Hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống FD-MIMO trong mạng 5G

Bài viết đề xuất một phương pháp mới để phân tích hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống FD-MIMO và với nhiều cell hoạt động trên cùng băng tần. Các kết quả tính toán số cho phép chúng tôi đưa ra những nhận xét thú vị về cách làm tăng hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống này. TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG, QUYỂN 1, SỐ 3, NĂM 2016 1 HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CỦA HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG FD-MIMO TRONG MẠNG 5G HỆ THỐNG FD-MIMO TRONG MẠNG 5G HIỆU QUẢ SỬ

Thể loại Tài liệu miễn phí Kĩ thuật Viễn thông

Số trang 8

Ngày tạo 9/16/2019 10:37:27 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.60 M

Tên tệp

Tải Hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống FD-MIMO t... (.pdf)

Xem mẫu

TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG, QUYỂN 1, SỐ 3, NĂM 2016 1 HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CỦA HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG FD-MIMO TRONG MẠNG 5G HỆ THỐNG FD-MIMO TRONG MẠNG 5G HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CỦA HỆThị Nguyễn THỐNG ThanhFD-MIMO TRONGTrung Hương∗ , Trương MẠNG 5G∗† Kiên ∗ Phòng thí nghiệm Hệ thống Vô tuyến và Ứng dụng † Bộ mônNguyễn Thịhiệu Xử lý Tín Thanhvà Hương*, TrươngKhoa Truyền thông, TrungKỹKiên* thuật+ Điện tử I * Phòng thí nghiệm Học viện Hệ thống Công nghệ Vô tuyến Bưu chính và Ứng Viễn dụng thông. + Bộ môn Xử lý Tín hiệu và Truyền thông, Khoa Kỹ thuật Điện tử I Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Tóm tắt—Việc sử dụng hợp lý rất nhiều ăngten ở (MIMO - Multiple-Input Multiple-Output) là một trạm gốc để phục vụ đồng thời nhiều thuê bao tạo trong những kỹ thuật thông tin quan trọng hướng ra một sự đột phá về tốc độ dữ liệu trong mạng tới mục tiêu trên thông qua việc sử dụng nhiều thông tin di động. Hệ thống này có tên gọi FD- ăng-ten ở trạm phát và/hoặc máy thu. Tuy nhiên, MIMO (Full-Dimension Multiple-Input Multiple- thực tế là các hệ thống di động tế bào thế hệ Output) và đã được lựa chọn là một ứng cử cho mạng thông tin di động thế hệ 5 (5G). Tuy nhiên, thứ 4 (4G) trở về trước vẫn chưa đạt được mức đa số các bài báo có liên quan tập trung vào hoặc tốc độ cao mà công nghệ MIMO hứa hẹn do mới tăng tổng dung lượng truyền tin với một công suất xem xét sử dụng số lượng ăng-ten chưa lớn [1]. tiêu thụ cố định hoặc khả năng giảm công suất tiêu Ví dụ trong hệ thống 3GPP LTE/LTE-Advanced thụ nhưng vẫn đảm bảo tổng dung lượng truyền (hay 4G), mỗi trạm gốc có tối đa 8 ăngten trong tin cho trước. Một số ít bài báo nghiên cứu hiệu khi thiết bị người dùng có tối đa 4 ăngten. Tăng quả sử dụng năng lượng của hệ thống này nhưng số ăng-ten ở trạm gốc để phục vụ đồng thời nhiều chủ yếu cho mô hình đơn cell, do đó bỏ qua một số thuê bao hơn trên cùng một tài nguyên vô tuyến tính chất quan trọng của hệ thống như nhiễu tín là một hướng nghiên cứu hứa hẹn để phát huy hết hiệu hoa tiêu. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất một phương pháp mới để phân tích hiệu quả sử khả năng của kỹ thuật MIMO trong các hệ thống dụng năng lượng của hệ thống FD-MIMO và với di động tế bào [2]. Trong khuôn khổ bộ tiêu chuẩn nhiều cell hoạt động trên cùng băng tần. Các kết 3GPP LTE-Advanced Pro (từ Phiên bản 13 trở đi quả tính toán số cho phép chúng tôi đưa ra những hay mạng 5G), kỹ thuật FD-MIMO đã được lựa nhận xét thú vị về cách làm tăng hiệu quả sử dụng chọn là một trong các công nghệ ứng cử để tăng năng lượng của hệ thống này. tốc độ dữ liệu. Cụ thể, bằng việc sử dụng hàng Từ khóa—Mạng 5G, hiệu quả sử dụng năng chục hay thậm chí hàng trăm ăngten ở từng trạm lượng, hệ thống MIMO cỡ rất lớn, hệ thống MIMO gốc và sử dụng phương pháp truyền dẫn MIMO đa với rất nhiều ăngten ở trạm gốc, thông tin "xanh". người dùng (MU-MIMO - Multiple-User MIMO) để phục vụ đồng thời hàng chục người dùng [2], kỹ thuật FD-MIMO có tiềm năng tăng tốc độ dữ I. Giới thiệu liệu tổng cộng của mạng 5G lên nhiều lần. I. GIỚI THIỆU Đa phần các bài báo trước đây khi nghiên cứu Mạng thông tin di động thế hệ 5 (5G) vẫn đang các hệ thống thông tin MIMO với rất nhiều ăngten trong giai đoạn hình thành, một trong những mục ở trạm gốc thường tập trung vào hoặc khả năng cải tiêu thiết kế quan trọng nhất vẫn là tiếp tục tăng thiện tổng dung lượng truyền tin với một công suất tốc độ dữ liệu. Thông tin đa đầu vào đa đầu ra tiêu thụ cố định [2]–[4] hoặc khả năng giảm công Tác giả liên hệ: Trương Trung Kiên, email: suất tiêu thụ những vẫn đảm bảo tổng dung lượng kientt@ptit.edu.vn. Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ truyền tin cho trước [5]. Trong thực tế, một cách Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) tiếp cận để dung hoà hai mục tiêu thiết kế có phần trong đề tài mã số 102.02-2013.09. Một phần kết quả của mâu thuẫn nhau này là tối đa hoá tỷ số hiệu quả sử bài báo này đã được trình bày tại Hội thảo ECIT’2015. Đến tòa soạn: 11/12/2016, chỉnh sửa: 30/12/2016, chấp dụng năng lượng của hệ thống. Theo định nghĩa, nhận đăng: 30/01/2017. hiệu quả sử dụng năng lượng của một hệ thống Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 58 THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Số 3 - 4 (CS.01) 2016
Maximal Ratio Transmission) để truyền dữ liệu trận A thì ở đường xuống. Đóng góp chính của chúng tôi trận chuyể trong bài báo này là đề xuất một phương pháp ma trận. E mới để phân tích hiệu quả sử dụng năng lượng 2 TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG của hệ Nguyễn TINthống VÀ TRUYỀN trênThịbằng Thanh THÔNG, Hương, cáchQUYỂNsử dụngTrương 1, SỐ các Trung 3, NĂM Kiên tiếp2016 cận tìm giá trị tất định tương đương và môt mô hình Xét mộ thông tin là tỷ số giữa tổng dung lượng thông của côngmộtsuất số thamtiêu thụ số hệ đượcthống sửanhư đổihệtừsốmôpha hình đinhđề trên TDD tin2 được truyền đi trênTẠP tổng xuất trong các bài báo [8], [9]. Kết quả phân tích Mỗi cell c CHÍcôngKHOA suất tiêu thụ HỌC CÔNG NGHỆ phạm THÔNGvi TINlớn, số ăngten VÀ TRUYỀN ở trạm THÔNG, QUYỂN gốc,1, số SỐ 3, thuê NĂMbao 2016 cho tương ứng. Trong khả năng hiểu biết của chúng trong mỗi cell, công suất tiêu thụ của mỗi phần ra một giá trị xấp xỉ của hiệu quả sử dụng vụ đồng t tôi, đến nay có khá ít bài báo đã nghiên cứu hiệu tửnăng tronglượng mạng. củaKết hệ quả thống môdưới phỏng dạngsốmột chohàm phépsố một cách thông tin là tỷ số giữa tổng dung lượng thông của quả sử dụng năng lượng của hệ thống thông tin chúng tôi có một số nhận xét quan trọng về ảnh một số tham số hệ thống như hệ số pha đinh tin được MIMO vớitruyền rất nhiều đi trên ăngten tổngở trạmcông gốc suất [6]–[9]. tiêu thụ hưởng phạm của vi lớn,các sốtham ăngten số hệ ở trạmthống gốc,lênsốhiệu thuêquả bao tương ứng. Trong khả năng hiểu biết của chúng trong Bài báo [6] so sánh hiệu quả sử dụng hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống. Ví dụ, khi cố mỗi cell, công suất tiêu thụ của mỗi phần tôi, lượng năng đến nay giữa có hệkháthống ít bàiMIMO báo đãvới nghiên nhiềucứu ăngten hiệu định tử trong số thuê mạng. bao Kết trongquả mộtmôcell, phỏng số cho tồn tại một phépgiá quả sử dụng năng lượng của hệ thống thông tin ở trạm gốc và hệ thống sử dụng cell cỡ nhỏ. Tuy trị số ăngten trên trạm gốc tối ưu. Đáng chúvềý ảnh chúng tôi có một số nhận xét quan trọng là MIMO với rất nhiều ăngten ở trạm gốc [6]–[9]. hưởng nhiên, bài báo này mới chỉ tính đến công suất tiêu giá trị tối ưu này nằm trong giới hạn cho phép của các tham số hệ thống lên hiệu quả thụBàiliênbáoquan [6] đếnso sánhbức xạ hiệu tínquả hiệu.sửBài dụngbáohiệu[7] đề quả củasử các dụngcông năngnghệ lượng chếcủa tạohệăngtenthống.hiện Ví dụ,nay.khi Bêncố năngmột xuất lượngmôgiữa hìnhhệcông thống suấtMIMO tiêu thụvới nhiều mới không ăngten cạnh địnhđó, số khi thuê cốbao địnhtrongsố ăngtenmột cell, tồn tại trên trạm gốc, mộttăng giá ở trạm gốc và hệ thống sử dụng cell cỡ nhỏ. Tuy chỉ bao gồm công suất phát trên bộ khếch đại công số thuê bao trong một cell có thể góp phần làmlà trị số ăngten trên trạm gốc tối ưu. Đáng chú ý nhiên, suất mà bài cònbáo là này côngmới suất chỉtiêutínhthụđếnmạchcông bởi suấtcáctiêu tăng giá hiệu trị tốiquả ưu sử này dụngnằmnăng tronglượng.giới hạn Chú cho phép ý rằng, thụ liên quan đến bức xạ tín hiệu. Bài báo [7] đề của các thành phần của trạm gốc và bởi các thiết bị tương một phần kết quả của bài báo này đã được trình công nghệ chế tạo ăngten hiện nay. Bên xuất một mô hình công suất tiêu thụ mới không cạnh tự. Từ mô hình mới đưa ra được công thức tính bày trong [10]. Tuy nhiên, [10] chỉ tập trung vào đó, khi cố định số ăngten trên trạm gốc, tăng chỉ quả hiệu bao nănggồm công lượng,suất sauphátđó xác trênđịnh bộ khếch được số đạiăng- công truyền số thuê dẫnbao trong một ở đường xuống celltrong có thể khigópbài phầnbáo này làm tensuất cầnmà thiếtcònđểlàmang cônglạisuất hiệutiêu quảthụ năng mạch lượng bởicho các nghiên tăng hiệu cứu quả truyền sử dẫndụngở năng cả đường lượng. lênChú và đườngý rằng, thành phần của trạm gốc và bởi các thiết bị tương một hệ thống MIMO cỡ rất lớn. Tuy nhiên, mô hình xuống. Ngoài ra, so với [10], bài báo này cung phần kết quả của bài báo này đã được trình tự. Từ mô hình mới đưa ra được công thức tính bày công suất tiêu thụ sử dụng trong bài báo [7] khá cấp thêm các kết quả mô phỏng mới và từ đó cótrong [10]. Tuy nhiên, [10] chỉ tập trung vào hiệu quả năng lượng, sau đó xác định được số ăng- truyền đơn giản và chưa phản ánh được các đặc trưng những quan sát và nhận xét mới về hiệu quả sử dẫn ở đường xuống trong khi bài báo này ten cần thiết để mang lại hiệu quả năng lượng cho riêng của truyền dẫn MIMO đa người dùng. Các dụng năng lượng của hệ thống thông tin MIMOnghiên cứu truyền dẫn ở cả đường lên và đường bàihệ báo thống [8],MIMO[9] đềcỡ xuất rất một lớn. mô Tuyhình nhiên,công môsuấthình sửxuống. dụng nhiều Ngoàiăng-ten ra, so với ở trạm [10],gốc. bài báo này cung công tiêu thụsuất thựctiêu thụ sử tế hơn và dụng có khả trong năngbàiphản báoánh [7] cơ khá cấp Cácthêmmục các cònkết lại quả của mô bài báo phỏng được mớitổvà chức từ đónhưcó đơn giản và chưa phản ánh được các đặc trưng chế xử lý tín hiệu và truyền dẫn MIMO đa người sau. Mục II mô tả mô hình hệ thống và quá trìnhsử những quan sát và nhận xét mới về hiệu quả riêngđểcủa dùng truyền nghiên cứudẫn hiệu MIMOquả sửđadụng người dùng. năng lượngCác dòdụngvà ước năng lượng lượng kênh củacủa hệhệ thống thống. thông Mụctin IIIMIMO phân bài báo [8], [9] đề xuất một mô hình công suất sử dụng của hệ thống MIMO đơn cell với nhiều ăngten ở tích lượng dữ liệu tổng cộng có thể truyền được nhiều ăng-ten ở trạm gốc. tiêu gốc. trạm thụ thựcViệc tếxem hơnxét vàchỉcó mộtkhả năngcell duyphản ánhbỏcơ và tổng nhất Các mục công còn suấtlạitiêu củathụ bàitương báo được ứng tổ trongchứcmột như quachếmộtxử số lý tín tínhhiệu chấtvàquan truyềntrọng dẫncủa MIMOhệ thốngđa người sau. Mục II mô tả mô hình này khung truyền dẫn để từ đó phân tích hiệu quả sử hệ thống và quá trình như nhiễu tín hiệu hoa tiêu và nhiễu liên celllượng dùng để nghiên cứu hiệu quả sử dụng năng khi dụng dò vànăng ước lượng lượng của kênhhệcủa thống.hệ thống. Mục IV Mục cung III cấp phân của hệ truyền dữ liệu.thống MIMO đơn cell với nhiều ăngten ở tích lượng dữ liệu tổng kết quả mô phỏng và tính toán số để kiểm chứng cộng có thể truyền được trạm gốc. Việc xem xét chỉ một cell duy nhất bỏ kết và quả tổngphân côngtích. suấtCuối tiêu cùng, thụ tương mục V ứng đưatrong ra một một Trong qua mộtbài số báotính này, chất chúng quan trọng tôi xem củaxét hệ hệ thốngthống này sốkhung truyền dẫn để từ đó phân tích hiệu quả sử thông tin MIMO vớihoarất nhiều kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo. như nhiễu tín hiệu tiêu vàăngten nhiễu ởliên trạm cellgốckhi dụng năng lượng của hệ Quy ước ký hiệu toán học: Các ký tự thường thống. Mục IV cung cấp vàtruyền với nhiều cell hoạt động trên cùng một băng kết quả mô phỏng dữ liệu. tần. Chúng tôi giả thiết hệ thống này hoạt động ở viết nghiêng (ví dụ,vàatính ) kýtoán hiệusốcác để kiểm giá trịchứng vô Trong bài báo này, chúng tôi xem xét hệ thống kết quảcác hướng, phân ký tích. tự đượcCuối tô cùng, đậm mục V (ví thường đưadụ, ra một h ) chế độ song công phân chia theo thời gian (TDD - sốhiệu kết luận và hướng nghiên cứu ký tiếptựtheo. thông tin MIMO với rất Time Division Duplexing) trong đó trạm gốc ướcnhiều ăngten ở trạm gốc ký các vector trong khi các được tô và với lượng cácnhiều hệ sốcell kênh hoạt độngdựa truyền trêntrêncùng một hoa tín hiệu băng đậmQuy và in ướchoa ký(ví hiệu dụ,toánH) học: ký hiệu Các cácký ma tự thường trận. tần. Chúng tôi giả thiết hệ thống này hoạt động ở I viết và nghiêng 0 ký (ví hiệu dụ, ma a trận ) ký đơn hiệu vị và các ma giá trận trị toànvô tiêu ở đường lên. Chúng tôi giả thiết trạm gốc N N sửchế độ song dụng mã trướccông phântruyềnchia tỷ theosố cực thờiđạigian (TDD- - giá trị không với kích thước N × N . Đối với mah) (MRT hướng, các ký tự được tô đậm thường (ví dụ, Time Division Duplexing) trong ký A hiệu thìcácAT vector là ma trong khi cácđảo, ký A tự∗ đượclà matô Maximal Ratio Transmission) để đó trạmdữ truyền gốcliệu ước trận đậmchuyển và in vị hoa trận nghịch ở lượng đườngcác hệ số Đóng xuống. kênh truyềngóp chính dựa trên của tín chúnghiệu tôihoa trận liên(víhợp H) ký dụ,phức, và hiệu tr(A)các ma của là vết trận. tiêu ởbàiđường lên. làChúng tôi một giả phương thiết trạm I và 0 ký hiệu ma trận gốc ma trận. E[·] ký hiệu phép toán kỳ vọng thống kê. N N đơn vị và ma trận toàn trong báo này đề xuất pháp giá trị không với kích thước N × N . Đối với ma mớisử dụng để phân mã tích trướchiệu truyềnquả tỷ sử sốdụngcực năng đại (MRTlượng - trận A thì AT là ma trận nghịch đảo, A∗ là ma củaMaximal hệ thống Ratiotrên Transmission) bằng cách sử dụng để truyền các tiếp dữcận liệu II. MÔ HÌNH HỆ THỐNG ở đường xuống. Đóng góp chính của chúng tôi trận chuyển vị liên hợp phức, và tr(A) là vết của tìm giá trị tất định tương đương và môt mô hình maXéttrận. mộtE[·] mạng ký hiệuthông phép tin toán di độngkỳ vọng tế bào thống dựa kê. trongsuất công bài tiêu báo thụ nàyđượclà đềsửa xuất đổimộttừ môphươnghìnhpháp đề trên TDD FD-MIMO với C cell, hay ô tế bào. mớitrong xuất để phân các bài tíchbáo hiệu [8],quả [9].sửKết dụngquảnăng phân lượng tích Mỗi cell có một trạmHÌNH gốc với HỆN t ăngten để phục chocủarahệmột thống giátrên trị bằng xấp xỉcách củasửhiệu dụng quảcácsửtiếpdụng cận vụ đồng thờiII. Tạp MÔ cho chí UKHOA người HỌC dùng THỐNG CÔNG đượcNGHỆ phân bố tìm giá trị tất định tương đương và môt mô Số 3 - 4 (CS.01) 2016 hình Xét một mạng thông tin di động tếtrongbào đó 59 dựa năng lượng của hệ thống dưới dạng một hàm số một cách ngẫu nhiêu trong cùng cell, THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG công suất tiêu thụ được sửa đổi từ mô hình đề trên TDD FD-MIMO với C cell, hay ô tế bào. xuất trong các bài báo [8], [9]. Kết quả phân tích Mỗi cell có một trạm gốc với Nt ăngten để phục cho ra một giá trị xấp xỉ của hiệu quả sử dụng vụ đồng thời cho U người dùng được phân bố
đậm và in hoa (ví dụ, H) ký hiệu các ma trận. các hiệu ứng như suy hao đường truyền, che khuất truyền dẫ n hiệu hoa IN và 0N ký hiệu ma trận đơn vị và ma trận toàn và suy hao xuyên tường. Giả thiết rằng các hệ số thiết rằng trạm gốc giá trị không với kích thước N × N . Đối với ma của gbcu là độc lập thống kê và cùng tuân theo trạm gốc i (MRT - trận A thì A là ma trận nghịch đảo, A là ma T ∗ phân bố chuẩn, tức là gbcu ∼ CN (0, INt ). Chúng Tương tự n dữ liệu HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG trận chuyển vị liên hợp phức, và tr(A) là vết của CỦA HỆ THỐNG FD-MIMO tôi cũng TRONG giả thiếtMẠNG kênh 5G đường lên và kênh đường chúng tôi đương ở c ma trận. E[·] ký hiệu phép toán kỳ vọng thống kê. xuống có tính chất thuận nghịch (reciprocity) hoàn số hoạt đ ơng pháp hảo. Để tiện viết các biểu thức toán học, giả thiết ăng lượng II. MÔ HÌNH HỆ THỐNG II. MÔ HÌNH HỆ THỐNG h∗bcu ∈ C1×Nt là vector hệ số kênh truyền đường c tiếp cận A. Phân xuống từ trạm gốc b ∈ C tới thuê bao u ∈ Uc . Ký t mô hình Xét một mạng thông tin di động tế bào dựa hiệu Hbc = [hbc1 hbc2 · · · hbcU ] ∈ CNt ×U là ma 1) Tru ô hình đề trên TDD FD-MIMO với C cell, hay ô tế bào. trận kênh đường lên tổng hợp từ tất cả các thuê xf,bu là d phân tích Mỗi cell có một trạm gốc với Nt ăngten để phục N. baoCỦAtrong cell cTDD tới trạmTRONG ∈ CFD-MIMO gốc bMẠNG ∈ C . 5G. Khi đó, thuê bao ả sử dụng vụT.đồng T. HƯƠNGthời&cho T. T. UKIÊN: HIỆUdùng người QUẢ SỬ DỤNG được NĂNGbố phân LƯỢNG HỆ THỐNG 3 H∗bc là ma trận kênh đường xuống tổng hợp. với E[xf, ột hàm số một cách ngẫu nhiêu trong cùng cell, trong đó Trong giai đoạn đào tạo và ước lượng kênh b ∈ C sử Nt U . Các cell và trạm gốc được đánh số mạng dùng cùng một tập tín hiệu hoa tiêu. Các truyền, các thiết bị đầu cuối trong cùng một cell để ánh x bởi tậpT. CHƯƠNG N. T. , C}.HIỆU = {1,&2,T.· T.· ·KIÊN: Người QUẢdùng SỬ DỤNGtrongNĂNG cell LƯỢNG trạm CỦA gốc ước lượng TDDcác hệ sốTRONG kênh truyền5G.tức 3 truyền HỆ cácTHỐNG tín hiệu FD-MIMO hoa tiêu tương MẠNG hỗ trực giao zbu ∼ CN c ∈ C được đánh số bởi tập Uc = {1, 2, · · · , U }. thời dựa trên tín hiệu hoa tiêu này để sử dụng khi từng cặp ở đường lên [2], [11]–[13]. Giả thiết toàn thuê bao Thiết bị đầu cuối người dùng sử dụng chỉ có một truyền dữ liệu trong các lần sử dụng kênh còn lại Nt U . Các cell và trạm gốc được đánh số mạng dùng cùng một tập tín hiệu hoa tiêu. Các ăngten. Giả thiết rằng hệ thống hoạt động ở chế độ của khung. Ký hiệu các biến trung gian sau bởi tập C = {1, 2, · · · , C}. Người dùng trong cell trạm gốc ước lượng các hệ số kênh truyền tức TDD trong đó truyền dẫn ở đường lên và đường c ∈ C được đánh số bởi tập Uc = {1, 2, · · · , U }. thời dựa trên tín hiệu σ 2hoa tiêu C này để sử dụng khi xuống ở tất cả các cell dùng chung một băng tần. θ = + βbcu (2) Thiết bị đầu cuối người dùng sử dụng chỉ có một truyền dữ liệu trong bu ppcácτp lần sử dụng kênh còn lại Giả thiết rằng tất cả các truyền dẫn được đồng bộ ăngten. Giả thiết rằng hệ thống hoạt động ở chế độ của khung. Ký hiệu các biến trung gian sau c=1 cả về cấu trúc khung, về thời gian và về tần số. βbbu βbcu TDD trong đó truyền dẫn ở đường lên và đường ξbcu = . C (3) Giả thiết mô hình kênh pha đinh khối cận tĩnh σ 2 θbu xuống ở tất cả các cell dùng chung một băng tần. θ = + β (2) trong đó các hệ số kênh truyền được coi như bu bcu pp τpphương pháp ước lượng Giả thiết rằng tất cả các truyền dẫn được đồng bộ Mỗi trạm gốc b sử dụng c=1 không thay đổi trong mỗi khối tài nguyên thời cả về cấu trúc khung, về thời gian và về tần số. kênh sai số trung phương βbbu βbcunhỏ nhất (MMSE - gian-tần số có kích thước τt = BC TC lần sử ξbcu = . (3) Giả thiết mô hình kênh pha đinh khối cận tĩnh Minimum Mean Squaredθbu Error) để thu được một dụng kênh, trong đó BC (Hz) là độ rộng băng trong đó các hệ số kênh truyền được coi như ước lượng sau của hbbu [2], [3] thông kết hợp và TC (giây) là thời gian kết hợp Mỗi trạm gốc b sử dụng phương pháp ước lượng không thay đổi trong mỗi khối tài nguyên thời nhỏ nhất (MMSE - của kênh truyền, và τt > U . Bên cạnh đó, giả kênh sai ˆ bbu = số β bbu trung phương gian-tần số có kích thước τt = BC TC lần sử h hbbu + hbcu + z ˜p,b . (4) thiết rằng các khung truyền dẫn được đồng bộ Minimum θMean Squared Error) để thu được một dụng kênh, trong đó BC (Hz) là độ rộng băng bu c=b trên toàn mạng và ứng với các khối tài nguyên ước lượng sau của hbbu [2], [3] thông kết hợp và TC (giây) là thời gian kết hợp ˆ bbu∼ CN (0, thời gian-tần số. Giả thiết rằng một khung bao Chú ý rằng β của kênh truyền, và τt > U . Bên cạnh đó, giả h ξbbu INt ). Saisố ước ˆkênh bbu gồm τp lần sử dụng kênh để truyền tín hiệu hoa lượngh bbu = được cho h bbu bởi hbbu + ˜ hbcu=+hz ˜bbu p,b −. h (4) ˆ bbu thiết rằng các khung truyền dẫn được đồng bộ ˜ θbu tiêu ở đường lên, τdd lần sử dụng dụng kênh để trong đó hbbu ∼ CN (0, (βbbu −ξbbu )INt ). Do tính c = b trên toàn mạng và ứng với các khối tài nguyên truyền dữ liệu đường xuống và τdu lần sử dụng chất trực giao của ˆ bbuphương pháp ước lượng MMSE, thời gian-tần số. Giả thiết rằng một khung bao ˆChú ý ˜rằng h ∼ CN (0, ξbbu INt ). Sai số ước dụng kênh để truyền dữ liệu đường lên, trong đó h và h không tương quan ˜ bbuvới= nhau. Thêm ˆ bbu gồm τp lần sử dụng kênh để truyền tín hiệu hoa lượng bbu kênh bbu được ˆ bbu cho ˜bởi h hbbu − h τp + τdd + τdu = τt , τp ≥ U, τdd ≥ 0 và τdu ≥ 0. vào đó, vì˜ cả h và h tuân theo phân bố tiêu ở đường lên, τddNtlần sử dụng dụng kênh để trong đó hbbu ∼ CN (0, (βbbu −ξbbu )INt ). Do tính bbu Ký hiệu hbcu ∈ C ×1 là vector hệ số kênh Gauss, nên hai vector này độc lập tương hỗ. Chú truyền dữ liệu đường xuống và τdu lần sử dụng chất trực giao của phương pháp ước lượng MMSE, truyền đường lên từ thuê bao u ∈ Uc tới trạm gốc ý ˆrằng mỗi˜thiết bị đầu cuối chỉ có thông tin thống dụng kênh để truyền dữ liệu đường lên, trong đó hbbu và hbbu không tương quan với nhau. Thêm b ∈ C . Bài báo này xem xét mô hình kênh truyền kê về trạng thái ˆkênh truyền ˜ bbugiữa thiết bị đó và τp + τdd + τdu = τt , τp ≥ U, τdd ≥ 0 và τdu ≥ 0. vào đó, vì cả hbbu và h tuân theo phân bố không tương quan về không ×1 gian [2], [3] trạm gốc trong cùng cell. Ký hiệu hbcu ∈ C t N là vector hệ số kênh Gauss, nên hai vector này độc lập tương hỗ. Chú truyền đường lên từ thuê bao 1/2 hbcu =βbcu gbcu u ∈ Uc tới trạm(1) gốc ý rằng mỗi thiết bị đầu cuối chỉ có thông tin thống b ∈ C . Bài báo này xem xét mô hình kênh truyền kêIII.về HIỆU trạng QUẢthái kênhSỬ DỤNG truyềnNĂNG giữa thiếtLƯỢNGbị đó và trong đó g ∈ C Nt ×1 là vector hệ số kênh truyền không tương quan về không gian [2], [3] bcu trạm Không gốcmất trong tínhcùngtổng cell. quát, hiệu quả sử dụng pha đinh nhanh và βbcu là giá trị tất định biểu diễn năng lượng sẽ được tính toán dựa trên lượng 1/2 hệ số kênh truyền h phabcu đinh =βbcu phạm gbcu vi lớn bao gồm (1) dữIII.liệu HIỆU III. tổng HIỆUQUẢcộng QUẢ SỬđược SỬDỤNG truyềnNĂNG DỤNG trong một NĂNG LƯỢNGkhung LƯỢNG các hiệu ứng như suy hao t ×1 đường truyền, che khuất truyền dẫn và công suất tiêu thụ tương ứng. Giả trong đó gbcu ∈ C N là vector hệ số kênh truyền và suy hao xuyên tường. Giả thiết rằng các hệ số thiếtKhông mất tính tổng quát, hiệu quả sử dụng pha đinh nhanh và βbcu là giá trị tất định biểu diễn năngrằng các phần tử thiết bị tương đương ở các lượng sẽ được tính toán dựa trên lượng của gbcu là độc lập thống kê và cùng tuân theo trạm gốc có giá trị tham số hoạt động giống nhau. hệ số kênh truyền pha đinh phạm vi lớn bao gồm dữ liệu phân bố chuẩn, tức là gbcu ∼ CN (0, INt ). Chúng Tương tự,tổng cộng được truyền trong một khung giả thiết rằng các phần tử thiết bị tương các hiệu ứng như suy hao đường truyền, che khuất truyền dẫn tôi cũng giả thiết kênh đường lên và kênh đường đương ở các thiếtcông và suất tiêu thụ tương ứng. Giả bị đầu cuối cũng có giá trị tham và suy hao xuyên tường. Giả thiết rằng các hệ số thiết rằng các phần tử thiết bị tương đương ở các xuống có tính chất thuận nghịch (reciprocity) hoàn số hoạt động giống nhau. của gbcu là độc lập thống kê và cùng tuân theo trạm gốc có giá trị tham số hoạt động giống nhau. hảo. Để tiện viết các biểu thức toán học, giả thiết phân bố chuẩn, tức là gbcu ∼ CN (0, INt ). Chúng Tương tự, giả thiết rằng các phần tử thiết bị tương h∗bcu ∈ C1×Nt là vector hệ số kênh truyền đường tôi Tạp cũng giả chítrạm thiếtHỌC kênhCÔNG đườngNGHỆ lên và kênh đường A.đương xuống 60 từ KHOA gốc b ∈ C tới thuê bao u Số ∈ 3 - U 4 . Ký 2016Phânởtích c(CS.01) các tổng thiết tốc bị đầu độ cuối dữ liệu cũng đạtcóđược giá trị tham xuống THÔNG có tínhTIN chất VÀ thuận nghịch TRUYỀN THÔNG(reciprocity) t ×U hoàn số hoạt động giống nhau. hiệu Hbc = [hbc1 hbc2 · · · hbcU ] ∈ C N là ma 1) Truyền dữ liệu ở đường xuống: Ký hiệu hảo. Để tiện viết các biểu thức toán học, giả thiết trận∗ kênh đường lên tổng hợp từ tất cả các thuê x là dữ liệu mà trạm gốc b ∈ C truyền cho h ∈C 1×N t là vector hệ số kênh truyền đường f,bu baobcutrong cell c ∈ C tới trạm gốc b ∈ C . Khi đó, thuê bao u ∈ Ub trong một dữ lầnliệusử đạtdụng đượckênh, xuống từ trạm gốc b ∈ C tới thuê bao u ∈ Uc . Ký A. Phân tích tổng tốc độ H∗bc là ma trận kênh đường xuống tổngNthợp. ×U với E [x f,bu |] = 0 và E [|x f,bu | 2 ] = 1. Trạm gốc
nh truyền Không mất tính tổng quát, hiệu quả sử dụng Bbu (τp ) = ¯cξ2 λ (9) bcu biểu diễn năng lượng sẽ được tính toán dựa trên lượng c=b 3) Lượn bao gồm dữ liệu tổng cộng được truyền trong một khung σf2 tương đươ che khuất Cbu (τ p ) = Thị+ λ¯ c βbck ξbbu . (10) truyền dẫn và công suất tiêu thụ tương ứng. Giả Nguyễn pf Thanh Hương, Trương Trung Kiên b được tru các hệ số thiết rằng các phần tử thiết bị tương đương ở các (c,k)=(b,u) uân theo trạm gốc có giá trị tham số hoạt động giống nhau. Giá trị SINR tương đương tất định ứng với thuê ). Chúng Tương tự, giả thiết rằng các phần tử thiết bị tương bao u ∈ Ub dưới đây được tính bằng cách thay nh đường đương ở các thiết bị đầu cuối cũng có giá trị tham thế Rbcu = βbcu INt vào Định lý 5 trong [3] và sử ity) hoàn số hoạt động giống nhau. B. Phân t dụng một số biến đổi toán học cơ bản giả thiết Phần nà ền đường Abu Nt η¯f,bu = . (11) tiêu thụ c ∈ Uc . Ký A. Phân tích tổng tốc độ dữ liệu đạt được Bbu Nt + Cbu truyền dẫn ×U là ma 1) Truyền dữ liệu ở đường xuống: Ký hiệu Giá trị tất định tương đương của lượng dữ liệu đề xuất áp các thuê xf,bu là dữ liệu mà trạm gốc b ∈ C truyền cho đường xuống đạt được (tính theo bits/s) trong một hình công . Khi đó, thuê bao u ∈ Ub trong một lần sử dụng kênh, khung truyền dẫn ứng với thuê bao u ∈ Ub là dẫn MIMO hợp. với E[xf,bu |] = 0 và E[|xf,bu |2 ] = 1. Trạm gốc 1) Công ¯ f,bu =τdd log2 [1 + η¯f,bu ] . R (12) ợng kênh b ∈ C sử dụng ma trận tiền mã hoá fbu ∈ CNt ×1 là PRP . K một cell để ánh xạ xf,bu tới các ăngten phát. Ký hiệu khuếch đạ trực giao z4 bu ∼ CN (0, σf2 ) là tạp TẠP âmCHÍGauss KHOA trắng HỌC CÔNG cộngNGHỆ tại THÔNG 2)TINTruyền VÀ TRUYỀNdữ liệuTHÔNG, ở đường QUYỂN lên:1,Ký SỐ hiệu 3, NĂM xr,bu2016là tại thiết bị thiết toàn thuê bao u ∈ Ub . Ký hiệu các trạm gốc sử dụng dữ liệu mà thuê bao u ∈ U b truyền cho trạm gốc Khi đó, ta công suất phát trung bình như nhau và ký hiệu là Giả thiết các thiết b ∈ C trong một lần sử dụng kênh bị đầu cuối có công suất phát với E [x r,bu |] = 4 pf . Thuê bao u ∈ Ub nhận được tín hiệu sau TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG 0 và ETIN [|x trung bình r,bu | 2 ] = 1.THÔNG, VÀ TRUYỀN Ký hiệuQUYỂNz như nhau và ký hiệub là pr . Trạm rgốc ∼ 1,CN SỐ (0, 3, NĂMσ 2 I2016 Nt ) PRP C U b ∈ C sử dụng một ma trận thu tuyến tính MRCC . là tạp âm Gauss trắng cộng tại trạm gốc b ∈ công suất √ phát trung bình ∗như nhau và ký hiệu là cóGiả thiếtwcác thiếtˆ bị đầu Ncuối t ×1 có công suất phát yf,bu = pf λc h fck xf,ck + zf,bu (5) dạng bu = hbbu ∈ C để xử lý và thu pf . Thuê bao u ∈ Ub nhậncbu được tín hiệu sau trung được tín bình hiệu nhưsau nhau đây và để ký tách hiệu sóng pr . Trạm gốc làxr,bu c=1 k=1 C U b ∈ C sử dụng một ma trận thu tuyến tính MRC trong đó λ√ b là hệ số chuẩn hoá ứng với giới hạn C Uˆ Nt ×1 để xử lý và thu yf,bu = pf ∗ λc h fck xf,ck + zf,bu (5) y có dạng √ w bu = h bbu∗ ∗∈ C công suất phát trung bình vàcbu được tính như sau r,bu = pr w h fck xf,ck + zr,b . (13) c=1 k=1 được tín hiệu sau đâybuđể cbu tách sóng xr,bu c=1 k=1 1 trong đó λb λ làb hệ = sốUchuẩn hoá ứng . với giới (6) hạn Ký hiệu các √ biến C U trung gian ∗ ∗ độc lập với Nt sau công suất phát trungu=1 E [f bình và ∗ f ] bu được tính như sau bu y r,bu = p r wbu hcbu fck xf,ck + zr,b . (13) 2 1 A r,bu =ξ c=1 k=1 bbu (14) Trong bài báoλbnày, = giả thiết rằng .các trạm gốc (6) U Ký hiệuBcác r,bu = biến trung 2 gian độc lập với Nt sau ξbcu (15) sử dụng ma trận tiền mã E[fMRT. u=1hoá ∗ bu fbu ] Ma trận tiền c=2b mã hoá này được thiết kế dựa trên ước lượng kênh Ar,bu =ξbbu (14) Trong bài báo này, giảˆ thiết rằng các trạm gốc σ 2 tương ứng, tức là fbu = hbbu với mọi b ∈ C và CB 2 (16) (15) r,bu== + ξbcu r,bu βbck ξbbu usử∈ dụng ma trậntôitiền Ub . Chúng cũngmã sử hoádụngMRT. Ma trận phương pháptiền pr c=b (c,k)=(b,u) mã giá tính hoá trị nàytươngđược thiết đương kế tất dựađịnhtrên ước lượng kênh (deterministic C và Thay RbcuC= βbcu σI2Nt vào Định lý βbck3 ξcủa [3] (16) và tương ứng, tức là f = ˆ h với mọi b ∈ [3], equivalence) được sử bu dụng rộng bbu rãi như trong r,bu = + bbu [4]u ∈ để Utìmb . Chúng giá trịtôixấp cũng sử dụng xỉ của tỷ sốphương công suấtpháp sau một số biến đổip r toán học cơ bản, chúng tôi (c,k)=(b,u) tíntínhhiệugiátrêntrị công tương suất đương nhiễutất vàđịnh âm (SINR thu được giá trị tất định tương đương của SINR tạp(deterministic Thay [3], ứng vớiRthuêbcu = baoβbcu INUt b vào nhưĐịnh sau lý 3 của [3] và - equivalence) được sử dụng rộng rãiRatio) Signal-to-Interference-plus-Noise như trong đường u∈ [4] đểứng tìmvớigiáthuê trị bao xấp uxỉ∈ của tỷ hiệu số công sau một số biến đổi toán học cơ bản, chúng tôi xuống Ub . Ký một suất số Ar,bu Nt tín trung hiệu trên thu được giá η ¯ trị =tất định tương đương . của SINR(17) biến giancông sau: suất nhiễu và tạp âm (SINR r,bu B∈ Ntnhư + Csau - Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio) đường ứng với thuê bao u r,bu U b r,bu U −1 xuống ứng với thuê bao u ∈ Ub . Ký hiệu một số Giá trị tất định tương đương Ar,bu N củat lượng dữ liệu ¯b = λ ξbbk (7) đường lên đạtη¯r,bu = (tính theo bits/s). trong một (17) biến trung gian sau: được Br,bu Nt + Cr,bu k=1 khung truyền dẫn ứng với thuê bao u ∈ Ub là Abu =λ ¯ bξ 2 U −1 (8) Giá trị tất định tương đương của lượng dữ liệu ¯ b = bbu λ ξ2bbk (7) đường lênR ¯ r,bu =τdu log2 [1 + η¯r,bu ]. đạt được (tính theo bits/s) trong(18) một Bbu (τp ) = ¯ λc ξbcu (9) k=1 khung truyền dẫn ứng với 3) Lượng dữ liệu tổng cộng: Giá trị tất định thuê bao u ∈ U b là Abu =c= ¯ bb ξ 2 λ (8) bbu σf 2 tương đương R của ¯ r,bulượng=τdudữ logliệu tổng cộng ]. của cell (18) ¯ c βbck ξbbu . 2 [1 + η ¯r,bu CBbubu(τ(τp )p )== + λ ¯cξ2 bcu λ (10)(9) b được truyền trong một khung truyền dẫn là pf c=b (c,k)=(b,u) 3) Lượng dữ liệu tổng cộng: Giá trị tất định U 2 σf đương tất định tương đương ¯ của lượng dữ liệu¯ tổng cộng của cell ¯ f,bu Giá trịCbu SINR(τp ) = +tương ứng với ¯ c βbck ξbbu . λ thuê (10) b được truyền R b = (R + Rr,bu ). (19) p Tạp trong chí KHOA một khung HỌC truyềnNGHỆ CÔNG dẫn là bao u ∈ Ub dưới f đây(c,k) được tính bằng cách thay =(b,u) Số 3 - 4 (CS.01) 2016 u=1 61 thế Rbcu = βbcu INt vào Định lý 5 trong [3] và sử THÔNG UTIN VÀ TRUYỀN THÔNG Giá mộttrị SINR tương B. Phân tích R tổng ¯ b =công(R ¯suất tiêu¯ thụ (19) dụng số biến đổi đương toán học tất cơđịnhbảnứng với thuê f,bu + Rr,bu ). bao u ∈ Ub dưới đây được tính bằng cách thay Phần này phân tích u=1 các thành phần công suất Abu Nt thế Rbcu = βη¯bcu f,buIN =t vào Định lý 5. trong [3] (11) và sử tiêu thụ chính của hệ thống trong một khung
Br,bu Nt + Cr,bu flop/Watt) tại trạm gốc và tại thiết bị đầu cuối. Khi tất định tư Giá trị tất định tương đương của lượng dữ liệu ước lượng kênh truyền, trạm gốc b thực hiện phép (7) cộng ứng đường lên đạt được (tính theo bits/s) trong một nhân ma trận Yp,b ∈ C Nt ×τp với ψ u ∈ Cτp ×1 . khung truyền dẫn ứng với thuê bao u ∈ Ub là Đây là một phép tính đại số tuyến tính thông (8) HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG FD-MIMO thường vàTRONG MẠNG được thực 5Gmột lần trong mỗi khung hiện C. Hiệu q ¯ r,bu =τdu log2 [1 + η¯r,bu ]. R (18) truyền dẫn. Như vậy, ta có (9) Hiệu q 3) Lượng dữ liệu tổng cộng: Giá trị tất định 2U Nt τp ký hiệu là PCE = (W). (22) dữ liệu tổ tương đương của lượng dữ liệu tổng cộng của cell LBS u. (10) b được truyền trong một khung truyền dẫn là một khun 4) Công suất tiêu thụ của các khối mã hoá và tương ứng U ¯b = ¯ f,bu + R ¯ r,bu ). giải mã kênh trong cell b ∈ C được ký hiệu là trị tất địn g với thuê R (R (19) PC/D,b . Ký hiệu PCD là tổng công suất tiêu thụ cách thay u=1 năng lượn (tín theo Watt/bit) để mã hoá và giải mã một bit g [3] và sử thông tin. Khi đó, ta có B. Phân tích tổng công suất tiêu thụ Phần này phân tích các thành phần công suất PC/D,b =PCD Rb (W). (23) (11) tiêu thụ chính của hệ thống trong một khung Chú ý rằn truyền dẫn. Cụ thể, trong bài báo này, chúng tôi 5) Công suất tiêu thụ để truyền dữ liệu đường là kết qu ng dữ liệu đề xuất áp dụng một phiên bản sửa đổi của mô trục ứng với cell b được ký hiệu là PBT . Ký hiệu phân tích trong một hình công suất tiêu thụ của trong hệ thống truyền PBT là công suất tiêu thụ (tính theo Watt/bit) để là trường ∈ Ub là dẫn MIMO đa người dùng được đề xuất trong [9]. truyền 1 bit dữ liệu qua đường trục. Khi đó, ta có Ngoài ra, 1) Công suất bức xạ sóng điện từ được ký hiệu năng sử d (12) PBH,b =PBT Rb (W). (24) là PRP . Ký hiệu ηBS và ηUE là hiệu suất của bộ khuếch đại công suất tương ứng tại trạm gốc và 6) Công suất tiêu thụ của quá trình xử lý tín IV. KẾT ệu xr,bu là tại thiết bị đầu cuối, trong đó 0 < ηBS , ηUE ≤ 1. hiệu tuyến tính được ký hiệu là PLP . Trạm gốc Trong p trạm gốc Khi đó, ta có thực hiện hai hoạt động xử lý tín hiệu tuyến tính thông tin E[xr,bu |] = (0, σr2 INt ) U pp τp pf τdd U pr τdu sau: i) xác định ma trận tiền mã hoá/ma trận thu giác đều N. T. T. P HƯƠNG RP = & T. T. KIÊN: + HIỆU + QUẢ SỬ DỤNG NĂNG (20)LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG TDD FD-MIMO TRONG MẠNG 5G. 5 ốc b ∈ C . ηUE ηBS ηUE và ii) nhân vector ký hiệu cần truyền với ma trận đó, các tr tiền mã hoá hoặc nhân tín hiệu thu được với ma và được m trong đó các số hạng lần lượt là công suất bức Ptrận LP có thểChú thu. được tính như ý rằng hoạtsauđộng [9]đầu tiên chỉ được trí phân b xạ để truyền tín hiệu hoa tiêu, để truyền dữ liệu thực hiện3N một t Ulần trong mỗi 2N khung tU trong khi đó mỗi cell đường N. T. T.xuống HƯƠNGvà đểT.truyền dữ liệu QUẢ đường lên. PLP = +TDD − τp ) TRONG(W). (τt FD-MIMO (25) & T. KIÊN: HIỆU SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG hoạtCỦA động HỆ L thứ THỐNG BS hai được thực hiện LBS choMẠNGmỗi 5G. lần sử5 Do đến th 2) Công suất tiêu thụ của chuỗi thu phát dụng kênh trong quá trình truyền dữ liệu. Vì vậy, vẫn chưa 7) Công suất tiêu thụ cố định được ký hiệu là (transceiver trong đó các chains) đượclần số hạng ký hiệu lượt là TC . Ký là Pcông suấthiệu bức PP có .thể đượcsuất tínhnày nhưthường sau [9]được dành cho LP(W) FIX Công Pxạ BS đểvà truyền PUE làtín công hiệusuấthoatiêu tiêu,thụđểcủa tất cả truyền dữcác liệu việc làm mát3N nhàt Utrạm, báo hiệu 2Nđiều t U khiển và bộ phần đường tử mạch xuốngđiện và đểtử truyền dành riêngdữ liệu chođường một ăngten lên. PLP = + (τt − τp ) (W). (25) xử lý băng tầnLBSgốc. LBS tương ứng ở trạm gốc và ở thiết bị đầu cuối. Chú 2) Công suất tiêu thụ của chuỗi thu phát 8) Công suất tiêu thụ tổng cộng trong cell b ý rằng cả PBS và PUE không phụ thuộc vào Nt , U 7) Công suất tiêu thụ cố định được ký hiệu là (transceiver chains) được ký hiệu là PTC . Ký hiệu được ký hiệu là Pb và được tính toán bằng tổng và tốc độ dữ liệu. Do các ăng-ten đều hoạt động PFIX (W). Công suất này thường được dành cho PBS và PUE là công suất tiêu thụ của tất cả các của tất cả thành phần công suất tiêu thụ chính đã trong cả khung truyền dẫn nên ta có [14] việc làm mát nhà trạm, báo hiệu điều khiển và bộ phần tử mạch điện tử dành riêng cho một ăngten nêu ở trên. Cụ thể, ta có xử lý băng tần gốc. tương ứngPTC ở trạm =NtgốcPBSvà + ởUthiết PUE bị đầu cuối.(21) (W) Chú 8) Công Pb =Psuất RP + tiêu PTCthụ +P tổng CE + cộng PC/D,btrong cell b ý rằng cả PBS và PUE không phụ thuộc vào Nt , U 3)tốc Công được ký hiệu + PBH,b + PLP + PFIX . bằng(26) là P và được tính toán tổng và độ suất tiêu thụ dữ liệu. Do trong quá trình các ăng-ten đềuước hoạtlượng động b kênh của tất cả thành phần công suất tiêu thụ chính đã trong(channel cả khung estimation) truyền dẫnđược nên ký hiệu ta có là PCE . [14] Thay nêu ởthếtrên. Rb Cụ trongthể, (23) ta có and (24) bởi giá trị tất Ký hiệu LBS và LUE là hiệu suất tính toán ở dạng ¯ b và thay thế các kết quả nhận (W) (hay (21) định tương đương R số các phépPtoán TC =N giát PtrịBSphức + U PtrênUE Joule số được vàoP(26), b =PchúngRP + Ptôi + PCE TCnhận + PP¯C/D,b được b là giá trị flop/Watt) tại trạm gốc và tại thiết bị đầu cuối. Khi 3) Công suất tiêu thụ trong quá trình ước lượng tất định tương + đương P BH,b của công + P LP suất + P FIXtiêu thụ tổng . (26) ước lượng kênh truyền, trạm gốc b thực hiện phép kênh (channel estimation) được ký hiệu là P . CE cộng ứng với cell b. nhân ma trận Yp,b ∈ C Nt ×τp với ψ u ∈ Cτp ×1 . Thay thế Rb trong (23) and (24) bởi giá trị tất Ký hiệu LBS và LUE là hiệu suất tính toán ở dạng ¯ b và thay thế các kết quả nhận Đây là một phép tính đại số tuyến tính thông định tương đương R số các phép toán giá trị phức trên Joule (hay số thường và được thực hiện một lần trong mỗi khung C.được Hiệuvào quả sử dụng (26), chúngnăng lượngđược P¯b là giá trị tôi nhận flop/Watt) tại trạm gốc và tại thiết bị đầu cuối. Khi truyền dẫn. Như vậy, ta có tất Hiệuđịnhquả tương đươngnăng sử dụng của lượng công suấtcủa tiêu cell thụ tổng b được ước lượng kênh truyền, trạm gốc b thực hiện phép 2U Nt τtp p với ψ u ∈ C p . ×τ ×1 kýcộng hiệu ứng là EEvới cell và b được. tính bằng tỷ số giữa lượng nhân ma trận PCE = ∈ C Yp,b N (W). τ (22) b Đây là một phép tính LBS đại số tuyến tính thông dữ liệu tổng cộng được truyền đi thành công trong thường vàKHOA được thực hiện mộtNGHỆ lần trong mỗi khung một C. khung Hiệu quả truyền dẫn trên sử dụng năngtổng công suất tiêu thụ lượng 624)Tạp Côngchí HỌC suất tiêu thụCÔNGcủa các khốiSố mã3 -hoá và 2016 4 (CS.01) tương ứng. Tức là EE = Rb (bit/J). Vì vậy, giá truyền THÔNG dẫn.TIN Như VÀvậy, TRUYỀNta có THÔNG b Hiệu quả sử dụng năngPb lượng của cell b được giải mã kênh trong cell b ∈ C được ký hiệu là trị tất định tương đương của hiệu quả sử dụng PC/D,b . Ký hiệuP PCD 2U Nt τp công suất tiêu thụ là tổng ký hiệu là EEb và được tính bằng tỷ số giữa lượng CE = (W). (22) năngdữ lượng của cell b được tính như sau liệu tổng cộng được truyền đi thành công trong (tín theo Watt/bit) để mã hoá L BS và giải mã một bit một khung truyền dẫnR ¯trên tổng công suất tiêu thụ thông tin. Khi đó, ta có b
hiệu tuyến tính được ký hiệu là PLP . Trạm gốc Trong phần này, chúng tôi mô phỏng một mạng thực hiện hai hoạt động xử lý tín hiệu tuyến tính thông tin di động có 7 cell, mỗi cell có hình lục sau: i) xác định ma trận tiền mã hoá/ma trận thu giác đều được bố trí như trong Hình 1. Trong và ii) nhân vector ký hiệu cần truyền với ma trận đó, các trạm gốc được đặt ở trung tâm của cell NG NĂNG LƯỢNG CỦA tiền mãHỆhoá THỐNG TDD hoặc FD-MIMO nhân tín hiệuTRONG thuMẠNG được5G. 5 với ma và đượcNguyễn miêu tảThị bằng hình Thanh tròn.Trương Hương, Thuê bao TrungcóKiên vị trận thu. Chú ý rằng hoạt động đầu tiên chỉ được trí phân bố đều ngẫu nhiên trong diện tích của suất bức Pthực LP có hiện thể một đượclần trong tính như mỗi sau khung [9] trong khi đómỗi cell và được miêu tả bằng hình chữ nhật. 6 n dữ liệu hoạt động thứ 3Nt U hai được thực hiện 2Nt U cho Do mỗi lần sử đến thời điểm bài TẠP báoCHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN V được gửi đăng, 3GPP g lên. dụngP LPkênh = trong +quá (τ ttrình − τ p truyền ) dữ liệu. (W). Vì(25) vẫn chưa thống nhất bộ tham số cho hệ thống vậy, LBS LBS thông tin di động 5G phát triển trên nền LTE/LTE- thu phát 7) Công suất tiêu thụ cố định được ký hiệu là Advanced. Vì vậy, chúng tôi có thể sử dụng một . Ký hiệu PFIX (W). Công suất này thường được dành cho phần bộ tham số của hệ thống thông tin di động Tên tham tất cả các việc làm mát nhà trạm, báo hiệu điều khiển và bộ 4G LTE/LTE-Advanced khi xây dựng kịch bản mô Công su ột ăngten xử lý băng tần gốc. phỏng. Ví dụ, mô hình suy hao đường truyền là Công su cuối. Chú 8) Công suất tiêu thụ tổng cộng trong cell b 128, 1+37, 6 log10 (d) với d > 0, 035km là khoảng Tần số s vào Nt , U được ký hiệu là Pb và được tính toán bằng tổng cách truyền dẫn tính theo km. Bảng IV trình bày Mật độ hoạt động của tất cả thành phần công suất tiêu thụ chính đã một số tham số hệ thống chính dùng trong mô Băng th 4] nêu ở trên. Cụ thể, ta có phỏng. Chúng tôi sẽ khảo sát hiệu quả sử dụng Thời gia (21) năng lượng của cell trung tâm trong Hình 1. Tăng ích Pb =PRP + PTC + PCE + PC/D,b Tăng ích ước lượng + PBH,b + PLP + PFIX . (26) u là PCE . Hệ số tạ Thay thế Rb trong (23) and (24) bởi giá trị tất Hệ số tạ án ở dạng ¯ b và thay thế các kết quả nhận định tương đương R Hiệu su e (hay số được vào (26), chúng tôi nhận được P¯b là giá trị Hiệu su cuối. Khi tất định tương đương của công suất tiêu thụ tổng Hệ số k hiện phép Thuê cộng ứng với cell b. tại BS ∈ Cτp ×1 . bao Trạm gốc (BS) Hệ số k nh thông mỗi khung C. Hiệu quả sử dụng năng lượng tại UE Hình 1. Mô hình mạng được mô phỏng gồm 7 cell. Công su Hiệu quả sử dụng năng lượng của cell b được ký hiệu là EEb và được tính bằng tỷ số giữa lượng Công su (22) Hình 2 trình bày kết quả mô phỏng hiệu quả sử một ăng dữ liệu tổng cộng được truyền đi thành công trong dụng năng lượng của hệ thống MIMO sử dụng rất một khung truyền dẫn trên tổng công suất tiêu thụ Công su nhiều ăngten ở trạm gốc dưới dạng hàm số của Nt một ăng mã hoá và Rb tương ứng. Tức là EEb = Pb (bit/J). Vì vậy, giá cho các giá trị khác nhau của U ∈ {6, 12, 18, 24}, Công su ý hiệu là trị tất định tương đương của hiệu quả sử dụng τp = U , τdd = τdu = (τt − τp )/2. Từ các kết quả hóa và g t tiêu thụ năng lượng của cell b được tính như sau mô phỏng trên, chúng ta có thể có một số nhận ã một bit Công su ¯b R xét như sau. Trước hết, với U cố định, hiệu quả EE b = ¯ (bit/J). (27) dữ liệu Pb sử dụng năng lượng của hệ thống là một hàm (23) lồi của số ăng-ten tại trạm gốc. Điều này có thể Chú ý rằng kết quả trong (27) khi τdu = 0 chính giải thích dựa vào tốc độ tăng của tốc độ bit tổng ệu đường là kết quả trong [10]. Nói cách khác, kết quả cộng và của tổng công suất tiêu thụ khi tăng Nt . gốc, số lư . Ký hiệu phân tích hiệu quả năng lượng trong bài báo này Chú ý rằng, tổng công suất tiêu thụ là một hàm mỗi trạm att/bit) để là trường hợp tổng quát của kết quả trong [10]. tuyến tính bậc nhất của Nt . Trong khi đó, tốc độ phép của đó, ta có Ngoài ra, nếu đặt τdd = 0, ta sẽ thu được hiệu bit tổng cộng là một hàm logarithm của Nt . Vì Hình 3 năng sử dụng năng lượng đường lên. vậy, trong miền giá trị Nt nhỏ, khi tăng Nt , hiệu sử dụng nă (24) năng sử dụng năng lượng của hệ thống tăng gần rất nhiều ă xử lý tín V. IV.KẾT KẾTquảQUẢmôMÔphỏng PHỎNGvà VÀ tính TÍNH toán TOÁN số SỐ như tuyến tính. Nếu tiếp tục tăng Nt , đến một Nt cho tr Trạm gốc Trong phần này, chúng tôi mô phỏng một mạng thời điểm nhất định, tốc độ tăng của tốc độ bit với Nt cho uyến tính thông tin di động có 7 cell, mỗi cell có hình lục tổng cộng sẽ chậm hơn tốc độ tăng của tổng công U ≤ Nt / a trận thu giác đều được bố trí như trong Hình 1. Trong suất tiêu thụ, khiến cho hiệu quả sử dụng năng hiệu quả s i ma trận đó, các trạm gốc được đặt ở trung tâm của cell lượng của hệ thống bắt đầu giảm. Tiếp theo, với thống. Tuy ợc với ma và được miêu tả bằng hình tròn. Thuê bao có vị U ∈ {6, 12, 18, 24}, số ăng-ten tại trạm gốc tối năng lượn chỉ được trí phân bố đều ngẫu nhiên trong diện tích của ưu về hiệu quả sử dụng năng lượng tương ứng là bao mới s ng khi đó mỗi cell và được miêu tả bằng hình chữ nhật. Nt∗ = {44, 60, 68, 76}. Hiện nay, một số công ty Hình 4 mỗi lần sử Do đến thời điểm bài báo được gửi đăng, 3GPP đã triển khai thử nghiệm một số hệ thống thông dụng năng Số 3 - 4 (CS.01) Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 63 u. Vì vậy, vẫn chưa thống nhất bộ tham số cho hệ thống tin di 2016 động THÔNG MIMO có tới 128 ăngten nhằm mục cỡ rất lớn TIN VÀ TRUYỀN THÔNG đích nghiên cứu và thử nghiệm. Có thể nhận thấy, kênh cho b để tối ưu hiệu quả sử dụng năng lượng trong hệ trạm gốc c thống MIMO sử dụng rất nhiều ăng-ten ở trạm U = 24 th
thời điểm nhất định, tốc độ tăng Nt = 128 ăngten của tốc độ bit với gốcNtối ưu. Giá trị tối ưu này nằm trong giới hạn t cho trước, việc tăng U (sao cho điều kiện Hiệu quả sử d Nt = 84 ăngten tổng cộng N. T. T.2 HƯƠNG sẽ chậm& T. T.hơn KIÊN: tốcHIỆU độ QUẢtăngSỬ của tổngNĂNG DỤNG côngLƯỢNGcho U ≤ phép CỦANHỆ của ) luôn t /2THỐNG cácTDD công được nghệ FD-MIMOthoả chế mãn) TRONG tạosẽ ăngten MẠNG hiện7 làm5G.tăng N. N. T. T. T. T. HƯƠNG & T.T. T. T. KIÊN: KIÊN: HIỆU HIỆU QUẢ QUẢ SỬ SỬ DỤNG DỤNG NĂNG NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG TDD FD-MIMO TRONG MẠNG 5G. 7 suất tiêu thụ, khiến cho hiệu quả sử dụng năng hiệu quả sử dụng năng lượng trung bình củacho HƯƠNG & nay. LƯỢNG Bên CỦA cạnh HỆ THỐNGđó, với TDD số ăngten FD-MIMO trên TRONG trạmMẠNG gốc 5G. hệ 7 lượng3.23.2của hệ thống bắt đầu giảm. Tiếp theo, với thống. trước,4 tăng Tuy số nhiên,thuê lượng bao trong tăngmột hiệucell quảcósửthểdụng góp 4 N = 76 ăngten, U = 24 thuê bao/cell 1.63.2 HIỆU U ∈ QUẢ SỬ18, 12DỤNG ,NĂNG 24 LƯỢNG 30 CỦA 36 HỆ THỐNG phần gốc42 tối FD-MIMO làm4 năng3.5lượng tăng TRONG hiệu trung MẠNG bình quả N = 76 của sử 5G dụng ăngten, U hệUthống = năng 24 thuê lượng. bao/cell trên mỗi thuêMột t Hiệu quả sử dụng năng lượng trung bình [Mbit/Joule] 6 {6, 12, 24}18 số baoăng-ten tại trạm NN = 76 = 96 ăngten, ăngten, =U 42 = 24 thuê thuê bao/cell bao/cell t Hiệu quả sử dụng năng lượng trung bình [Mbit/Joule] [Mbit/Joule] t Số thuê trong một cell N =FD-MIMO 96 ăngten, UTRONG = 42 thuêMẠNGbao/cell 5G. t bình[Mbit/Joule] [Mbit/Joule] N. T. T. HƯƠNG & T. T. KIÊN: HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG hướng LƯỢNG3.5 nghiên CỦA HỆ THỐNG cứu tiếp TDD = theo làUU=xác định tìm cách 7 bao mới sẽ giảm đi. NN 96ăngten, ăngten, =60 42thuê thuê bao/cell bình[Mbit/Joule] t = 128 bao/cell ưu về hiệu quả sử dụng năng lượng tương ứng là 3.5 N = 128 ăngten, U = 60 thuê bao/cell N = 128 ăngten, U = 60 thuê bao/cell t t của số thuê bao trong một cell lên hiệu xác định số ăngten tối ưu quảtạimô trạm gốchiệu với số quảthuê t 2.8 ∗ 3. {44, 3 t Hình N 3.2 68, 76}. Hiện nay, một số công ty Ảnh hưởng Hình 3 4 trình bày kết phỏng sử t =2.8 2.8 60, 34 quả sử dụng năng lượng trung bình với số ăng-ten tại trạm bao trong một cell cho trước. Một hướng N = 76 ăngten, U = 24 thuê bao/cell nghiên trungbình đã triển khai thử nghiệm một số hệ thống thông dụng2.5năng lượng của N hệ thống U = 42thông tin MIMO t trungbình Hiệu quả sử dụng năng lượng trung bình [Mbit/Joule] = 96 ăngten, thuê bao/cell Hiệu quả sử dụng năng lượng trung bình [Mbit/Joule] gốc cho trước. 2.53.5 cứurấtkhác 2.5 là khảo sát N hiệu quảgianUnăng thuêlượng và ướccủa các t lượngtrung lượngtrung tin di2.4động MIMO có tới 128 ăngten nhằm mục cỡ lớn là hàm số của thời = 128 ăngten, = 60 dò bao/cell lượng t đích nghiên 2.8 cứu và thử nghiệm. Có thể nhận thấy, kênh cho hệ thống 2 3 FD-MIMO sử dụng các phương pháp xử 2 ba cấu hình hệ thống khác nhau: i) mỗi nănglượng nănglượng 2.4 2 2.4 để tối ưu hiệu quả sử dụng năng lượng trong hệ trạm 1.5 lý tín hiệu gốc tuyến tính phức tạp 2.5 có Nt = 76 ăngten và phục vụ đồng thời hơn. dụngnăng dụngnăng 1.5 1.5 thống 2 MIMO2.4 sử dụng rất nhiều ăng-ten ở trạm U = 24 thuê bao, ii) mỗi trạm gốc có Nt = 96 quảsửsửdụng sửdụng 1 2 2 U = 6 UEs/cell 1 LỜI CẢM ƠN ăngten 2và phục U U=U=12 vụ 6 UEs/cell = 6UEs/cell đồng thời U = 42 thuê bao 1 quảsử UEs/cell U = 12 UEs/cell Hiệuquả 1.5 U =U18 UEs/cell = 12 UEs/cell Cảm0.5 ơn Phòng thí nghiệm Hệ thống Vô tuyến Hiệuquả và iii) mỗi trạm U U=U=24 gốc UEs/cellcó Nt = 128 ăngten và phục 18UEs/cell = 18 UEs/cell 0.5 Hiệu U 2= 24 UEs/cell 0.5 và Ứng 1 dụng, Học viện Công nghệ Bưu chính Hiệu U = 24 UEs/cell vụ đồng1.6 20 1.6 thời 40 U = U =60 60 U = 12 thuê 6 UEs/cell 80 UEs/cell 100 bao. 120 Giả 140 thiết 160 rằng 180 0 00 300 600 900 1200 1500 20 1.6 40 τdd = τ20du =40 (τt − 60 Số ăng-ten 60 U τ 80 tại một )/2 = 18 80 100 trạm gốc .tạiCó UEs/cell 100 120 thể 140 120 nhận140 thấy 160 180 160 rằng 180 Viễn thông 00 0 Thời 0.5 đã 300dòhỗ gian 300dòvàvàước trợ 600 lượng 600 trong900[sốquá kênh 900 [sốlần 1200 sử trình dụng thực1800 1500 kênh] hiện 1800 Số =p U Số ăng-ten 24ăng-ten một trạm gốc UEs/celltại một trạm gốc Thời gian ước lượng kênh lần1200 sử dụng kênh]1500 1800 hiệu quả sử 1.6 dụng năng lượng của hệ thống giảm bài báo này.Thời gian dò và ước lượng kênh [số lần sử dụng kênh] Hình 2. Ảnh hưởng 20 của 40 số60 lượng 80 ăng-ten 100 tại trạm 120 140 gốc 160 lên 180 0 Hình 4. Ảnh 0 hưởng 300 của 600 thời gian 900 dò và 1200ước lượng 1500 kênh 1800 (τ ) Hình theo 2. thời2. Ảnh gian hưởng dònăng vàcủa ước số lượng ăng-ten ăng-ten lượng kênh. tại Điều trạm này gốc cólên Hình 4. Ảnh hưởng gian dò của và ướcthời lượnggian dò lần và ước lượng kênh (τ p Hìnhquả Ảnh hưởng của số Số lượng trungtạiăng-ten (τpp)) một trạm gốc hiệu sử dụng lượng bình với tại số trạm thuê gốcbao lên lên Hìnhhiệu4.quả Ảnh Thời sửhưởngdụng của năngthời lượng kênh [số giantrung dò sử dụng vàbình ước kênh] lượng với số kênh ăng-ten hiệu quả hiệu một nghĩa trong quả là Hình sử dụng sử dụng thời cell chogian năng năng trước. dò lượng lượng và ước trung trung lượng bình bình kênhvới số với số tối thuê thuêưu bao bao lên lên hiệu hiệugốc quả sửT quảvàsửsốdụng ÀI dụng LIỆU năng THAM lượng KHẢO trung bình với số ăng-ten trong hưởng của số lượng ăng-ten tại trạm gốc lêntại trạm thuê năng bao trong lượngmột trung cellbình cho với trước.số ăng-ten trong mộtmột cell cell2.cho Ảnh cho trước. trước. tại trạm tạiHình trạm 4.gốcẢnhvàhưởng gốc và số số thuê của bao thuê trong thời gian bao trong dòmột cell và ước một cell cho lượng cho trước. kênh (τp ) trước.T. L. bằng số thuê hiệu quảbao trongnăng sử dụng mộtlượng cell. trungNhận bình định với số này thuê bao [1] F. Rusek, D. Persson, B. lên hiệu quả sử dụng năng lượng trung bình với số ăng-ten K. Lau, E. G. Larsson, cũng phùtrong hợpmột vớicellviệc cho sử trước.dụng kênh hoa tiêu trực tạiMarzetta, trạm gốc và O.sốEdfors, thuê baoand trong F. mộtTufvesson, cell cho trước. “Scaling up MIMO: Opportunities and challenges with very large giao N.3.6 trong T. T. HƯƠNG hệ thống& T. T. KIÊN: thông HIỆUtin QUẢMIMO SỬ DỤNG NĂNG cỡ rất LƯỢNG lớnCỦA HỆ THỐNG TDD FD-MIMO V.V.TRONGKẾTKẾT MẠNG LUẬN LUẬN 5G. 7 arrays,” IEEE Signal V. Processing KẾT LUẬN Mag., vol. 30, no. 1, được mô 3.6 phỏng. 3.6 V. KẾT Trong LUẬN bài báo V.này, KẾTchúng LUẬNtôi N. T. T. HƯƠNG & T. T. KIÊN: HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ pp. 40–60, THỐNG TDD Jan. FD-MIMO 2013. TRONG MẠNG 5G. 7 đề xuất một 3.2 4 Trong Trong Nbài bài báo báo = 76 ăngten, U = 24này, này, thuê bao/cellchúng chúng tôi tôi đề đề xuất xuấtnăng một một phương pháp phân U = 42tích hiệu quả sử dụng Hiệu quả sử dụng năng lượng trung bình [Mbit/Joule] 3.6 t bình [Mbit/Joule] 3.54 phương Trong pháp bài phân báo tích này, hiệu chúng quả tôi đềsử dụng xuất mộtnăng [Mbit/Joule] N = 96 ăngten, thuê bao/cell bình [Mbit/Joule] 3.2 phương pháp phân tích hiệu quả sử dụng năng bình[Mbit/Joule] t N = 76 ăngten, U = 24 thuê bao/cell 3.2 lượng của =một hệ thống N = 128 ăngten, U = 60 thuê bao/cell hiệuFD-MIMO quả sử dụngđa cell. t trung[Mbit/Joule] lượngphương của Npháp một phân hệ tích thống FD-MIMO đanăng cell. t Hiệu quả sử dụng năng lượng trung bình [Mbit/Joule] 3.2 96 ăngten, U = 42 thuê bao/cell [Mbit/Joule] 3.2 2.8 3.5 3 lượng Phương của pháp một ăngten, Uhệ này dựa thống trên cách FD-MIMO tiếp cận đa tìm cell. t cell.giá N = 128 = 60 thuê bao/cell 3.2 lượng pháp Phương của một này hệ dựa thống trên FD-MIMO cách tiếp cậnđa tìm giá t 2.53 trịPhương 2.8 tất định pháptương này đương dựa và trênmột cách mô tiếpcậncận tiếphình khá tìmthực giá trung trungbình Phương pháp này dựa trên cách tìm giá trung bình lượngbình 2.8 trị trị tất tất định định tương tương đương đương và và một một mô mô hình hình khá khá thực thực năng lượng 2.8 tếtếvề trị công suất tiêu thụ trong và mộtmạng. Kết Kếtquả mô năng trung 2.5 2.4 tất định tương đương mô hình khá thực lượngtrung 2.8 2 tếtếvềvềvềcông suất tiêu thụ trong mạng. quả mô 2.8 công suất tiêu thụthuê trongbao mạng. KếtKết quả mô dụnglượng dụnglượng 1.52 phỏng 2.4 côngthấy cho suất với tiêu số thụ trong mạng. trong quả một môcell nănglượng phỏng phỏng cho cho thấy thấy với với số số thuê thuê bao bao trong trong một một cell cell sửnăng phỏng cho thấy với số thuê bao trong một cell sửnăng 1 cho trước, tồn tại một giá trị số ăngten trên trạm 2.4 Nt = 144 ăngten 1.5 2.4 cho 2 trước, tồntồn tại tại một giá trị số ăngten trên trạm dụngnăng dụng U = 6 UEs/cell 2.4 2.4 Nt = 144 ăngten cho chotốitrước, trước, tồn mộtưu một giá giá trịsố trị sốăngten ăngten trongtrên trên trạm trạm dụng sửquả Nt N = 144N =ăngten 144 ăngten gốc ưu. Giá trị tối này nằm U = 12 UEs/cell giới hạn sửquả =t 128 ăngten t 0.51 gốc tối ưu. Giá trị tối ưu này nằm trong giới hạn 2 UU==18 6 UEs/cell Hiệu Nt = 128 ăngten gốc gốc tối tối ưu. ưu. Giá Giá trị tối tối ưu ưu này này nằmnằm UEs/cell trongtrong giới hạn giới hạn sửdụng N = 128 ăngten Hiệu N = 128 ăngten Hiệu quả Nt =t 84 ăngten UU==24 12UEs/cell cho phép của các công nghệ chế tạo UEs/cell ăngten hiện t Hiệu quả Nt = 84 Năngten 2 = 84 ăngten Nt = 84 ăngten 1.6 0.5 cho cho cho phép 300 phép phép của 600 của của các các 900các 1200 công công công nghệ nghệ nghệ1800chế chế chế tạo U = 18 UEs/cell tạo tạo ăngten ăngten ăngten hiệnhiện hiện quảsử 0 160t 2 20 40U = 24 60 UEs/cell 80 100 120 140 180 2 2 0 nay. Bên cạnh đó, với số ăngten 1500 trên trạm gốc Số ăng-ten tại một trạm gốc cho 0 nay. Bên cạnhcạnh900đó, với số ăngten trêntrạm trạm gốcchocho Thời gian dò và ước lượng kênh [số lần sử dụng kênh] Hiệuquả 0 nay. 1.6 20 nay. 300 Bên Bên 600cạnh đó, đó, với với số số ăngten ăngten 40 trên 1800 trên trạm gốc cho 60 80 100 gốc 120 140 160 180 trước, tăng sốsốkênhthuê [số lầnbao sử dụngtrong 1200 1500 một cell có thể góp Hiệu Thờitrước, và tăng thuê trong một(τp )cell có thể góp Số ăng-ten tại một trạm gốc Hình 2. Ảnh hưởng của số lượng ăng-ten tại trạm gốc lên Hình 4. Ảnh 1.6 quả sử 1.6 trước, hưởng tăng trước, gian dò tăng của thờisố ước lượng gianthuê số dò và bao thuê bao ước trong kênh] lượngtrong kênh một một cell cell có có thể thể góp góp hiệu 6 1.6 Hình 2. Ảnh dụng 12 6 hưởng năng 18 lượng 12 số lượng của trung 24 18 ăng-ten bình 30 với 24 tại trạm số thuê 36 30 gốc lên bao36 42 lên hiệu 42 phần quả phần phần sử làm dụng làm làm tăng năng tăng tăng lượnghiệuhiệu trung hiệu quả quả bình quả sửsử với sử dụng dụng số ăng-ten dụng năng năng năng lượng. lượng. lượng. MộtMột Một 1.66 trong 6một cell 12 12 cho trước. 18 Số18 thuê bao 24 Sốtrong 24 mộttrong thuê bao 30 cell 30 36 một cell 36 42Hình tại 42 trạm 4. Ảnh gốcphần vàhưởng số làmcủa thuê bao tăng thời gian trong hiệu dò một vàcellquả ước lượng cho sử dụng kênh trước. (τ p năng lượng. Một ) hiệu quả sử dụng năngSố thuê bao lượng trung trongbình một cell số thuê bao trong một với lên hiệuhướng quả hướng sử dụng nghiên nghiên năng lượng cứu cứu tiếp trung tiếpbình theovới sốlàăng-ten theo xác định xác định tìm tìm cách cách trong một cell cho trước. Số thuê bao cell tại trạm xác hướng hướng nghiên nghiên cứu cứu tiếp tiếp theo theo là là xácxác định định tìm tìm cách cách lên hiệu xác định số ăngten tối ưu tại trạm gốc với sốthuê gốc vàđịnh xác sốđịnhthuê số bao sốăngten trong ăngten mộttối cellưu tối cho ưu tại trước. tại trạm trạm gốc gốc với với sốsố thuê Hình 3. Ảnh Hìnhhưởng 3. Ảnhcủa hưởngsố thuê của số bao trong thuê bao mộttrongcell mộtlên cellhiệu thuê Hình quảHình 3. sử 3.dụng Ảnh Ảnhnăng quả hưởng sửhưởng dụnglượng của số của trung năng số thuê thuê lượng bao baovới trung bình trong trong bình số với một một cell số cell ăng-ten lên tạilêntrạm ăng-ten hiệu hiệu tại trạmbaobaoxác định trong trong V. mộtsố KẾT ăngten mộtLUẬN cellcellcho tối ưu cho trước. tại trước. Một trạm Một gốc hướng hướng với số nghiên nghiên thuê quả sử dụng năng lượng trung bình với số ăng-ten tại trạm bao bao trong trong một một cell cell cho cho trước. Một hướng nghiên đề trước. Mộtlượng hướng nghiên 3.6 gốc cho trước. quả sử gốc cho trước. dụng năng lượng trung bình với số ăng-ten tại trạm Trongcứu cứu khác là khảo sát hiệu quả năng của các gốc bài khác báo V.là này,KẾTkhảo chúng LUẬN sát tôihiệu quả xuất năng một lượng của các gốc cho cho trước. trước. 3.6 phương cứu cứu pháp hệ khác khác thống phân làlà khảo khảo FD-MIMO tích hiệu sát sát quả hiệu sửhiệu sử dụng dụngquả quả cácnăng năng năng phương lượng lượng pháp của của xửxửcác các bình [Mbit/Joule] Trong hệhệ thống bài thống báo FD-MIMOnày, chúng tôi FD-MIMO sử sử dụng đề xuấtcác dụng một các phương pháp 3.2 lượng phươnglýhệ củapháplýthống mộttínphân hiệu hệ FD-MIMO tích tuyến thống hiệu tính FD-MIMO quả sửphức sử dụng dụng tạpnăng đa hơn.phương pháp xử cell. các phương pháp xử trung[Mbit/Joule] lý tín này hiệudựatuyến tính phức tạp hơn. 3.2 Phương lượng của lý tín pháp mộthiệu tín hiệu hệ thống tuyến trên cách tuyến tính tính FD-MIMO tiếp phứccận đa phức tạp tìm hơn. giá tạpcell.hơn. 2.8 trị tất định Phương pháptương nàyđương dựa trên và một cách LỜImô tiếphình CẢM cậnkhá tìmthực ƠN giá ăngten và phục vụ đồng thời U = 42 thuê bao LỜI CẢM ƠN trung bình tếtrịvềtất công định suất tương tiêuđương thụ trongvà một mạng. LỜI mô CẢM Kết khá hình quảƠN mô thực ăngten và 2.8 phục vụ đồng thời U = 42 thuê bao Cảm ơnsốPhòng thí trong LỜI nghiệm CẢM Hệ ƠN thống Vô tuyến năng lượng ăngten và và iii) phục mỗi vụ trạm đồng gốc có thời Nt U = 128== 42 ăngten và phục và ăngten iii) mỗi và trạm phụcgốc vụ có đồng Nt = thời128 Uăngten 42 thuê thuê và phục bao phỏng tếbaovề công cho thấy Cảm vàsuấtỨng với thụ tiêu ơn Phòng dụng, thuê trong Học bao mạng. thí nghiệm viện Kết một Côngquả Hệ cell mô thống nghệ Bưu Vô tuyến chính Cảm ơn Phòng thí nghiệm Hệcell thống Vô tuyến dụnglượng và iii) vụ 2.4 mỗi đồng trạm thời gốc Ucó = Nt 60 thuê ==N128 bao. ăngten = 144 ăngten Giả và thiết cho phục rằng trước, phỏng cho Cảm tồn tại thấy với một ơnsốPhònggiá trị thuê bao số ăngten thí nghiệm trong trên một Hệ trạm thống Vôhiện tuyến vụ và iii) đồng mỗi thời trạm U =gốc 60 có thuêNt bao.128 ăngten Giả thiết và phục rằng và Ứng Viễn dụng, thông đãHọc hỗ viện trợ trong Công quá nghệ trình Bưu thực chính t τ = τ = (τ − τ )/2 N .= 128 Có thể nhận thấy gốc rằng tối và ưu. Ứng Giá trị dụng, tối ưu này Học nằm viện trong Công giới hạn nghệ Bưu chính sửnăng ăngten vụ đồng 2.4 dd thời U du = 60 t thuê p bao. N Giả = 144 ăngten thiết cho trước, rằng và tồnỨng tại một dụng, giá trị Học số ăngten viện trên Công trạmnghệ Bưu chính t vụ =đồng hiệu thời 2 = quả (τ(τtUsử−−=τdụng 60 năng .thuêCó N bao. = 84 ăngten thể= 128 nhận lượng Giảhệ của thiết thấy thống rằng cho rằng giảm tốiViễn phép bài của thông cácbáotrịcôngnày. đã nghệ hỗ chếtrợ trong tạotrongăngten quá hạntrình hiện thực hiện t ττdd ττdu τpτp)/2 gốc Viễn ưu. Giá thông tối ưuđã nàyhỗ nằmtrợ trong giới quá trình thực hiện dụng t N ăngten = = )/2 . Có thể nhận thấy rằng Viễn thông đã hỗ trợ trong quá trình thực hiện sửquả t τ hiệu dd = dd quảtheo τdu = du thời gian 2sử dụng (τ t − t năng dò )/2 . và ước của p lượng Có N =thể lượnghệkênh.nhận 84 ăngten thống thấy Điều giảmrằng nay. Bên này phép cho bài có bài cạnh báo củabáo đó, này. các này.với số ăngten trên công nghệ chế tạo ăngten hiện trạm gốc cho t Hiệu hiệu quả sử sử dụnglà thờinăng gian lượng dò và của của hệ hệ thống kênhgiảm trước, tăngbài sốbáo thuê này. baosốtrong TÀI một cell có thể góp Hiệu quả hiệuthời quả dụng năng lượng thống giảm nay. LIỆU THAM KHẢO theo nghĩa 1.6 gian dò và ước lượng kênh. Điều này có ước lượng tối Bên ưu cạnh đó, với ăngten trên trạm gốc cho theo thời 6 gian 12 dò và 18 ước24 lượng 30 kênh. 36 Điều 42 này phần có trước, làm tăngtăng số hiệu thuê quả bao sử trongdụng một năng cell lượng. có thể Một góp theo thời nghĩa bằng giangian làlà1.6thời số dò và thuê Số dò bao thuê ướcbao và lượnglượng trong trong ước một một cell kênh.kênh cell. Điềutối Nhận này định ưu có nghiên cứu tiếp theo này [1] F. Rusek, T D. ÀI Persson, LIỆU B. THAM K. Lau,KHẢO E. G. Larsson, T. L. nghĩa cũng6thời 12 phù gian hợp dò 18 với và24 ước30 lượng việc sử dụng 36 kênh kênh hoa 42 tối hướng phần tiêu ưu trực làm tăng hiệu Marzetta,quả T T sử ÀI O. ÀI là dụng LIỆU xác Edfors, LIỆU năng THAM định and THAM tìm lượng. KHẢO cách Một F. Tufvesson, KHẢO “Scaling up nghĩa bằng Hìnhsố3.làthuê thờibao Ảnh hưởng gian của Sốdò trong số thuêmột thuê baovàbao trong ước một celllượng kênh tối ưu cell.mộtNhận trong cell lênđịnh hiệu này xác hướng địnhnghiênsố ăngten [1] F. cứu Rusek, MIMO: tối tiếpưu D. tại trạm là xácgốc Persson, Opportunities theo B. and định với K.tìm số thuê Lau, challenges cáchE. G. with Larsson, very large T. L. bằng bằngquả số số sử giaothuê thuê dụng năngbao trongbaolượnghệtrong trongthống trung một một bình vớicell. thông số tin cell. Nhận ăng-tenMIMO Nhận định tại trạmđịnhcỡ bao này rất này lớn [1] trong [1] một F.F. Rusek, Marzetta, cellRusek, cho arrays,” O. D. D. trước. IEEE Persson, Persson, Edfors,Một Signal B. and B. hướng K. ProcessingK. F. Lau, Lau, E. Tufvesson, nghiên Mag.,E. G.G. vol. Larsson, Larsson, “Scaling 30, no. T. L. 1,T. upL. cũng cũng gốcphù Hình phù chođượchợp 3. trước. Ảnh hưởng hợp môvới với việc của số sử việc phỏng. thuê dụng sử bao trong dụng kênh một cell kênh hoa hoa lêntiêu hiệu trực tiêu xác định số ăngten trực Marzetta, Marzetta, pp. tối ưuO.tạiEdfors, 40–60, O.Jan. trạm gốc Edfors, 2013. and and vớiF.sốTufvesson, F. thuê Tufvesson, “Scaling “Scaling up up cũng quảphù sử dụng hợp năng với lượngviệc trungsử bình dụng với sốkênh ăng-tenhoa tại trạmtiêu cứu khác là trựctrong mộtMIMO: bao MIMO: khảo sát Opportunities hiệu cell choOpportunitiesquả năng trước. Một hướng and lượng challenges của các with nghiên with very large very large giao trong hệ thống thông tin MIMO cỡ rất lớn MIMO: Opportunities and and challenges challenges with very large giao gốctrong cho trước. hệ thống thông tin MIMO cỡ rất hệ lớnthống FD-MIMOarrays,” IEEE sử dụng Signal các Processing phương pháp Mag., xử vol. 30, no. 1, giaomô được trong phỏng. hệ thống thông tin MIMO cỡ rấtlýcứu lớnkhác là khảoarrays,” pp.arrays,” sát hiệu 40–60, IEEE IEEE quảSignal Jan.tạp năng Processing Signal 2013. lượng của các Processing Mag., Mag., vol. vol. 30,30, no. no. 1, 1, được hệtín hiệuFD-MIMO tuyến tính sử phức hơn. được mô mô phỏng. phỏng. thống pp. pp. 40–60, 40–60, Jan. dụng các Jan. 2013.2013. phương pháp xử lý tín hiệu tuyến tính phức tạp hơn. Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ LỜI CẢM ƠN 64 THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG ăngten và phục vụ đồng thời U = 42 thuê Số 3 bao - 4 (CS.01) 2016 Cảm ơn Phòng LỜI thí nghiệm CẢM ƠN Hệ thống Vô tuyến và iii) mỗi ăngten và trạm phục gốc vụ có Nt thời đồng = 128U ăngten và phục = 42 thuê bao vụ và Cảm Ứng ơn dụng, Họcthíviện Phòng CôngHệnghệ nghiệm Bưu thống Vô chính tuyến và iii) mỗi trạm gốc có Nt = 128 ăngten và rằng đồng thời U = 60 thuê bao. Giả thiết phục τvụ = τ = (τ − τ )/2 . Có thể nhận thấy rằng Viễn và thông Ứng đã dụng, hỗ Họctrợ trong viện quá Công trình nghệ thực Bưu hiện chính dd đồng du thời U t = p60 thuê bao. Giả thiết rằng hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống giảm bài Viễnbáothông này. đã hỗ trợ trong quá trình thực hiện τdd = τdu = (τt − τp )/2. Có thể nhận thấy rằng theo hiệu thời quả gian dò vànăng sử dụng ước lượng lượng của kênh. hệĐiều thốngnày có bài báo này. giảm
8 [2] T. L. Marzetta, “Noncooperative TẠP CHÍ KHOA HỌCwireless cellular CÔNG NGHỆ MIMOTIN(Full-Dimension with THÔNG Multiple-Input VÀ TRUYỀN THÔNG, QUYỂN 1, SỐ 3,Multiple- NĂM 2016 unlimited numbers of base station antennas,” IEEE Output) and has been chosen as one of the key Trans. Wireless Commun., vol. 9, no. 11, pp. 3590– [2] T. L. Marzetta, 3600, Nov. 2010. “Noncooperative cellular wireless with candidate technologies for MIMO (Full-Dimension the fifth generation Multiple-Input Multiple- unlimited 8 [3] J. Hoydis, S. ten TẠP numbers of Brink, base CHÍand station KHOA M. HỌC antennas,” Debbah, CÔNG IEEE “Massive NGHỆ THÔNG (5G) Output) cellular TIN VÀ andTRUYỀN networks. has beenTHÔNG, Much chosen QUYỂNas prior one 1, SỐ work of on 3, NĂM the FD- 2016 key Trans. Wireless MIMO in the UL/DL Commun., vol. 9,networks: of cellular no. 11, How pp. 3590–many MIMO, Nguyễn however, Thị Thanh focused Hương, either Trương Trung on generation improving Kiên 3600, Nov. candidate technologies for the fifth antennas do2010. we need?” IEEE J. Sel. Areas Commun., sum-rate for a given power consumption or on (5G) cellular networks. Much prior work on FD- [2] T. L. Marzetta,S. [3] J. vol.Hoydis, 31, no. ten 160–171, Brink, and 2,“Noncooperative pp. M. Debbah, February cellular 2013. wireless “Massive with MIMO users reducing maymake (Full-Dimension power a breakthrough consumption inunder Multiple-Input data rates in cellular Multiple- MIMO [4]unlimited K. T. Truongin the numbers UL/DL and R. of W. of base cellular Heath, station networks: Jr., antennas,” How “Effects of IEEE many MIMO, however, channel networks. This technologyfocused is ofteneitherknown onaas improving constraint FD-MIMO Output) and has been chosen as one of the key antennas aging Trans. in do Wireless we massive need?” Commun.,MIMOIEEE J. no. systems,” vol. 9, Sel.J.11, Areas pp.Commun., Commun. 3590– Net- of minimum sum-rate for date rates.power a Multiple-Input given Some consumption prior work consid- or andon vol. 31, no. 2, pp. 160–171, February 2013. (Full-Dimension candidate technologies for the Multiple- fifth Output) generation works, 3600, Nov.vol. 14, no. 4, pp. 338–351, Aug. 2013. 2010. ered reducing has been energy power chosen efficiency as consumption one of of key the FD-MIMO under candidate a systems constraint technologies but [3][4] [5]J. K. H. T. Truong Q. Ngo, S. E. and R. W. and G.Brink, Larsson, Heath, andM.T.Jr., L.“Effects Marzetta, of “Energy channel (5G) cellular networks. Much prior work on FD- only theforfifth single-cell scenarios and hence work ignored Hoydis, ten Debbah, “Massive aging Net- for of minimum date rates. generation (5G) Some priornetworks. cellular consid- Much MIMO ininthe and spectral massive efficiency UL/DL MIMO systems,” of very of cellular large J.multiuser networks: Commun. How many MIMO MIMO, however, focused either on improvingIn works, systems,” vol. 14, IEEE no. 4, Trans. pp. 338–351, Commun., Aug. vol. 2013. 61, no. 4, pp. important prior ered work energy properties on FD-MIMO, efficiency likeof pilot however, FD-MIMO contamination. focused systemseither on but antennas do we need?” IEEE J. Sel. Areas Commun., sum-rate for a given power consumption or on [5]vol.H. Q. no. 1436–1449, 31, Ngo,2, E. pp.G.160–171, Apr. Larsson, February 2013. and T. L. 2013. Marzetta, “Energy improving this only paper, we propose sum-rate for single-cell for aa given scenarios new and method power hence to ignored analyze consumption and [4][6]K. W. spectral Liu, T. Truong S. Han, andefficiency C. W. R. Yang, ofand Heath,very C.large Jr., Sun, “Effectsmultiuser “Massive of channelMIMO reducing MIMO or power power on reducing energy efficiency consumption of consumption alike underunder multi-cell a constraint FD-MIMO a constraint sys- systems,” or small IEEE cell Trans.Who network: Commun., is more J.vol. energy 4, pp. of important 61, efficient?” no. Net- minimum properties date rates. Some pilot contamination. prior work consid- In aging in massive MIMO systems,” Commun. of tem. thisminimum Numerical paper, date we rates. results propose Some give a new prior us work interesting method consid-ered to insights analyze 1436–1449, in Proc. of Apr. IEEE 2013. Wireless Commun. Networking Conf., works, vol. 14, no. 4, pp. 338–351, Aug. 2013. ered MIMO energy into energy how toefficiency efficiency maximizeof FD-MIMOof FD-MIMO systems systems but only ofbut for [5][6]H. Apr. W. Q. Liu,2013, Ngo, S.E.Han, pp. C. Yang,and 24–29. G. Larsson, andT.C.L.Sun, “Massive Marzetta, “Energy energy efficiency of athe energy multi-cell efficiency FD-MIMO this sys- orspectral [7]andD. small Ha, K.cell Lee, network: and J. Who Kang, is more “Energy energy efficiency efficient?” analysis single-cell only for system. scenarios single-cell and scenarios henceand ignored hence important ignored efficiency of very large multiuser MIMO tem. Numerical properties like pilotresults give us interesting contamination. In this paper, insights in withProc. systems,” of IEEE circuit IEEE power Trans.Wireless Commun. consumption Commun., vol. inNetworking massive 61, no. 4,MIMO pp. important Conf., properties like pilot contamination. Inwe into how to maximize the energy efficiencyefficiency of this Apr. 2013, systems,” in 1436–1449, Apr. 2013. pp. 24–29. Proc. of IEEE Int. Symp. Personal Indoor this paper, we propose a new method to analyze of propose a new method to analyze energy [7] D. Ha, Mobile K. Lee, Radio and Commun., J. Kang, Sep.“Energy 2013, [6] W. Liu, S. Han, C. Yang, and C. Sun, “Massive MIMO energy efficiency pp. 938–942. analysis asystem. multi-cell FD-MIMO efficiency of a sys-tem. multi-cell Numerical FD-MIMO results sys-give with [8]or E. circuit Bjornson, small power J. Hoydis, cell network: consumption Who M.isKountouris, more energy in massive andefficient?”MIMO M. Debbah, us interesting insights into how to maximize the energy systems,” in “Massive Proc. of IEEE in Proc. MIMO of IEEE systems Wireless Int.non-ideal with Commun. Symp. Personal Networkinghardware: Conf., En- tem. Indoor Numerical results give us interesting insights efficiency of this system. Nguyễn Thị Thanh Hương nhận Mobile ergy Radio efficiency, Apr. 2013, pp. 24–29. Commun., estimation, Sep.and 2013, capacitypp. 938–942. limits,” IEEE into how to maximizebằng the energy efficiency of this Thạc sỹ ngành Công nghệ [8] E. Bjornson, Tran. Info. J. Theory, Hoydis,vol. M. 60, Kountouris, no. [7] D. Ha, K. Lee, and J. Kang, “Energy efficiency analysis11, pp. and M. 7112–7139, Debbah, Nov. system. Truyền thông tại Đại Học Waseda, “Massive 2014.circuit MIMO power systems with non-ideal hardware: MIMOEn- Nguyễn with consumption in massive Nhật BảnThị năm Thanh2008 vàHương bằng Kỹ nhậnsư ergy [9]systems,” efficiency, E. Bjornson, estimation, of IEEE Int.and L. Sanguinetti, J.Symp.capacity Hoydis, andlimits,” M.Indoor IEEE Debbah, bằng Thạc tửsỹViễn ngành in Proc. Personal ngành Điện thôngCông tại Đạinghệ học Tran. “Optimal Info.design Theory, ofvol. 60, no. energy-efficient11, pp. 7112–7139, pp.multi-user 938–942. MIMO Nov. Truyền thông Mobile Radio Commun., Sep. 2013, Giao thông Vậntại tải Đại Hà Nội Họcnăm Waseda, 1998. 2014. systems: Is massive MIMO the [8] E. Bjornson, J. Hoydis, M. Kountouris, and M. Debbah, answer?” IEEE Trans. Nhật BảnThS nămHương 2008 và bằng Kỹ sư Hiện tại, đang là nghiên [9]“Massive E. Bjornson, Wireless L.systems Commun., Sanguinetti, vol.with 14, no.J. Hoydis, and M. Debbah, 6, pp. hardware: 3059–3075, Jun. ngànhsinh Điện “Optimal 2015. MIMO design of non-ideal energy-efficient multi-user En- MIMO cứu Nguyễn Thịvàtử làViễn Thanh thành thông viêntạicủa Hương Đại học PTN nhận ergy efficiency, estimation, and capacity limits,” IEEE bằngGiao Hệ thống thông Thạc VôsỹVận tuyếntải và ngành HàỨngNội Công nămnghệ dụng 1998. thuộc systems: [10]Tran. L. Đ. Bằng,Is massive N. T. vol.T.MIMO Hương the answer?” và pp. T. T. Kiên,IEEE “Hiệu Trans. quả Học viện Công nghệ Bưu Hiệnchính tại, ThS Info. Wireless Theory, Commun., 60, vol. no. 11, 14, no. 6, pp. 7112–7139, 3059–3075, Nov. Jun. Truyền thông tạiHương Viễn thông. Đại Học đang Hướng là nghiên Waseda, sử 2014. dụng năng lượng của đường xuống trong hệ thống cứu hiện tại là hiệuNhật cứusử quả sinh dụng vànănglà thành lượng viên của của hệ PTN Bản năm 2008 và bằng Kỹ thống sư [9] E. 2015. thông Bjornson,tin MIMO với rất nhiều L. Sanguinetti, ăngten J. Hoydis, andở M.trạm gốc,” in FD-MIMO trong mạngHệ5G. Debbah, thống Vô tuyến và Ứng Điện tử Viễn thông tại Đại họcgiải ThS. Hương đã được dụng traothuộc [10]“Optimal L. Đ. Kỷ yếuBằng,Hội N. ofT.energy-efficient thảo T. Hương Quốc và T.multi-user gia 2015 T. Kiên, về Điện tử, “HiệuTruyềnquả Học viện Công nghệngành Bưu chính Viễn thông. design MIMO thưởng Bài báo xuấtGiao sắc của thông HộiVận thảo tảiQuốc Hà Nội giaHướng 2015 năm 1998.vềnghiên Điện sử dụng thông systems: Is năng và Cônglượng massive nghệMIMO của Thông đường xuống trong thetinanswer?” (ECIT), 2015.hệ IEEE thống cứu hiện tại là hiệu quả sử dụng Trans. năng lượng của hệ thống tử, Truyền thông và Hiện Côngtại, nghệ ThS Thông Hương tin (ECIT). đang là nghiên thông [11]Wireless B. tin Hassibi MIMO and B.vol.với rất M.14, nhiều no. 6, ăngten Hochwald, pp.“How ở much trạm gốc,” Jun. in FD-MIMO trong mạng training Kỷ Commun., yếu Hộiin thảo Quốc gia 2015 3059–3075, về Điện tử, Truyền cứu 5G. sinh ThS. và làHương thành đã viênđược củatrao PTNgiải is needed 2015. multiple-antenna wireless links?” IEEE thưởng Bài báo xuất sắc của Hội thảo Quốc gia 2015 về Điện thông và Công Hệ thống Vô tuyến và Ứng dụng thuộc [10] L. Trans. Đ. Bằng, Info. T. nghệ N.Theory, T. Hương Thông vol. vàtin 49, T.(ECIT), no. 4, Kiên, T. 2015. pp. 951–963, “Hiệu quả Apr. tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (ECIT). Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông. Hướng nghiên [11]sử B. Hassibi 2003. and B. M. Hochwald, “How much training dụng năng lượng của đường xuống trong hệ thống cứu hiện tại là hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống is needed [12]thông G. Caire, N.in Jindal, multiple-antenna với rấtM.nhiều Kobayashi, wireless and links?” N. gốc,”IEEE Ravindran, Trương tin MIMO ăngten ở trạm in FD-MIMO trong mạng 5G. ThS.Trung HươngKiên đã đượcnhậntrao bằnggiải Tiến KỷTrans. “Multiuser yếu Hội Info.thảoTheory, MIMO Quốc vol. gia49, achievable 2015 no. rates 4,with về pp. downlink Điện 951–963, tử, Truyền Apr. train- thưởng Bài báo xuất sắc sỹ và của Hội bằng thảo Thạc gia Quốc sỹ 2015 ngànhvềĐiện Điện tử 2003. ing và thông andCông channel nghệ stateThôngfeedback,” tin (ECIT),IEEE 2015.Trans. Info. tử, Truyền thông và CôngViễn thông tại Đại học Tổng hợp bang [12]B. Theory, G. Caire,vol. N. 56, Jindal, M. Kobayashi, nghệ Thông tin (ECIT). [11] Hassibi and B. no. Hochwald, M. 6, pp. “Howand 2845–2866, N. Ravindran, Jun. much 2010. training Trương Texas cơ Trung sở ở thành Kiên phốnhận Austin,bằngTexas, Tiến “Multiuser [13]is K. T. Truong, MIMO A. achievable Lozano, needed in multiple-antenna wireless links?” rates and R. with downlink Heath, Jr.,IEEE train- “Opti- sỹ HoavàKỳbằng lần Thạc lượt vào sỹ ngànhnăm 2012 Điện và tử ing Info. mal Trans. and trainingchannel Theory, state 49, in continuous vol. feedback,” no. 4, pp.IEEE flat-fading 951–963,Trans.MIMO massive Apr.Info. Viễn thông 2008, nhận tại bằngĐại Kỹ học sưTổng ngành hợp bang Điện Theory, vol. systems,” 2003. in 56, Proc. no.of6,IEEE pp. 2845–2866, European Wireless Jun. 2010. Conf., Texas tử Viễn cơthông sở ở thànhtại Đại phốhọcAustin, BáchTexas, khoa [13]G. K. [12] T. Truong, Barcelona, Caire, Spain, N. Jindal, A. M. Lozano, May 2014,and Kobayashi, pp. R. 1–6. and Heath, Jr., “Opti- N. Ravindran, HoaNội Hà Kỳnăm lần 2002. lượt vào Hướng nămnghiên 2012cứu và malCui,training in continuous flat-fading massive MIMO Trương Trung Kiên nhận bằng Tiến [14]“Multiuser S. A.MIMO Goldsmith, achievable and A. Babai, rates with“Energy downlink efficiency train- 2008,tạinhận hiện bao bằng gồmsỹKỹ một sưsốngànhcông Điện nghệ sỹ và bằng Thạc ngành Điện tử ingsystems,” ofand MIMO in andProc. channel stateof feedback,” cooperative IEEEMIMO European Wireless techniques IEEE Trans.inInfo. Conf., cho mạng 5G như hệ tử sensor ViễnthốngViễnFD-MIMO, thông tại Đại thống thông tại Đại họchệTổng học Bách hợpthông khoa bangtin Barcelona, Spain, May 2014, pp. 1–6. Theory, vol. 56, no. 6, pp. 2845–2866, Jun. 2010. no. 6, ở dải bước sóng mm networks,” IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 22, Hà Nội năm và (mmWave) 2002. Hướng nghiên cứu Texas cơ sở ở thànhhệphố thống Austin, Internet Texas,kết [14]K. S. T.Cui, pp. A. Goldsmith, 1089–1098, A. 2004. and and A. Babai, “Energy Jr., efficiency nối vạn vật (InternetHoa ofhiện tại bao gồm Things). một đượcsố công traonghệ [13] Truong, Lozano, R. Heath, “Opti- Kỳ lần TS. lượtKiên vào đã năm 2012 vàmột mal of MIMO training and in cooperative continuous MIMO flat-fading techniques massive in sensor số MIMO chogiải mạng 5G như thưởng NCKH hệ thống nhưnhận BàiFD-MIMO, báo xuất hệ thống sắc nhất thông năm tin 2013 Tiêu đề tiếng Anh: ENERGY EFFICIENCY 2008, bằng Kỹ sư ngành Điện networks,” systems,” IEEE in Proc. J. Sel. of IEEE Areas Commun., European vol. 22, Wireless no. 6, ở Conf., củadảitạpbước sóng mm Journal chí EURASIP (mmWave) on và hệ thống Wireless Internet kết Communications tử Viễn thông tại Đại học Bách khoa OFBarcelona, FD-MIMO pp. 1089–1098, SYSTEMS 2004.2014, pp. IN 1–6.5G NETWORKS. and nối vạn vật (Internet Networking of Things).báo (JWCN), TS.xuất Kiên sắcđãnhấtđượcnăm trao2014 một Spain, May Hà NộiBài năm 2002. Hướng nghiên cứu [14] Tóm tắt tiếng Anh: Using properly a large số của giải tạp thưởng chí KICS NCKHJournal nhưofBài báo xuất sắc nhất Communications and năm 2013 Networks, Tiêu đề tiếng Anh: ENERGY EFFICIENCY S. Cui, A. Goldsmith, and A. Babai, “Energy efficiency hiện tại bao gồm một số công nghệ củaBài tạp chí EURASIP Journal on Wireless Communications OFofFD-MIMO number MIMO of and cooperative antennasSYSTEMS at theMIMO INbase techniques 5G station NETWORKS. serve chovà intosensor mạng báo and 5G như Networking xuất hệsắcthống của (JWCN), Hội FD-MIMO, Bài báo thảo Quốc gia hệ thống xuấttinsắc 2015thông nhất năm về tin Điện 2014 networks,” IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 22, no. 6, ở dải tử, Truyền thông và Công nghệ Thông bước sóng mm (mmWave) và hệ thống Internet kết (ECIT). TS. Kiên simultaneously Tóm tắt tiếnga2004. Anh:smaller Using number properly of users a large may đang của tạp chítráchKICS Journal of Communications anddụng Networks, pp. 1089–1098, nối vạn phụ vật (Internet PTN of Hệ thống Things). Vô tuyến TS. Kiên đã và được Ứng trao một thuộc make numbera of breakthrough antennas at in thedata baserates station in to cellular serve số Học và Bài giải viện báo thưởng Côngxuấtnghệ sắc Bưu NCKH như của Hội chính Bài thảo Quốc báoviễn xuấtthông gia sắc nhất và 2015 lànămThành về Điện 2013viên TiêuENERGY đề tiếng This Anh:EFFICIENCY ENERGY OF EFFICIENCY FD-MIMO tử, Truyền thông Member) và Công nghệ Thông tin (ECIT). TS. Kiên networks. simultaneously technology a smaller is often number known of users as FD- may củaCao tạpcấpchí (Senior EURASIP Journalcủa on IEEE. Wireless Communications OF FD-MIMO SYSTEMS IN 5G NETWORKS. andđang phụ trách PTN Hệ thống Vô tuyến và Ứng dụng thuộc make a SYSTEMS breakthrough IN 5G in NETWORKS data rates in cellular Học Networking (JWCN), Bài báo xuất sắc nhất năm 2014 viện Công nghệ Bưu chính viễn thông và là Thành viên Tómproperly Using tắt tiếnga large Anh: number Usingofproperlyantennas ata the large củaCao tạp chí KICS Journal of Communications and Networks, networks. This technology is often known asbase FD- và Bài cấp (Senior Member) của IEEE. báo xuất sắc của Hội thảo Quốc gia 2015 về Điện number of antennas at the base station to serve station to serve simultaneously a smaller number of tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (ECIT). TS. Kiên simultaneously a smaller number of users may đang phụ trách PTN Hệ thống Vô tuyến và Ứng dụng thuộc make a breakthrough in data rates in cellular Học viện Công nghệ Bưu chính viễn thông và là Thành viên Số 3 - 4Cao cấp (Senior Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 65 2016 Member) của IEEE. networks. This technology is often known as FD- (CS.01) THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

nguon tai.lieu . vn

Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học