GIẢI PHÁP TRUYỀN DẪN VÀ CHUYỂN TIẾP TÍN HIỆU QUANG DỰA TRÊN HẠ TẦNG TRÊN CAO
Kỹ thuật Viễn thông
Luận án tập trung vào việc nghiên cứu và đề xuất các giải pháp truyền dẫn và chuyển tiếp tín hiệu quang dựa trên hạ tầng trên cao (HAP - High Altitude Platform) nhằm giải quyết hạn chế về tốc độ của các hệ thống truyền thông HAP hiện tại vốn chủ yếu dựa trên tần số vô tuyến (RF), chỉ đạt vài trăm Mb/s và không đáp ứng được nhu cầu băng rộng Gigabit/s của các dịch vụ thời gian thực và mạng 5G. HAP, được triển khai trên khinh khí cầu hoặc thiết bị bay không người lái ở độ cao 17–25 km, có tiềm năng lớn trong nhiều ứng dụng nhưng cần cải thiện khả năng truyền dẫn.
Mục tiêu chính của luận án là đề xuất các giải pháp truyền dẫn và chuyển tiếp tín hiệu quang (OWC) dựa trên HAP để tăng cự ly truyền dẫn và cung cấp khả năng truyền dẫn tốc độ Gigabit, đồng thời đảm bảo yêu cầu về tỷ lệ lỗi bit (BER). Để đạt được mục tiêu này, luận án đã xây dựng mô hình giải tích phân tích ảnh hưởng của môi trường không gian tự do và các loại tạp âm/nhiễu lên hiệu năng hệ thống OWC chuyển tiếp dựa trên HAP. Đồng thời, các giải pháp cải thiện hiệu năng đã được đề xuất thông qua việc sử dụng các kỹ thuật truyền dẫn và xử lý tín hiệu tiên tiến như điều chế, phân tập, tách sóng và xử lý tín hiệu toàn quang, đặc biệt tập trung vào việc nâng cao tốc độ xử lý.
Các đóng góp khoa học chính của luận án bao gồm ba nhóm. Thứ nhất, luận án đề xuất các giải pháp cải thiện hiệu năng truyền dẫn quang dựa trên HAP với chuyển tiếp quang/điện/quang (O/E/O). Thứ hai, đề xuất mô hình thiết kế và xây dựng mô hình giải tích đánh giá hiệu năng của hệ thống truyền dẫn và chuyển tiếp toàn quang đơn hướng dựa trên HAP. Thứ ba, đề xuất mô hình thiết kế và xây dựng mô hình giải tích đánh giá hiệu năng của hệ thống truyền dẫn và chuyển tiếp toàn quang song hướng dựa trên HAP. Các kết quả khảo sát hiệu năng cho thấy tính khả thi của các hệ thống đề xuất với BER thấp và tốc độ dữ liệu cao, lên đến 10 Gb/s, cung cấp thông tin hữu ích cho việc thiết kế hệ thống như lựa chọn dải tối ưu của công suất ngưỡng, độ cao của HAP, góc thiên đỉnh và khoảng cách trực tiếp giữa hai nút trạm mặt đất.