Luận văn Thạc sĩ: Đánh giá hiệu năng của mặt phản xạ thông minh (IRS) trong truyền thông gói tin ngắn

Mạng di động 5G đang được triển khai rộng rãi, hứa hẹn một kỷ nguyên kết nối tiên tiến cho Internet vạn vật (IoT) và các dịch vụ yêu cầu cao. Để hiện thực hóa tầm nhìn này, 5G phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về tốc độ dữ liệu, độ trễ thấp và độ tin cậy cực cao, đặc biệt cho truyền thông gói tin ngắn trong các ứng dụng máy-máy. Tuy nhiên, vùng phủ sóng hạn chế ở băng tần cao và các hạn chế về công suất phát đang đặt ra thách thức lớn. Trong bối cảnh đó, mặt phản xạ thông minh (IRS) nổi lên như một công nghệ đầy hứa hẹn để cải thiện hiệu năng hệ thống một cách hiệu quả năng lượng và chi phí thấp. Luận văn này đi sâu đánh giá hiệu năng của IRS trong hệ thống truyền thông gói tin ngắn qua kênh fading, nhằm làm rõ khi nào việc truyền dẫn qua IRS mang lại hiệu quả vượt trội so với các phương pháp truyền thống.

Nghiên cứu sinh, học viên cao học, kỹ sư và nhà nghiên cứu trong lĩnh vực viễn thông, truyền thông không dây, mạng 5G/B5G, và các công nghệ mới nổi như mặt phản xạ thông minh (IRS).

Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá hiệu năng của hệ thống truyền thông gói tin ngắn tích hợp mặt phản xạ thông minh (IRS) trong môi trường kênh fading, một vấn đề cấp thiết đối với sự phát triển của mạng 5G và các ứng dụng đòi hỏi độ trễ thấp, độ tin cậy cao. Với sự mở rộng của 5G và nhu cầu ngày càng tăng về kết nối cho các ứng dụng như xe tự hành và IoT, truyền thông gói tin ngắn trở nên thiết yếu. Tuy nhiên, việc duy trì vùng phủ sóng rộng và chất lượng dịch vụ ở các băng tần cao là một thách thức. Thay vì giải pháp truyền thống như tăng công suất hoặc sử dụng trạm chuyển tiếp phức tạp, IRS cung cấp một phương án hiệu quả, cho phép điều khiển đường truyền sóng một cách thụ động, giảm chi phí và tiêu thụ năng lượng.Trong luận văn, chúng tôi đã khảo sát chi tiết cấu trúc và cơ chế hoạt động của IRS, cũng như nguyên lý của truyền thông gói tin ngắn. Một mô hình toán học đã được đề xuất để đánh giá hiệu năng của hệ thống sử dụng IRS trong môi trường kênh fading Rayleigh, tập trung vào việc xác định tỉ lệ lỗi khối (BLER). Các biểu thức chính xác và xấp xỉ cho BLER được xây dựng và sau đó được kiểm chứng thông qua mô phỏng Monte Carlo trên phần mềm Matlab. Kết quả mô phỏng không chỉ xác nhận tính đúng đắn của mô hình lý thuyết mà còn cung cấp cái nhìn sâu sắc về các điều kiện mà tại đó truyền dẫn qua IRS mang lại lợi ích đáng kể so với truyền dẫn trực tiếp, góp phần tối ưu hóa thiết kế hệ thống 5G cho truyền thông gói tin ngắn. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc thúc đẩy ứng dụng IRS để nâng cao chất lượng dịch vụ và mở rộng khả năng của mạng 5G.