Tài liệu Đề tài: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA TRUYỀN DẪN TRONG MẠNG VÔ TUYẾN HỢP TÁC MIMO pdf

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰBÁO CÁO DỰ ĐỊNH NGHIÊN CỨU CỦA NGHIÊN CỨU SINH Đề tài hướng nghiên cứu NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA TRUYỀN DẪN TRONG MẠNG VÔ TUYẾN HỢP TÁC MIMO Chuyên ngành

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

BÁO CÁO

DỰ ĐỊNH NGHIÊN CỨU CỦA NGHIÊN CỨU SINH

Đề tài (hướng nghiên cứu)

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA TRUYỀN DẪN

TRONG MẠNG VÔ TUYẾN HỢP TÁC MIMO

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử

Mã số: 62.52.70.01

Nghiên cứu sinh: Thiếu tá, Th.S Vũ Đức Hiệp – Trường sĩ quan CHKT Thông Tin

Cán bộ hướng dẫn: Thượng tá, PGS - TS Trần Xuân Nam – Học viện KTQS

Hà Nội, tháng 8 năm 2011

PH N 1 T NG QUAN CHUNG ẦN 1 TỔNG QUAN CHUNG ỔNG QUAN CHUNG

PH N 2: K HO CH TH ẦN 1 TỔNG QUAN CHUNG Ế HOẠCH THỰC HIỆN ẠCH THỰC HIỆN ỰC HIỆN C HI N ỆN

PH N 3: K T LU N ẦN 1 TỔNG QUAN CHUNG Ế HOẠCH THỰC HIỆN ẬN

N ỘI DUNG BÁO CÁO GỒM 3 PHẦN: I DUNG BÁO CÁO G ỒM 3 PHẦN: M 3 PH N: ẦN 1 TỔNG QUAN CHUNG

PH N 1: T ẦN 1 TỔNG QUAN CHUNG ỔNG QUAN CHUNG NG QUAN CHUNG

 Phân tập phát thông thường yêu cầu máy phát có nhiều hơn một antenna, rất nhiều thiết bị vô tuyến lại bị giới hạn bởi kích thước hoặc độ phức tạp của cấu trúc phần cứng nên chỉ có một antenna, một phương pháp mới được gọi là truyền dẫn hợp tác đã được đề xuất.

PH N 1: T ẦN 1 TỔNG QUAN CHUNG ỔNG QUAN CHUNG NG QUAN CHUNG

 Ưu điểm của hệ thống đa đầu vào đa đầu ra MIMO đã được biết đến một cách rộng rãi (ví dụ như phương pháp phân tập phát Alamouti) và đã được chấp nhận thành các tiêu chuẩn vô tuyến

PH N 1: T ẦN 1 TỔNG QUAN CHUNG ỔNG QUAN CHUNG NG QUAN CHUNG

 Truyền dẫn hợp tác cho phép các máy di động antenna đơn có thể có được những lợi ích của hệ thống MIMO Ý tưởng cơ bản

là một máy di động loại đơn antenna trong môi trường đa người sử dụng có thể “chia sẻ” antenna của chúng theo một cách nào đó để tạo thành hệ thống MIMO ảo.

TRUYỀN DẪN HỢP TÁC TRONG

THÔNG TIN VÔ TUYẾN

Hình 1: Truyền dẫn hợp tác trong thông tin vô tuyến

Hình 1: mô tả hai máy di

kia còn lại, và có thể chuyển

tiếp thông tin này cùng với

dữ liệu của chúng tạo nên

phân tập không gian

TRUYỀN DẪN HỢP TÁC TRONG

THÔNG TIN VÔ TUYẾN

Hình 2: Truyền dẫn hợp tác giữa hai người sử dụng

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN TIẾP

1 Phương pháp dò tìm và chuyển tiếp:

Hình 3 Phương pháp dò tìm và chuyển tiếp

-Trong phương pháp này một

user dò tìm các bit của đối tác và

sau đó phát lại các bit này (Hình

3)

- Mục đích của phương pháp này

là chúng ta coi hai user kết nối

với nhau, nhưng trên thực tế

nhân tố quan trọng nhất chính là

mỗi người dùng sẽ có một đối tác

có vai trò cung cấp đường dữ

liệu thứ hai (phân tập)

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN TIẾP

2 Phương pháp khuếch đại và chuyển tiếp:

Hình 4 Phương pháp khuếch đại và chuyển

tiếp

- Mỗi user nhận 1 phiên bản có

lẫn tạp âm của tín hiệu phát đi

của user kia Sau khi nhận các

user khuếch đại và lại phát đi

phiên bản có tạp âm này (Hình

4)

- Trạm gốc kết hợp thông tin của

user và đối tác của nó, sau đó

thực hiện quyết định cuối cùng

đối với bit phát đi

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN TIẾP

- Điểm nổi bật dẫn đến hiệu quả

của phương pháp này chính là

việc điều khiển tự động thông qua

thiết kế mã, không cần có phản

hồi giữa những người dùng

CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU MỞ TRONG

MẠNG VÔ TUYẾN HỢP TÁC

 Trong khi có nhiều kết quả quan trọng trong truyền dẫn hợp tác

đã được công nhận, vẫn có rất nhiều vấn đề cần phải lưu tâm

 Một câu hỏi quan trọng là trong mạng đa người sử dụng việc gán và quản lý thông tin chuyển tiếp cho các thành viên diễn ra như thế nào Nói cách khác, làm sao chúng có thể quyết định user này hợp tác với các user khác, và tần suất để các user lại được sử dụng để gán lại là như thế nào ?.

 Với hệ thống tế bào thì các user thông tin với các trạm gốc trung tâm Tuy nhiên, đối với các hệ thống như mạng vô tuyến

Ad hoc và mạng cảm biến vô tuyến, thông thường không có sự quản lý trung tâm vì vậy yêu cầu một giao thức hợp tác phân tán mà tại đó các user có thể độc lập quyết định hợp tác với ai tại bất cứ thời điểm nào

CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU MỞ TRONG

MẠNG VÔ TUYẾN HỢP TÁC

 Một vấn đề liên quan là việc mở rộng các phương pháp hợp tác

để cho phép một user hợp tác với nhiều đối tác Thách thức ở đây là kỹ thuật đó các user phải tương tác công bằng với các đối tác nhưng lại không được yêu cầu thêm tài nguyên hệ thống, và có thể thực hiện dễ dàng với các giao thức đa truy nhập của hệ thống.

CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU MỞ TRONG

MẠNG VÔ TUYẾN HỢP TÁC

 Một vấn đề quan trọng khác là cơ cấu điều khiển công suất trong truyền dẫn hợp tác Khi làm việc với khoảng cách xa các user cần tăng công suất phát lên mức tương ứng Do vậy hiệu quả của điều khiển công suất trong truyền dẫn hợp tác đóng vai trò to lớn khi triển khai trong thực tế.

 Đối với phương pháp hợp tác nhờ mã hóa, một vấn đề cơ bản

là đưa ra được một kỹ thuật mã hóa tốt hơn

CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU MỞ TRONG

MẠNG VÔ TUYẾN HỢP TÁC

 Đối với truyền dẫn hợp tác MIMO, tất cả các người dùng hợp tác đều dùng phương pháp truyền dẫn MIMO, vì vậy bài toán tối

ưu máy thu, máy phát cần được quan tâm

CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU MỞ TRONG

MẠNG VÔ TUYẾN HỢP TÁC

 Nghiên cứu các hệ thống truyền dẫn hợp tác MIMO và bài toán tối ưu hóa máy phát, máy thu và kết hợp tối ưu máy thu – phát.

 Các mục tiêu cụ thể:

+ Các kỹ thuật tối ưu máy phát

+ Các kỹ thuật tối ưu máy thu

+ Kết hợp tối ưu máy phát và máy thu

ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU

Truyền dẫn hợp tác là một mô hình mới bắt nguồn từ ý niệm về việc tính chất quảng bá tự nhiên của kênh vô tuyến thiết lập thông tin giữa các node trợ giúp lẫn nhau, thực hiện quá trình truyền dẫn trong một mạng lưới phân tán nhưng có được những ích lợi giống như trong hệ thống MIMO.

Trong mạng vô tuyến hợp tác, các thiết bị đầu cuối sử dụng các antenna phân tán thuộc các người dùng khác tạo nên các kênh truyền dẫn độc lập với trạm gốc Mô hình hợp tác này tạo ra một phương pháp phân tập khá mới mẻ trong mạng vô tuyến Chính vì vậy tôi chọn đề tài “Nghiên cứu

phương pháp tối ưu hóa truyền dẫn trong mạng vô tuyến hợp tác MIMO”. Đây là vấn đề có ý nghĩa thực tiễn và cấp bách hiện nay.

2 Lý do chọn cơ sở đào tạo:

Học viện kỹ thuật quân sự là trung tâm đào tạo cán bộ

có uy tín hàng đầu của quân đội và của Nhà nước, hiện nay được xác định là trường trọng điểm quốc gia Học viện kỹ thuật quân sự hiện có hơn 800 giảng viên, trong đó có gần

100 giáo sư, phó giáo sư, gần 300 tiến sỹ Nhiều giáo sư, tiến sỹ là chuyên gia đầu ngành trên các lĩnh vực khoa học

kỹ thuật, kỹ thuật quân sự của quân đội và quốc gia

Những năm qua, Học viện đã được đầu tư cơ sở vật chất đồng bộ, hệ thống giảng đường, thư viện, phòng thí nghiệm, xưởng thực nghiệm, trung tâm nghiên cứu hiện đại đáp ứng yêu cầu giảng dạy, nghiên cứu khoa học của cán

bộ, giảng viên, sinh viên và nghiên cứu sinh

Trải qua 45 năm hình thành và phát triển, Học viện đã đào tạo được hàng vạn cán bộ khoa học kỹ thuật, kỹ thuật quân sự có trình độ cao cho quân đội, quốc gia và quốc tế Đến nay Học viện đã đào tạo được 30 khóa nghiên cứu sinh

Tôi nhận thấy Học viện là một cơ sở đào tạo uy tín,

là môi trường lý tưởng để tôi thực hiện nguyện vọng và hoài bão của mình Chính vì vậy tôi đã đăng ký dự tuyển

và mong muốn được đào tạo nghiên cứu sinh tại Học viện Kỹ thuật quân sự.

3 Mục tiêu và mong muốn đạt được:

Mục tiêu khi đăng ký đi học nghiên cứu sinh là được học tập nâng cao trình độ chuyên môn Thực hiện

đề tài nghiên cứu xuất phát từ yêu cầu cấp bách của thực tiễn đang đặt ra đó là: Nghiên cứu phương pháp tối ưu hóa truyền dẫn trong mạng vô tuyến hợp tác MIMO.

Mong muốn đạt được là đáp ứng đủ điều kiện và được tuyển chọn vào đào tạo nghiên cứu sinh, hoàn thành chương trình đào tạo và bảo vệ thành công luận

án tiến sỹ tại Học viện

3 Mục tiêu

và mong

muốn

đạt được

4 Dự kiến làm việc sau khi tốt nghiệp:

Sau khi tốt nghiệp, nguyện vọng của tôi là được trở về Trường sĩ quan Chỉ huy - Kỹ thuật Thông tin công tác Bằng những kiến thức đã học được, tôi sẽ đóng góp vào công tác đào tạo cán bộ

kỹ thuật thông tin và nhân viên chuyên môn kỹ thuật thông tin của Nhà trường, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật thông tin, nguồn nhân lực phục vụ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Đồng thời tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về mạng vô tuyến hợp tác.

1 Học bổ sung kiến thức:

Học bổ sung kiến thức về công nghệ truyền dẫn MIMO; Nguyên lý truyền dẫn OFDM; Mô phỏng các hệ thống thông tin bằng Matlab Tự học bổ sung nâng cao trình độ ngoại ngữ để đủ điều kiện về ngoại ngữ trước khi bảo vệ luận án theo quy chế của Bộ Giáo dục & đào tạo.

1 Học bổ

sung kiến

thức

PHẦN 2: KẾ HOẠCH THỰC HIỆN

2 Học phần đào tạo trình độ tiến sỹ:

bắt buộc thuộc chương trình đào tạo tiến sỹ của khoa Vô tuyến điện tử Lựa chọn và học tập các học phần tự chọn thuộc chương trình đào tạo tiến sỹ có nội dung chuyên sâu và phù hợp với nội dung nghiên cứu của đề tài Với các học phần sau: Vô tuyến thống kê; Lý thuyết xử lý tín hiệu; Nguyên lý truyền dẫn OFDM; Mô phỏng các hệ thống thông tin bằng Matlab.

PHẦN 2: KẾ HOẠCH THỰC HIỆN

3 Chuyên đề tiến sỹ:

Tự học tập, nghiên cứu và cập nhật các kiến thức mới liên quan trực tiếp đến nội dung đề tài như:

PHẦN 2: KẾ HOẠCH THỰC HIỆN

4 Nghiên cứu khoa học:

Tham gia nghiên cứu khoa học các chuyên đề thuộc nội dung nghiên cứu của luận án Tập trung nghiên cứu, cập nhật các kiến thức mới liên quan trực tiếp đến

đề tài nghiên cứu như: Vô tuyến thống kê; Lý thuyết xử

lý tín hiệu; Mô phỏng các hệ thống thông tin bằng Matlab; Nguyên lý truyền dẫn OFDM; Tổng quan truyền dẫn hợp tác; Các phương pháp truyền dẫn hợp tác; Các phương pháp nâng cao chất lượng truyền dẫn hợp tác.…

* Tổng quan truyền dẫn hợp tác

* Các phương pháp truyền dẫn hợp tác

* Các phương pháp nâng cao chất lượng truyền dẫn hợp tác

Dự kiến thực hiện và hoàn thành 3 chuyên đề nghiên cứu khoa học sau:

Ghi chú

1 Thu thập, nghiên cứu tài liệu Đủ tài liệu 3-5/2011

2 Xây dựng đề cương Đề cương 5-6/2011

3 Thông qua đề cương Đề cương 6/2011

4 Nộp và bảo vệ đề cương Đề cương 7-8/2011

5

NCKH, viết chương

1, hội thảo nội dung chương 1 cấp bộ môn

Nội dung chương 1 10/2011- 4/2012

T

T chủ yếu cần thực hiện Nội dung công việc Phải đạt Kết quả

Thời gian

(bắt đầu, kết thúc)

Ghi chú

6 NCKH, viết chương 2, hội thảo nội dung chương 2 cấp bộ môn

Nội dung

7 Công bố bài báo khoa học về nội dung chương 2 1 bài báo 9/2012

8 NCKH, viết chương 3, hội thảo nội dung chương 3 cấp bộ môn

Ghi chú

11 Hội thảo khoa học kết quả nghiên cứu luận án khoa họcBáo cáo 11/2013

12 Hoàn chỉnh luận án, bảo vệ cấp cơ sở Nội dung Luận án 12/2013-3/2014

13 Hoàn chỉnh luận án, bảo vệ cấp học viện Nội dungluận án hoạch của Theo kế

Học viện

Kính thưa Tiểu ban xét tuyển nghiên cứu sinh!

- Nắm chắc cơ sở lý luận về nghiên cứu khoa học; có khả năng nghiên cứu độc lập và khả năng làm việc theo nhóm Đã thực hiện nghiên cứu khoa học thông qua các đề tài luận văn tốt nghiệp đại học, cao học và đăng 01 bài báo khoa học trên tạp chí Khoa học và công nghệ của Đại học Thái Nguyên.

- Đã liên hệ và nhận được sự định hướng, hướng dẫn về

đề tài nghiên cứu của phó giáo sư, tiến sỹ đang nghiên cứu trong lĩnh vực kỹ thuật điện tử:

PGS - TS Trần Xuân Nam - HVKTQS

- Với định hướng đề tài nghiên cứu cũng như dự kiến kế hoạch thực hiện nội dung học tập, nghiên cứu khoa học và thực hiện nội dung luận án như trên, tôi xin nhận được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của Tiểu ban xét tuyển nghiên cứu sinh để hướng nghiên cứu của tôi được hoàn thiện và có tính khả thi hơn Tôi xin chân thành cảm ơn.

KÍNH CHÚC CÁC THẦN 1 TỔNG QUAN CHUNGY GIÁO TRONG

TIỂU BAN MẠCH THỰC HIỆNNH KHỎE, HẠCH THỰC HIỆNNH

PHÚC !

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

BÁO CÁO

DỰ ĐỊNH NGHIÊN CỨU CỦA NGHIÊN CỨU SINH

Đề tài (hướng nghiên cứu)

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA TRUYỀN DẪN

TRONG MẠNG VÔ TUYẾN HỢP TÁC MIMO

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử

Mã số: 62.52.70.01

Nghiên cứu sinh: Thiếu tá, Th.S Vũ Đức Hiệp – Trường sĩ quan CHKT Thông Tin

Cán bộ hướng dẫn: Thượng tá, PGS - TS Trần Xuân Nam – Học viện KTQS

Hà Nội, tháng 8 năm 2011