Đang tải... (xem toàn văn)
Với mộtlượng lớn công suất tính tốn nhàn rỗi và khơng gian lưu trữ được phân phối ở cácbiên mạng, sẽ là khả thi khi các thiết bị di động có thể có đủ năng lực để thực hiệnnhững ứng dụng
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NGUYỄN VĂN TẤN NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN BIÊN DI ĐỘNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT ĐA TRUY CẬP PHI TRỰC GIAO ĐỒ ÁN KỸ SƯ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐÀ NẴNG, NĂM 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN BIÊN DI ĐỘNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT ĐA TRUY CẬP PHI TRỰC GIAO CHUYÊN NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG (VJ) GVHD: ThS Trương Văn Trương SVTH : Nguyễn Văn Tấn Lớp : K25 EVT VJ MSSV : 25211600099 ĐÀ NẴNG, NĂM 2023 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 2 LỜI CAM ĐOAN 4 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 5 LỜI CẢM ƠN 6 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 7 DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG 8 CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU 9 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .9 1.2 MỤC TIÊU 10 1.3 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU .10 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 10 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 10 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10 1.4.1 Cách tiếp cận .10 1.4.2 Phương pháp nghiên cứu 11 1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 11 CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 2.1 ĐIỆN TOÁN BIÊN DI ĐỘNG (MOBILE EDGE COMPUTING) .12 2.1.1 Giới thiệu .12 2.1.2 Mô hình tính toán và truyền thông trong MEC .14 2.1.3 Quản lý tài nguyên trong MEC 17 2.2 ĐA TRUY CẬP PHI TRỰC GIAO NOMA 18 2.2.1 Tổng quan về sự phát triển của các kỹ thuật đa truy cập 18 2.2.2 Giới thiệu về NOMA 19 2.2.3 Kỹ thuật mã hóa xếp chồng và triệt giao thoa liên tiếp 20 CHƯƠNG 3 : MÔ HÌNH HỆ THỐNG 24 3.1 MÔ HÌNH HỆ THỐNG VÀ GIẢ THIẾT KÊNH TRUYỀN 24 3.2 PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG 26 3.3 MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN .28 CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 33 4.1 KẾT LUẬN 33 4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO .35 LỜI MỞ ĐẦU Trong kỉ nguyên số mới như ngày nay, đặc biệt là cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật với các xu hướng công nghệ như Big Data, IoT, AI, v.v thì nhu cầu truyền thông truy cập tốc độ dữ liệu cao là cực kì quan trọng Để đáp ứng được xu thế đó thì thông tin di động cần phải có những bước bức phá về mặt kĩ thuật công nghệ, điều này thể hiện qua quá trình phát triển của hệ thống thông tin liên lạc từ 1G cho đến 4G/LTE tạo ra bước đệm để thử nghiệm và triển khai công nghệ truyền thông 5G Thập kỉ vừa qua chứng kiến Điện toán đám mây (Cloud Computing – CC) nổi lên như một mô hình mới của điện toán CC tập trung vào điện toán, lưu trữ và quản lý mạng trong Đám mây Các tài nguyên khổng lồ có sẵn trong Đám mây sau đó có thể được tận dụng để cung cấp sức mạnh tính toán và lưu trữ để hỗ trợ các thiết bị người dùng cuối có tài nguyên hạn chế Tuy nhiên, trong những năm gần đây, một xu hướng mới trong điện toán đang diễn ra, khi mà chức năng của Đám mây đang ngày càng di chuyển về phía các biên mạng Người ta ước tính rằng hàng chục tỷ thiết bị Edge sẽ được triển khai trong tương lai gần và tốc độ bộ xử lý của chúng đang tăng theo cấp số nhân Với một lượng lớn công suất tính toán nhàn rỗi và không gian lưu trữ được phân phối ở các biên mạng, sẽ là khả thi khi các thiết bị di động có thể có đủ năng lực để thực hiện những ứng dụng yêu cầu tính toán các thông số quan trọng và độ trễ khắt khe Mô hình này được gọi là Điện toán biên di động (Mobile Edge Computing – MEC) Với sự tăng lên về số lượng các thiết bị giao tiếp không dây và các ứng dụng, thiết bị thông minh đã gây ra sự tắc nghẽn khi giao tiếp, điều đó tác động lớn đến hiệu năng của thiết bị, hệ thống Vì thế, một kỹ thuật trong giao tiếp không dây có thể cho phép nhiều người dùng truy cập cùng lúc với lượng tài nguyên nhất định là thực sự cấp thiết Đối với các kỹ thuật đa truy cập OMA, các người dùng sẽ được cấp phát tài nguyên trực giao về mặt tần số, thời gian, mã, hoặc kết hợp giữa tần số và thời gian nên về lý thuyết sẽ không có nhiễu giữa các người dùng trong hệ thống Tuy nhiên số lượng người dùng bị hạn chế tùy thuộc vào tài nguyên của hệ thống Đây chính là yếu điểm làm cho các kỹ thuật OMA không còn thích hợp cho thông tin di động yêu cầu số lượng kết nối lớn như mạng 5G Kỹ thuật đa truy cập NOMA với đặc trưng nổi bật nhất là hỗ trợ số lượng người dùng lớn hơn khe tài nguyên trực giao nhờ việc cấp phát tài nguyên phi trực giao Được sự gợi ý từ thầy Trương văn Trương, em cũng muốn nghiên cứu về kỹ thuật đa truy cập này để bắt kịp với xu thế toàn cầu Chính vì thế mà em đã quyết định thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN BIÊN DI ĐỘNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT ĐA TRUY CẬP PHI TRỰC GIAO” Do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm của em còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến cũng như sự vị tha của các thầy cô để đề tài của em cũng như bản thân em trở nên tốt hơn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án này là công trình nghiên cứu của các nhân tôi và được sự hướng dẫn của ThS Trương Văn Trương Các nội dung nghiên cứu trong đề tài “NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN BIÊN DI ĐỘNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT ĐA TRUY CẬP PHI TRỰC GIAO” của tôi là trung thực và chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây Các dữ liệu bao gồm thông tin, hình ảnh, số liệu, kết quả mô phỏng đều trung thực do tôi tìm hiểu và tham khảo từ nhiều nguồn tư liệu khác nhau và có ghi rõ nguồn gốc Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin chịu trách nhiệm hoàn toàn về nội dung đề tài của mình Trường đại học Duy Tân không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền tác giả do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có) Đà Nẵng, ngày …, tháng …, năm 2023 Người cam đoan Nguyễn Văn Tấn NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Đà Nẵng, ngày …, tháng …, năm 2023 Giảng viên hướng dẫn ThS Trương Văn Trương LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin dành lời cảm ơn cho ba mẹ, gia đình của mình đã nuôi lớn, trao cho em cơ hội tuyệt vời để em được phát triển và theo đuổi con đường học vấn cho đến ngày hôm nay Tiếp đến em xin dành lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô giảng viên ở trường Đại học Duy Tân nói chung và các thầy cô ở khoa Điện – Điện tử nói riêng đã gieo cho em những mầm móng tri thức, những kỹ năng của một sinh viên Và đặc biệt là thầy Trương Văn Trương – Trưởng khoa Điện – Điện tử trường Đại học Duy Tân, đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình học tập cũng như thực hiện đồ án tốt nghiệp này Nhờ sự những kiến thức uyên bác và sự tận tình của Thầy mà em đã tiếp thu, học hỏi được nhiều điều bổ ích, quý báu trong nghiên cứu, nhờ đó có nền tảng để có thể tự đào sâu, phát triển bản thân hơn trong tương lai Do đây là một đồ án lớn, tính chất quan trọng đặc biệt hơn những đồ án CDIO từng học qua nên em không thể tránh khỏi những bồi hồi, sai sót Rất mong nhận được sự dịu dàng, góp ý từ các thầy (cô) để em có thể ngày càng hoàn thiện bản thân hơn Lời cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự ân cần giúp đỡ của các thầy (cô), những người đã luôn động viên, quan tâm sao sát, cổ vũ tinh thần đến em trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này Chúc cho thầy (cô) luôn an vui, khỏe mạnh để theo đuổi sự nghiệp trồng người của mình Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Tấn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Thuật ngữ Tiếng Anh Thuật ngữ Tiếng Việt IoT Internet of Things Internet vạn vật AI Trí tuệ nhân tạo CC Artificial Intelligence OMA Cloud Computing Điện toán đám mây Đa truy cập trực giao NOMA Orthogonal Multiple Access Đa truy cập phi trực giao MEC Non-orthogonal Multiple Access Mạng điện toán biên di động BS AP Mobile Edge Computing Trạm chủ NFV Base Station Điểm truy cập ICN Assist Point Ảo hoá chức năng mạng SDN Mạng trung tâm thông tin Network Fuctions Virtualization Mạng được xác định bằng phần VM Information-Centric Networks FDMA Software-Defined Networks mềm Máy ảo TDMA Virtual Machine Đa truy cập phân chia theo tần Frequency Division Multiple CDMA số SDMA Access Đa truy cập phân chia theo thời Time Division Multiple Access MIMO gian SC Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã SIC Space Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo BPSK Multiple In Multiple Out không gian CDF Superposition Coding PDF Successive Interference Nhiều anten thu nhiều anten phát SINR Cancellation Kỹ thuật mã hoá xếp chồng SNR Binary Phase Shift Keying Kỹ thuật triệt giao thoa liên tiếp Cummulative Density Function Probability Density Function Điều chế pha nhị phân Signal to Interference plus Noise Hàm mật độ tích luỹ Hàm mật độ xác suất Ratio Tỉ số của tín hiệu trên can nhiễu Signal to Noise Ratio Tỉ số của tín hiệu trên nhiễu