Luận án tiến sĩ nghiên cứu hiệu năng mạng truyền thông vô tuyến đa chặng trong đ

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRUONG DAI HOC SU PHAM KY THUAT TPHCM KHOA DIEN - DIEN TU PHAM MINH NAM NGHIEN CUU HIEU NANG MANG TRUYEN THONG VO TUYEN DA CHANG TRONG DIEU KIEN CONG SUAT PHAT HAN CHE LUẬN ÁN TIỀN SĨ NGÀNH: KỲ THUẬT ĐIỆN TỪ Tp. Hô Chí Minh. BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRUONG DAI HOC SU PHAM KY THUAT TPHCM KHOA DIEN - DIEN TU PHAM MINH NAM NGHIEN CUU HIEU NANG MANG TRUYEN THONG VO TUYEN DA CHANG TRONG DIEU KIEN CONG SUAT PHAT HAN CHE NGANH: KY THUAT DIEN TU - 9520203 Người hướng dẫn khoa học 1: TS. Trần Trung Duy Người hướng dẫn khoa học 2: PSG.

Phan Văn Ca Phan biện 1: Phân biện 2: Phân biện 3: Tp. Hô Chí Minh. BO GIAO DUC VA DAO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠIHỌCSƯ PHẠMKỸ THUẬT Độc lập - Tự do - Hạnh phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Số: 22 ?/QĐ-DIISPKT Tp. Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng ñ năm 2017 QUYẾT ĐỊNH V.v giao đề tài luận án và người hướng dẫn NCS khóa 2017 - 2020 HIỆU TRƯỞNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.

HỒ CHÍ MINH Can cứ Quyết định số 426/TTg ngày 27 thắng 10 năm 1976 của Thủ tướng Chính phủ về một số vấn đề cấp hách trong mạng lưới các trường đại học và Quyết định số 118/2000/QD-TTg ngày 10 tháng 10 năm 2000 của Thủ tưởng Chính phủ về việc tổ chức lại Dại học Quốc gia Thành Phố lồ Chí Minh, tách Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh trực thuộc Bộ Giáo dục và Đào tạo; Cần cứ Quyết định số 70/2014/QĐ-TTg ngày 10 thắng 12 năm 2014 của Thủ tướng Chính phủ về việc ban hành Điều lệ trường Đại học; Căn cứ Thông tư số 10/2009/TT-BGĐĐT' ngày 07/5/2009 của Bộ Giáo đục và Đào tạo về việc Ban hành Qui chẽ dào tạo trình độ tiến sĩ; Căn cứ Thông tư số 05/2012/TT-BGDĐT ngày 15/02/2012 của Bộ Giáo dục và Dào tạo về việc sửa đổi, bố sung một số điều của Quy chế đào tạo trình độ tiến sĩ ban hành kèm theo Thông tư số 10/2009/TT-BGDĐT ngày 07/5/2009 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo; Xét nhu cầu công tác và khả năng cán bộ; Xét đề nghị của Trưởng phòng Đào tạo, QUYẾT ĐỊNH: Điều 1. Giao đề tài luận án tiến sĩ và người hướng dẫn cho: tusinh :; Phatn Minh Nam Ngành : Kỹ thuật điện tử: Khoá: 2017 - 2020 Tên luận án : Nghiên cứu hiệu năng mạng truyền thông vô tuyến đa chặng trong điều kiện công suất phát hạn chế Người HD thứ nhất (HD chính): 7%. Trần Trung Duy Người HD thứ hai : TS. Phưn Văn Ca Thời gian thực hiện : 47/5/2017 đến 17/5/2020 Điều 2.

Giao cho Phòng Đào tạo quản lý, thực hiện theo đúng Qui chế đàn tạo | trình độ tiến sĩ của Bộ Giáo dục & Đào tạo đã ban hành. Trưởng các đơn vị, phòng Đào tạo, các lhoa quản ngành tiển sĩ và các Ông (Bà) có tên tại Điều 1 chịu trách nhiệm thi hành quyết định này. Quyết định có hiệu lực kế từ ngày ký. nonin? EL “te - Văn Dũng LÝ LỊCH CÁ NHÂN I.

Thong tin ca nhan: Hovatén: PHAM MINH NAM Gidi tinh: Nam Ngày sinh: 03/05/1976 Nơi sinh: Thanh Hóa IL. Qua trinh dao tao: Từ 1994 - 1999: Sinh viên khoa Điện - Điện tử, trường Đại học Bách khoa Tp. Từ 2000 - 2004: Sinh viên khoa Kỳ thuật Máy tính, trường Đại học Bách Khoa Tp. Từ 2008 - 2010: Học viên cao học khoa Điện - Điện từ, trường Đại học Bách khoa Tp.

Từ 2017 - Nay: Nghiên cứu sinh khoa Điện - Điện tử, trường Đại học Sư pham Kỹ thuật Tp. Qua trinh cong tac: Từ 1999 - 2010: Công tác tại công ty Ứng dụng Kỹ thuật và Sản xuất TECAPRO. Bộ Quốc phòng. Từ 2010 - nay: Giảng viên khoa Điện tử, trường Đại học Công nghiệp Tp.

HCM ngày 20/10/2021 Pham Minh Nam LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trinh nghiền cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bỗ trong bất kỳ công trình nào khác, các trích đân được thực hiện theo đúng qui định của bộ giáo dục cũng như nhà trường. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 10 năm 2021 (Kỷ tên và ghi rõ họ tên) 11 LOI CAM TA Loi dau tiên. tôi xin chân thành cảm on TS.

Tran Trung Duy và PGS. Phan Văn Ca đã giúp tôi rất nhiều trong quá trình học tập và tận tỉnh hướng dẫn đề tôi hoàn thành luận an. Tôi xin chân thành cảm tạ các thây cô trong khoa Điện - Điện tử, các thây cô phòng Đảo tạo sau đại học thuộc trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hô Chí Minh, đã giúp đỡ và tao điêu kiện cho tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu.

Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đên ban Giám hiệu trường Đại học Công nghiệp TPHCM, lãnh đạo khoa Công nghệ Điện tử và các đông nghiệp trong khoa đã tạo điêu kiện cho tôi trong quá trình nghiên cứu sinh. Tôi xin cảm ơn gia đình đã cô vũ, đông viên về tính thân cho tôi trong suốt quá trình học tập. Hô Chí Minh, ngày 20 thẳng 10 năm 2021 (Ký tên và ghi rõ họ tên) 111 TOM TAT Luận án trình bày những kết quả nghiên cứu vẻ hiệu năng mạng truyền thông đa chặng vô tuyến nhận thức dạng nên (MUCRN: Multi-hop Underlay Cognitive Radio Networks). Trong mang MUCRN.

cac thiét bị phát thứ cấp bị hạn chê công suất phát do sự ràng buộc mức giao thoa tôi đa được quy định bởi mạng sơ cấp. Luận án đê xuất và nghiên cứu bên mô hình hiệu quả khác nhau. Mô hình đâu tiên là mạng đa chặng thứ cấp được xây dựng từ các trạm thu phát bố trí trong tâm nhìn thăng. hoạt động cùng với mạng sơ cấp.

Trong mạng sơ cắp. các thiết bị được trang bị nhiêu anten đề nâng cao hiệu năng cho mạng, do đó cũng nâng cao công suất phát của các thiết bị phát thứ cấp. Kết quả cho thầy đây là đê xuất hiệu quả khi đánh giá qua thông số hiệu năng xác suất dừng (OP: Oufage Probability) và xác suất nghe lén (IP: Intercept Probability) trong mang thi cap. Tiếp tuc phat trién m6 hinh thi nhat, trong mé hinh dé xuat thir hai, các trạm thứ cap duoc trang bi nhiéu anten đề nâng cao hiệu quả chuyến tiếp đữ liệu tại môi chặng.

Hơn nữa, các trạm thứ câp phải thu thập năng lượng sóng vô tuyên từ trạm phát năng lượng (PB: Power Beacon) đề phục vụ cho hoạt động chuyền tiếp. Với sự xuất hiện của trạm nghe lén trong mạng thứ cấp, luận án nghiên cứu hiệu năng bảo mật với các thông số hiệu năng: xác suất đừng bảo mật (SOP: Secrecy Outage Probability) và xác suất dung lượng bảo mật khác khéng (PNSC: Probability of Non-zero Secrecy Capacity). trong mô hình đề xuất thứ ba, luận án nghiên cứu giao thức truyền thông cộng tác đa chặng cho các trạm thứ cấp đơn anten. sử dụng kỹ thuật thu thập năng lượng sóng vô tuyến.

Giao thức công tác đa chặng đê xuất sẽ giúp thông tin có thể đi tắt về trạm đích, bỏ qua một số trạm trung gian, đồng thời nắng cao độ lợi phân tập tại các trạm chuyên tiếp trung gian còn lại và trạm đích. Sau khi so sánh hiệu năng xác suất đừng (OP) của giao thức công tác với giao thức truyền tuân tự 1V thông thường. mô hinh đẻ xuất đã chứng tỏ được những ưu điểm nôi bật. luận án cũng đưa ra các bài toán tôi ưu đề đạt được hiệu năng cao nhất.

Mô hình đê xuất thứ tư nghiên cứu về giao thức chọn đường đổi trong mạng lưới nhiêu đường MUCRN. Luận ản đẻ xuất và đánh giá hiệu năng bảo mật của ba giao thức BEST. MAXXV, RAND qua kênh truyền Rayleigh fading. Dựa vào những giao thức đê xuất, một tuyên MUCRN phù hợp kết nỗi giữa nguôn và đích được lựa chọn đề truyền thông đến điểm đích.

Cùng với đẻ xuất, việc đánh giá ưu nhược điểm của ba giao thức cũng được thảo luận đến đựa theo yêu cầu về thông tin trạng thái kênh truyền (CSI: Channel State Information) khác nhau. Hiệu năng của các mô hình đề xuất đều được đánh giá bởi mô phỏng và phân tích toán học. Các kết quả mô phỏng kiểm chứng sự chính xác của kết quả phân tích lý thuyết. Hơn nữa, các biêu thức toán học được biêu điển dưới dạng tường minh.

giúp các nhà thiết kế và quy hoạch mạng có thê đề đàng trong việc đánh giá và tối ưu hệ thống mạng. Bên cạnh đó, các kết quả thu được đã được biện luận thêm đề thấy được những ưu điểm nỗi bật của các mô hình đề xuất. đề đúc kết toàn bộ các kết quả nghiên cứu và những đóng góp của luận án, một kết luận tông thê đã được đưa ra ở chương cuôi cùng của luận án. ABSTRACT This thesis presents the research on the performance of the multi-hop underlay cognitive radio networks (MUCRN) in which the secondary transmitters are limited power devices because of the maximum interference constraint required by the QoS of the primary network.

In this thesis, the author proposed and studied four different effective models. In the first model, the secondary and primary networks can access the licensed bands simultaneously. In this model, the data transmission in the secondary network is performed via multi-hop relaying technique, and adjacent single-antenna secondary nodes are placed to have Light-of-Sight. Conversely, the primary transceivers are equipped with multiple antennas, which not only enhances the performance of the primary network but also increases the maximum allowed power of the secondary transmitters.

The results present the advantages of the proposed model in improving the end-to-end performances of the secondary network in terms of outage probability (OP) and intercept probability (IP). Further developing the first model, the second proposed model proposes a multi- hop MIMO cognitive relaying protocol, where the secondary transceivers are equipped with multiple antennas. Furthermore, the secondary transmitters in this model have to harvest the radio frequency originating from a power beacon (PB) for transmitting the source data. Unlike the first model, the main performance metrics are studied in the second model are Secrecy Outage Probability (SOP) and Probability of Non-zero Secrecy Capacity (PNSC).

Next, the third proposed model concerns cooperative transmission protocol in MUCRN employing the energy harvesting technique from the radio frequency. The proposed cooperative multi-hop protocol can enhance the diversity gain for the secondary network when all of the secondary transmitters and receivers have only a VI single antenna. Moreover, the proposed cooperative multi-hop approach can skip some intermediate relays. reducing the end-to-end delay time.

As presented in the obtained results. the proposed protocol gets much better performance than the corresponding conventional one in terms of OP. Moreover, optimization problems such as the optimal number of hops, optimal fraction of time used for the energy harvesting phase are also investigated. The last proposed model studies the multi-hop multi-path relaying protocols in UCRN.