Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật viễn thông: Nghiên cứu phát triển hệ thống truyền thông hỗn loạn sử dụng đa sóng mang

Mục tiêu nghiên cứu của luận án: đề xuất hệ thống đa sóng mang Khóa dịch hỗn loạn vi sai cải tiến sử dụng chuỗi trải phổ lặp (RSS), gọi là hệ thống RSS-MC-DCSK. Hệ thống này nhằm cải tiến hiệu năng tỷ lệ lỗi bit (BER performance) cũng như hiệu suất sử dụng băng thông cho hệ thống MCDCSK truyền thống;... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật viễn thông: Nghiên cứu phát triển hệ thống truyền thông hỗn loạn sử dụng đa sóng mang BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN HỮU LONG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG HỖN LOẠN SỬ DỤNG ĐA SÓNG MANG Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 62520208 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG HÀ NỘI - 2017 Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. VŨ VĂN YÊM Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường 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 Đại học Bách Khoa Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam Mở đầu Truyền thông sử dụng hỗn loạn Truyền thông sử dụng hỗn loạn (Chaos-based Communications) đã nhận được sự quan tâm nghiên cứu mạnh mẽ của các nhà khoa học trên toàn thế giới trong hai thập kỷ vừa qua. Các hàm hỗn loạn với sự nhạy cảm đặc biệt vào điều kiện khởi động có khả năng phát ra vô hạn các tín hiệu trạng thái có độ tương quan rất thấp. Bên cạnh đó, với đặc tính phổ băng rộng, các tín hiệu hỗn loạn đã chứng tỏ là phù hợp với truyền thông số đa truy nhập dựa trên kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp. Các hệ thống truyền thông hỗn loạn đã thể hiện những ưu điểm so với các hệ thống sử dụng sóng mang điều hòa truyền thống, đó là hạn chế fading biến đổi thời gian của kênh truyền, chống lại jamming với xác suất bị chặn thấp, và đặc biệt tăng cường bảo mật lớp vật lý. Cho đến nay, nghiên cứu về các hệ thống thông tin sử dụng kỹ thuật hỗn loạn tập trung vào hai hướng chính sau:  Các hệ thống thông tin hỗn loạn đồng bộ (Coherent systems), trong đó các tín hiệu hỗn loạn được phát lại và đồng bộ chính xác với tín hiệu đến ở bên máy thu. Các chuỗi đồng bộ này sau đó được sử dụng cho quá trình giải điều chế với các phương pháp khác nhau để khôi phục thông tin.  Các hệ thống thông tin hỗn loạn không đồng bộ (Non-coherent systems), trong đó máy thu thực hiện giải điều chế dựa trên các đặc điểm của tín hiệu đến mà không cần thông tin về trạng thái kênh hay yêu cầu phát lại và đồng bộ chuỗi hỗn loạn. Hệ thống đồng bộ được nghiên cứu phát triển rộng rãi nhất là trải phổ chuỗi trực tiếp hỗn loạn (CDSSS), trong đó các chuỗi trải phổ giả ngẫu nhiên (PN) truyền thống được thay thế bằng chuỗi hỗn loạn rời rạc. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, bởi vì độ phức tạp tuyến tính thấp, các chuỗi PN có thể được khôi phục hoàn toàn bằng các phương pháp tấn công hồi quy tuyến tính. Điểm yếu này có thể được khắc phục bằng cách sử dụng chuỗi hỗn loạn với biến đổi phi chu kỳ với vô hạn các trạng thái. Tuy nhiên, với các hệ thống thông tin thực tế, việc đồng bộ tín hiệu hỗn loạn qua kênh truyền dẫn, đặc biệt là kênh vô tuyến, có độ khả thi thấp. Hiệu năng tỷ lệ lỗi bit (BER) qua kênh truyền thực tế kém là nhược điểm chính vẫn đang còn là thách thức lớn cần giải quyết của các hệ thống thông tin hỗn loạn đồng bộ. Để tăng mức độ khả thi của việc áp dụng hỗn loạn vào các hệ thống thông tin, các hệ thống hỗn loạn không đồng bộ được đề xuất nghiên cứu, trong đó máy thu thực hiện giải điều chế mà không yêu cầu phát lại hay đồng bộ hỗn loạn. Hệ thống điển hình nhất có thể kể đến là Khóa dịch hỗn loạn vi sai (DCSK). Với khả năng hoạt động tốt trong kênh truyền bị ảnh hưởng bởi nhiễu, fading và đa đường, hầu hết các hệ thống hỗn loạn được đề xuất cho truyền thông vô tuyến đều dựa trên sự cải tiến hoặc mở rộng từ DCSK. Điều chế đa sóng mang và ứng dụng trong truyền thông hỗn loạn Kỹ thuật điều chế đa sóng mang (MCM) đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống thông tin thực tế. Điều này bởi vì khả năng mạnh mẽ của điều chế đa sóng mang trong việc loại bỏ ảnh hưởng của nhiễu liên kí tự (ISI) được tạo ra bởi truyền dẫn số tốc độ cao qua kênh truyền fading đa đường với trải trễ. Kỹ thuật MCM chia băng thông truyền dẫn thành nhiều băng con hẹp. Dòng bit tốc độ cao được chia nhỏ thành nhiều dòng bit tốc độ thấp, được điều chế vào các sóng mang con và phát lên các băng con tương ứng. Việc chia nhỏ băng thông làm cho kênh truyền fading lựa chọn tần số ứng với mỗi sóng mang con lại có đặc tính fading phẳng. Do đó, loại bỏ được ảnh hưởng của ISI đến hiệu năng BER, cải thiện chất lượng hệ thống. Về cơ bản, điều chế đa sóng mang dựa trên phương pháp cơ bản là Ghép kênh phân chia theo tần số (FDM). Kỹ thuật này sau đó được phát 1 triển để có thể thực thi dễ dàng hơn trên nền tảng xử lý số tín hiệu, tạo ra kỹ thuật Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM). Cho đến nay, ứng dụng điều chế đa sóng mang vào nâng cao chất lượng của các hệ thống thông tin hỗn loạn chỉ mới được đề cập trong các nghiên cứu gần đây của Kaddoum. Trong đó, tác giả đã nghiên cứu kết hợp đa sóng mang vào hệ thống DCSK truyền thống để đề xuất ra hai hệ thống mới đó là khóa dịch hỗn loạn vi sai - đa sóng mang (MC-DCSK) và khóa dịch hỗn loạn vi sai - đa sóng mang trực giao (OFDM-DCSK). Các kết quả đạt được đã chỉ ra rằng, các hệ thống đa sóng mang này cải thiện chất lượng rõ rệt so với các hệ thống thông tin không đồng bộ truyền thống qua kênh truyền fading với trải trễ đa đường. Động lực, mục tiêu, đối tượng, giới hạn và phương pháp nghiên cứu của luận án Động lực  Ưu điểm của truyền thông hỗn loạn và điều chế đa sóng mang: truyền thông hỗn loạn cũng đã thể hiện được những ưu điểm nổi bật như hỗ trợ đa truy nhập phân chia theo mã, hoạt động tốt dưới ảnh hưởng của fading đa đường, tăng cường tính bảo mật lớp vật lý với xác suất bị chặn thấp, và việc phát ra hỗn loạn có thể thực hiện đơn giản bằng mạch tương tự cũng như trên nền tảng xử lý số tín hiệu. Mặt khác, kỹ thuật điều chế đa sóng mang cũng đã chứng minh được khả năng nâng cao chất lượng truyền thông qua các kênh truyền thực tế. Dó đó việc kết hợp giữa điều chế hỗn loạn và đa sóng mang là một hướng nghiên tiềm năng và khả thi, hướng tới áp dụng hỗn loạn vào các hệ thống thông tin thực tế.  Truyề ...