Thanh bên bài viết
NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT NHẢY TẦN NHẬN THỨC NHẰM NÂNG CAO HIỆU NĂNG LIÊN KẾT CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN HÀNG HẢI HF ALE TRONG MÔI TRƯỜNG NHIỄU
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Thông tin vô tuyến sóng ngắn (HF) giữ vai trò quan trọng trong liên lạc hàng hải tầm xa, tuy nhiên quá trình thiết lập liên kết thường bị suy giảm hiệu năng do nhiễu và biến động kênh truyền theo thời gian. Kỹ thuật nhảy tần cho thiết lập liên kết tự động (FH-ALE - Frequency Hopping Automatic Link Establishment) giúp cải thiện độ tin cậy nhờ tính đa dạng tần số nhưng chưa khai thác được chất lượng liên kết tích lũy theo thời gian. Bài báo đề xuất kỹ thuật nhảy tần nhận thức (Cognitive-FH-ALE) cho phép lựa chọn tần số thích nghi dựa trên đánh giá chất lượng liên kết trực tuyến (LQA - Link Quality Analysis). Phương pháp cho phép hệ thống học mức độ tin cậy của từng kênh từ kết quả truyền dẫn thực tế và điều chỉnh xác suất nhảy tần nhằm tránh các tần số bị nhiễu đồng thời vẫn duy trì tính đa dạng tần số. Kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp đề xuất cải thiện xác suất thiết lập liên kết, thông lượng và giảm thời gian thiết lập liên lạc so với ALE truyền thống và FH-ALE ngẫu nhiên.
Abstract
High Frequency (HF) radio remains an essential technology for long-range maritime communications, where reliable link establishment is challenged by interference and dynamic channel conditions. Frequency Hopping Automatic Link Establishment (FH-ALE) improves robustness through frequency diversity; however, conventional hopping strategies rely on random channel selection and do not exploit accumulated link-quality information. This paper proposes a Cognitive Frequency Hopping ALE (Cognitive-FH-ALE) scheme that adaptively adjusts hopping decisions using online Link Quality Analysis (LQA). The method learns channel reliability from transmission outcomes and dynamically reshapes the hopping probability to avoid interfered frequencies while preserving diversity. Monte-Carlo simulations under multiple jamming scenarios demonstrate improved link establishment probability, throughput, and reduced time-to-link compared with traditional ALE and random FH-ALE. The proposed approach provides a practical solution for enhancing reliability in HF maritime communication systems operating in contested spectral environments.
Keywords: HF communication; Automatic Link Establishment (ALE); Frequency hopping; Cognitive radio; Link Quality Analysis (LQA); Anti-jamming communication.
Từ khóa
Thông tin HF, Thiết lập liên kết tự động ALE, Nhảy tần, Vô tuyến nhận thức, Đánh giá chất lượng liên kết, Chống nhiễu
Chi tiết bài viết
Tài liệu tham khảo
[2] J. Wang, C. Yang and W. An, “Regional Refined Long-Term Predictions Method of Usable Frequency for HF Communication Based on Machine Learning Over Asia”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 70, no. 6, pp. 4040-4055, June 2022
[3] F. J. Ortega-González, J. A. García, M. Patiño-Gómez and D. Madueño-Pulido, "High-Efficiency Transmitters Operating at HF, VHF, and UHF Frequencies", IEEE Microwave Magazine, vol. 27, no. 4, pp. 35-54, April 2026
[4] Duan R, Jin L, Lan X., “Analysis of Anti-Jamming Performance of HF Access Network Based on Asymmetric Frequency Hopping”, Sensors, 2025, 25(9):2950.
[5] Khodaverdizadeh, M., Haghbin, A. & Razzazi, F., “Improving the Performance of HF Radio Networks in the Presence of Interference through Automatic Link Establishment with Frequency Hopping Technique”, Wireless Pers Commun 127, 2647–2666 (2022).
[6] C. Wu, Y. Cheng, Y. Gong, G. Ding, L. Yu and Z. Zhang, “A Method Based on Frequent Pattern Mining to Predict Spectral Availability of HF", 2018 IEEE 18th International Conference on Communication Technology (ICCT), Chongqing, China, 2018, pp. 1391-1396
[7] X. Yang and Y. Li, "Analysis on the Performance of Spectrum Prediction in HF Communications", 2019 IEEE 19th International Conference on Communication Technology (ICCT), Xi'an, China, 2019
[8] Z. Qin et al., "Link Quality Analysis Based Channel Selection in High-Frequency Asynchronous Automatic Link Establishment: A Matrix Completion Approach" in IEEE Systems Journal, vol. 12, no. 2, pp. 1957-1968, June 2018
[9] J. Qi, H. Zhang, X. Qi and M. Peng, "Deep Reinforcement Learning Based Hopping Strategy for Wideband Anti-Jamming Wireless Communications", IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 73, no. 3, pp. 3568-3579, March 2024
[10] J. Zhao, J. Wang, W. Tang and S. Liu, "Design of Intelligent Frequency Hopping Anti Continuous Change Jamming System Based on Migration Learning", 2022 IEEE 5th International Conference on Electronics and Communication Engineering (ICECE), Xi'an, China, 2022, pp. 21-24
Các bài báo được đọc nhiều nhất của cùng tác giả
- PGS. TS Đinh Anh Tuấn, TS Đoàn Hữu Khánh, ThS Nguyễn Thanh Vân, NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN LỌC KALMAN TRONG HỆ THỐNG GIÁM SÁT GÓC NGHIÊNG TÀU BIỂN NHẰM ĐÁP ỨNG NGHỊ QUYẾT MỚI CỦA IMO – MSC.532 , Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải: Số 86 (2026): Số 86 (04/2026)
- NGUYỄN THANH VÂN, NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CÁC BẢN TIN ỨNG DỤNG ĐẶC BIỆT (ASM - APPLICATION SPECIFIC MESSAGE) CỦA HỆ THỐNG NHẬN DẠNG TỰ ĐỘNG (AIS) TRONG CẢNH BÁO NGUY CƠ ĐÂM VA TÀU THUYỀN , Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải: Tập 78 (2024): Số 78 (04/2024)