Giảm nhiễu trong thông tin băng rộng thế hệ sau

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG NGUYỄN HOÀNG LINH GIẢM NHIỄU TRONG THÔNG TIN BĂNG RỘNG THẾ HỆ SAU Chuyên ngành : Kỹ thuật Viễn thông Mã số : 62.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2015 Công trình hoàn thành tại: Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Hoàng Minh PGS.TS Lê Hữu Lập Phản biện 1:……………………………………………………………………………………………………… Phản biện 2: ……………………………………………………………………………………………………… Phản biện 3: ……………………………………………………………………………………………………… Luận án bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tại: Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông Vào lúc:……………giờ,……… ngày……… tháng……… năm……… Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông MỞ ĐẦU Mạng viễn thông trình phát triển có tính toàn cầu sang mạng WCDMA diện rộng, đa dịch vụ tương tác thời gian thực Nhưng, tính đa dạng cấu trúc tài nguyên mạng không đồng công nghệ, chủng loại thiết bị, môi trường truyền thông, v.v dẫn đến tồn nhiều hình thái khác can nhiễu Tất yếu, nhà quản trị cung cấp dịch vụ mạng phải đối mặt với vấn đề liên quan đến can nhiễu theo nghĩa rộng trình phát triển, nâng cấp hệ mạng bảo đảm an toàn thông tin, an ninh mạng, cung cấp chuẩn QoS khác trình quản trị cung cấp dịch vụ Các nhà quản trị mạng, cung cấp dịch vụ viễn thông Việt Nam trình chuyển đổi lên hệ mạng NGN 3G cao phải đối mặt với vấn đề can nhiễu theo nghĩa rộng nêu Vì vậy, vấn đề “làm giảm ảnh hưởng can nhiễu lên hệ thống thông tin” có tính “muôn thuở” trở nên quan trọng trình thực hóa đặc tính mạng WCDMA diện rộng, đa dịch vụ tương tác thời gian thực; bảo đảm cung cấp QoS ký kết Mục tiêu, đối tượng nghiên cứu phạm vị nghiên cứu Với mục tiêu đề xuất giải pháp giảm can nhiễm phù hợp với điều kiện triển khai mạng CDMA Việt Nam, luận án nghiên cứu can nhiễu xuất hiện, tác động đến thành phần khác phát triển mạng WCDMA từ 3G trở lên, đề xuất giải pháp thích hợp nhằm làm giảm ảnh hưởng can nhiễu lên hệ thống thông tin Đối tượng nghiên cứu công trình giới hạn loại can nhiễu làm xuất hệ thống thành phần cấu thành tài nguyên tượng phi tuyến khác nhau; loại can nhiễu xuất kênh truyền môi trường truyền thông đa đường, phân tán Nhiệm vụ nghiên cứu Để thực mục tiêu trên, nhiệm vụ nghiên cứu nghiên cứu sinh thực nhận xét mang tính định tính thu gồm: - Nghiên cứu, tổng quát can nhiễu tác động lên tài nguyên mạng, xuất can nhiễu trình “WCDMA 3G hóa” tạo giải pháp xử lý, làm giảm tác động chúng tác giả trước đề cập - Nghiên cứu phương pháp mô tả, xử lý tượng phi tuyến, giải pháp tăng tốc độ xử lý thông tin đề xuất tương ứng tác giả trước - Nghiên cứu can nhiễu liên quan đến quản trị mạng giải pháp tác giả khác đề xuất Phương pháp nghiên cứu Trên sở định hướng giải vấn đề nhiệm vụ nghiên cứu nêu trên, nghiên cứu sinh dựa công cụ toán học lý thuyết toán học xác suất, kỹ thuật xử lý tín hiệu, lý thuyết quản trị mạng phương pháp tính Công cụ sử dụng để mô hệ thống hệ giả lập để chứng minh tính đắn mặt lý thuyết Cấu trúc luận án Các nội dung nghiên cứu dẫn đến kết đạt đóng góp luận án trình bày chương, mục theo bố cục sau: Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chương 2: Đánh giá tham số hệ phi tuyến trường hợp WCDMA hệ Chương 3: Đề xuất áp dụng giải pháp giảm can nhiễu sở mô hình giảm bậc Chương 4: Đề xuất áp dụng giải pháp giảm can nhiễu quản trị hệ thống mạng Kết luận định hướng nghiên cứu Hà Nội, tháng 10 năm 2015 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Tóm tắt: Chương giới thiệu tổng quan hệ thống WCDMA hệ mới, hệ thống đóng vai trò chủ chốt mạng thông tin băng rộng, phân tán, đa tương tác thời gian thực Trong đó, gồm yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống tổn hao, can nhiễu biết hệ từ 2G trở lại can nhiễu sinh để xác định giải pháp mang tính kế thừa đề xuất tác giả trước vấn đề cần quan tâm giải 1.1 GIỚI THIỆU Trong chương này, thông tin liên quan đến hệ thống thông tin băng rộng (WCDMA), loại nhiễu, nhiễu phương pháp luận tóm lược trình bày động lực vấn đề nghiên cứu 1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN BĂNG RỘNG 1.2.1 Đặc trưng kỹ thuật cấu hình hệ thống WCDMA (i.) Sử dụng hiệu cao tần số: Trong khả dung lượng hệ thống sử dụng kỹ thuật đa truy nhập TDMA FDMA nhau, kỹ thuật đa truy nhập CDMA cho phép sử dụng hiệu cao tần số (ii.) Quản lý tần số tùy ứng: Hệ thống CDMA cho phép ô liền kề chia sẻ chung tần số, không cần kế hoạch phân chia tần số (iii.) Công suất phát trạm thấp: Hệ thống CDMA cho phép cải thiện hiệu thu, giảm công suất phát trạm áp dụng kỹ thuật RAKE (iv) Sử dụng tài nguyên độc lập đường lên đường xuống (v) Phạm vi tốc độ liệu: Băng rộng WCDMA đem lại hiệu sử dụng dịch vụ có kết hợp thay đổi dịch vụ tốc độ thấp dịch vụ tốc độ cao (vi) Cải thiện cách giải tượng đa đường phân tập 1.2.2 Phân bổ tần số yêu cầu hệ thống 3G Hầu hết hệ thống WCDMA sử dụng phổ tần khoảng 2GHz, 1920Mhz 1980Mhz cho tuyến lên, 2110Mhz-2170Mhz cho tuyến xuống Tuy nhiên, hệ WCDMA sử dụng băng tần hệ 2G GSM hay CDMA, băng tần IMT-2000 xung quanh 2.6GHz, phổ tổng cộng 190MHz, phân bổ tần số quanh 2,6GHz 1.2.3 Các loại tổn hao, nhiễu thường gặp a.) Tổn hao pha đinh Các tín hiệu phát truyền qua nhiều đường khác gây tiêu hao biên độ, trễ thời gian, dịch pha có góc tới khác đến máy thu Gồm loại: pha đinh Rayleigh, pha đinh Rican b.) Nhiễu nhiều đối tượng Có thể phân can nhiễu hệ thống thông tin có nhiều đối tượng dùng chung hạ tầng thành hai loại: Can nhiễu kênh can nhiễu kênh cận kề c.) Can nhiễu xuyên điều chế Khi hai hay nhiều tín hiệu trộn phần tử phi tuyến tạo đầu thành phần tần số 6 d.) Xuyên điều chế 2G 3G Một hệ thống có chứa phần tử phi tuyến có tín hiệu qua tạo sóng hài Tổ hợp sóng hài đầu hệ thống tương tự hệ thống phát xạ giả 1.2.4 Ảnh hưởng can nhiễu xuyên điều chế Khi hai nhiều tín hiệu trộn phần tử phi tuyến tạo đầu thành phần tần số mới, làm suy giảm hiệu hệ thống, trường hợp: (i) Các hài bậc 2, 3, đầu vào có hai tín hiệu tần số khác (ii) Xuyên điều chế bậc ba tín hiệu vào Ảnh hưởng xuyên điều chế xem xét sở vị trí phát sinh xuyên điều chế: máy thu máy phát 1.2.5 Can nhiễu xâm nhập mạng trái phép Mạng viễn thông nói chung đích nhắm công phá hoại Những kiểu công phân tán mức độ cao, có khả phối hợp công vào dịch vụ, máy chủ hạ tầng mạng gây ảnh hưởng xã hội nghiêm trọng, trở thành loại tội phạm nghiêm trọng bậc Tấn công mạng dựa chủ yếu vào lỗ hổng phần mềm, giao thức mạng sở hạ tầng Có hai kiểu công phổ biến mạng Internet Đó công từ chối dịch vụ (DoS) công kiểu sâu internet 1.3 CÁC GIẢI PHÁP DO CÁC TÁC GIẢ TRƯỚC ĐỀ XUẤT 1.3.1 Giải pháp để giảm thiểu can nhiễu dùng chung hạ tầng Nhiễu dùng chung sở hạ tầng gồm nhiễu phân bổ tần số nhiễu nhiều đối tượng dùng chung sở hạ tầng Các giải pháp thuộc nhóm đề xuất sở nhận định rằng, hệ thống thông tin GSM hệ thống UMTS, sử dụng chung hạ tầng gây can nhiễu lẫn thông qua nhiều chế để giảm thiểu ảnh hưởng lẫn chúng, giải pháp thường sử dụng trình quy hoạch phát triển mạng Các giải pháp phân nhóm: (i) Về vị trí lựa chọn cấu hình anten; (ii) Phân bổ vùng phủ sóng dịch vụ, (iii) Thiết lập kế hoạch tần số 1.3.2 Giải pháp để giảm thiểu tổn hao truyền dẫn pha đinh Liên quan đến việc hạn chế tác động tượng tổn hao truyền dẫn pha đinh, có nhiều công trình nghiên cứu phân nhóm thành: - Nhóm giảm can nhiễu máy thu RAKE với công trình đặc trưng tập trung tìm cấu trúc máy thu để hạn chế pha đinh Chất lượng máy thu cải thiện đáng kể trước tác động pha đinh, chi phí tương đối lớn - Nhóm dùng thu phân tập dàn anten thích nghi với tư tưởng đạo đầu thu tạo hệ thống thu song song, đưa tín hiệu thu khác chọn tín hiệu có mức lớn - Nhóm nghiên cứu điều chế cân chống pha đinh không mới, áp dụng vào trường hợp cụ thể, nhiều vấn đề cần giải Trong đó, nghiên cứu sử dụng kết hợp điều chế thích nghi với cân kênh hướng nghiên cứu quan tâm giai đoạn 7 1.3.3 Giải pháp bảo vệ mạng an toàn thông tin a.)Phòng thủ DoS dựa mạng Proxy Những chế phòng thủ cố gắng chặn công DoS cách lọc lưu lượng công mức định tuyến Tuy nhiên, khó xác định, phân biệt xác công với gói tin bình thường công ngày tinh vi Điều đòi hỏi hệ thống phòng thủ dựa lọc phải điển hình hóa chi tiết theo công DoS b.)Phòng chống sâu internet Trước công sâu Internet, kỹ thuật bảo vệ khác đề xuất phân thành ba lớp: Phòng ngừa, xử lý ngăn chặn c.) Các giải pháp an toàn thông tin Sử dụng mô mạng mức gói trực tuyến cho phép nghiên cứu chi tiết mạng lưới, động học ứng dụng, hành vi phản ứng mạng, giao thức ứng dụng 1.3.4 Nhận xét đề xuất có a.)Về nhóm giải pháp Hầu hết giải pháp làm giảm tác động can nhiễu tới hệ thống viễn thông NGN đề xuất điều kiện cụ thể, không quan tâm tới yếu tố mang tính thời gian thực khác (mỗi đề xuất quan tâm tới nhiều khâu trình nâng cấp hệ mạng NGN) Mọi giải pháp đề xuất dựa sở chất xuất tượng phi tuyến có ưu điểm, hạn chế khác b.) Về việc tăng tốc độ tính toán Hầu hết đề xuất liên quan đến giảm tác động can nhiễu hệ động học phi tuyến hệ thống mạng NGN tập trung vào việc tăng tốc độ hội tụ tính toán nhằm đáp ứng thời gian thực 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU Can nhiễu bắt nguồn nội hệ thống xâm nhập từ bên Ở trạm gốc WCDMA tất công suất thu công suất tín hiệu mong muốn gồm tín hiệu truy cập trái phép sai sót tác nghiệp coi can nhiễu theo nghĩa rộng Nghiên cứu áp dụng công nghệ, kỹ thuật tiên tiến để giảm thiểu can nhiễu tác động lên hệ thống thông tin di động mục tiêu nghiên cứu luận án Nhằm đạt mục tiêu đó, luận án tập trung nghiên cứu nội dung sau đây: (i) Nghiên cứu phương pháp đánh giá tham số hệ thống theo chuỗi khối lý thuyết hệ thống, áp dụng để xây dựng mô hình kênh truyền dẫn phi tuyến sử dụng nghiên cứu, đề xuất giải pháp giảm thiểu can nhiễu (ii) Nghiên cứu đề xuất giải pháp sử dụng nguyên lý cân thích nghi, áp dụng mạng nơron nhân tạo để xây dựng cân (iii) Nghiên cứu đề xuất giải pháp kết hợp điều chế thích nghi với cân thích nghi sử dụng mạng nơron nhân tạo 8 (iv) Điều chế nhiễu loạn (áp dụng lý thuyết hệ động học phi tuyến) Chương 2: ĐÁNH GIÁ THAM SỐ MÔ HÌNH HỆ PHI TUYẾN TRONG TRƯỜNG HỢP WCDMA THẾ HỆ MỚI Tóm tắt: Trong chương này, tổng quan phương pháp đánh giá tham số chất phi tuyến riêng biệt, thường áp dụng công trình nghiên cứu trình bày trước tiên Sau đó, phương pháp đánh giá tham số hệ phi tuyến mô tả không gian trạng thái áp dụng hệ thống MIMO làm sở để trình bày đề xuất nhằm tăng tốc độ tính tham số mô hình; phương pháp giảm bậc mô hình nhìn theo góc độ giải thuật cấu trúc mô hình giảm bậc tương ứng 2.1 MỞ ĐẦU Trong chương này, phương pháp triển khai theo chuỗi (nhiễu xạ) đánh giá theo khối tham số biến thiên không gian trạng thái để tuyến tính hóa hệ thống động lực phi tuyến trình bày làm sở để đề xuất mô hình giảm bậc 2.2 QUY TRÌNH TUYẾN TÍNH HÓA THEO CHUỖI 2.2.1 Về phương pháp chuỗi hàm: Volterra nghiên cứu hàm phi tuyến biểu diễn: y (t ) = F [(u (t ′); t ′ ≤ t ] = ∞ ∑∫ n =1 Ω n … ∫ hn (τ ,…,τ n )∏ u (t - τ i ) dτ i = i =1 ∞ ∑ w (t ) i (2.2) n =1 đó, hàm hn(.,.) liên tục, giới hạn τi gọi nhân (kernel) Khi nhân đối xứng theo biến hệ có tính nhân quả, hi(.,.) = với τ i ≤ Sự hội tụ chuỗi Volterra tín hiệu đầu vào tiền định nhiễu xạ bất định xác định 2.2.2 Phương pháp Wiener thuật trình liên quan Wiener xét toán nhận dạng hệ thống phi tuyến phát triển phương pháp Trong Wiener 1, áp dụng ý tưởng biểu diễn thành phần chuỗi hàm theo chuỗi Fourier-Hermite Wiener phiên phương pháp Barrett , diễn giải thuật toán vi phân lấy hàm chuyển động Brown làm mẫu cho trình nhiễu trắng Gauss sử dụng thủ tục trực giao hóa Gram-Schmidt để xây dựng chuỗi hàm French Butz phát triển thuật toán sở khai thác nhân Wiener dạng hàm Walsh Hệ phi tuyến mô tả dạng tập nhân chứa thuật toán tích chập việc nhận dạng thực sử dụng phép biến đổi Walsh-Fourier nhanh Việc biểu diễn chuỗi hàm theo ý tưởng Wiener nhiều tác giả nghiên cứu; đáng ý Barrett, Bose, Brillian, Flake, George, Harris, Singleton, Yasui Những đóng góp khác liệt kê tài liệu Barrett tổng hợp, kể toán tử tích phân, toán tử Hammerstein Uryson 9 2.2.3 Phương pháp chuỗi Volterra Nghiệm toán nhận dạng dựa chuỗi Volterra bao gồm phép đo giá trị nhân Katzenelson Gould dùng quy trình lặp trình tối ưu liên tiếp, Hsieh đề xuất kỹ thuật gradient, Alper Eykhoff xét theo thời gian rời rạc 2.2.4 Các kỹ thuật miền tần số Phương pháp tương tự thuật toán Lee Schetzen miền thời gian làm giảm đáng kể số lượng tính toán Barker Davy chứng tỏ tính ước lượng hai nhân Volterra sử dụng kỹ thuật khai triển Fourier với tín hiệu đầu vào bậc ba giả ngẫu nhiên 2.3 ƯỚC LƯỢNG THAM SỐ HỆ PHI TUYẾN THEO KHỐI Phần trình bày phương pháp sử dụng lý thuyết hệ thống sở mô tả động học không gian trạng thái đông đảo thừa nhận khả áp dụng với hầu hết trường hợp phi tuyến 2.3.1 Mô hình tuyến tính hóa rời rạc mô tả hệ phi tuyến Một hệ phi tuyến rời rạc theo thời gian không gian trạng thái mô tả bởi: xk +1 = f ( xk , uk ) yk = g ( xk , uk ) n m l đó, thời điểm rời rạc k, xk ∈ℝ trạng thái, uk ∈ℝ đầu vào, yk ∈ℝ đầu hệ thống, f g vectơ hàm phi tuyến 2.3.2 Về tích Khatri-Rao hai ma trận khối Tích Khatri-Rao ký hiệu ⊙ hai ma trận tùy ý định nghĩa theo cột r ×q p×q tương ứng mi ni (i = 1, 2, …, q) M ∈ ℝ N ∈ ℝ sau: M ⊙ N =  m1 ⊗ n1 m2 ⊗ n2 mq ⊗ nq  2.3.3 Ước lượng tham số mô hình rời rạc theo khối Các phương pháp ước lượng tham số mô hình theo khối gồm nhóm Nhóm thứ lấy mục tiêu tìm lại không gian cột ma trận quan sát sử dụng cấu trúc bất biến trượt ma trận để ước lượng ma trận A C Mục tiêu nhóm thứ ước lượng chuỗi trạng thái hệ sử dụng ước lượng để đánh giá hệ Phương pháp theo khối không yêu cầu tham số hóa hệ, tính toán không phức tạp phù hợp với hệ đa biến tuyến tính bất biến theo thời gian (LTI) Đối với hệ LPV, ma trận quan sát cấu trúc trượt bất biến hệ LTI, nên mục tiêu nhận dạng theo khối ước lượng dãy trạng thái 2.3.4 Các phương pháp nhận dạng Cách sử dụng liệu đo lường để ước lượng dãy trạng thái khác sinh phương pháp nhận dạng khác 10 a.) Phương pháp nhận dạng theo khối Phương pháp nhận dạng theo khối sử dụng tập ma trận liệu Một tập gồm ma trận xuất phát thời điểm j=0, sử dụng để ước lượng dãy trạng thái Tập lại gồm ma trận xuất phát thời điểm j=k, sử dụng để nhận dạng hệ b.) Phương pháp nhận dạng theo khối Phương pháp theo khối dựa sở tập ma trận liệu (so với phương pháp nhận dạng theo khối, ma trận liệu thay đổi k mẫu tập ma trận liệu đưa thêm vào) c.) Phương pháp nhận dạng theo khối giai đoạn Cách sử dụng tập ma trận liệu thiết lập theo phương pháp khối để ước lượng dãy trạng thái theo giai đoạn biết đến phương pháp nhận dạng theo khối giai đoạn Ba tập ma trận thiết lập gồm tập khởi tạo từ j=0 (biến công cụ thêm vào), tập khác khởi tạo từ j=k (sử dụng để ước lượng X 2k theo giai đoạn) tập thứ khởi tạo từ j=2k (sử dụng để nhận dạng ma trận hệ thống) Với hệ tuyến tính hóa cách biến đổi tham số, nhu cầu đòi hỏi tăng tính xác mô tả chất vật lý gặp hạn chế quy mô, tốc độ tính; ngược lại thỏa mãn nhu cầu tốc độ tính không đáp ứng đòi hỏi tính xác mô tả chất vật lý Tuy nhiên, trình ước lượng tham số, kích thước ma trận chứa liệu tăng hàm mũ theo bậc mô hình, đòi hỏi dung lượng nhớ đảm bảo tính xác ước lượng tham số Như vậy, cần có phương pháp dùng để nhận dạng tham số hệ động học theo khối 2.4 GIẢM BẬC MÔ HÌNH HỆ PHI TUYẾN THEO KHỐI 2.4.1 Ma trận ước lượng dãy trạng thái thông qua thừa số RQ Thừa số hóa RQ liệu cho:  ZX    Q1     R11 Z   P X ⊙   = R R22  Q2  (2.69) 21     U      R31 R32 R33  Q3   Y  Với N đủ lớn để Ω có hạng đầy đủ, biểu diễn ước lượng bình phương cực tiểu với ma trận Φ thành:  R11  R21 Φˆ = [ R31 R32 ]   R22  (2.70) Từ đó, ước lượng bình phương cực tiểu Φ X thu được: ΦˆX = R31 R11−1 − R32 R22−1 R21 R11−1 (2.71) 11 2.4.2 Thuật toán giảm bậc a) Trường hợp không sử dụng ma trận biến công cụ Phương pháp giảm bậc đề xuất hiểu giảm kích thước ma trận liệu sở lựa chọn tập hàng xuất tìm thừa số RQ loại bỏ hàng lại Trong trường hợp này, việc giảm bậc mô hình thực sở thủ tục nhận dạng b.) Trường hợp sử dụng ma trận biến công cụ Trong trường hợp này, thuật toán giảm bậc đề xuất sở thủ tục nhận dạng trình bày bước thực giống trường hợp không sử dụng ma trận IV c.) Tính khả dụng thuật toán giảm bậc Thời gian để xác định hàng không giống nhau, tùy theo vị trí ma trận liệu, song yêu cầu thời gian tính toán khoảng vài lần N, thời gian tính toán theo thuật toán tăng đáng kể 2.4.3 Cấu trúc chức mô hình giảm bậc Mô hình giảm bậc sử dụng thay cho mô hình toàn bậc hệ động học phi tuyến việc phân tích, tìm hiểu hệ triển khai bước phục vụ cho nhiệm vụ điều khiển đối tượng phi tuyến Với mô hình giảm bậc đề xuất trên, phục vụ việc ước lượng tham số kênh đường truyền nhiệm vụ giảm thiểu nhiễu điều khiển cưỡng để hệ động học có đáp ứng không Sau giả thiết đề xuất cấu trúc chức mô hình giảm bậc a) Đề xuất mô hình cấu trúc wk pk ⊗ B + xk+1 -T xk vk C + y uk A pk ⊗ D Mô hình cấu trúc đề xuất sử dụng để mô mô hình giảm bậc hệ động học phi tuyến minh họa hình Trong đó, khối ma trận B có kích thước phù hợp, chứa tham số thể phân bố tuyến tính tín hiệu tác động đầu vào chế độ danh định thể phân bố biến thiên tham số tác động tín hiệu đầu vào; khối ma trận A kích thước phù hợp, chứa tham số thể phân bố tuyến tính động học chế độ danh định phân bố biến thiên tham số thay đổi động học tác động; khối ma trận C có kích thước phù hợp chứa tham số thể phân bố tuyến tính biến 12 thiên động học tạo thành phần tín hiệu đầu ra; khối ma trận D chứa tham số thể phân bố tuyến tính tín hiệu đầu vào tạo trực tiếp phần tín hiệu đầu ra; khâu ký hiệu pk ⊗ biểu diễn phần biến thiên tham số phần tử pk tạo thông qua tích Kronecker; khối ký hiệu –T biểu diễn khâu trước nhịp thời gian; wk vk nhiễu độc lập biểu diễn sai số trình giảm bậc b) Nhận xét (i) Cấu trúc đề xuất sở sử dụng phần tử dịch với thời gian xung nhịp làm trung tâm nên không gặp nhiều khó khăn để thực hóa (ii) Có nhiều tương đồng cấu trúc đề xuất với lọc Kalman suy rộng hiển nhiên hai sử dụng động học không gian trạng thái làm đối tượng để xử lý (iii) Cấu trúc đề xuất áp dụng trường hợp tham số mô hình giảm bậc chưa biết trước (iv) Có thể sử dụng cho phương pháp xử lý liên tục theo thời gian cách thay trễ thành khâu tích phân dùng phép gần để tính tham số quy trình chuyển đổi từ biến đổi Z sang biến đổi Laplace 2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương 2, vấn đề lý thuyết liên quan đến biểu diễn đánh giá tham số hệ phi tuyến phương pháp nhiễu xạ phương pháp đánh giá tham số hệ theo khối trình bày Trong đó, giải pháp giảm bậc đề xuất nhằm giảm bớt tải tính toán phương pháp đánh giá tham số theo khối cấu trúc chức tương ứng mô hình giảm bậc phục vụ mô hình hóa trình bày Các phương pháp đánh giá tham số hệ thống trình bày chương sở toán học quan trọng để áp dụng vào việc đánh giá tham số hệ thống động học kỹ thuật điều khiển nói chung hệ thống viễn thông nói riêng Đây sở để xác định tham số xây dựng mô hình kênh thông tin, sử dụng để đề xuất giải pháp giảm can nhiễu trình bày chương sau Chương 3: ĐỀ XUẤT ÁP DỤNG CÁC GIẢI PHÁP GIẢM CAN NHIỄU TRÊN CƠ SỞ MÔ HÌNH GIẢM BẬC Tóm tắt: Những nét hệ thống thông tin MIMO OFDM trình bày trước tiên làm sở để trình bày đề xuất áp dụng hai hay nhiều giải pháp tác giả trước đề xuất Để giảm can nhiễu đến hệ thống thông tin WCDMA hệ cách có hiệu quả, áp dụng đồng thời hai nhiều giải pháp đề xuất tác giả trước trình bày sở mô hình giảm bậc Đó cưỡng không, điều chế thích nghi, kết hợp điều chế thích nghi cân dùng mạng nơron 3.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN TRÊN CƠ SỞ MÔ HÌNH TOÀN BẬC 13 3.1.1 Mô hình hệ thống MIMO OFDM a.) Sơ đồ cấu trúc MIMO OFDM Xem xét hệ thống MIMO OFDM theo phương thức rời rạc sử dụng tiền tố chu kỳ, có Nt anten phát Nr anten thu thể hình: TCP F S/P IDFT CP h11,v11 P/S #1 #1 S/P RCP FH CP IDFT yɶ1 y1 xɶ1 s1 CP P/S RCP htr, vtr #r #t S/P wr FH CP IDFT yɶr yr xɶt sNt IDFT Transmitter P/S ur … … TCP F S/P Equalizer IDFT st P/S … … TCP F S/P u1 xɶ Nt CP RCP P/S #Nt hN N , vN N #Nr t r t S/P FH w1 CP IDFT yN r r Receiver MIMO channel yɶ Nr P/S uN T b.) Mô hình cấu trúc toán học kênh nhiều đầu vào nhiều đầu - Mô tả toán học kênh liên tục: Đáp ứng xung liên tục theo thời gian anten phát t thu r hệ thống vô tuyến có Nt anten phát, Nr anten thu với giả thiết giá trị không đổi khoảng thời gian Ts+g khối OFDM: htr(c,)k (τ c ) = ht(tx ) (τ c ) ∗ htr(ch,k) (τ c ) ∗ hr(rx ) (τ c ) - Mô tả toán học kênh rời rạc: Với giả thiết thời gian cắt mẫu Ts = 1/(NBsc), tổng sóng mang N, băng thông sóng mang Bsc, đáp ứng xung kênh rời rạc (CIR) nhánh (t-r) là: htr (k, l ) = htr(c,)k (τ c ) τ c =lTs l = 0, …, k, … P-1, k∈N - Vector kênh MIMO rời rạc: Có thể xếp hệ số kênh MIMO thời điểm k vào vector cột, kích thước Nt Nr Nh x1 sau: h(k) = h11T (k) hNTt (k) h1Tr (k ) hNTt r (k) hNTt Nr (k) T c.) Độ lệch tần số (CFO) hệ thống mạng MIMO CFO gây dịch Doppler trôi tần dao động phía thu phía phát d.) Quá trình điều chế Tóm tắt trình điều chế sau: Tín hiệu: Điều chế: st ( k) =  st ,0 ( k ) st ,N −1 ( k )  xɶt (k) = Fst (k) T (3.6) (3.7) 14 Chèn: xɶCP,t (k) = TCP xɶt (k), t = 1, , Nt (3.8) đó, chuỗi xɶCP,t (k) từ (P/S) điều chế sóng mang phát anten t, ma trận TCP kích thước PxN chèn tiền tố CP, ma trận F kích thước NxN chứa giá trị biến đổi Fourier ngược e.) Quá trình giải điều chế Tại đầu thu, điều kiện đồng thời gian, tín hiệu thu gồm độ lệch tần số CFO chuyển băng tần gốc lấy mẫu, loại bỏ tiền tố CP nén nhiễu ISI f.) Trường hợp SISO OFDM Điều chế OFDM chèn CP cho phép chuyển kênh fading lựa chọn tập kênh băng hẹp fading phẳng Có thể cân kênh lựa chọn tần số cách dùng cân nhân miền tần số sử dụng cách triệt nhiễu ISI đệm thêm số vào đầu cuối khối OFDM tính chuyển tích chập tuyến tính tích chập vòng CP, ZP 3.1.2 Cơ sở cân thích nghi mạng nơron nhân tạo Những thuật toán tính toán trọng số cân thích nghi, tính toán trọng số mạng nơron xây dựng sở phương trình chuẩn tắc tương đồng nguyên tắc xử lý sai số tính trường hợp khác 3.1.3 Một số phương pháp tính thường sử dụng a.) Các thuật toán sử dụng toán thích nghi i.) Phương pháp sườn dốc nhất: Sai số thể bên cân chuẩn { trạng thái SOE với Py = E y(n) } đề xuất theo mặt bán cầu: P( w) = Py − wH d − d H w + wH Rw (3.23) ii.)Phương pháp Newton: Nhằm vào hội tụ bước tính P ( w) bậc iii.)Phương pháp bình phương bé (LMS) : Sử dụng quan hệ R d để tính w0 = R−1d , thường bắt đầu với w = b.) Phương pháp huấn luyện sử dụng mạng nơron i.) Trên sở perceptron đa lớp (MLPs): Có ba lớp nơron (hai lớp ẩn lớp đầu ra) cấu trúc mạng có hồi tiếp ii.) Trên sở đa thức : Có cấu trúc đơn giản, tính toán phức tạp cấu trúc MLP kết hợp kỹ thuật đa thức gần giải pháp tối ưu cân phi tuyến gần iii.) Tạo cụm K-trung bình: Chia vùng thành vector đoạn K, sau tìm vector trọng tâm, ci, i = 1,…,K iv.) RBF nhiều mức: Thông tin từ tập giá trị phức M, Ti, i = 1,2,…,M 15 3.1.4 Những nhận xét đánh giá a.) Về cấu trúc, thành phần MIMO OFDM theo chuẩn 802.16(a) i.) Áp dụng hiệu lý thuyết hệ thống nói chung, nhận dạng hệ động học phương thức xử lý tín hiệu số nhiều chiều khuôn khổ hệ thống động học MIMO vào trường hợp cụ thể mạng viễn thông OFDM, theo đòi hỏi truyền thông hệ Tuy nhiên, không thấy phương án cấu trúc theo chuẩn 802.16(a) khả cung cấp chất lượng dịch vụ theo yêu cầu; nhu cầu quan trọng người sử dụng hội tụ loại hình dịch vụ trình tích hợp phương thức truyền thông Sở dĩ cấu trúc theo chuẩn 802.16(a) xây dựng tư hệ hở, khâu phản hồi phục vụ điều khiển thích nghi ii.) Việc chèn CP vào OFDM để tránh can nhiễu ISI khối CP có độ dài LCP đủ chứa kênh có bậc đến LCP với (LCP+1) nhánh khác chống can nhiễu ICI sóng mang Tuy điều chế OFDM chèn CP cho phép chuyển kênh fading lựa chọn tập kênh băng hẹp fading phẳng cho phép thực cân kênh lựa chọn tần số đơn giản sử dụng cân nhân miền tần số triệt nhiễu ISI theo cách đệm thêm số vào đầu hay cuối khối OFDM, cưỡng không Nhưng chất, chèn tiền tố CP nằm phương thức xử lý theo tư hệ hở, chưa kể hạn chế gia tăng tính phức tạp tính toán tiêu tốn băng thông b.) Về sử dụng cấu trúc thích nghi, mạng nơron thuật trình tính i.) Khi đối tượng điều khiển biến đổi cấu trúc lẫn tham số trường hợp kênh thông tin WCDMA hệ thống thông tin đại cấu trúc, giá trị tham số cân phải thay đổi thích hợp để đối tượng điều khiển cung cấp đầu đáp ứng mong muốn thời điểm ii.) Cần giải pháp phản hồi liên quan đến điều chế/giải điều chế, phân bổ tần số mục tiêu “chất lượng dịch vụ theo nhu cầu” hệ truyền thông đại iii.) Mạng nơron biết đến khả bất định hóa cấu trúc, đáp ứng nhu cầu tự chỉnh điều khiển, cấu trúc hàm RBF hàm RBF nhiều bước Đã có nhiều đề xuất giải việc phức tạp liên quan đến tính toán tâm đối xứng RBF tâm RBF nhiều bước bình phương trực giao nhỏ nhất, tạo chùm trung bình K sử dụng mô hình hồi quy iv.) Các thuật toán đề xuất xuất phát từ việc giải phương trình chuẩn tắc thu từ toán tối ưu điều kiện phi lý tưởng, kể thuật toán huấn luyện mạng nơron Nhìn chung, thuật toán Newton có tốc độ hội tụ nhanh, việc tính ma trận đảo phức tạp, dẫn đến trường hợp không ổn định kết Giải pháp kết hợp lợi phần trình bày phía nhằm giải đòi hỏi “cung cấp chất lượng dịch vụ theo nhu cầu” truyền thông đại, khía cạnh liên quan đến cân thích nghi trình bày phần 16 3.2 CƯỠNG BỨC VỀ KHÔNG TRÊN CƠ SỞ MÔ HÌNH GIẢM BẬC 3.2.1 Tổng quát ứng dụng cưỡng không Trong năm gần đây, việc nghiên cứu tập trung vào hệ thống nhiều anten bên phát bên thu khả tăng hiệu suất sử dụng phổ, truyền liệu tốc độ cao môi trường đa đường phân tập MIMO đa anten phân bố cấu hình macro cell femto cell Kỹ thuật cưỡng mức không làm đơn giản hóa quy trình thiết kế thu việc xử lý phối hợp thu hệ thống đa người dùng không khả thi Đã có nhiều phương pháp tiếp cận đến vấn đề tuyến tính cận tối ưu đề xuất từ khía cạnh lý thuyết, cách có thuận lợi, khó khăn khác nhau; trường hợp môi trường truyền thông dịch vụ đa tương tác thời gian thực có tính phi tuyến trường hợp từ 3G trở lên Điều thông thường đòi hỏi quy trình tuyến tính hóa phức tạp mô hình động học có tham số lẫn bậc biến đổi theo thời gian, biến đổi cấu trúc mô trình bày chương Tiền mã hóa cưỡng mức không liên quan chặt chẽ với hai vấn đề mặt lý luận; điều khiển theo quỹ đạo cho trước kết hợp điều chế theo biên độ với điều chế xung Đó hai vấn đề trình bày tóm tắt để làm sở đề xuất áp dụng mô hình giảm bậc Có hai cách tiếp cận thường dùng để tạo tín hiệu điều khiển cho đáp ứng đối tượng bám theo quỹ đạo cho trước; điều khiển thích nghi điều khiển trượt Những điểm liên quan đến điều khiển thích nghi trình bày đề cập tới cân thích nghi Sau đây, điểm liên quan đến kỹ thuật điều khiển trượt trình bày làm sở để trình bày cưỡng mức không đối tượng mô tả mô hình giảm bậc a.) Về điều khiển trượt i.) Quỹ đạo trượt, kiểu trượt: Một đường hay mặt không gian để chuyển động hệ thống động học bám theo gọi đường hay mặt trượt ii.) Điều khiển trượt: Điều khiển sử dụng với mục đích đưa quỹ đạo vận động hệ thống bám theo đường, mặt trượt biết đến điều khiển trượt b.) Kết hợp điều chế biên độ với điều chế xung Kết hợp điều chế theo biên độ với điều chế theo xung thông tin đại nhằm khai thác tối đa lực cách tạo đa lớp truyền dẫn, đồng thời cải thiện hiệu hệ thống có trước i.) Về tiền mã hóa: Kỹ thuật tiền mã hóa MIMO tương tự kỹ thuật hướng búp sóng đường xuống cho môi trường đơn tế bào đa tế bào Kỹ thuật xử lý tương tự kỹ thuật đánh giá lỗi bình phương tối thiểu tuyến tính mô hình ảo ii.) Về chèn tiền tố: Ở phía phát, vector mã xếp bit chuỗi liệu gốc thành symbol chia thành N luồng liệu Từng luồng liệu mã hóa N phát điều chế theo chòm phát đồng thời N anten phát tần số với tốc độ 1/TS Mỗi lần phát phát thành khối, công suất phát 17 luồng tỉ lệ với 1/N Nên, tổng công suất phát số, không phụ thuộc vào số anten phát Ở phía thu, anten thu tín hiệu từ anten phát xử lý để lọc tín hiệu mong muốn giải thuật cưỡng mức không hay MMSE để trả lại liệu gốc ban đầu c.) Về tiền mã hóa sở nghịch đảo suy rộng Với kỹ thuật chèn tiền tố tiền mã hóa sử dụng nghịch đảo suy rộng, hệ động học điều khiển theo quỹ đạo trượt, cung cấp đáp ứng đầu bám mức không mong muốn Và, cưỡng mức không hay kỹ thuật cân đầu định kết việc nghiên cứu áp dụng lý thuyết điều khiển trường hợp mạng viễn thông 3.2.2 Ứng dụng cưỡng không với mô hình giảm bậc Vị trí thay mô hình giảm bậc mô hình hệ thống MIMO OFDM nêu sử dụng nhằm tranh thủ quan hệ điều khiển trượt với chèn tiền tố tiền mã hóa vai trò tạo tín hiệu điều khiển liên tục uc(t) tín hiệu điều khiển rời rạc ud(t) Các giới hạn cần thiết kỹ thuật điều chế xung, điều chế theo biên độ xác lập để đảm bảo quy trình cưỡng mức không môi trường phức hợp dùng mô hình giảm bậc làm công cụ thay hệ thống phục vụ nghiên cứu, khảo sát ban đầu 3.2.3 Nhận xét Trong hệ thống thông tin MIMO OFDM, nhờ kỹ thuật chèn tiền tố tiền mã hóa nên kết hợp điều chế theo biên độ với điều chế xung sử dụng nghịch đảo suy rộng tương đương với kỹ thuật điều khiển theo quỹ đạo trượt áp dụng trường hợp cưỡng không Trên sở mô hình giảm bậc đề xuất giới hạn cần thiết kỹ thuật điều chế xung tham số điều chế theo biên độ 3.3 ĐIỀU CHẾ THÍCH NGHI TRÊN CƠ SỞ MÔ HÌNH GIẢM BẬC 3.3.1 Mô hình cấu trúc hệ thống phương pháp điều chế thích nghi a.) Mô hình cấu trúc hệ thống sử dụng mô hình giảm bậc Kênh Máy phát Máy thu ̂[ ] () r[i] Mã hóa điều chế thích nghi R[i].C[i] Điều khiển nguồn S[i] ( ) GF GF X + x[i] [] Trễ if Kênh phản hồi b.) Các phương pháp điều chế thích nghi Giải mã điều chế Ước lượng kênh Độ trễ ie; Lỗi: [] 18 i.) Điều chế thích nghi biến đổi tốc độ: Khi sử dụng tập rời rạc loại điều chế cỡ chùm sao, giá trị phải ánh xạ thành sơ đồ điều chế xác định để trì xác suất lỗi sơ đồ điều chế thấp giá trị cho ii.) Điều chế thích nghi biến đổi công suất: Bù đảo ngược fading kênh để kênh thể kênh AWGN giải pháp điều chế giải điều chế iii.) Biến đổi tốc độ biến đổi công suất hệ thống điều chế MQAM : Cực đại hóa hiệu suất phổ kỹ thuật điều chế MQAM đáp ứng pb tức thời cách thêm vào mã lưới 3.3.2 Kết hợp điều chế thích nghi với cân mạng nơron a.) Mô hình điều chế thích nghi kết hợp cân mạng Nơron Hệ thống sử dụng kết hợp điều chế thích nghi với cân dùng mạng nơron xuyên tâm mô tả hình Trong đó, phía phát sử dụng phương pháp chuyển mạch điều chế Về nguyên tắc có nhiều mạch điều chế MQAM khác Cân liệu Nhiễu Dữ liệu Chuyển đổi phương thức điều chế Máy phát Kênh Máy thu Ước lượng mức điều chế Bảng đối chiếu chuyển ngưỡng RBF DFE Phương thức điều chế Burst liệu Xác suất bit lỗi Burst liệu b.) Mạng nơron xuyên tâm điều chế thích nghi kết hợp cân Mạng nơron xuyên tâm có cấu trúc mô tả hình sử dụng với vai trò cân liệu hệ thống điều chế thích nghi kết hợp cân có ưu điểm đơn giản cấu trúc hiệu trình học 3.3.3 Một số kết mô a.) Giả thiết mô i.) Máy thu thực ước lượng trạng thái kênh ước lượng tỷ số tín hiệu can nhiễu sóng mang Các trạng thái kênh định trung tâm mạng RBF ii.) Tỷ số tín hiệu can nhiễu khoảng thời gian cụm phát không đổi theo thời gian có biến đổi cụm sang cụm khác iii.) Máy thu biết phương thức điều chế sử dụng cụm phát thu iv.) Biết trước xác suất ước lượng sai số thời gian ngắn Pbit để truyền tất phương thức điều chế hệ thống b.) Mô hình mô - Phát ký hiệu giả ngẫu nhiên với cụm có độ dài cố định tất phương thức điều chế qua kênh băng rộng không biến đổi cụm 19 - Máy thu thu cụm số liệu có phương thức điều chế khác cân cụm cách độc lập 3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương này, nét hệ thống thông tin MIMO OFDM theo tiêu chuẩn SUI-802.16(a) trình bày trước tiên làm sở để trình bày đề xuất áp dụng hai hay nhiều giải pháp tác giả trước đề xuất sở mô hình giảm bậc Cưỡng không trình bày so sánh với điều khiển theo quỹ đạo trượt trường hợp điều chế theo biên độ kết hợp với điều chế xung để đề xuất áp dụng cưỡng không thay mô hình giảm bậc theo cách thức xử lý tư hệ hở Giải pháp áp dụng cách thức xử lý tư hệ kín trường hợp điều chế thích nghi kết hợp với kỹ thuật cân dùng mạng nơron cấu trúc xuyên tâm dùng mô hình giảm bậc thay môi trường truyền phi tuyến Minh chứng đề xuất vừa nêu ví dụ minh họa mô thích hợp Chương 4: ĐỀ XUẤT ÁP DỤNG CÁC GIẢI PHÁP GIẢM CAN NHIỄU DO QUẢN TRỊ HỆ THỐNG MẠNG Tóm tắt: Nghiên cứu đề xuất, xây dựng giải pháp giảm can nhiễu quan điểm nhà quản lý hệ thống xu hướng tích hợp, đa môi trường, đa tương tác thời gian thực trình bày chương Đó đề xuất có khả sử dụng giải pháp quản trị chế ưu tiên yêu cầu theo QoS cam kết để lưu lượng thông qua nút mạng luật giải phóng hàng đợi chế phòng thủ công mạng 4.1 GIỚI THIỆU Đặc điểm chung cấu trúc mạng NGN chia rõ ràng thành bốn lớp chức Đó lớp kết nối, lớp trung gian hay lớp truyền thông, lớp điều khiển lớp quản lý Trong đó, lớp điều khiển phức tạp có nhiều loại giao thức khác khả tương thích thiết bị hãng tính quyền công nghệ Với mục tiêu đảm bảo QoS theo nghĩa bảo đảm an ninh mạng, bảo mật an toàn thông tin, nhà quản trị cung cấp dịch vụ mạng cần phải thực việc chống xâm nhập mạng cách hiệu cách sử dụng kết hợp nhiều giải pháp khác Nghĩa là, sử dụng nhiều cách thức khác để đặc tính hóa tín hiệu phục vụ việc sàng lọc phát tín hiệu phi truyền thống phát truy nhập trái phép Có thể xem giảm bậc mô hình áp dụng vào môi trường truyền thông cung cấp nhanh kết bước đầu đặc tính hóa tín hiệu, tăng độ dài mã giả ngẫu nhiên đảm bảo quy luật giải phóng hàng đợi lọc phục vụ nhiệm vụ định danh truy nhập giải pháp phòng chống thường gặp 20 4.2 QUẢN TRỊ CƠ CHẾ ƯU TIÊN THEO YÊU CẦU 4.2.1 Bài toán quản lý lưu lượng hàng đợi Ưu tiên áp dụng cho hệ thống mạng hàng đợi lưu lượng thực theo chế (i) Cơ chế tương đối: Phần tử lưu lượng có độ ưu tiên cao chuyển lên phía đầu đệm hàng đợi (ii) Cơ chế tuyệt đối: Quá trình xử lý lưu lượng server tạm ngưng, đưa lưu lượng quay hàng đợi để dành chỗ cho phần tử lưu lượng có độ ưu tiên cao Dựa sở tổn thất lưu lượng theo thời gian theo không gian, thực chế ưu tiên theo bước sau Thứ nhất, phân không gian đệm thành miền logic có mức ngưỡng ứng với thành phần lưu lượng có độ ưu tiên khác Thứ hai, bỏ thành phần lưu lượng có mức ưu tiên thấp đệm vượt ngưỡng Thứ ba, điều phối luồng lưu lượng đến thích ứng với phân lớp ưu tiên 4.2.2 Với chế ưu tiên tương đối a.) Mô hình M/M/n: Tổng thời gian chờ trung bình lớp thứ p là: p sλ s p sλ (4.11) W p = E2 ,n ( A) + ∑ i Wi + W p ∑ i i =1 n n i =1 n Trong đó, E2,n(A) xác định theo Erlang-2, số hạng thứ thời gian để giải phóng lưu lượng xử lý, số hạng thứ hai thời gian chờ lưu lượng hàng đợi có độ ưu tiên cao thành phần thứ p, số hạng cuối thời gian chờ thành phần lưu lượng đến có độ ưu tiên cao thành phần thứ p b.) Mô hình M/G/1: Tổng thời gian chờ trung bình lớp thứ p là: N Wp = ∑ λi p −1 p m2i + ∑ si λiWi + ∑ si λiW p (4.12) i =1 i =1 Trong đó, số hạng ứng với thành phần lưu lượng mô hình M/M/n Thời gian chờ theo lưu lượng phát sinh tính theo biểu thức Cobham: i =1 N Wp = λ ∑ i m2i i =1 p −1 p i =1 i =1 (1 − ∑ Ai )(1 − ∑ Ai ) (4.13) 4.2.3 Với chế ưu tiên tuyệt đối Các bước giải toán mô hình hàng đợi hở tổng kết sau: (i.) Dùng phương trình cân luồng tính tốc độ trung bình luồng lưu lượng tổng đến nút mạng (ii.) Trên sở tốc độ luồng tổng tốc độ xử lý trung bình tính tải lưu lượng phát sinh đến nút Từ đó, tính xác suất trạng thái tham số chất lượng nút mạng 21 (iii.) Dùng phương trình tính xác suất trạng thái, tham số chất lượng toàn mạng theo tải lưu lượng 4.2.4 Đối với trường hợp lưu lượng nhiều chiều Bài toán cung cấp chất lượng dịch vụ theo yêu cầu đầu vào người sử dụng xây dựng, giải tương tự toán đầu nút mạng hay đầu vào kênh truyền dẫn 4.3 CƠ CHẾ PHÒNG THỦ CHỐNG TẤN CÔNG MẠNG Giảm nhiễu góc nhìn nhà quản lý mạng cần phải tính đến giải pháp phòng thủ chống công mạng, có công từ chối dịch vụ DoS Tấn công DoS mức hạ tầng mối đe dọa nghiêm trọng ứng dụng sử dụng phòng thủ dựa mạng Proxy Đó công làm ngập sở hạ tầng mạng xung quanh Proxy biên với lưu lượng mạng lớn, ngăn chặn người sử dụng truy nhập tới Proxy, chặn truy cập vào ứng dụng Do đó, mạng Proxy có khả chống lại kiểu công DoS trình bày mục 4.3.1 Giới thiều chống công kiểu DoS Liên quan đến khả chống lại công DoS hạ tầng mạng Proxy, có ba vấn đề cần xem xét Đó ảnh hưởng số mạng Proxy dùng để làm giảm ảnh hưởng công DoS tới hiệu suất người dùng; Các tham số quan trọng để chống lại hiệu phục hồi hiệu quả; Quan hệ tỷ lệ phục hồi với kích thước mạng Proxy 4.3.2 Hệ thống phòng thủ DoS dựa mạng Proxy Sử dụng mạng mô phỏng; quy mô lớn để nghiên cứu hiệu suất ứng dụng cung cấp mạng Proxy trước công 4.4 KẾT LUẬN Trên quan điểm nhà quản lý, cung cấp dịch vụ mạng, chương luận án, nghiên cứu sinh trình bày đề xuất giải pháp giảm can nhiễu Thứ quản lý chế giải phóng hàng đợi theo yêu cầu nhằm vào việc thực nhiệm vụ đảm bảo cung cấp chất lượng dịch vụ theo yêu cầu đầu vào người sử dụng Thứ hai, sở nghiên cứu, khai thác mã nguồn mở để mô mạng, công để đề xuất giải pháp chế bảo đảm an ninh mạng, phòng thủ công đề cập đến nhiệm vụ chống công từ chối dịch vụ DDoS KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP Can nhiễu lên hệ thống WCDMA bao phủ nhiều vấn đề nhìn từ nguồn gốc phát sinh, trình phát triển nâng cấp lên hệ Điều đòi hỏi xác định chất yếu tố tác động làm ảnh hưởng đến mạng nhìn theo quan điểm nhà quản lý, cung cấp dịch vụ mạng Trong điều kiện hạn chế phương tiện thí nghiệm cần thiết, nghiên cứu sinh tiếp cận vấn đề liên quan đến can nhiễu hệ thống từ thực tiễn quản trị mạng lưới với hỗ trợ phần mềm mã 22 nguồn mở cung cấp Internet nhằm mục tiêu bảo đảm chất lượng dịch vụ Vì vậy, phương pháp lý thuyết hệ thống nghiên cứu sinh nghiên cứu, áp dụng vào hầu hết vấn đề xem xét luận án 1.KẾT LUẬN Luận án đề cập tổng quát can nhiễu lên hệ thống WCDMA hệ từ 3G trở lên; kể hệ thống hóa, phân loại can nhiễu quen biết với can nhiễu xuất giải pháp giảm can nhiễu tác giả trước đề xuất Với can nhiễu theo nghĩa rộng, thành phần cấu thành tài nguyên mạng có đặc tính phi tuyến rõ ràng Vì vậy, mặt khoa học, ý tưởng sử dụng công cụ chung cho trường hợp phi tuyến, áp dụng đồng thời hai hay nhiều giải pháp tác giả trước đề xuất hướng đắn Và, luận án thể đóng góp cụ thể sau: (1.) Đề xuất mô hình giảm bậc hệ động học phi tuyến để đơn giản hóa, tăng tốc độ tính phục vụ việc khám phá chất vật lý hệ thống (2.) Đề xuất áp dụng phương pháp điều khiển theo quỹ đạo trượt vào kỹ thuật cưỡng không hệ thống điều biên kết hợp với điều chế xung (3.) Đề xuất áp dụng đồng thời chế điều chế thích nghi với cân mạng nơron hệ thống thông tin sở mô hình giảm bậc (4.) Đề xuất áp dụng quản lý chế giải phóng hàng đợi chế phòng thủ bảo đam an ninh thông tin an toàn mạng NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU TIẾP Quá trình phát triển lên hệ mạng NGN tất yếu tập trung vào vấn đề phân tán nút mạng hình lưới (mạng mesh) thực tích hợp loại hình dịch vụ, tương tác thời gian thực Hệ thống mạng đòi hỏi phải điều khiển phục vụ quản trị theo yêu cầu QoS ngày cao Từ xuất nhiều vấn đề cần giải bao gồm giải pháp làm giảm ảnh hưởng can nhiễu Vì vậy, liên quan đến đề xuất luận văn, liệt kê vấn đề cần nghiên cứu công trình sau: (1.) Nghiên cứu vấn đề liên quan đến hệ động học phi tuyến, hệ phân tán, bất định; từ mô tả động học, nhận dạng giảm bậc đến điều khiển tự động theo phương thức khác (2.) Nghiên cứu khía cạnh liên quan đến vấn đề phân tập trường hợp “kỳ dị” nhìn từ liệu đo lường nhằm bảo đảm an toàn thông tin, chống xâm nhập tranh quyền kiểm soát, điều khiển trái phép lên mạng chiến tranh mạng (3.) Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật điều khiển theo quỹ đạo trượt (theo nghĩa bám theo quỹ đạo mong muốn, cưỡng mức không) đối tượng (hệ động học) có nhiều tốc độ xử lý khác (multi rate systems) 23 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ (1.) Dư Đình Viên, Nguyễn Hoàng Linh, Nguyễn Đình Xuân, Phạm Bắc Việt (2004), “A solution of signal detection in CDMA mobile system”, The 5th Asia-pacific seminar, Hà Nội, ngày 16 tháng (2.) Hoàng Minh, Nguyễn Hoàng Linh, Nguyễn Văn Lâm, Dư Đình Viên (2008), “Khảo sát nhiễu đa truy nhập hệ thống CDMA với dãy trãi phổ nhiễu phi tuyến”, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học, Kỹ thuật Công nghệ Quân sự, số 12, trang 30-36 (3.) Nguyễn Hoàng Linh, Nguyễn Văn Lâm, Hoàng Minh, Dư Đình Viên (2009), “Cân miền Fading sâu”, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học, Kỹ thuật Công nghệ Quân sự, số 2, trang 38-42 (4.) Bùi Lại An, Nguyễn Hoàng Linh (2010), “Khảo sát giao thoa đa truy nhập với dãy lồng ghép phi tuyến”, Chuyên san công trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng công nghệ thông tin tập số 1, trang 165-173 (5.) Dương Tuấn Anh, Nguyễn Hoàng Linh (2012), “Nghiên cứu bảo vệ chống công mạng”, Tạp chí Khoa học Công nghệ tập 50-số 2A, trang 87108 (6.) Nguyễn Hoàng Linh, Nguyễn Gia Thái (2012), “Về giảm bậc mô hình hệ thống theo khối”, Tạp chí Khoa học Công nghệ tập 50-số 2A, trang 169-182 (7.) Nguyễn Hoàng Linh, Lê Danh Cường, Trần Nam Trung (2013), “Cân nhanh nơron”, Hội nghị vô tuyến điện tử REV 2013, Hà Nội ngày 17-18 tháng 12 24 [...]... giá các tham số hệ thống động học trong kỹ thuật điều khiển nói chung và hệ thống viễn thông nói riêng Đây cũng là cơ sở để xác định các tham số khi xây dựng mô hình kênh thông tin, sử dụng để đề xuất các giải pháp giảm can nhiễu sẽ trình bày trong chương sau Chương 3: ĐỀ XUẤT ÁP DỤNG CÁC GIẢI PHÁP GIẢM CAN NHIỄU TRÊN CƠ SỞ MÔ HÌNH GIẢM BẬC Tóm tắt: Những nét chính về hệ thống thông tin MIMO OFDM được... Nhưng về bản chất, chèn các tiền tố CP vẫn nằm trong phương thức xử lý theo tư duy hệ hở, chưa kể hạn chế về gia tăng tính phức tạp trong tính toán và tiêu tốn băng thông b.) Về sử dụng cấu trúc thích nghi, mạng nơron và các thuật trình tính i.) Khi đối tượng điều khiển biến đổi cả cấu trúc lẫn tham số như trường hợp kênh thông tin WCDMA trong hệ thống thông tin hiện đại thì cấu trúc, giá trị tham số của... năng của mô hình giảm bậc Mô hình giảm bậc có thể sử dụng thay cho mô hình toàn bậc của hệ động học phi tuyến trong việc phân tích, tìm hiểu về hệ và triển khai các bước phục vụ cho nhiệm vụ điều khiển đối với đối tượng phi tuyến đó Với mô hình giảm bậc đã đề xuất ở trên, phục vụ việc ước lượng các tham số kênh đường truyền trong nhiệm vụ giảm thiểu nhiễu hoặc điều khiển cưỡng bức để hệ động học có đáp... dùng mô hình giảm bậc làm công cụ thay thế hệ thống phục vụ những nghiên cứu, khảo sát ban đầu 3.2.3 Nhận xét Trong hệ thống thông tin MIMO OFDM, nhờ kỹ thuật chèn tiền tố và tiền mã hóa nên kết hợp điều chế theo biên độ với điều chế xung sử dụng nghịch đảo suy rộng tương đương với kỹ thuật điều khiển theo quỹ đạo trượt áp dụng trong trường hợp cưỡng bức về không Trên cơ sở của mô hình giảm bậc có thể... hình giảm bậc thay thế môi trường truyền phi tuyến Minh chứng về các đề xuất vừa nêu là ví dụ minh họa và các mô phỏng thích hợp Chương 4: ĐỀ XUẤT ÁP DỤNG CÁC GIẢI PHÁP GIẢM CAN NHIỄU DO QUẢN TRỊ HỆ THỐNG MẠNG Tóm tắt: Nghiên cứu đề xuất, xây dựng các giải pháp giảm can nhiễu trên quan điểm của nhà quản lý hệ thống trong xu hướng tích hợp, đa môi trường, đa tương tác thời gian thực được trình bày trong. .. với cân bằng mạng nơron đối với hệ thống thông tin trên cơ sở mô hình giảm bậc (4.) Đề xuất áp dụng quản lý cơ chế giải phóng hàng đợi và cơ chế phòng thủ bảo đam an ninh thông tin và an toàn mạng 2 NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU TIẾP Quá trình phát triển lên các thế hệ tiếp theo của mạng NGN tất yếu tập trung vào vấn đề phân tán các nút trong mạng hình lưới (mạng mesh) trong khi thực hiện tích hợp các... đi trước đề xuất Để giảm can nhiễu đến hệ thống thông tin WCDMA thế hệ mới một cách có hiệu quả, áp dụng đồng thời hai hoặc nhiều giải pháp đề xuất bởi các tác giả trước được trình bày trên cơ sở mô hình giảm bậc Đó là cưỡng bức về không, điều chế thích nghi, kết hợp giữa điều chế thích nghi và cân bằng dùng mạng nơron 3.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN TRÊN CƠ SỞ MÔ HÌNH TOÀN BẬC 13 3.1.1 Mô hình hệ thống của MIMO OFDM... phương thức điều chế trong hệ thống b.) Mô hình mô phỏng - Phát các ký hiệu giả ngẫu nhiên với các cụm có độ dài cố định đối với tất cả các phương thức điều chế qua kênh băng rộng không biến đổi trong từng cụm 19 - Máy thu thu mỗi cụm số liệu có các phương thức điều chế khác nhau và cân bằng từng cụm một cách độc lập 3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương này, những nét chính về hệ thống thông tin MIMO OFDM theo... mạng viễn thông OFDM, theo những đòi hỏi của truyền thông thế hệ mới Tuy nhiên, không thấy phương án trong cấu trúc theo chuẩn 802.16(a) về khả năng cung cấp chất lượng dịch vụ theo yêu cầu; một nhu cầu quan trọng của người sử dụng khi hội tụ các loại hình dịch vụ trong quá trình tích hợp các phương thức truyền thông Sở dĩ như vậy vì cấu trúc theo chuẩn 802.16(a) được xây dựng trên tư duy hệ hở, không... giả đi trước đề xuất trên cơ sở của mô hình giảm bậc Cưỡng bức về không cũng được trình bày so sánh với điều khiển theo quỹ đạo trượt trong trường hợp điều chế theo biên độ kết hợp với điều chế xung để đề xuất áp dụng cưỡng bức về không khi thay thế bởi mô hình giảm bậc theo cách thức xử lý trong tư duy hệ hở Giải pháp áp dụng cách thức xử lý trong tư duy hệ kín đối với trường hợp điều chế thích nghi ... thống thông tin băng rộng (WCDMA), loại nhiễu, nhiễu phương pháp luận tóm lược trình bày động lực vấn đề nghiên cứu 1.2 HỆ THỐNG THÔNG TIN BĂNG RỘNG 1.2.1 Đặc trưng kỹ thuật cấu hình hệ thống WCDMA... quan hệ thống WCDMA hệ mới, hệ thống đóng vai trò chủ chốt mạng thông tin băng rộng, phân tán, đa tương tác thời gian thực Trong đó, gồm yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống tổn hao, can nhiễu. .. dịch vụ viễn thông Việt Nam trình chuyển đổi lên hệ mạng NGN 3G cao phải đối mặt với vấn đề can nhiễu theo nghĩa rộng nêu Vì vậy, vấn đề “làm giảm ảnh hưởng can nhiễu lên hệ thống thông tin có tính