1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
Mạng không dây trên cơ thể (Wireless Body Area Networks - WBAN ) kết nối
các thiết bị/cảm biến được đặt bên trong, trên bề mặt hoặc xung quanh cơ thể
thu thập các tín hiệu vật lý về sức khỏe và hoạt động của của người. WBAN có
thể là một mạng độc lập hoặc kết nối nhiều WBAN, cùng với Internet kết nối
vạn vật (Internet of Things - IoT) tạo thành hệ thống theo dõi giám sát, đưa ra
những cảnh báo kịp thời cho người dùng. Truyền thông trong WBAN tuân theo
chuẩn IEEE 802.15.6 với các băng tần hẹp (HBC, MICS, ISM,..) và một băng
tần rộng UWB sử dụng nhiều dạng tín hiệu điều chế; phương thức đa truy nhập
vô tuyến với độ tin cậy cao.
Tuy nhiên, WBAN phải đối mặt với những thách thức trong truyền thông như
là suy hao đường truyền, hiện tượng che khuất (Shadowing) do các cử động của
cơ thể, môi trường truyền đa đường, hạn chế năng lượng do yêu cầu kích thước
các nút nhỏ,... làm giảm phẩm chất của hệ thống. Vấn đề nâng cao phẩm chất
truyền tin trong WBAN được nhiều nhóm nghiên cứu trong và ngoài nước đề
xuất nhiều giải pháp. Trong đó, giải pháp sử dụng các hệ thống MIMO (Multiple
Input Multiple Output), MIMO hợp tác được đề xuất sử dụng cải thiện dung
lượng và độ tin cậy cho liên kết truyền thông trong WBAN nhờ thông tin được
truyền song song trên cùng băng tần và nhận được độ lợi phân tập.
Trong những năm gần đây, kỹ thuật học sâu (Deep Learning - DL) được ứng
dụng và phát triển mạnh mẽ trong nhiều lĩnh vực trong đời sống, các hệ thống
truyền thông, mạng không dây WSN và WBAN mang lại nhiều lợi ích và tiến bộ.
Kỹ thuật DL được sử dụng cho các hệ thống truyền thông nhằm đem lại những
tiềm năng lớn về khả năng ứng dụng công nghệ xử lý tiên tiến trong đơn giản
hóa cấu trúc máy thu phát, nâng cao chất lượng truyền dẫn. Học sâu có thể được
ứng dụng để thay thế một khối chức năng như là ước lượng kênh, mã hóa và giải
mã sửa lỗi, đa truy cập, nhận dạng điều chế hay tách tín hiệu,...; hoặc ứng dụng
cho toàn hệ thống từ máy phát đến máy thu, tạo thành một bộ mã hóa tự động
(Autoencoder - AE) cho phép huấn luyện tối ưu đồng bộ các khối chức năng từ
máy phát đến máy thu giúp nâng cao phẩm chất của hệ thống.
Xuất phát từ những lý do trên, các nghiên cứu về giải pháp nâng cao độ tin
cậy truyền thông trong WBAN ứng dụng kỹ thuật học sâu là cần thiết, có ý
nghĩa khoa học và thực tiễn. Do đó, nghiên cứu sinh đã lựa chọn đề tài: “Nghiên
cứu ứng dụng bộ mã hóa tự động (AE) nâng cao hiệu năng truyền thông của
