Phương phâp nghiín cứuNội dung1: Nghiín cứu tổng quan về hệ UAV hai chiều, SPC, NOMA- Câch tiếp cận: Đọc vă tổng hợp tăi liệu liín quan, khảo sât câc hệthống hiện có trong vă ngoăi nước.
Bộ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HÔ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÃI KHOA HỌC KẾT QUẢ THựC HIỆN ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÁP TRƯỜNG Tên đề tài: Performance Analysis of Two-way UAV-Aided Systems with Short Packet Communications Mã số đề tài: 22/2DT02 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Tiến Tùng Đon vị thực hiện: Khoa Cơng Nghệ Điện Tử Tp Hồ Chí Minh, 2023 LỜI CẢM ƠN Đe tài thực tài trợ Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh với mã số 22/2DT02 PHẦN I THƠNG TIN CHUNG I Thơng tín tổng qt 1.1 Tên đề tài: Performance Analysis of Two-way UAV-Aided Systems with Short Packet Communications 1.2 Mã số: 22/2DT02 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài Họ tên Vai trò thực đề Đơn vị công tác TT tài (học hàm, học vị) Nguyễn Tiến Tùng (TS) Khoa Công Nghệ Điện Tử Chủ nhiệm Nguyễn Tấn Lộc (TS) Khoa Công Nghệ Điện Tử Thành viên Lê Văn Hùng (ThS) Khoa Công Nghệ Điện Tử Thành viên Nguyễn Anh Vinh (TS) Khoa Công Nghệ Điện Tử Tham gia 1.4 Đon vị chủ trì: Khoa Cơng Nghệ Điện Tử 1.5 Thịi gian thực hiện: 1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 03 năm 2023 đến tháng 03 năm 2024 1.5.2 Gia hạn (nếu có): 1.5.3 Thực thực tế: từ tháng năm 2023 đến tháng 12 năm 2023 1.6 Nhũng thay đỗi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): (về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết nghiên cứu tẻ chức thực hiện; Nguyên nhân; Ý kiến Cơ quan quản ỉý) 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: 60.000.000 VNĐ (Sáu mươi triệu đồng) II Két nghiên cứu Đặt vấn đề Hiện truyền thông không dây sử dụng thiết bị bay không người lái (unmanned aerial vehicle-UAV) cộng đồng khoa học quan tâm lĩnh vực dân qn tính di động, triển khai nhanh chóng, đặc biệt khu vực mơi trường khơng có bị hạn chế sở hạ tầng thông tin liên lạc khu vực đồi núi hiểm trở, khu vực sau thiên tai mạng lưới liên lạc bị phá hủy Ngoài ra, gần kỹ thuật truyền thông mạng không dây chủ đề thu hút giới học thuật truyền tin gói ngắn (short packet communication-SPC) khả giảm độ trễ việc truyền thông tin tăng độ tin cậy Ngoài ra, kỹ thuật mang tên đa truy cập phi trực giao (NOMA) giới học thuật quan tâm khả sử dụng hiệu băng tần Việc nghiên cứu kết hợp hệ thống ƯAV kỹ thuật SPC, NOMA cần thiết tận dụng ưu hệ thống UAV SPC NOMA Hon để tăng khả sử dụng hiệu nguồn tài nguyên phổ tần, mạng ƯAV (two-way) hai chiều kết hợp SPC đề xuất Dựa mơ hình này, hệ thống tốn học mơ tả trình bày nhằm phục vụ đánh giá hiệu hệ thống tỷ lệ lỗi khối bít (BLER), đồng thời đánh giá hiệu hệ thống thay đổi thông số độ cao UAV, hệ số phát công suất nút phát hệ Sau đó, mơ dựa phưong pháp Monte-Carlo để kiểm chứng công thức toán học dẫn thể kết thu cuối rút đánh đề xuất định hướng Mục tiêu a Mục tiêu tổng quát: So với cơng trình trước tập trung vào nghiên cứu UAV UAV kết hợp NOMA, tập trung vào đánh giá hệ SPC, chúng tơi nghiên cứu mơ hình UAV hai chiều kết hợp NOMA, SPC trình bày hình Trong mơ hình này, UAV đóng vai trị nút chuyển tiếp hỗ trợ truyền tín cho hai nút nguồn Si, S2 Hệ bao gồm hai pha truyền tín hiệu, pha thứ hai nguồn phát truyền tín hiệu chúng đồng thời tới UAV cách sử dụng kỹ thuật NOMA, sau UAV xử lý truyền hai tín hiệu tới hai nút nguồn pha thứ hai dựa kỹ thuật ƯAV Để đánh giá hệ thống đề xuất này, dựa thông số xác suất lỗi khối bit BLER cho hai nút nguồn Đồng thời, để minh chứng ưu thé mơ hình, chúng tơi so sánh hiệu hệ đề xuất dựa vào kỹ thuật NOMA với hệ tưong tự sử dụng kỹ thuật truy cập trực giao (OMA) b Mục tiêu cụ thể: - Nghiên cứu tổng quan ƯAV hai chiều, SPC, NOMA - Đe xuất mơ hình nghiên cứu kết hợp ƯAV hai chiều, SPC, NOMA - Phân tích dẫn công thức để đánh giá hiệu mơ hình đề xuất Mơ (Matlab) theo phương pháp Monte Carlo so sánh với kết toán học chứng minh Phương pháp nghiên cứu Nội dung 1: Nghiên cứu tổng quan hệ UAV hai chiều, SPC, NOMA - Cách tiếp cận: Đọc tổng hợp tài liệu liên quan, khảo sát hệ thống có ngồi nước - Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Đọc tài liệu, phân tích đánh giá, thực tính tốn mơ lại mơ hình thuật tốn đề xuất - Kết dự kiến: Báo cáo nghiên cứu tổng quan Nội dung 2: Đe xuất mơ hình nghiên cứu kết hợp UAV hai chiều, SPC, NOMA - Cách tiếp cận: Dựa nghiên cứu tổng quan, đề mơ hình truyền thơng kết hợp ƯAV hai chiều, SPC, NOMA - Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Đọc tài liệu, phân tích đánh giá - Kết dự kiến.' Xây dựng tốn học cho mơ hình 1.1 Nội dung 3: Phân tích dẫn cơng thức để đánh giá hiệu mơ hình đề xuất - Cách tiếp cận: Dựa nghiên cứu tổng quan mơ hình đề xuất cơng thức tốn học xây dựng - Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Đọc tài liệu, phân tích đánh giá - Két dự kiến: Dan công thức đánh giá hiệu tốc độ lỗi khối bít (BLER) Nội dung 4: Mô (Matlab) so sánh - Cách tiếp cận: Dựa lý thuyết nghiên cứu được, cơng thức thể tốc độ lỗi khối bít dẫn ra, viết chương trình mơ - Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Viết chương trình, chạy thử, phân tích chỉnh sửa, đánh giá tính xác cơng thức dẫn - Kết dự kiến: Chương trình mơ Nội dung 5: Nộp báo chỉnh sửa theo yêu cầu phản biện - Cách tiếp cận: Tổng hợp viết báo cáo - Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Viết báo cáo kết thực gồm chi tiết chứng minh toán học để dẫn cơng thức, kết mơ phỏng, phân tích đánh giá chỉnh sửa nội dung theo yêu cầu phản biện - Kết dự kiến: Bài báo quốc tế thuộc ISI Tổng két kết nghiên cứu Kết để tài đạt được: V Nghiên cứu tổng quan hệ thống ƯAV, NOMA, SPC V Tìm vấn đề chưa giải liên quan tới ƯAV, NOMA, SPC, đề xuất mơ hình xây dựng cơng thức tốn học để đánh giá V Phân tích dẫn công thức để đánh giá hiệu xác suất lỗi khối bit (BLER) mô hình đề xuất V Mơ (Matlab) theo phương pháp Monte Carlo so sánh với kết toán học chứng minh V Một báo khoa học công bố tạp chí quốc tế Computer Networks Đánh giá két đạt kết luận Các két sản phẩm đáp ứng yêu cầu đề thuyết minh Tóm tắt két (tiếng Việt tiếng Anh) Trong báo này, nghiên cứu hệ thống hỗ trợ máy bay khơng người lái (ƯAV) hai chiều, hai nguồn liên lạc với với hỗ trợ UAV chuyển tiếp Hai phương thức truyền dẫn đường xuống bao gồm đa truy cập không trực giao (NOMA) mã hóa mạng (NC) nghiên cứu theo chế độ độ dài khối hữu hạn Xem xét việc loại bỏ nhiễu liên tiếp khơng hồn hảo (SIC), chúng tơi rút biểu thức xác gần tỷ lệ lỗi khối trung bình (BLER) hệ thống Đặc biệt, đề xuất giải pháp tối đa hóa thơng lượng hệ thống cách tối ưu hóa độ dài gói tin Ngồi ra, định lượng tác động tham số hệ thống đến BLER, bao gồm công suất phát, hệ số phân bổ công suất độ cao ƯAV Các kết chứng minh độ chênh lệch hiệu hệ thống dựa NOMA NC không đáng kể In this paper, we investigate a two-way unmanned aerial vehicle (UAV)-aided system, where two sources communicate with each other with the aid of an UAV relay Two downlink transmission schemes consisting of non-orthogonal multiple access (NOMA) and network coding (NC) have been studied under finite blocklength regime Considering imperfect successive interference cancellation (SIC), we have derived the exact and approximate expressions of the systems’ average block-error rates (BLERs) In particular, we propose a solution to maximize system throughput by optimizing packet length In addition, we have also quantified the effects of the system parameters on the BLER performance, including the transmit power, the power allocation coefficients, and the UAV’s altitude Numerical results demonstrate that the performance gap between the NOMA-based and NC-based systems is negligible III Sản phẩm đề tài, công bố két đào tạo 3.1 Kết nghiên cứu (sản phẩm dạng 1,2,3) Yêu cầu khoa học hoặc/và tiêu TT Tên sản phẩm Two-way UAV-aided kinh tế - kỹ thuật systems with short Đăng ký Đạt ISI, Q1 ISI, Q1 packet communications Ghi chú: - Các ấn phẩm khoa học (bài báo, báo cáo KH, sách chuyên khảo ) dược chấp nhân có ghi nhận địa cảm ơn trường ĐH Công Nghiệp Tp HCM cấp kính phí thực nghiên cứu theo quy định - Các ấn phẩm (bản photo) đính kèm phần phụ lục minh chứng cuối báo cáo (đối với ấn phẩm sách, giáo trình cần có photo trang bìa, trang trang cuối kèm thông tin định số hiệu xuất bản) 3.2 Kết đào tạo Thòi gian TT Họ tên Tên đề tài thực đề tài Tên chuyên để NCS Đã bảo vệ Tên luận văn Cao học Nghiên cứu sinh Học viên cao học Sinh viên Đại học Ghi chú: - Kèm photo trang bìa chuyên để nghiên cứu sinh/ luận văn/ khóa luận bằng/giấy chứng nhận nghiên cứu sinh/thạc sỹ học viên bảo vệ thành công luận án/ luận văn; (thể phần cuối báo cáo khoa học) IV Tình hình sử dụng kinh phí Kinh phí Kỉnh phí Ghi T Nội dung chi T A Chi phí trực tiếp Th khốn chun mơn Nguyên, nhiên vật liệu, Thiết bị, dụng cụ Cơng tác phí Dịch vụ thuế Hội nghị, hội thảo,thù lao nghiệm thu kỳ In ấn, Văn phịng phẩm Chi phí khác duyệt thực (triệu đồng) (triệu đồng) 58.452.700 58.452.700 1.547.300 1.547.300 B Chi phỉ gián tiếp Quản lý phí Chi phí điện, nước Tổng số 60.000.000 60.000.000 V Kiến nghị (về phát triển kết nghiên cứu đề tài) VI Phụ lục sản phẩm (liệt kê minh chứng sản phẩm nêu Phần III) Tp HCM, ngày Chủ nhiệm đề tài Phịng QLKH&HTQT tháng năm 2023 Khoa Cơng Nghệ Điện Tử Trưỏng (đon vị) (Họ tên, chữ ký) TS.Nguyễn Tiến Tùng TS Mai Thăng Long PHẦN II BÁO CÁO CHI TIÉT ĐỀ TÀI NGHIÊN cứu KHOA HỌC (báo cáo tổng kết sau nghiệm thu, bao gồm nội dung góp ý hội đồng nghiệm thu) DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT 11 DANH SÁCH HÌNH ẢNH 12 Chương GIỚI THIỆU 13 Chương MƠ HÌNH HỆ THỐNG 19 2.1 Đường truyền lên 21 2.2 Đường truyền xuống 21 Chương TỔI Ưu VÀ PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG 233 3.1 CDFscuaSINRs 235 3.2 Phân tích lỗi khối trung bình 25 3.3 Tối ưu thông lượng 28 Chương KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ 31 Chương KẾT LUẬN 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO .3842 Sản phẩm nghiên cứu (bài báo, vẽ, mơ hình .) 45 10