Giải pháp nâng cao hiệu năng và cải thiện dung lượng hệ thống truyền hình số mặt đất thế hệ tiếp theo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ TRUNG TẤN GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG VÀ CẢI THIỆN DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THẾ HỆ TIẾP THEO LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Hà Nội - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ TRUNG TẤN GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG VÀ CẢI THIỆN DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THẾ HỆ TIẾP THEO Ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 9520208 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN HỮU TRUNG Hà Nội – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết khoa học trình bày luận án thành nghiên cứu thân suốt thời gian làm nghiên cứu sinh chưa xuất công bố tác giả khác Các kết đạt xác trung thực Giáo viên hướng dẫn khoa học Hà Nội, ngày… tháng….năm 2021 Tác giả luận án PGS TS Nguyễn Hữu Trung Lê Trung Tấn i LỜI CẢM ƠN Luận án tiến sĩ nghiên cứu sinh thực Bộ môn Điện tử hàng không vũ trụ, Viện Điện tử - Viễn thông, Đại học Bách khoa Hà Nội hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Hữu Trung Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Thầy định hướng khoa học, dẫn thực nhiệm vụ cần thiết tạo điều kiện thuận lợi để cơng trình nghiên cứu hoàn thành Nghiên cứu sinh xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Phòng Đào tạo, Viện Điện tử - Viễn thông, Bộ môn Điện tử hàng không vũ trụ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập nghiên cứu Cuối biết ơn tới gia đình, bạn bè thơng cảm, động viên giúp đỡ nghiên cứu sinh có thêm nghị lực để hoàn thành luận án Tác giả luận án Lê Trung Tấn ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC xiv MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu, đối tượng, phương pháp phạm vi nghiên cứu 3.1 Mục tiêu nghiên cứu 3.2 Đối tượng nghiên cứu 3.3 Phạm vi nghiên cứu 3.4 Phương pháp nghiên cứu Các đóng góp khoa học luận án Bố cục luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tổng quan truyền hình số mặt đất kỹ thuật đề xuất 1.2.1 Tổng quan truyền hình số mặt đất 1.2.2 Các giải pháp kỹ thuật đề xuất để tiêu chuẩn hóa truyền hình số hệ 1.2.2.1 Cấu hình sở 1.2.2.2 Cấu hình MIMO 12 1.2.2.3 Cấu hình lai mặt đất vệ tinh 12 1.2.2.4 Cấu hình lai mặt đất vệ tinh MIMO 13 1.2.3 Những vấn đề tồn 14 1.3 Định hướng giải pháp nâng cao chất lượng truyền dẫn truyền hình số mặt đất hệ 14 1.3.1 Hệ thống MIMO 14 1.3.1.1 Dung lượng hệ thống MIMO 15 1.3.1.2 Ưu điểm hệ thống MIMO 16 1.3.2 Hệ thống MIMO quy mô lớn 17 iii 1.3.2.1 Yêu cầu số lượng vùng phát sóng độc lập 19 1.3.2.2 Lắp đặt số lượng ăng-ten lớn 19 1.3.2.3 Nhận tín hiệu/ Ước lượng kênh 19 1.3.3 Kỹ thuật định hướng búp sóng (Beamforming) 20 1.3.3.1 Kỹ thuật định hướng búp sóng tương tự 20 1.3.3.2 Kỹ thuật định hướng búp sóng số 22 1.3.3.3 Kỹ thuật định hướng búp sóng lai 23 1.3.4 Định hướng giải pháp nâng cao chất lượng truyền dẫn truyền hình số mặt đất hệ 26 1.5 Kết luận chương 26 CHƯƠNG GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG TRUYỀN DẪN HỆ THỐNG DVB-NGH BẰNG ĐỊNH HƯỚNG ĐA BÚP SÓNG VÀ PHÂN NHÓM NGƯỜI DÙNG 28 2.1 Đặt vấn đề 28 2.2 Mô hình kiến trúc định hướng đa búp sóng theo lý thuyết hệ thống 30 2.2.1 Mơ hình hệ thống 30 2.2.1.1 Mơ hình tín hiệu 30 2.2.1.2 Định hướng búp sóng tối ưu thống kê 32 2.2.2 Định hướng đa búp sóng theo lý thuyết hệ thống 37 2.2.2.1 Mơ tả tốn giảm bậc 37 2.2.2.2 Phát biểu toán giảm bậc xử lý toán 37 2.2.2.3 Phương pháp tối ưu bền vững theo tiêu chí Min-Max 39 2.2.3 Kết mô 40 2.2.3.1 Phương pháp mô 40 2.2.3.2 Các kịch kết mô 41 2.3 Đề xuất hệ thống định hướng đa búp sóng ứng dụng cho hệ thống DVB-NGH 48 2.3.1 Các cấu hình MIMO mạng đơn tần 48 2.3.2 Mô hình tín hiệu 51 2.3.3 Mơ hình kênh massive MIMO 53 2.3.4 Đề xuất tối ưu định hướng búp sóng cho hệ thống định hướng đa búp sóng55 2.3.5 Kết mô 56 2.4 Đề xuất thuật tốn phân nhóm người dùng cách điều khiển băng thơng cho mạng truyền hình số mặt đất hệ 61 2.4.1 Mơ hình hệ thống 61 2.4.1.1 Mơ hình tín hiệu 61 2.4.1.2 Mơ hình kênh 62 iv 2.4.2 Đề xuất thuật tốn phân nhóm người dùng 64 2.4.3 Kết mô 68 2.5 Kết luận chương 71 CHƯƠNG GIẢI PHÁP CẢI THIỆN DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG DVB-NGH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH HƯỚNG BÚP SĨNG LAI VÀ GHÉP KÊNH KHƠNG GIAN MIMO PHÂN CỰC KÉP 72 3.1 Đặt vấn đề 72 3.2 Mơ hình tín hiệu phát thu hệ thống DVB-NGH MIMO định hướng búp sóng lai số-tương tự 73 3.3 Mô hình định hướng đa búp sóng 76 3.4 Mơ hình kênh 76 3.5 Phương pháp định hướng búp sóng lai ghép kênh khơng gian phân cực kép 78 3.5.1 Thiết kế tiền mã hóa số tương tự ứng dụng MIMO phân cực kép máy phát 78 3.5.2 Thiết kế máy thu ứng dụng mã hóa MIMO rate-2 80 3.5.2.1 Máy thu 80 3.5.2.2 Hiệu hệ thống 81 3.5.2.3 Ứng dụng mã hóa MIMO rate-2 DVB-NGH 81 3.6 Kết mô 84 3.7 Kết luận chương 89 KẾT LUẬN 91 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 v DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cấu hình DVB-NGH sở BICM [9] Hình 1.2 Ví dụ kịch điều chế phân cấp [9] 10 Hình 1.3 Mơ hình hệ thống MIMO 15 Hình 1.4 Mơ hình hệ thống MIMO quy mơ lớn 18 Hình 1.5 Mơ hình kỹ thuật tạo búp sóng tương tự [45] 21 Hình 1.6 Mơ hình kỹ thuật tạo búp sóng số [45] 23 Hình 1.7 Mơ hình kỹ thuật tạo búp sóng lai [45] 24 Hình 2.1 Hệ định hướng búp sóng .30 Hình 2.2 Bộ định hướng Frost Beamformer .35 Hình 2.3 Cầu hình ăng-ten mảng ULA 41 Hình 2.4 Đồ thị biến thiên NRMSE SNR thay đổi từ -30 ÷10dB 43 Hình 2.5 Đồ thị biến thiên NRMSE SIR thay đổi 45 Hình 2.6 Đồ thị biến thiên NRMSE góc sai lệch hướng 47 Hình 2.7 Đồ thị biến thiên NRMSE theo số lượng ăng-ten 48 Hình 2.8 Truyền dẫn MIMO trạm gốc 49 Hình 2.9 Truyền dẫn MISO phân tán 50 Hình 2.10 Sơ đồ truyền dẫn MIMO hai trạm gốc 50 Hình 2.11 Kiến trúc MIMO kết hợp vệ tinh 51 Hình 2.12 Kịch định hướng đa búp sóng dựa nhiều ăng-ten mảng hình trụ 52 Hình 2.13 Đề xuất sơ đồ khối chức hệ thống định hướng đa búp sóng 55 Hình 2.14 NRMSE theo SNR (a,b), số lượng ăng-ten (c) hệ thống massive MIMO đề xuất 58 Hình 2.15 Đồ thị búp sóng kép búp sóng đơn với MVDR (a, b), búp sóng kép với Frost Beamformer (c,d) hệ thống massive MIMO đề xuất 61 Hình 2.16 Sơ đồ khối mơ hình hệ thống đề xuất 62 Hình 2.17 Nhóm người dùng điều khiển băng thông .64 Hình 2.18 Lưu đồ thuật tốn phân nhóm người dùng 66 Hình 2.19 Tổng tốc độ so với số lượng người dùng kỹ thuật định hướng búp sóng khác 69 Hình 2.20 Tổng tốc độ với số lượng chùm tia ban đầu kỹ thuật định hướng búp sóng khác 70 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống DVB-NGH MIMO định hướng búp sóng lai sốtương tự 74 Hình 3.2 Bộ tiền mã hóa MIMO phân cực kép 78 Hình 3.3 Sơ đồ thu DVB-NGH MIMO rate-2 82 Hình 3.4 Hiệu hệ thống DVB-NGH MIMO Rate-2 cách sử dụng sơ đồ điều chế 64-QAM 256-QAM với kích thước FFT 8K 16K cho số lượng phần tử ăng-ten phát M khác tiền mã hóa tương tự 86 vi Hình 3.5 Hiệu hệ thống DVB-NGH MIMO Rate-2 cách sử dụng sơ đồ điều chế 256-QAM kích thước FFT 16K cho ăng-ten phát khác M = 1, 2, 4, 87 Hình 3.6 Tốc độ liệu đạt với ăng-ten phát khác chế độ MIMO rate-2 với sơ đồ điều chế 64-QAM mã hóa LDPC 8/15 88 Hình 3.7 Tốc độ liệu đạt với ăng-ten phát khác chế độ MIMO rate-4 với sơ đồ điều chế 64-QAM mã hóa LDPC 8/15 88 Hình 3.8 Mơ hình búp sóng sơ đồ tạo chùm tia đề xuất: (a) MT = 8, MR = cho chế độ MIMO rate-2, (b) MT = 16, MR = cho chế độ MIMO NS = .89 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các cấu hình hybrid MIMO [9] 14 Bảng 2.1 Các tham số mô ứng với kịch mô SNR thay đổi [64][65] 42 Bảng 2.2 Các tham số mô ứng với kịch mô SIR thay đổi [64][65] 44 Bảng 2.3 Các tham số mô ứng với kịch mô SIR thay đổi [64][65] 45 Bảng 2.4 Các tham số mô ứng với kịch mô thay đổi số lượng ăng-ten [64][65] 47 Bảng 2.5 Các tham số mô [39][41] 56 Bảng 2.6 Các tham số mạng mô [105][106] 69 Bảng 3.1 Tham số mã hóa liệu cho DVB-NGH [11] 74 Bảng 3.2 Các chế độ chòm xoay DVB-NGH [11] .75 Bảng 3.3 Các trường hợp nghiên cứu 84 Bảng 3.4 Các tham số mô [3][26] .84 viii Cuối cùng, luận án mô mô hình búp sóng tạo búp sóng lai đề xuất với hai chuỗi RF (Ns = 2), số lượng ăng-ten MT = 8, MR = (Hình 3.8a) bốn chuỗi RF (Ns = 4), số lượng ăng-ten MT = 16, MR = (Hình 3.8b) Có thể thấy từ sơ đồ hệ thống DVB-NGH đề xuất, kết mơ minh chứng tạo búp sóng tối ưu hóa thơng qua có búp sóng chiếm ưu Mơ hình búp sóng có nghĩa luồng liệu truyền thành cơng thơng qua chùm (a) (b) Hình 3.8 Mơ hình búp sóng sơ đồ tạo chùm tia đề xuất: (a) MT = 8, MR = cho chế độ MIMO rate-2, (b) MT = 16, MR = cho chế độ MIMO NS = 3.7 Kết luận chương Trong chương này, luận án phát triển sơ đồ định hướng búp sóng dựa định hướng búp sóng lai ghép kênh không gian MIMO phân cực kép cho 89 hệ thống DVB-NGH Trong phương pháp đề xuất, sơ đồ định hướng búp sóng tối đa hóa dung lượng kênh hệ thống DVB-NGH dựa MIMO Kết mơ cho thấy định hướng búp sóng lai đề xuất có hiệu để đạt cơng suất cao so với ghép kênh không gian MIMO phân cực kép có cho hệ thống DVB-NGH Việc đánh giá hiệu theo tỷ lệ lỗi bit, dung lượng kênh ergodic mẫu búp sóng cho thấy sơ đồ định hướng búp sóng lai đề xuất sử dụng phương pháp định hướng búp sóng số tương tự ghép kênh không gian MIMO phân cực kép cho hệ thống DVB-NGH tối ưu hóa thơng qua búp sóng chiếm ưu Mặc dù số kết đạt được, số vấn đề thách thức phải giải quyết, ví dụ, giảm kích thước vật lý Do đó, nghiên cứu thực tối ưu hóa định hướng búp sóng lai để áp dụng cho máy thu cầm tay hệ thống DVB-NGH Các kết nghiên cứu công bố [3] danh mục cơng trình cơng bố luận án 90 KẾT LUẬN Tại Việt Nam, truyền hình số quảng bá mặt đất phát triển rộng khắp tỉnh thành nước ngày có nhiều nhà cung cấp dịch vụ truyền hình số quảng bá với số lượng chương trình ngày tăng Việc phát triển tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất hệ nhằm đáp ứng yêu cầu thực tế Đó gia tăng dung lượng băng thông giúp cung cấp cho người xem dịch vụ truyền hình mới, hỗ trợ hội cho nhà quảng bá triển khai chuỗi dịch vụ HDTV môi trường DTT, hỗ trợ dịch vụ truyền hình tương lai Các dịch vụ hệ UHTV hưởng lợi từ việc gia tăng dung lượng sẵn có sở tối ưu hóa truyền dẫn hệ thống truyền hình mặt đất hệ Với ràng buộc giới hạn dung lượng băng tần, mơi trường truyền hình mặt đất cần tối ưu hệ thống truyền dẫn để đáp ứng yêu cầu truyền hình tương lai hỗ trợ triển khai dịch vụ truyền hình Với mục đích nghiên cứu phương thức tối ưu hóa truyền dẫn ứng dụng hệ thống truyền hình số mặt đất hệ mới, nghiên cứu sinh hoàn thành mục tiêu nghiên cứu đề Trong trình thực luận án, nghiên cứu sinh có số đóng góp khoa học mới, cụ thể sau: (i) Đề xuất mơ hình, kiến trúc tối ưu hiệu hệ thống DVB-NGH định hướng đa búp sóng sử dụng ăng-ten mảng hình trụ Các kết nghiên cứu công bố tài liệu tham khảo [2] danh mục cơng trình cơng bố luận án Nội dung đóng góp trình bày chương mục 2.3 Đề xuất hệ thống định hướng đa búp sóng ứng dụng cho hệ thống DVB-NGH (ii) Đề xuất thuật tốn phân nhóm người dùng cách điều khiển băng thông cho mạng truyền hình số mặt đất hệ Các kết nghiên cứu công bố tài liệu tham khảo [4] danh mục cơng trình cơng bố luận án Nội dung đóng góp trình bày chương mục 2.4 Đề xuất thuật tốn phân nhóm người dùng cách điều khiển băng thơng cho mạng truyền hình số mặt đất hệ (iii) Đề xuất mơ hình, kiến trúc cải thiện dung lượng hệ thống DVB-NGH phương pháp định hướng búp sóng lai ghép kênh khơng gian MIMO phân cực kép Các kết nghiên cứu công bố tài liệu tham khảo [3] danh mục cơng trình cơng bố luận án Nội dung đóng góp trình bày chương Giải pháp cải thiện dung lượng hệ thống DVB-NGH phương pháp định hướng búp sóng lai ghép kênh không gian MIMO phân cực kép Với đóng góp khoa học nêu trên, luận án góp phần để nghiên cứu, phát triển cho hệ thống truyền hình số mặt đất hệ tương lai 91 Các vấn đề cần nghiên cứu tiếp Hiện nay, kết đạt luận án mơ máy tính Để tiếp tục nghiên cứu, phát triển kết đạt được, mở rộng phạm vi nghiên cứu ứng dụng thực tế, thời gian tới hướng nghiên cứu luận án đề xuất sau: - Nghiên cứu định hướng búp sóng trường hợp ước lượng kênh không lý tưởng - Nghiên cứu vấn đề nâng cao độ bền vững định hướng búp sóng phát trường hợp thu dịch chuyển - Nghiên cứu trường hợp phân nhóm người dùng dựa thuật toán phân cụm K-means dựa học máy trí tuệ nhân tạo - Nghiên cứu giảm kích thước vật lý anten, tối ưu hóa định hướng búp sóng lai để áp dụng cho máy thu cầm tay hệ thống DVB-NGH 92 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Nguyen Huu Trung, Nguyen Thuy Anh, Nguyen Minh Duc, Doan Thanh Binh, Le Trung Tan (2017), “System theory based Multiple-Beamforming”, Vietnam Journal of Science and Technology, vol 55, no 5, pp 637-649 DOI: 10.15625/2525-2518/55/5/9149 Le Trung Tan, Nguyen Huu Trung, Thai Trung Kien (2018), “Robust multiple beamforming massive MIMO system based on cylindrical antenna arrays”, Tạp chí nghiên cứu khoa học công nghệ quân sự, pp 83-95 http://www.jmst.info/archives/cac-so-nam-2018/sodacsancnttthang11nam2018 Huu Trung Nguyen, Trung Tan Le and Trung Hien Nguyen (2020), “Capacity improvement for DVB-NGH with dual-polarized MIMO spatial multiplexing and Hybrid beamforming”, Hindawi, International Journal of Digital Multimedia Broadcasting, Volume 2020, Article ID 9578521 (Tạp chí ISI) https://doi.org/10.1155/2020/9578521 Trung Tan Le, Trung Hien Nguyen and Huu Trung Nguyen (2021), “User Grouping for Massive MIMO Terrestrial Broadcasting Networks”, 2020 IEEE Eighth International Conference on Communications and Electronics (IEEE ICCE 2020), pp 467-471, Article ID 1570640654 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sung-Hoon Kim, Jooyoung Lee, Seyoon Jeong, Jinsoo Choi, Jinwoong Kim (2013), “Development of fixed and mobile hybrid 3DTV for next generation terrestrial DTV”, 3DTV Vision Beyond Depth [2] Số: 310/QĐ-TTg, Thủ Tướng phủ, Quyết định sửa đổi, bổ sung số điều định số 2451/QĐ-TTG ngày 27 tháng 12 năm 2011 thủ tướng phủ phê duyệt đề án số hóa truyền dẫn, phát sóng truyền hình mặt đất đến năm 2020, 2018 [3] Digital Video Broadcasting (DVB) (2012), “Next Generation broadcasting system to Handheld, physical layer specification (DVB-NGH),” ETSI EN 302 755 V1.3.1 [4] Digital Video Broadcasting (DVB) (2012), “Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2),” ETSI EN 300 744 V1.5.1 [5] Jordi J Giménez , Erik Stare , Staffan Bergsmark , David Gómez-Barquero (2015), “Advanced Network Planning for Time Frequency Slicing (TFS) Toward Enhanced Efficiency of the Next-Generation Terrestrial Broadcast Networks,” IEEE Transactions on Broadcasting, tập 61, số 2, pp 309 – 322 [6] Muhammad Moiz Anis , Xavier Lagrange , Ramesh Pyndiah, “Handheld Receivers Coverage by DVB-T2 (2012),” IEEE Vehicular Technology Conference (VTC Fall) [7] Eizmendi, G Prieto, G Berjon-Eriz, I Landa, and M Velez (2013), “Empirical DVB-T2 thresholds for fixed reception,” IEEE Trans Broadcast., tập 59, số 2, pp 306-316 [8] Tao Cheng , Kewu Peng , Fang Yang , Zhixing Yang (2014), “Performance analysis of DVB-NGH MIMO coded modulation system,” International Wireless Communications and Mobile Computing Conference (IWCMC) [9] David Gómez-Barquero , Catherine Douillard , Peter Moss , Vittoria Mignone (2014), “DVB-NGH: The Next Generation of Digital Broadcast Services to Handheld Devices,” IEEE Transactions on Broadcasting, tập 60, số 2, pp 246 257 [10] D Goz´ alvez, D G´ omez-Barquero, I Eizmendi, G Berj´ on-Eriz, and M.V´ 94 elez (2013), “DVB-T2 for mobile and mobile DVB-T2 (T2-Lite),” Next Generation Mobile Broadcasting Boca Raton, FL, USA [11] Catherine Douillard , Charbel Abdel Nour (2012), “The Bit Interleaved Coded Modulation module for DVB-NGH: Enhanced features for mobile reception,” 19th International Conference on Telecommunications (ICT) [12] E Stare (2013), “Improved spectral efficiency by time frequency slicing and advanced network planning,” International Broadcasting Convention (IBC) [13] J J Gim´ enez, D G´ omez-Barquero, S Bergsmark and E Stare (2014), “Time frequency slicing for future digital terrestrial broadcasting networks,” IEEE Trans Broadcast., tập 60, số [14] EBU Technical Report 3348 (2013), “Frequency and Network Planning Aspects of DVB-T2 (2013)” [15] Giménez Gandia, Jordi Joan (2015), “Improved Spectrum Usage with Multi-RF Channel Aggregation Technologies for the Next-Generation Terrestrial Broadcasting” [16] J J Giménez, D Gozálvez, D Gómez-Barquero, and N Cardona (2012), “A Statistical Model of the Signal Strength Imbalance between RF Channels in a DTT Network,” IET Electronic Letters, tập 48, số 12, pp 731-732 [17] Jaime López-Sánchez , Jan Zưllner , Samuel Atungsiri , Erik Stare , David Gómez-Barquero (2014), “Technical Solutions for Local Service Insertion in DVB-NGH Single Frequency Networks,” IEEE Transactions on Broadcasting , tập 60, số 2, pp 293 - 301 [18] E Dhana Lakshmi, Syed Sultan Mahmood (2015), “Analytical Analysis Of Implementation Issues And Its Practical Applicability In DVB-NGH Single Frequency Networks,” International Journal Of Engineering And Computer Science, tập 4, số 10, pp 14831-14838 [19] J Qi, J Robert, K L Chee, M Slimani, and J Zoellner (2012), “DVB-T2 MISO Field Measurements and a Calibrated Coverage Gain Predictor,” Proc IEEE BMSB, Seoul, South Korea [20] D G´ omez-Barquero, P F G´ omez, D Goz´ alvez, B Sayadi, and L Roullet (2012), “A novel physical layer split FEC scheme for long time interleaving with fast zapping support,” IEEE Trans Broadcast., tập 58, số 2, p 269–276 95 [21] L Beltrán, J Maria (2013), “Physical Layer Signaling for the Next Generation Mobile TV Standard DVB-NGH,” [22] Weidong Wen , Jinfeng Tian , Mingqi Li , Guohui Li (2015), “Reduction of physical layer signaling overhead in DVB-NGH systems,” 10th International Conference on Communications and Networking in China (ChinaCom) [23] J Zoellner , J Robert , L Stadelmeier , N Loghin (2012), “Optimization of the physical layer signalling overhead of DVB-T2 and DVB-NGH,” IEEE international Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting [24] D.Gómez-Barquero (2013), “Next Generation Mobile Broadcasting,” CRC Press [25] D Vargas, D Goz´ alvez, D G´ omez-Barquero, and N Cardona (2013), “MIMO for DVB-NGH, the next generation mobile TV broadcasting,” IEEE Commun Mag., tập 57, số 7, p 130–137 [26] Jae Hyun Seo , Tae Jin Jung , Heung Mook Kim , Dong Seog Han (2015), “Improved Polarized 2x2 MIMO Spatial Multiplexing Method for DVB-NGH System,” IEEE Transactions on Broadcasting, tập 61, số 4, pp 729 – 733 [27] D Vargas, Y J D Kim, J Bajcsy, D Gómez-Barquero, and N Cardona (2015), “A MIMO-channel-precoding scheme for next generation terrestrial broadcast TV systems,” IEEE Trans Broadcast., tập 61, số 3, p 445–456 [28] Konstantinos P Liolis, Pantelis-Daniel Arapoglou (2017), “Next-generation MIMO satellite systems: From channel modeling to system performance evaluation” [29] Cristina Ciochina-Duchesne , Damien Castelain , Arnaud Bouttier (2012), “Satellite profile in DVB-NGH,” 6th Advanced Satellite Multimedia Systems Conference (ASMS) and 12th Signal Processing for Space Communications Workshop (SPSC) [30] EBU (2012), “Benefits and Limitations of Single Frequency Networks (SFN) for DTT,” Recommendation Tech Report 016 [31] Ming Liu , Matthieu Crussiốre , Maryline Hộlard , Jean-Franỗois Hélard , Youssef Nasser (2012), “Enhanced mobile digital video broadcasting with distributed space-time coding,” IEEE International Conference on Communications (ICC) 96 [32] Zhanji Wu , Xiang Gao , Chengxin Jiang (2018), “Nonbinary LDPC-Coded Spatial Multiplexing for Rate-2 MIMO of DVB-NGH System,” IEEE Transactions on Broadcasting, tập 64, số 2, pp 201 - 210 [33] D Gozálvez, J J Giménez, D Gómez-Barquero, and N Cardona (2013), “Combined Time, Frequency and Space Diversity in DVB-NGH,” IEEE Trans on Broadcasting, tập 59, số 4, pp 674-684 [34] David Gesbert, Mansoor Shafi, Da-shan Shiu, Peter J Smith, and Ayman Naguib (2003), “From Theory to Practice: An Overviewof MIMO Space–Time Coded Wireless Systems,” IEEE Journal on Selected Areas of Communication, tập 21, số 3, pp 281-302 [35] E Ghayoula, A Bouallegue, R Ghayoula, J-Y.Chouinard (2014), “Capacity and Performance of MIMO systems for Wireless Communications,” Journal of Engineering Science and Technology Review, tập 7, số 3, pp 108-111 [36] George Casu , Leontin Tută , Ioan Nicolaescu , Cătălin Moraru (2014), “Some aspects about the advantages of using MIMO systems,” 22nd Telecommunications Forum Telfor (TELFOR) [37] Lu Lu , Geoffrey Ye Li , A Lee Swindlehurst , Alexei Ashikhmin , Rui Zhang (2014), “An Overview of Massive MIMO: Benefits and Challenges,” IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, tập 8, số 5, pp 742 - 758 [38] Yue Zhang, C Zhang, J Cosmas, K K Loo, T Owens, R D Di Bari, Y Lostanlen, and M Bard (2008), “Analysis of DVB-H Network Coverage With the Application of Transmit Diversity,” IEEE TRANSACTIONS ON BROADCASTING, tập 54, số [39] Tan, W., Assimonis, S D., Matthaiou, M., Han, Y., Jin, S., & Li, X (2017), “Analysis of different planar antenna arrays for mmWave massive MIMO systems,” IEEE Vehicular Technology Conference (VTC) Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) [40] David Schnaufer Bror Peterson (2017), “Delivering 5G mmWave fixed wireless access,” EDN Network [41] Kan Zheng, Long Zhao, Jie Mei, Bin Shao, Wei Xiang, Lajos Hanzo (2015), “Survey of Large-Scale MIMO Systems,” IEEE Communications Surveys & Tutorials, tập 17, số 3, pp 1738 - 1760 97 [42] Pritam Som; Tanumay Datta; A Chockalingam; B Sundar Rajan (2010), “Improved large-MIMO detection based on damped belief propagation,” 2010 IEEE Information Theory Workshop on Information Theory (ITW 2010, Cairo) [43] Kentaro Nishimori; Riichi Kudo; Naoki Honma; Yasushi Takatori; Masato Mizoguchi (2009), “16x16 Multiuser MIMO Testbed Employing Simple Adaptive Modulation Scheme,” VTC Spring 2009 - IEEE 69th Vehicular Technology Conference [44] Noor Hidayah Muhamad Adnan, Islam Md Rafiqul, A.H.M Zahirul Alam (2016), “Massive MIMO for Fifth Generation (5G): Opportunities and Challenges,” 2016 International Conference on Computer and Communication Engineering (ICCCE) [45] Sassan Ahmadi (2019), “New Radio Access Physical Layer Aspects (Part 2),” 5G NR [46] M Reil, G Lloyd (2016), “Millimeter-Wave Beamforming: Antenna Array Design Choices & Characterization,” White Paper, Rohde & Schwarz [47] Thomas L Marzetta, Erik G Larsson, Hong Yang, Hien Quoc Ngo (2016), “Fundamentals of Massive MIMO”, Cambridge University Press [48] A Alkhateeb, O El Ayach, G Leus, and R Heath (2014), “Channel estimation and hybrid precoding for millimeter wave cellular systems,” IEEE J Sel Top Signal Process, tập 8, p 831–846 [49] O, El Ayach, S Rajagopal, S Abu-Surra, Z Pi, and R Heath (2014), “Spatially sparse precoding in millimeter wave MIMO systems,” IEEE Trans Wirel Commun., tập 13, p 1499–1513 [50] R Magueta, D Castanheira (2019), “Hybrid Multi-User Equalizer for Massive MIMO Millimeter-Wave Dynamic Subconnected Architecture,” IEEE Access, tập 7, pp 79017- 79029 [51] R L Magueta, D Castanheira, “Iterative Analog-Digital Multi-User Equalizer for Wideband Millimeter Wave Massive MIMO Systems (2020),” Sensors, tập 20, số [52] M Hefnawi (2019), “Hybrid Beamforming for Millimeter-Wave Heterogeneous Networks,” Electronics, tập 8, số 133 98 [53] R Magueta, D Castanheira, A Silva, R Dinis, A Gameiro (2017), “Hybrid Iterative Space-Time Equalization for Multi-User mmW Massive MIMO Systems,” IEEE Transactions on Communications, tập 65, số 2, p 608 – 620 [54] A.Omar and L.Gustavo (2013), “Analytical Performance of GNSS Receivers using Interference Mitigation Techniques,” IEEE Trans Aerospace and Electronic Systems, tập 49, số 2, pp 885-906 [55] S.Nathan, T.Joseph and M.Hagit (2015), “Optimal Cognitive Beamforming for Target Tracking in MIMO Radar/ Sonar,” IEEE of Selected Topics in Signal Processing, tập 9, số 8, pp 1440-1450 [56] D Vargas, D Gozálvez, D Gómez-Barquero and N Cardona (2012), “Multi Antenna Techniques for Digital Video Broadcasting (DVB) Systems,” Waves, pp 79-88, [57] Bror Peterson and David Schnaufer (2018), “5G Fixed Wireless Access Array and RF Front-End Trade-Offs,” MICROWAVE JOURNAL [58] Theodore S Rappaport, Yunchou Xing, George R MacCartney (2017), “Overview of Millimeter Wave Communications for Fifth-Generation (5G) Wireless Networks-with a focus on Propagation Models,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Special Issue on 5G [59] Wonil Roh, Ji-Yun Seol, JeongHo Park, Byunghwan Lee, Jaekon Lee, Yungsoo Kim, Jaeweon Cho, and Kyungwhoon Cheun (2014), “Millimeter-Wave Beamforming as an Enabling Technology for 5G Cellular Communications: Theoretical Feasibility and Prototype Results,” IEEE Communications Magazine, pp 106-113 [60] Daniele Pinchera, Marco Donald Migliore, Fulvio Schettino and Gaetano Panariello (2017), “Antenna Arrays for Line-Of-Sight Massive MIMO: Half Wavelength Is Not Enough,” Electronics 2017 [61] Yue Rong, Y.C Eldar and A.B Gershman (2006), “Performance tradeoffs among beamforming approaches,” 4th IEEE Workshop on Sensor Array and Multichannel Processing, pp 26-30 [62] W M Haddad and D S Bernstein (1988), “Robust reduced-order modeling via the optimal projection equations with Petersen-Hollot bounds,” IEEE Trans Auto Contr., tập 33, số 7, pp 692-695 99 [63] W M Haddad and D S Bernstein (1989), “Combine L2/H∞ model reduction,” International Journal of Control, tập 49, số 5, pp 1523-1535 [64] Y.Kai, Z.Zhiqin and H.L.Qing (2013), “Robust Adaptive Beamforming Against Array Calibration Errors,” Progress In Electromagnetics Research, tập 140, pp 41-351 [65] Sergiy A.V., Alex B.G and Zhi-Quan Luo (2003), “Robust Adaptive Beamforming Using Worst-Case Performance Optimization: A Solution to The Signal Mismatch Problem,” IEEE Trans Signal Processing, tập 2, p 51, 313 – 324 [66] Yonina C.Eldar (2006), “Minimax MSE Estimation of Deterministic Parameters With Noise Covariance Uncertainties,” IEEE Trans Signal Processing, tập 54, số 1, pp 138-145 [67] Anh N T and San N N (1996), “Controller reduction by state-optimization approach,” Optimization, tập 35, số 4, pp 621-640 [68] Berntein D S and Haddad W M (1989), “LQG controller with an H∞ performance bound: A Riccati equation approach,” EEE Trans Auto Contr AC-34 (4), pp 293-305 [69] San N N (1995), “On an approach to the estimation of the state-variable descriptive parameters for linear continuous-time models,” Optimization, tập 33, số 3, pp 201-217 [70] Ì Emre Telatar (1999), “Capacity of multiple-antenna Gaussian channels,” European Transactions on Telecommunications, tập 10, số 6, pp 585-595 [71] San N N (1995), “State-optimization menthod for order reduction of linear models and of state estimators,” Optimization, tập 34, số 4, pp 341-357 [72] YanLi, Xiaodong Ji, DongLiang, and Yuan Li (2013), “Dynamic Beamforming for Three-Dimensional MIMO Technique in LTE-Advanced Networks,” International Journal of Antennas and Propagation, tập 13 [73] T Bai, R Vaze, and R W Heath, Jr (2014), “Analysis of Blockage Effects on Urban Cellular Networks,” IEEE Trans Wireless [74] Yi Xu, Shiwen Mao (2014), “User grouping for Massive MIMO in FDD systems:New design methods and analysis,” IEEE Access 100 [75] T H Nguyen, T K Nguyen, H D Han and V D Nguyen (2018), “Optimal Power Control and Load Balancing for Uplink Cell-Free Multi-User Massive MIMO,” IEEE Access, tập 6, pp 14462-14473 [76] S Park, A Q Truong and T H Nguyen (2019), “Power Control for Sum Spectral Efficiency Optimization in MIMO-NOMA Systems With Linear Beamforming,” IEEE Access, tập 7, pp 10593-10605 [77] Nguyễn Ngọc San (2006), “Nhận dạng hệ thống tuyến tính liên tục”, NXB Khoa học & Kỹ thuật [78] S Wang (2014), “Cognitive Radio Networks,” ISBN 978-3-319-08936-2, Springer International Publishing, p 104 [79] Aboulnasr H., Matthew W.M., Arash K., Sergiy A.V., Joon-Young P and SeonJoo K (2013), “Two-dimensional transmit beamforming for MIMO radar with sparse symmetric arrays,” IEEE Radar Conference [80] Nguyen Thuy Anh, Nguyen Le Anh (2011), “On the state-optimization approach to system problems: Closed-loop thinking solutions,” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, tập 49, số 2, pp 925 [81] Serguei B and Karim Abed-Meraim (2002), “Reduced Rank Adaptive Filtering Using Krylov Subspace,” EURASIP J Applied Signal Processing, tập 17, số 8, pp 1387-1400 [82] Hyland D C and Burnstein D.S (1985), “The optimal projectionn equations for model reduction and the relationship among the methods of Wilson, Skelton and Moore,” IEEE Trans Auto, Contr., tập 30, số 12, pp 1201-1211 [83] Skelton R.E (1980), “Cost decomposition of linear system with application to model reduction,” International Journal of Control, tập 32, số 6, pp 1031-1055 [84] M R Akdeniz, Y Liu, M K Samimi, S Rangan, T S Rappaport, et al (2014), “Millimeter wave channel modeling and cellular capacity evaluation,” IEEE J Sel Areas Comm., tập 32, số 6, pp 1164-1179 [85] T Rahim (1980), “Directional pattern synthesis in circular array of directional array,” PhD Thesis, university of London [86] N H E M.Herdin (2005), “Correlation Matrix Distance, a Meaningful Measure for Evaluation of Non-Stationary MIMO Channels,” In Proceedings of 101 the 2005 IEEE 61st Vehicular Technology Conference, Stockholm, Sweden [87] Jin Hak Kim, Wonseok Jeon, Sae-Young Chung (2017), “Asymptotic Analysis on Directivity and Beamwidth of Uniform Circular Array,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, tập 16, p 3092 – 3095 [88] L Dai, Z Wang, and Z Yang (2012), “Next-generation digital television terrestrial broadcasting systems: Key technologies and research trends,” IEEE Commun Mag, tập 50, số 6, p 150–158 [89] Chandane.E.R, M M Pawar (2014), “DVB Enhancement by using MIMOOFDM,” International Journal of Scientific & Engineering Research, tập 5, số 2, pp 50-53 [90] F Sohrabi and W Yu (2015), “Hybrid digital and analog beamforming design for large-scale MIMO systems,” Proc IEEE Int Conf Acoust., Speech, Signal Process (ICASSP), Brisbane, Australia [91] F Sohrabi and W Yu (2016), “Hybrid digital and analog beamforming design for large-scale antenna arrays,” IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, tập 10, số 3, p 501–513 [92] E G Larsson (2015), “Joint beamforming and broadcasting in massive MIMO,” Proc IEEE Workshop on Signal Processing Advances in Wireless Communications (SPAWC) [93] A Guillén i Fàbregas, A Martinez and G.Caire (2008), “Bit-Interleaved Coded Modulation,” Foundations and Trends in Communications and Information Theory, tập 5, số 1-2, pp 1-153 [94] In-Woong Kang, Ki-Hwan Suh, Heung Mook Kim, Jae Hyun Suh, Youngmin Kim, Suk Chan Kim, and Hyoung-Nam Kim (2012), “Performance of MIMO Bit Division with Polarized MIMO DVB-T2,” International Conference on Systems and Electronic Engineering (ICSEE'2012), Phuket (Thailand), December 18-19 [95] M Eroz, F.-W Sun, and L.-N Lee (2006), “An innovative low-density paritycheck code design with near-shannon-limit performance and simple implementation,” IEEE Trans Commun., tập 54, số 1, p 13–17 [96] H Jin, A Khandekar, and R.J McEliece (2000), “Irregular Repeat–Accumulate Codes,” Proc 2nd Int’l Symp on Turbo Codes and Related Topics, pp 1-8 102 [97] Nguyen Huu Trung, Doan Thanh Binh (2018), “Large-scale MIMO MC-CDMA system using combined multiple beamforming and spatial multiplexing,” Vietnam Journal of Science and Technology, tập 56, số 1, pp 102-112 [98] Feng Zheng, Yijian Chen, Bowen Pang, Chen Liu, Shichuan Wang, Dewen Fan, Jie Zhang (2018), “An Efficient CSI Feedback Scheme for Dual-Polarized Massive MIMO,” IEEE Access, tập [99] Osama Alluhaibi, Qasim Zeeshan Ahmed, Cunhua Pan, Huiling Zhu (2016), “Capacity Maximisation for Hybrid Digital-to-Analog Beamforming mm-Wave Systems,” IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM) [100] I E Telatar (1999), “Capacity of multi-antenna Gaussian channels,” Eur Trans Telecomm., tập 10, số 6, p 585–596 [101] Mahmoud Abdelaziz, Lauri Anttila, Alberto Brihuega, Fredrik Tufvesson, Mikko Valkama (2018), “Digital Predistortion for Hybrid MIMO Transmitters,” IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, tập 12, số 3, pp 445-454 [102] Xin Liu, Qian Zhang, Wenhua Chen, Haigang Feng, Long Chen, Fadhel M Ghannouchi, Zhenghe Feng (2018), “Beam-Oriented Digital Predistortion for 5G Massive MIMO Hybrid Beamforming Transmitters,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, tập 66, số 7, p 3419 – 3432 [103] Giorgio, Giorgi Bienvenido, Jiménez Vicente, Novo (2016), “Approximate Karush–Kuhn–Tucker Condition in Multiobjective Optimization,” Journal of Optimization Theory and Applications, số 171, p 70-79 [104] Sangjo Yoo (2016), “Geometry-Based One-Ring Models for MIMO Systems:Modeling Accuracy Assessment and Improvement,” IEEE Transactions on Wireless Communications Camera Ready, số 12, p 1536-1276 [105] Tebe Parfait, Yujun Kuang, Kponyo Jerry (2014), “Performance Analysis and Comparison of ZF and MRT Based Downlink Massive MIMO Systems,” Sixth International Conference on Ubiquitous and Future Networks (ICUFN) [106] Razvan-Florentin Trifan, Andrei-Alexandru Enescu and Constantin Paleologu (2019), “Hybrid MU-MIMO Precoding Based on K-Means User Clustering,” Algorithms 2019, 12, 146 103 ... giải nâng cao hiệu năng, cải thiện dung lượng hệ thống ứng dụng công nghệ MIMO, định hướng đa búp sóng cho hệ thống truyền hình số mặt đất hệ Chương 2: Giải pháp nâng cao hiệu truyền dẫn hệ thống. .. hướng giải pháp nâng cao chất lượng truyền dẫn truyền hình số mặt đất hệ Kỹ thuật MIMO xem giải pháp hiệu để nâng cao hiệu hệ thống cải thiện độ tin cậy truyền dẫn cho truyền hình số mặt đất MIMO... đánh giá giải pháp nâng cao hiệu cải thiện dung lượng hệ thống truyền hình số mặt đất hệ 27 CHƯƠNG GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG TRUYỀN DẪN HỆ THỐNG DVB-NGH BẰNG ĐỊNH HƯỚNG ĐA BÚP SÓNG VÀ PHÂN