Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu kỹ thuật đồng bộ và bù dịch tần doppler cho truyền thông dưới nước sử dụng công nghệ ofdm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỖ ĐÌNH HƢNG NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT ĐỒNG BỘ VÀ BÙ DỊCH TẦN DOPPLER CHO TRUYỀN THÔNG DƢỚI NƢỚC SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ OFDM Ngành : Kỹ thuật viễn thông Mã số : 9520208 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN QUỐC KHƢƠNG PGS.TS HÀ DUYÊN TRUNG Hà Nội - 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết khoa học đƣợc trình bày luận án kết nghiên cứu thân suốt thời gian làm nghiên cứu sinh chƣa xuất công bố tác giả khác Các kết đạt đƣợc xác, trung thực khơng trùng lặp với kết đƣợc cơng bố trƣớc Tập thể hƣớng dẫn TS Nguyễn Quốc Khƣơng Tác giả luận án PGS.TS Hà Duyên Trung i Đỗ Đình Hƣng LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết, xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Quốc Khƣơng PGS.TS Hà Duyên Trung Thầy giáo trực tiếp hƣớng dẫn khoa học hỗ trợ mặt để hồn thành luận án Tiến sĩ Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Đức giúp đỡ tận tình trình đăng nghiên cứu khoa học Tơi bày tỏ lòng biết ơn đến PGS.TS Nguyễn Hữu Thanh-Hiệu trƣởng Trƣờng Điện-Điện tử, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, nơi đƣợc học tập nghiên cứu suốt q trình Tơi xin cảm ơn Phịng Đào tạo Đại học, Thầy cô giúp đỡ nhiều q trình làm Nghiên cứu sinh Cuối cùng, tơi xin dành lời cám ơn trân trọng đến gia đình tơi Sự động viên, giúp đỡ hi sinh, nhẫn nại gia đình động lực mạnh mẽ giúp tơi vƣợt qua khó khăn để hồn thành luận án Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2022 Tác giả luận án Đỗ Đình Hƣng ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN .ii DANH MỤC HÌNH VẼ……………………………………………………………………… vi DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ix CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC DÙNG TRONG LUẬN ÁN………………………… xi LỜI MỞ ĐẦU 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI NHỮNG VẤN ĐỀ CÕN TỒN TẠI MỤC TIÊU CỦA LUẬN ÁN ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NHỮNG GIỚI HẠN TRONG CÁC NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI CÁC ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DƢỚI NƢỚC 1.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG…………………………………………………………… 1.2 ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG TIN DƢỚI NƢỚC 1.3 HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG TIN DƢỚI NƢỚC 1.3.1 Các thông số chủ yếu môi trƣờng thủy âm………………………… 1.3.2 Tính đa đƣờng lan truyền sóng âm 10 1.3.3 Suy hao môi trƣờng nƣớc 10 1.3.4 Nhiễu môi trƣờng 10 1.3.5 Hiệu ứng Doppler 10 1.3.6 Nhận xét 12 1.4 KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ ĐA SÓNG MANG TRỰC GIAO (OFDM) TRONG MÔI TRƢỜNG DƢỚI NƢỚC 12 1.4.1 Giới thiệu kỹ thuật OFDM 12 1.4.2 Tính trực giao 13 1.4.3 Nhiễu giao thoa ký tự nhiễu giao thoa sóng mang 15 1.4.4 Các vấn đề kỹ thuật OFDM 18 1.5 SỬ DỤNG PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ KHÁC TƢƠNG ĐƢƠNG KỸ THUẬT OFDM 22 iii 1.5.1 Đặt vấn đề 22 1.5.2 Mơ hình so sánh OFDMA SC-FDMA………………………………… 22 1.5.3 Kết mô phỏng………………………………………………………… 25 1.5.4 Kết thực nghiệm 27 1.5.5 Nhận xét 27 1.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG 28 CHƢƠNG ĐỒNG BỘ TÍN HIỆU CHO HỆ THỐNG OFDM TRUYỀN THÔNG TIN DƢỚI NƢỚC 29 2.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG 29 2.2 ĐỒNG BỘ THỜI GIAN 29 2.2.1 Khái niệm 29 2.2.2 Một số phƣơng pháp đồng thời gian phổ biến 30 2.2.3 Nhận xét chung 33 2.3 THUẬT TOÁN ĐỒNG BỘ THỜI GIAN SỬ DỤNG KHOẢNG BẢO VỆ GI 33 2.3.1 Mô tả hệ thống 34 2.3.2 Kết thực nghiệm 39 2.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 43 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP BÙ DỊCH TẦN DOPPLE CHO HỆ THỐNG OFDM TRUYỀN THÔNG TIN DƢỚI NƢỚC 44 3.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG 44 3.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA HIỆN TƢỢNG DOPPLER………………………………………… 44 3.2.1 Mơ hình tín hiệu 44 3.2.2 Đồng thô tần số 45 3.2.3 Kiểm soát bù tần số việc sử dụng tín hiệu dẫn đƣờng liên tục kết hợp giám sát công suất trễ 46 3.2.4 Bù dịch tần Doppler 48 3.3 ĐỀ XUẤT PHƢƠNG PHÁP BÙ DỊCH TẦN DOPPLER DỰA TRÊN CHUỖI TÍN HIỆU HÌNH SIN 49 3.3.1 Mơ tả hệ thống 50 3.3.2 Kết thực nghiệm 56 3.3.3 Giao diện hệ thống 57 3.3.4 Kết thu đƣợc 59 3.3.5 Nhận xét 60 3.4 PHƢƠNG PHÁP BÙ DỊCH TẦN DOPPLER SỬ DỤNG TÍN HIỆU SĨNG MANG DẪN ĐƢỜNG (CARRIER FREQUENCY PILOT- CFP) 60 iv 3.4.1 Đặt vấn đề 60 3.4.2 Mô tả hệ thống 61 3.4.3 Mô tả chi tiết phƣơng pháp thực 66 3.5 PHƢƠNG PHÁP GIẢI MÃ TRỰC TIẾP (DIRECT DECODE) 68 3.5.1 Đặt vấn đề 68 3.5.2 Hệ thống thủy âm giải mã trực tiếp 69 3.5.3 Giải thích nguyên lý 70 3.5.4 Mô tả chi tiết phƣơng pháp thực 71 3.5.5 Thực nghiệm kết 73 3.5.6 Nhận xét 76 3.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG 76 CHƢƠNG TRUYỀN THÔNG DƢỚI NƢỚC SỬ DỤNG MƠ HÌNH SISO ( ANTEN PHÁT-1 ANTEN THU) KẾT HỢP ĐẶC TÍNH PHÂN TẬP KHƠNG GIAN-THỜI GIAN CỦA HỆ THỐNG MIMO 78 4.1 GIỚI THIỆU CHƢƠNG 78 4.2 MƠ HÌNH HỆ THỐNG 78 4.3 CAC KỸ THUẬT PHAN TẬP 79 4.3.1 Phân tập thời gian 79 4.3.2 Phân tập tần số 80 4.3.3 Phân tập không gian 81 4.4 DUNG LƢỢNG HỆ THỐNG MIMO 82 4.5 ĐỀ XUẤT PHƢƠNG PHÁP PHÂN TẬP KHÔNG GIAN THỜI GIAN CHO TRUYỀN THÔNG DƢỚI NƢỚC CHỈ SỬ DỤNG MỘT CẶP ANTEN THU PHÁT (SISO) 83 4.5.1 Đặt vấn đề 83 4.5.2 Giải mã N tín hiệu phân tập không gian thời gian 84 4.5.3 Thực nghiệm, mô hệ thống kết 88 4.5.4 Nhận xét 93 4.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG 93 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 94 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO CỦA LUẬN ÁN 97 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Phổ tín hiệu FDM OFDM 13 Hình 1.2 a.Tác động nhiễu hệ thống đơn sóng mang b Tác động nhiễu đến hệ thống đa sóng mang 13 Hình 1.3 Phổ sóng mang trực giao 15 Hình 1.4 Phổ bốn sóng mang trực giao 16 Hình 1.5 Phổ bốn sóng mang khơng trực giao 16 Hình 1.6 Ảnh hƣởng ISI 17 Hình 1.7 Chèn khoảng bảo vệ khoảng trống 17 Hình 1.8 Chèn khoảng bảo vệ Cyclic prefix 18 Hình 1.9 Suy giảm biên độ lệch tần số sóng mang 20 Hình 1.10 Sơ đồ so sánh hệ thống sử dụng kỹ thuật OFDMA SC-FDMA [5] 23 Hình 1.11 Mơ hình chèn pilot 25 Hình 1.12 Kết mô lý thuyết trƣờng hợp điều chế BPSK, NFFT=2048, GI=1024, với kênh Rayleigh nTap=10 26 Hình1.13 Dạng tín hiệu OFDM SC-FDMA bị cắt đỉnh vƣợt ngƣỡng 26 Hình 1.14 So sánh kết mơ 26 Hình 1.15 a Chịm OFDMA thu đƣợc SER=0.048 27 Hình 2.1 Phổ tín hiệu đồng OFDM………………………………………………………….30 Hình 2.2 Mơ tả q trình đồng thời gian theo phƣơng pháp Schmidl 30 Hình 2.3 Mơ tả q trình đồng thời gian theo phƣơng pháp Minn 31 Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống OFDM 35 Hình 2.5 Kỹ thuật xếp sóng mang hệ thống OFDM 36 Hình 2.6 Thuật tốn đồng thời gian sử dụng chuỗi GI 38 Hình 2.7 Hệ thống OFDM thực nghiệm 40 Hình 2.8 Tín hiệu OFDM thu đƣợc hệ thống Hồ Tiền 40 Hình 2.9 Hàm phân bố mật độ xác suất biên tín hiệu OFDM thu đƣợc 41 Hình 2.10 So sánh độ ổn định tín hiệu đỉnh đồng gần 41 Hình 2.11 So sánh SNR hai phƣơng pháp 42 Hình 2.12 Chịm tín hiệu thu đƣợc sau giải mã phƣơng pháp 42 Hình 3.1 Cấu trúc khung liệu 46 Hình 3.2 Tín hiệu dẫn đƣờng liên tục 47 Hình 3.3 Hiện tƣợng dịch chuyển phổ công suất trễ gây co giãn thời gian 48 Hình 3.4 Sơ đồ hệ thống thu – phát 51 vi Hình 3.5 Kỹ thuật xếp liệu lên sóng mang cho hệ thống OFDM 52 Hình 3.6 Khung tín hiệu phát 53 Hình 3.7 (a) Chịm tín hiệu thu (b).Chịm xoay lại thuật tốn xoay pha 55 Hình 3.8 Sơ đồ thực nghiệm hệ thống Hồ Tiền 56 Hình 3.9 Tín hiệu OFDM có gắn chuỗi hình sin 57 Hình 10 Giao diện bên phát 58 Hình 3.11 Giao diện bên thu 59 Hình 3.12 Chịm tín hiệu thu sau xoay pha 59 Hình 3.13 Hệ thống truyền liệu số kênh truyền thủy âm bao gồm sơ đồ khối máy phát máy thu 62 Hình 3.14 Phổ cơng suất trung bình tín hiệu 65 Hình 3.15 Mơ hình hệ thống giải mã trực tiếp 69 Hình 3.16 Mơ hình thực nghiệm 73 Hình 3.17 a Tín hiệu OFDM thu đƣợc miền thời gian b Phổ tín hiệu với sóng mang CFP trung tâm 73 Hình 3.18 Biến thiên độ dịch tần Doppler theo vận tốc dịch chuyển tƣơng đối bên phát bên thu 73 Hình 3.19 So sánh SER phƣơng pháp giải mã trực tiếp giải mã bƣớc 76 Hình 4.1 Mơ hình hệ thống MIMO 78 Hình 4.2 Từ mã đƣợc phát có xen khơng xen 80 Hình 4.3 Các loại phân tập không gian 81 Hình 4.4 Mỗi khung tín hiệu đƣợc phát lặp N lần 84 Hình 4.5: Hệ thống anten phát nhiều anten thu (SIMO) 84 Hình 4.6 Lƣu đồ thuật tốn giải mã N khung tín hiệu 86 Hình 4.7 Độ hội tụ điểm tín hiệu chòm M-QAM 87 Hình 4.8 Kết hợp khung giải mã MRC theo thứ tự SNR giảm dần 88 Hình 4.9 So sánh trƣờng hợp 88 Hình 4.10 Mơ hình thực nghiệm Hồ Tiền 89 Hình 4.11: Hệ thống OFDM thử nghiệm 90 Hình 4.12 Tín hiệu N=10 khung 92 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Các thông số hệ thống truyền tin dƣới nƣớc Bảng Các thông số hệ thống thủy âm sử dụng thuật toán đồng thời gian 39 Bảng Các thông số hệ thống thủy âm sử dụng chuỗi hình sin 56 Bảng Các thông số hệ thống thủy âm sử dụng CFP 74 Bảng SNR khung truyền liệu ………………………………………………… 88 Bảng Các tham số hệ thống OFDM-SISO 91 Bảng SER khung kết hợp khung 92 viii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Thuật ngữ Tiếng Anh Tiếng Việt Fourth-Generation wireless Thế hệ mạng di dộng thứ viết tắt 4G communication system ASK Amplitude Shift Keying Điều chế số theo biên độ tín hiệu ADC Analog to Digital Converter Mạch chuyển đổi tƣơng tự - số BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit CFO Carrier Frequency Offset Độ lệch tần số sóng mang CFP Carrier Frequency Pilot Tần số sóng mang pilot CP Cyclic Prefix Tiền tố vòng DAC Digital to Analog Converter Mạch chuyển đổi số- tƣơng tự DFT Discrete Fourier transform Phép biến đổi Fourier DVB-T Digital Video Broadcasting for Hệ thống truyền hình số mặt đất Terrestrial Transmission Mode FDM Frequency Division Mutilplexing Ghép kênh phân chia theo tần số FSK Frequency Shift Keying Điều chế khóa dịch tần FFT Fast Fourier Transform Phép biến đổi Fourier nhanh GI Guard Interval Khoảng bảo vệ ICI Intercarrier Interference Nhiễu liên kênh ISI Intersymbol Interference Nhiễu liên ký tự IDFT Inverse Discrete Fourier Transform Phép biến đổi Fourier ngƣợc IFFT Inverse Fast Fourier Transform Phép biến đổi nhanh Fourier ngƣợc MIMO Multiple Input Multiple Output Hệ thống đa đầu vào đa đầu MRC Maximal Ratio Combiners Kỹ thuật phân tập thu với kết hợp tỷ lệ tối đa M-QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vng góc OFDM Orthogonal Frequency Division Ghép kênh phân chia theo tần số trực Multiplexing giao Parallel to Serial Bộ chuyển đổi từ song song sang nối P/S tiếp PAPR Peak to Average Power Ratio ix Tỷ số công suất đỉnh công suất (10): Bộ biến đổi ADC (11): Bộ lọc thơng dải BPF (12): Khối tính toán độ lệch tần Doppler (13): Lấy mẫu lại tần số (14): Phát điểm bắt đầu tín hiệu OFDM (15): Khối biến đổi FFT (16): Loại bỏ khoảng bảo vệ GI tín hiệu OFDM (17): Khối ƣớc lƣợng kênh (18): Thực việc khử nhiễu ICI miền thời gian tín hiệu OFDM (19): Tính độ lệch thời gian lấy mẫu tín hiệu OFDM cần điều chỉnh (20): Biến đổi Fourier thuận cho tín hiệu OFDM (21): Tách Pilot ƣớc lƣợng kênh truyền (22): Ƣớc lƣợng giá trị liệu truyền (23): Giải điều chế M-QAM Tham số truyền hệ thống OFDM đƣợc trình bày bảng dƣới đây: Bảng 6: Các tham số hệ thống OFDM-SISO Tham số Giá trị phát-1 thu SISO Tần số lấy mẫu (KHz) 96 Băng thông (KHz) 20-28 Độ dài FFT(NFFT) 2048 Khoảng bảo vệ (GI) 1024 Điều chế QPSK Chiều dài ký tự OFDM (ms) 32 91 Khoảng cách sóng mang (Hz) 46.865 Số ký tự OFDM khung (Ns) 30 Độ dài khung (ms) 960 Biên độ CFP Roll-off factor raised cosin filter (α) 0.2 Khoảng trống khung Td (ms) 150 Biên độ trung bình Pilot 1.4142 Chiều dài g(t) mẫu (2L+1) 15 Trong thực nghiệm, tác giả truyền 10 khung liệu liên tiếp (N=10) Hình 4.12 Tín hiệu N=10 khung Trên Hình 4.12 :10 khung tín hiệu nhận đƣợc bên thu Bảng dƣới kết giải mã tín hiệu: Bảng SER khung kết hợp khung SER Kết hợp khung SER MRC 0.015909 0.015909 0.040909 1,2 0.0022727 0.19318 1,2,3 0.0022727 0.1053 1,2,3,4 0.00075758 0.13636 1,2,3,4,5 0.0015152 0.14545 1,2,3,4,5,6 0.00075758 0.60985 1,2,3,4,5,6,7 0.00075758 0.21364 1,2,3,4,5,6,7,8 0.00075758 Khung 92 0.095455 1,2,3,4,5,6,7,8,9 0.00075758 10 0.07803 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 0.00075758 4.5.4 Nhận xét SER nhận đƣợc áp dụng thuật toán đề xuất giống nhƣ SER nhận đƣợc kết hợp 10 khung Từ kết Bảng thấy việc kết hợp khung truyền (các khung 1,2,3,4) cho kết SER tốt Vì vậy, tùy điều kiện truyền thực tế mà thay đổi giá trị N cho thích hợp 4.6 Kết luận chƣơng Mơi trƣờng truyền thông dƣới nƣớc phức tạp ảnh hƣởng nhiều điều kiện vật lý, tín hiệu nhận đƣợc giải mã thƣờng bị lỗi nhiều Vì việc áp dụng kỹ thuật truyền lặp lại tín hiệu phát OFDM nhiều lần áp dụng kỹ thuật giải mã MRC thích hợp cho phép nâng độ xác truyền thơng tin Việc áp dụng kỹ thuật cho phép ta giảm bớt thiết bị phần cứng phức tạp cồng kềnh nhƣ transducers thu phát Kết chƣơng đƣợc trình bày báo (năm 2022) Tạp chí Nghiên cứu Khoa học Cơng nghệ qn (JMST): J4 Do Dinh Hung, Nguyen Quoc Khuong, Ha Duyen Trung, Nguyen Thanh Trung, Nguyen Thi Hai Yen, 2022, “Method of selecting signals with spatial-temporal diversity for underwatercommunication using OFDM technique”, in Journal of Military Science and Technology (JMST), pp.3-11, ISSN 1859-1043 93 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Truyền tín hiệu mơi trƣờng dƣới nƣớc mơi trƣờng khơng khí có nhiều điểm giống Khi truyền tín hiệu mơi trƣờng gặp phải vấn đề đƣờng truyền, loại suy hao nhiễu ảnh hƣởng lên hệ thống Nhƣng mơi trƣờng dƣới nƣớc mơi trƣờng có tính chất phức tạp nên việc khơi phục tín hiệu sau truyền tƣơng đối khó khăn Chính khó khăn truyền thơng dƣới nƣớc thúc đẩy việc nghiên cứu luận án để đƣa biện pháp kỹ thuật Đóng góp 1: Có nhiều phƣơng pháp đồng cho hệ thống OFDM, nhƣng chủ yếu sử dụng chuỗi tín hiệu đặc biệt để gắn vào đầu cuối khung tín hiệu, nhƣ phƣơng pháp Schmidl, phƣơng pháp Park, phƣơng pháp Minn phƣơng pháp Seung Nhƣng thiết kế khơng phù hợp với tiêu chí truyền tin thông tin dƣới nƣớc phải tiết kiệm băng thông Ngồi đặc điểm sóng âm khác với sóng vơ tuyến nên việc áp dụng phƣơng pháp cho truyền tín hiệu dƣới nƣớc đạt hiệu khơng cao Vì luận án đề xuất phƣơng pháp hồn tồn sử dụng thuật tốn phù hợp để đồng với thông tin dƣới nƣớc sử dụng khoảng bảo vệ (GI) để xác định điểm bắt đầu khung truyền dẫn Từ cho kết đồng tín hiệu với độ xác hiệu sử dụng băng thơng cao Đóng góp 2: Việc truyền tin dƣới nƣớc gặp nhiều khó khăn tốc độ truyền sóng âm chậm (1,5km/s) nên với chuyển động tƣơng đối chậm bên phát thu gây lƣợng dịch tần Doppler lớn ảnh hƣởng đến tín hiệu OFDM Có nhiều nghiên cứu bù dịch tần Doppler cho truyền thông dƣới nƣớc sử dụng công nghệ OFDM trƣớc Phƣơng pháp đề xuất khác với phƣơng pháp trƣớc việc tính tốn độ lệch tần Doppler phƣơng pháp tác giả luận án đƣợc thực trƣớc đồng tín hiệu Do khơng cần địi hỏi phải xác định xác điểm bắt đầu khung liệu Ngoài phƣơng pháp đề xuất có khả xác định cách gần xác độ lệch tần số Doppler tín hiệu thu từ bƣớc ban đầu Do bƣớc cuối cần sử dụng thuật tốn xoay pha tín hiệu nhằm điều chỉnh xác chịm tín hiệu thu trƣờng hợp chƣa điều chỉnh hết độ lệch tần số Thêm vào việc sử dụng sóng hình sin để xác định tần số Doppler cho phép áp dụng đƣợc với hệ thống có tốc độ chuyển động tƣơng đối nhanh phát thu Các phƣơng pháp bù dịch tần Doppler phải sử dụng chuỗi ký tự để thêm vào đầu khung nên không cho hiệu tốt Để tiết kiệm băng thông, 94 luận án tác giả đề xuất phƣơng pháp hồn tồn khơng sử dụng chuỗi ký tự đặc biệt mà sử dụng tín hiệu sóng mang dẫn đƣờng đƣợc gọi CFP (Carrier Frequency Pilot) để phát bù dịch tần Doppler Tiếp theo, phƣơng pháp phải sử dụng bƣớc để bù dịch tần Doppler là: đồng thô đồng tinh Ở bƣớc đồng thơ, tần số Doppler đƣợc tính tốn gần làm tròn thành số nguyên Ở bƣớc đồng tinh, thuật toán sử dụng CFP để tính tốn xác tần số Doppler dựa hàm có sẵn phần mềm Matlab Việc sử dụng bƣớc tính tốn nhƣ phức tạp khơng thích ứng đƣợc tần số Doppler biến đổi nhanh Vì luận án đề xuất thuật tốn hồn tồn mới, sử dụng bƣớc để xác định bù dịch tần Doppler Tác giả gọi phƣơng pháp giải mã trực tiếp sử dụng CFP (A Direct Decoder Method with CFP) Đóng góp 3: Trong mơi trƣờng truyền thơng dƣới nƣớc, băng thơng tín hiệu hạn hẹp có vài chục KHz thêm vào tốc độ truyền lan sóng âm thấp so sánh với tốc độ truyền lan sóng điện từ nên chuyển động tƣơng đối bên phát bên thu gây dịch tần Doppler lớn với tín hiệu thu Vì hệ thống truyền thơng dƣới nƣớc để nâng cao chất lƣợng tín hiệu nhƣ hiệu sử dụng băng thơng việc sử dụng nhiều transducer thu phát để truyền thông tin dƣới nƣớc nhằm tận dụng ƣu điểm phân tập khơng gian thời gian tín hiệu hệ thống MIMO-OFDM cần thiết Tuy nhiên nhiều trƣờng hợp với hệ thống có nhiều anten trở nên cồng kềnh tiêu tốn nhiều lƣợng cản trở chuyển động thiết bị Vì vậy, luận án này, tác giả áp dụng kỹ thuật phân tập không gian thời gian cho hệ thống truyền thông dƣới nƣớc nhƣng sử dụng cặp transducer thu phát Kỹ thuật đề xuất đặc biệt hiệu trƣờng hợp có dịch tần Doppler tín hiệu thu đƣợc nghĩa có chuyển động tƣơng đối bên phát bên thu Bên cạnh đó, tác giả đề xuất phƣơng pháp lựa chọn tín hiệu thu sử dụng thuật tốn giải mã tối ƣu tín hiệu N khung tín hiệu OFDM nhận đƣợc nhằm tối ƣu hóa q trình giải mã tín hiệu tăng hiệu q trình truyền tin 95 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Bài báo hội thảo quốc tế: C1 Dinh Hung Do, Quoc Khuong Nguyen, Viet Ha Do and Van Duc Nguyen (Hanoi Unversity of Science and Technology, Vietnam), 2016, “A Time Synchronization Method for OFDM-Based Underwater Acoustic Communication Systems”, In 2016 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC), pp131-134 C2 Quoc Khuong Nguyen, Dinh Hung Do and Van Duc Nguyen (Hanoi Unversity of Science and Technology, Vietnam), 2017, “ Doppler Compensation Method using Carrier Frequency Pilot for OFDM-Based Underwater Acoustic Communication Systems”, In 2017 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC), pp.254-259 Bài báo tạp chí Khoa học Kỹ thuật: J1 Dinh Hung Do, Quoc Khuong Nguyen (Hanoi University of Science and Technology, Vietnam), 2017, “Comparison of single carrier FDMA vs OFDMA in underwater acoustic communication systems”, in pp.65-68 Journal of Science& Technology on Information and Communications (JSTIC), ISSN 2525-2224 J2 Đỗ Đình Hƣng, Nguyễn Quốc Khƣơng (Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội), 2018, “Phƣơng pháp bù dịch tần Doppler dựa chuỗi tín hiệu hình sin cho hệ thống OFDM truyền thông tin dƣới nƣớc”, “A Doppler Compensation Method Based on the Sinusoidal Signal in OFDM Underwater Communication System”, pp.11-14 in Journal of Science & Technology (JST), No.129(2018), ISSN 2354-1083 J3 Dinh Hung Do, Quoc Khuong Nguyen, 2018, “A Direct decoder method for OFDM with carrier frequency pilot in underwater acoustic communication systems”, in Journal of Science and Technology on Information and Communications (JSTIC), pp.21-26, ISSN 2525-2224 J4 Do Dinh Hung, Nguyen Quoc Khuong, Ha Duyen Trung, Nguyen Thanh Trung, Nguyen Thi Hai Yen, 2022, “Method of selecting signals with spatial-temporal diversity for underwatercommunication using OFDM technique”, in Journal of Military Science and Technology (JMST), pp.3-11, ISSN 1859-1043 Bằng Độc quyền sáng chế: Nguyễn Quốc Khƣơng (VN), Đỗ Đình Hƣng (VN), Nguyễn Văn Đức (VN), “Phƣơng pháp bù dịch tần Doppler”, Bằng Độc quyền sáng chế Số 20 32, theo Quyết định số: 78879/QĐ-SHTT, ngày :06/11/2018, Cục Sở hữu trí tuệ, Bộ Khoa học Cơng nghệ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO CỦA LUẬN ÁN [1] PGS.TS Nguyễn Văn Đức,”Bộ sách kỹ thuật thông tin số ,tập 1-2”,Nhà xuất khoa học kỹ thuật ,2006 [2] J Li, Y Du, and Y Liu, "Comparison of Spectral Efficiency for OFDM and SC-FDE under IEEE 802.16 Scenario," Proceedings of the 11th IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC'06), 2006 [3] T Shi, S Zhou, and Y Yao, "Capacity of single carrier systems with frequency-domain equalization,"IEEE 6th CAS Symp on Emerging Technologies: Mobile and Wireless Comm., pp 429-432, May 2004 [4] H G Myung, J Lim, and J Goodman, "Peak-to-Average Power Ratio of Single Carrier FDMA Signals with Pulse Shaping," The 17th Annual IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC'06), pp 1-5, Sep 2006 [5] H G Myung, J Lim, and D J Goodman, "Single Carrier FDMA for Uplink Wireless Transmission,"IEEE Vehicular Technology Magazine, vol 1, no 3, pp 30-38, Sep 2006 [6] Arjun Thottappilly , “OFDM for Underwater Acoustic Communication’’, Virginia Polytechnic Institute and State University,2011 [7] Ove Edfors, Magnus Sandell, Jan-Jaap van de Beek, An introduction to Orthogonal Frequency Division Multiplexing, September 1996 [8] M.Stojanovic,“ Underwater Acoustic Communication Channels: Propagation Models and Statistical Characterization”, IEEE Communications Magazine, issue 1, Feb 2009 [9] Albers V M., “Underwater Acoustics Instrumentation” 1969 [10] Loyd Butler, “Underwater Radio Communication”, Originally published in Amateur Radio, April 1987 [11] MandarChitre, Shiraz Shahabudeen, “Underwater Acoustic Communications and Networking: Recent Advances and Future Challenges” [12] Mohd Ansor Bin Yusof, Shahid Kabir, “Underwater Communication Systems: A Review”, Progress In Electromagnetics Research Symposium Proceedings, Marrakesh, Morocco, Mar 20–23, 2011 [13] H Esmaiel and D Jiang, “Review article: Multicarrier communication for underwater acoustic channel,” Int J Communications, Network and System Sciences, vol 6, pp 361–376, aug 2013 97 [14] P A van Walree, “Propagation and scattering effects in underwater acoustic communication channels,” IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol 38, no 4, pp 614631, 2013 [15] Milica Stojanovic, Member, IEEE “Recent Advances in High-Speed Underwater Acoustic Communications” IEEE Journal of oceanic engineering, vol 21, no.2,april 1996 [16] G.M Wenz, “Acoustic ambient noise in the ocean: Spectra and sources,” J.Acoust Soc Amer., vol.34, no 12, pp 1936-1956, Dec 1962 [17] M.Stojanovic, “Low complexity OFDM detector for underwater acoustic channels,” IEEE Oceans Conf., Sept 2006 [18] B.Li, S.Zhou, M.Stojanovic, L.Freitag and P.Willet, “Non-uniform Doppler compensation for zeropadded OFDM over fast-varying underwater acoustic channels,” IEEE Oceans Conf., June 2007 [19] Adegbenga B Awoseyila, Christos Kasparis ans Barry G Evans “Improved Preamble – Aided Timing Estimation for OFDM systems” IEEE communications letters, vol 12, no 11, November 2008 [20] T Schmidl and D Cox, “Robust frequency and timingsynchronization for OFDM,” IEEE Trans Commun, vol 45, no.12, 1997:1613-1621 [21] A.M Khan, Varun Jeoti, M A Zakariya, and M.Z Ur Rehman, “Robust Symbol Timing Synchronization for OFDM Systems Using PN Sequence” International Journal of Information and Electronics Engineering, Vol 4, No.3, May 2014 [22] M.Stojanovic, Low complexity OFDM detector for underwater acoustic channels, IEEE Oceans Conf., Sept 2006 [23] H Esmaiel and D Jiang, "Review article: Multicarrier communication for underwater acoustic channel," Int SystemSciences,vol.6, [24] J Communications, pp 361-376, Network and aug 2013 M Stojanovic and J Preisig, "Underwater acoustic communication channels: Propagation models and statistical characterization," IEEE Communications Magazine, vol 47, no 1, 2009 [25] Tran Minh Transceiver Hai, Saotome Architecture for Rie, Suzuki Ultrasonic Taisuki, OFDM Tomohisa with Wada, Adaptive "A Doppler Compensation," International Journal of Information and Electronics Engineering, vol 4, no.3,2014 [26] B Li, S Zhou, M Stojanovic, L Freitag, and P Willett, "Non-uniform Doppler compensation for zero-padded OFDM over fast-varying underwater acoustic 98 channels," [27] in Baosheng Li, OCEANS Student 2007-Europe Member, IEEE, IEEE, Shengli Zhou, pp.1-6, 2007 Member, IEEE, Milica Stojanovic, Member, IEEE, Lee Freitag, Member, IEEE, and Peter Willett, Fellow, IEEE Acoustic Channels "Multicarrier with Communication Nonuniform Doppler Shifts over IEEE Underwater Journal of Oceanic Engineering," vol 38, no 4, pp 614-631, 2013 [28] Hai Minh Tran, Tomohisa Wada , "On ICI Canceller for Mobile OFDM DTV Receivers," TACT vol 2, pp 290-297, 2013 [29] A.B.Awoseyila, timing C.Kasparis, estimation for and OFDM B.G.Evans," systems," Improved IEEE preambleaided Communications Letters, vol.12,no.11,pp.825-827,2008 [30] J A Hildebrand, "Anthropogenic and natural sources of ambient noise in the ocean," Marine Ecology Progress Series, vol 395, pp 5-20, 2009 [31] T Schmidl and D Cox, "Robust frequency and timing synchronization for OFDM," IEEE Trans Commun, vol 45, no.12, pp 1613-1621, 1997 [32] Simon Haykin, Simon S Haykin, " Commmunication System" Second Edition ISSN 0271-6046, Wiley, 1983 [33] Gerard J Foschini (Autumn 1996) "Layered space-time architecture for wireless Communications in a fading environment when using multi-element antennas" Bell Labs Technical Journal (2): 41–59 [34] H Esmaiel and D Jiang, "Review article: Multicarrier communication for underwater acoustic channel," Int J Communications, Network and System Sciences, vol 6, pp 361-376, aug 2013 [35] Tran Minh Hai, Saotome Rie, Suzuki Taisuki, Tomohisa Wada, "A Transceiver Architecture for Ultrasonic OFDM with Adaptive Doppler Compensation," International Journal of Information and Electronics Engineering, vol 4, no 3, 2014 [36] Kahn, Leonard (November 1954) "Ratio Squarer" Proc IRE (Corresp.) 42 (11): 1704 doi:10.1109/JRPROC.1954.274666 [37] Ahmed, S and H Arslan (2008) Evaluation of frequency offset and Doppler effect interrestrial RF and in underwater acoustic OFDM systems IEEE Military Communications Conference, MILCOM, San Diego, CA, USA [38] Aval, Y M and M Stojanovic (2015) Differentially coherent multichannel detection of acoustic OFDM signals Oceanic Engineering, IEEE Journal of 40 (2), 251– 268 99 [39] Aval, Y M., S K Wilson, and M Stojanovic (2015) On the achievable rate of a class of acoustic channels and practical power allocation strategies for ofdm systems IEEE Journal of Oceanic Engineering 40 (4), 785–795 [40] Badiey, M., Y Mu, J Simmen, S E Forsythe, et al (2000) Signal variability in shallowwater sound channels IEEE Journal of Oceanic Engineering 25 (4), 492–500 [41] Baktash, E., M J Dehghani, M R F Nasab, and M Karimi (2015) Shallow wa- ter acoustic channel modeling based on analytical second order statistics for moving transmitter/receiver IEEE Transactions on Signal Processing 63 (10), 2533–2545 [42] Bernad´o, L., A Roma, A Paier, T Zemen, N Czink, J Karedal, A Thiel, F Tufvesson, A F Molisch, and C F Mecklenbrauker (2011) In-tunnel vehicular radiochannel characterization In Vehicular Technology Conference (VTC Spring), 2011 IEEE 73rd, pp 1–5 IEEE [43] Bernado, L., T Zemen, F Tufvesson, A F Molisch, and C F Mecklenbrauker (2014) Delay and doppler spreads of nonstationary vehicular channels for safetyrelevant scenarios IEEE Transactions on Vehicular Technology 63 (1), 82–93 [44] Bjerrum-Niese, C., L Bjørno, M A Pinto, and B Quellec (1996) A simula- tion tool for high data-rate acoustic communication in a shallow-water, time-varying channel Oceanic Engineering, IEEE Journal of 21 (2), 143–149 [45] Blankenagel, B and A G Zajic (2013) Simulation model for wideband mobile- tomobile underwater fading channels In 2013 IEEE 77th Vehicular Technology Conference (VTC Spring) [46] Bouvet, P.-J and A Loussert (2010) Capacity analysis of underwater acoustic mimo communications In OCEANS 2010 IEEE-Sydney, pp 1–8 IEEE [47] Brekhovskikh, L and Y Lysanov (2003) Fundamentals of Ocean Acoustics New York [48] Brekhovskikh, L M and Y P Lysanov (1991) Fundamentals of Ocean Acoustics Berlin, Germany: Springer-Verlag [49] Caley, M and A Duncan (2013.) Investigation of underwater acoustic multi-path Doppler and delay spreading in a shallow marine environment Acoustics Australia, vol 41, no 1, pp 20–28 [50] Capoglu, I R., Y Li, and A Swami (2005) Effect of Doppler spread in OFDM- based UWB systems IEEE Trans Wireless Commun., vol 4, no 5, pp 2559–2567 [51] Cheng, L., B E Henty, D D Stancil, F Bai, and P Mudalige (2007) Mobile vehicle-to-vehicle narrow-band channel measurement and characterization of the 5.9 ghz dedicated short range communication (dsrc) frequency band IEEE Journal on Selected Areas in Communications 25 (8) 100 [52] Chitre, M (2007) A high-frequency warm shallow water acoustic communica- tions channel model and measurements The Journal of the Acoustical Society of America 122 (5), 2580–2586 [53] Chitre, M., S Shahabudeen, and M Stojanovic (2008) Underwater acoustic communications and networking: Recent advances and future challenges Marine tech- nology society journal 42 (1), 103–116 [54] Clay, C S and H Medwin (1998) Fundamentals of Acoustical Oceanography (Applications of modern acoustics) Academic Press [55] De Rango, F., F Veltri, and P Fazio (2012) A multipath fading channel model for underwater shallow acoustic communications In 2012 IEEE International Con- ference on Communications (ICC), pp 3811–3815 IEEE [56] Deane, G B., J C Preisig, and A C Lavery (2013) The suspension of large bubbles near the sea surface by turbulence and their role in absorbing forward- scattered sound IEEE Journal of Oceanic Engineering 38 (4), 632–641 [57] Dol, H., M Colin, M Ainslie, P van Walree, and J Janmaat (2013) Simulation of an underwater acoustic communication channel characterized by wind-generated surface waves and bubbles Oceanic Engineering, IEEE Journal of 38 (4), 642–654 [58] Esmaiel, H and D Jiang (2013) Review article: Multicarrier communication for underwater acoustic channel Int J Communications, Network and System Sci- ences 6, 361–376 [59] Fayziyev, A., M Paetzold, E Masson, Y Cocheril, and M Berbineau (2014) [60] A measurement-based channel model for vehicular communications in tunnels In Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), 2014 IEEE, pp 116– 121 IEEE [61] Flatte, S M (1983) Wave propagation through random media: Contributions from ocean acoustics Proceedings of the IEEE 71 (11), 1267–1294 [62] Fleury, B H., M Tschudin, R Heddergott, D Dahlhaus, and K I Pedersen (1999) Channel parameter estimation in mobile radio environments using the SAGE algorithm IEEE Journal on Selected Areas in Communications 17 (3), 434–450 [63] Fuhl, J., J.-P Rossi, and E Bonek (1997) High-resolution 3-D direction-of-arrival determination for urban mobile radio IEEE Transactions on Antennas and Propagation 45 (4), 672–682 [64] Hamdi, K A (2010) Exact SINR analysis of wireless OFDM in the presence of carrier frequency offset IEEE Transactions on Wireless Communications (3) 101 [65] Hashemi, H (1993) The indoor radio propagation channel Proceedings of the IEEE 81 (7), 943–968 [66] Heitsenrether, R M., M Badiey, M B Porter, M Siderius, and W A Kuperman (2004) Modeling acoustic signal fluctuations induced by sea surface roughness In AIP Conference Proceedings, Volume 728, pp 214–221 AIP [67] Hogstad, B O., C A Gutierrez, M Păatzold, and P M Crespo (2013) Classes of sumof-cisoids processes and their statistics for the modeling and simulation of mobile fading channels EURASIP Journal on Wireless Communications and Net- working 2013 (1), 1–15 [68] Ijaz, S., A J Silva, O C Rodr´ıguez, and S M Jesus (2011) Doppler domain decomposition of the underwater acoustic channel response In OCEANS, 2011 IEEE-Spain, pp 1–7 IEEE [69] Jornet, J M and M Stojanovic (Sep 2008.) Distributed power control for underwater acoustic networks in Proc OCEANS 2008, Quebec City, Canada [70] Lasota, H and I Kochan´ ska (2011) Transmission parameters of underwater communication channels Hydroacoustics 14, 119–126 [71] Lee, P., J Barter, K Beach, E Caponi, C Hindman, B Lake, H Rungaldier, and J Shelton (1995) Power spectral lineshapes of microwave radiation backscattered from sea surfaces at small grazing angles In IEE Proceedings-Radar, Sonar and Navigation, Volume 142, pp 252–258 IET [72] Li, J and M Kavehrad (Dec 1999.) Effects of time selective multipath fading on OFDM systems for broadband mobile applications IEEE Communications Letters, vol 3, no.12, pp 332–334 [73] Liu, C., Y V Zakharov, and T Chen (2012) Doubly selective underwater acous- tic channel model for a moving transmitter/receiver Vehicular Technology, IEEE Transactions on 61 (3), 938–950 [74] Lucani, D E., M Stojanovic, and M M´edard (2008) On the relationship between transmission power and capacity of an underwater acoustic communication channel In OCEANS 2008-MTS/IEEE Kobe Techno-Ocean, pp 1–6 IEEE [75] Stojanovic, M (October 2007) On the relationship between capacity and distance an underwater acoustic communication channel ACM SIGMOBILE Mobile Computing and Communications Review (MC2R), vol.11, no 4, pp 34–43 [76] Stojanovic, M and J Preisig (2009) Underwater acoustic communication chan- nels: Propagation models and statistical characterization IEEE Communications Magazine 47 (1), 84–89 [77] Tomasi, B., G Zappa, K McCoy, P Casari, and M Zorzi (2010).Experimental study 102 of the space-time properties of acoustic channels for underwater communica- tions In OCEANS 2010 IEEE-Sydney, pp 1–9 IEEE [78] Tuteur, F., H Tung, and J Zornig (1980) Asymmetric doppler amplitudes in the surface scatter channel for crosswind transmitter–receiver geometry The Journal of the Acoustical Society of America 68 (4), 1184–1192 [79] Urick, R J (1967) Principles of underwater sound for engineers Tata McGraw- Hill Education [80] Van Walree, P (2011) Channel sounding for acoustic communications: techniques and shallow-water examples Norwegian Defence Research Establishment (FFI), Tech Rep FFI-rapport [81] Van Walree, P., T Jenserud, and R Otnes (2010) Stretched-exponential doppler spectra in underwater acoustic communication channels The Journal of the Acous- tical Society of America 128 (5), EL329–EL334 [82] Van Walree, P., T Jenserud, M Smedsrud, et al (2008) A discrete-time channel simulator driven by measured scattering functions IEEE Journal on Selected Areas in Communications 26 (9), 1628–1637 [83] Van Walree, P., R Otnes, et al (2013) Ultrawideband underwater acoustic communication channels IEEE Journal of Oceanic Engineering 38 (4), 678–688 [84] Walker, D (2000) Experimentally motivated model for low grazing angle radar doppler spectra of the sea surface IEE Proceedings-Radar, Sonar and Naviga- tion 147 (3), 114–120 [85] Watts, S., L Rosenberg, S Bocquet, and M Ritchie (2016) Doppler spectra of medium grazing angle sea clutter; part 1: characterisation Radar, Sonar Navigation, IET 10 (1), 24–31 [86] H Bolcskei, "MIMO-OFDM Wireless Systems: Basics, Perspectives, and Challenges," IEEE Wireless Communication, August 2006 [87] Ming Jiang and Lajos Hanzo, “Multiuser MIMO-OFDM for Next-Generation Wireless Systems”, Proceedings of the IEEE, Vol 95, No.7, July 2007 [88] Helmut Bolckei ETH Zurich, “MIMO-OFDM Wireless Systems: Basics, Persectives and Challenges”, IEEE Wireless Communications, August 2006 [89] “MIMO-OFDM Wireless Communications with Matlab, Yong Soo Cho”, Jaekwon Kim, Won Young Yang, Chung G.Kang, IEEE Press, John Wiley & Sons (Asia) Pte Ltd, 2018 103 [90] S Azeez, B Das, “Performance Analysis of Underwater Acoustic Communication System with Massive MIMO-OFDM,” Evolution in Signal Processing and Telecommun Networks, vol 839 Springer, 2022, pp 315–324 [91] S.S Ganesh, S Rajaprakash, “Study and Comparision of “MIMO-OFDM” Under Acoustic Communication Systems,” Lecture Notes in Networks and Systems, vol 351 Springer, Singapore, 2022 [92] Li, Y.; Li, Y.; Chen, X.; Yu, J.; Yang, H.; Wang, L A New Underwater Acoustic Signal Denoising Technique Based on CEEMDAN, Mutual Information, Permutation Entropy, and Wavelet Threshold Denoising Entropy 2018, 20, 563 https://doi.org/10.3390/e20080563 [93] Chang, S.; Li, Y.; He, Y.; Wang, H Target Localization in Underwater Acoustic Sensor Networks Using RSS Measurements Appl Sci 2018, 8, 225 https://doi.org/10.3390/app8020225 [94] Yang, H.; Shen, S.; Yao, X.; Sheng, M.; Wang, C Competitive Deep-Belief Networks for Underwater Acoustic Target Recognition Sensors 2018, 18, 952 https://doi.org/10.3390/s18040952 [95] Muhammed, D.; Anisi, M.H.; Zareei, M.; Vargas-Rosales, C.; Khan, A Game TheoryBased Cooperation for Underwater Acoustic Sensor Networks: Taxonomy, Review, Research Challenges and Directions Sensors 2018, 18, 425 https://doi.org/10.3390/s18020425 [96] Wang, X.; Liu, A.; Zhang, Y.; Xue, F Underwater Acoustic Target Recognition: A Combination of Multi-Dimensional Fusion Features and Modified Deep Neural Network Remote Sens 2019, 11, 1888 https://doi.org/10.3390/rs11161888 [97] S H Park, P D Mitchell and D Grace, "Reinforcement Learning Based MAC Protocol (UW-ALOHA-Q) for Underwater Acoustic Sensor Networks", IEEE Access, vol 7, pp 165531-165542, 2019 [98] T Polonelli, D Brunelli and L Benini, "Slotted ALOHA overlay on lorawan: a distributed synchronization approach", Proceedings of the 16th IEEE International Conference on Embedded and Ubiquitous Computing (EUC 2018), pp 1-7, 2018 [99] E Khatter and D Ibrahim, "Proposed ST-Slotted-CS-ALOHA Protocol for Time Saving and Collision Avoidance", ISeCure-The ISC International Journal of Information Security, vol 11, no 3, pp 67-72, 2019 [100] E Hemalatha, M Dhamodaran and E Punarselvam, "Robust Data Collection with Multiple Sink Zone in 3-D Underwater Sensor Networks", International Journal on Applications in Basic and Applied Sciences, vol 5, no 1, pp 8-14, December 2019 104 [101] Hu, G.; Wang, K.; Liu, L Underwater Acoustic Target Recognition Based on Depthwise Separable Convolution Neural Networks Sensors 2021, 21, 1429 https://doi.org/10.3390/s21041429 [102] X Luo and Y Feng, "An Underwater Acoustic Target Recognition Method Based on Restricted Boltzmann Machine", Sensors, vol 20, pp 5399, 2020 [103] J Yan, Y Gong, C Chen, X Luo and X Guan, "AUV-aided localization for Internet of underwater things: A reinforcement-learning-based method", IEEE Internet Things J., vol 7, no 10, pp 9728-9746, Oct 2020 [104] S Zheng, G Duan and B Xia, "Underwater acoustic positioning based on valleychirality locked beam of sonic system", Int J Mech Sci., vol 174, May 2020 [105] D Wei et al., "Dynamic magnetic induction wireless communications for autonomousunderwater-vehicle-assisted underwater IoT", IEEE Internet Things J., vol 7, no 10, pp 9834-9845, Oct 2020 105