Nghiên cứu triệt tần số doppler và khử nhiễu ICI trong hệ thống vô tuyến đường sắt tốc độ cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRỊNH THỊ HƯƠNG NGHIÊN CỨU TRIỆT TẦN SỐ DOPPLER VÀ KHỬ NHIỄU ICI TRONG HỆ THỐNG VÔ TUYẾN ĐƯỜNG SẮT TỐC ĐỘ CAO LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG HÀ NỘI - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRỊNH THỊ HƯƠNG NGHIÊN CỨU TRIỆT TẦN SỐ DOPPLER VÀ KHỬ NHIỄU ICI TRONG HỆ THỐNG VÔ TUYẾN ĐƯỜNG SẮT TỐC ĐỘ CAO Ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số: 9520208 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VŨ VĂN YÊM PGS.TS NGUYỄN DUY VIỆT HÀ NỘI-2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan kết trình bày luận án cơng trình nghiên cứu tơi hướng dẫn PGS.TS Vũ Văn Yêm PGS.TS Nguyễn Duy Việt Các số liệu, kết trình bày luận án trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu tác giả khác trước Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực dự án cảm ơn Mọi trích dẫn ghi rõ nguồn gốc quy định Hà Nội, ngày Tập thể hướng dẫn PGS.TS Vũ Văn Yêm PGS.TS Nguyễn Duy Việt tháng năm 2018 Tác giả Trịnh Thị Hương LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tới tập thể giáo viên hướng dẫn; PGS.TS Vũ Văn Yêm, Bộ môn Hệ thống Viễn thông, Viện Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội PGS.TS Nguyễn Duy Việt, Bộ môn Kỹ thuật điều khiển Tự động hóa giao thơng, Khoa Điện – Điện Tử, Trường Đại học Giao thông Vận tải Việc định hướng nghiên cứu, hướng dẫn chuyên nghiệp tận tình hai Thầy đóng vai trị to lớn giúp em hồn thành luận án Tôi xin cảm ơn Trường Đại học Giao thông vận tải nơi làm việc tạo điều kiện thời gian kinh phí để làm nghiên cứu sinh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Bên cạnh Trường cịn cấp cho tơi kinh phí thực đề tài T2017- ĐĐT-51, trình thực đề tài hội để trao đổi phần chuyên môn luận án Tơi xin cảm ơn Bộ môn Hệ thống Viễn thông, Viện Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội cho tơi có mơi trường chun nghiệp để học tập, nghiên cứu hồn thành luận án Cuối cùng, tơi xin cảm ơn tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ nhiều lúc khó khăn suốt q trình làm nghiên cứu sinh vừa qua Xin chân thành cảm ơn Người cảm ơn Trịnh Thị Hương MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC KÝ HIỆU v DANH SÁCH BẢNG BIỂU vii DANH SÁCH HÌNH VẼ vii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VÔ TUYẾN TRONG ĐƯỜNG SẮT TỐC ĐỘ CAO 1.1 Hệ thống thông tin vô tuyến số tuyến đường sắt tốc độ cao 1.1.1 Tổng quan đường sắt tốc độ cao 6 1.1.2 Vai trị thơng tin vơ tuyến đường sắt tốc độ cao 10 1.1.3 Thông tin vô tuyến đoàn tàu mặt đất phổ biến 10 1.1.4 Thông tin vô tuyến số tuyến đường sắt tốc độ cao 16 1.1.5 Kỹ thuật ứng dụng thông tin vô tuyến tốc độ cao 18 1.2 Ảnh hưởng di chuyển tốc độ cao đến chất lượng tín hiệu vơ tuyến 26 1.2.1 Chuyển giao môi trường tốc độ cao 28 1.2.2 Mô hình kênh 28 1.2.3 Tính di động cao 29 1.3 Các nghiên cứu CFO/ICI thông tin vô tuyến HSR 30 1.3.1 Tác động dịch tần Doppler lên OFDM 30 1.3.2 Mối liên quan CFO SNR 35 1.3.3.Các nghiên cứu CFO/ICI 35 1.3.3 Các nghiên cứu công bố CFO LTE-R 36 1.4 Kết luận chương 41 CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆU ỨNG DOPPLER VÀ MƠ HÌNH TRIỆT, BÙ CFO TRONG THÔNG TIN VÔ TUYẾN HSR 43 2.1 Khái quát chung 43 2.2 Dịch tần Doppler thông tin vô tuyến đường sắt tốc độ cao 43 2.2.1 Phân tích dịch tần Doppler HSR 43 2.2.2 Mô kết 45 2.3.Triệt dịch tần Doppler sử dụng anten định hướng 52 2.3.1.Mơ hình hệ thống 52 2.3.2 Mơ hình kênh 56 2.3.3 Lưu đồ thuật tốn 59 2.3.4 Mô kết 63 2.4.Triệt dịch tần Doppler sử dụng anten định hướng 66 2.4.1 Mô hình hệ thống 66 2.4.2 Mơ kết 70 2.5 Bù dịch tần Doppler thiết bị chuyển tiếp tàu 73 2.5.1 Mơ hình hệ thống bù Doppler 73 2.5.2 Quá trình thực bù dịch tần Doppler 75 2.5.3 Kết mô 77 2.6 Kết luận chương 80 CHƯƠNG 3: THUẬT TOÁN TRIỆT NHIỄU ICI TRONG THÔNG TIN VÔ TUYẾN ĐƯỜNG SẮT TỐC ĐỘ CAO 81 3.1 Khái quát chung 81 3.2.Uớc lượng bù CFO sử dụng CP HSR 81 3.2.1 Phân tích đề xuất 81 3.2.2 Kết mơ 84 3.3 Thuật toán ước lượng CFO kép HSR 90 3.3.1 ICI môi trường đường sắt tốc độ cao 90 3.3.2 Mơ hình hệ thống đề xuất 91 3.3.3 Mơ hình bù CFO đề xuất 93 3.3.4 Mơ hình toán học 93 3.3.5 Thuật toán ước lượng 96 3.3.6.Kết mô 99 3.4 Kết luận chương 102 KẾT LUẬN 104 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt ADC Analog to Digital Converter Bộ chuyển đổi tương tự số AI Artificial Intelligence Trí tuệ nhân tạo AP Access Point Điểm truy cập APCO The Global Alliance of the Liên minh tồn cầu hiệp hội Association for Public-Safety thơng tin an tồn cơng cộng Communications Officials ASCII American Standard Code Information Interchange ATC Automatic Train Control Điều khiển tàu tự động AWGN Additive White Gauss Noise Tạp âm Gauss trắng cộng BER Bit Error Rate Tỷ số lỗi bít BPF Band Pass Filter Bộ lọc thông dải BPSK Binary Phase Shift Keying Điều chế khóa dịch pha nhị phân BS Base Station Trạm sở/ Trạm thu phát gốc BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát vô tuyến gốc C/N Carrier-to-Noise Ratio Tỷ số sóng mang tạp âm CBTC Communication Control CCTV Closed Circuit Television Truyền hình mạch kín CFO Carrier Frequency Offset Dịch tần sóng mang CoMP Coordinate MultiPoint Truyền/nhận đa điểm kết hợp CP Cycle Prefix Tiền tố lặp DA Data-Aided Hỗ trợ liệu DAC Digital to Analog Converter Bộ chuyển đổi số tương tự DANS Doppler Adaptive Suppression DFT Discrete Fourier Transform Phép biến đổi Fourier rời rạc DOA Direction of Arrival Hướng sóng đến DU Digital Unit Bộ số E.NodeB Evolved- Node B Node B tiên tiến Based for Mã tiêu chuẩn Mỹ dùng để trao đổi thông tin Train Điều khiển tàu dựa thơng tin Noise Triệt nhiễu thích nghi Doppler i eMLPP Enhanced Multi-level Precedence Cuộc gọi ưu tiên chiếm giữ and Preemption tài nguyên EPC Evolution Packet Core Mạng lõi gói tiên tiến ETCS European Train Control System Hệ thống điều khiển tàu châu Âu E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Mạng truy nhập vô tuyến Radio Access Network FFO Fraction Frequency Offset Phần phân số dịch tần số FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh FN Functional Addressing Đánh địa theo chức FSK Frequency Shift Keying Khóa dịch tần GSM-R Gobal System for Mobile- Railway Hệ thống toàn cầu cho di động đường sắt HHO Hard Handover Chuyển giao cứng HLR Home Location Register Thanh ghi định vị thường trú HSPA High Speed Pack Ascess Truy cập gói tốc độ cao HSR High Speed Rail Đường sắt cao tốc HSS Home Subscriber Server Máy chủ thuê bao HST High Speed Train Tàu cao tốc ICI Inter Carrier Interferrence Nhiễu liên sóng mang IDFT Inverse DFT Chuyển đổi Fourier rời rạc ngược DFT IF Intermediate Frequency Trung tần IFFT Inverse FFT Biến đổi Fourier nhanh ngược FFT IFO Integer Frequency Offset Phần nguyên dịch tần IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phương tiện IP IMT-A International Mobile Telecommunication Advanced Tiêu chuẩn thơng tin di động tồn cầu nâng cao IN Intelligent Network Mạng thông minh IoT Internet of Things Internet vạn vật IP/EPC Internet Protocol Giao thức Internet ISI Inter Symbol Interference Nhiễu liên ký hiệu ii ITS Intelligent Transport System Hệ thống giao thông thông minh LCR Level Crossing Rate Tỉ lệ vượt mức LCX Leaky Coaxial Cable Cáp đồng trục xẻ rãnh LDA Location Depending Addressing Tìm kiếm địa theo vị trí LNA Low Noise Amplifier Bộ khuếch đại tạp âm thấp LO Local Oscillator Bộ dao động nội LoS Line of Sight Đường truyền tầm nhìn thẳng LPF Low Pass Filter Bộ lọc thông thấp LTE Long Term Evolution Cải tiến dài hạn LTE-R Long Term Evolution- Railway LTE đường sắt MIMO Multiple Input Multiple Output Đa đầu vào đa đầu ML Maximum Likelihood Khả tối đa MPC Multi- Path Component Các thành phần đa đường MS Mobile Station Trạm động MSs Mobile Stations Các đầu cuối di động MSC Mobile Service Switching Tổng đài di động MUX Multiplexer Bộ ghép kênh NDA Non-Data-Aided Không hỗ trợ liệu OBU On Board Unit Thiết bị tàu OFDM Orthogonal Frequency Division Ghép kênh phân chia theo tần số Multiplexing trực giao PMR Professional Mobile Radio,Private Phát di động riêng Mobile Radio PS Packet Switching Chuyển mạch gói PSK Phase Shift Keying Khóa dịch pha QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QPSK Quardrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha cầu phương RAMS Reliability Availability Maintainability Safety Độ tin cậy sẵn sàng an toàn RBC Radio Block Center Trung tâm khối radio RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RoF Radio over Fiber Vô tuyến qua sợi quang iii Bên thu Bên phát Xây dựng từ s (Bù CFO) Tạo hàm Cost Ước lượng CFO từ giá trị nhỏ Gửi giá trị CFO Hình 3-16 Lưu đồ thuật tốn 3.3.6 Kết mơ Sử dụng thông số Bảng 3.2 để thiết lập tốn thơng tin HSR Trong mơ phỏng, ý đến đường truyền E-NodeB MS Ta giả sử hệ thống đạt đồng mặt thời gian bên thu Bảng 3.2.Thông số mô cho ước lượng CFO kép Các thông số Giá trị Bán kính Cell (ds) 500 m Vùng phủ chồng chéo (Δd) 400 m Khoảng cách ban đầu tàu E-NODE-B1 (d1) 100 m 99 Khoảng cách ban đầu tàu E-NODE-B2 (d2) 400 m Khoảng cách đường tàu E-NODE-Bs ( 5m ) Tốc độ tàu (v) 360 km/h Tổng số kênh 128 Phương pháp điều chế BPSK Độ rộng kênh (Δf) 120 kHz Băng thông (BW) 10 MHz Tần số lấy mẫu (fs) 15,36 MHz Tần số sóng mang 2,6 GHz Kết mơ Với sơ đồ thuật tốn đề xuất với bảng thơng số mơ phịng, kết sử dụng phần mềm Matlab thể hiển hình Hình 3-17 Giá trị CFO ước lượng thực tế E-Node-B1 100 Hình 3-18 Giá trị CFO ước lượng thực tế E-Node-B2 Hình 3-17 Hình 3-18 CFO MS chuyển động xa E-NodeB1 chuyển gần tới E-Node-B2 Tương tự ước lượng đơn CFO, thuật tốn đề xuất khơng xác / có giá trị thấp Tuy nhiên, đạt độ xác cao / có giá trị cao, hàm cost (3.23) (3.24) dẫn tới nhiều điểm đỉnh đáng kể Mặt khác, đỉnh không cần thiết phải gần với giá trị CFO Vì vậy, hiệu hệ thống bị suy giảm Tuy nhiên đạt độ xác cao / có giá trị cao Hình 3-19 MSE thuật tốn đề xuất phương pháp thông thường 101 Sai số bình phương trung bình (MSE) phương pháp đề xuất thể Hình 3-19 Trong q trình mơ phỏng, so sánh phương án đề xuất với giải pháp thông thường nghiên cứu [64] Hình 3-19 cho ta thấy rõ ràng / >16dB, thuật toán ta cho thấy vượt trội Hình 3-20 BER có CFO, khơng bù CFO bù CFO Hình 3-20 BER hệ thống với trường hợp khơng có CFO, có CFO bù CFO Khi / lớn, kết thuật toán gần với giá trị thực tế CFO Do đó, hiệu gần với trường hợp lý tưởng 3.4 Kết luận chương ICI gây dịch tần Doppler tác động mạnh vào hệ thống OFDM trường hợp kênh truyền biến đổi nhanh Sự ảnh hưởng ICI nghiêm trường hợp chu kỳ symbol tăng Đặc biệt với hệ thống tàu tốc độ cao, tốc độ tàu lên đến 570 km/h lớn Doppler gây CFO, làm giảm hiệu hệ thống truyền Trong chương đề xuất hai giải pháp ước lượng bù CFO Giải pháp ước lượng bù CFO dựa ngữ cảnh thay đổi vận tốc điển hình đường sắt cao tốc thuật toán ước lượng bù CP Kết mô cho thấy giải pháp đạt yêu cầu thông tin vô tuyến đường sắt tốc độ cao độ xác thời gian, tồn nhược điểm không ước lượng bù CFO thời điểm ngẫu nhiên vận tốc Giải pháp thứ hai nghiên cứu phương án giảm ICI phương pháp ước lượng CFO kép cho hệ thống HSR Phương án đề xuất dựa phần mào đầu khung liệu tín hiệu thu khơng sử dụng nhiều anten MS ước lượng tần số Doppler dựa tín hiệu nhận gửi lại giá trị cho E-Node-B Khi liệu gửi, 102 CFO đưa vào liệu Hệ thống mô dựa thuật toán ước lượng CFO đề xuất Sai số bình phương trung bình việc ước lượng so sánh với giải pháp thông thường thông qua hiệu Như thể kết mô phỏng, phương án tốt / tăng BER hệ thống sử dụng phương pháp bù đề xuất nêu CFO loại cách hiệu / lớn Hiệu hệ thống gần với trường hợp lý tưởng khơng có CFO sử dụng thuật toán Với giải pháp việc ước lượng CFO có phức tạp tính tốn so với đề xuất triệt, bù dịch tần Doppler mơ hình đề xuất nhiên với việc di chuyển tàu có lịch trình biết trước vị trí tàu biết thiết bị xác định vị trí đồn tàu phục vụ điều khiển chạy tàu giảm độ phức tạp cách nội suy giá trị CFO Đây xem xét giải pháp đầy hứa hẹn cho vấn đề sở hạ tầng giao thông đường sắt cao tốc 103 KẾT LUẬN Trong luận án nghiên cứu giải pháp triệt tần số Doppler khử nhiểu ICI thông tin vô tuyến đường sắt tốc độ cao, nghiên cứu sinh trình bày tổng quan đường sắt tốc độ cao, xu hướng phát triển đường sắt tốc độ cao, hệ thống thông tin vô tuyến số đường sắt tốc độ cao, tình trạng nghiên cứu LTE HSR để trở thành LTE-R Nghiên cứu sinh nghiên cứu vấn đề, thách thức gặp phải hệ thống vô tuyến đường sắt tốc độ cao, tồn mà nghiên cứu trước chưa giải giải chưa triệt để để từ nghiên cứu sinh đề xuất giải pháp bù, triệt tần số Doppler thông tin vô tuyến HSR Các kết quả, đóng góp luận án sau: A Một số kết đạt luận án Xây dựng đường cong Doppler môi trường đường sắt tốc độ cao trường hợp thay đổi vận tốc điển hình đường sắt Đề xuất mơ hình bù dịch tần Doppler mơ phỏng, đánh giá hiệu hệ thống thông qua tỷ số lỗi bit BER trước sau bù dịch tần Doppler Kết cơng bố cơng trình số [5] danh mục cơng trình cơng bố luận án Đề xuất hai mơ hình triệt dịch tần Doppler việc sử dụng anten định hướng đặt đầu tàu, đuôi tàu, tàu lựa chọn anten làm việc tùy theo vị trí thực tế chạy tàu Kết mô cho thấy với đề xuất dịch tần Doppler triệt 95% tồn q trình chạy tàu, cịn lại 5% dịch tần Doppler xấp xỉ 0.4 Hz Hai đề xuất công bố báo số [1] số [3] Đề xuất mơ hình bù CFO việc thay đổi cấu trúc phần cứng thiết bị chuyển tiếp tàu Với đề xuất nghiên cứu sinh mô hệ thống sử dụng phần mềm Matlab với kênh Rice Kết cho thấy đường cong BER sau bù đường cong lý thuyết gần trùng Đề xuất công bố báo số [4] 104 Đề xuất thuật toán ước lượng bù CFO kép để triệt ICI thông tin vô tuyến HSR Kết mô cho thấy Eb/N0 lớn đường cong BER sau bù trùng khít với đường BER khơng có CFO Mơ hình, kết đề xuất cơng bố báo số [2] danh mục công trình cơng bố luận án B Hướng phát triển Mơ hình hóa, mơ phỏng, thực nghiệm hệ thống sử dụng mã hóa nguồn, mã hóa kênh định dạng búp sóng cho đề xuất chương 2 Nghiên cứu thực nghiệm hệ thống giải pháp để định hướng ứng dụng với mơ hình kênh cụ thể cho HSR Việt Nam 105 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ Thi Huong, Trinh & Duy Viet, Nguyen & Van Yem, Vu (2017), “Eliminating Doppler shift in high speed rail communications,” Far East Journal of Electronics and Communications, Volume 17, Issue 3, pp 701707 10.17654/EC017030701 (Scopus) Vu, Van Yem & Thi Huong, Trinh (2018), “ICI Mitigation by Estimation of Double Carrier Frequency Offsets in High-Speed-Railway Communication Systems for Smart Cities,” Mobile Networks and Applications, pp 1-9 10.1007/s11036-017-0990-y (SCI-Q1) Vu Van Yem, Trinh Thi Huong, and Nguyen Duy Viet, (2018), “Doppler Frequency Shift Eliminating Using Directional Antennas for High - Speed Rail Communications,’’ Journal of Communications, ISSN: 1796-2021 (Online); 2374-4367 (Print), Vol 13, No.9, pp 541-544 (Scopus) Trinh Thi Huong, Nguyen Manh Dat, To Thi Thao, Nguyen Duy Viet, and Vu Van Yem, (2018) “Compensating Doppler Frequency Shift of High Speed Rail Communications,“ International journal of Applied Engineering Research, Volume 13, Number 17, pp 13344-13348 (Scopus) Trinh Thi Huong, Nguyen Ngoc Huy, Pham Duy Phong, Nguyen Duy Viet and Vu Van Yem, (2018) “Novel Method Using CP for Estimation and Compensation of CFO in HSR Communications,” Accepted to European Journal of Electrical and Computer Engineering DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CÓ LIÊN QUAN Trịnh Thị Hương, Trịnh Quang Khải, “Hệ thống thông tin di động đường sắt tốc độ cao”, Tạp chí Cơng nghệ thơng tin truyền thơng, tháng năm 2016 Trịnh Thị Hương, Nguyễn Duy Việt, Trịnh Quang Khải; “Truy nhập vô tuyến băng rộng đường sắt tốc độ cao”, Tạp chí Thơng tin Truyền thông, tháng năm 2017 Chủ nhiệm đề tài cấp trường: Nghiên cứu thuật toán xử lý tín hiệu hệ thống thơng tin vơ tuyến cho đường sắt tốc độ cao Mã số T2017-ĐĐT-51 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO "General Definitions of Highspeed" International Union of Railways (UIC) Retrieved 20 November 2015 “China on track to be world‟s biggest network” Financial Times "China's high speed railway exceeds 20,000 km" China Daily 10 September 2016 Retrieved January 2017 Sejal S Bhagat, Palak S Shah and Manoj L Patel, “Smart cities in context to Urban Development,” International Journal of Civil, Structural, Environmental and Infrastructure Engineering Research and Development, Volume 4, Issue 1, 41- 48, Feb (2014) Zhang Xiong, Hao Sheng, WenGe Rong, Dave E Cooper, ”Intelligent transportation systems for smart cities: a progress review,” Science China Information Sciences, Vol 55, Issue 12, pp 2908–2914, December (2012) Ahmed Y Al-Dubai, “Reliable Intelligent Transportation Systems for Smart Cities,” 2ndInternational Conference and Business Expo on Wireless & Telecommunication, Theme: Connecting People to Connecting Global, April 21-22, The Oberoi Centre, Dubai, UAE (2016) https://vi.wikipedia.org/wiki/Đƣờng_sắt_cao_tốc http://www.vr.com.vn/ds-quoc-te/duong-sat-cao-toc-va-vai-tro-trong-giaothong-cong-cong.html https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_high-speed_trains 10 http://vnra.gov.vn/diem-tin-bao-chi/lap-ban-chi-dao-nghien-cuu-du-anduong-sat-bac-nam-toc-do-cao-a1940 11 BBC News (2004, May 20) Wi-Fi May Tempt Travellers News BBC News London, United Kingdom [Online] Available: http: //news.bbc.co.uk/2/hi/technology/3729583.stm 12 W Qi, Y Xin, D Chengxin and L Suwen, "Design of TETRA-based dedicated radio communication system for urban rail transit," 2012 3rd International Conference on System Science, Engineering Design and Manufacturing Informatization, Chengdu, 2012, pp 304-307 doi: 10.1109/ICSSEM.2012.6340733 13 G BARBU, “E-Train - Broadband Communication with moving trains” Technical Report - Technology state of the art, Jun 2010, available online:http://www.uic.org/etf/publication/publicationdetail.php?code_pub=1 90_14 107 14 Electronic Communications Committee with in the Europea Con-ference of Posta l and Telecom munications Admi nistrations, “Practi-cal mechanism to improve the compatibility bet ween GSM- R and public mobile ne tworks and gu idance on practic al coordination,” Copenha gen, Denmark, ECC Report 162, 2011 15 UIC GSM- R Operators Group, “G SM-R system requirements specifi-cation (SRS),” UIC, Paris, France, UIC EIRENE Technology Report, UIC Code 951, version 15 3.0, 2012 16 P Winter, Compendium on ERTMS: “European Rail Traffic Management System” Hamburg, Germany: Eurail Press, 2009 17 Alain BERTOUT, Senior Solution Architect, Alcatel-Lucent, Eric BERNARD, Business Development Director, Alcatel-Lucent, “Next Generation Of Railways And Metros Wireless Communication Systems”, Aspect IRSE, 2012 18 I Beeby, “Demystifying Wireless Communications for Trains,” Presented at the BWCS Train Communication Systems 2006, London, UK,June 2006 19 Trịnh Thị Hƣơng, Nguyễn Duy Việt, Trịnh Quang Khải; “Truy nhập vô tuyến băng rộng đƣờng sắt tốc độ cao”, Tạp chí Thơng tin Truyền thơng, tháng năm 2017 20 X JIANG, F ZOU, Z LIN AND T WANG, “A Survey on the Internet Application on Passenger Trains”, Journal of the China Railway Society, pp 103-110, Oct 2007 21 M HAN, N LEE, K HAN, AND D LEE, “Fast IP handover between satellite networks and wireless LAN networks for high-speed trains”, 2008 22 Japan Central Railway Company, “Extensive Internet Environment on the Next Generation High-Speed Train „Series N700‟”, available online: http://www.docin.com/p-98849721.html 23 Http://www.ithome.com.tw/itadm/article.php?c=60581 24 S WENZHE, W HONGWEI, AND B BING, “Feasibility research on trainground information transmission based on leaky coaxial cable in CBTC”, in Service Operations, Logistics, and Informatics (SOLI), 2011 IEEE International Conference on, 2011, pp 574-578 25 B LANNOO, D COLLE, M PICKAVET AND P DEMEESTER, “Radioover Fiber-Based Solution to Provide Broadband Internet Access to Train Passengers”, IEEE communications Magazine, pp 56-62, Feb 2007 108 26 K Guan, Z D Zhong, and B Ai, “Assessment of LTE-R using high speed railway channel model,” in Proceedings of International Conference on Communications and Mobile Computing, 2011, pp 461–464 27 A Sniady and J Soler, “Capacity gain with an alternative LTE railway communication network,” in Proc 7th Int Workshop on Com-munication Technologies for Vehicles, St Petersburg, Russia, 2014 , pp 1–5 28 Jia Shen, Shiqiang Suo 3GPP Long Term Evolution: “Principle and System Design”, Beijing: People's Posts and Telecom Press, 2008 29 A High-speed Railway Mobile Communication System Based on LTE, “International Conference on Electronics and Information Engineering” Gao Tingting State Key Lab of Rail Traffic Control and Safety Beijing Jiaotong University Beijing, (ICEIE 2010), 30 Aleksander Sniady and José Soler, “Capacity gain with an alternative LTE railway communication network”, , IEEE members, 7th International Workshop on Communication Technologies for Vehicles (Nets4Cars-Fall), 2014 31 Trịnh Thị Hƣơng, Trịnh Quang Khải, “Hệ thống thông tin di động đường sắt tốc độ cao”, Tạp chí Cơng nghệ thông tin truyền thông, tháng năm 2016 32 Badard, B & Diascorn, V & Boulmier, G et al , “Migration to VoIP over mobile networks: Technical challenges and economic opportunity analysis,” Telecommunications Network Strategy and Planning Symposium (NETWORKS), 2010 14th International, vol., no., pp.1-7, 27-30 Sept 2010 33 Chen Wu, “User ID provisioning for SIP registration in IMS,” Education Technology and Computer (ICETC), vol.2, no., pp.V2-206-V2-210, 22-24 June 2010 34 Jaime Calle-Sanchez, Mariano Molina-Garcia & José I Alonso , “Top Challenges of LTE to become Next Generation Railway Communication System”, WIT transactions on the Buit environment, vol 127, 2012, ISSN 1743-3509 (online) 35 K D LIN AND J F CHANG, “Communications and entertainment onboard a high speed public transport system”, IEEE Wireless Communications Magazine, pp 82-89, 2002 36 B Ai, X Cheng, T Krner, Z Zhong, K Guan, and R He,“Challenges Toward Wireless Communications for High-Speed Railway,” IEEE Intell Transp Syst Mag., vol 15, no 5, pp 2143-2158, Oct 2014 37 Qiwei, W & Guangliang, R & Jing T , “A soft handover algorithm for TDLTEsystem in high-speed railway scenario,” Signal Processing, 109 CommunicationsandComputing (ICSPCC), vol., no., pp.1-4, 14-16 Sept 2011 38 L Luan et al, “Handover Parameter Optimization of LTE System in VariationalVelocity Environment”, Proceedings of ICCTA2011, International Conference onComputer Theory and Applications, 2011 39 3GPP TS 36.104, “LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (EUTRA); Base Station (BS) radio transmission and reception,” 3GPP, Sophia Antipolis, France, 3GPP Technical Specification, version 11.8.2, Release 11, 2014 40 B Ai, X Cheng, T Kürner, Z.-D Zhong, K Guan, R.-S He, L Xiong, D W Matolak, D G Michelson, and C Briso-Rodriguez, “Challenges toward wireless communications for high-speed railway,” IEEE Trans Intell Transp Syst., vol 15, no 5, pp 2143–2158, 2014 41 R He, Z Zhong, B Ai, and K Guan, “Reducing cost of the high-speed railway communications: From propagation channel view,” IEEE Trans Intell Transp Syst., vol 16, no 4, pp 2050–2060, 2015 42 R He, Z Zhong, B Ai, and C Oestges, “Shadow fading correlation in highspeed railway environments,” IEEE Trans Veh Technol., vol 64, no 7, pp 2762–2772, 2015 43 Yong Soo Cho,Jaekwon Kim,Won Young Yang,Chung G Kang, “MIMOOFDM Wireless Communications with MATLAB”, IEEE, ISBN: 9780470825617 Online ISBN: 9780470825631 DOI: 10.1002/9780470825631, First published: 25 August 2010 44 Richard Van Nee and Ramjee Prasad, “OFDM for Wireless Multimedia Communications”, The Artech House Universal Personal Communications, Norwood, MA, 2000 45 Aziz, W., Ahmed, E., Abbas, G., Saleem, S and Islam, Q., “Performance Analysis of carrier Frequency Offset (CFO) in OFDM using MATLAB”, Journal of Engineering (JOE), Vol 1, No 1, 2012 46 Cho, Y.S., Kim J., Yang, W.Y and Kang C G., “MIMO-OFDM wireless communications with MATLAB”, John Wiley & Sons, Asia, IEEE Press, 2010, pp.153-161 47 Al-Bassiouni, A M., Muhammad, M I., and Zhuang, W., “An Eigenvalue Based Carrier Frequency Offset Estimator for OFDM Systems”, IEEE WirelessCommunications Letters, Vol 2, No 5, October 2013, pp 475-478 110 48 Qiao, Y., Wang, Z., and Ji, Y., “Blind Frequency Offset Estimation based on Cyclic Prefix and Virtual Sóng mang cons in Co-OFDM System”, Chinese Optics Letters, Vol No 9, Sept 2010, pp 888-893 49 Van de Beek, J.J., Sandell, M., and Borjesson, P.O., "ML estimation of timing and frequency offset in OFDM systems", IEEE Transactions on Signal Processing, Vol 45, No 7, July 1997, pp.1800-1805 50 Wang K., Singh J and Faulkner M., "FPGA Implementation of an OFDM WLAN Synchronizer.” Second IEEE International Workshop on Electronic, 2004 51 W U Bajwa, A M Sayeed, and R Nowak, “Sparse multipath channels: modeling and estimation,” IEEE Digital Signal Processing Education Workshop, pp 320-325, Jan 2009 52 W U Bajwa, J Haupt, A M Sayeed, and R Nowak, “Compressed channel sensing: a new approach to estimating sparse multipath channels,” Proc IEEE, vol 98, no 6, pp 1058-1076, June 2010 53 G Park , D Hong and C Kang, “Level crossing rate estimation with Doppler adaptive noise suppression technique in frequency domain,” in Proc 58th IEEE VTC 2003-Spring, pp.1192-1195 2003 54 Y Choi, O Ozdural, H Liu and S Alamouti, “A maximum likelihood Doppler frequency estimator for OFDM systems,” in proc IEEE ICC, vol 10, pp 4572-4576, 2006 55 J Cai, W Song and Z Li, “Doppler spread estimation for mobile OFDM systems in Rayleigh fading channels,” IEEE Trans Consum Electron, vol 49, no 4, pp 973-977, November 2003 56 H Arslan, L Krasny, D Koilpillai and S Chennakeshu, “Doppler spread estimation for wireless mobile radio systems,” in proc IEEE WCNC, vol 3, pp 1075-1079, 2000 57 Q Du, G Wu, Q Yu and S Li, "ICI mitigation by Doppler frequency shift estimation and pre-compensation in LTE-R systems," 2012 1st IEEE International Conference on Communications in China (ICCC), Beijing, 2012, pp 469-474 58 Dian Fan, Z Zhong, Gongpu Wang and Feifei Gao, "Doppler shift estimation for high-speed railway wireless communication systems with large-scale linear antennas," 2015 International Workshop on High Mobility Wireless Communications (HMWC), Xi'an, 2015, pp 96-100 59 Bing Hui; Junhyeong Kim; Hee-Sang Chung; Il-Gyu Kim; Hoon Lee, “ Efficient Doppler mitigation for high-speed rail communications”, Advanced 111 Communication Technology (ICACT), 2016 18th International Conference on 03 March 2016 60 Hanbyeog Cho, Tien Hoa Nguyen, Huu Nghia Nguyen, Hyun-Kyun Choi, Jin-Kyu Choi, Soonghwan Ro and Van Duc Nguyen, “A robust ICI suppression based on an adaptive equalizer for very fast time-varying channels in LTE-R systems” Cho et al EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking (2018) 2018:17 61 P Kyosti, J Meinila, L Hentila, X Zhao, Winner II channel models: part I channel models version 1.2.WINNER and Information Society Technologies,” Technical Report (2007) 62 O Besson and P Stoica, “On parameter estimation of MIMO flat-fading channels with frequency offsets,” IEEE Trans on Signal Processing, vol 51, no 3, pp 602–613, (2003) 63 Y Zeng, R A Leyman, and T S Ng, “Joint semi blind frequency offset and channel estimation for multiuser MIMO-OFDM uplink,” IEEE Trans Commun., vol 55, no 12, pp 2270–2278, (2007) 64 J Chen, Y C Su, S Ma, and T S Ng, “Joint CFO and channel estimation for multiuser MIMO-OFDM systems with optimal training sequences,” IEEE Trans on Signal Processing, vol 56, no 8, pp 4008–4019, (2008) 65 Y Wu, J W M Bergmans, and S Attallah, “Carrier frequency offset estimation for multiuser MIMO OFDM uplink using CAZAC sequences: performance and sequence optimization,” EURASIP Journal on Wirel Commun and Network., vol., Article ID: 570680, (2011) 66 Y Jiang, X Zhu, E Lim, Y Huang, and H Lin, “Low-complexity semi blind multi-CFO estimation and ICA-baed equalization for CoMP OFDM systems,” IEEE Trans Vehicular Technology, vol 63, no 4, pp 1928–1934, May, (2014) 67 S Li, J Xiong, L Gui and Y Xu, "A Generalized Analytical Solution to Channel Estimation With Intersymbol Interference Cancelation and CoChannel Interference Cancelation for Single Input Single Output/Multiple Input Single Output Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting Systems," in IEEE Transactions on Broadcasting, vol 59, no 1, pp 116-128, March 2013 112 68 J Xiong , L Gui , H Liu and P Cheng, "On channel estimation and equalization in 2x1 MISO TDS-OFDM based terrestrial DTVsystems," IEEE Trans Broadcast., vol 58, pp 130-138, (2012) 69 3GPP TR 36.211 v8.6.0., “Physical Channel and Modulation for Evolved UTRA[S]” (2009).M El-Hajjar and L Hanzo, "A Survey of Digital Television Broadcast Transmission Techniques," in IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol 15, no 4, pp 1924-1949, Fourth Quarter 2013 70 H Liu and U Tureli, "A high efficiency estimator for OFDM communications," IEEE Commun Lett., vol 2, pp 104-106, Apr 1998 113 ... TIN VÔ TUYẾN TRONG ĐƯỜNG SẮT TỐC ĐỘ CAO 1.1 Hệ thống thông tin vô tuyến số tuyến đường sắt tốc độ cao 1.1.1 Tổng quan đường sắt tốc độ cao 6 1.1.2 Vai trị thơng tin vơ tuyến đường sắt tốc độ cao. .. đường sắt tốc độ cao Nghiên cứu thuật tốn khử nhiễu liên sóng mang ICI dịch tần Doppler gây hệ thống thông tin vô tuyến cho đường sắt tốc độ cao Đối tượng nghiên cứu - Hệ thống đường sắt tốc độ cao. .. TRONG ĐƯỜNG SẮT TỐC ĐỘ CAO 1.1 Hệ thống thông tin vô tuyến số tuyến đường sắt tốc độ cao 1.1.1 Tổng quan đường sắt tốc độ cao Có vài định nghĩa khác đường sắt tốc độ cao tồn giới, theo nguồn [1] đường