Luận văn Giao thức thu năng lượng vô tuyến ứng dụng cho mạng 5G (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Giao thức thu năng lượng vô tuyến ứng dụng cho mạng 5G (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC Sĩ ÐẶNG SÁU SẬU GIAO THỨC THU NĂNG LƯỢNG VÔ TUYẾN ỨNG DỤNG CHO MẠNG 5G NGÀNH: KỸ THUẬT ÐIỆN TỬ – 60520203 S K C0 0 4 9 5 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐẶNG SÁU SẬU GIAO THỨC THU NĂNG LƯỢNG VÔ TUYẾN ỨNG DỤNG CHO MẠNG 5G NGÀNH: KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520203 Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 10/2016
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐẶNG SÁU SẬU GIAO THỨC THU NĂNG LƯỢNG VÔ TUYẾN ỨNG DỤNG CHO MẠNG 5G NGÀNH: KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520203 Hướng dẫn khoa học: TS. ĐỖ ĐÌNH THUẤN Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 10/2016
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Đặng Sáu Sậu Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 20/04/1987 Nơi sinh: Long An Quê quán: Hòa Khánh Tây, Đức Hòa, Long An Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Hòa Khánh Tây, Đức Hòa, Long An Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: Fax: E-mail: dangsausau@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Chính Qui Thời gian đào tạo từ 10/2005 đến 9/ 2007 Nơi học (trường, thành phố): Cao Đẳng Kĩ Thuật Cao Thắng Ngành học: Kĩ thuật Điện Tử 2. Đại học: Hệ đào tạo: Liên Thông Thời gian đào tạo từ 11/2009 đến 8/ 2012 Nơi học (trường, thành phố): Đại Học Tôn Đức Thắng Ngành học: Kĩ Thuật Điện – Điện Tử - Viễn Thông Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: Người hướng dẫn: III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 11/2009- 9/2015 Công ty Datalogic ADC Việt Nam Nhân Viên Kỹ Thuật 12/2015- HN Công ty cơ khí Hồng Ký Kỹ Sư Bảo Trì i
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 201 (Ký tên và ghi rõ họ tên) ii
6. LỜI CẢM ƠN Lời nói đầu tiên em xin gửi cảm ơn chân thành và sâu sắc tới các Giảng viên trong trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh nói chung và các Giảng viên trong khoa Điện – Điện tử nói riêng đã tận tâm giảng dạy và hướng dẫn em trong quá trình học tập ở trường và có những hướng dẫn mang tính chất định hướng. Đặc biệt em xin gửi lời cám ơn đến Giảng viên hướng dẫn TS.Đỗ Đinh Thuấn, phó bộ môn Điện tử - Viễn thông khoa Điện – Điện tử trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh. Người đã tận tình hướng dẫn và truyền niềm đam mê cho em thực hiện hoàn tất luận văn này. Đồng thời tác giả cũng gửi lời cám ơn đến các bạn bè trong lớp, các bạn bè ở lớp khác và các anh chị có chung định hướng nghiên cứu đã có những buổi trao đổi và thảo luận với nhau về vấn đề liên quan giúp đề tài được cải thiện chất lượng. HV. Thực hiện đề tài Đặng Sáu Sậu iii
7. TÓM TẮT Trong những năm gần đây có sự một sự bùng nổ trong trong nghiên cứu thu năng lượng từ số vô tuyến (RF), công nghệ này được miêu tả là khả năng chuyển đổi các tín hiệu vô tuyến thành (RF) thành năng lượng điện. Trong khi đó, mạng 5G đưa ra tiêu chuẩn mạng thông minh hơn và sử dụng năng lượng xanh. Do đó, truyền và thu năng lượng vô tuyến qua sóng RF trở thành một kỹ thuật hứa hẹn cho mạng vô tuyến 5G tương lai trong việc cung cấp năng lượng cho các mạng không dây. Thông thường các mạng không dây có một năng lượng hạn chế, chẳng hạn trong các mạng cảm biến không dây, có một năng lượng giới hạn mà phần lớn nó đã hạn chế thời gian hoạt động của mạng. Do đó khả năng thu năng lượng từ sóng vô tuyến (RF) cho phép các thiết bị không dây thu năng lượng từ sóng vô tuyến trong quá trình xử lý thông tin và truyền tải. Truyền năng lượng qua RF mở ra rất nhiều ứng dụng có thể thấy được như: mạng cảm biến không dây, hệ thống sạc không dây Cùng với sự phát triển các công nghệ điện từ hỗ trợ cho việc chế tạo mạch thu năng lượng vô tuyến RF, các nghiên cứu lý thuyết như trong luận văn này sẽ là cơ sở trong các tính toán thiết kế nhằm tối ưu hiệu năng mạng thu năng lượng vô tuyến. Trong luận văn này sẽ trình bày về giao thức thu năng lượng từ sóng vô tuyến và truyền chuyển tiếp thông tin từ nguồn phát(nút phát) đến thiết bị đầu (nút cuối) dựa trên giao thức thu năng lượng vô tuyến kiểu phân chia công suất (PSR) trong mạng truyền thông hợp tác EHCN sử dụng mô hình đề xuất nhiều nút chuyển tiếp ( ví dụ: thực hiện cho 3 nút relay). Các nút chuyển tiếp sẽ thu năng lượng từ nút nguồn, khuếch đại và truyền chuyển tiếp tín hiệu từ nút nguồn đến nút đích. Đây là một kỹ thuật đầy hứa hẹn trong tương lại đối với các thế hệ mạng viễn thông tiếp theo và thu hút được nhiều nghiên cứu trong thời gian gần đây. Luận văn có một số đóng góp mới và nổi bậc như sau: + Nghiên cứu về mạng vô tuyến truyền năng lượng RF-EHNs và mạng truyền thông hợp tác EHCN, mạng vô tuyến thế hệ 5( 5G) iv
8. + Đề xuất mô hình mạng truyền thông hợp tác với ba nút chuyển tiếp, các nút chuyển tiếp thu năng lượng từ nút nguồn và khuếch đại tín hiệu và truyền chuyển tiếp tín hiệu từ nút nguồn đến nút đích + Tính toán năng lượng thu được tại nút chuyển tiếp, thông lượng đạt tại nút đích + Kết quả mô phỏng bằng Matlab cho thấy thông lượng đạt được tại nút đích của mô hình đề xuất thu được tốt hơn các công trình nghiên cứu trước đây. Nội dung của luận văn được chia làm các phần như sau: Chương 1: Tổng quan về đề tài nghiên cứu, trong chương này sẽ trình bày tổng quan về đề tài nghiên cứu các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước tương tự, mục đích, nhiệm vụ, giới hạn và phương pháp nghiên cứu của đề tài. Chương 2: Nêu tổng quan mạng vô tuyến 5G và các yêu cầu về năng lượng xanh cho các ứng dụng trong mạng. Mạng vô tuyến truyền năng lượng RF là một công nghệ có khả năng đáp ứng yêu cầu mạng 5G. Chi tiết hơn, luận văn sẽ giới thiệu về mạng vô tuyến truyền và thu năng lượng, cấu trúc của bộ máy thu, cách thiết kế các mạch máy thu. Chương 3: Giao thức thu năng lượng sóng vô tuyến trong mạng truyền thông hợp tác, trong chương này giới thiệu về giao thức thu năng lượng từ sóng vô tuyến và truyền chuyển tiếp thông tin dựa trên sự phân chia công suất( giao thức PSR) và mô hình đề xuất sử dụng ba nút chuyển tiếp để chuyển tiếp thông tin từ nút nguồn đến nút đích Chương 4: Mô phỏng và đánh giá kết quả, trong chương này trình bày các thiết lập thông số mô phỏng đánh giá kết quả mô phỏng và so sánh kết quả đạt được với các công trình nghiên cứu trước đây. Chương 5: Kết luận và hướng phát triển của đề tài, chương này sẽ kết luận lại những gì đã đạt được của đề tài, các vấn đề chưa giải quyết được và hướng phát triển tiếp theo của đề tài. v
9. ABSTRACT In recent years there is an explosion of research in energy collected from radio (RF), which is capable of converting radio frequency (RF) signals to electrical energy has become a promising technique for providing energy required for wireless networking. Typically wireless networks have a limited power, eg, in wireless sensor networks, which has a limited energy and hence it has majority control of network activity. Therefore the possibility of energy from radio frequency (RF) allows wireless devices to capture energy from the radio waves during information processing and data transmission simultaneously. Since it opens a lot of visible applications such as wireless sensor networks, wireless charging systems However, the real application of energy collected from radio telecommunications network is still not much in practice. This thesis, we will present protocol related energy harvesting from radio wave and supporting information transmission from the source (source node) to terminal (destination node) based on the power spliting based relay (PSR) in the network energy harvesting cooperative network (EHCN) model. In this paper, we investigate the EHCN with multiple nodes relay (e.g 3 relay nodes). The relay node will collect energy from the source node, and then amplify and forward transmission signal from the source node to the destination node. This is a promising technique for the future generation telecommunication network next in 5G and attract many researchers in recent years. Thesis has some new and brilliant contribution as follows: + Research on RF energy harvesting networks (RF-EHNs) and Energy Harvesting Cooperative Network. + I introduced media network model of cooperation with three relay nodes, the relay node harvests energy from source node and transmitted with the signal and forwards the signal from the source node to the destination node. + Calculation of energy obtained at relay node, throughput achieved at the destination node. vi
10. + I use Matlab software simulation results show that the throughput achieved in the destination node. The content of the thesis is divided into the following chapters: Chapter 1: Overview of research topics, this chapter will present an overview of research topics research projects at home and abroad similar, purpose, mission, limits and research methods topic. Chapter 2: Introduction Wireless networks transmit energy and wireless networking transmission and energy harvesting, the structure of the receiver, how to design the receiver circuit. Chapter 3: The protocol receiver radio frequency energy cooperation in communications networks, this chapter introduces the Power Splitting-Based Relaying( PSR protocol ) harvesting energy from radio frequency and forward information from from the source node to the destination node. Main propose model uses three relay nodes to forward information from the source node to the destination node. Chapter 4: Simulation and evaluation of the results, this chapter presents the simulation parameter settings evaluate simulation results and compare results with previous study. Chapter 5: Conclusion and direction of development of the project, this chapter will conclude what has been achieved by the project, the issue has not been resolved and subsequent development of the project. vii
11. MỤC LỤC TRANG TỰA TRANG Lý lịch khoa học i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt iv Mục lục viii Danh sách các từ viết tắt x Danh sách các bảng xi Danh sách các hình xii CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1 1.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu 1 1.2 Mục đích của đề tài 2 1.3 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài 2 1.4 Phương pháp nghiên cứu 3 CHƯƠNG 2: MẠNG VÔ TUYẾN THẾ HỆ 5 VÀ MẠNG VÔ TUYẾN TRUYỀN NĂNG LƯỢNG 2.1 Tổng quan về mạng vô tuyến thế hệ 5 ( 5G) 4 2.2 Tổng quan về mạng vô tuyến truyền năng lượng 6 2.2.1 Lịch sử nghiên cứu 6 2.2.2 Mạng thu năng lượng từ sóng vô tuyến 8 2.2.2.1 Kiến trúc của mạng thu năng lượng từ sóng vô tuyến . 8 viii
12. 2.2.2.2 Kỹ thuật thu năng lượng từ sóng vô tuyến 12 2.2.2.3 Các ứng dụng hiện có của mạng thu năng lượng từ sóng vô tuyến 15 2.2.2.4 Thiết kế mạch . 16 2.2.2.5 Mạch triển khai . 16 2.2.2.6 Thiết kế anten 17 2.2.2.7 Mạng phối hợp trở kháng . 17 2.2.2.8 Chỉnh lưu 17 2.2.2.9 Kiến trúc của bộ thu 18 CHƯƠNG 3. GIAO THỨC THU NĂNG LƯỢNG SÓNG VÔ TUYẾN TRONG MẠNG TRUYỀN THÔNG HỢP TÁC 21 3.1 Mô hình hệ thống mạng truyền thông hợp tác sử dụng một nút chuyển tiếp 21 3.2 Giao thức PSR trong mô hình hệ thống mạng truyền thông hợp tác sử dụng một nút chuyển tiếp 23 3.2.1 Quá trình thu năng lượng 24 3.2.2 Phân tích thông lượng đạt được 26 3.3 Mô hình hệ thống mạng truyền thông hợp tác sử dụng nhiều nút chuyển tiếp 29 3.3.1 Quá trình thu năng lượng 29 3.3.2 Thông lượng đạt được 33 CHƯƠNG 4. MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 34 4.1 Mô phỏng 34 4.2 Trường hợp 1: Chỉ sử dụng một nút chuyển tiếp 34 4.3 Trường hợp 2: Sử dụng ba nút chuyển tiếp 38 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI . 43 ix
13. 5.1 Kết luận 43 5.2 Hướng phát triển của đề tài . 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 45 PHỤ LỤC 47 x
14. DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT AF Amplify and Forward Khuếch đại và chuyển tiếp RF Radio frequency Sóng vô tuyến EHCN Energy Harvesting Cooperative Network Mạng hợp tác thu thập năng lượng. RF-EHNs Radio frequency Energy Harvesting Network Mạng thu năng lượng sóng vô tuyến PSR Power Splitting-Based Relaying Chuyển tiếp dựa vào phân chia công suất. RFID Radio-Frequency Identification Nhận dạng tần số sóng vô tuyến SWIPT Simultaneous Wireless Information Mạng truyền thông tin và and Power Transfer năng đồng thời IoT Internet of Things Mạng lưới thiết bị kết nối internet x
15. DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1: Giá trị thu năng lượng từ các nguồn vô tuyến khác nhau 15 xii
16. DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Sơ đồ của mạng vô tuyến thế hệ thứ 5 4 Hình 2.2: Định hướng năng lượng của mạng vô tuyến thế hệ 5 5 Hình 2.3: Kiến trúc của mạng thu năng lượng từ sóng vô tuyến 8 Hình 2.4: Mạng RF – EHN phân tán 9 Hình 2.5: Nút mạng thu năng lượng 10 Hình 2.6: Các thành phần trong bộ phận thu năng lượng 11 Hình 2.7: Kiến trúc chuyển mạch thời gian 18 Hình 2.8: Kiến trúc của bộ thu thông tin và năng lượng riêng biệt 19 Hình 2.9: Kiến trúc của bộ thu tích hợp 20 Hình 2.10: Kiến trúc của bộ thu lý tưởng 20 Hình 3.1: Mô hình mạng truyền thông hợp tác sử dụng 1 nút chuyển tiếp 21 Hình 3.2: Kiến trúc bộ thu tại nút relay 22 Hình 3.3: Sơ đồ khối của giao thức PSR cho việc thu năng lượng và truyền thông tin tại nút relay 23 Hình 3.4: Sơ đồ khối của bộ thu tại nút relay 24 Hình 3.5: Mô hình mạng truyền thông hợp tác sử dụng 3 nút chuyển tiếp 29 Hình 4.1: Thông lượng đạt được ở nút đích 35 Hình 4.2: Tương quan giữa năng lượng thu được ở nút chuyển tiếp và thông lượng đạt được ở nút đích 36 Hình 4.3: Thông lượng ở nút đích đạt được khi chịu ảnh hưởng của nhiễu anten 36 Hình 4.4: Thông lượng ở nút đích đạt được khi chịu ảnh hưởng của nhiễu chuyển đổi 37 Hình 4.5: Thông lượng đạt được ở nút đích khi sử dụng riêng lẻ các nút chuyển tiếp 38 xiii
17. Hình 4.6: Thông lượng đạt được ở nút đích khi thay đổi khoảng cách từ nút chuyển tiếp đến nút đích của nút chuyển tiếp số 3 39 Hình 4.7: Thông lượng tổng của nút đích thu được khi sử dụng đồng thời 3 nút chuyển tiếp để truyền thông tin từ nút nguồn đến nút đích 40 xiv
18. Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU Ở nước ta hiện nay các nghiên cứu về mạng truyền và nhận năng lượng từ sóng vô tuyến hay mạng truyền thông hợp tác truyền đồng thời thì bắt đầu thu hút được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu trong nước, ở nước ta đây là hướng nghiên cứu mới. Trong khi đó trên thế giới có rất nhiều nghiên cứu về vấn đề truyền và thu năng lượng từ mạng vô tuyến sử dụng nhiều giao thức khác nhau như trong [1]. Xuất phát từ các đề xuất cho các giao thức thu năng lượng vô tuyến của nhóm tác giả Ali A. Nasir [4] đề xuất mô hình sử dụng một nút chuyển tiếp và giao thức chuyển mạch dựa trên sự phân chia công suất ở nút chuyển tiếp để nút chuyển có thể vừa thu được năng lượng từ nút nguồn đồng thời chuyển tiếp được thông tin từ nút nguồn đến nút đích. Tuy nhiên, khi sử dụng một nút chuyển tiếp thì chất lượng mạng lưới phụ thuộc chất lượng tín hiệu tại nút chuyển tiếp. Luận văn này đề xuất mô hình sử dụng nhiều nút chuyển tiếp (3 nút chuyển tiếp) nhằm tăng khả năng lựa chọn nút chuyển tiếp tốt nhất cho truyền tín hiệu từ nguồn đến đích. Ưu điểm cơ bản của kỹ thuật này là đề xuất mô hình mạng để vừa thu năng lượng của nguồn phát vừa truyền chuyển tiếp tín hiệu từ nguồn đến đích và thông lượng tối ưu được xem xét dựa vào năng lượng RF thu được ở nút chuyển tiếp. Mô hình này sử dụng giao thức chuyển mạch dựa trên sự phân chia công suất PSR ở nút chuyển tiếp. Luận văn đưa ra các công thức tính chính xác xác suất dừng và từ đó tính thông lượng hệ thống. Đây chính là điểm mới và là điểm khác biệt so với các công trình nghiên cứu trong các luận văn cao học thực hiện tại Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hồ Chí Minh trước đây. 1
19. 1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Mục đích của đề tài là nghiên cứu về mạng truyền và thu năng lượng từ sóng vô tuyến và về giao thức chuyển tiếp dựa trên sự phân chia công suất được sử dụng trong mạng truyền thông hợp tác hay trong mạng truyền và thu năng lượng từ sóng vô tuyến. Xây dựng công thức tính thông lượng  tại nút đích của mô hình sử ba nút chuyển tiếp, ảnh hưởng của nhiễu đến thông lượng đạt được tại nút đích, so sánh mô hình đề xuất sử dụng ba nút chuyển tiếp mới so với mô hình sử dụng một nút chuyển tiếp của tác giả Ali A. Nasir trước đây[4]. 1.3 NHIỆM VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 1.3.1 Nhiệm vụ của đề tài Khảo sát về lý thuyết về mạng truyền và thu năng lượng từ sóng vô tuyến, giao thức chuyển tiếp dựa trên sự phân chia công suất PSR. Đề xuất mô hình sử dụng nhiều nút chuyển tiếp để thu năng lượng từ nút nguồn và truyền chuyển tiếp thông tin từ nút nguồn đến nút đích. Xây dựng các công thức tính toán thông lượng đạt được tại nút đích. Mô phỏng bằng Matlab + Thông lượng đạt được ở nút đích. + Tìm giá trị tối ưu của hệ số phân chia công suất để thông lượng đạt được ở nút đích là lớn nhất. + Xem xét ảnh hưởng nhiễu của anten và nhiễu của quá trình chuyển đổi tại nút đích. + So sánh kết quả giữa khi sử dụng một nút chuyển tiếp và khi sử dụng nhiều nút chuyển tiếp để truyền chuyển tiếp thông tin từ nguồn đến đích thì cái nào tốt hơn. 1.3.2 Giới hạn của đề tài Trong luận văn này tác giả trình bày mô hình hệ thống gồm có một nút nguồn, ba nút chuyển tiếp, một nút đích và các nút nguồn, nút đích, nút chuyển tiếp sẽ có một anten thu phát ở chế độ bán song công. Giả sử rằng không có đường truyền thẳng từ nút nguồn đến 2
20. nút đích mà các nút chuyển tiếp sẽ thu năng lượng từ nút phát và sử dụng năng lượng đó để truyền chuyển tiếp tín hiệu từ nút nguồn đến nút đích do fading sâu. Trong mạng EHCN này, nút chuyển tiếp sẽ khuếch đại và truyền chuyển tiếp tín hiệu AF mà không sử dụng mã hóa rồi mới truyền chuyển tiếp DF. 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Tìm các tài liệu, các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài đang nghiên cứu để thu thập thông tin và cơ sở lý thuyết phục vụ cho việc nghiên cứu. Nghiên cứu về mạng vô tuyến thu năng lượng RF-EHN và mạng truyền thông hợp tác EHCN, giao thức thu năng lượng và chuyển tiếp dựa trên sự phân chia công suất PSR. Xây dựng mô hình mạng truyền thông hợp tác thu năng lượng từ sóng vô tuyến và truyền chuyển tiếp thông tin sử dụng nhiều nút chuyển tiếp ( ba nút chuyển tiếp). Sử dụng Matlab để mô phỏng các kết quả tính toán. 3
21. Chương 2 MẠNG VÔ TUYẾN THẾ HỆ 5 VÀ MẠNG VÔ TUYẾN TRUYỀN NĂNG LƯỢNG 2.1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG VÔ TUYẾN THẾ HỆ 5 ( 5G) Thế hệ mạng truyền thông thứ 5 hướng đến truyền tải dữ liệu tốc độ cao, tốc độ truyền tải hàng Ghz trở lên, giảm độ trễ của tín hiệu, tiết kiệm năng lượng, tăng khả năng phát của trạm gốc, cải thiện chất lượng dịch vụ cung cấp so với mạng 4G LTE. Sự gia tăng không ngừng của các thiết bị di động thông minh cũng như các thiết bị có khả năng kết nối mạng (IoT – Internet of Things) như: đồng hồ đeo thay, kính thực tế ảo, cảm biến không dây, thiết bị theo dõi sức khỏe Đặt ra yêu cầu cần phát triển một nền tảng mạng truyền thông mới để đáp ứng được các yêu cầu trên. Hiện nay thế hệ mạng truyền thông thứ 5 ( 5G ) vẫn đang được nghiên cứu và phát triển và chưa có một định nghĩa chính thức về mạng 5G. Hình 2.1 ta thấy được sơ đồ mạng vô tuyến thế hệ thứ 5. Hình 2.1: Sơ đồ của mạng vô tuyến thế hệ thứ 5[5] 4