Tài liệu Đề tài: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA TRUYỀN DẪN TRONG MẠNG VÔ TUYẾN HỢP TÁC MIMO pdf

1



 !"#$%&%&" '%()*+
, ,,/-01234
1567289,55
"*:'%%&%";<"*=> ?%@
5ABC;DEFGEFHIFIJ
&" '%()*B %";" K*LM"FN)( ?OPQ#R%&BST*U%"V%& %
L%WX"#$%&YZ%;"#[%&LM,\Q]%^*_%U`Pa(b ?%
X M"L%&c%d`EIJJ
2
PH N 1. T NG QUAN CHUNGẦ Ổ
PH N 2: K HO CH TH C HI NẦ Ế Ạ Ự Ệ
PH N 3: K T LU NẦ Ế Ậ
N I DUNG BÁO CÁO G M 3 PH N:Ộ Ồ Ầ
3
PH N 1: T NG QUAN CHUNGẦ Ổ

Phân tập phát thông thường yêu cầu máy phát có nhiều hơn
một antenna, rất nhiều thiết bị vô tuyến lại bị giới hạn bởi kích
thước hoặc độ phức tạp của cấu trúc phần cứng nên chỉ có
một antenna, một phương pháp mới được gọi là truyền dẫn
hợp tác đã được đề xuất.
4
PH N 1: T NG QUAN CHUNGẦ Ổ

Ưu điểm của hệ thống đa đầu vào đa đầu ra MIMO đã được
biết đến một cách rộng rãi (ví dụ như phương pháp phân tập
phát Alamouti) và đã được chấp nhận thành các tiêu chuẩn vô

tuyến.
5
PH N 1: T NG QUAN CHUNGẦ Ổ

Truyền dẫn hợp tác cho phép các máy di động antenna đơn có
thể có được những lợi ích của hệ thống MIMO. Ý tưởng cơ bản
là một máy di động loại đơn antenna trong môi trường đa
người sử dụng có thể “chia sẻ” antenna của chúng theo một
cách nào đó để tạo thành hệ thống MIMO ảo.
6
12349,1
7728
Hình 1: Truyền dẫn hợp tác trong thông tin vô tuyến
Hình 1: mô tả hai máy di
động liên lạc có cùng một
đích đến.
-
Mỗi điện thoại di động có
một antenna và không thể
tạo ra sự phân tập không
gian một cách độc lập.
-
Tuy nhiên một máy di động
có thể nhận tín hiệu từ máy
kia còn lại, và có thể chuyển
tiếp thông tin này cùng với
dữ liệu của chúng tạo nên
phân tập không gian.
7
12349,1

7728
Hình 2: Truyền dẫn hợp tác giữa hai người sử dụng
-
Trong truyền dẫn hợp tác
chúng ta tập trung vào mạng
vô tuyến (mạng tế bào hay Ad
hoc).
-
Trong hệ thống truyền dẫn
hợp tác mỗi user được giả
định là có khả năng truyền dữ
liệu và hợp tác đối với các
user khác (Hình 2)
8
, ,,2e8,
1. Phương pháp dò tìm và chuyển tiếp:
Hình 3. Phương pháp dò tìm và chuyển tiếp
-
Trong phương pháp này một
user dò tìm các bit của đối tác và
sau đó phát lại các bit này (Hình
3).
-
Mục đích của phương pháp này
là chúng ta coi hai user kết nối
với nhau, nhưng trên thực tế
nhân tố quan trọng nhất chính là
mỗi người dùng sẽ có một đối tác
có vai trò cung cấp đường dữ
liệu thứ hai (phân tập).

9
, ,,2e8,
2. Phương pháp khuếch đại và chuyển tiếp:
Hình 4. Phương pháp khuếch đại và chuyển
tiếp
-
Mỗi user nhận 1 phiên bản có
lẫn tạp âm của tín hiệu phát đi
của user kia. Sau khi nhận các
user khuếch đại và lại phát đi
phiên bản có tạp âm này (Hình
4).
-
Trạm gốc kết hợp thông tin của
user và đối tác của nó, sau đó
thực hiện quyết định cuối cùng
đối với bit phát đi.
10
, ,,2e8,
3. Phương pháp hợp tác nhờ mã hóa:
Hình 5. Phương pháp hợp tác nhờ mã hóa
-
Hợp tác nhờ mã hóa là phương
pháp tích hợp hợp tác với mã hóa
kênh.
- Điểm nổi bật dẫn đến hiệu quả
của phương pháp này chính là
việc điều khiển tự động thông qua
thiết kế mã, không cần có phản
hồi giữa những người dùng.

11
-f5g1
567289,

Trong khi có nhiều kết quả quan trọng trong truyền dẫn hợp tác
đã được công nhận, vẫn có rất nhiều vấn đề cần phải lưu tâm.

Một câu hỏi quan trọng là trong mạng đa người sử dụng việc
gán và quản lý thông tin chuyển tiếp cho các thành viên diễn ra
như thế nào. Nói cách khác, làm sao chúng có thể quyết định
user này hợp tác với các user khác, và tần suất để các user lại
được sử dụng để gán lại là như thế nào ?.
12

Với hệ thống tế bào thì các user thông tin với các trạm gốc
trung tâm. Tuy nhiên, đối với các hệ thống như mạng vô tuyến
Ad hoc và mạng cảm biến vô tuyến, thông thường không có sự
quản lý trung tâm vì vậy yêu cầu một giao thức hợp tác phân
tán mà tại đó các user có thể độc lập quyết định hợp tác với ai
tại bất cứ thời điểm nào.
-f5g1
567289,
13

Một vấn đề liên quan là việc mở rộng các phương pháp hợp tác
để cho phép một user hợp tác với nhiều đối tác. Thách thức ở
đây là kỹ thuật đó các user phải tương tác công bằng với các
đối tác nhưng lại không được yêu cầu thêm tài nguyên hệ
thống, và có thể thực hiện dễ dàng với các giao thức đa truy
nhập của hệ thống.

-f5g1
567289,
14

Một vấn đề quan trọng khác là cơ cấu điều khiển công suất
trong truyền dẫn hợp tác. Khi làm việc với khoảng cách xa các
user cần tăng công suất phát lên mức tương ứng. Do vậy hiệu
quả của điều khiển công suất trong truyền dẫn hợp tác đóng vai
trò to lớn khi triển khai trong thực tế.

Đối với phương pháp hợp tác nhờ mã hóa, một vấn đề cơ bản
là đưa ra được một kỹ thuật mã hóa tốt hơn.
-f5g1
567289,
15

Đối với truyền dẫn hợp tác MIMO, tất cả các người dùng hợp
tác đều dùng phương pháp truyền dẫn MIMO, vì vậy bài toán tối
ưu máy thu, máy phát cần được quan tâm.
-f5g1
567289,
16

Nghiên cứu các hệ thống truyền dẫn hợp tác MIMO và bài toán
tối ưu hóa máy phát, máy thu và kết hợp tối ưu máy thu – phát.

Các mục tiêu cụ thể:
+ Các kỹ thuật tối ưu máy phát
+ Các kỹ thuật tối ưu máy thu
+ Kết hợp tối ưu máy phát và máy thu.

3^h-f
17
,iJ;j
1. L do la
chn đ
ti
2. L do
chn cơ
sở đo
tạo
3. Mục tiêu
v mong
muốn đạt
được
4. D kiến
lm việc
sau khi
tốt
nghiệp

1. L do la chn đ ti: 1. L do la
chn đ
ti
Công nghệ truyền dẫn MIMO đang rất được
thế giới quan tâm vì khả năng cải thiện chất lượng
đường truyền vô tuyến và cho phép tăng tốc độ
truyền dẫn vượt quá giới hạn dung lượng Shannon.
Đặc biệt trong những năm gần đây vấn đề về truyền
thông MIMO trong môi trường mạng thực tế với đa
người dùng, còn gọi là mạng vô tuyến hợp tác, đã

thu hút sự tập trung nghiên cứu của nhiều nhà khoa
học.
Truyền dẫn hợp tác là một mô hình mới bắt
nguồn từ ý niệm về việc tính chất quảng bá tự nhiên
của kênh vô tuyến thiết lập thông tin giữa các node
trợ giúp lẫn nhau, thực hiện quá trình truyền dẫn
trong một mạng lưới phân tán nhưng có được
những ích lợi giống như trong hệ thống MIMO.
Trong mạng vô tuyến hợp tác, các thiết bị
đầu cuối sử dụng các antenna phân tán thuộc các
người dùng khác tạo nên các kênh truyền dẫn độc
lập với trạm gốc. Mô hình hợp tác này tạo ra một
phương pháp phân tập khá mới mẻ trong mạng vô
tuyến. Chính vì vậy tôi chọn đề tài “Nghiên cứu
phương pháp tối ưu hóa truyền dẫn trong mạng vô
tuyến hợp tác MIMO”. Đây là vấn đề có ý nghĩa thực
tiễn và cấp bách hiện nay.
18
,iJ;j
1. L do la
chn đ
ti
2. L do
chn cơ
sở đo
tạo
3. Mục tiêu
v mong
muốn đạt
được

4. D kiến
lm việc
sau khi
tốt
nghiệp

2. L do chn cơ sở đo tạo:
Học viện kỹ thuật quân sự là trung tâm đào tạo cán bộ
có uy tín hàng đầu của quân đội và của Nhà nước, hiện nay
được xác định là trường trọng điểm quốc gia. Học viện kỹ
thuật quân sự hiện có hơn 800 giảng viên, trong đó có gần
100 giáo sư, phó giáo sư, gần 300 tiến sỹ. Nhiều giáo sư,
tiến sỹ là chuyên gia đầu ngành trên các lĩnh vực khoa học
kỹ thuật, kỹ thuật quân sự của quân đội và quốc gia.
Những năm qua, Học viện đã được đầu tư cơ sở vật
chất đồng bộ, hệ thống giảng đường, thư viện, phòng thí
nghiệm, xưởng thực nghiệm, trung tâm nghiên cứu hiện đại
đáp ứng yêu cầu giảng dạy, nghiên cứu khoa học của cán
bộ, giảng viên, sinh viên và nghiên cứu sinh.
Trải qua 45 năm hình thành và phát triển, Học viện đã
đào tạo được hàng vạn cán bộ khoa học kỹ thuật, kỹ thuật
quân sự có trình độ cao cho quân đội, quốc gia và quốc tế.
Đến nay Học viện đã đào tạo được 30 khóa nghiên cứu sinh
với hàng trăm tiến sỹ khoa học kỹ thuật, kỹ thuật quân sự.
2. L do
la chn
cơ sở
đo tạo
Từ năm 2004 đến năm 2009 tôi đã được học đại học
(văn bằng 2) ngành đi nệ - điện tử và cao học ngành Kỹ

thuật điện tử tại Học viện. Bản thân tôi đã quen với môi
trường học tập, nghiên cứu chính quy hiện đại, kỷ luật
nghiên túc của một nhà trường quân đội, được học tập,
nghiên cứu khoa học dưới sự giúp đỡ tận tình của các
thầy, cô trong Học viện.
Tôi nhận thấy Học viện là một cơ sở đào tạo uy tín,
là môi trường lý tưởng để tôi thực hiện nguyện vọng và
hoài bão của mình. Chính vì vậy tôi đã đăng ký dự tuyển
và mong muốn được đào tạo nghiên cứu sinh tại Học
viện Kỹ thuật quân sự.
19
,iJ;j
1. L do la
chn đ
ti
2. L do
chn cơ
sở đo
tạo
3. Mục tiêu
v mong
muốn đạt
được
4. D kiến
lm việc
sau khi
tốt
nghiệp

3. Mục tiêu v mong muốn đạt được:

Mục tiêu khi đăng ký đi học nghiên cứu sinh là
được học tập nâng cao trình độ chuyên môn. Thực hiện
đề tài nghiên cứu xuất phát từ yêu cầu cấp bách của
thực tiễn đang đặt ra đó là: Nghiên cứu phương pháp
tối ưu hóa truyền dẫn trong mạng vô tuyến hợp tác
MIMO.
Mong muốn đạt được là đáp ứng đủ điều kiện và
được tuyển chọn vào đào tạo nghiên cứu sinh, hoàn
thành chương trình đào tạo và bảo vệ thành công luận
án tiến sỹ tại Học viện.
3. Mục tiêu
v mong
muốn
đạt được
20
,iJ;j
1. L do la
chn đ
ti
2. L do
chn cơ
sở đo
tạo
3. Mục tiêu
v mong
muốn đạt
được
4. D kiến
lm việc
sau khi

tốt
nghiệp

4. D kiến lm việc sau khi tốt nghiệp:
Sau khi tốt nghiệp, nguyện vọng của tôi là
được trở về Trường sĩ quan Chỉ huy - Kỹ thuật
Thông tin công tác. Bằng những kiến thức đã học
được, tôi sẽ đóng góp vào công tác đào tạo cán bộ
kỹ thuật thông tin và nhân viên chuyên môn kỹ thuật
thông tin của Nhà trường, góp phần nâng cao chất
lượng đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật thông tin,
nguồn nhân lực phục vụ công nghiệp hoá, hiện đại
hoá đất nước. Đồng thời tiếp tục nghiên cứu sâu
hơn về mạng vô tuyến hợp tác.
4. D kiến
lm việc
sau khi
tốt
nghiệp
21
,iE;86
1. Hc bổ
sung kiến
thức
2. Hc phần
đo tạo
trình độ
tiến sỹ
3. Chuyên
đ tiến sỹ

4. Nghiên
cứu khoa
hc
5. Phần thc
hiện luận
án
1. Hc bổ sung kiến thức:
Học bổ sung kiến thức về công nghệ truyền
dẫn MIMO; Nguyên lý truyền dẫn OFDM; Mô phỏng
các hệ thống thông tin bằng Matlab. Tự học bổ sung
nâng cao trình độ ngoại ngữ để đủ điều kiện về
ngoại ngữ trước khi bảo vệ luận án theo quy chế
của Bộ Giáo dục & đào tạo.
1. Hc bổ
sung
kiến thức
22
,iE;86
2. Hc phần đo tạo trình độ tiến sỹ:
Tham gia học tập đầy đủ các học phần, tín chỉ
bắt buộc thuộc chương trình đào tạo tiến sỹ của
khoa Vô tuyến điện tử. Lựa chọn và học tập các học
phần tự chọn thuộc chương trình đào tạo tiến sỹ có
nội dung chuyên sâu và phù hợp với nội dung
nghiên cứu của đề tài. Với các học phần sau: Vô
tuyến thống kê; Lý thuyết xử lý tín hiệu; Nguyên lý
truyền dẫn OFDM; Mô phỏng các hệ thống thông tin
bằng Matlab.
1. Hc bổ
sung kiến

thức
2. Hc phần
đo tạo
trình độ
tiến sỹ
3. Chuyên
đ tiến sỹ
4. Nghiên
cứu khoa
hc
5. Phần thc
hiện luận
án

2. Hc phần
đo tạo
trình độ
tiến sỹ
Cập nhật các kiến thức mới về vô tuyến hợp
tác. Học tập nâng cao trình độ lý thuyết, phương
pháp luận nghiên cứu khoa học để nâng cao khả
năng ứng dụng các phương pháp nghiên cứu khoa
học quan trọng và thiết yếu phục vụ quá trình
nghiên cứu luận án.
23
,iE;86
3. Chuyên đ tiến sỹ:
Tự học tập, nghiên cứu và cập nhật các kiến thức
mới liên quan trực tiếp đến nội dung đề tài như:
* Tổng quan truyền dẫn hợp tác

* Các phương pháp truyền dẫn hợp tác
* Các phương pháp nâng cao chất lượng truyền dẫn hợp tác
1. Hc bổ
sung kiến
thức
2. Hc phần
đo tạo
trình độ
tiến sỹ
3. Chuyên
đ tiến sỹ
4. Nghiên
cứu khoa
hc
5. Phần thc
hiện luận
án
3. Chuyên
đ tiến sỹ
24
,iE;86
4. Nghiên cứu khoa hc:
Tham gia nghiên cứu khoa học các chuyên đề
thuộc nội dung nghiên cứu của luận án. Tập trung
nghiên cứu, cập nhật các kiến thức mới liên quan trực
tiếp đến đề tài nghiên cứu như: Vô tuyến thống kê; Lý
thuyết xử lý tín hiệu; Mô phỏng các hệ thống thông tin
bằng Matlab; Nguyên lý truyền dẫn OFDM; Tổng quan
truyền dẫn hợp tác; Các phương pháp truyền dẫn hợp
tác; Các phương pháp nâng cao chất lượng truyền dẫn

hợp tác.…
* Tổng quan truyền dẫn hợp tác
* Các phương pháp truyền dẫn hợp tác
* Các phương pháp nâng cao chất lượng truyền dẫn hợp tác
Dự kiến thực hiện và hoàn thành 3 chuyên đề
nghiên cứu khoa học sau:
1. Hc bổ
sung kiến
thức
2. Hc phần
đo tạo
trình độ
tiến sỹ
3. Chuyên
đ tiến sỹ
4. Nghiên
cứu khoa
hc
5. Phần thc
hiện luận
án

4. Nghiên
cứu khoa
hc
25
,iE;86
5. Phần thc hiện luận án:
1. Hc bổ
sung kiến

thức
2. Hc phần
đo tạo
trình độ
tiến sỹ
3. Chuyên
đ tiến sỹ
4. Nghiên
cứu khoa
hc
5. Phần thc
hiện luận
án

5. Phần thc
hiện luận
án


X Y*%&(V%&b ?(
("k:K*(]%"l(" ?%
KT*m
,"m >n
"R & U%
(bắt đầu, kết
thúc)
" 
("o
1
Thu thập, nghiên

cứu tài liệu
Đủ tài
liệu
3-5/2011
2 Xây dựng đề cương Đề cương 5-6/2011
3 Thông qua đề cương Đề cương 6/2011
4
Nộp và bảo vệ đề
cương
Đề cương 7-8/2011
5
NCKH, viết chương
1, hội thảo nội dung
chương 1 cấp bộ
môn
Nội dung
chương 1
10/2011-
4/2012


X Y*%&(V%&b ?(
("k:K*(]%"l(" ?%
KT*m
,"m >n
"R & U%
(bắt đầu,
kết thúc)
" 
("o

6
NCKH, viết chương 2, hội
thảo nội dung chương 2
cấp bộ môn
Nội dung
chương 2
5-9/2012
7
Công bố bài báo khoa học
về nội dung chương 2
1 bài báo 9/2012
8
NCKH, viết chương 3, hội
thảo nội dung chương 3
cấp bộ môn
Nội dung
chương 3
10/2012-
7/2013
9
Công bố bài báo khoa học
về nội dung chương 3
2 bài báo 8/2013


X Y*%&(V%&b ?(
("k:K*(]%"l(" ?%
KT*m
,"m >n
"R & U%

(bắt đầu, kết
thúc)
" 
("o
10
Gửi xin ý kiến chuyên
gia
Bản nhận
xét đánh
giá
9-10/2013
11
Hội thảo khoa học kết
quả nghiên cứu luận án
Báo cáo
khoa học
11/2013
12
Hoàn chỉnh luận án, bảo
vệ cấp cơ sở
Nội dung
Luận án
12/2013-
3/2014
13
Hoàn chỉnh luận án, bảo
vệ cấp học viện
Nội dung
luận án
Theo kế

hoạch của
Học viện