Thuật toán ước lượng các tham số của tín hiệu trong hệ thống thông tin vô tuyến

Header Page of 258 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ - TIN HỌC - TỰ ĐỘNG HOÁ THUẬT TOÁN ƯỚC LƯỢNG CÁC THAM SỐ CỦA TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2012 Footer Page of 258 - Header Page of 258 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ - TIN HỌC - TỰ ĐỘNG HOÁ THUẬT TOÁN ƯỚC LƯỢNG CÁC THAM SỐ CỦA TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN Chuyên ngành : Kỹ thuật Viễn thông Mã số : 62 52 70 05 LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2012 Footer Page of 258 - Header Page of 258 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án: "Thuật toán ước lượng tham số tín hiệu hệ thống thông tin vô tuyến" công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết trình bày luận án trung thực, phần công bố tạp chí khoa học chuyên ngành, kỷ yếu hội nghị khoa học nước quốc tế Phần lại chưa công bố công trình nghiên cứu Hà Nội, ngày 05 tháng 12 năm 2012 NGHIÊN CỨU SINH Phạm Duy Phong Footer Page of 258 Header Page of 258 ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Vũ Văn Yêm người tận tình hướng dẫn suốt trình thực hoàn thành luận án Đặc biệt, bảo tận tình tạo điều kiện thuận lợi hoạt động nghiên cứu khoa học PGS.TS Vũ Văn Yêm có ý nghĩa vô to lớn để hoàn thành Luận án Xin trân trọng cảm ơn GS.TSKH Nguyễn Xuân Quỳnh định hướng có dẫn quan trọng xây dựng đề cương nghiên cứu, trình thực Luận án Xin trân trọng cảm ơn giúp đỡ tận tình Viện Nghiên cứu Điện tử- Tin học- Tự động hóa trình học tập nghiên cứu Viện Xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Điện lực hỗ trợ, giúp đỡ để có điều kiện thời gian học tập, nghiên cứu Cuối xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp người thân giúp đỡ, chia sẻ, khích lệ, động viên để hoàn thành luận án Hà Nội, ngày 05 tháng 12 năm 2012 NGHIÊN CỨU SINH Phạm Duy Phong Footer Page of 258 Header Page of 258 iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xiii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ƯỚC LƯỢNG CÁC THAM SỐ CỦA TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN .9 1.1 Tổng quan ước lượng tham số tín hiệu hệ thống thông tin vô tuyến 1.2 Kỹ thuật ước lượng DOA 11 1.2.1 Điều kiện thông số ảnh hưởng đến việc ước lượng DOA 11 1.2.2 Công thức tổng quát toán DOA 12 1.2.3 Phương trình ma trận cho dàn ăng ten 15 1.2.4 Ma trận hiệp phương sai tín hiệu thu từ dàn ăng ten: 15 1.2.5 Thuật toán ước lượng DOA 17 1.2.6 Ước lượng DOA tín hiệu tương quan 17 1.3 Kỹ thuật ước lượng tần số CFO FDOA 21 1.3.1 Kỹ thuật ước lượng CFO 21 1.3.2 Kỹ thuật ước lượng FDOA 22 1.4 Kỹ thuật cảm nhận phổ dựa tham số ước lượng 24 1.4.1 Kỹ thuật phân tập phía thu 24 1.4.2 Kỹ thuật cảm nhận phổ kết hợp 26 1.5 Đặt vấn đề nghiên cứu: .27 Kết luận chương .28 Footer Page of 258 Header Page of 258 iv CHƯƠNG 2: THUẬT TOÁN ƯỚC LƯỢNG MỘT THAM SỐ CỦA TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 29 2.1 Đề xuất thuật toán ước lượng FDOA với độ phân giải cao cho hệ thống thông tin vô tuyến tiên tiến 29 2.1.1 Tổng quan chung thuật toán 29 2.1.2 Mô hình toán học 30 2.1.3 Kết mô 32 2.1.4 Phân tích độ phân giải thuật toán 34 2.1.5 Nhận xét 37 2.2 Đề xuất giải pháp ước lượng dịch tần sóng mang CFO hệ thống thông tin vô tuyến MIMO 38 2.2.1 Giới thiệu 38 2.2.2 Mô hình hệ thống 40 2.2.3 Đề xuất phương pháp ước lượng dịch tần số 41 2.2.4 Kết mô 43 2.3 Đề xuất kiến trúc hệ thống thu cho toán ước lượng DOA .46 2.3.1 Giới thiệu 46 2.3.2 Hệ thống tìm hướng đơn kênh xử lý tín hiệu 48 2.3.3 Kết mô 51 2.3.4 Nhận xét 52 Kết luận chương .53 CHƯƠNG 3: THUẬT TOÁN ƯỚC LƯỢNG ĐỒNG THỜI NHIỀU THAM SỐ CỦA TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 54 3.1 Thuật toán ước lượng đồng thời hướng sóng tới mặt phẳng phương vị, tần số Doppler trễ truyền sóng 54 3.1.1 Giới thiệu 54 3.1.2 Xử lý tín hiệu không gian - thời gian tần số 55 Footer Page of 258 Header Page of 258 v 3.1.3 Kết mô 59 3.2 Thuật toán ước lượng đồng thời hướng sóng tới theo góc phương vị góc ngẩng 63 3.2.1 Giới thiệu 63 3.2.2 Quy trình ước lượng hướng sóng tới tín hiệu mặt phẳng phương vị mặt phẳng đứng 64 3.2.3 Kết mô 66 Kết luận chương .69 CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP CẢM NHẬN PHỔ TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN ĐA ĂNG TEN .72 4.1 Đề xuất kỹ thuật cảm nhận phổ dựa tham số ước lượng 73 4.1.1 Giới thiệu 73 4.1.2 Mô hình hệ thống tách sóng lượng 74 4.1.3 Máy thu vô tuyến nhận thức 76 4.1.4 Ước lượng tín hiệu, nhiễu tham số không tập trung 79 4.1.5 Kết mô 81 4.2 Đề xuất giải pháp cảm nhận phổ dùng kỹ thuật xử lý song song luật OR 84 4.2.1 Giới thiệu 84 4.2.2 Các máy thu vô tuyến nhận thức đa ăng ten đơn ăng ten 85 4.2.3 Hệ thống sử dụng kỹ thuật xử lý song song luật OR 89 4.2.4 Hệ thống đề xuất sử dụng hai ăng ten 90 4.2.5 Kết mô 93 Kết luận chương .96 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 97 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO .100 Footer Page of 258 Header Page of 258 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT STT Viết tắt Tiếng Anh ADC Analog Converter ABF Adaptive Beam-Forming Định dạng búp sóng thích nghi AOA Angle of Arrival Góc sóng tới AR Autoreg Ressive Tự hồi quy ARMA Autoregressive Average AWGN Additive White Gaussian Nhiễu Gauss trắng cộng Noise BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bít BLER Block Error Rate Tỷ lệ lỗi khối CDF Cumulative Function 10 CFO Carrier Frequency Offset 11 CFR Channel Response 12 CIR Channel Impulse Response Đáp ứng xung kênh 13 CNR Carrier to Noise Ratio Tỷ số công suất sóng mang tạp âm 14 CR Cognitive Radio Vô tuyến nhận thức 15 CSI Channel State Information Thông tin trạng thái kênh 16 CSM Coherent Signal Subspace Phương pháp không gian tín Method hiệu tương quan 17 DF Direction Finding 18 DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc 19 DIV Diversity Footer Page of 258 to Tiếng Việt Digital Bộ biến đổi tương tự - số Moving Tự hồi quy trung bình động Distribution Hàm phân bố tích luỹ Dịch tần số sóng mang Frequency Đáp ứng tần số kênh Tìm hướng Phân tập Header Page of 258 STT vii Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 20 DOA Direction Of Arrival Hướng sóng tới 21 DOD Direction Of Departure Hướng sóng 22 DS Discrete Source Nguồn rời rạc 23 DSP Digital Signal Processing Xử lý tín hiệu số 24 EGC Equal Gain Combining Kết hợp tăng ích 25 ES Extended Source Nguồn mở rộng 26 ESPRIT Estimation of Signal Ước lượng tham số tín hiệu dựa Parameters via Rotational vào kỹ thuật bất biến quay Invariance Techniques 27 FBSS Forward-Backward Spatial Làm mượt miền không gian Smoothing thuận nghịch 28 FDD Frequency Duplex 29 FDOA Frequency Difference Of Dịch tần sóng tới Arrival 30 FFT Fast Fourier Transform 31 HLST Horizontal Layered Space Không gian Thời gian phân tầng Time ngang 32 HLSTC Horizontal Layered Space Mã không gian thời gian phân Time Code tầng ngang 33 I.I.D Independently Identically Phân bố độc lập giống Distributed 34 ICI Inter Carrier Interference 35 IDFT Inverse Discrete Fourier Biến đổi Fourier ngược rời rạc Transform 36 IFFT Inverse Fast Transform 37 ISI Inter Symbol Interference Footer Page of 258 Division Song công phân chia theo tần số Biến đổi Fourier nhanh Nhiễu liên sóng mang Fourier Biến đổi Fourier ngược nhanh Nhiễu liên ký hiệu Header Page 10 of 258 STT viii Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 38 ISM 39 LMMSE Linear Minimum Square Error 40 LMS Least Mean Square Trung bình bình phương nhỏ 41 LOS Line Of Sight Tầm nhìn thằng 42 LS Least Squares Bình phương cực tiểu 43 LST Layered Space Time Không gian thời gian theo tầng 44 LSTC Layered Space Time Code Mã không gian thời gian theo tầng 45 MAI Multiple Interference 46 MAP Maximum Probability 47 MIMO Multiple Output Input Multiple Nhiều đầu vào nhiều đầu 48 MISO Multiple Output Input Single Nhiều đầu vào đầu 49 ML Maximum Likelihood 50 MLSE Maximum Likelihood Phương pháp ước lượng chuỗi Sequence Estimation khả lớn 51 MMSE Minimum Mean Square Lỗi bình phương trung bình tối Error thiểu 52 MPC Multi- Path Components 53 MRC Maximum Ratio Combing Kết hợp tỷ số tối đa 54 MSE Mean Square Error 55 MSS Modified Smoothing Footer Page 10 of 258 Industrial, Scientific and Y tế, khoa học công nghiệp Medical Mean Lỗi bình phương tối thiểu tuyến tính Antenna Nhiễu đa ăng ten Tối đa hậu nghiệm Khả lớn Các thành phần đa đường Lỗi bình phương trung bình Spatial Phương pháp làm mượt miền không gian cải tiến Header Page 111 of 258 96 Kết luận chương Chương đề xuất phương pháp cảm nhận phổ cho hệ thống vô tuyến nhận thức, sử dụng mẫu tín hiệu thu để ước lượng kỳ vọng, phương sai nhiễu tín hiệu cộng với nhiễu, thực cảm nhận phổ tách sóng lượng Phương pháp đề xuất không yêu cầu thông tin trạng thái kênh CSI máy thu phương pháp trước Hoạt động phương pháp đề xuất đánh giá, so sánh với phương pháp khác mô Từ kết mô nhận thấy rằng, phương pháp đề xuất có chất lượng tốt hệ thống sử dụng mô hình EGC tốt hệ thống sử dụng trọng số lượng tử Đồng thời chương đưa giải pháp cảm nhận phổ kết hợp kỹ thuật xử lý song song luật OR Đánh hoạt động hệ thống đề xuất cách thay đổi SNR lần mô đầu tiên, thay đổi số mẫu hai lần mô Hệ thống hoạt động tốt tăng tỷ số SNR, số lượng mẫu Footer Page 111 of 258 Header Page 112 of 258 97 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Luận án đề xuất giải pháp nhằm ước lượng tham số tín hiệu không tương quan tương quan hệ thống thông tin, định vị vô tuyến với độ phân giải tính xác cao, phát triển kiến trúc máy thu hướng đến mô hình máy thu thông minh tự cấu hình Đồng thời đề xuất kỹ thuật cảm nhận phổ sử dụng đa ăng ten tách sóng lượng hệ thống vô tuyến nhận thức đạt kết sau đây: 1) Đề xuất thuật toán ước lượng tham số CFO FDOA tín hiệu hệ thống thông tin vô tuyến Kết đăng tải công trình số (4) số (7) danh mục công trình công bố tác giả 2) Đề xuất, cải tiến thuật toán ước lượng đồng thời tham số tín hiệu DOA, tần số Doppler, trễ truyền sóng DOA theo góc phương vị, góc ngẩng hệ thống thông tin vô tuyến Kết đăng tải công trình số (8) danh mục công trình công bố tác giả 3) Đề xuất giải pháp cảm nhận phổ hệ thống thông tin vô tuyến không sử dụng CSI mà dựa tham số ước lượng, đồng thời đề xuất giải pháp cảm nhận phổ sử dụng kỹ thuật xử lý song song luật OR Kết đăng tải công trình số (1), số (2) số (3) danh mục công trình công bố tác giả 4) Đề xuất kiến trúc máy thu sử dụng cho toán ước lượng DOA Kết đăng tải công trình số (5) danh mục công trình công bố tác giả Footer Page 112 of 258 Header Page 113 of 258 98 Hướng nghiên cứu Luận án: Để tiếp tục nghiên cứu, phát triển kết đạt được, mở rộng phạm vi nghiên cứu ứng dụng thực tế lĩnh vực thông tin vô tuyến, từ công việc nghiên cứu mình, thấy xuất hướng nghiên cứu Luận án sau: 1) Nghiên cứu toán ước lượng tham số tín hiệu trường hợp tín hiệu băng rộng 2) Nghiên cứu phương pháp xử lý trường hợp nhiễu nhiễu trắng mà nhiễu màu 3) Nghiên cứu hoàn thiện toán ước lượng số nguồn tín hiệu Ngoài ra, điều kiện cho phép, thời gian tới chế tạo thử nghiệm thiết bị để đo thử, áp dụng giải pháp ước lượng tham số tín hiệu đề xuất Footer Page 113 of 258 Header Page 114 of 258 99 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Pham Duy Phong, Dang Trung Chinh anh Vu Van Yem, ”A Novel Spectrum Sensing Without Channel State Information Using Estimated Parameters,“ Research, Development and Application on Information & Communication Technology journal, Volume E-1, Number (7), p 5663, December 2010 Pham Duy Phong, Dang Trung Chinh and Vu Van Yem, "OR Rule and Parallel Processing Technique in Multiple antennas for Spectrum Sensing" The third International Conference on Communications and Electronics, ICCE 2010, Nha Trang, Vietnam, August 13-15, p 273 277, 2010 Pham Duy Phong, Dang Trung Chinh, Vu Van Yem and Nguyen Van Khang,” More Practical Spectrum Sensing Technique in Cognitive Radio Networks,” The 2010 International Conference on Advanced Technologies for Communications, ATC 2010, Ho Chi Minh City, Vietnam, October 20-22, 2010 Tran Ngoc Dung, Mai Thanh Nga, Vu Van Yem, Pham Duy Phong and Nguyen Xuan Quynh, “Candidates for Estimating Carrier Frequency Offset in MIMO Systems”, International Conference on Advanced Technologies for Communications, September 2009 Yem Van Vu, Thanh Huu Nguyen, Phong Duy Pham, Viet Minh Pham, “A Robust Single Channel Direction Finding System”, in Proceedings of International Symposium on Multimedia and Communication Technology 2009 (ISMAC 2009), January 22- 23, 2009, Bangkok, Thailand Mai Thanh Nga, Vu Van Yem, Pham Duy Phong and Nguyen Huu Thanh, “A planar quasi-Yagi For Next Generation Wireless Communication Systems,” Research, Development on Electronics, Telecommunications and Information technology Journal, Issue 3, December 2008 Pham Duy Phong, Vu Van Yem "High rosolution agorithm for frequency difference of arrival estimation", Proceeding of South East Asian Technical University Consortium (SEATUC), Bangkok, Thailand, March 2012 Pham Duy Phong and Vu Van Yem ”Joint signal parameters estimation for advanced wireless positioning systems” Proceeding of South East Asian Technical University Consortium (SEATUC), Bangkok, Thailand, March 2012 Footer Page 114 of 258 Header Page 115 of 258 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt: [1] Nguyễn Quốc Khương, "Kỹ thuật cấp phát kênh động cho mạng thông tin di động sử dụng công nghệ MIMO-OFDMA", Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 2011 [2] Lê Thanh Hải, "Nghiên cứu xây dựng thuật toán lọc không gian đặc trưng phi tuyến hệ thống radar thụ động", Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện Điện tử Viễn thông, Viện Khoa học Công nghệ Quân sự, Bộ Quốc phòng 2011 [3] Lâm Hồng Thạch, Vũ Văn Yêm, Nguyễn Quốc Bình Phan Anh, "Giới hạn số nguồn sóng tới ước lượng sử dụng phương pháp đa tần" Hội thảo khoa học quốc gia lần thứ Nghiên cứu, phát triển ứng dụng Công nghệ thông tin truyền thông ICT.rda’08 [4] Mai Quốc Khánh, "Nghiên cứu phương pháp nâng cao chất lượng thu tín hiệu số sử dụng kỹ thuật san Turbo" Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Bộ Quốc phòng, 2011 [5] Vũ Văn Yêm, Lâm Hồng Thạch, Phan Anh, "Ứng dụng thuật toán MUSIC việc xác định vị trí tàu thuyền đánh cá loại vừa nhỏ hoạt động vùng ven biển" Tạp chí Điện tử ngày nay, 2007 [6] Lâm Hồng Thạch, Vũ Văn Yêm, Phan Anh, “Giới hạn phân biệt hướng sóng tới sử dụng thuật toán MUSIC", Hội nghị thông tin định vị phát triển kinh tế biển Việt nam, 2007 Tiếng Anh: [7] S.M Alamouti, “A simple transmit diversity technique for wireless communications”, IEEE J Select Areas Commun, vol.16, No 8, pp 1451-1458, October 1998 Footer Page 115 of 258 Header Page 116 of 258 [8] 101 Hamid Jafarkhani, Space-Time Coding: Theory and Practice, Cambridge University Press, 2005 [9] Claude Oestges and Bruno Clerckx, Mimo wireless communications: From real - world propagation to space - time code design, Academic Press, 2007 [10] P Almers, E Bonek, A Burr, N Czink, M Debbah, V DegliEsposti, H Hofstetter, P Kyösti, D Laurenson, G Matz, A F Molisch, C Oestges, and H Özcelik,“Survey of channel and radio propagation models for wireless MIMO systems”, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, Vol 2007, Issue 1, pp 56-56, Jan 2007 [11] G.J Foschini and M.J Gans, “On limits of wireless communications in a fading environment when using multiple antennas,“ Wireless Personal Commun, vol.6, pp 311-335, Mar 1998 [12] Y Yao, “Carrier Synchronization Techniques in MIMO Systems", Ph.D thesis, The University of Hong Kong, 2005 [13] M.A McKeown, D.G.M Cruickshank, I.A.B Lindsay, J.S Thompson, S.A Farson and Y Hu, “Carrier frequency offset estimation in BLAST MIMO systems" IEEE Electronics Letters, vol.39, issue 24, 27, pp 1752-1753, Nov 2003 [14] G.L Stuber, J.R Barry, S.W McLaughlin, Ye Li, M.A Ingram, T.G Pratt, “Broadband MIMO-OFDM wireless communications, Proceedings of the IEEE, Volume 92, Issue 2, pp 271 - 294, Feb 2004 [15] I.E Telatar, “Capacity of multi- antenna Gaussian channels”, AT&T Bell Labs Internal Tech Memo, Jun 1995 [16] J Paulraj and T Kailath, “Increasing capacity in wireless broadcast systems using distributed transmission/directional reception”, United States Patent 5345599, 1994 Footer Page 116 of 258 Header Page 117 of 258 102 [17] Zhao Li; Qin Liu; Linjing Zhao, “Space Division Multiplexing Aided Opportunistic Spectrum Access for Cognitive Radio Networks,” Advanced Information Networking and Applications (WAINA), 2011 IEEE Workshops of International Conference on, pp 232-237, March 2011 [18] Roy, R.H., ”Spatial division multiple access technology and its application to wireless communication systems, “IEEE Vehicular Technology Conference, 1997 pp 730 - 734 Vol [19] Zhengang Pan multiuser Kai-Kit Wong orthogonal Tung-Sang Ng, ”Generalized space-division multiplexing,” IEEE Transactionson Wireless Communications, Vol.3, Issue 6, pp 1969 1973, Nov 2004 [20] Wu, Y Cui, T Tellambura, "Optimal low-complexity detection for space division multiple access wireless systems,” IEEE Communications Letters, Vol.10, Issue 3, pp.156 - 158, Mar 2006 [21] Akyildiz F I., Lee W.Y., Vuran M C and Mohanty S “Next generation/ dynamic spectrum access / cognitive radio wireless networks: A survey” May 2006 [22] Haykin S “Cognitive Radio: Brain-Empowered Wireless Communications” Journal, IEEE, vol 23, issue 2, Feb 2005 [23] Cabric, D., Mishra, S.M and Brodersen, R.W “Implementation Issues in Spectrum Sensing for Cognitive Radios” IEEE, vol 1, Nov 2004 [24] Al-Abbasi, A.R.; Fujii, T “A novel spectrum sensing method using multi-antennas without channel state information”, Wireless Communication Systems, 2009 ISWCS 2009 6th International Symposium on Volume, Issue, 7-10 Sept 2009 Page(s): 373 - 377 Footer Page 117 of 258 Header Page 118 of 258 103 [25] J.Fout, A Spanias, M K Banavar “Narrowband Direction of Arrival Estimation for antenna Arrays”(2008) Morgan & Claypool Publishers [26] Sathish Chandran “Advances in direction-of-arrival estimation” (2006) ARTECH HOUSE, INC 685 Canton Street Norwood, MA 02062 [27] Bobin Yao, Wenjie Wang, Qinye Yin “Joint AOD and CFO estimation in wireless sensor networks localization system,” Proc in IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), 2011 IEEE pp 2054 - 2058 [28] R O Schmidt, “Multiple emitter location and signal parameter estimation,” IEEE Transactions on antennas and Propagation, vol AP-34, pp 276–280, Mar 1986 [29] R Roy and T Kailath, “ESPRIT- Estimation of signal parameters via rotational invariance techniques,” IEEE Transactions on Acoustics, Speech, Signal Processing, vol 37, pp 984–995, July 1989 [30] T J Shan, M Wax, and T Kailath, “On spatial smoothing for direction-of-arrival estimation of coherent signals,” IEEE Trans Acoust.,Speech Signal Processing, vol ASSP-33, pp 806-81 1, Aug 1985 [31] Ronald T Wiliams, S Prasad, A K Mahalanabis, and Leon H Sibul “ An Improved Spatial Smoothing Technique for Bearing Estimation in a Multipath Environment” IEEE Transactions on Acoustics, Speech, Signal Processing, 1988 [32] Claude Oestges and Bruno Clerckx,, “MIMO wireless communications: from real world propagation to space- time code design,” Academic Press 2007 Footer Page 118 of 258 Header Page 119 of 258 104 [33] P Kolodzy et al., “Next generation communications: Kickoff meeting” in Proc DARPA, Oct 17, 2001 [34] J Mitola et al., “Cognitive radio: Making software radios more personal,” IEEE Pers Communications, vol 6, no 4, pp 13- 18, August 1999 [35] J Mitola, “Cognitive radio: An integrated agent architecture for software defined radio,” Doctor of Technology, Royal Inst Technol (KTH), Stockholm, Sweden, 2000 [36] F.K Jondral, “Software-defined radio-basic and evolution to cognitive radio” EURASIP Journal on Wireless Communication and Networking 2005 [37] T Weiss and F Jondral, “Spectrum pooling: an innovative strategy for the enhancement of spectrum efficiency,” IEEE Communications Magazine, vol 42, no 3, pp 8-14, May 2004 [38] Huseyin Arslan, Cogntive Radio, Software Defined Radio, and Adaptive Wireless Systems, Springer 2007 [39] Behrouz Farhang-Boroujeny and Roland Kempter “Multicarrier Communication Techniques for Spectrum Sensing and Communication in Cognitive Radios” IEEE Communications Magazine, vol 46, issue 4, pp 80-85, 2008 [40] Kimtho P0 and Jun-ichi Takada “Signal Detection based on Cyclic Spectrum Estimation for Cognitive Radio in IEEE 802.22 WRAN System” IEICE Tech Rep., vol 106, no 558, SR2006-91, pp 15-19, March 2007 [41] Amit Kataria “Thesis of Cognitive radio- spectrum sensing issues” University of Missouri-Columbia, December 2007 [42] Tevfik Yucek and Huseyin Arslan ”Spectrum characterization for opportunistic cognitive radio systems” Military Communications Conference, 2006 MILCOM 2006 IEEE Footer Page 119 of 258 Header Page 120 of 258 105 [43] A.Swindlehurst, T.Kailath “A performance analysis of subspacebased methods in the presence of model errors – part I: the MUSIC algorithm “ Joint services program at Standford University, 1990 [44] Judson Braga, Sofia Martinez, Van Yem Vu and Bernard Huyart “MUSIC and Unitary-ESPRIT performance for propagation channel sounding” Research, Development and Applications on Electronics, Telecommunications and Information Technology, Vietnamese National Journal, No 3- 2008 [45] Miguel A Rojas, Miguel A Lagunas, Hernandez, Ana I Pérez “Candidate spectral estimation for cognitive radio” 11th Conference on 11th WSEAS International Conference on Communications Volume 11 [46] M Oner and F Jondral, “On the extraction of the channel allocation information in spectrum pooling systems,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications 25(3), pp 558–565, April 2007 [47] W A Gardner, “Exploitation of spectral redundancy in cyclostationary signals,” IEEE Signal Processing Magazine, vol 8, no 2, pp 14- 36, 1991 [48] W A Gardner, “Spectral correlation of modulated signals-Part I: Analog modulation,” IEEE Transactions on Communications, vol 35, no 6, pp 584- 595, 1987 [49] James O’Daniell Neel “Thesis: Analysis and Design of Cognitive Radio Networks and Distributed Radio Resource Management Algorithms” Electrical Engineering Department, Virginia Tech University, Sep 6, 2006 [50] Huseyin Arslan, Cogntive Radio, Software Defined Radio, and Adaptive Wireless Systems, Springer 2007 Footer Page 120 of 258 Header Page 121 of 258 106 [51] Tevfik Yucek and Huseyin Arslan ”Spectrum characterization for opportunistic cognitive radio systems” Military Communications Conference, 2006 MILCOM 2006 IEEE [52] Dae-Ki Hong, Young-Jo Lee, Daesik Hong, “Robust Frequency Offset Estimation for Pilot Ký tự Assisted Packet CDMA with MIMO antenna Systems“, IEEE Communications Letters, Vol 6, No.6, June 2002 [53] M.Eric and M.Obradovic, “Subspace-based joint time-delay and frequency-shift estimation in asynchoronous DS-CDMA systems“, Electron Lett, Vol.33, pp 1193-1195, July 1997 [54] Young Seok Lim, and Jear Hong Lee, “An Efficient Carrier Frequency Offset Estimation Scheme for an OFDM System“ Vehicular Technology Conference, 2000 IEEE VTS-Fal VTC 2000 52nd Volume 5, Issue , 2000 Page(s): 2453 - 2458 vol.5 [55] C Paulus, H.-M Bluthgen, M Low, E Sicheneder, “A GS/s 6b Flash ADC in 0.13 µm CMOS”, Symposium on VLSI Circuits, Honolulu USA, 2004 [56] V Cizek, “Discrete Hilbert Transform,” IEEE Trans on Audio Electro- Acoustics, vol AU-18, no.4, Dec 1970, pp 340- 343 [57] Lam Hong Thach, Vu Van Yem and Phan Anh, ”Adaptive antenna Array Applied to Position Location of Fishing Boats in the Vietnam Seaside,” Proceeding of the 10th Vietnam Conference on Radio & Electronics (REV’06), Hanoi- Vietnam, November 05-06, 2006 [58] S Salous, P Fhilippidis, I Hawkins, ”A Multi Channel Sounder Architecture for Spatial and MIMO Characterisation of the Mobile Radio Channel,” MIMO: Communications Systems from Concept to Implementations,” IEEE Seminar on 12 Dec 2001 Page(s): 18/118/6 Footer Page 121 of 258 Header Page 122 of 258 107 [59] Wilson P F, Papazian P B, Cotton M G, Lo Y, Bundy S C, ”Simultaneous wide-band four-antenna wireless channel-sounding measurements at 1920 MHz in a suburban environment,” Vehicular Technology, IEEE Transactions on Volume 50, Issue 1, Jan 2001 Page(s): 67-78 [60] Kuroda K, Sakaguchi K, Takada J C, Araki K, ”FDM based MIMO spatio-temporal channel sounder” Wireless Personal Multimedia 5th Communications, 2002 The International Symposium on Vol 2, 27-30 Oct 2002 Page(s):559 - 562 vol.2 [61] RUSK channel sounder: http://www.channelsounder.de [62] S.L.Preston, et al, « Base-station tracking in mobile communications using a switched parasitic antenna array, IEEE Trans On antenna and propagation 46(6): 841-844, June 1998 [63] R.Schlub et al, “dual-Band six-element switched parasitic array for smart antenna cellular communications systems” Electronics Letter, 36:1342-1343, 2000 [64] J Rissanen, “Universal coding, information, prediction, and estimation” IEEE Trans on Information Theory, vol 30, Issue Jul 1984, pp.629-636 [65] J.D.Parsons, Feng D.A Demery and A.M.D Turkmani, “Sounding technique for wideband mobile radio channels: a review” IEE PROCEEDINGS-1, vol.138, No.5, October 1991 [66] H Krim, and M Viberg, "Two Decades of Array Signal Processing Research," IEEE Signal Processing Magazine, pp 67-94, July 1996 [67] Josef Fuhl, Jean-Pierre Rossi and Ernst Bonek, “High-Resolution 3-D Direction- of- Arrival Determination for Urban Mobile radio” IEEE Trans on antennas and Propagation, vol.45, No.4, April 1997 [68] K Kalliola, H Laitinen, P Vainikainen, M Toeltsch, J Laurila,E Bonek, “3-D Double- Directional Radio Channel Characterisation for Footer Page 122 of 258 Header Page 123 of 258 108 Urban Macrocellular Applications,” IEEE Transactions on antennas and Propagation, 2003 [69] H Yamada, M Ohmiya, Y Ogawa, “Superresolution Techniques for Time-Domain Measurements with a Network Analyzer” IEEE Transactions on antennas And Propagation, vol 39, No 2, February 1991 [70] T Quiniou, “Conception et réalisation de sondeurs spatio-temporels du canal 1800 MHz- Mesures de propagation intérieur et l’extérieur des bâtiments,“ Ph.D thesis, University of Rennes 1France 2001 [71] Robert D Tingley and Kaveh Pahlavan, “Space-Time Measurement of Indoor Radio Propagation” IEEE Trans on Instrumentation and Measurement, vol 50, No 1, February 2001 [72] Kainam Thomas Wong, and Michael D Zoltowski, “Root-MUSICBased Azimuth-ElevationAngle-of-Arrival Estimation with Uniformly Spaced but Arbitrarily Oriented Velocity Hydrophones” IEEE Trans on Signal processing, VOL 47, NO 12, pp.3250-3260, December 1999 [73] Petr Tichavský, Kainam ThomasWong and Michael D Zoltowski, “Near-Field/Far-Field Azimuth and Elevation Angle Estimation Using a Single vector Hydrophone” IEEE Trans on Signal processing, VOL 49, NO 11, pp.2498-2510, November 2001 [74] J Liang, D Liu, X Zeng, W Wang, J Zhang and H Chen, “ Joint azimuth- elivation estimation of mixed near- field and far- field sources using two- stage separated steering vector- base algorithm” Progress In Electromagnetics Research, Vol 113, 1746, 2011 [75] Pl Pillai, S.U Kwon, B.H.,” Forward/backward spatial smoothing techniques for coherent signal identification” IEEE Transactions on Footer Page 123 of 258 Header Page 124 of 258 109 Acoustics, Speech and Signal Processing,Vol.37, Issue 1, pp.8-15, 1999 [76] D Cabric and R W Brodersen, “Physical layer design issues unique to cognitive radio systems” IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, pp 759-763, Sept 2005 [77] Z Quan, S Cui, H V Poor, and A H Sayed, “Collaborative wideband sensing for cognitive radios” IEEE Signal Processing Magazine, no 6, Nov 2008, pp 60- 73 [78] Ashish Pandharipande, Jean-Paul M G Linnartz, "Performance analysis of primary user detection in a multiple antenna cognitive radio" ICC 2007- IEEE International Conference on Communications, vol 30, no 1, June 2007 pp 6481- 6485 [79] Neihart N M., Roy S and Allstot D J., ”A Parallel, MultiResolution Sensing Technique for Multiple antenna Cognitive Radios” IEEE International Symposium on Circuits and Systems 2007, ISCAS 2007 [80] H Urkowitz, “Energy detection of unknown deterministic signals” Proceedings of the IEEE, pp 523-531, Apr 1967 [81] Zhuan Ye; Memik, G.; Grosspietsch, J “Energy Detection Using Estimated Noise Variance for Spectrum Sensing in Cognitive Radio Networks” Wireless Communications and Networking Conference, 2008 WCNC 2008 IEEE Volume, April 2008, Page(s): 711- 716 [82] Z Quan, S Cui, H V Poor, and A H Sayed, “Collaborative wideband sensing for cognitive radios” IEEE Signal Processing Magazine, no 6, pp 60.73, Nov 2008 [83] J Marcum, “A statistical theory of target detection by pulsed radar” IEEE Transactions on Information Theory, pp 59-267, Apr 1960 Footer Page 124 of 258 Header Page 125 of 258 110 [84] Andrea Goldsmith, Wireless Communications, Cambridge University Press, New York, NY, 2005 [85] Pham Duy Phong and Vu Van Yem ”Joint signal parameters estimation for advanced wireless positioning systems” Proceeding of South East Asian Technical University Consortium (SEATUC), Bangkok, Thailand, March 2012 Footer Page 125 of 258 ... 2: Thuật toán ước lượng tham số tín hiệu hệ thống thông tin vô tuyến Trong chương đề xuất số ý tưởng nhằm ước lượng tham số tín hiệu hệ thống thông tin vô tuyến tiên tiến Thứ đề xuất cải tiến thuật. .. CHƯƠNG 2: THUẬT TOÁN ƯỚC LƯỢNG MỘT THAM SỐ CỦA TÍN HIỆU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 29 2.1 Đề xuất thuật toán ước lượng FDOA với độ phân giải cao cho hệ thống thông tin vô tuyến tiên... thế, hệ thống MIMO kỳ vọng đóng vai trò hệ thống thông tin di động hệ thứ hệ thống thông tin tiến tiến tương lai Trong hệ thống thông tin vô tuyến nhiều ăng ten, toán ước lượng tham số tín hiệu