Luận án Nghiên cứu nâng cao tốc độ tính toán cho bài toán tối thiểu công suất phát trong mạng truyền dẫn vô tuyến đa ăng-ten

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TỐC ĐỘ TÍNH TOÁN CHO BÀI TOÁN TỐI THIỂU CÔNG SUẤT PHÁT TRONG MẠNG TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN ĐA ĂNG-TEN

Ngành:

Kỹ thuật điện tử

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung giải quyết một trong những vấn đề cấp thiết trong bối cảnh phát triển đa dạng dịch vụ truyền dẫn vô tuyến thế hệ mới và giới hạn tài nguyên phổ tần: tối thiểu hóa tổng công suất phát trong mạng truyền dẫn vô tuyến đa ăng-ten nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng phổ tần và chất lượng dịch vụ (QoS). Bài toán này ngày càng trở nên cấp thiết do sự phát triển nhanh chóng của các dịch vụ truyền thông hiện đại.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao tốc độ tính toán cho bài toán tối thiểu công suất phát trong mạng truyền dẫn vô tuyến đa ăng-ten, dựa trên việc ứng dụng các kỹ thuật tối ưu hiện đại. Đối tượng nghiên cứu bao gồm bài toán tối thiểu tổng công suất phát với hàm mục tiêu không lồi và điều kiện ràng buộc SINR tại các user phía thu, áp dụng cho cả mô hình truyền dẫn quảng bá đa điểm và mô hình truyền dẫn chuyển tiếp đa ăng-ten.

Phương pháp nghiên cứu được thực hiện thông qua khảo sát lý thuyết, tổng hợp kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước, xây dựng hàm mục tiêu và điều kiện ràng buộc, áp dụng các biến đổi toán học, mô phỏng trên máy tính và phân tích số liệu. Các công cụ toán học và phần mềm như lý thuyết hàm lồi, đại số tuyến tính, kỹ thuật tối ưu và Matlab được sử dụng.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng kỹ thuật hàm phạt và thuật toán lặp đã giúp xác định được tổng công suất phát tối thiểu. Cụ thể, kỹ thuật NSM2 đề xuất cho mô hình trạm gốc phát quảng bá đã cho kết quả tốt hơn NSM1 và giảm đáng kể số bước lặp trung bình (3,5 đến 6 lần). Đối với mô hình chuyển tiếp đa ăng-ten với phương thức xử lý AF, kỹ thuật SPO2 đã cho kết quả công suất tối thiểu tiệm cận với kỹ thuật tối ưu SDR, đồng thời giảm thời gian tính toán (44% đến 85%) và số bước lặp trung bình (46% đến 79%) so với SPO1.

Những đóng góp mới của luận án bao gồm đề xuất giải pháp nâng cao tốc độ tính toán cho bài toán tối thiểu tổng công suất phát trạm gốc bằng kỹ thuật Nonsmooth kết hợp tối ưu hệ số hàm phạt, và giải pháp nâng cao tốc độ tính toán cho mô hình truyền dẫn chuyển tiếp bằng kỹ thuật tối ưu Spectral sử dụng biến phụ tuyến tính. Luận án có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng, cung cấp tài liệu tham khảo và luận cứ khoa học cho việc thiết kế, quy hoạch mạng truyền dẫn vô tuyến thế hệ mới.

Mục lục chi tiết:

• Chương 1: Bài toán tối thiểu tổng công suất phát trong mạng truyền dẫn vô tuyến đa ăng-ten
• Chương 2: Nâng cao tốc độ tính toán cho bài toán tối thiểu tổng công suất phát trạm gốc quảng bá đa điểm
• Chương 3: Nâng cao tốc độ tính toán cho bài toán tối thiểu công suất phát trong mạng truyền dẫn chuyển tiếp vô tuyến đa ăng-ten
• Kết luận, đánh giá và nêu vấn đề cần nghiên cứu tiếp theo