Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Mô hình đặc tính kênh truyền cho thông tin thủy âm vùng nước nông

Luận án tập trung vào việc xây dựng các phương pháp hiệu quả và đủ chính xác để thiết kế bộ mô phỏng kênh thủy âm dựa trên dữ liệu đo đạc trong môi trường nước nông. Mô hình mô phỏng này sẽ được dùng trong việc khảo sát chất lượng hệ thống thông tin thủy âm dùng kỹ thuật ghép kênh đa sóng mang trực giao OFDM.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Mô hình đặc tính kênh truyền cho thông tin thủy âm vùng nước nông BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỖ VIỆT HÀ MÔ HÌNH ĐẶC TÍNH KÊNH TRUYỀN CHO THÔNG TIN THỦY ÂM VÙNG NƯỚC NÔNG Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 62520208TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG HÀ NỘI - 2017 Công trình này được hoàn thành tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Nguyễn Văn Đức 2. TS Phạm Văn TiếnPhản biện 1:Phản biện 2:Phản biện 3:Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội vào hồi . . . giờ, ngày . . . tháng . . . năm . . . Có thể tìm hiểu luận án tại: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu, Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt NamGIỚI THIỆU1. Lý do chọn đề tàiHệ thống thông tin dưới nước có rất nhiều ứng dụng trong thương mại cũngnhư trong quân sự. Hiện nay, việc phát triển và nâng cao chất lượng dịchvụ hệ thống vẫn đối mặt với nhiều thách thức như sự giới hạn phổ tần số,tính biến động theo thời gian của kênh pha đinh sóng âm trong môi trườngnước. Do đặc tính phức tạp của kênh thủy âm, chúng ta cần xét các kênhthủy âm theo mỗi điều kiện môi trường và địa lý khác nhau. Do đó, luậnán tập trung vào hai mục tiêu là mô hình kênh và phân tích hiệu năng hệthống thông tin thủy âm.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nướcTrong vài thập kỷ qua, có rất nhiều mô hình kênh thủy âm đã được đềxuất nhưng hiện vẫn chưa có một mô hình kênh tiêu chuẩn nào có thể ápdụng chung cho tất cả các kênh thủy âm do sự khác biệt trong điều kiệnđịa lý, thời tiết và theo mùa [24, 70, 73, 88, 93, 96]. Hiện nay có hai phươngpháp chính để xây dựng các bộ mô phỏng kênh truyền thủy âm là: phươngpháp dựa trên mô hình hình học và phương pháp dựa trên dữ liệu đo. Các bộ mô phỏng dựa trên mô hình hình học sẽ dùng mô hình với cácyếu tố hình học để xác định các tham số của mô hình kênh truyền. MãBellhop là một ví dụ điển hình cho phương pháp này, xây dựng mô hìnhkênh thủy âm dùng lý thuyết tia nhưng không xét đến sự biến đổi ngẫunhiên của kênh [75]. Để khắc phục, một số nghiên cứu dựa trên mô hìnhBellhop kết hợp với điều kiện môi trường, chẳng hạn như nhiệt độ và độmặn [89], tốc độ gió [28], hình dạng của bề mặt nước [37]. Một cách khácđể xây dựng bộ mô phỏng kênh dựa trên mô hình hình học là kết hợp lýthuyết tia với các phương pháp thống kê để mô tả môi trường truyền sóngthủy âm [13, 17, 27, 55, 73, 75, 103, 104]. Phương pháp này có ưu điểm là 1mô tả được kênh một cách tổng quát với số lượng ít các tham số cần ướclượng và có khả năng mở rộng theo các tham số hình học, điều kiện môitrường; do đó thường được dùng cho mục đích nghiên cứu tham số [55].Nhược điểm của nó là kênh mô phỏng tạo ra rất khó trùng khớp với kênhthực tế trong một thời điểm cụ thể do khó xác định chính xác các tham sốcủa môi trường nước nông. Phương pháp mô hình kênh dựa trên dữ liệu đo được xây dựng từ sốliệu đo kênh thủy âm của một vùng cụ thể [24, 74, 76, 85, 105]. Bộ môphỏng kênh truyền dựa trên dữ liệu đo không yêu cầu các tham số vật lýđầu vào vốn rất khó có thể xác định chính xác theo thời gian. Ưu điểm nổibật nữa của phương pháp này là kênh mô phỏng tạo ra tái tạo rất chínhxác kênh thực tế. Nhược điểm của phương pháp này là nó chỉ áp dụng chomột môi trường ở một thời điểm nhất định theo kênh đo đạc. Ngoài ra, cầnáp dụng các thuật toán tối ưu để ước lượng một số lượng lớn các tham sốkhiến độ phức tạp trong tính toán của phương pháp này lớn hơn phươngpháp dùng mô hình hình học. Tuy nhiên, để triển khai và tối ưu hệ thốngthực tế thì việc đo kênh là bắt buộc. Tại Việt nam, mặc dù nhu cầu sử dụng hệ thống thông tin thủy âmtăng nhanh trong quốc phòng và thương mại, tuy nhiên không có nhiềunghiên cứu về thông tin thủy âm, đặc biệt là trong lĩnh vực mô hình kênh[2, 3, 6]. Trong các nghiên cứu [1, 4, 5, 7, 8], một số đặc tính truyền sóngthủy âm được khảo sát nhưng chưa đưa ra một mô hình kênh toàn diện.Trong [6], các tác giả mô phỏng kênh tia truyền sóng âm qua việc giải hệphương trình Eikonal với các đầu vào là các tham số môi trường. Các thamsố này rất khó xác định chính xác do tính phức tạp của môi trường truyềnsóng thủy âm. Thêm vào đó, các tia sóng âm được mô phỏng không phảnánh được tính biến động theo thời gian, do đó khó có thể áp dụng để môhình kênh thủy âm trong thực tế trong hầu hết các trường hợp.3. Mục tiêu của luận ánLuận án tập trung vào việc xây dựng các phương pháp hiệu quả và đủchính xác để thiết kế bộ mô phỏng kênh thủy âm dựa trên dữ liệu đo đạctrong môi trường nước nông. Mô hình mô phỏng này sẽ được dùng trongviệc khảo sá ...