biết để nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Đặc biệt, các thầy cô trong<br /> bộ môn Hệ thống viễn thông đã cho tôi những góp ý xác đáng để nội dung của luận văn<br /> được hoàn chỉnh, rõ ràng hơn, mạch lạc hơn.<br /> Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè và các đồng nghiệp đã luôn<br /> động viên, tạo điều kiện cho tốt nhất để tôi có đủ thời gian và tâm sức hoàn thành luận<br /> văn này.<br /> Tôi xin chân thành cảm ơn!<br /> <br /> ii<br /> <br /> Mục lục<br /> Lời cam đoan ................................................................................................................... i<br /> Lời cảm ơn ...................................................................................................................... ii<br /> Mục lục .......................................................................................................................... iii<br /> Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt..............................................................................v<br /> Danh mục bảng biểu ..................................................................................................... vii<br /> Danh mục hình vẽ, đồ thị ............................................................................................ viii<br /> MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1<br /> Chương 1<br /> <br /> TỔNG QUAN VỀ 5G .................................................................................3<br /> <br /> 1.1. Kiến trúc tổng thể...............................................................................................4<br /> 1.2. Những yêu cầu kĩ thuật và hướng tiếp cận ........................................................6<br /> 1.3. Vài nét về chuẩn 5G mới nhất của 3GPP Release 15 ......................................11<br /> 1.3.1.<br /> <br /> Thần số Numerology và cấu trúc khung ................................................13<br /> <br /> 1.3.2.<br /> <br /> Sóng cực ngắn mmWave .......................................................................17<br /> <br /> 1.3.3.<br /> <br /> Massive MIMO và Truyền sóng dạng búp Beamforming .....................18<br /> <br /> 1.3.4.<br /> <br /> Trạng thái RRC-Inactive........................................................................20<br /> <br /> Chương 2<br /> <br /> MẠNG MẬT ĐỘ SIÊU CAO TRONG 5G ..............................................22<br /> <br /> 2.1. Khái niệm mạng mật độ siêu cao (UDN) ........................................................23<br /> 2.2. Thách thức và định hướng kĩ thuật của UDN ..................................................24<br /> 2.2.1.<br /> <br /> Thách thức và định hướng về kiến trúc mạng .......................................24<br /> <br /> 2.2.2.<br /> <br /> Thách thức và định hướng quản lý tính di động ....................................25<br /> <br /> 2.2.3.<br /> <br /> Thách thức và định hướng quản lý nhiễu ..............................................25<br /> <br /> 2.2.4.<br /> <br /> Thách thức và định hướng về tính linh hoạt của hệ thống mạng...........26<br /> <br /> 2.3. Các kiến trúc mạng được đề xuất cho UDN ....................................................26<br /> 2.3.1.<br /> <br /> Nguyên lý chung ....................................................................................26<br /> <br /> 2.3.2.<br /> <br /> Kiến trúc GPP HeNB .............................................................................28<br /> <br /> 2.3.3.<br /> <br /> Kiến trúc tăng cường Small Cell ...........................................................29<br /> <br /> 2.3.4.<br /> <br /> Kiến trúc UDN của METIS ...................................................................30<br /> <br /> 2.3.5.<br /> <br /> Kiến trúc người dùng trung tâm cho UDN ............................................31<br /> <br /> 2.4. Định hướng nghiên cứu cho những thách thức đã nêu ....................................32<br /> 2.4.1.<br /> <br /> Mạng linh hoạt .......................................................................................32<br /> iii<br /> <br /> 2.4.2.<br /> <br /> Hạ tầng mạng trục ..................................................................................34<br /> <br /> 2.4.3.<br /> <br /> Phối hợp nhiều kĩ thuật truy nhập vô tuyến ...........................................36<br /> <br /> 2.4.4.<br /> <br /> Quản lý tính di động ..............................................................................38<br /> <br /> 2.4.5.<br /> <br /> Quản lý nhiễu .........................................................................................39<br /> <br /> 2.4.6.<br /> <br /> Quản lý tài nguyên vô tuyến ..................................................................41<br /> <br /> 2.5. Tổng kết ...........................................................................................................43<br /> Chương 3<br /> <br /> TỐI ƯU TÀI NGUYÊN PAGING TRONG 5G UDN .............................44<br /> <br /> 3.1. Cơ chế Paging hiện tại .....................................................................................45<br /> 3.1.1.<br /> <br /> Lắng nghe paging từ phía UE ................................................................45<br /> <br /> 3.1.2.<br /> <br /> Paging phát quảng bá bởi nhà mạng ......................................................46<br /> <br /> 3.2. Phương pháp tinh gọn bản tin Paging ..............................................................48<br /> 3.2.1.<br /> <br /> Nguyên lý hoạt động ..............................................................................48<br /> <br /> 3.2.2.<br /> <br /> Tính toán mô hình hệ thống ...................................................................49<br /> <br /> 3.2.3.<br /> <br /> Đề xuất cải tiến ......................................................................................50<br /> <br /> 3.3. Khảo sát và đánh giá hiệu suất .........................................................................51<br /> KẾT LUẬN ...................................................................................................................55<br /> PHỤ LỤC ......................................................................................................................56<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................59<br /> <br /> iv<br /> <br />