(LUẬN án TIẾN sĩ) nghiên cứu phát triển kỹ thuật mã hóa mạng lớp vật lý trong hệ thống chuyển tiếp vô tuyến hai chiều

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ NGUYỄN HỮU MINH NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN KỸ THUẬT MÃ HÓA MẠNG LỚP VẬT LÝ TRONG HỆ THỐNG CHUYỂN TIẾP VÔ TUYẾN HAI CHIỀU LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2019 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ NGUYỄN HỮU MINH NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN KỸ THUẬT MÃ HÓA MẠNG LỚP VẬT LÝ TRONG HỆ THỐNG CHUYỂN TIẾP VÔ TUYẾN HAI CHIỀU LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số: 52 02 03 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM VĂN BIỂN PGS.TS TRẦN XUÂN NAM HÀ NỘI - 2019 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan kết trình bày Luận án cơng trình nghiên cứu dẫn dắt cán hướng dẫn Các số liệu, kết trình bày Luận án hồn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình trước Các kết sử dụng tham khảo trích dẫn đầy đủ theo quy định Hà Nội, ngày 22 tháng năm 2019 Tác giả Nguyễn Hữu Minh LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Trong q trình nghiên cứu hồn thành Luận án này, Nghiên cứu sinh nhận nhiều giúp đỡ đóng góp quý báu Người Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc Thầy giáo hướng dẫn TS Phạm Văn Biển PGS.TS Trần Xuân Nam Các Thầy không người hướng dẫn, giúp đỡ Nghiên cứu sinh hồn thành Luận án mà cịn người định hướng, truyền thụ động lực đường nghiên cứu khoa học chông gai nhiều gian khổ Nghiên cứu sinh chân thành cám ơn Thầy giáo Bộ môn Thông tin, Khoa Vô tuyến Điện tử, Học viện Kỹ thuật Quân sự, nơi Nghiên cứu sinh làm việc, tận tình hướng dẫn bảo thời gian Nghiên cứu sinh nghiên cứu Nghiên cứu sinh chân thành cám ơn anh chị nhân viên kỹ thuật Bộ môn Thông tin, đồng nghiệp nhóm nghiên cứu ln giúp đỡ chia sẻ khó khăn q trình hồn thành Luận án Cuối cùng, Nghiên cứu sinh bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình người thân ln kịp thời động viên chia sẻ khó khăn để giúp Nghiên cứu sinh hoàn thành nội dung nghiên cứu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH BẢNG DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC MỞ ĐẦU Chương v vii x xiii KỸ THUẬT TRUYỀN DẪN CƠ BẢN TRONG MẠNG CHUYỂN TIẾP VÔ TUYẾN HAI CHIỀU 10 1.1 Mạng chuyển tiếp vô tuyến hai chiều 10 1.1.1 Khái quát chung 10 1.1.2 Ứng dụng chuyển tiếp vô tuyến hai chiều 11 1.2 Một số kỹ thuật truyền dẫn mạng chuyển tiếp vô tuyến hai chiều 12 1.2.1 Chuyển tiếp hai chiều truyền thống 12 1.2.2 Chuyển tiếp hai chiều sử dụng kỹ thuật mã hóa mạng 14 1.2.3 Kỹ thuật mã hóa mạng kết hợp truyền dẫn MIMO cho mạng chuyển tiếp vô tuyến hai chiều 20 1.2.4 Kỹ thuật mã hóa mạng kết hợp điều chế không gian cho mạng chuyển tiếp vô tuyến hai chiều 24 i LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ii 1.3 Bối cảnh nghiên cứu 29 1.3.1 Các nghiên cứu liên quan đến kỹ thuật PNC 29 1.3.2 Các nghiên cứu liên quan đến kỹ thuật PNC kết hợp MIMO 34 1.3.3 Các nghiên cứu liên quan đến kỹ thuật PNC kết hợp SM 36 1.4 Kết luận chương 38 Chương MÃ HÓA MẠNG LỚP VẬT LÝ ÁNH XẠ PHI TUYẾN CHO MẠNG CHUYỂN TIẾP HAI CHIỀU 2.1 Mã hóa mạng lớp vật lý sử dụng ánh xạ phi tuyến 39 39 2.1.1 Tổng quan chuyển tiếp hai chiều sử dụng mã hóa mạng dựa ước lượng ML 39 2.1.2 Đề xuất phương pháp ước lượng ánh xạ mã hóa mạng 43 2.1.3 Kết mô so sánh phẩm chất 46 2.2 Kết hợp mã hóa mạng lớp vật lý ánh xạ phi tuyến với chuyển tiếp hai chiều MIMO 50 2.2.1 Mô hình chuyển tiếp hai chiều MIMO-STBC kết hợp PNC 50 2.2.2 Cấu hình STBC kết hợp PNC 52 2.2.3 Phương pháp lựa chọn nút chuyển tiếp dựa cực tiểu công suất nhiễu dư 59 2.2.4 Nghiên cứu độ phức tạp tính tốn 60 2.2.5 Đánh giá phẩm chất 61 2.3 Kết luận chương 65 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com iii Chương MÃ HÓA MẠNG LỚP VẬT LÝ ÁNH XẠ TUYẾN TÍNH CHO MẠNG CHUYỂN TIẾP HAI CHIỀU 3.1 Mơ hình hệ thống 66 66 3.2 Mã hóa mạng lớp vật lý kết hợp lượng tử hóa kênh ước lượng dựa loại bỏ nhiễu SIC 68 3.2.1 QSIC-PNC cho nút chuyển tiếp đơn ăng-ten 68 3.2.2 QSIC-PNC cho nút chuyển tiếp đa ăng-ten 76 3.3 Phân tích ảnh hưởng thành phần nhiễu lx2 đến định tín hiệu (x1 + Lx2 ) 81 3.3.1 Trường hợp K = 81 3.3.2 Trường hợp K ≥ 82 3.4 Nghiên cứu độ phức tạp tính tốn ước lượng 83 3.5 Kết mô phân tích phẩm chất 85 3.5.1 So sánh phẩm chất SER 85 3.5.2 So sánh thông lượng pha MA 86 3.5.3 So sánh phương pháp ánh xạ khác 87 3.5.4 So sánh độ phức tạp xử lý 88 3.6 Kết luận chương 89 Chương KẾT HỢP MÃ HĨA MẠNG LỚP VẬT LÝ ÁNH XẠ TUYẾN TÍNH VỚI ĐIỀU CHẾ KHÔNG GIAN CHO CHUYỂN TIẾP HAI CHIỀU 90 4.1 Tổng quan kỹ thuật SM kết hợp PNC ánh xạ tuyến tính dựa ước lượng ML cho chuyển tiếp hai chiều 90 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com iv 4.2 Mã hóa mạng dựa vào ước lượng độ phức tạp thấp nút chuyển tiếp 94 4.2.1 Đề xuất phương pháp ước lượng độ phức tạp thấp SM-QSIC 95 ˆ 4.2.2 Thiết kế chòm (x(1) + Lx(2) ) hàm định Q(·) 99 4.3 Nghiên cứu độ phức tạp tính tốn ước lượng 104 ˆ Q(·) 4.3.1 Nghiên cứu độ phức tạp hàm đinh Q(·) 104 4.3.2 Xác định độ phức tạp phương pháp ước lượng 106 4.4 Kết mô phân tích phẩm chất 107 4.5 Kết luận chương 112 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TƯƠNG LAI 113 PHỤ LỤC 116 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO 123 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa Tiếng Anh Nghĩa Tiếng Việt 1G the first Generation Thế hệ thứ 4G the fourth Generation Thế hệ thứ tư 5G the fifth Generation Thế hệ thứ năm AWGN Additive White Gaussian Tạp âm trắng chuẩn cộng Noise tính AF Amplify-and-Forward Khuếch đại chuyển tiếp ANC Analog Network Coding Mã hóa mạng tương tự BC Broadcast Quảng bá BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bít BM Beamforming Tạo dạng búp sóng BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân BS Base Station Trạm gốc CQ Channel Quantization Lượng tử hóa kênh CSI Channel State Information Thông tin trạng thái kênh DF Decode-and-Forward Giải mã chuyển tiếp DNC Digital Network Coding Mã hóa mạng số DNF Denoise-and-Forward Hạn chế tạp âm chuyển tiếp FD Full Duplex Song cơng hồn tồn FER Frame Error Rate Tỷ lệ lỗi khung GSM Generalized Spatial Modu- Điều chế không gian tổng lation quát v LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com vi IAS Inter Antenna Synchroniza- Đồng ăng-ten tion ICI Inter Channel Interference Nhiễu đồng kênh IoT Internet of Things Kết nối vạn vật MA Multiple Access Đa truy nhập IEEE Institute of Electrical and Hiệp hội kĩ sư điện Electronic Engineers điện tử LTE Long Term Evolution Tiến hóa dài hạn MIMO Multiple Đa đầu vào đa đầu Input Multiple Output ML Maximum Likelihood Hợp lẽ cực đại MMSE Minimum Mean Square Er- Sai số bình phương trung ror bình cực tiểu MRC Maximal Ratio Combining Kết hợp tỷ lệ cực đại NC Network Coding Mã hóa mạng OSTBC Orthogonal Mã khối khơng gian thời PAM Space-Time Block Code gian trực giao Pulse Amplitude Modula- Điều chế biên độ xung tion PNC Physical-layer Network Mã hóa mạng lớp vật lý Coding QAM Quadrature Amplitude Modulation QPSK Quadrature Điều chế biên độ cầu phương Phase Shift Khóa dịch pha cầu phương Quadrature Spatial Modu- Điều chế không gian cầu lation phương Keying QSM QOSTBC R Quasi-Orthogonal Space- Mã khối không gian thời Time Block Code gian cận trực giao Relay Chuyển tiếp LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 118 chúng có giá trị phần thực phần ảo Xét hai chịm tín hiệu (xa1 + (Lr + jLi )xa2 ) (xb1 + (|Lr | + j |Li |)xb2 ), xa1 , xb1 , xa2 , xb2 tín hiệu thuộc chòm M -QAM    (xa1 + (Lr + jLi )xa2 ) = (xa1r + Lr xa2r − Li xa2i )       +j(xa1i + Lr xa2i + Li xa2r ) (C.1)   (xb1 + (|Lr | + j |Li |)xb2 ) = (xb1r + |Lr | xb2r − |Li | xb2i )       +j(xb1i + |Lr | xb2i + |Li | xb2r ) Điều kiện để hai chòm giống    (xb1r + |Lr | xb2r − |Li | xb2i ) = (xa1r + Lr xa2r − Li xa2i ) (C.2)   (xb1i + |Lr | xb2i + |Li | xb2r ) = (xa1i + Lr xa2i + Li xa2r ) Rõ ràng thấy rằng, xa1r , xa1i , xb1r , xb1i thuộc chòm M -QAM nên giá trị phần thực phần ảo đối xứng hệ trục tọa độ Vì vậy, phương trình (C.2) ln tồn nghiệm Thật ta ln tìm cặp (xa1r , xa1i ), (xb1r , xb1i ), (xa2r , xa2i ), (xb2r , xb2i ) thỏa mãn:    xb1r = xa1r        |Lr | xb2r = Lr xa2r       |Li | xb2i = Li xa2i (C.3)   xb1i = xa1i        |Lr | xb2i = Lr xa2i       |Li | xb2r = Li xa2r điều chứng tỏ điểm chòm (xa1 + (Lr + jLi )xa2 ) ta ln tìm điểm chịm (xb1 + (|Lr | + j |Li |)xb2 ) ngược lại LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 119 Phụ lục D Chứng minh Mệnh đề 3.4 Hai chịm tín hiệu (xa1 + |Lr | xa2 ) (xb1 + j |Li | xb2 ) tương đương với (xa1 + j |Lr | xa2 ) = (xb1 + |Li | (jxb2 )) (D.1) Tương tự chứng minh Mệnh đề Phụ lục D, |Lr | = |Li | ta ln tìm căp (xa2r , xb2i ) (xa2i , xb2r ) thỏa mãn:    |Lr | xa2r = |Li | xb2i (D.2)   |Lr | xa2i = |Li | xb2r Phụ lục E Biến đổi công thức (4.2) công thức (4.10) (1) (2) ¯ (1) ¯ (2) (ˆ u, vˆ, xˆ(1) , xˆ(2) )M L = arg y(R) − h −h uR x vR x (u,v)∈{1, ,N } (x(1) ,x(2) )∈Ω = arg ¯ (u,v) x y(R) − H (u,v)∈{1, ,N } (x(1) ,x(2) ∈Ω) = arg ¯ (u,v) x w ¯ (u,v) − R H − (y(R) )H y(R) + w ¯ (u,v) w ¯ (u,v) ¯ (u,v) x w ¯ (u,v) − R (R) H (R) − (y(R) )H y(R) + (QH ) (QH ) (u,v) y (u,v) y ¯ (u,v) x w ¯ (u,v) − R − (y(R) )H y(R) + (y(R) )H y(R) ¯ (u,v) x w ¯ (u,v) − R (u,v)∈{1, ,N } (x(1) ,x(2) ∈Ω) = arg (u,v)∈{1, ,N } (x(1) ,x(2) ∈Ω) = arg (u,v)∈{1, ,N } (x(1) ,x(2) ∈Ω) = arg (u,v)∈{1, ,N } (x(1) ,x(2) ∈Ω) (E.1) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 120 Phụ lục F Chứng minh Mệnh đề 4.1 Do r1,1 số thực, r1,2 số phức nên từ giả thiết mệnh đề ta nhận (rr1,2 /r1,1 )2 +(ri1,2 /r1,1 )2 ≤ 1, hay |rr1,2 /r1,1 | ≤ ri1,2 /r1,1 ≤ Mặt khác, L số nguyên phức L = Lr + jLi = round(r(1,2) /r(1,1) ) = (1,2) round(rr(1,2) /r(1,1) ) + jround(ri /r(1,1) ) Do Lr , Li ∈ {0, ±1}, hay L ∈ {0, ±1, ±j, ±1 ± j} LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 121 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ A Các cơng trình liên quan trực tiếp đến Luận án N H Minh, P V Biển T X Nam, “Nâng cao phẩm chất cho hệ thống chuyển tiếp hai chiều sử dụng ánh xạ mã hóa mạng phi tuyến,” Tạp chí Nghiên cứu KH & CN Quân sự, số 56, trang 76-85, tháng năm 2018 H M Nguyen, X N Tran, V B Pham, and T N Tran, “Channel quantization-based physical-layer network coding for two-way relay STBC system,” Vietnam Journal of Computer Science, Springer, vol 5, Issue 1, pp 59-66, February 2018 H M Nguyen, X N Tran, V B Pham, and C D Nguyen, “Linear Network Coding Using Channel Quantization Combining with SIC Based ă Estimation for Multiple Antenna Systems," AEU-International Journal of Electronics and Communications, Elsevier, vol.95, pp.107-117, October, 2018 H M Nguyen, X N Tran, V B Pham, and C D Nguyen, “LowComplexity Estimation for Spatially Modulated Physical-Layer Network Coding Systems," Wireless Communications and Mobile Computing, vol 2018, Article ID 6310519, 13 pages, 2018 https://doi.org/10.1155/2018/6310519 B Các cơng trình tham gia trình nghiên cứu H M Nguyen, V B Pham, X N Tran, and T N Tran, “Channel Quantization Based Physical-Layer Network Coding for MIMO Two-Way Relay Networks,” In Proc IEEE Int Advanced Technol Commun (ATC), 2016, pp 197-203 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 122 T T Nghiệp, P V Biển, N H Minh N T T Hằng, “Kết hợp kỹ thuật lựa chọn thu lựa chọn ăng ten phát mạng vô tuyến chuyển tiếp hợp tác không đồng bộ,” Tạp chí Khoa học Kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật Quân sự, số 182, trang 28-39, tháng năm 2017 T T Nghiệp, P V Biển N H Minh, “Điều chế không gian phân tán cho mạng vô tuyến hợp tác sử dụng nút chuyển tiếp đa ăng ten,” Tạp chí Khoa học Kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật Quân sự, số 185, trang 80-92, tháng năm 2017 T N Tran, V B Pham, and H M Nguyen, “The asynchronous cooperative amplify-and-forward relay network with partial feedback to improve the system performance,” In Proc Int Conf on Advances in Inform and Commun Technology, vol 538, pp 612-621, December 2016, Thai Nguyen, Viet Nam T N Tran, V B Pham, and H M Nguyen, “Improving performance of the asynchronous cooperative relay networks with maximum ratio combining and transmit antenna selection technique,” VNU Journal of Science: Computer Science and Communication Engineering, vol 33, no 1, pp 28-35, January 2017 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trần Xuân Nam Lê Minh Tuấn, Xử lý tín hiệu khơng gian thời gian-Lý thuyết Mơ phỏng, Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật, 2013 [2] Vũ Đức Hiệp, "Truyền dẫn MIMO hệ thống vô tuyến hợp tác chuyển tiếp hai chiều sử dụng PNC", Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật Quân sự, 2015 Tiếng Anh [3] S Alamouti, "A simple transmit diversity technique for wireless communications," IEEE Journal on Selected Areas in Commun., vol 16, pp 14511458, 1998 [4] S Althunibat and R Mesleh, "Performance analysis of quadrature spatial modulation in two-way relaying cooperative networks," IET Commun., vol 12, pp 466-472, 2018 [5] R Cao, H Gao, T Lv, S Yang, and S Huang, "Phase Rotation Aided Relay Selection in Two-Way Decode-and-Forward Relay Networks," IEEE Trans Veh Technol., vol 65, no 5, pp 2922 - 2935, May 2016 [6] R Y Chang, S J Lin, and W H Chung, "On network coding and modulation mapping for three-phase bidirectional relaying," in Proc IEEE 123 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 124 Int Conf Personal, Indoor, and Mobile Radio Commun (PIMRC), Hong Kong, China, August 2015, pp 191-196 [7] C Chen, L Bai, Y Yang, Y Jin, and J Choi, "Near optimal power allocation in two-way relay systems with physical layer network coding," IET Communications, vol 9, pp 1885-1893, 2015 [8] E Chu, J S Yoo, and B C Jung, "Spatial-modulated physical-layer network coding in two-way relay networks with convolutional codes," in Proc IEEE Int Ubiquitous and Future Networks (ICUFN), Milan, Italy,July 2017, pp 811-813 [9] T Cover and A E Gamal, "Capacity theorems for the relay channel," IEEE Trans Inf Theory, vol 25, pp 572-584, Sep 1979 [10] M Eslamifar, W H Chin, C Yuen, and Y L Guan, "Performance analysis of two-step bi-directional relaying with multiple antennas," IEEE Trans Wireless Commun., vol 11, pp 4237-4242, 2012 [11] Z Fang and L Zhang, "Three-phase differential transmission for two-way relay networks with direct link," in Proc IEEE Int Conf Electron Inf Emergency Commun., Beijing, China, May 2015, pp 297-300 [12] Y Fang, L Wang, K K Wong, and K F Tong, "Performance of joint channel and physical network coding based on Alamouti STBC," in Proc IEEE Int Conf Ultra-Wideband (ICUWB), Sept 2013, pp 243–248 [13] G Feng-kui, Z Jian-Kang, and J.-h Ge, "Distributed Concatenated Alamouti Codes for Two-Way Relaying Networks," IEEE Wireless Commun Letters, vol 1, pp 197-200, 2012 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 125 [14] H Gao, T Lv, S Zhang, C Yuen, and S Yang, "Zero-forcing based MIMO two-way relay with relay antenna selection: Transmission scheme and diversity analysis," IEEE Trans.Wireless Commun., vol 11, pp 4426-4437,2012 [15] H Gao, X Su, T Lv, and Z Zhang, "Joint Relay Antenna Selection and Zero-Forcing Spatial Multiplexing for MIMO Two-Way Relay with Physical-Layer Network Coding," in Proc IEEE Int Conf Global Telecommun (GLOBECOM), 2011, pp 1–6 [16] J Guo, T Yang, J Yuan, and J A Zhang, "Design of linear physicallayer network coding for MIMO two-way relay channels without transmitter CSI," in Proc IEEE Int Conf Wireless Commun and Networking (WCNC), 2015, pp 1–6 [17] M Higashinaka, K Motoyoshi, T Nagayasu, H Kubo, A Shibuya, and A Okazaki, "Likelihood Estimation for Reduced-Complexity ML Detectors in a MIMO System," in Proc IEEE Int Veh Technol (VTC), Dublin, Ireland, April 2007, pp 2104-2108 [18] D Hwang, S J Kim, and C S Park, "Channel Aligned Beamforming in Two-Way Multi-Pair Decode-and-Forward Relay Down-Link Channels," IEEE Wireless Commun Letters, vol 1, pp 464-467, 2012 [19] H Jafarkhani, "A quasi-orthogonal space-time block code," IEEE Trans Commun., vol 49, pp 1-4, Jan 2001 [20] C W Joon, C K Wui, and J M Cioffi, "Iterative soft interference cancellation for multiple antenna systems," in Proc IEEE Int Wireless Commun Network (WCNC), Chicago, USA , Sept 2000, pp 304-309 vol.1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 126 [21] B C Jung, J Sook Yoo, and W Lee, "A Practical Physical-Layer Network Coding with Spatial Modulation in Two-Way Relay Networks," The Computer Journal, vol 61, no 2, pp 264–272, February 2018 [22] J Kim, J S No, and D J Shin, "Two-way relaying schemes with Alamouti code," in Proc Int Conf Inf Commun Technol Convergence (ICTC), Busan, Korea, Oct 2014, pp 638–639 [23] Y T Kim, K Lee, Y Jeon, and I Lee, "Limited feedback designs for two-way relaying systems with physical network coding," Journal of Communications and Networks, vol 17, pp 463-472, 2015 [24] T Koike-Akino, P Popovski, and V Tarokh, "Optimized constellations for two-way wireless relaying with physical network coding," IEEE J Sel Areas Commun., vol 27, no 5, pp 773–787, June 2009 [25] V Kumar, B Cardiff, and M F Flanagan, "Transmit Antenna Selection for Physical-Layer Network Coding Based on Euclidean Distance," in Proc IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM), 2017, pp 1-7 [26] N Kumar, V Bhatia, and D Dixit, "Performance analysis of QAM in amplify-and-forward cooperative communication networks over Rayleigh fading channels," Int J Electron Commun.(AEU), vol 72, pp 86-94,2017 [27] J N Laneman, D N C Tse, and G W Wornell, "Cooperative diversity in wireless networks: Efficient protocols and outage behavior," IEEE Trans Inf Theory, vol 50, pp 3062-3080, Dec 2004 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 127 [28] H Li, M W Liu, S H Song, and K B Letaief, "Optimality of amplify-andforward based two-way relaying," in Proc IEEE Int Wireless Commun Network (WCNC), Shanghai, China, April 2013, pp 3715-3719 [29] Y Li, X Lei, Y Xiao, P Yang, C Zheng, and W Xiang, "Power Allocation for Pre-Coding-Aided Spatial Modulation," IEEE Commun Letters, vol 22, pp 1094-1097, 2018 [30] S C Liew, S Zhang, and L Lu, "Physical-layer network coding: Tutorial, survey, and beyond," Physical Commun., vol 6, pp 4-42, 2013 [31] C T Lin, W R Wu, and C Y Liu, "Low-complexity ML detectors for generalized spatial modulation systems," IEEE Trans Commun., vol 63, pp 4214-4230, 2015 [32] R Mesleh, H Haas, S Sinanovic, A Chang Wook, and Y Sangboh, "Spatial Modulation," IEEE Trans Veh Technol., vol 57, pp 2228-2241, 2008 [33] M D Moghadam, S M Mirrezaei, and M Yazdanpanahei, "New evolution in two-way relay networks based on physical layer network coding," Telecommunication Systems, pp.1-10, July 2018 [34] A Mohammadi and F M Ghannouchi, "Single RF front-end MIMO transceivers," IEEE Commun Magazine, vol 49, pp 104-109, 2011 [35] V Muralidharan, V Namboodiri, and B Rajan, "Wireless network-coded bidirectional relaying using Latin squres for M-PSK modulation," IEEE Trans Inf Theory, vol 59, no 10, pp 6683–6711, Oct 2013 [36] V T Muralidharan, V Namboodiri, and B S Rajan, "Channel quantization for physical layer network-coded two-way relaying," in Proc IEEE LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 128 Int Wireless Commun Network (WCNC), Shanghai, China, April 2012, pp 1654-1659 [37] R V Nee, A V Zelst and G Awater, "Maximum Likelihood Decoding in a Space Division Multiplexing System," in Proc IEEE Veh Technol (VTC), Tokyo, Japan, May 2000 [38] H M Nguyen, V B Pham, X N Tran and T N Tran, "Channel Quantization Based Physical-Layer Network Coding for MIMO Two-Way Relay Networks," In Proc IEEE Int Advanced Technol Commun (ATC), 2016, pp 197-203 [39] K Ntontin, M D Renzo, and C Verikoukis, "Analog-Network-Coded TwoWay Relaying Under the Impact of CSI Errors and Network Interference," IEEE Trans Veh Technol., vol 65, pp 9029-9040, 2016 [40] J Qin, Y Zhu, and P Zhe, "Broadband Analog Network Coding with Robust Processing for Two-Way Relay Networks," IEEE Commun Letters, vol 21, no 5, pp 1115 - 1118, 2017 [41] K Ravindran, A Thangaraj, and S Bhashyam, "High SNR Error Analysis for Bidirectional Relaying with Physical Layer Network Coding," IEEE Trans Commun., vol 65, no 4, pp 1536–1548, 2017 [42] M Di Renzo, H Haas, A Ghrayeb, S Sugiura, and L Hanzo, "Spatial modulation for generalized MIMO: challenges, opportunities, and implementation," in Proceedings of the IEEE, vol 102, no 1, pp 56-103, 2014 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 129 [43] M Di Renzo, H Haas, and P M Grant, "Spatial modulation for multipleantenna wireless systems: a survey," IEEE Commun Magazine, vol 49, pp 182-191, 2011 [44] L Shi and S C Liew, "Complex Linear Physical-Layer Network Coding," IEEE Trans Inf Theory, vol 63, no 8, pp 4949–4981, Apr 2017 [45] L Shi, S Liew, L Lu, "On the Subtleties of q-PAM Linear Physical-Layer Network Coding," IEEE Trans Inf Theory, vol 62, pp 2520-2544, 2016 [46] L Shi, T Yang, K Cai, P Chen, and T Guo, "On MIMO Linear PhysicalLayer Network Coding: Full-Rate Full-Diversity Design and Optimization," IEEE Trans Wireless Commun., vol 17, pp 3498-3511, 2018 [47] E Soujeri, G Kaddoum, "The impact of antenna switching time on spatial modulation," IEEE Wireless Commun Letters, vol 5, pp 256-259, 2016 [48] V Tarokh, N Seshadri, and A R Calderbank, "Space-time codes for high data rate wireless communication: performance criterion and code construction," IEEE Trans Inf Theory, vol 44, pp 744-765, 1998 [49] E Telatar, "Capacity of Multi-antenna Gaussian Channels," European Trans Telecommun., vol 10, pp 585-595, 1999 [50] M Toka, and O Kucur, "Performance of antenna selection schemes in dual hop full-duplex decode-and-forward relaying over Nakagami-m fading channels," Int J Electron Commun (AEU), vol 86, pp 92-102, 2018 [51] X N Tran, H C Ho, T Fujino, and Y Karasawa, "Performance Comparison of Detection Methods for Combined STBC and SM Systems" IEICE Trans Commun., Vol E91-B, No.6, June 2008 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 130 [52] X N Tran, V B Pham, D H Vu, and Y Karasawa, "Design of Two-Way Relay Network Using Space-Time Block Coded Network Coding with Relay Selection," IEICE Trans Fundamentals, Vol E98-A, pp 1657–1666, Aug 2015 [53] X N Tran, V H Nguyen, T T Bui, T C Dinh, and Y Karasawa, "Distributed relay selection for MIMO-SDM cooperative networks." IEICE Trans Commun., vol E95.B, No.4, pp 1170–1179, 2012 [54] K G Unnikrishnan and B S Rajan, "Space-Time Coded Spatial Modulated Physical Layer Network Coding for Two-Way Relaying," IEEE Trans Wireless Commun., vol 14, pp 331-342, 2015 [55] D H Vu, and X N Tran, "Physical network coding for bidirectional relay MIMO-SDM system," in Proc IEEE Int Conf Adv Technol Commun (ATC2013), H C Minh, VietNam, Oct 2013, pp 141–146 [56] H M Wang, F Liu, and X G Xia, "Joint Source-Relay Precoding and Power Allocation for Secure Amplify-and-Forward MIMO Relay Networks," IEEE Trans Inf Forensics and Security, vol 9, pp 1240-1250, 2014 [57] P W Wolniansky, G J Foschini, G D Golden, and R A Valenzuela, "V-BLAST: an architecture for realizing very high data rates over the richscattering wireless channel," URSI International Symposium Signals, Systems, and Electronics, 1998, pp 295–300 [58] N Xu and S Fu, "On the performance of two-way relay channels using space-time codes," Int J Commun Systems, vol 28, no 4, pp 1002–1014, 2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 131 [59] D Xu, Z Bai, A Waadt, G H Bruck, and P Jung, "Combining MIMO with network coding: a viable means to provide multiplexing and diversity in wireless relay networks," in Proc IEEE Int Conf Commun., South Africa, May 2010 [60] S Yadav and P K Upadhyay, "Performance of Three-Phase Analog Network Coding with Relay Selection in Nakagami-m Fading," IEEE Commun Letters, vol 17, pp 1620-1623, 2013 [61] T Yang and I B Collings, "On the Optimal Design and Performance of Linear Physical-Layer Network Coding for Fading Two-Way Relay Channels," IEEE Trans Wireless Commun., vol 13, pp 956-967, Feb 2014 [62] Y Yang, "Spatial modulation exploited in non-reciprocal two-way relay channels: Efficient protocols and capacity analysis," IEEE Trans Commun., vol 64, pp 2821-2834, 2016 [63] L Yang, T Yang, J Yuan, and J An, "Achieving the Near-Capacity of Two-Way Relay Channels With Modulation-Coded Physical-Layer Network Coding," IEEE Trans Wireless Commun., vol 14, pp 5225-5239, 2015 [64] Y Yang, W Chen, O Li, and L Hanzo, "Joint Rate and Power Adaptation for Amplify-and-Forward Two-Way Relaying Relying on Analog Network Coding," IEEE Access, vol 4, pp 2465-2478, 2016 [65] S Zhang, C Nie, L Lu, S Zhang, and G Qian, "MIMO physical layer network coding based on VBLAST detection," Wireless Commun and Signal Processing (WCSP), 2012, pp 1-5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 132 [66] S Zhang, Q F Zhou, C Kai, and W Zhang, "Channel quantization based physical-layer network coding," in Proc IEEE Int Commun (ICC), 2013, pp 5137-5142, Budapest, Hungary, June [67] S Zhang, Q F Zhou, C Kai, and W Zhang, "Full Diversity Physical-Layer Network Coding in Two-Way Relay Channels With Multiple Antennas," IEEE Trans Wireless Commun., vol 13, no 8, pp 4273-4282, Aug 2014 [68] S Zhang, S C Liew, and P P Lam, "Hot topic: physical-layer network coding," in Proc ACM Annu Int Conf Mobile Comput Network., Los Angeles, CA, USA, Sept 2006, pp 358–365 [69] Z Zhao, M Peng, Z Ding, W Wang, and H H Chen, "Denoise-andForward Network Coding for Two-Way Relay MIMO Systems," IEEE Trans Veh Technol., vol 63, pp 775-788, 2014 [70] J Zheng, "Hybrid Spatial Modulation Aided Distributed Relays: Threshold Detection and Constellation Rotation," IEEE Access, vol 5, pp 2124221249, 2017 [71] J Zhou, X Wang, and M Li, "Performance Analysis for Decode-andForward Two-Way Relay Networks with Limited Feedback Beamforming," in Proc IEEE Int Veh Technol (VTC Spring), Seoul, Korea, May 2014, pp 1-5 [72] Q F Zhou, Y Li, F C M Lau, and B Vucetic, "Decode-and-Forward Two-Way Relaying with Network Coding and Opportunistic Relay Selection," IEEE Trans Commun., vol 58, pp 3070-3076, Nov 2010 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ NGUYỄN HỮU MINH NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN KỸ THUẬT MÃ HÓA MẠNG LỚP VẬT LÝ TRONG HỆ THỐNG CHUYỂN TIẾP VÔ TUYẾN HAI CHIỀU LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã. .. kiện phổ tần số cấp phát hạn chế Chính vậy, nghiên cứu sinh lựa chọn thực đề tài ? ?Nghiên cứu phát triển kỹ thuật mã hóa mạng lớp vật lý hệ thống chuyển tiếp vô tuyến hai chiều? ?? Thực thành cơng... dẫn Qua phân tích trên, nghiên cứu sinh nhận thấy, việc nghiên cứu kỹ thuật mã hóa mạng lớp vật lý bao gồm mã hóa mạng sử dụng ánh xạ phi tuyến mã hóa mạng sử dụng ánh xạ tuyến tính có vai trị