Luận án TS: Ứng dụng AE nâng cao hiệu năng truyền thông mạng WBAN - Bùi Thị Thanh Tâm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ BÙI THà THANH TÂM NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BỘ MÃ HÓA TỰ ỘNG (AE) NÂNG CAO HIỆU NĂNG TRUYỀN THÔNG CỦA MẠNG KHÔNG DÂY TRÊN CƠ THỂ SỐNG (WBAN) LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2024 BỘ GIÁO DỤC VÀ ÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ BÙI THà THANH TÂM NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BỘ MÃ HÓA TỰ ỘNG (AE) NÂNG CAO HIỆU NĂNG TRUYỀN THÔNG CỦA MẠNG KHÔNG DÂY TRÊN CƠ THỂ SỐNG (WBAN) LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Ngành: Kỹ thuật iện tử Mã số: 9 52 02 03 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.TS Trần Xuân Nam 2. TS Phan Huy Anh Hà Nội - 2024 i LỜI CAM OAN Tôi xin cam oan ây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của các cán bộ hướng dẫn. Các nội dung, số liệu và kết quả trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng ược bất kỳ ai công bố trong bất cứ công trình nào khác, các dữ liệu tham khảo ược trích dẫn ầy ủ. Hà Nội, ngày 23 tháng 5 năm 2024 Tác giả luận án Bùi Thị Thanh Tâm ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án, nghiên cứu sinh ã nhận ược sự hỗ trợ, giúp ỡ cũng như quan tâm, ộng viên từ nhiều cơ quan, ơn vị và cá nhân.

Trước hết, nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ến tập thể cán bộ hướng dẫn GS. Trần Xuân Nam và TS. Phan Huy Anh. Các thầy ã tận tình dẫn ường, chß lối cho nghiên cứu sinh trên con ường học tập, tiếp thu và phát triển các tri thức khoa học.

Các thầy luôn ặt niềm tin ở học sinh, tạo nguồn ộng lực và nhiệt huyết, ồng thời xây dựng tính kiên trì và lòng say mê trong nghiên cứu khoa học. ặc biệt, nghiên cứu sinh ược học hỏi từ các thầy tác phong công tác chuẩn mực, phương pháp làm việc khoa học ể dần hoàn thiện bản thân. Tiếp theo, nghiên cứu sinh trân trọng cảm ơn Ban Giám ốc Viện KH-CN quân sự, Thủ trưởng Phòng ào tạo và Viện iện tử ã tạo iều kiện thuận lợi ể nghiên cứu sinh hoàn thành nhiệm vụ. Nghiên cứu sinh chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các nhà khoa học của Viện KH-CN quân sự, Khoa Vô tuyến iện tử - Học viện KTQS, Nhóm nghiên cứu mạnh về Thông tin tiên tiến (AWC) ã có các góp ý quý báu cho nghiên cứu sinh trong quá trình thực hiện luận án này.

Cuối cùng, nghiên cứu sinh xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới gia ình, bạn bè và ồng nghiệp ã luôn giúp ỡ, chia sẻ những khó khăn trong cuộc sống. Nghiên cứu sinh ặc biệt muốn gửi lời cảm ơn ến các bố mẹ, chồng và hai con trai nhỏ ã luôn ở bên cạnh, sẻ chia vui buồn và ộng viên ể nghiên cứu sinh ạt ược những kết quả như hôm nay. Hà Nội, ngày 23 tháng 5 năm 2024 Tác giả luận án Bùi Thị Thanh Tâm iii MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT. vi DANH MỤC CÁC BẢNG.

x DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ. xi MỞ ẦU. KHÁI QUÁT VỀ TRUYỀN THÔNG TRONG MẠNG WBAN VÀ KỸ THUẬT HỌC SÂU .1 Giới thiệu về WBAN và các ứng dụng .1 Khái niệm WBAN và chuẩn IEEE 802.2 Các ứng dụng của WBAN .3 Mô hình kênh WBAN .2 Hệ thống MIMO, MIMO hợp tác và ứng dụng truyền thông trong WBAN .1 Hệ thống MIMO .2 Hệ thống MIMO hợp tác .3 Hệ thống MIMO và MIMO hợp tác trong WBAN .3 Kỹ thuật học sâu và kỹ thuật Autoecoder trong các hệ thống truyền thông vô tuyến .1 Giới thiệu về học máy, học sâu .2 Ứng dụng kỹ thuật Autoencoder trong truyền thông vô tuyến 38 1.4 Tham số ánh giá hiệu năng của hệ thống .5 Các hướng nghiên cứu mở về ứng dụng Autoencoder trong WBAN và ịnh hướng phát triển của luận án.6 Kết luận chương 1. 45 iv CHƯƠNG 2.

HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG MIMO ỨNG DỤNG KỸ THUẬT AUTOENCODER CHO MẠNG WBAN .1 Mô hình WBAN sử dụng hệ thống truyền thông MIMO ứng dụng kỹ thuật AE .1 Các hệ thống MIMO ứng dụng kỹ thuật AE .2 Các bộ tách tín hiệu MIMO ứng dụng kỹ thuật học sâu .2 ề xuất hệ thống MIMO ứng dụng kỹ thuật AE dán nhãn theo symbol sử dụng bộ tách RTN cho WBAN .1 Hệ thống SWAE-MIMO sử dụng bộ tách RTN.2 Phương pháp huấn luyện hệ thống SWAE-MIMO sử dụng bộ tách RTN .3 ề xuất hệ thống MIMO ứng dụng kỹ thuật AE dán nhãn theo bit sử dụng bộ tách MMSE và MMSEnet cho WBAN.1 Các hệ thống BWAE-MIMO sử dụng các bộ tách MMSE và MMSEnet .2 Phương pháp huấn luyện hệ thống BWAE-MIMO .4 Các kết quả mô phỏng .5 Kết luận chương 2. HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG MIMO HỢP TÁC ỨNG DỤNG KỸ THUẬT AUTOENCODER CHO MẠNG WBAN .1 Mô hình hệ thống WBAN sử dụng truyền thông MIMO hợp tác ứng dụng kỹ thuật AE .1 Hệ thống SISO hợp tác theo phương pháp DF ứng dụng kỹ thuật AE .2 Hệ thống SISO chuyển tiếp theo phương pháp AF ứng dụng kỹ thuật AE .2 ề xuất hệ thống MIMO hợp tác theo phương pháp AF ứng dụng kỹ thuật AE cho WBAN .1 Hệ thống AE-AF sử dụng bộ kết hợp MMSE .2 Hệ thống AE-AF sử dụng bộ kết hợp RTN .3 Phương pháp huấn luyện các hệ thống AE-AF .3 ề xuất các hệ thống MIMO hợp tác theo phương pháp DF ứng dụng kỹ thuật AE cho WBAN .1 Hệ thống AE-DF sử dụng bộ kết hợp MMSEnet .2 Hệ thống AE-DF sử dụng bộ kết hợp RTN .3 Phương pháp huấn luyện các hệ thống AE-DF .4 Các kết quả mô phỏng .1 Kết quả mô phỏng các hệ thống AE-AF .2 Kết quả mô phỏng các hệ thống AE-DF .5 Kết luận chương 3 .117 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ.119 TÀI LIỆU THAM KHẢO .