So sánh phương pháp ước lượng kênh thưa mmWave MIMO cho công nghệ 5G

Thuỳ Linh
16/04/2025 10:15
D

Nhóm nghiên cứu từ Trường Đại học Công nghệ (ĐHQGHN) đề xuất phân tích so sánh hiệu năng các phương pháp ước lượng kênh thưa trong hệ thống mmWave MIMO, mang đến giải pháp quan trọng cho truyền thông không dây tốc độ cao.

Lời tòa soạn: Trong bối cảnh phổ tần số vô tuyến là tài nguyên hữu hạn và ngày càng khan hiếm, việc khai thác hiệu quả dải tần sóng milimét (mmWave) trở thành xu hướng tất yếu cho công nghệ truyền thông thế hệ mới. Công trình nghiên cứu: "Đánh giá hiệu năng các phương pháp ước lượng kênh thưa cho hệ thống mmWave MIMO" cung cấp những đánh giá khách quan, chi tiết về các phương pháp ước lượng kênh thưa, giúp các nhà nghiên cứu và kỹ sư viễn thông có cơ sở để lựa chọn giải pháp phù hợp khi triển khai hệ thống mmWave MIMO trong thực tế. Tạp chí Điện tử và Ứng dụng trân trọng giới thiệu đến bạn đọc, tiêu đề do Ban biên tập đặt.

Ngày nay, trong bối cảnh phổ tần số vô tuyến là một tài nguyên hữu hạn và ngày càng khan hiếm, truyền thông băng sóng milimét (mmWave) là một sự lựa chọn thích hợp. Ở tần số cao, suy hao đường truyền có thể được bù đắp bằng cách sử dụng các ăng-ten định hướng cao được tạo ra từ một mảng lớn các ăng-ten. Tuy nhiên, việc ước lượng kênh trở nên thách thức với số lượng lớn ăng-ten và nhiễu.

Trong nghiên cứu được trình bày tại Hội nghị Quốc gia lần thứ 27 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT 2024), nhóm tác giả Vũ Thị Lan Nhi, Nguyễn Thu Trang, Hoàng Thị Phương Anh, Phùng Đình Thành, Dương Ngọc Sơn và Đinh Thị Thái Mai đã đưa vào tính thưa của kênh mmWave để nghiên cứu và so sánh các phương pháp ước lượng kênh thưa gồm Orthogonal Matching Pursuit (OMP), Stagewise Orthogonal Matching Pursuit (StOMP), Simultaneous OMP (SOMP) và tối ưu chuẩn L1.

Mô hình hệ thống và phương pháp nghiên cứu

Hệ thống millimeter-Wave (mmWave) multiple-input multiple-output (MIMO) có độ chính xác định vị cao, cho phép truyền dữ liệu tốc độ cao, đồng thời các thấp nên được sử dụng trong truyền thông không dây và hỗ trợ cho số lượng lớn người dùng trong hệ thống mmWave.

So sánh phương pháp ước lượng kênh thưa mmWave MIMO cho công nghệ 5G
Kênh truyền trong miền góc

Nhóm nghiên cứu sử dụng mô hình kênh tham số được đưa ra bởi nghiên cứu trước đó, trong đó L là số đường dẫn (bao gồm 1 đường dẫn trực tiếp (LOS-Line of Sight) và L - 1 là đường dẫn gián tiếp (NLOS - Non Line of Sight)). Nghiên cứu xem xét trường hợp đơn sóng mang, ma trận kênh liên quan đến tất cả các đường dẫn.

Các thuật toán được đánh giá bao gồm:

  1. Orthogonal Matching Pursuit (OMP): Thuật toán có độ phức tạp tính toán thấp nhất và được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực lấy mẫu nén.

  2. Stagewise Orthogonal Matching Pursuit (StOMP): Một biến thể của thuật toán OMP, cho phép chọn nhiều cột trong mỗi vòng lặp, khác với OMP chỉ chọn một cột duy nhất.

  3. Simultaneous OMP (SOMP): Thuật toán này hoạt động dựa trên ngưỡng cứng, cho phép chọn nhiều hơn một cột trong mỗi lần lặp.

  4. Tối ưu chuẩn L1: Phương pháp này sử dụng Proximal Gradient Descent để giải quyết bài toán tối ưu, tìm lời giải tối ưu cho hàm mất mát, giảm xuống một ngưỡng nhất định.

Kết quả đánh giá hiệu năng

Nhóm nghiên cứu đã thực hiện mô phỏng với các thông số:

  • Số lượng ăng-ten phía máy thu: Nt = 16
  • Số lượng ăng-ten phía máy thu: Số góc ao trong tập xác định (-π/3, π/3)
  • Số lượng đường dẫn trung tâm fc = 28 GHz, băng thông B = 100 MHz
  • Vị trí của BS, UE và điểm phản xạ lần lượt là: [0, 0], [4, 1] và [2, 2]

Các kết quả nghiên cứu chỉ ra:

  1. Đánh giá tỉ lệ xác định tập hỗ trợ khi thay đổi mức SNR: Phương pháp OMP cho thấy hiệu quả khá tốt ở mức SNR cao. Tuy nhiên, khi SNR thấp, hiệu suất của OMP giảm đi đáng kể. StOMP có thể chọn được nhiều cột sau mỗi vòng lặp, nên có hiệu suất tương đương với OMP và SOMP ở mức SNR thấp.

  2. Đánh giá khả năng tái tạo lại kênh ban đầu khi SNR thay đổi: Khi SNR tăng, MSE của tất cả các thuật toán đều giảm. Ở mức SNR thấp, OMP có MSE cao nhất trong bốn phương pháp. Phương pháp SOMP có hiệu suất kém nhất trong số các phương pháp được xét khi SNR thấp.

  3. Đánh giá độ phức tạp thông qua thời gian chạy chương trình: Tối ưu chuẩn L1 là thuật toán phức tạp nhất và có thời gian chạy dài nhất trong số các thuật toán được so sánh. OMP và SOMP đều có thời gian chạy tương đối ngắn và tương đương nhau.

Việc lựa chọn thuật toán phù thuộc vào yêu cầu cụ thể của hệ thống. Nếu ưu tiên tốc độ, các thuật toán tham lam như StOMP, OMP, SOMP là lựa chọn tốt. Nếu cần độ chính xác cao, SOMP, tối ưu chuẩn L1, OMP là lựa chọn đáng cân nhắc.

Ý nghĩa và hướng phát triển

Trong tương lai, dựa trên những hiểu biết từ phân tích so sánh giữa OMP, StOMP và các thuật toán tham lam khác, nhóm nghiên cứu sẽ phát triển một giải pháp ước lượng kênh đa sóng mang sáng tạo hơn, có khả năng xử lý tốt hơn tính thưa và đặc điểm nhiễu của kênh MIMO mmWave.

Công trình này không chỉ cung cấp cái nhìn tổng quan về các phương pháp ước lượng kênh thưa hiện có mà còn đề xuất những hướng cải tiến quan trọng cho việc phát triển hệ thống truyền thông không dây thế hệ mới, hỗ trợ cho việc triển khai mạng 5Ghướng tới 6G trong tương lai.

Xem toàn văn.

Theo tạp chí Điện tử và Ứng dụng

Bình luận

Tối thiểu 10 chữ Tiếng việt có dấu Không chứa liên kết

Gửi bình luận

Tin cùng chuyên mục

Báo chí khoa học Việt Nam cần 'gỡ' rào cản để phát triển

Báo chí khoa học Việt Nam cần 'gỡ' rào cản để phát triển

Spotify nâng cấp dịch vụ cho người dùng miễn phí

Spotify nâng cấp dịch vụ cho người dùng miễn phí

CYSEEX 2025: Doanh nghiệp Việt chủ động ứng dụng AI trong an ninh mạng

CYSEEX 2025: Doanh nghiệp Việt chủ động ứng dụng AI trong an ninh mạng

FPT Và Future Processing thúc đẩy chuyển đổi số ngành tài chính

FPT Và Future Processing thúc đẩy chuyển đổi số ngành tài chính

Ông chủ mới của TikTok tại Mỹ sắp lộ diện

Ông chủ mới của TikTok tại Mỹ sắp lộ diện

Học viện AIUni ra mắt sách, nền tảng và công cụ AI ‘made in Vietnam’

Học viện AIUni ra mắt sách, nền tảng và công cụ AI ‘made in Vietnam’

MISA AMIS OneAI: Nền tảng AI hợp nhất phổ cập cho tổ chức, doanh nghiệp và gia đình

MISA AMIS OneAI: Nền tảng AI hợp nhất phổ cập cho tổ chức, doanh nghiệp và gia đình

Zalo ra mắt Trợ lý công dân số AI

Zalo ra mắt Trợ lý công dân số AI

Trung Quốc áp dụng chiến lược tinh gọn với AI

Trung Quốc áp dụng chiến lược tinh gọn với AI

Oracle thúc đẩy làn sóng tăng trưởng AI, Nvidia và các ông lớn chip hưởng lợi

Oracle thúc đẩy làn sóng tăng trưởng AI, Nvidia và các ông lớn chip hưởng lợi

Keysight công bố giải pháp đo kiểm tuân thủ lớp vật lý cho HDMI

Keysight công bố giải pháp đo kiểm tuân thủ lớp vật lý cho HDMI

MoMo hợp tác cùng iProov giúp bảo vệ người dùng trước gian lận số

MoMo hợp tác cùng iProov giúp bảo vệ người dùng trước gian lận số

Tin mới cập nhật

ASUS ra mắt loạt giải pháp giúp dành cho doanh nghiệp Việt bứt phá trong kỷ nguyên AI

ASUS ra mắt loạt giải pháp giúp dành cho doanh nghiệp Việt bứt phá trong kỷ nguyên AI

Báo chí khoa học Việt Nam cần 'gỡ' rào cản để phát triển

Báo chí khoa học Việt Nam cần 'gỡ' rào cản để phát triển

141 đội tranh tài công nghệ AIoT trong sân chơi thiết kế điện tử lớn nhất Việt Nam

141 đội tranh tài công nghệ AIoT trong sân chơi thiết kế điện tử lớn nhất Việt Nam

Đại hội đầu tiên của Đảng bộ Mặt trận Tổ quốc, các đoàn thể Trung ương có 350 đại biểu tham dự

Đại hội đầu tiên của Đảng bộ Mặt trận Tổ quốc, các đoàn thể Trung ương có 350 đại biểu tham dự

Khởi tố loạt youtuber, KOL trốn thuế

Khởi tố loạt youtuber, KOL trốn thuế

Kính thông minh Meta Ray-Ban Display, giá 799 đô la có gì đặc biệt?

Kính thông minh Meta Ray-Ban Display, giá 799 đô la có gì đặc biệt?

Chứng khoán châu Á - Thái Bình Dương ngày 18/9/2025: Cổ Phiếu Nhật Bản lập kỷ lục mới

Chứng khoán châu Á - Thái Bình Dương ngày 18/9/2025: Cổ Phiếu Nhật Bản lập kỷ lục mới

BYD Việt Nam hé lộ mẫu sedan PHEV hoàn toàn mới tại thị trường Việt Nam

BYD Việt Nam hé lộ mẫu sedan PHEV hoàn toàn mới tại thị trường Việt Nam

Phát triển nền kinh tế Việt Nam lớn mạnh, hội nhập sâu rộng với thế giới

Phát triển nền kinh tế Việt Nam lớn mạnh, hội nhập sâu rộng với thế giới

WGC ra mắt phim tài liệu 'Dấu ấn vàng'

WGC ra mắt phim tài liệu 'Dấu ấn vàng'

The Art and Science of LifeWear

The Art and Science of LifeWear

Spotify nâng cấp dịch vụ cho người dùng miễn phí

Spotify nâng cấp dịch vụ cho người dùng miễn phí

Tin đọc nhiều

Báo chí khoa học Việt Nam cần 'gỡ' rào cản để phát triển

Báo chí khoa học Việt Nam cần 'gỡ' rào cản để phát triển

Spotify nâng cấp dịch vụ cho người dùng miễn phí

Spotify nâng cấp dịch vụ cho người dùng miễn phí

CYSEEX 2025: Doanh nghiệp Việt chủ động ứng dụng AI trong an ninh mạng

CYSEEX 2025: Doanh nghiệp Việt chủ động ứng dụng AI trong an ninh mạng

FPT Và Future Processing thúc đẩy chuyển đổi số ngành tài chính

FPT Và Future Processing thúc đẩy chuyển đổi số ngành tài chính

Ông chủ mới của TikTok tại Mỹ sắp lộ diện

Ông chủ mới của TikTok tại Mỹ sắp lộ diện

Học viện AIUni ra mắt sách, nền tảng và công cụ AI ‘made in Vietnam’

Học viện AIUni ra mắt sách, nền tảng và công cụ AI ‘made in Vietnam’

MISA AMIS OneAI: Nền tảng AI hợp nhất phổ cập cho tổ chức, doanh nghiệp và gia đình

MISA AMIS OneAI: Nền tảng AI hợp nhất phổ cập cho tổ chức, doanh nghiệp và gia đình

Zalo ra mắt Trợ lý công dân số AI

Zalo ra mắt Trợ lý công dân số AI

Trung Quốc áp dụng chiến lược tinh gọn với AI

Trung Quốc áp dụng chiến lược tinh gọn với AI

Oracle thúc đẩy làn sóng tăng trưởng AI, Nvidia và các ông lớn chip hưởng lợi

Oracle thúc đẩy làn sóng tăng trưởng AI, Nvidia và các ông lớn chip hưởng lợi

Video xem nhiều

Toàn cảnh xác lập kỷ lục Bản đồ Việt Nam được xếp từ nhiều xe ô tô nhất năm 2022

Toàn cảnh xác lập kỷ lục Bản đồ Việt Nam được xếp từ nhiều xe ô tô nhất năm 2022

Giới thiệu chương trình bình chọn “Xe của năm 2022"

Giới thiệu chương trình bình chọn “Xe của năm 2022"

Đại học Miami tạo ra cảm biến chất lượng không khí phát hiện Covid-19

Đại học Miami tạo ra cảm biến chất lượng không khí phát hiện Covid-19

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Isuzu Mu-X 2021 hoàn toàn mới: Thiết kế hiện đại và đầy công nghệ

Isuzu Mu-X 2021 hoàn toàn mới: Thiết kế hiện đại và đầy công nghệ

Thông điệp lan tỏa mùa dịch COVID-19

Thông điệp lan tỏa mùa dịch COVID-19

Cỗ xe lai phản lực tăng tốc từ 0 - 1010 km/h trong 50 giây tham vọng phá kỷ lục thế giới

Cỗ xe lai phản lực tăng tốc từ 0 - 1010 km/h trong 50 giây tham vọng phá kỷ lục thế giới

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

Xe máy điện VinFast được CNN chọn là 1 trong 5 biểu tượng mới của Hà Nội

Xe máy điện VinFast được CNN chọn là 1 trong 5 biểu tượng mới của Hà Nội

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Pretzel - Bánh quy cây: Biểu tượng văn hoá châu Âu với nhiều tranh cãi về nguồn gốc

Pretzel - Bánh quy cây: Biểu tượng văn hoá châu Âu với nhiều tranh cãi về nguồn gốc

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

Bàn về tầm nhìn và các trụ cột của công nghệ thông tin di động 6G
04/03/2022
Chip xử lý A15 Bionic của Apple có gì mới
15/09/2021
Sex Education mùa 3 được Netflix công chiếu vào 17/9
14/09/2021
iPhone 13 không thay đổi nhiều về ngoại hình, camera được nâng cấp mạnh
13/09/2021
Cách xem trực tiếp sự kiện ra mắt iPhone 13 và Apple Watch 7
10/09/2021
VNEID của Bộ Công an khác các ứng dụng đang được vận hành?
10/09/2021
'Cái tôi' thời 4.0 và tính hai mặt của mạng xã hội
04/09/2021
'Muôn màu' cảm xúc của trẻ trong ngày khai giảng online
24/08/2021
Chủ tịch Chu Ngọc Anh giải toả 'ách tắc' về Giấy đi đường cho người dân Thủ đô
10/08/2021
Hàng loạt Macbook M1 tự dưng vỡ màn hình, Apple có đồng ý bảo hành?
02/08/2021
6 bộ phim hay nhất để xem trên VieON
29/01/2021
Bắc Ninh: Không ký kết triển khai dự án Owifi 5G với CSE Singapore
27/06/2020
Bị World Bank cấm dự thầu 7 năm, công ty Sao Bắc Đẩu thừa nhận sai sót
27/06/2020
Wefinex - Mô hình hoạt động đa cấp "đội lốt" đầu tài chính trên mạng internet
10/06/2020
Khai trừ MISA khỏi Câu lạc bộ Chữ ký số và Giao dịch điện tử Việt Nam
27/05/2020
Chuyển đổi số - Nên hiểu như thế nào cho đúng
25/05/2020
Chống thất thu thuế là thách thức lớn đối với nền kinh tế số
29/04/2020
Cách chuyển tập tin sang máy tính mới
10/11/2019
VNPT, MobiFone, VTC sẽ hoàn thành cổ phần hóa trước năm 2021
20/08/2019
5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?
26/07/2019
Nhận diện hành vi lừa đảo trên không gian mạng
25/07/2019
Truyền hình OTT - Hướng đi mới của các “nhà Đài”
24/07/2019