Tiến Sĩ Nghiên cứu vô tuyến nhận thức hợp tác cảm nhận phổ trong môi trường pha đinh

Bố cục của luận án

Luận án bao gồm phần mở đầu, 3 chương, phần kết luận và kiến nghị.

Chương 1 với tiêu đề “Cơ sở cảm nhận phổ sử dụng vô tuyến nhận thức” trình bày cơ sở của vô tuyến nhận thức, giới thiệu các kiến thức cơ bản liên quan đến cảm nhận phổ, cảm nhận phổ hợp tác và các tham số đánh giá hiệu năng cảm nhận phổ cục bộ cũng như cảm nhận phổ hợp tác sử dụng quy tắc quyết định cứng k-out-of-n dưới ảnh hưởng của kênh truyền pha đinh. Một phần của nội dung chương 1 đã đề xuất phương pháp tính hiệu năng cảm nhận phổ cục bộ trong môi trường pha đinh Suzuki đã được trình bày tại Hội nghị Quốc tế IEEE Region 10 TENCON 2012 (Công trình số 4) và 01 bài báo đăng trên tạp chí ISI - IEICE Transactions on Communications, Vol. E98-B, no. 1, pp. 55-68, January 2015 (Công trình số 8).

Chương 2 với tiêu đề “Một số phương pháp cải thiện hiệu năng cảm nhận phổ trong môi trường pha đinh” là một số các đề xuất của luận án trong việc phát hiện các CR bị ảnh hưởng của pha đinh lognormal tương quan, tái sử dụng các CR bị loại bỏ làm nút chuyển tiếp cho các CR tham gia hợp tác cảm nhận và giới hạn số lượng người CR tham gia hợp tác cảm nhận.

Nội dung của chương 2 đã được công bố trong 02 báo cáo tại các Hội nghị Quốc tế: CyberC 2010 (Công trình số 1) và TENCON 2011 IEEE Region 10 (Công trình số 2); 01 báo cáo tại hội nghị Quốc Gia REV 2013 (Công trình số 6) và 01 bài báo đã được chấp nhận đăng trên tạp chí Khoa học và Công nghệ của Đại học Quốc Gia Hà Nội, chuyên san Công nghệ thông tin và Truyền thông 2015 (Công trình số 9).

Chương 3 với tiêu đề “Tái sử dụng các vô tuyến nhận thức bị pha đinh sâu thành các bộ chuyển tiếp phân tập AF trong hợp tác cảm nhận phổ dưới ảnh hưởng của kênh pha đinh Suzuki” là các nghiên cứu của luận án về đánh giá hiệu năng cảm nhận phổ hợp tác trong môi trường kênh pha đinh Suzuki khi sử dụng mạng chuyển tiếp phân tập AF trên kênh thông báo. Trong đó, luận án đã xem xét mô hình phân tập thu MRC dưới ảnh hưởng của pha đinh Suzuki và đề xuất phương pháp tính PDF của công suất tín hiệu tổng tại đầu ra của bộ thu phân tập MRC. Dựa trên các kết quả này, luận án tập trung đi vào phần cải thiện hiệu năng cảm nhận phổ hợp tác trong mạng vô tuyến nhận thức khi kênh thông báo bị ảnh hưởng của pha đinh Suzuki. Các đóng góp của luận án trình bày trong chương này đã được công bố trong 02 bài báo: 01 bài báo đăng trên tạp chí Scopus - Australian Journal of Electrical & Electronics Engineering, vol. 10, No. 4, July 2013 (Công trình số 5), 01 bài báo đăng trên tạp chí ISI - IEICE Transactions on Communications, Vol. E98-B, no. 1, pp. 55-68, January 2015 (Công trình số 8). Bên cạnh đó, nội dung trong chương này cũng được công bố tại 02 Hội nghị Quốc tế: ISCIT 2012 (Công trình số 3) và TENCON 2012 IEEE Region 10 Conference (Công trình số 4).

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ tóm tắt lại các đóng góp chính của luận án, thảo luận xung quanh các kết quả đạt được để đưa ra những hướng nghiên cứu tiếp theo trong tương lai.

MỤC LỤC
Trang phụ bìa . i
Lời cam đoan . ii
Lời cảm ơn . ii
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt . viii
Danh mục bảng . xiii
Danh mục các hình vẽ, đồ thị . xiv
MỞ ĐẦU . 1
Chương 1. CƠ SỞ CẢM NHẬN PHỔ SỬ DỤNG VÔ TUYẾN NHẬN THỨC . 13
1.1. Tổng quan về vô tuyến nhận thức 13
1.1.1. Phân loại CR 14
1.1.2. Các đặc tính của CR 15
1.1.3. Các chức năng của CR 16
1.2. Các kỹ thuật cảm nhận phổ . 18
1.2.1. Phát hiện năng lượng 20
1.2.2. Phát hiện đặc tính dừng lặp . 20
iv
1.2.3. Phát hiện phổ sử dụng bộ lọc hòa hợp . 21
1.3. Mô hình kênh truyền vô tuyến . 22
1.3.1. Mô hình tổng các tích . 22
1.3.2. Mô hình pha đinh Rayleigh 24
1.3.3. Mô hình pha đinh Lognormal 25
1.3.4. Mô hình pha đinh Suzuki 25
1.4. Đánh giá hiệu năng cảm nhận phổ trong kênh pha đinh sử dụng bộ phát hiện năng lượng 28
1.4.1. Hiệu năng cảm nhận phổ cục bộ . 28
1.4.2. Hợp tác cảm nhận trong kênh pha đinh 33
1.5. Kết luận chương . 39
Chương 2. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN HIỆU NĂNG CẢM NHẬN PHỔ TRONG MÔI TRƯỜNG PHA ĐINH 41
2.1. Phát hiện và loại bỏ các CR bị ảnh hưởng của pha đinh che khuất tương quan . 42
2.1.1. Mô hình pha đinh che khuất tương quan . 42
2.1.2. Xác định các tín hiệu bị ảnh hưởng của pha đinh che khuất tương quan 43
2.1.3. Mô phỏng và các kết quả 44
2.2. Đề xuất tái sử dụng các CR bị ảnh hưởng của pha đinh sâu làm nút chuyển tiếp (relay) cho quá trình hợp tác cảm nhận phổ 47
2.2.1. Hệ thống chuyển tiếp hợp tác 48
2.2.2. Xác suất dừng của mạng chuyển tiếp DF hợp tác trong kênh pha đinh Rayleigh . 50
2.2.3. Thuật toán tái sử dụng các CR trong cảm nhận hợp tác dưới ảnh hưởng của pha đinh sâu . 51
2.2.4. Kết quả . 53
v
2.3. Đề xuất giới hạn số lượng CR tham gia hợp tác cảm nhận trong mạng cảm nhận phổ hợp tác . 55
2.4. Kết luận chương . 60
Chương 3. TÁI SỬ DỤNG CÁC VÔ TUYẾN NHẬN THỨC BỊ PHA ĐINH SÂU THÀNH CÁC BỘ CHUYỂN TIẾP PHÂN TẬP AF TRONG HỢP TÁC CẢM NHẬN PHỔ DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA KÊNH PHA ĐINH SUZUKI . 61
3.1. Mô hình thu phân tập trong kênh pha đinh phức hợp 62
3.1.1. Phát hiện kết hợp tỷ số lớn nhất MRC . 62
3.1.2. Mô hình phân tập vi mô (micro - diversity) trong kênh pha đinh
phức hợp 63
3.1.3. Mô hình phân tập vĩ mô (macro-diversity) trong kênh pha đinh
phức hợp 65
3.1.4. Các kết quả mô phỏng và số học . 70
3.2. Mô hình của pha đinh Suzuki tương quan tại bộ thu MRC . 74
3.3. Chuyển tiếp phân tập hợp tác AF trong kênh pha đinh Suzuki . 77
3.3.1. Giao thức chuyển tiếp hợp tác Khuếch đại - Chuyển tiếp (Amplify
and Forward) 77
3.3.2. Đề xuất tính toán xác suất dừng của mạng chuyển tiếp phân tập
hợp tác trên kênh pha đinh Suzuki độc lập . 78
3.3.3. Đề xuất tính toán xác suất dừng của mạng chuyển tiếp phân tập
hợp tác trên kênh pha đinh Suzuki tương quan . 81
3.4. Đề xuất thuật toán gán các CR bị loại bỏ thành các nút chuyển tiếp cho
các CR tham gia hợp tác cảm nhận 85
3.5. Kịch bản và Kết quả . 85
3.5.1. Kịch bản 85
3.5.2. Các kết quả . 87
vi
3.6. Kết luận chương . 91
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN
QUAN ĐẾN LUẬN ÁN . 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO 98
PHỤ LỤC. Tính toán ma trận hiệp phương sai CZ từ ma trận hiệp
phương sai CLn . 108