Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật viễn thông: Nghiên cứu kỹ thuật đồng bộ và bù dịch tần Doppler cho truyền thông dưới nước sử dụng công nghệ OFDM

Mục tiêu của luận án "Nghiên cứu kỹ thuật đồng bộ và bù dịch tần Doppler cho truyền thông dưới nước sử dụng công nghệ OFDM" là nghiên cứu thuật toán để đồng bộ thời gian cho tín hiệu OFDM trong môi trường truyền tin dưới nước.; Nghiên cứu phương pháp bù dịch tần Doppler sử dụng chuỗi tín hiệu hình Sin với các ưu điểm so với các phương pháp hiện nay;...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật viễn thông: Nghiên cứu kỹ thuật đồng bộ và bù dịch tần Doppler cho truyền thông dưới nước sử dụng công nghệ OFDM GIỚI THIỆU1. Lý do chọn đề tài Trong một vài năm trở lại đây, thông tin dưới nước đang được sử dụng rấtrộng rãi trong các lĩnh vực như: thám hiểm đại dương, quan trắc địa hình dướibiển, vận hành và truyền thông tin giữa các tàu ngầm và đặc biệt có vai tròquan trọng trông lĩnh vực quân sự, an ninh quốc phòng. Do vậy, thông tindưới nước đang trở thành một trong những lĩnh vực được nhiều nhà nghiêncứu quan tâm hiện nay. Kỹ thuật điều chế phân chia theo tần số trực giao - OFDM có hiệu quảsử dụng phổ cao, khả năng chống giao thoa đa đường tốt và rất dễ dàng loạibỏ nhiễu. Sử dụng sóng âm kết hợp với kỹ thuật OFDM và các thuật toánxử lý tín hiệu có thể hạn chế được ảnh hưởng của nhiễu, đồng bộ giữa bênphát và bên thu để giải mã chính xác tín hiệu trong môi trường truyền thôngdưới nước. Môi trường thủy âm có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu,trong đó có yếu tố dịch chuyển giữa bên phát và bên thu gây ra hiệu ứng Doppler, vìvậy luận án cũng tập trung vào việc đề xuất các phương pháp bù dịch tầnDoppler mới để giải mã chính xác tín hiệu bên thu và tận dụng tốt băng thôngtruyền dẫn.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước Thông tin dưới nước đang trở thành một trong những vấn đề được nhiều nhànghiên cứu quan tâm hiện nay. Việc truyền tin dưới nước gặp nhiều khó khăndo tốc độ truyền sóng âm rất chậm (1,5 Km/s) so với tốc độ truyền tín hiệusóng vô tuyến trong chân không (300.000 Km/s) nên băng thông truyền tínhiệu trong nước là rất nhỏ chỉ cỡ vài chục Khz. Ngoài ra do suy hao lớn vànhiễu mạnh do ảnh hưởng của nhiều yếu tố như môi trường, sóng, gió và cácphương tiện giao thông đường thủy, …. nên khoảng cách truyền tin cũng bịhạn chế rất nhiều chỉ một vài km. Vì vậy, các nghiên cứu hiện nay thường tậptrung vào việc xử lý đồng bộ, loại bỏ nhiễu, bù dịch tần Doppler khi có sự dịchchuyển tương đối giữa bên phát và bên thu, cải thiện chất lượng của tín hiệusau khi được giải mã.3. Mục tiêu của luận ánLuận án tập trung vào các vấn đề sau: • Nghiên cứu thuật toán để đồng bộ thời gian cho tín hiệu OFDM trong môi trường truyền tin dưới nước. • Nghiên cứu phương pháp bù dịch tần Doppler sử dụng chuỗi tín hiệu hình Sin với các ưu điểm so với các phương pháp hiện nay. 1 • Đề xuất một phương pháp bù dịch tần Doppler hoàn toàn mới, sử dụng một tần số sóng mang tín hiệu dẫn đường CFP để tính toán và bù dịch tần Doppler. • Nghiên cứu cải tiến và đưa ra phương pháp giải mã trực tiếp (Direct Decoder) sử dụng kết hợp CFP để bù dịch tần Doppler. • Đề xuất mô hình hệ thống MIMO-OFDM sử dụng kỹ thuật mã hóa không gian thời gian mà chỉ sử dụng 1 cặp anten thu phát ở trên. Đưa ra thuật toán lựa chọn tín hiệu thu sử dụng thuật toán giải mã tối ưu tín hiệu của N khung tín hiệu OFDM nhận được nhằm tối ưu hóa quá trình giải mã tín hiệu và tăng hiệu quả của quá trình truyền tin.4. Động lực nghiên cứu: Việc kết hợp giữa Kỹ thuật OFDM với đặc tính phân tập không gian-thờigian được sử dụng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực truyền thông hiện nay. Hệthống thủy âm sử dụng kết hợp hai kỹ thuật này để cải thiện chất lượng tínhiệu là rất phù hợp. Tuy nhiên, do đặc điểm môi trường dưới nước có rấtnhiều yếu tố ảnh hưởng đến truyền dẫn nên có rất nhiều nghiên cứu và côngbố khoa học tập trung vào các vấn đề như : đồng bộ hệ thống, bù dịch tầnDoppler, loại bỏ nhiễu ICI, cải thiện chất lượng tín hiệu,… Vì vậy, nội dungcủa luận án sẽ đề xuất các phương pháp, thuật toán mới kết hợp với thựcnghiệm để so sánh với kết quả ưu điểm hơn so với các nghiên cứu trước đó.5. Đóng góp của luận án:Luận án có các đóng góp mới như sau: • Đề xuất thuật toán về đồng bộ thời gian sử dụng chuỗi bảo vệ GI cho hệ thống OFDM dưới nước. • Đề xuất phương pháp bù dịch tần Doppler không sử dụng các ký tự đặc biệt mà dùng tần số sóng mang pilot CFP (Nội dung này được cấp Bằng sáng chế của Cục sở hữu trí tuệ- Bộ Khoa học và Công nghệ). Đưa ra phương pháp mới về giải mã trực tiếp sử dụng CFP để bù dịch tần Doppler cho hệ thống dưới nước. • Cải thiện chất lượng tín hiệu thủy âm sử dụng kết hợp kỹ thuật OFDM và đặc tính phân tập không gian-thời gian. Phương pháp đề xuất truyền tín hiệu thủy âm từ một anten thu phát, tín hiệu truyền đi được lặp lại nhiều lần tùy thuộc vào chất lượng kênh truyền. Đưa ra thuật toán lựa chọn tín hiệu nhằm tối ưu hóa quá trình giải mã tín hiệu và tăng hiệu quả của quá trình truyền tin. 26. Bố cục của luận ánNội dung của luận án chia làm 4 chương:Chương 1. Trình bày các đặc tính của kênh truyền thông tin dưới nước vàứng dụng kỹ thuật OFDM cho hệ thống thủy âm và so sánh ưu-nhược điểm củahệ thống OFD ...