(TIỂU LUẬN) bài tập lớn hệ THỐNG VIỄN THÔNG đề tài NGHIÊN cứu THÔNG TIN VIBA và sử DỤNG PHẦN mềm mô PHỎNG PATHLOSS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÀI TẬP LỚN HÊ THỐNG VIÊN THÔNG Đề tài: NGHIÊN CỨU THÔNG TIN VIBA VÀ SƯ DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PATHLOSS Nguyên Thái Ha 2018247 G iả n g vi ê n h n g d ẫ n: P G S T S N G U Y Ê N HOA NG HẢI H aà N ộ i, 2 LỜI NĨI ĐẦẦ̀U Chém gió về thơng tin viba va phần mềm mơ phỏng pathloss Trong quáá́ trìành thực cóá́ rấá́t nhiềàu khóá́ khăn nhờ hướng dẫn tận tìành PGS.TS Nguyên Hoang Hai nỗ lực thân maà chúng em hoaàn thaành đềà taài naày, thời gian trìành độ sinh viên cóá́ hạạ̣n nên khơng thểể̉ tráá́nh khỏể̉i vầi sai sóá́t Chúng em mong nhận lời khuyên thầày đểể̉ chúng em cóá́ thểể̉ hiểể̉u thêm vềà đềà taài naày nóá́i riêng vầ mơn học nầy nóá́i chung Chúng em xin chân thaành cảm ơn thầày! MỤỤ̣C LỤỤ̣C DANH MỤỤ̣C KÝ HIỆU VÀẦ̀ CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤỤ̣C HÌNH VẼ .ii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu 1.1.1 Giơi thiêu chung 1.1.2 Blockchain 1.1.3 Hơp đồng thông minh 1.2 Công việc liên quan 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Đóng góp CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10 2.1 Lựa chọn các nghiên cứu sơ cấp 10 2.2 Tiêu chí bao gồm và loại trư 11 2.3 Kết quả lựa chọn 12 2.4 Đánh giá chất lượng 12 2.5 Thu thập số liệu 13 2.6 Phân tích dữ liệu 13 CHƯƠNG KÊT QUA 15 3.1 Sự phân loại của các giải pháp bảo mật khác 15 3.2 Tỉ lệ phần trăm của các giải pháp bảo mật khác 16 CHƯƠNG BÀN LUẬN 17 4.1 Khái quát tình hình 17 4.2 Khảo sát qua các câu hỏi nghiên cứu 18 CHƯƠNG NHƯNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA, THÁCH THỨC VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI 25 CHƯƠNG KÊT QUA 27 KẾT LUẬỤ̣N 28 TÀẦ̀I LIỆU THAM KHAẢ̉O .29 DANH MỤỤ̣C KÝ HIỆU VÀẦ̀ CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Định nghĩa/giải thích i DANH MỤỤ̣C HÌNH VẼ Hình 2.1 Chiến lược tuyển chọn thu thập nghiên cứu 12 Hình 2.2 Số lượng nghiên cứu sơ cấp cuối xuấấ́t theo thời gian 14 Hình 3.1 Các giải pháp bảo mật cung cấấ́p hợp đồng thông minh Blockchain cho Internet IoT 15 Hình 3.2 Các giải pháp bảo mật theo hướng hợp đồng thông minh Internet IoT 16 ii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HÊ THỚNG VI BA 1.1 Hê thơng thơng tin vi ba Từ tiếng Anh microwave cóá́ nghĩa laà sóá́ng cực ngắá́n hay vi ba theo cáá́ch dịch qua tiếng Trung Quốá́c Từ vi ba sử dụng chung cho cáá́c hệ thốá́ng vệ tinh, di động hay vô tuyên tiếp sức mặt đấá́t, song nước ta từ viba sử dụng từ trước để cáá́c hệ thốá́ng vô tuyến tiếp sức Do đóá́, cáá́c taài liệu kỹ thuật ta, nóá́i vi ba lầ nóá́i tới hệ thốá́ng vơ tuyến tiếp sức mặt đấá́t Thông tin sóá́ng cực ngắá́n hai điểể̉m bắá́t đầàu xuấá́t vaào năm 30 kỷ trước nhiên lúc bấá́y khóá́ khăn vềà mặt kỹ thuật nên laàm việc dải sóá́ng méá́t ưu điểể̉m thông tin siêu cao tầàn chưa pháá́t huy Năm 1935 đường thơng tin VTTS đầàu tiên thầnh lập Newyoec vaà Philadenphi chuyểể̉n tiếp qua địa điểể̉m vaà chuyềàn kênh thoạạ̣i Vaà TTVTTS bùàng nổ sau chiến tranh giới lầàn thứ hai Hệ thốá́ng vi ba sốá́ bắá́t đầàu hìành thầnh từ đầàu năm 50 vaà pháá́t triểể̉n mạạ̣nh mẽ cùàng với pháá́t triểể̉n kỹ thuật viễn thông Hệ thốá́ng vi ba (microwave link): lầ hệ thốá́ng trùàn thơng tin điểể̉m sóá́ng vơ tuyến cực ngắá́n Hình 1.1 Sơ tuyên vi ba đơn gian 1.2 Đặc điểm hệ thơng vi ba Thơng tin vi ba sốá́ lầ phương tiện thông tin phổ biến (bên cạạ̣nh thơng tin vệ tinh vầ thơng tin quang) Hệ thốá́ng vi ba sốá́ sử dụng sóá́ng vô tuyến Sóá́ng mang vơ tuyến trùàn cóá́ tính định hưởng rấá́t cao nhờ cáá́c anten định hướng Hệ thốá́ng Vi ba sốá́ lầ hệ thốá́ng thơng tin vơ tuyến sốá́ sử dụng cáá́c đường truyềàn dẫn sốá́ cáá́c phầàn tử kháá́c mạạ̣ng vô tuyến Hệ thốá́ng Vi ba sốá́ cóá́ thểể̉ sử dụng laàm: Cáá́c đường trung kế sốá́ nốá́i cáá́c tổng đaài sốá́ Cáá́c đường truyềàn dẫn nối tổng đaài đến cáá́c tổng đai vệ tinh Cáá́c đường truyềàn dẫn nốá́i cáá́c th bao với cáá́c tổng đầi cáá́c tổng đaài vê tinh Cáá́c tập trung thuê bao vô tuyến Cáá́c đường truyềàn dẫn cáá́c hệ thốá́ng thông tin di động đểể̉ kết nốá́i cáá́c máá́y di đông vơi mạng viên thông Các thống truyền dân vi ba la các phần tư quan cua mạng viên thông ,tầm quan cang đươc khẳng đinh các công nghê thông tin vô tuyên mơi thông tin di đông đươc sư dung rông rai viên thông 1.3 Mô hinh hệ thông Hình 1.2 Mơ hinh hệ thơng sơ vi ba điển hinh Một hệ thốá́ng vi ba sốá́ bao gồàm loạạ̣t cáá́c khốá́i xử lý tín hiệu Cáá́c khốá́i naày cóá́ thểể̉ phân loạạ̣i theo cáá́c mục sau đây: Biến đổi tín hiệu tương tự thầnh tín hiệu sốá́ Tập hợp cáá́c tín hiệu sốá́ từ cáá́c ng̀àn kháá́c thầnh tín hiệu băng tầàn gốá́c Xử lý tín hiệu băng gốá́c đểể̉ trùàn kênh thơng tin sẽẽ̃ truyềàn đến cáá́c thuê bao Thiết bị vi ba trạạ̣m ngoạạ̣i vi cóá́ thểể̉ đặt ngoaài trời, cột.v.v trạạ̣m ngoạạ̣i vi cóá́ thểể̉ lắá́p đặt thiết bị cho nhiềàu trung kế Khi mật độ cao cóá́ thểể̉ bổ sung thêm thiết bị; thiết kế đểể̉ hoạạ̣t động cáá́c băng tầàn 1,5GHz -1,8GHz vaà 2,4GHz sử dụng sóá́ng mang cho hệ thốá́ng hoaàn chỉnh 1.7 Điêu chê va giai điêu chê * Điêu chê: Điềàu chế sốá́ laà phương thức điềàu chế đốá́i với tín hiệu sốá́ mầ đóá́ hay nhiềàu thông sốá́ sóá́ng mang thay đổi theo sóá́ng điềàu chế Hay nóá́i cáá́ch kháá́c, đóá́ laà quáá́ trìành gắá́n tin tức (sóá́ng điềàu chế) vầo dao động cao tầàn (sóá́ng mang) nhờ biến đổi hay nhiềàu thơng sốá́ nầo đóá́ dao động cao tầàn theo tin tức Thơng qua quáá́ trìành điềàu chế sốá́, tin tức vùàng tầàn sốá́ thấá́p sẽẽ̃ chuyểể̉n lên vùàng tầàn sốá́ cao đểể̉ cóá́ thểể̉ trùàn xa Hình 1.4 Sơ điêu chê va giai điêu chê sô * Giai điêu chê: Giai điềàu chế lầ quáá́ trìành ngược lạạ̣i với quáá́ trìành điềàu chế, quáá́ trìành thu cóá́ tham sốá́: biến đơ, tần sốá́, pha tín hiệu sóá́ng mang biến đổi theo tín hiệu điềàu chế vaà tùy theo phương thức điềàu chế maà ta cóá́ cáá́c phương thức giai điềàu chế thích hợp đểể̉ lấá́y lạạ̣i thông tin cầàn thiết CHƯƠNG HƯỚNG DẪN SƯ DỤNG PATHLOSS VÀ GOOGLE EARTH THIÊT KÊ TUYÊN VIBA Ví dụ: Thiết kế tuyến viba từ xã Vạạ̣n Thắá́ng, Ba Vìà, Hầ Nội đến cạạ̣nh chùàa Cao, thi trấn Quảng Oai (sau đầi trùn hình Quảng Oai - Ba vìà), Hầ Nội với tầàn sốá́ cho trước lầ 15GHz, truyềàn Capacity (dung lương tối đa) la 200 Mbps Dùàng phầàn mềàm Pathloss 4.0 vầ Google earth đểể̉ mơ phỏể̉ng tuyến truyềàn dẫn 2.1 Sử dụng Google earth 2.1.1 Mục đích Xem đươc ban đồ 3D Xác đinh đươc kinh đô, vi đô giưa hai trạm phát va thu Hiển thi đô cao so vơi mưc nươc biển Lấy đươc đia hình thưc đia giưa hai trạm phát va thu 2.1.2 Cách thực hiện  Bươc 1: Mơ Google earth sẽ có giao diên sau:  Bươc 2: Đánh dấu vi tri đăt trạm  Bươc 3: Vẽẽ̃ đường thẳể̉ng đểể̉ đo khoảng cáá́ch trạạ̣m vầ hiểể̉n thị cấá́u hìành độ cao, từ thuộc tính trạạ̣m ta biết tọa độ xáá́c nóá́ Ấn chuôt phai vao “Untitled Polygon” chon “Save place as”, ta sẽ đươc file đuôi kmz rồi đưa vao trang web: https://earthexplorer.usgs.gov/ sau đó, ta sẽ đươc file hgt Đây chinh la file dư liêu đia hình cần cai đăt Configure Terrain Database để dư liêu đia hình giưa hai trạm phát va thu phần mềm mô phỏng Pathloss 2.2 Sử dụng Pathloss để thiêt kê tuyên 2.2.1 Mục đích Pathloss laà phầàn mềàm chuyên nghiệp vềà thiết kế tuyến Microwave với ưu điểể̉m vượt trội lầ dễ sử dụng, đầày đủ cáá́c thơng sốá́ bên cạạ̣nh đóá́ nóá́ cóá́ nhược điểể̉m laà tính chốá́ng nhiễu khơng quan tâm đến đia hình 2.2.2 Tiến hành thiết kế Giao diên Pathloss: Hìành thểể̉ cáá́c thơng sốá́ ban đầàu cầàn nhập vầo  Bươc 1: Thiêt lâp cac thông sô ban đầu Tọa độ: gờàm vĩ độ vầ kinh độ lấá́y từ Goole earth (hoăc tư file excel) Tiếp theo ta nhập tầàn sốá́: tầàn sốá́ sử dụng laà 15GHz Thiết lập chuẩn ban đầàu: công cụ Pathloss chọn Configure → Geographic Defaults 11 Chọn hìành (dùàng liệu chuẩn chung) → OK Sau thiêt lâp:  Bươc 2: Load dữ liệu đia hinh SRTM Dữ liệu địa hìành SRTM thểể̉ tọa độ (latitude, longitude), thông sốá́ độ cao (elevation) load trực tiếp vao Pathloss đểể̉ mơ phỏể̉ng địa hìành phầàn terraindata Sau cóá́ liệu địa hìành SRTM (file hgt vưa đươc tạo 2.1.2) thìà bắá́t đầàu load vầo Pathloss: cơng cụ Pathloss chọn phầàn Configure → Terrain Database, xuấá́t hộp thoạạ̣i: Chọn Setup Primary (cóá́ thểể̉ tráá́o ngược Primary vaà Secondary) sẽẽ̃ lên cửa sổ SRTM → Chọn file BIL-HDR-BLW sau đóá́ load tới file hgt  Bươc 3: Tạo dữ liệu đia hinh va hiển thi Pathloss Sau load liệu địa hìành SRTM thìà vầo phầàn Module cơng cụ chọn Terrain Data Xuấá́t cửa sổ mới: Chọn Generate Profile, xuấá́t hộp thoạạ̣i va điềàn khoảng cáá́ch đểể̉ tạạ̣o liệu, chọn 100m → Generate 13  Bươc 4: Tinh toan độ cao anten: Trên công cụ chọn Module → Antenna Heights Sau đóá́ kích vầo biểể̉u tượng máy tinh, Pathloss sẽẽ̃ tự tính chiềàu cao anten trạạ̣m  Bươc 5: Thực hiệỤ̣n việỤ̣c thiết kế phầẦ̀n Worksheets Sau load tất ca các thông số TX Channels, Radio Equipment, Branching Network TR-TR, Transmission Lines TR -TR, Antennas TR – TR, Path Profile Data, Rain → Sau chọn đầày đủ cáá́c thơng sốá́ thìà dấá́u tich mầu xanh thơng báá́o hoần thầnh va nhân đươc cái bang thơng số hình dươi  Bươc 6: Tính tốn nhiễu xạỤ̣ (Diffraction) Trên công cụ chọn Module → Diffraction Hiểể̉n thị vùàng Fresnel thứ nhấá́t, ấn vaào Operations → Fresnel Zones Chọn hìành → Close Click chọn vầo biểể̉u tượng máá́y tính cơng cụ vầ hộp thoạạ̣i tính toáá́n xuấá́t Kết tính toáá́n hìành với suy hao khơng gian tự lầ 130.95dB, suy hao khơng khí lầ 0.16dB, tổng suy hao laà 131.10dB 15  Bước 7: HiểẢ̉n thị Multipath: Trên công cụ chọn Module → Multipath  Bươc 8: HiểẢ̉n thị Printprofile: Trên công cụ chọn Module → Printprofile  Bươc 9: HiểẢ̉n thị Map Network: Trên công cụ chọn Module → Network, đểể̉ load map vầo Network thìà phải Save trước với đuôi *.gr4 Sau đóá́ chọn Site Data → Create Background CHƯƠNG KÊT QUA VÀ NHẬN XÉT Path profile, link pudget (290) 3.1 Sư phân loại của cac giai phap bao mât khac Sư phân loại cua các giai pháp bao mât khác đươc cung cấp bơi hơp đồng thông minh Blockchain linh vưc Internet va IOT Hình 3.5 Các giải pháp bảo mật cung cấấ́p hợp đồng thông minh Blockchain cho Internet IoT 17 3.2 Tỉ lệ phần trăm của cac giai phap bao mât khac Hình 3.6 Các giải pháp bảo mật theo hướng hợp đồng thông minh Internet IoT Hầu hêt các giai pháp đều có muc tiêu giai quyêt điểm yêu về bao mât cua IOT so vơi Internet nói chung Hầu hêt các báo nghiên cưu tâp trung vấn để Kiểm Soát Truy Nhâp (22%) va Xác Thưc (13%) Internet hoăc IOT Các bai báo khác khám phá các hơp đồng thông minh để giai quyêt vấn đề bao mât:tư bao toan tinh toan ven,uy quyền,không thoái thác đên bao mât tinh toán qua Internet hoăc IOT  Trong tất ca các bai báo nghiên cưu cho thấy hơp đồng thông minh đóng vai tro quan trong viêc giai quyêt các vấn đề bao mât chung ta hương tơi Cần phai nói hầu hêt các giai pháp bao mât hơp đồng thông minh cho Internet la để bao mât khóa công khai 19 KẾT LUẬỤ̣N Chém gió đấy=)) Một lầàn chúng em cảm ơn Thầày Nguyên Hoang Hai giúp đỡ chúng em quáá́ trìành thực báá́o cáá́o naày TÀẦ̀I LIỆU THAM KHAẢ̉O [1] S Nakamoto, Bitcoin: a peer-to-peer electronic cash system, 2008, https://bitcoin.org/bitcoin.pdf, [Online] Available [2] V Buterin, Ethereum: a next-generation smart contract and decentralized application platform, 2013, https://ethereum.org/whitepaper/, (Accessed 21 May 2020), [Online] Available [3] N Szabo, The idea of smart contracts, in: Nick Szabo’s Papers and Concise Tutorials, Vol 6, 1997 [4] E Androulaki, A Barger, V Bortnikov, C Cachin, K Christidis, A De Caro, D Enyeart, C Ferris, G Laventman, Y Manevich, et al., Hyperledger fabric: a distributed operating system for permissioned blockchains, in: Proceedings of the Thirteenth EuroSys Conference, 2018, pp 1–15 [5] J Mogan, Quorum Advancing blockchain technology, En línia (2018) Available: https://www.jpmorgan.com/country/US/EN/Quorum [6] S Hakak, W.Z Khan, G.A Gilkar, M Imran, N Guizani, Securing smart cities through blockchain technology: Architecture, requirements, and challenges, IEEE Netw 34 (1) (2020) 8–14 [7] P.J Taylor, T Dargahi, A Dehghantanha, R.M Parizi, K.-K.R Choo, A systematic literature review of blockchain cyber security, Digit.Commun (2019) [8] T Salman, M Zolanvari, A Erbad, R Jain, M Samaka, Security services using blockchains: A state of the art survey, IEEE Commun Surv Tutor.21 (1) (2018) 858–880 [9] M.A Khan, K Salah, IoT security: Review, blockchain solutions, and open challenges, Fut Gener Comput Syst 82 (2018) 395–411 [10] W Viriyasitavat, L Da Xu, Z Bi, D Hoonsopon, Blockchain technology for applications in internet of things-mapping from system design perspective, IEEE Internet Things J (5) (2019) 8155–8168 21 [11] F Casino, T.K Dasaklis, C Patsakis, A systematic literature review of blockchain-based applications: current status, classification and open issues, Telemat Inf 36 (2019) 55–81 ... truyềàn thông tin điểể̉m sóá́ng vô tuyến cực ngắá́n Hình 1.1 Sơ tun vi ba đơn gian 1.2 Đặc điểm hệ thông vi ba Thông tin vi ba sốá́ lầ phương tiện thơng tin phổ biến (bên cạạ̣nh thông tin vệ tinh... tiếng Trung Quốá́c Từ vi ba sử dụng chung cho cáá́c hệ thốá́ng vệ tinh, di động hay vô tuyên tiếp sức mặt đấá́t, song nước ta từ viba sử dụng từ trước để cáá́c hệ thốá́ng vô tuyến tiếp sức... thơng tin quang) Hệ thốá́ng vi ba sốá́ sử dụng sóá́ng vô tuyến Sóá́ng mang vô tuyến truyềàn cóá́ tính định hưởng rấá́t cao nhờ cáá́c anten định hướng Hệ thốá́ng Vi ba sốá́ laà hệ thốá́ng thông