Hệ thống ăng-ten MIMO – bước tiến mới trong phát triển mạng 5G

Hệ thống ăng-ten MIMO – bước tiến mới trong phát triển mạng 5G

5G được triển khai rất sớm ở Việt Nam. Việc sớm tiếp cận và thử nghiệm công nghệ mới này đã giúp Việt Nam bắt kịp xu thế thế giới. Trong các công trình nghiên cứu phải kể đến hệ thống ăng-ten MIMO đa búp sóng do TS Nguyễn Khắc Kiểm và cộng sự chế tạo. Ăng-ten có khả năng truyền dữ liệu mạng 5G với tốc độ lớn đạt tối thiểu 100 Mb/giây. Đây là một sự thành công khá được trông đợi, góp phần phát triển ngành mạng viễn thông Việt Nam. Đây có thể là bước tiến mới trong phát triển 5G tại Việt Nam.

5G là gì?

5G là thế hệ công nghệ di động thứ 5, được thiết kế để cải thiện đáng kể tốc độ kết nối mạng Internet di động, độ phủ sóng và độ trễ của mạng di động. Các thế hệ mạng trước đây đều hoạt động dưới một tần số vô tuyến khá cao. Trong khi đó mạng 5G thì mỗi một bước sóng của một tần số cụ thể có thể ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ truyền dữ liệu của nó. Tốc độ và độ trễ của mạng 5G cũng có thể hứa hẹn mang lại một trải nghiệm tốt nơi người dùng. Hơn nữa, nếu nghiên cứu và áp dụng thành công mạng 5G, con người có thể trải nghiệm thực hiện cái điều mới, có thể tương tác với thiết bị qua lời nói và suy nghĩ.

Nghiên cứu ăng-ten kết nối mạng 5G

TS Nguyễn Khắc Kiểm và cộng sự tại Viện Điện tử Viễn thông, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội bắt đầu nghiên cứu phát triển hệ thống ăng-ten MIMO đa búp sóng hỗ trợ người dùng kết nối mạng sau 4G. Hệ thống này cho phép tăng tốc độ dữ liệu người dùng, giảm nhiễu của hệ thống. Đồng thời hỗ trợ số lượng kết nối vượt trội so với các hệ thống trước đó.

Phân hệ ăng - ten MIMO có 64 phần tử thu phát tín hiệu ở tần số 5,8 GHz
Phân hệ ăng – ten MIMO có 64 phần tử thu phát tín hiệu ở tần số 5,8 GHz

Các ưu điểm của ăng-ten MIMO bắt sóng 5G

Hệ thống ăng-ten MIMO này cho phép búp sóng di chuyển theo người dùng. Giúp tăng tốc độ truyền dẫn và giảm nhiễu khi lượng người dùng tăng. “Hệ thống hướng tới những tiêu chuẩn mới của các mạng di động sau 4G, sử dụng công nghệ massive MIMO. Tức đa cổng vào – đa cổng ra với số lượng phần tử bức xạ rất lớn để cải thiện việc nhận tín hiệu. Bên cạnh đó mở rộng khoảng cách truyền dẫn và tăng thông lượng. Ngoài ra, việc sử dụng kỹ thuật điều khiển búp sóng (beamforming) giúp tín hiệu được điều khiển thích nghi với người dùng và truyền tải một cách đảm bảo, hạn chế tối đa nhiễu hệ thống” TS Kiểm, Trưởng nhóm nghiên cứu nói.

Cấu tạo thiết bị

Bộ thiết bị có cấu tạo gồm phân hệ ăng-ten bức xạ, phân hệ xử lý số và tín hiệu. Với khối chương trình thuật toán điều khiển. Phần ăng-ten bức xạ gồm 64 phần tử thu phát tín hiệu, kích thước khoảng 25cm x 25cm. Được thiết kế hoạt động ở tần số 5,8 GHz. Các phần tử bức xạ được chế tạo sử dụng công nghệ mạch in vi dải. Phân hệ xử lý tín hiệu đảm bảo tốc độ cao . Và tạo sự đồng bộ cho hoạt động của cả hệ thống. Bộ phận điều khiển búp sóng sử dụng kỹ thuật định dạng búp sóng số trên nền tảng FPGA. Kết hợp với các thuật toán được nghiên cứu và tối ưu. Giúp thực thi việc định hướng búp sóng tới người sử dụng.

Điều kiện để ăng-ten hoạt động

Trong hệ thống ăng-ten MIMO này, yếu tố quan trọng nhất là việc định hướng búp sóng theo sự di chuyển của người dùng. TS Kiểm cho biết để đạt được, cả ba phân hệ phải thiết kế, chế tạo một cách đồng bộ. Các thuật toán điều khiển đa búp sóng được thực hiện bắt đầu từ nghiên cứu mô hình lý thuyết. Sau đó kết hợp với kinh nghiệm và hỗ trợ của các chuyên gia từ Italy. Nhóm nghiên cứu đã phát triển các bộ code và nạp vào mạch FPGA để thực hiện các chức năng theo yêu cầu kỹ thuật của hệ thống.

Thiết lập mô hình và đo đạc các tham số hệ thống trong phòng thí nghiệm.
Thiết lập mô hình và đo đạc các tham số hệ thống trong phòng thí nghiệm.

Thử nghiệm thiết bị 

TS Kiểm cho biết, nhóm nghiên cứu đã làm việc với một số doanh nghiệp. Từ đó lên kế hoạch thử nghiệm trong nước. Sẽ phát triển hệ thống tương thích với lộ trình triển khai 5G của các nhà cung cấp dịch vụ.

“Sắp tới, nhóm sẽ thiết kế, điều chỉnh hệ thống để hoạt động ở các dải tần đã và sẽ được cấp phép cho hệ thống 5G tại Việt Nam như ở dải tần số 3,5 GHz. Từ đó giúp kết quả đề tài sớm đưa vào thực tiễn, có tiềm năng tạo ra các sản phẩm là các trạm thu phát ngoài trời hoặc trong nhà của mạng 5G”, ông nói.

Các bạn có thể xem thêm các thông tin mới tại Yla.

Nguồn: Vnexpress.net

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.