Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu triệt tần số doppler và khử nhiễu ici trong hệ thống vô tuyến đường sắt tốc độ cao

Mục tiêu của luận án là Nghiên cứu đề xuất giải pháp triệt dịch tần Doppler trong hệ thống vô tuyến đường sắt tốc độ cao. Nghiên cứu thuật toán khử nhiễu liên sóng mang ICI do dịch tần Doppler gây ra trong hệ thống thông tin vô tuyến cho đường sắt tốc độ cao.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu triệt tần số doppler và khử nhiễu ici trong hệ thống vô tuyến đường sắt tốc độ cao BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRỊNH THỊ HƢƠNGNGHIÊN CỨU TRIỆT TẦN SỐ DOPPLER VÀ KHỬ NHIỄU ICITRONG HỆ THỐNG VÔ TUYẾN ĐƢỜNG SẮT TỐC ĐỘ CAO Ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 9520208TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG HÀ NỘI - 2018 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội TẬP THỂ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. VŨ VĂN YÊM 2. PGS.TS. NGUYỄN DUY VIỆT Phản 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 thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt NamGIỚI THIỆU LUẬN ÁN1. Đường sắt tốc độ cao và thông tin vô tuyến cho đường sắt tốc độ cao Tàu tốc độ cao đang phát triển nhanh trên toàn thế giới đặc biệt ở một số nước châu Âu nhưPháp, Đức, Ý; châu Á như Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc và Đài Loan [1]…tại các nước này,họ đã phát triển đường sắt cao tốc Quốc gia. Ngay ở Trung Quốc tính đến tháng 12 năm 2016 đã cókhoảng 22.000 km đường sắt cao tốc và dự kiến đến năm 2020 sẽ tăng thêm 10.000km[2,3]. Trongkhi đó ở nước ta, dự án đường sắt tốc độ cao Hà Nội - TP Hồ Chí Minh đang được Chính phủ chỉđạo nghiên cứu và xây dựng. Ngày nay, trong việc xây dựng thành phố thông minh, các phương tiện giao thông thông minhcần được kết nối tới các mạng truyền thông tin để truyền tải các thông tin thời gian thực cũng nhưtín hiệu điều khiển và quản lý tự động các phương tiện giao thông nhằm giảm ùn tắc giao thông,phát hiện các vụ tai nạn và tránh những va chạm [4,5,6]. Trong khi đó, sự phát triển nhanh chóngcủa các ứng dụng Internet vạn vật IoT (Internet of Things) mang tới những yêu cầu cho các thànhphố với mong muốn kết nối Internet mọi nơi, mọi lúc. Trong hệ thống đường sắt tốc độ cao HSR(High Speed Rail), sự kết hợp của trí tuệ nhân tạo AI (Artificial Intelligence) vào trong hệ thốngđiều khiển và quản lý tàu cao tốc dẫn tới những yêu cầu quản lý từ xa tự động thời gian thực vàcông nghệ giám sát phát triển. Trong các hệ thống đường sắt hiện đại này, sử dụng các công nghệđiều khiển tàu tiên tiến như điều khiển tàu tự động ATC (Automatic Train Control), điều khiển tàudựa trên thông tin CBTC (Communication Based Train Control) vì vậy yêu cầu về công nghệtruyền thông vô tuyến cũng đòi hỏi kỹ thuật cao hơn, khắt khe hơn, như về băng thông, hiệu suấtbăng thông, chất lượng, tốc độ…Trong khi đó hệ thống thông tin vô tuyến đa phương thức ngày naychỉ đáp ứng một phần và tạm thời nhu cầu thông tin băng rộng của cả điều khiển tàu và hành kháchđi trên tàu bởi vì phần lớn các tuyến đường sắt tốc độ cao sử dụng hệ thống thông tin di động toàncầu dành riêng cho đường sắt GSM-R (Global System for Mobile Communications-Railway) hayTETRA (Terrestrial Trunked Radio). Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống thông tin vô tuyến, thông tindi động hiện nay như 3G, WiFi, WiMax kể cả hệ thống thông tin di động thứ 4 (4G) phù hợp vớimôi trường có tốc độ di chuyển không cao của thiết bị đầu cuối người dùng. Đối với người sử dụngdi chuyển với tốc độ cao như hành khách trên HSR thì hệ thống thông tin di động hiện tại chưa thểcung cấp các dịch vụ dữ liệu tốc độ cao, chất lượng tốt như với người dùng di chuyển tốc độ thấp. LTE (Long Term Evolution) đã được UIC liên minh đường sắt quốc tế (International Union ofRailways) lựa chọn là thế hệ tiếp theo để cung cấp thông tin vô tuyến cho HSR trở thành LTE-R(Long Term Evolution- Railway)[26]. Có thể thấy rằng thông tin giữa đoàn tàu và mặt đất là nútthắt của thông tin vô tuyến trong HSR. Các công nghệ tiên tiến đang được nghiên cứu, phát triển đểcung cấp đường truyền vô tuyến băng rộng tin cậy và ổn định giữa tàu và trạm thu phát vô tuyếnmặt đất BS (Base Station). Để đạt được điều này có rất nhiều vấn đề cần được giải quyết vì khi tàuchạy với tốc độ cao hiệu ứng Doppler sinh ra dịch tần Doppler lớn, trong khi đó điều chế đa sóngmang trực giao OFDM là kỹ thuật điều chế then chốt của LTE mà kỹ thuật này lại nhạy cảm vớidịch tần Doppler, gây ra nhiễu ICI (Inter Carrier Interferrence) trong hệ thống, chuyển giao xảy rathường xuyên, Fading nhanh trong hệ thống thông tin... Có nhiều nghiên cứu trên thế giới để giảiquyết các vấn đề xảy ra khi tàu chạy với tốc cao, trong nghiên cứu thuộc phạm vi luận án này tậptrung nghiên cứu về dịch tần Doppler do hiệu ứng Doppler trong đường sắt tốc độ cao, sau đó đềxuất mô hình triệt, bù CFO và đề xuất thuật toán ước lượng dịch tần Doppler để tối thiểu nhiễu liênsóng mang ICI trong hệ thống thông tin vô tuyến đường sắt tốc độ cao. Xu hướng phát triển đường sắt tốc độ cao là rõ ràng thể hiện qua số lượng đường sắt tốc độ caođược xây dựng ở nhiều nước trên thế giới, ở Việt Nam ta Chính phủ đã đồng ý chủ trương xây dựngtuyến đường sắt tốc độ cao Hà Nội – Hồ Chí Minh. Trong khi đó chưa có hệ thống thông tin vôtuyến băng rộng dành riêng cho điều khiển tàu cũng như hành khách đi trên tàu. Do vậy, nhiệm vụcủa Luận án này là nghiên cứu hệ thống thông tin vô tuyến trên các tuyến đường sắt tốc độ cao hiệntại, xu hướng phát triển của hệ thống thông tin vô tuyến trong tương lai, dựa vào đó nghiên cứu vàđề xuất phương án, thuật toán giải quyết vấn đề hiệu ứng Doppler trong môi trường di chuyển tốc 1độ cao của đường sắt. Đây là một trong những vấn đề then chốt khi ứng dụng hệ thống thông tinbăng rộng như LTE vào trong đường sắt tốc độ cao.2. Những vấn đề còn tồn tại về hệ thống vô tuy ...