Luận án Ứng dụng thông tin vị trí sử dụng các thành phần đa đường trong dự báo kênh cho hệ thống truyền thông vô tuyến thế hệ mới

Tên luận án:

ỨNG DỤNG THÔNG TIN VỊ TRÍ SỬ DỤNG CÁC THÀNH PHẦN ĐA ĐƯỜNG TRONG DỰ BÁO KÊNH CHO HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG VÔ TUYẾN THẾ HỆ MỚI

Ngành:

Kỹ thuật viễn thông

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tiến sĩ Kỹ thuật viễn thông này tập trung vào việc ứng dụng thông tin vị trí sử dụng các thành phần đa đường trong dự báo kênh cho hệ thống truyền thông vô tuyến thế hệ mới, đặc biệt là trong bối cảnh mạng 5G và các thế hệ tiếp theo. Với sự tăng trưởng nhanh chóng của số lượng người dùng và khối lượng dữ liệu, thông tin vị trí chính xác được kỳ vọng sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất mạng và giải quyết các thách thức hiện có. Các công nghệ định vị tiên tiến, từ hệ thống vệ tinh GNSS đến các giải pháp dựa trên radio cục bộ như UWB và Bluetooth, có thể cung cấp độ chính xác cao, cho phép xây dựng cơ sở dữ liệu về các chỉ số chất lượng kênh (CQM) và vị trí tương ứng để dự báo CQM tại các vị trí mới.

Công trình này giải quyết hai thách thức chính trong việc hiện thực hóa các hệ thống truyền thông nhận biết vị trí: đạt được nhận thức vị trí và mô hình hóa kênh không gian. Luận án đề xuất một cách tiếp cận hệ thống thông tin liên lạc nhận biết vị trí thông qua mô hình kênh đa đường, tập trung vào các thành phần Tín hiệu Đơn Thành phần (SMC).

Ba đóng góp chính của luận án bao gồm:

• Thiết kế mô hình lan truyền:

  Phát triển mô hình lan truyền cho một môi trường cụ thể, cung cấp cách tiếp cận có cấu trúc để dự đoán và học hỏi các CQM.

• Phương pháp dự đoán thống kê kênh vô tuyến:

  Đề xuất một phương pháp dự đoán thống kê kênh vô tuyến ở quy mô lớn, giúp dự báo nhanh chóng và đơn giản các CQM thông dụng, từ đó giảm chi phí và độ trễ.

• Thiết kế thuật toán định vị dựa trên đa đường:

  Phát triển một thuật toán định vị sử dụng các anchor mạnh mẽ và được hỗ trợ bởi các CQM dự báo, chứng minh tính hữu ích của CQM trong việc giúp thuật toán định vị hoạt động hiệu quả ngay cả trong môi trường lan truyền khắc nghiệt hoặc bị chặn.

Các kết quả thực nghiệm cho thấy thuật toán định vị đề xuất, kết hợp Hồi quy quy trình Gauss (GPR) và thông tin về các SMC, vượt trội hơn so với thuật toán SALMA-light truyền thống, đặc biệt trong việc giảm số lượng cực đại cục bộ và tìm ra điểm cực đại chính xác hơn trong hàm log-likelihood. Điều này cải thiện hiệu suất định vị trong các điều kiện kênh khó khăn như không có đường truyền thẳng (LOS) hoặc khi có vật cản. Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong các mạng truyền thông không dây trong nhà sử dụng tín hiệu mmWave hoặc UWB trong môi trường tĩnh.

Trong tương lai, nghiên cứu sẽ tập trung vào việc khai thác Bản đồ Môi trường Vô tuyến (REM) cho các hệ thống truyền thông băng thông rộng và thiết kế các giao thức truyền thông thích ứng để tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, cũng như tổ chức các thí nghiệm trong môi trường có vật cản để kiểm chứng hiệu quả của thuật toán định vị.