Tổng quan về luận án

Luận án tiến sĩ này thực hiện một nghiên cứu chuyên sâu về "Cải thiện Hiệu năng Hệ thống Thông tin Vô tuyến (HTTTVT) sử dụng Kỹ thuật Chuyển tiếp", một lĩnh vực trọng tâm trong bối cảnh phát triển vũ bão của các HTTTVT thế hệ mới như 4G, 5G và hướng tới 6G. Nghiên cứu được đặt trong bối cảnh khoa học đầy thách thức khi số lượng người dùng di động toàn cầu đạt 5.3 tỉ thuê bao và 8.3 tỉ kết nối SIM vào cuối năm 2021, cùng với 15 tỉ kết nối IoT, tạo ra lưu lượng dữ liệu và thoại khổng lồ (Lời mở đầu). Sự gia tăng này đặt ra áp lực lớn về chất lượng kết nối và duy trì dịch vụ, là một vấn đề tiên phong được ITU-T Y.2225 xác định là cốt lõi cho hiệu năng hệ thống.

Research Gap SPECIFIC với citations từ literature: Nghiên cứu này xác định hai khoảng trống nghiên cứu chính trong tài liệu hiện có:

  1. Về tối ưu hóa Kỹ thuật Chuyển tiếp (Relay Techniques) trong thông tin di động: Các nghiên cứu trước đây về chuyển giao (Handover - HO) thường tập trung vào giải pháp dự trữ kênh để cải thiện Xác suất rớt cuộc gọi (Call Dropping Probability - CDP) (ví dụ: [115, 118]), nhưng điều này có thể dẫn đến lãng phí tài nguyên vô tuyến. Vai trò của Trạm chuyển tiếp (Relay Station - RS) chưa được tận dụng hiệu quả để cải thiện CDP, đặc biệt trong điều kiện lưu lượng cao cục bộ hoặc nghẽn mạng nghiêm trọng [40-42, 119, 121, 46, 122-123, 127]. Các phương pháp truyền thống như Rappaport [126] cũng gặp khó khăn trong việc quản lý tài nguyên và tính toán vùng phủ sóng khi mở rộng sử dụng RS. Luận án đặt câu hỏi: "Có thể ước lượng tỉ lệ chuyển giao theo mô hình đơn giản hơn mà vẫn bảo đảm được tính toán CDP để duy trì chất lượng kết nối hay không? Có thể xem xét số lượng kết nối đáp ứng yêu cầu chuyển giao cho MU và tận dụng hiệu quả hoạt động của các trạm RS để hỗ trợ chuyển giao trong điều kiện lưu lượng cao (nghĩa là khi tất cả các kết nối trong các trạm gốc BS ở một vùng nhất định đều đang bị chiếm dụng) hay không?" (Lời mở đầu).
  2. Về tính toán các chỉ số hiệu năng trong Hệ thống Thông tin Vô tuyến (HTTTVT) Đa chặng (Multi-Hop): Hiện chưa có nghiên cứu nào cung cấp các biểu thức tính toán tường minh cho Xác suất dừng (Outage Probability - OP) và Xác suất chặn (Intercept Probability - IP) toàn chặng trong HTTTVT đa chặng, đặc biệt khi xem xét đầy đủ các tham số liên quan và điều kiện tỷ số tín hiệu trên nhiễu (Signal to Noise Ratio - SNR) cao. Các nghiên cứu hiện tại thường bỏ qua sự tổng hợp các yếu tố như lựa chọn nút gây nhiễu, số lượng ăng-ten, mô hình truyền thông, ảnh hưởng của phần cứng không hoàn hảo (Hardware Imperfect), và mô hình kênh Fading (ví dụ: [29, 66, 63, 76-79]).

Research Questions và Hypotheses:

  1. RQ1: Làm thế nào để tận dụng hiệu quả các Trạm Chuyển tiếp (RS) nhằm giảm thiểu Xác suất rớt cuộc gọi (CDP) cho các cuộc gọi thời gian thực (thoại và dữ liệu) trong điều kiện lưu lượng cục bộ cực cao, có nguy cơ nghẽn mạng nghiêm trọng trong các HTTTVT thế hệ mới?
    • H1: Việc áp dụng giải pháp Kỹ thuật Chuyển tiếp kênh (Channel Relaying Strategy - CRS) thông qua các RS có thể cải thiện đáng kể CDP so với các phương pháp truyền thống (dự trữ kênh) trong môi trường lưu lượng cao.
    • H2: Một mô hình đơn giản hóa để ước lượng tỉ lệ chuyển giao vẫn có thể đảm bảo tính toán CDP chính xác, từ đó duy trì chất lượng kết nối.
  2. RQ2: Các biểu thức toán học tường minh cho Xác suất dừng (OP) và Xác suất chặn (IP) toàn chặng có thể được phát triển như thế nào cho HTTTVT chuyển tiếp đa chặng, khi tích hợp toàn diện các tham số như thu hoạch năng lượng (Energy Harvesting - EH), phần cứng không hoàn hảo, kênh pha đinh Rayleigh, và cấu hình đa ăng-ten (MIMO), dưới điều kiện SNR cao?
    • H3: Có thể xây dựng các biểu thức tường minh cho OP và IP toàn chặng tích hợp đầy đủ các tham số ảnh hưởng (ví dụ: số ăng-ten, số chặng, nhiễu phần cứng, gây nhiễu hợp tác) trong mô hình WSN MH LEACH dưới điều kiện SNR cao.
    • H4: Tối ưu hóa lựa chọn ăng-ten và nút gây nhiễu có thể cải thiện đồng thời OP và IP trong HTTTVT đa chặng.

Theoretical Framework với tên theories cụ thể: Luận án này dựa trên các lý thuyết nền tảng sau:

  • Lý thuyết Hàng đợi và Lý thuyết Erlang (Queueing Theory and Erlang Theory): Cụ thể là Công thức Erlang B (Erlang B formula), được sử dụng để tính toán Xác suất chẹn cuộc gọi (Call Blocking Probability - CBP) và CDP dựa trên lưu lượng và dung lượng kênh (Công thức 1.12, 1.13, 1.14 trong mục 1.3.4). Các công thức này được Rappaport và các cộng sự tiên phong áp dụng trong phân tích hiệu năng chuyển giao [34, 39].
  • Lý thuyết Thông tin (Information Theory): Đặc biệt là các khái niệm về tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) và khả năng thông lượng kênh, làm nền tảng cho việc định nghĩa và tính toán OP và IP [53].
  • Lý thuyết Mạng Vô tuyến (Wireless Network Theory): Bao gồm các mô hình kênh truyền (ví dụ: kênh pha đinh Rayleigh), kỹ thuật đa ăng-ten (MIMO), và các giao thức định tuyến như LEACH (Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy) trong Mạng Cảm biến Không dây (Wireless Sensor Network - WSN) [84-88].

Đóng góp đột phá với quantified impact:

  1. Cải thiện CDP trong điều kiện lưu lượng cực cao: Luận án đề xuất giải pháp tận dụng RS để giảm CDP cho các cuộc gọi thời gian thực trong "các vùng có lưu lượng rất cao có nguy cơ nghẽn cục bộ" (Lời mở đầu). Qua mô phỏng với các tham số cụ thể (ví dụ: NC = 30, thời gian chiếm kênh 2 phút, λ = 10 cuộc gọi/phút), GoS (Grade of Service) có thể được duy trì khoảng 2%, trong khi với thời gian chiếm kênh 2.5 phút, GoS tăng nhanh lên hơn 5% (Hình 1.7). Đóng góp này có thể giảm đáng kể tỷ lệ rớt cuộc gọi từ mức cao 80-90% (khi NC=5, λ=10, thời gian chiếm kênh 2-2.5 phút) xuống mức chấp nhận được, như tiêu chuẩn ITU-T Y.2225 (CDP ≤ 1%) [36-38, 109-110], bằng cách tối ưu hóa sử dụng RS thay vì chỉ dự trữ kênh lãng phí tài nguyên.
  2. Phát triển biểu thức tường minh cho OP và IP toàn chặng: Luận án cung cấp các công thức toán học tường minh cho OP và IP trong HTTTVT đa chặng, tích hợp các yếu tố phức tạp như thu hoạch năng lượng (EH), phần cứng không hoàn hảo và nhiễu hợp tác (Cooperative Jamming - CJ) [30, 66-67, 99]. Các biểu thức này cho phép định lượng chính xác hiệu năng mạng trong các môi trường nhiễu cao, nơi tín hiệu có thể suy giảm dưới ngưỡng cho phép (OP) hoặc bị can thiệp bất hợp pháp (IP). Ví dụ, các hình 3.7 và 3.8 minh họa mối quan hệ giữa OP/IP với SNR và số chặng, cho phép các nhà thiết kế hệ thống dự đoán hành vi mạng với các tham số như M=4 chặng, NT=2 ăng-ten phát, NE=3 nút nghe lén, và hệ số phần cứng không hoàn hảo (ñ ý 0.8).
  3. Khung phân tích toàn diện cho duy trì kết nối: Luận án tích hợp ba chỉ số hiệu năng quan trọng nhất là CDP, OP và IP, cung cấp một cái nhìn tổng thể về duy trì kết nối xuyên suốt các lớp mạng và điều kiện vận hành khác nhau. Điều này vượt ra ngoài cách tiếp cận từng chỉ số riêng lẻ của các nghiên cứu trước đây [35-36, 133-137], và thiết lập một chuẩn mực mới cho việc đánh giá hiệu năng mạng trong các hệ thống lai (cellular và WSN).
  4. Phương pháp luận mô phỏng và kiểm chứng: Sử dụng phần mềm Matlab để xây dựng các mô hình mô phỏng, luận án kiểm chứng các tính toán lý thuyết một cách nghiêm ngặt, đảm bảo độ tin cậy và khả năng áp dụng thực tiễn của các giải pháp đề xuất. Ví dụ, việc so sánh tỉ lệ chuyển giao Ph giữa lý thuyết và mô phỏng với bán kính R = 1500m (Hình 2.16) cung cấp bằng chứng cụ thể về tính chính xác của mô hình.

Scope và Significance: Phạm vi nghiên cứu bao gồm HTTTVT sử dụng kỹ thuật chuyển tiếp cho cả cuộc gọi thoại và dữ liệu thời gian thực trong vùng lưu lượng rất cao, cũng như HTTTVT chuyển tiếp đa chặng dựa trên mô hình WSN với giao thức LEACH. Luận án tập trung vào các chỉ số CDP, OP và IP. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng dịch vụ (Grade of Service - GoS) và duy trì kết nối cho các mạng di động thế hệ mới, giải quyết các thách thức về tài nguyên và an toàn thông tin, đặc biệt trong các ứng dụng như eMBB, mMTC và URLLC của 5G/6G. Điều này góp phần vào sự phát triển của hạ tầng IoT và các hệ thống truyền thông thông minh.

Literature Review và Positioning

Luận án này tiến hành tổng hợp kỹ lưỡng các luồng nghiên cứu chính về kỹ thuật chuyển tiếp và hiệu năng HTTTVT. Các công trình của Rappaport và cộng sự [34, 39] đặt nền móng cho mô hình lưu lượng và hiệu năng trong chuyển giao, sau đó được phát triển bởi các tác giả khác như [40-42, 44, 119-121] để tính toán tỉ lệ chuyển giao. Về CDP, các nghiên cứu của [40-42, 57, 119, 121, 135-137] đã đưa ra nhiều phương pháp tính toán.

Contradictions/Debates với ít nhất 2 opposing views:

  1. Dự trữ kênh so với Tận dụng RS: Một luồng nghiên cứu đề xuất giải pháp dự trữ kênh (channel reservation) để cải thiện CDP dưới các điều kiện làm việc khác nhau [115-118]. Tuy nhiên, luận án lập luận rằng phương pháp này có thể dẫn đến "lãng phí tài nguyên vô tuyến" (Lời mở đầu), đặc biệt khi lượng dự trữ quá nhiều. Ngược lại, luận án đề xuất một phương pháp tận dụng hiệu quả vai trò của các RS để hỗ trợ chuyển giao, một khía cạnh mà "vai trò của các trạm chuyển tiếp RS chưa được tận dụng hiệu quả" trong các nghiên cứu trước đây [46, 122-123, 127].
  2. Mạng hoạt động bình thường so với điều kiện nghẽn cục bộ: Nhiều nghiên cứu trước đây chỉ tập trung vào việc cải thiện chất lượng kết nối trong Base Station (BS) hoặc mở rộng vùng phủ sóng của BS [32, 45, 48, 51-52, 54], hoặc tính toán xác suất chuyển giao thành công trong "điều kiện mạng hoạt động bình thường" [46, 125, 122, 120, 124]. Luận án chỉ ra rằng "Vấn đề khai thác các trạm chuyển tiếp RS trong điều kiện lưu lượng cao ở một vùng mạng cục bộ (worst case) khi có nguy cơ nghẽn cục bộ nghiêm trọng xảy ra vẫn chưa được xem xét giải quyết cụ thể" (Lời mở đầu). Đây là một điểm khác biệt cốt lõi, nơi luận án tập trung vào các kịch bản "worst-case" chưa được khám phá đầy đủ.

Positioning trong literature với specific gap identified: Luận án định vị mình là một bước tiến quan trọng bằng cách giải quyết các khoảng trống đã nêu. Thay vì chỉ cải thiện tỉ lệ chuyển giao thất bại hoặc thành công một cách chung chung, luận án tập trung vào CDP (xác suất rớt cuộc gọi) - chỉ số hiệu năng quan trọng nhất đối với việc duy trì kết nối cho các cuộc gọi có chuyển giao [8, 5, 34-36, 2, 9-10]. Đồng thời, luận án không chỉ xem xét vai trò của RS trong việc mở rộng vùng phủ sóng mà còn trong việc hỗ trợ chuyển giao dưới điều kiện lưu lượng cao cục bộ, một kịch bản mà các tài liệu hiện có bỏ ngỏ [46, 120, 122, 124]. Trong lĩnh vực HTTTVT đa chặng, luận án vượt qua các hạn chế của các nghiên cứu trước đây về OP và IP (ví dụ: [29, 66, 63, 58, 128]), bằng cách cung cấp các biểu thức tường minh và toàn diện hơn, tích hợp một cách đồng thời các tham số phức tạp như EH, HI, MIMO và CJ, đặc biệt trong điều kiện SNR cao, điều mà "vẫn chưa có nghiên cứu nào đưa ra một biểu thức tính toán tường minh cho các giá trị OP và IP đa chặng cũng như mối quan hệ giữa chúng mà có xem xét đầy đủ các tham số liên quan trong điều kiện tỉ số tín hiệu trên nhiễu ở mức cao" (Lời mở đầu).

How this advances field với concrete contributions: Luận án thúc đẩy lĩnh vực kỹ thuật viễn thông bằng cách:

  • Đề xuất một giải pháp sử dụng RS hiệu quả hơn để đảm bảo duy trì kết nối cho các cuộc gọi thời gian thực, giảm CDP trong các vùng lưu lượng cực cao, điều mà các phương pháp dự trữ kênh hoặc khai thác RS ở điều kiện bình thường không giải quyết được.
  • Cung cấp công cụ phân tích toán học mạnh mẽ (biểu thức tường minh cho OP/IP) để đánh giá và thiết kế HTTTVT đa chặng dưới các điều kiện nhiễu và phần cứng không lý tưởng, cho phép tối ưu hóa các tham số hệ thống một cách khoa học hơn.

So sánh với ÍT NHẤT 2 international studies:

  1. Rappaport và cộng sự [34, 39]: Các công trình của Rappaport đã thiết lập nền tảng cho việc tính toán xác suất chuyển giao và hiệu năng lưu lượng trong hệ thống di động. Tuy nhiên, luận án này tiến xa hơn bằng cách giải quyết "bài toán đơn giản hóa việc tính toán Ph" (Mục 1.3.3) và áp dụng các kỹ thuật chuyển tiếp kênh tiên tiến để cải thiện CDP, đặc biệt trong "điều kiện lưu lượng cục bộ cực cao" mà Rappaport chưa đề cập trực tiếp.
  2. Nghiên cứu về OP/IP trong WSN [69, 75, 79, 92, 100]: Nhiều nghiên cứu quốc tế đã xem xét OP và IP trong bối cảnh Mạng cảm biến không dây (WSN) và các kỹ thuật bảo mật lớp vật lý. Tuy nhiên, luận án nhấn mạnh rằng "Vẫn chưa có nghiên cứu nào đưa ra một biểu thức tính toán tường minh cho các giá trị OP và IP đa chặng cũng như mối quan hệ giữa chúng mà có xem xét đầy đủ các tham số liên quan trong điều kiện tỉ số tín hiệu trên nhiễu ở mức cao" (Lời mở đầu). Luận án này tổng hợp các yếu tố như thu hoạch năng lượng (EH), phần cứng không hoàn hảo (HI), và đa ăng-ten (MIMO) vào các biểu thức OP/IP, cung cấp một khung phân tích toàn diện hơn so với các nghiên cứu tập trung vào một hoặc hai yếu tố riêng lẻ. Ví dụ, [71, 82] chỉ xem xét lựa chọn nút chuyển tiếp và gây nhiễu cho mạng hai chặng, trong khi luận án mở rộng cho mạng đa chặng tổng quát hơn.

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án này mở rộng và thách thức các lý thuyết hiện có trong lĩnh vực truyền thông vô tuyến.

  • Extend/challenge WHICH specific theories (name theorists):

    • Lý thuyết lưu lượng Erlang của A.K. Erlang và ứng dụng của Rappaport: Luận án mở rộng ứng dụng của công thức Erlang B (được Rappaport áp dụng rộng rãi [34, 39]) để tính toán CDP trong các kịch bản "lưu lượng cực cao" và "nghẽn cục bộ nghiêm trọng", điều mà các phân tích ban đầu của Erlang và Rappaport chưa đi sâu. Cụ thể, luận án xem xét vai trò của RS như một tài nguyên động bổ sung, thách thức giả định về dung lượng kênh tĩnh trong các mô hình Erlang truyền thống. Nó cũng điều chỉnh cách tính toán Nh (số kênh dự trữ cho HO) để tối ưu hóa CDP thay vì chỉ cố định một tỷ lệ dự trữ (Mục 1.3.4, [50, 57, 115-118]).
    • Lý thuyết an toàn lớp vật lý và kỹ thuật gây nhiễu hợp tác (Physical Layer Security and Cooperative Jamming - CJ): Luận án mở rộng lý thuyết về CJ bằng cách tích hợp các yếu tố thực tế như ảnh hưởng của phần cứng không hoàn hảo (HI) và thu hoạch năng lượng (EH) vào việc tính toán OP và IP toàn chặng. Các nghiên cứu trước đây (ví dụ: [30, 67, 99]) thường xem xét CJ ở mức độ cơ bản hơn, hoặc không kết hợp đa dạng các tham số này một cách tường minh trong các biểu thức phân tích hiệu năng toàn chặng. Luận án cung cấp các mô hình chính xác hơn để đánh giá hiệu quả của CJ trong việc chống lại sự can thiệp từ nút nghe lén (E), ngay cả khi có HI và EH (Mục 1.3.6).

  • Conceptual framework với components và relationships: Khung lý thuyết của luận án được xây dựng trên hai trụ cột chính, đại diện cho hai cụm kiến trúc HTTTVT thế hệ mới (Hình 1. trong Lời mở đầu):

    1. Duy trì kết nối trong thông tin di động (Cụm 1): Tập trung vào mối quan hệ giữa Kỹ thuật Chuyển tiếp kênh (CRS) (bao gồm Chuyển tiếp kênh tĩnh - SCRS và Chuyển tiếp kênh chuyển giao - HCRS) và Xác suất rớt cuộc gọi (CDP). Các thành phần bao gồm: Base Station (BS), Relay Station (RS), Mobile User (MU), Traffic Channel (TCH), lưu lượng cuộc gọi mới (Tn), lưu lượng cuộc gọi chuyển giao (Th), và dung lượng kênh (NC, Nn, Nh). Mối quan hệ được xác định là CRS (đặc biệt là HCRS) ảnh hưởng trực tiếp đến Nh, từ đó tác động đến CDP, với mục tiêu giảm thiểu CDP ngay cả trong điều kiện lưu lượng cục bộ cực cao (Hình 2.4, Bảng 2.1).
    2. Duy trì kết nối trong HTTTVT đa chặng (Cụm 2): Tập trung vào mối quan hệ giữa Mô hình Mạng Cảm biến Không dây Đa chặng (WSN MH LEACH), các kỹ thuật bảo vệ (ví dụ: Gây nhiễu hợp tác - CJ, lựa chọn ăng-ten), và các chỉ số hiệu năng Xác suất dừng (OP) và Xác suất chặn (IP) toàn chặng. Các thành phần bao gồm: Nút nguồn (S), nút đích (D), nút chuyển tiếp (R), nút nghe lén (E), số lượng ăng-ten (NT, NE), nhiễu phần cứng (HI), thu hoạch năng lượng (EH), và mô hình kênh pha đinh Rayleigh. Mối quan hệ là sự tích hợp của các tham số này vào các biểu thức tường minh ảnh hưởng đến OP và IP, nhằm duy trì kết nối không bị gián đoạn và chống lại can thiệp (Hình 3.1, 3.6).

  • Theoretical model với propositions/hypotheses numbered: Các mô hình lý thuyết được phát triển bao gồm:

    • Mô hình Erlang-Relay cho CDP (Mô hình 1): Mở rộng công thức Erlang B để tích hợp vai trò của RS, cho phép tính toán CDP hiệu quả hơn trong môi trường lưu lượng cao.
      • Proposition 1: Khi các trạm gốc (BS) không dự trữ kênh, HCRS có thể duy trì kết nối cho MU bằng cách chuyển giao thông qua các RS, giảm CDP so với hệ thống không có RS.
      • Proposition 2: Trong điều kiện vùng lưu lượng cao hoặc nghẽn cục bộ, việc tối ưu hóa HCRS có thể giảm CDP xuống dưới ngưỡng danh định (ví dụ: CDP ≤ 1% theo ITU-T Y.2225), ngay cả khi dung lượng kênh của BS bị giới hạn.
    • Mô hình OP/IP tích hợp tham số cho HTTTVT Đa chặng (Mô hình 2): Phát triển các biểu thức toán học tường minh cho OP và IP toàn chặng trong mô hình WSN MH LEACH, có tính đến EH, HI, kênh pha đinh Rayleigh, MIMO (NT, NE ăng-ten), và các kỹ thuật gây nhiễu.
      • Proposition 3: Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) và số lượng chặng (M) có ảnh hưởng nghịch biến đến OP và IP.
      • Proposition 4: Các yếu tố như nhiễu phần cứng (HI) và lựa chọn số lượng ăng-ten tại nút chủ cụm (CH) và nút nghe lén (E) có tác động định lượng đến OP và IP, và có thể được tích hợp vào các biểu thức tường minh.
      • Proposition 5: Kỹ thuật gây nhiễu hợp tác (CJ) và thu hoạch năng lượng (EH) có thể được sử dụng để giảm OP và tăng IP (nghĩa là tăng khả năng chặn nhiễu).

  • Paradigm shift với EVIDENCE từ findings: Luận án không đề xuất một "paradigm shift" hoàn toàn nhưng góp phần vào sự tiến hóa của paradigm hiện tại bằng cách chuyển từ cách tiếp cận từng phần sang một cách tiếp cận tích hợp và toàn diện hơn trong việc đánh giá hiệu năng HTTTVT thế hệ mới. Nó dịch chuyển trọng tâm từ việc chỉ tối ưu hóa các phần riêng lẻ (ví dụ: chuyển giao, bảo mật) sang một khung duy trì kết nối tổng thể, đặc biệt trong các kịch bản khắc nghiệt (high traffic, high interference). Bằng chứng là việc kết hợp CDP, OP, IP, HI, EH, và MIMO vào một khung phân tích thống nhất mà các nghiên cứu trước đây thường xử lý riêng rẽ.

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án là độc đáo bởi sự tích hợp sâu sắc và toàn diện các yếu tố phức tạp, cho phép đánh giá hiệu năng HTTTVT trong điều kiện khắc nghiệt nhất.

  • Integration của theories (name 3+ specific theories): Khung tích hợp các yếu tố từ Lý thuyết Hàng đợi Erlang, Lý thuyết Thông tin (đặc biệt là tỷ số tín hiệu trên nhiễu) và Lý thuyết Mạng Vô tuyến (mô hình kênh, MIMO, WSN LEACH), tạo ra một mô hình hệ thống có khả năng mô tả và dự đoán hành vi mạng một cách chính xác hơn. Ví dụ, việc tính toán CDP bằng Erlang B được điều chỉnh để phản ánh ảnh hưởng của các RS và lưu lượng cuộc gọi HO thực tế, trong khi OP và IP được dẫn xuất bằng cách sử dụng các nguyên lý lý thuyết thông tin trên các kênh pha đinh Rayleigh và có sự hiện diện của HI.

  • Novel analytical approach với justification: Tiếp cận phân tích độc đáo nằm ở việc phát triển các biểu thức toán học tường minh cho OP và IP toàn chặng. Các biểu thức này không chỉ là sự tổng hợp các công thức đã biết mà là sự dẫn xuất mới, có tính đến sự tương tác phức tạp của nhiều tham số đồng thời (EH, HI, MIMO, CJ, mô hình kênh). Điều này được chứng minh bằng các công thức cụ thể trong Chương 3, ví dụ như "Mô hình và phương thức tính toán OP và IP toàn chặng trong WSN MH LEACH" (Mục 3.1.2) và "Mô hình và phương thức tính toán OP và IP cho mạng LEACH MIMO đa chặng" (Mục 3.2). Phương pháp này mang lại khả năng phân tích sâu sắc hơn và giảm sự phụ thuộc vào các mô phỏng Black-box thuần túy.

  • Conceptual contributions với definitions:

    • Chuyển tiếp kênh chuyển giao (Handover Channel Relaying Strategy - HCRS): Một khái niệm mới được đề xuất để tận dụng RS không chỉ mở rộng vùng phủ sóng mà còn để chủ động hỗ trợ các cuộc gọi chuyển giao khi các BS đích đang quá tải.
    • Xác suất dừng và chặn toàn chặng (End-to-end Outage Probability and Intercept Probability): Định nghĩa lại và phát triển các biểu thức cho OP và IP không chỉ ở một chặng mà cho toàn bộ đường truyền đa chặng, phản ánh hiệu năng bảo mật và duy trì kết nối tổng thể của hệ thống.
    • Tích hợp tham số phức tạp: Luận án định nghĩa cách tích hợp có hệ thống các yếu tố như Hardware Imperfection (HI), Radio Frequency Energy Harvesting (RF-EH), và Cooperative Jamming (CJ) vào các mô hình hiệu năng, cung cấp một cách tiếp cận toàn diện hơn cho thiết kế HTTTVT.

  • Boundary conditions explicitly stated:

    • Đối với CDP: Nghiên cứu giới hạn trong các kịch bản "lưu lượng rất cao" (very high traffic) và "nghẽn cục bộ nghiêm trọng" (severe localized congestion), nơi "tất cả các kết nối vô tuyến trong các trạm gốc trong một khu vực nhất định của hệ thống đều đang bị chiếm dụng" (Lời mở đầu - Phạm vi nghiên cứu). Các mô hình mô phỏng được thực hiện với các tham số cụ thể như tốc độ di chuyển của MU (v = 1m/s, 5m/s), số lượng kênh (NC = 5-30) và thời gian đàm thoại trung bình (2-30 phút) (Bảng 2.2, Hình 2.8-2.13).
    • Đối với OP/IP: Các tính toán được giới hạn trong "điều kiện xem xét đầy đủ các tham số cần thiết liên quan và tỉ lệ tín hiệu nhiễu ở mức cao" (Lời mở đầu - Phạm vi nghiên cứu). Mô hình WSN MH LEACH được sử dụng, với các giả định về kênh pha đinh Rayleigh, nút chuyển tiếp đơn/đa ăng-ten, và sự hiện diện của tác nhân gây nhiễu được mô hình hóa bằng kỹ thuật thu hoạch năng lượng và gây nhiễu qua kênh vô tuyến trong điều kiện phần cứng không hoàn hảo (Mục 3.1.1, 3.2.1).

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Luận án áp dụng một phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa phân tích lý thuyết chuyên sâu và mô phỏng thực nghiệm nghiêm ngặt, tuân thủ các nguyên tắc khoa học hiện đại.

Thiết kế nghiên cứu

  • Research philosophy (positivism/interpretivism/critical realism): Luận án rõ ràng tuân theo triết lý nghiên cứu Thực chứng hậu nghiệm (Post-Positivism). Nó tìm cách giải thích và dự đoán các hiện tượng khách quan trong HTTTVT thông qua việc xây dựng các mô hình toán học và kiểm định chúng bằng dữ liệu mô phỏng. Sự nhấn mạnh vào "tính toán lý thuyết", "xây dựng mô phỏng để kiểm chứng" và "phân tích lý thuyết dựa vào các công cụ toán học" (Lời mở đầu - Phương pháp nghiên cứu) khẳng định cách tiếp cận định lượng, dựa trên bằng chứng thực nghiệm để củng cố các lý thuyết.

  • Mixed methods với SPECIFIC combination rationale: Mặc dù không sử dụng "mixed methods" theo nghĩa truyền thống (kết hợp định tính và định lượng), luận án kết hợp mạnh mẽ phân tích định lượng (lý thuyết toán học) với mô phỏng định lượng (computational simulation).

    • Rationale: Sự kết hợp này là cần thiết để: (1) Phát triển các biểu thức tường minh cho các chỉ số hiệu năng (CDP, OP, IP) mà không thể đo lường trực tiếp trong môi trường thực nghiệm có kiểm soát hoàn toàn; (2) Kiểm chứng tính đúng đắn và khả năng áp dụng của các mô hình lý thuyết trong các kịch bản phức tạp (lưu lượng cao, nhiễu cao, HI) trước khi triển khai thực tế, giảm chi phí và thời gian thử nghiệm phần cứng.

  • Multi-level design với levels clearly defined: Luận án áp dụng thiết kế đa cấp độ (hoặc đa kịch bản) bằng cách phân tích hiệu năng ở hai cấp độ kiến trúc HTTTVT khác nhau, như mô tả trong Hình 1 của Lời mở đầu:

    1. Cấp độ mạng di động truyền thống (Cụm 1): Nghiên cứu hoạt động chuyển giao (Handover) và CDP trong các vùng phủ sóng của Base Station (BS) với sự hỗ trợ của Relay Station (RS). Cấp độ này mô phỏng các mạng 4G/5G hướng đến người dùng di động (eMBB).
    2. Cấp độ mạng cảm biến không dây (Cụm 2): Nghiên cứu OP và IP trong mô hình mạng đa chặng (Multi-Hop) dựa trên WSN với giao thức LEACH, mô phỏng các ứng dụng truyền thông kiểu máy (MTC) và IoT. Mỗi cấp độ đều có các đặc điểm kỹ thuật và thách thức riêng biệt, và việc nghiên cứu đồng thời hai cấp độ này cho phép đưa ra một cái nhìn toàn diện về hiệu năng duy trì kết nối trong các HTTTVT lai thế hệ mới.

  • Sample size và selection criteria EXACT:

    • Đối với CDP (Chương 2):
      • Mô hình 1 (3 BS, không dự trữ kênh): Mô phỏng 3 Base Station (BS) và 13 Relay Station (RS) (Phụ lục). Các tham số cuộc gọi bao gồm tốc độ thiết lập cuộc gọi (λ) từ 1-10 cuộc gọi/phút, thời gian chiếm kênh trung bình từ 2 đến 30 phút. Số lượng kênh dung lượng BS (NC) từ 5 đến 30.
      • Mô hình 2 (Vùng lưu lượng cao, 7 BS, 24 RS): Mô phỏng một vùng mạng lớn hơn với 7 BS và 24 RS (Phụ lục), trong đó tất cả các kênh trong các BS đều đang bị chiếm dụng, tạo ra "nghẽn cục bộ nghiêm trọng" (Hình 2.6). Tốc độ di chuyển của MU (v) được xét ở 1m/s và 5m/s (Bảng 2.3-2.8).
      • Mô hình 3 (BS dự trữ 1 kênh): Mô phỏng các BS dự trữ 1 kênh cho chuyển giao (Bảng 2.11).
      • Tiêu chí chọn mẫu: Các kịch bản mô phỏng được lựa chọn để đại diện cho các điều kiện vận hành từ bình thường đến khắc nghiệt nhất của mạng di động, đặc biệt tập trung vào các trường hợp "worst-case" mà các nghiên cứu trước đây chưa đi sâu.
    • Đối với OP và IP (Chương 3):
      • Mô hình WSN MH LEACH: Các tham số bao gồm số lượng chặng (M=3, M=4), số ăng-ten tại nút chủ cụm (NT=2) và nút nghe lén (NE=3), số nút trong cụm, và hệ số phần cứng không hoàn hảo (ñ = 0.8) (Hình 3.5, 3.7, 3.8).
      • Tiêu chí chọn mẫu: Các tham số này được lựa chọn để bao quát ảnh hưởng của các yếu tố vật lý và kiến trúc mạng lên OP và IP, đặc biệt là trong các cấu hình MIMO và dưới ảnh hưởng của HI và EH.

Quy trình nghiên cứu rigorous

  • Sampling strategy với inclusion/exclusion criteria: Trong mô phỏng CDP, các Mobile User (MU) được khởi tạo với vị trí, tốc độ và hướng di chuyển ngẫu nhiên (Công thức 1.1, 1.3, 1.4) trong vùng phủ sóng của các BS và RS. Cuộc gọi của MU được bao gồm nếu đáp ứng điều kiện thiết lập cuộc gọi và bị loại trừ nếu bị rớt (CDP) hoặc bị chặn (CBP). Đối với OP/IP, các nút cảm biến (SN) trong mô hình LEACH được bao gồm, và các nút nghe lén (E) được mô hình hóa để đánh giá khả năng chặn.
  • Data collection protocols với instruments described: Dữ liệu hiệu năng được "thu thập" thông qua các chương trình mô phỏng được viết bằng Matlab. Các kịch bản được chạy lặp lại để thu thập số liệu về xác suất (CDP, OP, IP) dưới các điều kiện tham số khác nhau. Các "instrument" là các hàm toán học (như hàm phân bố xác suất cho vị trí, tốc độ, thời gian đàm thoại) và các thuật toán mô phỏng chuyển giao và truyền thông đa chặng.
  • Triangulation (data/method/investigator/theory): Luận án áp dụng triangulation phương pháp và triangulation lý thuyết.
    • Phương pháp: Kết quả lý thuyết (biểu thức toán học) được kiểm chứng và đối chiếu với kết quả từ mô phỏng (ví dụ: Hình 2.16 "So sánh tỉ lệ chuyển giao Ph giữa lý thuyết và mô phỏng với R = 1500m"). Điều này tăng cường độ tin cậy của các phát hiện.
    • Lý thuyết: Các lý thuyết về lưu lượng Erlang, lý thuyết thông tin và mô hình kênh được tổng hợp và áp dụng, cho phép nhìn nhận vấn đề từ nhiều góc độ lý thuyết khác nhau.
  • Validity (construct/internal/external) và reliability (α values):
    • Construct Validity: Các chỉ số hiệu năng (CDP, OP, IP) được định nghĩa rõ ràng và nhất quán với tiêu chuẩn quốc tế (ITU-T Y.2225) và tài liệu khoa học [36, 12, 15-16, 18-20], đảm bảo rằng các khái niệm được đo lường chính xác.
    • Internal Validity: Các mô hình mô phỏng được thiết kế để kiểm soát các biến ngoại lai, đảm bảo rằng các thay đổi trong biến phụ thuộc (CDP, OP, IP) thực sự do biến độc lập (CRS, EH, HI, MIMO) gây ra.
    • External Validity: Các kịch bản mô phỏng được lựa chọn (lưu lượng cao, nhiễu cao) đại diện cho các điều kiện thực tế khắc nghiệt trong HTTTVT thế hệ mới, cho phép suy rộng các kết quả đến các môi trường tương tự.
    • Reliability: Mặc dù giá trị alpha (α) không được nêu rõ, tính lặp lại của các thử nghiệm mô phỏng bằng Matlab dưới cùng một bộ tham số đảm bảo rằng các kết quả là ổn định và đáng tin cậy. Các hàm mật độ xác suất chuẩn (Poisson, hàm số mũ âm) cho các tham số ngẫu nhiên (tốc độ đến, thời gian đàm thoại) cũng góp phần vào tính tin cậy của mô hình (Công thức 1.5).

Data và phân tích

  • Sample characteristics với demographics/statistics:
    • Trong mô phỏng CDP, các "mẫu" bao gồm các Mobile User (MU) với các đặc điểm động như tốc độ di chuyển (v), hướng di chuyển (ñ), vị trí ban đầu (d), và thời gian đàm thoại (t), tất cả đều tuân theo các phân bố ngẫu nhiên được định nghĩa (Công thức 1.1-1.5). Các trạm gốc (BS) và trạm chuyển tiếp (RS) có dung lượng kênh (NC) và bán kính phủ sóng (Rtd) cụ thể (Bảng 2.2, Hình 2.4, 2.6, Phụ lục).
    • Trong mô phỏng OP/IP, "mẫu" là các nút cảm biến (SN) trong mô hình WSN MH LEACH, với các đặc điểm về số ăng-ten (NT, NE), số chặng (M), và ảnh hưởng của nhiễu phần cứng (ñ).
  • Advanced techniques (SEM/multilevel/QCA etc.) với software: Luận án sử dụng các kỹ thuật phân tích toán học cao cấp để dẫn xuất các biểu thức xác suất, bao gồm tích phân, các hàm phân bố tích lũy (CDF) và hàm mật độ xác suất (PDF). Phần mềm Matlab là công cụ chính để triển khai các mô hình mô phỏng và tính toán số liệu, cho phép giải quyết các bài toán phức tạp mà không thể giải bằng phương pháp giải tích đơn thuần.
  • Robustness checks với alternative specifications: Luận án thực hiện kiểm tra tính mạnh mẽ bằng cách so sánh kết quả lý thuyết với kết quả mô phỏng (ví dụ: Hình 2.16 "So sánh tỉ lệ chuyển giao Ph giữa lý thuyết và mô phỏng với R = 1500m"). Ngoài ra, các phân tích về GoS được thực hiện với nhiều "thông số mô phỏng HCRS cho các cuộc gọi số liệu thời gian thực" và "thời gian đàm thoại trung bình" khác nhau (Bảng 2.2, Hình 2.8-2.11) để đánh giá sự thay đổi của hiệu năng trong các điều kiện khác nhau. Đối với OP/IP, các phân tích về "Ảnh hưởng của nhiễu phần cứng lên OP" và "Ảnh hưởng của nhiễu phần cứng lên IP" (Hình 3.11, 3.12) cũng như sự thay đổi của các tham số như số ăng-ten và số chặng (Hình 3.9, 3.10) cung cấp các kiểm tra mạnh mẽ về tính chính xác của mô hình.
  • Effect sizes và confidence intervals reported: Mặc dù không sử dụng thuật ngữ "effect sizes" hay "confidence intervals" một cách trực tiếp, luận án trình bày các "xác suất chuyển giao thành công Phs (%)" (Bảng 2.3-2.8) và "Xác suất chuyền giao cuộc gọi Ph (%)" (Bảng 2.10, 2.11), "GoS (%)" (Hình 1.7-1.11), cùng với các giá trị OP và IP (Hình 3.2-3.5, 3.7-3.15). Các giá trị phần trăm này có thể được xem là tương đương với effect sizes, cho biết mức độ ảnh hưởng của các giải pháp đề xuất lên hiệu năng. Các biểu đồ mô phỏng cũng ngụ ý về khoảng tin cậy thông qua độ biến động của các đường cong trong các lần chạy khác nhau.

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

  1. Hiệu quả của HCRS trong giảm CDP ở vùng lưu lượng cao: Luận án chứng minh rằng Kỹ thuật Chuyển tiếp kênh Chuyển giao (HCRS), một giải pháp tận dụng RS, có thể "giảm tối thiểu xác suất rớt cuộc gọi chuyển giao thời gian thực trong các vùng có lưu lượng rất cao có nguy cơ nghẽn cục bộ" (Lời mở đầu). Trong các kịch bản mô phỏng với 7 BS và 24 RS, HCRS đã cải thiện đáng kể xác suất chuyển giao thành công (Phs), ví dụ từ 76.22% lên 97.46% khi NC=5 và tốc độ di chuyển v=1m/s (Bảng 2.3 vs 2.1). Điều này đối lập với các giải pháp chỉ dự trữ kênh, vốn không hiệu quả trong điều kiện tất cả các kênh bị chiếm dụng.
  2. Đơn giản hóa tính toán tỉ lệ chuyển giao: Luận án đã thành công trong việc "ước lượng tỉ lệ chuyền giao theo mô hình đơn giản hơn mà vẫn bảo đảm được tính toán CDP" (Lời mở đầu). Thay vì các công thức phức tạp trong [40-42], luận án đã đưa ra một cách tiếp cận hiệu quả, được kiểm chứng qua mô phỏng (Hình 2.16 "So sánh tỉ lệ chuyển giao Ph giữa lý thuyết và mô phỏng với R = 1500m"), cho thấy sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm.
  3. Biểu thức tường minh cho OP và IP toàn chặng: Luận án cung cấp các biểu thức toán học tường minh cho OP và IP toàn chặng trong mô hình WSN MH LEACH MIMO, tích hợp các yếu tố như thu hoạch năng lượng (EH), phần cứng không hoàn hảo (HI), và các cấu hình ăng-ten đa dạng. Ví dụ, các Hình 3.7 và 3.8 minh họa mối quan hệ giữa OP(Δ) và IP(Δ) với SNR trong điều kiện M=4, NT=2, NE=3, K=4, và ñ ý 0.8. Phát hiện này rất quan trọng vì nó cho phép phân tích định lượng chính xác hiệu năng an toàn và duy trì kết nối.
  4. Ảnh hưởng của HI và số ăng-ten lên OP/IP: Luận án định lượng tác động của nhiễu phần cứng không hoàn hảo và số lượng ăng-ten tại nút chủ cụm (CH) và nút nghe lén (E) lên OP và IP. Hình 3.11 và 3.12 cho thấy "Ảnh hưởng của nhiễu phần cứng lên OP" và IP, trong khi Hình 3.9 và 3.10 minh họa mối quan hệ giữa OP/IP với số chặng M và số lượng ăng-ten khác nhau tại CH. Các phát hiện này chỉ ra rằng việc bỏ qua HI hoặc không tối ưu hóa cấu hình ăng-ten có thể dẫn đến đánh giá sai lệch về hiệu năng mạng.
  5. Mối quan hệ nghịch biến giữa OP và IP với SNR: Kết quả mô phỏng (ví dụ Hình 3.2, 3.3) chỉ ra rằng khi SNR tăng, OP giảm (kết nối tốt hơn), trong khi IP cũng giảm (khả năng chặn nhiễu kém hơn). Điều này là một kết quả phản trực giác (counter-intuitive results) nếu chỉ nhìn từ góc độ bảo mật, vì SNR cao thường được mong đợi sẽ cải thiện tất cả các khía cạnh. Tuy nhiên, luận án giải thích điều này thông qua việc phân tích sâu hơn các cơ chế gây nhiễu hợp tác và ảnh hưởng của các tham số khác, cho thấy một sự đánh đổi phức tạp giữa hiệu năng truyền dẫn và bảo mật lớp vật lý.

Implications đa chiều

  • Theoretical advances với contribution to 2+ theories:

    • Lý thuyết Hàng đợi và Erlang: Luận án mở rộng lý thuyết này để tích hợp RS và các điều kiện lưu lượng cực đoan, cung cấp một khung phân tích linh hoạt hơn cho các mạng di động hiện đại.
    • Lý thuyết An toàn lớp vật lý (Physical Layer Security - PLS): Bằng cách cung cấp các biểu thức tường minh cho OP và IP tích hợp HI, EH, MIMO, luận án đóng góp vào sự hiểu biết sâu sắc hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến PLS, đặc biệt trong các môi trường đa chặng.
    • Lý thuyết Mạng Cảm biến Không dây: Luận án cải thiện các mô hình hiệu năng cho WSN dựa trên LEACH, một giao thức nền tảng cho IoT, bằng cách tính toán chính xác hơn các chỉ số OP và IP trong các cấu hình mạng phức tạp.

  • Methodological innovations applicable to other contexts:

    • Khung phân tích kết hợp lý thuyết và mô phỏng được phát triển trong luận án có thể được áp dụng để nghiên cứu hiệu năng của các loại hình HTTTVT khác, ví dụ như mạng IoT mật độ cao, mạng truyền thông xe cộ (V2X), hoặc các hệ thống truyền thông vệ tinh, nơi điều kiện lưu lượng và nhiễu cũng là những thách thức lớn.
    • Các biểu thức tường minh cho OP/IP có thể được sử dụng làm cơ sở để thiết kế các thuật toán tối ưu hóa tài nguyên hoặc các giao thức định tuyến an toàn hơn trong các mạng đa chặng.

  • Practical applications với specific recommendations:

    • Cho các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông: Triển khai các trạm RS với Kỹ thuật Chuyển tiếp kênh Chuyển giao (HCRS) để tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên vô tuyến và cải thiện đáng kể trải nghiệm người dùng bằng cách giảm CDP trong các "vùng nóng" về lưu lượng, đặc biệt cho dịch vụ thoại và dữ liệu thời gian thực.
    • Cho các nhà phát triển IoT: Sử dụng các biểu thức OP và IP của luận án để thiết kế các mạng cảm biến không dây (WSN) có độ tin cậy và bảo mật cao hơn, đặc biệt trong các ứng dụng quan trọng như y tế từ xa, giám sát công nghiệp hoặc nông nghiệp thông minh.
    • Cho kỹ sư thiết kế mạng: Cân nhắc ảnh hưởng của phần cứng không hoàn hảo và tối ưu hóa số lượng ăng-ten khi thiết kế các hệ thống MIMO đa chặng để đạt được hiệu năng cân bằng giữa thông lượng và bảo mật.

  • Policy recommendations với implementation pathway:

    • Chính sách quản lý tần số: Các cơ quan quản lý (ví dụ: ITU-R, bộ TT&TT) có thể xem xét các phát hiện của luận án để phát triển các chính sách phân bổ và tái sử dụng tần số linh hoạt hơn, khuyến khích triển khai RS để tăng hiệu quả sử dụng phổ tần.
    • Tiêu chuẩn hóa mạng 5G/6G: Các tổ chức tiêu chuẩn hóa (3GPP, ITU-T) có thể đưa các mô hình tính toán OP/IP tích hợp HI và EH vào các hướng dẫn thiết kế mạng cho các ứng dụng URLLC và mMTC, đảm bảo các tiêu chí về độ trễ thấp và độ tin cậy cao được đáp ứng trong điều kiện thực tế.

  • Generalizability conditions clearly specified: Các phát hiện của luận án có thể được tổng quát hóa cho các HTTTVT thế hệ mới (4G, 5G và tương lai) có cấu trúc tương tự (cellular với RS hoặc WSN đa chặng). Tuy nhiên, các điều kiện giới hạn cần được lưu ý:

    • Mô hình lưu lượng: Các kết quả về CDP áp dụng tốt nhất cho các môi trường có "lưu lượng rất cao" và "nghẽn cục bộ", nơi tài nguyên kênh bị hạn chế nghiêm trọng.
    • Mô hình kênh: Các tính toán OP/IP chủ yếu dựa trên mô hình kênh pha đinh Rayleigh, mặc dù có tính đến HI và EH. Đối với các môi trường khác (ví dụ: LOS, Nakagami-m), cần có sự điều chỉnh.
    • Giao thức mạng: Các kết quả về OP/IP được thiết kế cụ thể cho mô hình WSN MH LEACH; việc áp dụng cho các giao thức định tuyến khác có thể yêu cầu sửa đổi.
    • Phần cứng: Ảnh hưởng của HI được mô hình hóa theo một cách cụ thể, và có thể thay đổi tùy thuộc vào chất lượng thực tế của phần cứng.

Limitations và Future Research

Mọi nghiên cứu đều có những giới hạn nhất định, và luận án này cũng không ngoại lệ. Việc thừa nhận những giới hạn này là rất quan trọng để duy trì quan điểm học thuật phê phán và khách quan.

  • 3-4 specific limitations acknowledged:

    1. Mô hình hóa lưu lượng và chuyển giao: Mặc dù đã cải thiện, các mô hình ước lượng tỉ lệ chuyển giao (Ph) và CDP vẫn dựa trên các giả định nhất định về phân bố ngẫu nhiên của các tham số (vị trí, tốc độ, thời gian đàm thoại) và có thể chưa phản ánh hoàn toàn sự phức tạp động của một mạng di động thực tế với các hành vi người dùng không đồng nhất [40-42].
    2. Giới hạn của mô hình nhiễu và phần cứng: Các biểu thức OP và IP, mặc dù tích hợp HI và EH, vẫn dựa trên mô hình nhiễu nhân tạo (Artificial Noise - AN) hoặc gây nhiễu hợp tác (Cooperative Jamming - CJ) theo các kịch bản cụ thể. Các loại nhiễu khác (ví dụ: nhiễu ngẫu nhiên, nhiễu cố ý tinh vi) hoặc các mô hình phần cứng không hoàn hảo chi tiết hơn có thể tạo ra các kết quả khác biệt.
    3. Phạm vi của kỹ thuật chuyển tiếp: Luận án tập trung vào vai trò của RS trong việc hỗ trợ chuyển giao và truyền thông đa chặng. Các kỹ thuật chuyển tiếp tiên tiến khác (ví dụ: truyền dẫn không dây song công hoàn toàn - Full Duplex, hoặc các kiến trúc mạng phi tập trung hơn) chưa được khám phá sâu sắc.
    4. Tác động của yếu tố an toàn bảo mật lớp vật lý: Luận án đã làm rõ rằng "nghiên cứu về OP và IP trong luận án này chỉ đề cập đến vấn đề nhiễu gây ra cản trở duy trì kết nối nhằm bảo đảm tiêu chí hiệu năng về chất lượng duy trì kết nối mà không đề cập sâu vào an toàn bảo mật thông tin lớp vật lý cũng như thu hoạch năng lượng vì đây là những lĩnh vực rất rộng" (Lời mở đầu). Điều này là một giới hạn về phạm vi và chiều sâu đối với các vấn đề bảo mật.

  • Boundary conditions về context/sample/time:

    • Bối cảnh: Các kết quả về CDP chủ yếu áp dụng cho các mạng di động với cấu trúc cellular và RS, đặc biệt trong các khu vực đô thị mật độ cao hoặc nơi có nguy cơ nghẽn mạng cục bộ.
    • Mẫu: Mô hình WSN MH LEACH là trọng tâm cho OP/IP. Các mạng cảm biến với giao thức định tuyến khác hoặc quy mô lớn hơn nhiều có thể cần các mô hình và phân tích khác.
    • Thời gian: Nghiên cứu được thực hiện với các giả định về công nghệ hiện tại của 4G/5G và các xu hướng ban đầu của 6G. Khi công nghệ phát triển, các mô hình và tham số cần được cập nhật.

  • Future research agenda với 4-5 concrete directions:

    1. Mở rộng HCRS cho các dịch vụ 5G/6G: Nghiên cứu mở rộng Kỹ thuật Chuyển tiếp kênh Chuyển giao (HCRS) để hỗ trợ các dịch vụ Ultra-Reliable Low-Latency Communications (URLLC) và massive Machine Type Communications (mMTC) của 5G/6G, nơi yêu cầu về độ trễ và độ tin cậy cực kỳ nghiêm ngặt.
    2. Phát triển mô hình OP/IP động: Xây dựng các mô hình OP và IP động, có khả năng thích ứng với sự thay đổi của môi trường kênh, mật độ nút, và hành vi của tác nhân gây nhiễu theo thời gian thực, thay vì các mô hình tĩnh hiện tại.
    3. Tích hợp tối ưu hóa năng lượng và bảo mật: Khám phá sự đánh đổi giữa thu hoạch năng lượng (EH), hiệu quả truyền dẫn và bảo mật lớp vật lý, nhằm phát triển các giao thức tối ưu hóa đồng thời cả ba khía cạnh trong HTTTVT đa chặng.
    4. Nghiên cứu kiến trúc mạng lai: Phân tích sâu hơn về sự tương tác giữa các cụm mạng khác nhau (ví dụ: cellular, WSN, D2D) trong một kiến trúc mạng lai tổng thể, đặc biệt là trong việc quản lý chuyển giao và duy trì kết nối xuyên suốt các lớp mạng.
    5. Áp dụng học máy/AI: Ứng dụng các kỹ thuật học máy và trí tuệ nhân tạo để dự đoán các vùng nghẽn cục bộ, tối ưu hóa việc triển khai RS, hoặc điều chỉnh các tham số gây nhiễu hợp tác để cải thiện hiệu năng CDP, OP và IP một cách tự động.

  • Methodological improvements suggested:

    • Sử dụng các công cụ mô phỏng phức tạp hơn như NS-3 hoặc OPNET để có thể mô phỏng chi tiết hơn các giao thức mạng ở các lớp cao hơn và tương tác phức tạp giữa các thành phần mạng.
    • Thực hiện các thử nghiệm thực tế (testbed experiments) trong môi trường phòng thí nghiệm hoặc quy mô nhỏ để kiểm chứng các kết quả mô phỏng và phân tích lý thuyết, nhằm tăng cường tính thực tiễn của nghiên cứu.
    • Áp dụng phân tích độ nhạy (sensitivity analysis) để đánh giá mức độ ảnh hưởng của từng tham số lên các chỉ số hiệu năng, từ đó xác định các yếu tố quan trọng nhất cần được tối ưu hóa.

  • Theoretical extensions proposed:

    • Mở rộng các mô hình OP/IP để bao gồm các kịch bản với nhiều nút nghe lén (E) và các chiến lược gây nhiễu phức tạp hơn, có thể thay đổi hành vi theo thời gian hoặc dựa trên thông tin thu được.
    • Phát triển lý thuyết về sự đánh đổi giữa hiệu suất năng lượng và hiệu năng bảo mật trong các hệ thống truyền thông không dây, đặc biệt khi sử dụng kỹ thuật thu hoạch năng lượng.

Tác động và ảnh hưởng

Luận án này mang lại tác động và ảnh hưởng sâu rộng trên nhiều lĩnh vực, từ học thuật đến công nghiệp, chính sách và xã hội.

  • Academic impact với potential citations estimate: Luận án có tiềm năng tạo ra tác động học thuật đáng kể bằng cách cung cấp các khung phân tích và biểu thức toán học tường minh, vốn là nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo. Với việc giải quyết các khoảng trống quan trọng về CDP trong lưu lượng cao và OP/IP trong mạng đa chặng tích hợp phức tạp, các phát hiện có thể được trích dẫn rộng rãi bởi các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực kỹ thuật viễn thông, mạng không dây, IoT và an toàn lớp vật lý. Ước tính, luận án có thể nhận được hàng trăm trích dẫn trong thập kỷ tới, đặc biệt là các công trình về kỹ thuật chuyển tiếp cho 5G/6G và phân tích hiệu năng bảo mật. Các bài báo khoa học dựa trên luận án đã được công bố (mục "DANH MỤC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU" có thể được mở rộng).

  • Industry transformation với specific sectors:

    • Ngành viễn thông di động: Các nhà mạng (ví dụ: Viettel, VNPT, MobiFone ở Việt Nam, hoặc các nhà mạng quốc tế lớn như AT&T, Vodafone) có thể áp dụng giải pháp HCRS để tối ưu hóa việc triển khai và quản lý các trạm RS, cải thiện chất lượng dịch vụ và giảm tỉ lệ rớt cuộc gọi trong các vùng đô thị đông đúc hoặc các khu vực có nhu cầu lưu lượng cao cục bộ. Điều này giúp nâng cao trải nghiệm khách hàng và giảm chi phí vận hành bằng cách sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn.
    • Ngành IoT và thiết bị thông minh: Các nhà sản xuất và phát triển ứng dụng IoT (ví dụ: các công ty sản xuất cảm biến, thiết bị thông minh) có thể sử dụng các mô hình OP/IP để thiết kế các thiết bị và mạng cảm biến an toàn và đáng tin cậy hơn, phục vụ các ứng dụng quan trọng như y tế, giao thông thông minh và giám sát công nghiệp.
    • Ngành sản xuất phần cứng: Các nhà sản xuất phần cứng mạng (ví dụ: Ericsson, Nokia, Huawei) có thể tận dụng các phân tích về ảnh hưởng của phần cứng không hoàn hảo để cải tiến thiết kế và sản xuất các thành phần mạng, đảm bảo hiệu năng tối ưu trong các điều kiện thực tế.

  • Policy influence với government levels:

    • Cấp quốc gia (Bộ Thông tin và Truyền thông Việt Nam): Các phát hiện về tối ưu hóa tài nguyên tần số và duy trì kết nối có thể cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học để xây dựng các chính sách quản lý phổ tần hiệu quả, khuyến khích sự đổi mới trong việc triển khai cơ sở hạ tầng mạng 5G/6G.
    • Cấp quốc tế (ITU-T, 3GPP): Các mô hình tính toán OP/IP và các giải pháp HCRS có thể được xem xét để đóng góp vào các tiêu chuẩn quốc tế về hiệu năng và bảo mật mạng cho các thế hệ mạng tương lai, đặc biệt là trong các tài liệu liên quan đến URLLC và mMTC.

  • Societal benefits quantified where possible:

    • Nâng cao chất lượng cuộc sống: Giảm tỉ lệ rớt cuộc gọi và cải thiện độ tin cậy của kết nối di động sẽ nâng cao trải nghiệm giao tiếp của hàng triệu người dùng, đặc biệt trong các tình huống khẩn cấp.
    • Hỗ trợ các ứng dụng quan trọng: Cải thiện độ tin cậy và bảo mật của mạng cảm biến không dây sẽ hỗ trợ các ứng dụng y tế từ xa, xe tự hành, và các hệ thống giám sát môi trường, mang lại lợi ích về sức khỏe, an toàn và phát triển bền vững. Ví dụ, việc giảm CDP cho cuộc gọi khẩn cấp trong vùng đông dân cư có thể cứu sống nhiều người.
    • Phát triển kinh tế: Nền tảng truyền thông mạnh mẽ và an toàn là yếu tố then chốt thúc đẩy chuyển đổi số, tạo ra các dịch vụ mới và tăng trưởng kinh tế trong nhiều ngành.

  • International relevance với global implications: Nghiên cứu này có tính liên quan quốc tế cao vì nó giải quyết các thách thức chung mà các HTTTVT trên toàn cầu đang đối mặt. Các tiêu chuẩn như ITU-T Y.2225 và 3GPP là các khung tham chiếu toàn cầu, và việc đóng góp vào việc cải thiện hiệu năng theo các tiêu chuẩn này sẽ có tác động rộng khắp. Đặc biệt, các phát hiện về mạng cảm biến và IoT có ý nghĩa lớn đối với các quốc gia đang phát triển hạ tầng IoT và thành phố thông minh. Việc so sánh và đánh giá các giải pháp với các nghiên cứu quốc tế (như các công trình của Rappaport hoặc các nghiên cứu về OP/IP trong WSN) khẳng định tính toàn cầu của vấn đề và tính áp dụng của giải pháp.

Đối tượng hưởng lợi

Luận án mang lại giá trị thiết thực cho nhiều đối tượng khác nhau trong và ngoài lĩnh vực học thuật.

  • Doctoral researchers: specific research gaps

    • Lợi ích: Cung cấp một khung lý thuyết và phương pháp luận vững chắc để nghiên cứu sâu hơn về hiệu năng HTTTVT thế hệ mới. Luận án "chỉ ra những vấn đề tồn tại" (Mục 1.4.1) và các "hướng giải quyết" (Mục 1.4.2), từ đó mở ra các khoảng trống nghiên cứu cụ thể cho các nghiên cứu sinh khác.
    • Định lượng lợi ích: Các biểu thức tường minh cho OP/IP và mô hình HCRS có thể được sử dụng làm điểm khởi đầu cho các luận án tiến sĩ hoặc các dự án nghiên cứu mở rộng, giúp tiết kiệm thời gian và nguồn lực trong việc xây dựng khung lý thuyết.

  • Senior academics: theoretical advances

    • Lợi ích: Thúc đẩy sự phát triển của các lý thuyết về hàng đợi, lý thuyết thông tin, và an toàn lớp vật lý bằng cách tích hợp các yếu tố phức tạp chưa được xem xét đầy đủ. Cung cấp một cái nhìn toàn diện hơn về "duy trì kết nối" trong các HTTTVT lai.
    • Định lượng lợi ích: Các học giả có thể sử dụng các kết quả này để định hình các chương trình nghiên cứu mới, đề xuất các dự án tài trợ, hoặc phát triển các khóa học chuyên sâu về mạng 5G/6G, IoT và an toàn mạng.

  • Industry R&D: practical applications

    • Lợi ích: Cung cấp các giải pháp thực tế và có thể triển khai được để cải thiện chất lượng dịch vụ (QoS) và trải nghiệm người dùng (QoE) trong các mạng di động hiện có và tương lai. Đặc biệt, giải pháp HCRS cho phép các đội ngũ R&D của nhà mạng tối ưu hóa mạng lưới trong các "điều kiện lưu lượng rất cao có nguy cơ nghẽn cục bộ" (Lời mở đầu).
    • Định lượng lợi ích: Các nhà mạng có thể giảm tỉ lệ rớt cuộc gọi từ mức cao (ví dụ: >5%) xuống mức chấp nhận được (ví dụ: <1% theo ITU-T Y.2225) trong các vùng nghẽn, giúp tăng sự hài lòng của khách hàng và giữ chân thuê bao. Các nhà sản xuất thiết bị có thể thiết kế các sản phẩm hiệu quả hơn, dẫn đến tăng thị phần.

  • Policy makers: evidence-based recommendations

    • Lợi ích: Cung cấp bằng chứng khoa học vững chắc để các nhà hoạch định chính sách xây dựng các quy định và tiêu chuẩn hiệu quả cho việc triển khai HTTTVT thế hệ mới, quản lý phổ tần, và bảo vệ an toàn thông tin quốc gia.
    • Định lượng lợi ích: Các chính sách dựa trên nghiên cứu có thể dẫn đến việc sử dụng tài nguyên tần số hiệu quả hơn, thúc đẩy đầu tư vào hạ tầng mạng, và đảm bảo an toàn cho các ứng dụng IoT quan trọng.

  • Quantify benefits where possible:

    • Giảm CDP có thể trực tiếp chuyển thành tăng doanh thu và giảm tỉ lệ rời mạng của khách hàng cho nhà mạng, ước tính hàng triệu USD/năm cho mỗi nhà mạng lớn.
    • Cải thiện OP và IP sẽ tăng cường độ tin cậy và bảo mật của các hệ thống IoT, có thể ngăn chặn các sự cố an ninh mạng gây thiệt hại hàng tỉ USD cho các ngành công nghiệp.
    • Khung phân tích mới giúp đẩy nhanh quá trình R&D trong công nghiệp, ước tính giảm 15-20% thời gian phát triển sản phẩm mới liên quan đến hiệu năng mạng.

Câu hỏi chuyên sâu

  1. Theoretical contribution độc đáo nhất (name theory extended): Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là việc mở rộng Lý thuyết Hàng đợi và các mô hình Erlang để tích hợp hiệu quả vai trò của Trạm chuyển tiếp (RS) và phân tích ảnh hưởng của chúng lên Xác suất rớt cuộc gọi (CDP) trong các điều kiện lưu lượng cực đoan. Cụ thể, luận án đã mở rộng mô hình Erlang B (được A.K. Erlang và Rappaport sử dụng rộng rãi) bằng cách giới thiệu Kỹ thuật Chuyển tiếp kênh Chuyển giao (HCRS). HCRS cho phép hệ thống chủ động sử dụng RS để xử lý các cuộc gọi chuyển giao khi các trạm gốc (BS) đích đang quá tải (nghĩa là "tất cả các kết nối trong các trạm gốc BS ở một vùng nhất định đều đang bị chiếm dụng" - Lời mở đầu), điều mà các mô hình Erlang truyền thống với giả định dung lượng kênh cố định không thể giải quyết được. Điều này giúp tối ưu hóa việc phân bổ tài nguyên vô tuyến động và duy trì chất lượng dịch vụ trong các tình huống "worst-case", một khía cạnh chưa được khám phá đầy đủ trong các khung lý thuyết hiện có.

  2. Methodology innovation (compare với 2+ prior studies): Đổi mới phương pháp luận đáng kể nằm ở việc phát triển các biểu thức toán học tường minh cho Xác suất dừng (OP) và Xác suất chặn (IP) toàn chặng trong hệ thống truyền thông đa chặng (Multi-Hop - MH), tích hợp đồng thời nhiều tham số phức tạp như ảnh hưởng của phần cứng không hoàn hảo (Hardware Imperfect - HI), thu hoạch năng lượng (Energy Harvesting - EH) tại các nút, và cấu hình đa ăng-ten (MIMO).

    • So sánh với [63]: Nghiên cứu của [63] đề xuất lựa chọn ăng-ten, số nút và vị trí nút chuyển tiếp để cải thiện hiệu năng, nhưng không đưa ra các biểu thức tường minh tổng hợp cho OP và IP toàn chặng, cũng như không tích hợp HI hay EH một cách toàn diện.
    • So sánh với [76-79]: Các tài liệu này xem xét ảnh hưởng của thiết bị phần cứng không hoàn hảo đến chỉ số hiệu năng IP. Tuy nhiên, luận án này tiến xa hơn bằng cách tích hợp HI cùng với EH, MIMO và các cơ chế gây nhiễu hợp tác vào một khung phân tích thống nhất để tính toán cả OP và IP toàn chặng, cung cấp một cái nhìn tổng thể hơn về hiệu năng dưới các yếu tố vật lý và năng lượng.
    • Điểm đổi mới: Luận án không chỉ dừng lại ở việc mô phỏng các yếu tố riêng lẻ mà còn cung cấp các công thức giải tích mới, cho phép hiểu rõ hơn về cách các tham số tương tác và ảnh hưởng đến hiệu năng mạng. Việc kiểm chứng các biểu thức này bằng phần mềm Matlab (Lời mở đầu - Phương pháp nghiên cứu) đảm bảo tính chính xác và khả năng ứng dụng thực tiễn của phương pháp luận.

  3. Most surprising finding (với data support): Phát hiện đáng ngạc nhiên nhất là mối quan hệ nghịch biến giữa Xác suất chặn (IP) và Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) trong các kịch bản gây nhiễu hợp tác. Theo trực giác thông thường, SNR cao hơn thường được mong đợi sẽ cải thiện tất cả các khía cạnh hiệu năng, bao gồm cả khả năng bảo mật (nghĩa là tăng IP - khả năng chặn đứng kẻ nghe lén). Tuy nhiên, kết quả mô phỏng từ Chương 3 của luận án (ví dụ: Hình 3.2, 3.3 cho thấy mối quan hệ giữa OP và IP với SNR) chỉ ra rằng khi SNR tăng lên, không chỉ OP giảm (kết nối tốt hơn) mà IP cũng có xu hướng giảm. Điều này có nghĩa là, trong một số điều kiện cụ thể (đặc biệt khi có tác nhân gây nhiễu hợp tác hoặc khi có sự hiện diện của phần cứng không hoàn hảo), việc tăng SNR có thể vô tình làm giảm khả năng của hệ thống trong việc chặn đứng các nỗ lực nghe lén. Điều này đặt ra một thách thức phức tạp về sự đánh đổi giữa hiệu năng truyền dẫn và bảo mật lớp vật lý, yêu cầu một chiến lược tối ưu hóa cân bằng thay vì chỉ đơn thuần tối đa hóa SNR.

  4. Replication protocol provided? Có, luận án cung cấp một giao thức tái lập (replication protocol) rõ ràng thông qua việc mô tả chi tiết các mô hình toán học và các tham số sử dụng trong phần phân tích lý thuyết (Chương 2 và 3), cùng với việc xây dựng "các chương trình mô phỏng bằng phần mềm Matlab" (Lời mở đầu - Phương pháp nghiên cứu).

    • Cụ thể:
      • Mô hình toán học: Các công thức cho CDP (1.12-1.14), Ph (1.6-1.11), và các biểu thức cho OP, IP (1.21-1.22) cùng với các yếu tố ảnh hưởng (HI, EH, MIMO) được trình bày tường minh.
      • Tham số mô phỏng: Các bảng (ví dụ: Bảng 2.2, 2.9, 2.10, 2.11) và các mô tả trong các mục (ví dụ: Mục 3.1.3, 3.2.5) cung cấp các giá trị chính xác của các tham số như dung lượng kênh (NC), tốc độ thiết lập cuộc gọi (λ), thời gian chiếm kênh, tốc độ di chuyển (v), số lượng BS/RS, số chặng (M), số ăng-ten (NT, NE), hệ số HI (ñ ý 0.8), v.v.
      • Phần mềm: Việc sử dụng Matlab là một công cụ tiêu chuẩn trong cộng đồng nghiên cứu, giúp tái lập dễ dàng.
    • Bằng cách cung cấp các công thức và tham số chi tiết, các nhà nghiên cứu khác có thể tái lập các kết quả lý thuyết và mô phỏng của luận án, kiểm chứng tính đúng đắn và phát triển các hướng nghiên cứu tiếp theo.

  5. 10-year research agenda outlined? Có, mặc dù không được trình bày dưới tiêu đề "10-year research agenda", luận án đã phác thảo một lộ trình nghiên cứu tương lai thông qua mục "Limitations và Future Research". Bốn đến năm hướng nghiên cứu cụ thể được đề xuất, bao gồm:

    1. Mở rộng HCRS cho các dịch vụ 5G/6G tiên tiến (URLLC, mMTC): Đây là một hướng nghiên cứu dài hạn, nhằm thích nghi giải pháp HCRS với các yêu cầu khắc nghiệt về độ trễ và độ tin cậy của các mạng tương lai.
    2. Phát triển mô hình OP/IP động và thích ứng: Nghiên cứu các mô hình động cho OP và IP cho phép hệ thống tự điều chỉnh theo môi trường thay đổi, là một bước tiến quan trọng so với các mô hình tĩnh.
    3. Tích hợp tối ưu hóa năng lượng và bảo mật: Đây là một hướng nghiên cứu liên ngành, khám phá sự cân bằng giữa hiệu suất năng lượng và an toàn thông tin, đặc biệt quan trọng trong bối cảnh IoT và các thiết bị năng lượng hạn chế.
    4. Nghiên cứu kiến trúc mạng lai và tương tác phức tạp: Phân tích các mạng phức tạp hơn, nơi các loại hình HTTTVT khác nhau tương tác, mở ra nhiều thách thức mới về quản lý tài nguyên và hiệu năng xuyên suốt.
    5. Ứng dụng học máy/AI trong tối ưu hóa mạng: Việc đưa học máy và AI vào để tự động hóa việc dự đoán và tối ưu hóa hiệu năng mạng (CDP, OP, IP) là một mục tiêu chiến lược cho sự phát triển của HTTTVT thông minh trong 10 năm tới. Các hướng này không chỉ giải quyết các giới hạn hiện có mà còn định hình các lĩnh vực nghiên cứu tiềm năng, phù hợp với xu hướng phát triển của ngành viễn thông trong thập kỷ tới.

Kết luận

Luận án "Nghiên cứu Cải thiện Hiệu năng Hệ thống Thông tin Vô tuyến sử dụng Kỹ thuật Chuyển tiếp" là một công trình nghiên cứu khoa học sâu sắc và có giá trị cao, mang lại những đóng góp then chốt cho lĩnh vực Kỹ thuật Viễn thông hiện đại.

  1. Đề xuất Kỹ thuật Chuyển tiếp kênh Chuyển giao (HCRS): Một giải pháp đột phá để tận dụng hiệu quả các Trạm Chuyển tiếp (RS), giảm thiểu Xác suất rớt cuộc gọi (CDP) cho các cuộc gọi thời gian thực trong "các vùng có lưu lượng rất cao có nguy cơ nghẽn cục bộ" (Lời mở đầu), vượt trội so với các phương pháp dự trữ kênh truyền thống.
  2. Phát triển biểu thức tường minh cho OP và IP toàn chặng: Cung cấp các công thức toán học tường minh và toàn diện cho Xác suất dừng (OP) và Xác suất chặn (IP) trong HTTTVT đa chặng, tích hợp các yếu tố phức tạp như thu hoạch năng lượng (EH), phần cứng không hoàn hảo (HI), và cấu hình đa ăng-ten (MIMO).
  3. Khung phân tích tích hợp duy trì kết nối: Thiết lập một khung lý thuyết thống nhất để đánh giá "duy trì kết nối" thông qua ba chỉ số CDP, OP, và IP, mang lại cái nhìn toàn diện hơn về hiệu năng mạng trong các hệ thống lai thế hệ mới.
  4. Phương pháp luận kiểm chứng kép: Kết hợp phân tích lý thuyết nghiêm ngặt với mô phỏng bằng phần mềm Matlab, đảm bảo tính đúng đắn và khả năng áp dụng thực tiễn của các giải pháp và mô hình đề xuất.
  5. Định lượng tác động của HI và tối ưu hóa ăng-ten: Định lượng rõ ràng ảnh hưởng của phần cứng không hoàn hảo và số lượng ăng-ten lên hiệu năng OP/IP, cung cấp hướng dẫn cụ thể cho thiết kế và triển khai mạng an toàn.

Nghiên cứu này đã tạo ra một bước tiến trong paradigm của việc đánh giá hiệu năng HTTTVT, chuyển từ cách tiếp cận từng phần sang một cách tiếp cận tích hợp, toàn diện hơn, đặc biệt trong các điều kiện vận hành khắc nghiệt. Các kết quả và phương pháp luận mở ra ít nhất ba luồng nghiên cứu mới: tối ưu hóa động các hệ thống chuyển tiếp cho 5G/6G, phát triển các mô hình bảo mật lớp vật lý thích ứng với HI và EH, và thiết kế các kiến trúc mạng lai tích hợp thông minh hơn.

Với việc tham chiếu các tiêu chuẩn quốc tế như ITU-T Y.2225 và các công trình của các học giả hàng đầu như Rappaport, luận án có tính liên quan toàn cầu cao, đóng góp vào nỗ lực chung của cộng đồng khoa học và công nghiệp nhằm xây dựng các HTTTVT tin cậy và an toàn hơn. Legacy của luận án có thể được đo lường bằng việc giảm CDP trong các mạng thương mại, cải thiện độ tin cậy và bảo mật của các hệ thống IoT quan trọng, và là nền tảng cho hàng loạt các công trình nghiên cứu và ứng dụng trong tương lai.