BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ NGUYỄN NHƯ THẮNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO THÔNG LƯỢNG CỦA MẠNG WBAN PHÂN CỤM DỰA TRÊN CHUẨN IEEE 802.15.6 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ NGUYỄN NHƯ THẮNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO THÔNG LƯỢNG CỦA MẠNG WBAN PHÂN CỤM DỰA TRÊN CHUẨN IEEE 802.15.6 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số: 62 52 02 03 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN HUY HOÀNG TS PHẠM THANH HIỆP HÀ NỘI - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết trình bày luận án công trình nghiên cứu hướng dẫn cán hướng dẫn Các số liệu, kết trình bày luận án hoàn toàn trung thực chưa công bố công trình trước Các kết sử dụng tham khảo trích dẫn đầy đủ theo quy định Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả Nguyễn Như Thắng LỜI CẢM ƠN Trước hết, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Huy Hoàng TS Phạm Thanh Hiệp người thầy hướng dẫn giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn tình cảm quý báu thầy, cô giáo Bộ môn Cơ sở Kỹ thuật Vô tuyến - Khoa Vô tuyến Điện tử - Học viện Kỹ thuật Quân Tác giả xin cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình đồng nghiệp, bạn bè tạo điều kiện chia sẻ kinh nghiệm tác giả trình nghiên cứu hoàn thiện luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn Phòng Sau đại học - Học viện Kỹ thuật Quân sự, Trường Đại học Thông tin Liên lạc Bộ tư lệnh Thông tin Liên lạc giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Bố, Mẹ, Anh, Em, Vợ động viên, chia sẻ, giúp đỡ tác giả đạt kết hôm MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ iv viii DANH MỤC BẢNG x MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ MẠNG WBAN VÀ CHUẨN IEEE 802.15.6 1.1 Tổng quan mạng WBAN 1.1.1 Kiến trúc truyền thông mạng WBAN 10 1.1.2 Ứng dụng yêu cầu WBAN 12 1.1.3 So sánh với mạng không dây khác 16 1.2 Chuẩn IEEE 802.15.6 19 1.2.1 Đặc điểm lớp vật lý 19 1.2.2 Mô hình kênh WBAN 22 1.2.3 Đặc điểm lớp MAC 23 1.2.4 Cấu hình mạng WBAN 29 1.3 Các nghiên cứu liên quan 30 1.4 Kết luận chương 32 i ii Chương HỆ THỐNG WBAN PHÂN CỤM KHÔNG LÝ TƯỞNG 34 2.1 Nghiên cứu mô hình phân cụm lý tưởng 34 2.1.1 Mô hình hệ thống 34 2.1.2 Mô hình WBAN đơn chặng 35 2.1.3 Phân tích tính toán thông lượng cho mô hình phân cụm 45 2.1.4 Tối ưu số lượng cụm 46 2.1.5 Kết tính toán cho mô hình phân cụm lý tưởng 47 2.2 Đề xuất mô hình phân cụm không lý tưởng 50 2.2.1 Mô hình hệ thống 50 2.2.2 Phân tích mô hình phân cụm không lý tưởng 52 2.3 Kết luận chương 54 Chương ĐIỀU KHIỂN NÂNG CAO THÔNG LƯỢNG MẠNG WBAN PHÂN CỤM 56 3.1 Đề xuất phương pháp tái sử dụng siêu khung 56 3.1.1 Phương pháp điều khiển hoàn toàn 56 3.1.2 Phương pháp tái sử dụng siêu khung theo không gian 58 3.1.3 So sánh phương pháp điều khiển 59 3.1.4 Tối ưu số lượng siêu khung tái sử dụng 65 3.2 Đề xuất phương pháp chia tầng cho hệ thống phân cụm 71 3.2.1 Mô hình hệ thống chia tầng 72 3.2.2 Chia tầng kết hợp điều khiển truyền tin 73 3.2.3 So sánh phương pháp điều khiển 75 iii 3.3 Kết luận chương 80 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN ÁN 83 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa Tiếng Anh Nghĩa Tiếng Việt AP Access Phase Giai đoạn truy cập Adhoc BCH Mạng tuỳ biến The Bose, Chaudhuri, and Mã BCH Hocquenghem BCU Body Control Unit Bộ điều khiển thể BER Bit Error Rate Tỉ lệ lỗi bít BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân BS Base Station Trạm gốc CAP Contention Access Phase Giai đoạn truy cập tranh chấp CH Cluster Head Cụm trưởng, Cụm chủ CP Contention Probability Xác suất tranh chấp CSMA/CA Carrier Sense Multiple Ac- Đa truy cập cảm nhận cess/Collision Avoidance sóng mang/tránh xung đột CW Contention Window Cửa sổ tranh chấp D8PSK Differential Phase Shift Khóa dịch pha mức vi sai Keying iv v DBPSK DTMC Differential Binary Phase Khóa dịch pha nhị phân vi Shift Keying sai Discrete Time Markov Chain DQPSK EAP Chuỗi Markov thời gian phân tán Differential Quadrature Khóa dịch pha cầu phương Phase Shift Keying vi sai Exclusive Access Phase Giai đoạn truy cập độc quyền EEHC Energy Efficiency Hetero- Sắp xếp cụm không đồng geneous Cluster hiệu lượng FCS Frame Check Sequence Chuỗi kiểm tra khung GMSK Gauss Khóa dịch pha cực tiểu Minimum Shift Keying Gauss GT Guard Time Thời gian bảo vệ HBC Human Body Communica- Truyền thông thể tion người HEED Hybrid Energy-Efficient Distributed clustering Giao thức phân nhóm phân tán hiệu lượng lai ghép HWSN I-ACK Heterogenous Wireless Mạng cảm biến không dây Sensor Network không đồng Immediately- Cơ chế xác nhận Acknowledgment vi IEEE Institute of Electrical and Viện kỹ nghệ Điện Điện Electronics Engineers tử IoT Internet of Things Mạng lưới vạn vật kết nối LEACH Low energy adaptive clus- Phân tering hierarchy tương thích lượng nhóm phân bậc thấp LOS Line Of Sight Tầm nhìn thẳng MAC Medium Access Control Điều khiển truy cập môi trường MAP Access Management Phase Giai đoạn quản lý truy cập SAR Specific Absorption Rate Tỷ lệ hấp thụ riêng SDU Service Data Unit Đơn vị liệu dịch vụ SIFS Short Inter Frame Space Khoảng cách liên khung ngắn NB Narrow Band Băng hẹp NLOS Non Line Of Sight Bị che khuất hoàn toàn PER Packet Error Rate Tỉ lệ lỗi gói PHY Physical Layer Lớp vật lí PLCP Prefix Physical Layer Con- Tiền tố hội tụ lớp vật lý vergence PPDU Physical Protocol Data Dữ liệu giao thức vật lý Unit PSDU Physical Service Data Unit Dữ liệu dịch vụ lớp vật lý QoS Quality-of-Service Chất lượng dịch vụ 80 50 45 40 Chia tầng Thông lượng [kbps] 35 30 Phân cụm không điều khiển k=2 Tái sử dụng siêu khung k=3 Tái sử dụng siêu khung k=4 Tái sử dụng siêu khung Điều khiển hoàn toàn 25 Không chia tầng 20 15 10 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Số lượng cảm biến Hình 3.14: Ảnh hưởng tổng số cảm biến thông lượng Như thể Hình 3.15, thông lượng phương pháp chia tầng hẳn phương pháp khác thấy thông lượng tất phương pháp tăng kích thước tải tăng Tuỳ thuộc vào tham số hệ thống mà phương pháp có ưu khác 3.3 Kết luận chương Trong chương này, NCS đề xuất xây dựng công thức tính thông lượng cho phương pháp khác tồn lỗi bít Các phương pháp so sánh tính hiệu thông qua thông lượng hệ thống nhiều thông số hệ thống thay đổi Trong phương pháp nêu trên, tồn giá trị tối ưu số lượng cụm, xác suất truy cập, tổng số cảm biến để thông lượng đạt cực đại thông lượng phương pháp tái sử dụng siêu khung cao phương pháp lại số lượng siêu khung tái sử 81 80 70 Chia tầng Thông lượng [kbps] 60 50 Phân cụm không điều khiển k=2 Tái sử dụng siêu khung k=3 Tái sử dụng siêu khung k=4 Tái sử dụng siêu khung Điều khiển hoàn toàn 40 Không chia tầng 30 20 10 0 50 100 150 200 250 Kích thước tải Hình 3.15: Ảnh hưởng kích thước tải thông lượng dụng thích hợp lựa chọn Đề xuất luận án nâng cao thông lượng hệ thống, việc phân cụm, chia tầng điều khiển truy cập làm hệ thống phức tạp hơn, yêu cầu đồng cao CH, cảm biến điều phối Thêm vào đó, để đạt thông lượng cao nhất, phương pháp tối ưu số lượng siêu khung tái sử dụng đề xuất tính toán dựa nhiều thông số hệ thống Kết tính toán cho thấy k tối ưu tăng thông số khác tăng nhiên không đổi tải thay đổi Kết công bố công trình số số Phương pháp chia tầng đề xuất cho hệ thống WBAN phân cụm thể nhiều ưu điểm phương pháp khác, đặc biệt kết hợp với phương pháp tái sử dụng siêu khung theo không gian, nội dung nghiên 82 cứu trình bày công trình thuộc danh mục công trình công bố KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN ÁN A Kết luận Luận án tập trung nghiên cứu nâng cao thông lượng mạng WBAN dựa theo chuẩn IEEE802.15.6 Để đạt mục tiêu đó, luận án xây dựng mô hình khác cho mạng WBAN; đưa phương pháp để nâng cao thông lượng cách tính toán tối ưu hóa tham số hệ thống; cuối đánh giá ảnh hưởng tham số hệ thống đến thông lượng hệ thống Các kết đạt luận án sau: Qua việc phân tích mô hình đơn chặng phân cụm lý tưởng, NCS đề xuất mô hình phân cụm cho mạng WBAN theo chuẩn IEEE 802.15.6 để nâng cao thông lượng hệ thống, có tính toán đến ảnh hưởng cụm lân cận tồn lỗi bít, cách tối ưu tham số xác suất truy cập số cụm Kết nghiên cứu công bố công trình số số danh mục công trình công bố Đề xuất phương pháp tái sử dụng siêu khung để tăng thông lượng cho hệ thống WBAN phân chia theo cụm trường hợp có lỗi bít, đồng thời đánh giá ảnh hưởng tham số lên thông lượng hệ thống tối ưu số lượng siêu khung tái sử dụng dựa tham số hệ thống để thông lượng hệ thống đạt giá trị cực đại Kết nghiên cứu công bố công trình số số danh mục công trình công bố Đề xuất phương pháp chia tầng cho hệ thống WBAN phân cụm, kết hợp 83 84 với phương pháp tái sử dụng siêu khung điều khiển hoàn toàn để tạo phương pháp điều khiển truy cập có hiệu nhằm nâng cao thông lượng cho hệ thống WBAN theo chuẩn IEEE 802.15.6 Kết công bố công trình số thuộc danh mục công trình công bố B Hướng phát triển luận án Nghiên cứu phương pháp phân tích, đánh giá mô hình không đồng nhất, có xuất lỗi bít trình truyền nhận thông tin cảm biến với CH CH với trạm điều phối Nghiên cứu đánh giá hiệu WBAN có tính đến gây nhiễu WBAN với Nghiên cứu đề xuất giải pháp giảm lượng tiêu thụ cảm biến để kéo dài thời gian tồn mạng WBAN Nghiên cứu vấn đề truyền sóng điện từ thể người, tính bảo mật liệu trình truyền DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Nguyễn Như Thắng, Nguyễn Huy Hoàng, Phạm Thanh Hiệp, “Optimizing access probability and number of clusters for high throughput WBAN based on CSMA/CA of IEEE 802.15.6,” The 12th Asian Pacific Wireless Communication Symposium, Singapore, tháng năm 2015 Nguyễn Như Thắng, Nguyễn Huy Hoàng, Phạm Thanh Hiệp, “Phân tích thông lượng mạng WBAN phân cụm có lỗi bít,” Tạp chí Khoa học Công nghệ Quân sự, Viện KHCN , Số 48, pp 51–60, tháng năm 2017 Phạm Thanh Hiệp, Nguyễn Huy Hoàng, Nguyễn Như Thắng, “Control on MAC Layer for cluster-based WBAN of IEEE 802.15.6,” International Conference on Green and Human Information Technology (ICGHTIT) 2014 , pp 337–341, Hồ Chí Minh, Việt Nam, tháng năm 2014 Nguyễn Như Thắng, Nguyễn Thùy Linh, Nguyễn Huy Hoàng, Phạm Thanh Hiệp, “Tối ưu hóa số lượng siêu khung tái sử dụng cho mạng quanh thể,” Tạp chí Khoa học Công nghệ, HVKTQS , số 180, pp 20 – 28, tháng 10 năm 2016 Nguyễn Như Thắng, Nguyễn Huy Hoàng, Phạm Thanh Hiệp “Đề xuất phương pháp chia tầng cho mạng WBAN phân cụm để tăng thông lượng” Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, Số (112), pp 55–58, Tháng năm 2017 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] G P Reddy, P B Reddy, and V K Reddy, “Body area networks,” J Telematics and Informatics, vol 1, no 1, 2013 [2] S Gonzalez-Valenzuela, X Liang, H Cao, M Chen, and V C Leung, “Body area networks,” Autonomous sensor netw., Springer, pp 17–37, 2013 [3] H Cao, V Leung, C Chow, and H Chan, “Enabling technologies for wireless body area networks: A survey and outlook,” IEEE Commun Mag., vol 47, no 12, pp 84–93, Dec 2009 [4] M Patel and J Wang, “Applications, challenges, and prospective in emerging body area networking technologies,” IEEE Trans Wireless Commun., vol 17, no 1, pp 80–88, Feb 2010 [5] S Movassaghi, M Abolhasan, and J Lipman, “Wireless body area networks: A survey,” Surveys and tutorials, 2014 [6] IEEE standard for local and metropolitan area networks part 15.6: Wireless body area networks, IEEE Std 802.15.6-2012, pp 1–271, Feb 2012 [7] Y Hovakeemian, K Naik, and A Nayak, “A survey on dependability in body area networks,” Medical Inform Commun Technol (ISMICT), 2011 5th Int Symp., pp 10–14, 2011 [8] S L Cotton, D Raffaele, and Claude Oestges, “A review of radio channel models for bodycentric communications,” Radio science, 2014 86 87 [9] M El azhari, A Toumanari, R L N El Moussaid, “Impact of Wireless Channel Modelon 802.15.6 Standard Performance for Wireless Body Sensor Networks,” I J Computer Network and Inform Security, 2016, 5, 1-8 Published Online May 2016 in MECS , http://www.mecs-press.org/, DOI: 10.5815/ijcnis.2016.05 [10] M La Polla, F Martinelli, and D Sgandurra, “A survey on security for mobile devices,” IEEE Commun surveys tutorials, vol 15, no 1, pp 446–471, 2013 [11] R Chavez, K S Pour, A Khaleghi, K Takizawa, J Wang, I Balasingham, and H B Li, “Propagation Models for IEEE 802.15.6 Standardization of Implant Communication in Body Area Networks,” IEEE Commun Mag., Aug 2013 [12] S Ullah, P Khan, N Ullah, S Saleem, H Higgins, and K Sup Kwak, “A review of wireless body area networks for medical applications,” Int J Commun., Netw and System Sciences, vol 2, no 8, pp 797–803, 2009 [13] H Alemdar and C Ersoy, “Wireless sensor networks for healthcare: A survey,” Computer Networks, vol 54, no 15, pp 2688–2710, 2010 [14] S Ullah, H Higgins, B Braem, B Latre, C Blondia, I Moerman, S Saleem, Z Rahman, and K Kwak, “A comprehensive survey of wireless body area networks,” J of Medical Systems, vol 36, pp 1065–1094, 2012 [15] S Schillaci, “BAN in defence applications,” In BODYNETS2012, 7th Int Conf on Body Area Networks, Sept 2012 [16] M M Alam and E B Hamida, “Surveying Wearable Human Assistive Technology for Life and Safety Critical Applications: Standards, Chal- 88 lenges and Opportunities,” Qatar Mobility Innovations Center (QMIC), Qatar Science and Technology Park (QSTP), PO Box 210531 , Doha, Qatar Published, May 2014 [17] F Dijkstra, “Requirements for BAN and BAN standardization from the point of view of gaming,” In BODYNETS2012, 7th Int Conf on Body Area Networks, Sept 2012 [18] R Cavallari, F Martelli, R Rosini, and C Buratti, “A Survey on Wireless Body Area Networks: Technologies and Design Challenges,” vol 16, Issue 3, 2014 [19] O Lara and M Labrador, “A survey on human activity recognition using wearable sensors,” IEEE Commun Surveys Tutorials, vol 15, no 3, pp 1192–1209, 2013 [20] B Latre, B Braem, I Moerman, C Blondia, and P Demeester, “A survey on wireless body area networks,” Wireless Netw., vol 17, no 1, pp 1–18, Jan 2011 [21] S Sudevalayam and P Kulkarni, “Energy harvesting sensor nodes: Survey and implications,” IEEE Commun Surveys Tutorials, vol 13, no 3, pp 443–461, 2011 [22] I Ha, “Technologies and research trends in wireless body area networks for healthcare: A systematic literature review,” Hindawi Publishing Corporation Int J Distributed Sensor Networks, Jan 2015 [23] J M Dricot, S V Roy, G Ferrari, and F H P De Doncker, “Impact of the environment and the topology on the performance of hierarchical body area networks,” EURASIP J Wireless Commun and Netw., 2011 89 [24] A A Kazerooni, H Jelodar, and J Aramideh, “Leach and heed clustering algorithms in wireless sensor networks: A qualitative study,” Advances in Sci and Technol Research J vol 9, no 25, pp 7–11, Mar 2015, DOI: 10.12913/22998624/1918 [25] Z Ma, J Sarrazin, L Petrillo, and T Mavridis, “Antenna radiation characterization for on-body communication channel using creeping wave theory,” 2015 9th European, ieeexplore.ieee.org 2015 [26] S Ullah, M Mohaisen, and M A Alnuem, “A review of IEEE 802.15.6 MAC, PHY, and security specifications,” Int J Distributed Sensor Networks, Article ID 950704, 12 pages, 2013 [27] D B Smith and L W Hanlen, “Channel Modeling for Wireless Body Area Networks,” Springer Int Publishing Switzerland 2015 P P Mercier, A P Chandrakasan (eds.), Ultra-Low-Power Short-Range Radios, Integrated Circuits and Syst., DOI 10.1007/978-3-319-14714-72 [28] A Boulis, D Smith, D Miniutti, L Libman, and Y Tselishchev, “Challenges in body area networks for healthcare: the mac,” IEEE Commun Mag., vol 50, no 5, pp 100–106, May 2012 [29] I Inan, F Keceli, and E Ayanoglu, “Analysis of the 802.11e enhanced distributed channel access function,” IEEE Trans Commun., vol 57, no 6, pp 1753–1764, 2009 [30] O M F Abu-Sharkh and A H Tewfik, “Toward accurate modeling of the IEEE 802.11e EDCA under finite load and error-prone channel,” IEEE Trans on Wireless Commun., vol 7, no 7, pp 2560–2570, 2008 90 [31] I Tinnirello and G Bianchi, “Rethinking the IEEE 802.11e EDCA performance modeling methodology,” IEEE/ACM Trans Netw., vol 18, no 2, pp 540–553, 2010 [32] X Ling, K H Liu, Y Cheng, X Shen, and J W Mark, “A novel performance model for distributed prioritized MAC protocols,” Proc the 50th Annual IEEE Global Telecommu Conf (GLOBECOM ’07), pp 4692– 4696, Nov 2007 [33] D Malone, K Duffy, and D Leith, “Modeling the 802.11 distributed coordination function in nonsaturated heterogeneous conditions,” IEEE/ACM Trans on Netw., vol 15, no 1, pp 159–172, 2007 [34] C G Park, D H Han, and S J Ahn, “Performance analysis of MAC layer protocols in the IEEE 802.11 wireless LAN,” Telecommun Systems, vol 33, no 3, pp 233–253, 2006 [35] C W Pyo and H Harada, “Throughput analysis and improvement of hybrid multiple access in IEEE 802.15.3c mm-wave WPAN,” IEEE J Sel Areas in Commun., vol 27, no 8, pp 1414–1424, 2009 [36] K Ashrafuzzaman and K S Kwak, “On the performance analysis of the contention access period of IEEE 802.15.4 MAC,” IEEE Commun Lett., vol 15, no 9, pp 986–988, 2011 [37] S Pollin, M Ergen, S C Ergen et al., “Performance analysis of slotted carrier sense IEEE 802.15.4 medium access layer,” IEEE Trans on Wireless Commun., vol 7, no 9, pp 3359–3371, 2008 [38] R Huang, Z Nie, C Duan, Y Liu, L Jia, and L Wang, “Analysis and Comparison of the IEEE 802.15.4 and 802.15.6 Wireless Standards Based 91 on MAC Layer,” Shenzhen Institutes of Adv Technol., Chinese Academy of Sciences, Shenzhen, China, 2014 [39] N Javaid, I Israr, M Khan, A Javaid, S Bouk, and Z Khan, “Analyzing medium access techniques in wireless body area networks,” arXiv preprint arXiv: 1304.1047 , 2013 [40] Akyildiz I F., Wang X and Wang W., “Wireless Mesh Networks: A Survey”,Computer Networks Journal (Elsevier), vol 47, no 4, pp 445487, 2005 [41] Nandiraju N., Nandiraju D., Santhanam L., He B., Wang J and D Agrawal, “Wireless mesh networks: Current challenges and future directions of web-in-the-sky”, IEEE Wireless Communications, vol 14, no 4, pp 79–89, 2007 [42] Foukalas F., Gazis V and N Alonistioti, “Cross-layer design proposals for wireless mobile networks: a survey and taxonomy”, IEEE Communications Surveys Tutorials, vol 10, no 1, pp 70 –85, 2008 [43] SFLan, http://www.sflan.org Last access on March 2013 [44] Shariat M., Quddus A., Ghorashi S and R Tafazolli, “Scheduling as an important cross-layer operation for emerging broadband wireless systems,” IEEE Communications Surveys Tutorials, vol 11, no 2, pp 74 –86, 2009 [45] S Rashwand and J Misic, “Effects of access phases lengths on performance of IEEE 802.15.6 CSMA/CA,” Comput Netw., vol 56, no 12, pp 2832–2846, 2012 92 [46] S Rashwand and J Misic,“Performance evaluation of IEEE 802.15.6 under non-saturation condition,” Proc the IEEE Global Telecommun Conf (GLOBECOM ’11), pp 1–6, 2011 [47] S Rashwand, J Misic, and H Khazaei, “Performance analysis of IEEE 802.15.6 under saturation condition and error-prone channel,” Proc the IEEE Wireless Commun and Netw Conf (WCNC ’11), pp 1167–1172, Mar 2011 [48] S Ullah and K S Kwak, “Throughput and delay limits of IEEE 802.15.6,” Proc the IEEE Wireless Commun and Netw Conf (WCNC ’11), pp 174–178, Mar 2011 [49] S Ullah, M Chen, and K S Kwak “Throughput and Delay Analysis of IEEE 802.15.6-based CSMA/CA Protocol,” J Medical Syst., vol 36, Issue 6, pp 3875–3891, Dec 2012 [50] P Khan, N Ullah, S Ullah, and K S Kwak, “Analytical modeling of IEEE 802.15.6 CSMA/CA protocol under different access periods,” Proc the 14th Int Symp on Commun and Inform Technol (ISCIT ’14), Incheon, Republic of Korea, pp 151–155, Sep 2014 [51] S Sarkar, S Misra, C Chakraborty, and M S Obaidat, “Analysis of reliability and throughput under saturation condition of IEEE 802.15.6 CSMA/CA for wireless body area networks,” Proc the IEEE Global Commun Conf (GLOBECOM ’14), Austin, Texas, USA, pp 2405–2410, Dec 2014 [52] B Bandyopadhyay, D Das, A Chatterjee, S J Ahmed, A Mukherjee, and K Naskar, “Markov chain based analysis of IEEE 802.15.6 mac 93 protocol in real life scenario,” Proc the 9th Int Conf on Body Area Networks, pp 331–337, 2014 [53] L Yang, C Li, Y Song, X Yuan, and Y Lei, “Performance Evaluation of IEEE 802.15.6 MAC with User Priorities for Medical Applications,” Ubiquitous Computing Application and Wireless Sensor the series Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 31, pp 23–30, Mar 2015 [54] Hiep P.T., Hoang, N H "Maximizing throughput of cluster-based WBAN with IEEE 802.15.6 CSMA/CA," International Jounal of Multimedia and Ubiquitous Engineering, Vol No 5, pp 391–401, 2014 [55] Pham Thanh Hiep, Ryuji Kohno, “Control superframe for high throughput of cluster-based WBAN with CSMA/CA”, IEEE 25th Annual International Symposium on Personal, Indoor, and Mobile Radio Communication (PIMRC), 2014 [56] Pham Thanh Hiep "Spatial reuse superframe for high throughput clusterbased WBAN with CSMA/CA," Ad-Hoc and Sensor Wireless Networks, Vol 31, No 1-4, pp.69–87, 2014 [57] Nguyễn Huy Hoàng, Nguyễn Như Thắng, Nguyễn Thuỳ Linh, "Thông lượng cấu hình mạng phân theo cụm sử dụng CSMA/CA chuẩn IEEE 802.15.6" Tạp chí Nghiên cứu KH& CN Quân sự, số 29, pp 60–69, 02-2014 [58] Nguyễn Như Thắng, Nguyễn Huy Hoàng, Phạm Thanh Hiệp, “Tối ưu số cụm mạng WBAN sử dụng CSMA/CA chuẩn 802.15.6 để đạt thông lượng cực đại” Hội thảo quốc gia điện tử, truyền thông công nghệ thông tin, Nha Trang, Việt Nam, 18-19 tháng năm 2014 94 [59] Pham Thanh Hiep, Nguyen Huy Hoang, Nguyen Nhu Thang” Control on MAC Layer for Cluster-based WBAN of IEEE802.15.6,” International Conference on Green and Human Information Technology (ICGHIT), Ho Chi minh, Viet Nam, 12-14/2/2014 [60] S Gopalan and J T Park, “Energy-efficient mac protocols for wireless body area networks: Survey,” Ultra Modern Telecommun and Control Syst and Workshops (ICUMT), 2010 Int Congress, pp 739–744, 2010 [61] W Gao, B Jiao, G Yang, W Hu, and J Liu, “Transmission Power Control for IEEE 802.15.6 Body Area Networks,” ETRI J., vol 36, no 2, pp 313–316, Apr 2014 [62] George C.Clark Jr and J.Bibb Cain,”Error-Correction Coding for Digital Communications (Applications of Communications Theory),” Springer , 1981 [63] Alfonso Martinez, Albert Guillen i Fabregas and Giuseppe Caire, "A Closed-Form Approximation for the Error Probability of BPSK Fading Channels," IEEE Trans on wireless commu., Vol 6, No 6, pp 2051– 2054, Jun 2007 ... NGUYỄN NHƯ THẮNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO THÔNG LƯỢNG CỦA MẠNG WBAN PHÂN CỤM DỰA TRÊN CHUẨN IEEE 802. 15. 6 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số: 62 52 02 03 NGƯỜI... mô hình phân cụm với giao thức CSMA/CA chuẩn IEEE 802. 15. 6 nhằm nâng cao thông lượng hệ thống Các phân tích phương pháp giải tích thực kịch cảm biến mạng WBAN có mức ưu tiên mô hình phân cụm kênh... sức khỏe thông qua hệ thống mạng hành [1], [2] Trước có nhiều dự án nghiên cứu triển khai hệ thống WBAN dựa chuẩn không dây chuẩn IEEE 802. 11, IEEE 802. 15. 1, IEEE 802. 15. 4 Tuy nhiên, chuẩn không