tiểu luận nhóm đề tài NGHIÊN CỨU THÔNG TIN VIBA VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PATHLOSS

DANH MỤC HÌNH VẼHình 3.2 Các giải pháp bảo mật theo hướng hợp đồng thông minh trong Internet ii... Xử lý tín hiệu băng gố́ c để̉ truyề̀n trên kênh thông tin... Truyề̀n tín hiệu băn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

Sinh viên thực hiện MSSV

Phạm Văn Quyền 201827

50 Nguyễn Anh Duy 201824

64 Đinh Văn Mạnh 201826

74 Nguyên Đình Tuấn 201828

61 Bùi Khắc Quốc Hiển 201824

97

N

HOA NG

H Ả

I

Chém gió về thông tin viba và phần mềm mô phỏng pathloss.

Trong quá́ trình thực hiện tuy có́ rấ́t nhiề̀u khó́ khăn nhưng nhờ sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS Nguyên Hoàng Hai cũng như nỗ lực của bản thân mà̀ chúng

em đã hoà̀n thà̀nh được đề̀ tà̀i nà̀y, nhưng do thời gian cũng như trình độ sinh viên có́ hạn nên không thể̉

trá́nh khỏ̉i một và̀i sai só́ t Chúng em mong nhận được những

lời khuyên của thầ̀y để̉ chúng em có́ thể̉ hiể̉u thêm về̀ đề̀ tà̀i nà̀y nó́ i riêng và̀ môn học nà̀y nó́ i chung Chúng em xin chân thà̀nh cảm ơn thầ̀y!

MỤC LỤC

DANH MỤC DANH MỤC

KÝ HIỆU VÀ ̀ CHỮ VIẾT TẮT HÌNH VẼ

3.1 Sự phân loại của các giải pháp bảo mâṭ khác nhau 15

3.2 Tỉ lê ̣phần trăm của các giải pháp bảo mâṭ khác nhau 16

4.2 Khảo sát qua các câu hỏi nghiên cứu 18

CHƯƠNG 5 NHƯNG VẤN ĐỀ ĐĂT RA, THÁCH THỨC VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU

DANH MỤC

KÝ HIỆU VÀ ̀ CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt

Định nghĩa/giải thích

i

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 3.2 Các giải pháp bảo mật theo hướng hợp đồng thông minh trong Internet

ii

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HÊ THỐNG VI BA

1.1 Hê thông thông tin vi ba

tiếng Trung Quố́ c Từ vi ba được sử dụng chung cho cá́c hệ thố́ ng vệ tinh, di động hay

vô tuyên tiếp sức mặt đấ́t, song ở nước ta từ viba đã được sử dụng từ trước chỉ để chỉ cá́c

hệ thố́ ng

vô tuyến tiếp sức Do đó́, hiện nay trong cá́c tà̀i liệu kỹ thuật của ta, nó́ i vi ba là̀ nó́ i tới

hệ thố́ ng vô tuyến tiếp sức mặt đấ́t

Thông tin só́ ng cực ngắ́n giữa hai điể̉m bắ́t đầ̀u xuấ́t hiện và̀o những năm 30 củathế kỷ trước tuy nhiên lúc bấ́y giờ do khó́ khăn về̀ mặt kỹ thuật nên chỉ là̀m việc ở dải só́

ng mé́t do vậy ưu điể̉m của thông tin siêu cao tầ̀n chưa được phá́t huy Năm 1935 đườngthông tin VTTS đầ̀u tiên được thà̀nh lập ở Newyoec và̀ Philadenphi chuyể̉n tiếp qua 6 địađiể̉m và̀ chuyề̀n được 5 kênh thoại Và̀ TTVTTS bù̀ng nổ sau chiến tranh thế giới lầ̀n thứhai Hệ thố́ ng vi ba số́ bắ́t đầ̀u hình thà̀nh từ đầ̀u những năm 50 và̀ phá́t triể̉n mạnh mẽcù̀ng với sự phá́t triể̉n của kỹ thuật viễn thông

Hệ thố́ ng vi ba (microwave link): là̀ hệ thố́ ng truyề̀n thông tin giữa 2 điể̉m bằng só́ ng

vô tuyến cực ngắ́n

1.2 Đăc

Hình 1.1 Sơ đô 1 tuyên vi ba đơn gian

điểm hê ̣thông vi ba

Thông tin vi ba số́ là̀ một trong 3 phương tiện thông tin phổ biến hiện nay (bên cạnh thông tin vệ tinh và̀ thông tin quang) Hệ thố́ ng vi ba số́ sử dụng só́ ng vô tuyến

3

Só́ ng mang vô tuyến được truyề̀n đi có́ tính định hưởng rấ́t cao nhờ cá́c anten định hướng.

Hệ thố́ ng Vi ba số́ là̀ hệ thố́ ng thông tin vô tuyến số́ được sử dụng trong cá́c đườngtruyề̀n dẫn số́ giữa cá́c phầ̀n tử khá́c nhau của mạng vô tuyến Hệ thố́ ng Vi ba số́ có́thể̉ được sử dụng là̀m:

Cá́c đường trung kế số́ nố́ i giữa cá́c tổng đà̀i số́

Cá́c đường truyề̀n dẫn nối tổng đà̀i chính đến cá́c tổng đài vệ tinh

Cá́c đường truyề̀n dẫn nố́ i cá́c thuê bao với cá́c tổng đà̀i chính hoặc cá́c tổng đà̀i

vê tinh

Cá́c bộ tập trung thuê bao vô tuyến

Cá́c đường truyề̀n dẫn trong cá́c hệ thố́ ng thông tin di động để̉ kết nố́ i cá́c má́y

di đông vơi mạng viên thông

Các hê thống truyền dân vi ba là các phần tư quan trong cua mạng viên thông ,tầmquan trong này ngày càng đươc khẳng đinh khi các công nghê thông tin vô tuyên mơi nhưthông tin di đông đươc sư dung rông rai trong viên thông

1.3 Mô hinh hê ̣thông

Hình 1.2 Mô hinh hê ̣thông 1 sô vi ba điển hinh

Một hệ thố́ ng vi ba số́ bao gồ̀m một loạt

được phân loạị theo cá́c mục sau đây:

cá́c khố́ i xử lý tín hiệu Cá́c khố́ i nà̀y có́ thể

Biến đổi tín hiệu tương tự thà̀nh tín hiệu số́

Tập hợp cá́c tín hiệu số́ từ cá́c nguồ̀n khá́c nhau thà̀nh tín hiệu băng tầ̀n gố́

c Xử lý tín hiệu băng gố́ c để̉ truyề̀n trên kênh thông tin

Truyề̀n tín hiệu băng gố́ c trên kênh thông

tin Thu tín hiệu băng gố́ c từ kênh thông tin

Xử lý tín hiệu băng gố́ c thu được để̉ phân thà̀nh cá́c nguồ̀n khá́c nhau

tương ứng

Biến đổi tín hiể̉u số́ thà̀nh cá́c tín hiệu tương tư tương ứng

Biến đổi ADC và̀ DAC có́ thể̉ được thực hiện bằng một trong cá́c phương phá́p sau đây:

Điề̀u và̀ giai điề̀u xung mà̀ PCM

Xung mã Logarit (Log (PCM))

Xung mã vi sai (DPCM)

Xung mã vi sai tự thích nghi (ADPCM)

Điều và̀ giai điề̀u delta (DM)

Delta tư thích nghi (ADN)

Tâp hơp các tin hiêu số tư các nguốn băng gốc khác nhau thành tin hiêu băng gốc vàphân chia tin hiêu số tư tin hiêu băng gốc đươc thưc hiên nhơ quá trình ghép tách Có 2

hê thống ghép tách chu yêu theo thơi gian TDM và theo tần số FDM

Việc xử lý tín hiệu băng gố́c thà̀nh dạng só́ ng vô tuyến thích hợp để̉ truyề̀n trên kênh thông tin phụ thuộc và̀o môi trường truyề̀n dẫn vì̀ mỗi môi trường truyề̀n dẫn có́ đặc tínhvà̀ hạn

chế riêng Việc xá́c định sơ đồ̀ điề̀u chế và̀

giải điề̀u chế thích hợp yêu cầ̀u đô nhạy

của thiết bị tương ứng với tỉ lệ lỗi bit BER cho trước ở tố́ c độ truyề̀n dẫn nhấ́t định, phụthuộc và̀o độ phức tạp cũng như giá́ thà̀nh của thiết bị

Hình 1.3 Sơ đô khôi thiêt bi thu phat vi ba

5

1.4 Phân loại

* Phụ thuộc và̀o tố́ c độ bít của tín hiệu PCM cầ̀n truyề̀n, cá́c thiết bị vô tuyến phải được

hiệu đó́ Có́ thể̉ phân loạị như

Vi ba số́ băng hẹp (tố́ c độ thấ́p): được dù̀ng để̉ truyề̀n cá́c tín hiệu có́ tố́ c độ 2Mbit/s, 4 Mbit/s và̀ 8 Mbit/s, tương ứng với dung lượng kênh thoạị là̀ 30 kênh, 60kênh và̀ 120 kênh Tầ̀n số́ só́ ng vô tuyến (0,4 - 1,5)GHz

Vi ba số́ băng trung bình (tố́ c độ trung bình): được dù̀ng để̉ truyề̀n cá́c tín hiệu có́tố́ c độ từ (8-34) Mbit/s, tương ứng với dung lượng kênh thoạị là̀ 120 đến 480 kênh Tầ̀n số́ só́ ng vô tuyến (2 - 6)GHz

Vi ba số́ băng rộng (tố́ c độ cao): được dù̀ng để̉ truyề̀n cá́c tín hiệu có́ tố́ c độ từ (34140) Mbit/s, tương ứng với dung lượng kênh thoạị là̀ 450 đến 1920 kề̀nh Tầ̀n số́ só́ ng vô tuyen 4, 6, 8, 12GHz

1.5 Ưu nhươc điểm của hê ̣thông vi ba

 Ưu điểm:

Thông tin xuấ́t phá́t từ cá́c nguồ̀n khá́c nhau như điện thoại, má́y tính,

facsimile, telex,video được tổng hợp thà̀nh luồ̀ng bit số́ liệu tố́ c độ cao để̉ truyề̀n trên cù̀ng một só́ ng mang vô tuyến

Nhờ sử dụng cá́c bộ lặp tá́i sinh luồ̀ng số́ liệu nên trá́nh được nhiễu tích luỹ trong hệ thố́ ng số́ Việc tá́i sinh nà̀y có́ thể̉ được tiến hà̀nh ở tố́c độ bit cao nhấ́t của băng tầ̀n gố́c mà̀ không cầ̀n đưa xuố́ ng tố́ c độ bit ban đầ̀u

Nhờ có́ tính chố́ ng nhiễu tố́ t, cá́c hệ thố́ ng vi ba số́ có́ thể̉ hoạṭ động tố́ t với tỉ số́ só́ ng mang / nhiễu (C/N)>15dB Trong khi đó́ hệ thố́ ng vi ba tương

tự yêu cầ̀u (C/N) lớn hơn nhiề̀u (>30dB, theo khuyến nghị của CCIR) Điề̀u nà̀y cho phé́p sử dụng lạị tầ̀n

Cù̀ng một dung lượng truyề̀n dẫn, công suấ́t phá́t cầ̀n thiết nhỏ̉ hơn so với

hệ thố́ ng tương tự là̀m giảm chi phí thiết bị, tăng độ tin cậy, tiết kiệm

Hệ thố́ ng nà̀y dễ bị ảnh hưởng của mé́o phi tuyến do cá́c đặc tính bão hoà̀,

do cá́c linh kiện bá́n dẫn gây nên, đặc tính nà̀y không xảy ra cho hệ thố́ ng tương tự Cá́c vấ́n đề̀ trên đã được khắ́c phục nhờ á́p dụng cá́c tiến bộ kỹ

thuật mới như điề̀u chế số́ nhiề̀u

1.6 Cac mạng vi ba sô

Thường cá́c mạng vi ba số́ được nố́ i

n mạc ̣ h như là̀ một bộphận của mạng trung kế quố́ c gia hoặc trung kế riêng, hoặc là̀ nố́ i cá́c tuyến nhá́nh xuấ́tphá́t từ trung tâm thu thập thông tin khá́c

nhau đến trạm tâm chuyể̉n mạc ̣ h hoặc tổ

chức cá́c mạng Internet)

chính (ứng dụng trong cá́c trung

Mạng vi ba số́ điể̉m nố́ i điể̉m hiện nay được sử dụng phổ biến Trong cá́c mạng đườngdà̀i thường dù̀ng cá́p sợi quang còn cá́c mạng quy mô nhỏ̉ hơn như từ tỉnh đến cá́c huyệnhoặc cá́c ngà̀nh kinh tế khá́c người ta thường sử dụng cấ́u hình vi ba số́ điể̉m-điể̉m dunglượng trung bình hoặc cao nhằm thoả mãn nhu cầ̀u của cá́c thông tin và̀ đặc biệt là̀ dịch vụtruyề̀n số́ liệu Ngoà̀i ra, trong một số́ trường hợp, viba dung lượng thấ́p là̀ giải phá́p hấ́pdẫn để̉ cung cấ́p trung kế cho cá́c mạng nội hạṭ, mạng thông tin di động

Mạng vi ba số́ nà̀y trở thà̀nh phổ biến

trong một số́ vù̀ng ngoại

ô và̀ nông thôn Mạng

bao gồ̀m một trạm trung tâm phá́t thông tin trên một an ten đẳ̉ng hướng phục vụ cho một

Nếu cá́c trạm ngoại vi nà̀y nằm trong phạm vi (bá́n kính)truyề̀n dẫn cho phé́p thì̀ không cầ̀n dù̀ng cá́c trạm

lặp, nếu khoảng 4 cá́ch xa hơn thì̀ sẽ̃ sử

đưa tín hiệu đến cá́c trạm

ngoạị vi Từ đây thông tin

7

sẽ̃ được truyề̀n đến cá́c thuê

bao Thiết bị vi ba trạm

đặt ngoà̀i trời, trên

cột.v.v mỗi trạm

ngoại

vi có́ thể̉ được lắ́p đặt thiết bị cho nhiề̀u trung kế Khi mật

độcao có́ thể̉ bổ sung thêm thiết bị; được thiết kế để̉ hoạt động trong cá́c băng tầ̀n 1,5GHz -

1.7 Điêu chê va giai điêu chê

* Điêu chê:

Điề̀u chế số́ là̀ phương thức điề̀u chế đố́ i với tín hiệu số́ mà̀ trong đó́ 1 hay nhiề̀uthông số́ của só́ ng mang được thay đổi theo só́ ng điề̀u chế Hay nó́ i cá́ch khá́c, đó́ là̀quá́ trình gắ́n tin tức (só́ ng điề̀u chế) và̀o một dao động cao tầ̀n (só́ ng mang) nhờ biếnđổi 1 hay nhiề̀u hơn 1 thông số́ nà̀o đó́ của dao động cao tầ̀n theo tin tức Thông qua quá́trình điề̀u chế số́, tin tức ở vù̀ng tầ̀n số́ thấ́p sẽ̃ được chuyể̉n lên vù̀ng tầ̀n số́ cao để̉ có́ thể̉truyề̀n đi

xa

Hình 1.4 Sơ đô điêu chê va giai điêu chê sô

* Giai điêu chê:

Giai điề̀u chế là̀ quá́ trình ngược lạị với quá́ trình điề̀u chế, trong quá́ trình thu được có́một trong những tham số́ : biến đô, tần số́ , pha của tín hiệu só́ ng mang được biến đổitheo tín hiệu điề̀u chế và̀ tùy theo phương thức điề̀u chế mà̀ ta có́ cá́c phương thức giaiđiề̀u chế thích hợp để̉ lấ́y lạị thông tin cầ̀n thiết.

CHƯƠNG 2 HƯỚNG DẪN SƯ DỤNG PATHLOSS VÀ

GOOGLE EARTH THIÊT KÊ TUYÊN VIBA

Pathloss

4.0 và̀ Google earth để̉ mô phỏ̉ng tuyến truyề̀n dẫn

2.1 Sử dụng Google earth

2.1.1 Mục đích

Xem đươc ban đồ 3D

Xác đinh đươc kinh đô, vi đô giưa hai trạm phát và thu

Hiển thi đô cao so vơi mưc nươc biển

Lấy đươc đia hình thưc đia giưa hai trạm phát và thu

2.1.2 Cách thực hiêṇ

 Bươc 1: Mơ Google earth sẽ có giao diên như sau:

9

 Bươc 2: Đánh dấu vi tri đăt trạm

 Bươc 3: Vẽ̃ đường thẳ̉ng để̉ đo khoảng

cá́ch giữa 2 trạm

và̀ hiể̉n thị cấ́u hình độcao, từ thuộc tính của trạm ta biết được tọa độ chính xá́c của nó́

Ấn chuôt phai vào “Untitled Polygon” chon “Save place as”, ta sẽ đươc file đuôi kmzrồi đưa vào trang web: https://earthexplorer.usgs.gov/ sau đó, ta sẽ đươc file đuôi hgt.Đây chinh là file dư liêu đia hình cần cài đăt trong Configure Terrain Database để dư liêuđia hình giưa hai trạm phát và thu trong phần mềm mô phỏng Pathloss.

2.2 Sử dụng Pathloss để thiêt kê tuyên

2.2.1 Mục đích

Pathloss là̀ phầ̀n mề̀m chuyên nghiệp về̀ thiết kế tuyến Microwave với những ưu điể̉mvượt trội là̀ dễ sử dụng, đầ̀y đủ cá́c thông số́ nhưng bên cạnh đó́ nó́ có́ nhược điể̉m là̀tính chố́ ng nhiễu không quan tâm đến đia hình

2.2.2 Tiến hành thiết kế

Giao diên Pathloss: Hình dưới thể̉ hiện cá́c thông số́ ban đầ̀u cầ̀n nhập và̀o

 Bươc 1: Thiêt lâp cac thông sô ban đầu

Tọa độ: gồ̀m vĩ độ và̀ kinh độ được lấ́y từ Goole earth (hoăc tư file excel)

Tiếp theo ta nhập tầ̀n số́ : tầ̀n số́ được sử dụng ở đây là̀ 15GHz

Geographic Defaults

11

Chọn như hì̀nh trên (dùn OK SAu

khi thiêt LÂp:

g dư- liệu chuẩn chung) →

 Bươc 2: Load dữ liêu

đia hinh SRTM

Dữ liệu địa hình SRTM thể̉ hiện tọa độ (latitude, longitude), thông số́ độ cao (elevation) được load trực tiếp vào Pathloss để̉ mô phỏ̉ng địa hình ở phầ̀n

terraindata

Sau khi có́ dữ liệu địa hình SRTM (file đuôi hgt vưa đươc tạo ơ 2.1.2) thì̀ bắ́t đầ̀u

Terrain Database, xuấ́t hiện hộp thoại:

Chọn Setup Primary (có́ thể̉ trá́o ngược giữa Primary và̀ Secondary) sẽ̃ hiện lên 1 cửa sổ SRTM → Chọn file BIL-HDR-BLW sau đó́ load tới file hgt.

 Bươc 3: Tạo dữ liêu

đia hinh va hiển thi trong Pathloss

Sau khi đã load dữ liệu địa hình SRTM thì̀ và̀o phầ̀n Module trên thanh công cụchọn Terrain Data Xuấ́t hiện cửa sổ mới:

Chọn Generate Profile, xuấ́t hiện hộp

thoạị và điề̀n khoảng cá́ch để̉ tạo đây

chọn 100m → Generate

dữ liệu, ở

13

 Bươc 4: Tinh toan đô ̣cao anten:

máy tinh, Pathloss sẽ̃ tự tính chiề̀u cao của anten của 2 trạm

 Bươc 5: Thực hiện

Worksheets

Sau khi load tất ca các thông số trong TX Channels, Radio Equipment, Branching

Network TR-TR, Transmission Lines TR -TR, Antennas TR – TR,

Path Profile Data, Rain → Sau khi đã chọn đầ̀y đủ cá́c thông số́ thì̀ dấ́u tich mà̀u xanh thông bá́o đã hoà̀n thà̀nh và nhân đươc cái bang thông số như hình dươi.

Chọn như hì̀nh dướ1i → Close

Click chọn và̀o biể̉u tượng má́y tính trên thanh công cụ và̀ hộp thoạị tính toá́n xuấ́t

hiện Kết quả tính toá́n như hình dưới với suy hao trong không gian tự do là̀ 130.95dB, suy hao do không khí là̀ 0.16dB, tổng suy hao là̀ 131.10dB.

15

 Bước 7: Hiể ̉ n thị Multipath: Trên thAnh công cụ chọn Module → MultiPAth.

Printprofile

trước với đuôi *.gr4 Sau đó́ chọn Site Data → Create Background

CHƯƠNG 3 KÊT QUẢ VÀ NHÂN XÉT

Path profile, link pudget (290)

3.1 Sư phân loại của cac giai phap bao mât khac nhau

Sư phân loại cua các giai pháp bao mât khác nhau đươc cung cấp bơi hơp đồng thông minh Blockchain trong linh vưc Internet và IOT

Hình 3.5 Các giải pháp bảo mật được cung cấ ́ p bởi các hợp đồng thông minh

Blockchain cho Internet và IoT.

17

3.2 Tỉ lê ̣phần trăm của cac giai phap bao mât khac nhau

Hình 3.6 Các giải pháp bảo mật theo hướng hợp đồng thông minh trong Internet và IoT

Hầu hêt các giai pháp đều có muc tiêu giai quyêt điểm yêu về bao mât cua IOT so vơiInternet nói chung

Hầu hêt các báo nghiên cưu tâp trung vấn để Kiểm Soát Truy Nhâp (22%) và XácThưc (13%) trong Internet hoăc IOT

Các bài báo khác khám phá các hơp đồng thông minh để giai quyêt vấn đề bao mât:tưbao toàn tinh toàn ven,uy quyền,không thoái thác đên bao mât tinh toán qua Internet hoăcIOT

quan trong trong viêc giai quyêt các vấn đề bao mât chung ta hương tơi Cần phai nói

răng hầu hêt các giai pháp bao mât hơp đồng thông minh cho Internet là để bao mât khóa công khai.

19

KẾT LUẬN

Chém gio ́ gì đấy=))

quá́ trình thực hiện bá́o cá́o nà̀y

TÀ̀ I LIỆU THAM KHẢ̉ O

[1] S Nakamoto, Bitcoin: a peer-to-peer electronic cash system,

2008, https://bitcoin.org/bitcoin.pdf, [Online] Available

[2] V Buterin, Ethereum: a next-generation smart contract and decentralized applicationplatform, 2013, https://ethereum.org/whitepaper/, (Accessed 21 May 2020),[Online] Available

[3] N Szabo, The idea of smart contracts, in: Nick Szabo’s Papers and

Concise Tutorials, Vol 6, 1997

[4] E Androulaki, A Barger, V Bortnikov, C Cachin, K Christidis, A De Caro, D.Enyeart, C Ferris, G Laventman, Y Manevich, et al., Hyperledger fabric: adistributed operating system for permissioned blockchains, in: Proceedings of theThirteenth EuroSys Conference, 2018, pp 1–15

[6] S Hakak, W.Z Khan, G.A Gilkar, M Imran, N Guizani, Securing smart citiesthrough blockchain technology: Architecture, requirements, and challenges, IEEENetw 34 (1) (2020) 8–14

[7] P.J Taylor, T Dargahi, A Dehghantanha, R.M Parizi, K.-K.R Choo, A systematicliterature review of blockchain cyber security, Digit.Commun (2019)

[8] T Salman, M Zolanvari, A Erbad, R Jain, M Samaka, Security services usingblockchains: A state of the art survey, IEEE Commun Surv Tutor.21 (1) (2018)858–880

[9] M.A Khan, K Salah, IoT security: Review, blockchain solutions, and

open challenges, Fut Gener Comput Syst 82 (2018) 395–411

[10] W Viriyasitavat, L Da Xu, Z Bi, D Hoonsopon, Blockchain technology forapplications in internet of things-mapping from system design perspective, IEEEInternet Things J 6 (5) (2019) 8155–8168

21