Luận văn Thạc sĩ Hệ thống thông tin: Nâng cao hiệu quả bảo mật của mạng truyền tin UAV ứng dụng học tăng cường

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN QUY TÔN NÂNG CAO HIỆU QUẢ BẢO MẬT CỦA MẠNG TRUYỀN TIN UAV ỨNG DỤNG HỌC TĂNG CƯỜNG ĐỀ ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN Hà Nội – 2024 ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i MỤC LỤC ........................................................................................................ ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ......................................... v DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................ vi DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................. vii MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN BÀI TOÁN ..................................................... 6 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG TRUYỀN DẪN UAV ......... 6 1.1.1 Giới thiệu về UAV ........................................................................... 6 1.1.2 Giới thiệu về mạng truyền thông di động ........................................ 8 1.1.2 Giới thiệu về mạng truyền tin sử dụng UAV ................................. 11 1.2 XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ HIỆU SUẤT BẢO MẬT CỦA MẠNG TRUYỀN TIN UAV ................................................................................... 13 1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước................................................... 13 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước ngoài .................................................. 16 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG ...................................................................... 18 CHƯƠNG 2 – GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ BẢO MẬT CỦA MẠNG TRUYỀN TIN UAV ........................................................................ 19 2.1 MÔ HÌNH HỆ THỐNG MẠNG TRUYỀN TIN UAV ..................... 19 2.2.1 Mô hình hệ thống ........................................................................... 19 2.2.1 Mô hình truyền dẫn tín hiệu ........................................................... 20 iii 2.2 CÁC KỸ THUẬT HỌC MÁY ........................................................... 28 2.2.1 Học tăng cường .............................................................................. 28 2.2.2 Markov Decision Process............................................................... 30 2.2.3 Q-Learning ..................................................................................... 35 2.2.4 Deep Q-Networks........................................................................... 39 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG......................................................................... 44 CHƯƠNG 3 – THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ..................................... 45 3.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ............................. 45 3.1.1 Giới thiệu phương pháp mô phỏng ................................................ 45 3.1.2 Ưu điểm của phương pháp mô phỏng ............................................ 46 3.1.3 Nhược điểm của phương pháp mô phỏng ...................................... 47 3.2 KỊCH BẢN THỰC NGHIỆM .............................................................. 48 3.2.1 Thiết kế môi trường........................................................................ 48 3.2.2 Thiết lập phần thưởng .................................................................... 49 3.2.3 Tham số mô phỏng ......................................................................... 49 3.2.4 Giả định .......................................................................................... 51 3.3 QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM ............................................................ 51 3.3.1 Khởi tạo tham số hệ thống ............................................................. 51 3.3.2 Xây dựng thuật toán ....................................................................... 53 3.3.3 Đánh giá và phân tích kết quả ........................................................ 58 3.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ................................................................ 59 3.3.1 Tính hội tụ của thuật toán .............................................................. 60 iv 3.3.2 Đánh giá dung lượng bảo mật theo số lượng nghe lén .................. 62 3.3.3 Đánh giá dung lượng bảo mật theo độ cao bay của UAV ............. 63 3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG......................................................................... 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 68 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt UAV Unmanned Aerial Vehicle Phương tiện bay không người lái ABS Aerial Base Stations Trạm cơ sở SINR Signal-to-Interference plus Chỉ số đo lường chất lượng tín Noise Ratio hiệu. GPS Global Positioning System Hệ thống Định vị Toàn Cầu IoT Internet of Things Internet vạn vật BS Base Station Trạm phát gốc LoS Line of Sight Tín hiệu truyền trực tiếp NLoS Non Line of Sight Tín hiệu truyền có vật cản UAV-BS Unmanned Aerial Vehicle Mạng truyền tin liên kết giữa trạm Base Station phát và phương tiện bay không người lái SNR Signal-to-Noise Ratio Thước đo số lượng tín hiệu so với nhiễu có trong tín hiệu. UE User Equipment Thiết bị người dùng RL Reinforcement Learning Học tăng cường DQN Deep Q-Network Thuật toán Deep Q-Network DL Deep Learning Học sâu MDP Markov Decision Process Quy trình quyết định của Markov vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Các tham số khởi tạo của hệ thống mạng truyền tin ....................... 52 Bảng 3.2 Các tham số khởi tạo của học tăng cường ....................................... 53 Bảng 3.3 Thuật toán DQN .............................................................................. 57 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hình ảnh UAV ................................................................................... 6 Hình 1.2 Mô hình truyền thông hỗ trợ bởi UAV - BS .................................... 12 Hình 1.3 Mô hình truyền thông hỗ trợ bởi thiết bị IoT ................................... 13 Hình 2.1 Mô hình hệ thống mạng truyền tin UAV ......................................... 19 Hình 2.2 Mối quan hệ trong học tăng cường .................................................. 28 Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động của mô hình MDP ......................................... 32 Hình 2.4 Hành động của thuật toán Q-Learning ............................................. 38 Hình 2.5 Kiến trúc của DQN........................................................................... 40 Hình 2.6 Quy trình phát lại trải nghiệm .......................................................... 42 Hình 3.1 Huấn luyện UAV sử dụng DQN ...................................................... 56 Hình 3.2 Kết quả mô phỏng đường di chuyển của UAV ................................ 60 Hình 3.3 Dung lượng bảo mật của hệ thống theo từng thuật toán .................. 61 Hình 3.4 Dung lượng bảo mật của hệ thống theo số lượng nghe lén ............. 62 Hình 3.5 Dung lượng bảo mật của hệ thống theo chiều cao bay UAV .......... 63 Hình 3.6. Xác nhận trình bày tại CISCE 2024 ................................................ 64 1 MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Ngày nay máy bay không người lái (UAV) đang dần được sử dụng rộng rãi và được kỳ vọng sẽ đóng vai trò quan trọng trong hệ thống liên lạc không dây do những ưu điểm vượt trội của chúng so với các hệ thống liên lạc thông thường. Với khả năng di chuyển linh hoạt, tự do của thiết bị UAV do đó có thể cung cấp liên lạc không dây với thiết bị dưới mặt đất một cách hiệu quả, nhanh chóng cho nhiều tình huống thực tế. Đặc biệt khi triển khai truyền thông tín hiệu sử dụng UAV có thể thực hiện cung cấp kết nối mà không cần triển khai cơ sở hạ tầng phức tạp và chất lượng đường truyền tín hiệu của nó ít bị ảnh hưởng bởi các tòa nhà cao tầng, điều kiện thời tiết, thảm họa thiên nhiên so với các trạm gốc mặt đất. Sử dụng UAV trong hệ thống liên lạc không dây mang lại rất nhiều ưu điểm tuy nhiên việc triển khai hệ thống trong thực tiễn đòi hỏi phải giải quyết các vấn đề bảo mật thông tin rất phức tạp. Sự can thiệp trong kết nối giữa thiết bị của người dùng và UAV phục vụ nó do các UAV khác gây ra hoặc đặc biệt do những người nghe lén là một vấn đề quan trọng gây ra nhiều khó khăn khi triển khai hệ thống. Ngoài ra khi triển khai phải tính đến sự di chuyển của người dùng và sự gia tăng của thiết bị nghe lén để điều khiển UAV sao cho hệ thống liên lạc là tốt nhất. Nâng cao hiệu quả bảo mật giúp hạn chế các dữ liệu bị xâm nhập một cách trái phép. Tránh cho các mối hiểm họa về an ninh an toàn của người sử dụng mà rộng hơn là an ninh của doanh nghiệp, quốc gia có thể diễn ra. Đây là một vấn đề khó, tính ứng dụng thực tiễn cao vì vậy học viên đã thực hiện nghiên cứu các thuật toán học máy có thể áp dụng để giải quyết vấn đề đặt ra. Nhận thấy phương pháp ứng dụng học tăng cường là một phương 2 pháp hiệu quả có thể ứng dụng để giải quyết bài toán. Ứng dụng học tăng cường trong UAV mang lại tiềm năng cực lớn để cải thiện khả năng tự động hóa, khả năng di chuyển để tối ưu hóa hiệu quả truyền tin mạng lại nhiều lợi ích cho hiện tại và tương lai. Với những lý do trên học viên quyết định lựa chọn đề tài “Nâng cao hiệu quả bảo mật của mạng truyền tin UAV ứng dụng học tăng cường” cho đề án tốt nghiệp thạc sĩ của mình. Đề tài này thúc đẩy sự tích hợp giữa những xu hướng nổi bật trong lĩnh vực công nghệ bao gồm trí tuệ nhân tạo, học máy ứng dụng vào hệ thống truyền thông tín hiệu. Qua đó nó không chỉ là một đề tài mang ý nghĩa lý thuyết mà còn mang lại giá trị thực tế bằng cách đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về sự an toàn và hiệu suất trong ứng dụng UAV đương đại. Tổng quan đề tài Trong đề tài này, vấn đề lập kế hoạch chuyển động của các UAV được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo bằng cách xem xét vị trí, chuyển động của người dùng và người nghe lén dưới mặt đất bên cạnh đó cũng phải tính đến sự nhiễu do các UAV đang cùng hoạt động gây ra sao cho tín hiệu được truyền đến người dùng là nhiều nhất và loại bỏ hoặc giảm thiểu tối đa tín hiệu mà đối tượng nghe lén có thể thu được. Đề án sẽ cung cấp giải pháp có thể mở rộng cho nhiều môi trường thực nghiệm. Với mong muốn đạt được một giải pháp có thể mở rộng cho nhiều môi trường nên trong đề tài này quyết định sử dụng phương pháp học tăng cường (Reinforcement learning). Môi trường sẽ chứa một mô hình hệ thống bao gồm các mô hình di động, mô hình truyền tải để tính toán tốc độ truyền tin giữa UAV và UE mà UAV liên kết đến. Phần thưởng (Reward) và trạng thái (State) nhằm đáp ứng các yêu cầu cơ bản của học tăng cường và cung cấp cho 3 các tác nhân đào tạo phù hợp để lập kế hoạch quỹ đạo của chúng một cách tối ưu ngay cả khi có sự thay đổi vị trí của các UE. Trong đề tài này học viên thực hiện ứng dụng nhiều thuật toán học tăng cường khác nhau để chứng minh khả năng đáp ứng của phương pháp học tăng cường với bài toán đặt ra. Kết quả đạt được: Mô phỏng được quỹ đạo di chuyển của UAV trong môi trường cho hiệu quả bảo mật kênh truyền từ UAV đến thiết bị người dùng cuối là cao nhất. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu của đề tài là tìm hiểu các mô hình kỹ thuật nâng cao bảo mật kênh truyền sử dụng UAV khi xuất hiện các đối tượng nghe lén và học tăng cường từ đó xây dựng chương trình hiệu quả đáp ứng được bài toán nâng cao hiệu quả bảo mật của mạng truyền tin UAV và ứng dụng được vào thực tiễn. Nội dung nghiên cứu Trong đề tài này nội dung nghiên cứu được chia thành 2 phần: Thứ nhất, nghiên cứu nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền thông tín hiệu sử dụng UAV. Các thông số kênh truyền được truyền tải từ UAV đến thiết bị người dùng như nào. Tìm hiểu các yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu quả bảo mật của kênh truyền như chiều cao của UAV, mật độ người nghe lén, vị trí của người dùng và góc giữa UAV với người dùng. Thứ hai nghiên cứu các kỹ thuật, thư viện hỗ trợ trong học tăng cường có thể giải quyết được bài toán nâng cao hiệu quả bảo mật của mạng truyền tin sử dụng UAV. 4 Phương pháp nghiên cứu a) Đề tài được tiếp cận theo các bước sau: • Bước 1: Tìm hiểu và nghiên cứu mạng truyền tin sử dụng UAV và học tăng cường. • Bước 2: Xác định mô hình truyền tin: Xây dựng các mô hình di động, mô hình truyền dẫn cho hệ thống mạng truyền tin UAV • Bước 3: Thiết kế môi trường thực hiện. Sau khi xác định được mô hình truyền tin sẽ nghiên cứu lựa chọn môi trường thực hiện phù hợp với môi trường truyền tin. Tại bước này cần nghiên cứu và xác định được các yếu tố: o Vị trí ban đầu, công suất phát, độ cao có thể hoạt động và các hoạt động có thể thực hiện của UAV. o Số lượng và khả năng chuyển động của người dùng trong môi trường. Số lượng người nghe lén. o Các tham số môi trường, không gian hành động, cấu trúc liên kết. o Các tham số của phương pháp học tăng cường • Bước 4: Huấn luyện và đánh giá mô hình. Dựa trên các yếu tố như tham số, mô hình truyền tin đã được nghiên cứu và thiết lập. Tiến hành huấn luyện mô hình và đánh giá hiệu quả của mô hình bằng cách theo dõi chỉ số tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm (SINR). • Bước 5: Tối ưu hóa và điều chỉnh: Tối ưu hóa và điều chỉnh các tham số và thuật toán để mô hình hiệu quả hơn. • Bước 6: Triển khai và kiểm thử: Triển khai mô hình đã huấn luyện vào thực tế. Kiểm định mô hình và theo dõi hiệu suất hoạt động của mô hình. 5 • Bước 7: Cải thiện và nâng cấp mô hình. b) Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng: • Phương pháp phân loại và hệ thống hóa lý thuyết: o Tóm lược các tài liệu, nghiên cứu trong và ngoài nước để hình thành và tìm ra hướng xử lý cho bài toán. o Tổng hợp các lý thuyết, cách hoạt động của thuật toán có thể áp dụng, lựa chọn các thuật toán phù hợp với vấn đề nghiên cứu. Trên cơ sở đó hệ thống các thuật toán gắn với đề tài. o Sử dụng phương pháp so sánh để tìm ra thuật toán tối ưu với đề tài. o Phân tích đánh giá ưu, nhược điểm của thuật toán lựa chọn vào bài toán nâng cao hiệu quả bảo mật mạng truyền tin sử dụng UAV. • Phương pháp thực nghiệm: o Dựa trên mô hình triển khai, thuật toán nghiên cứu tiến hành thực nghiệm trên mô trường giả lập. o Đánh giá các kết quả thực nghiệm trong môi trường giả lập đã đáp ứng được yêu cầu của bài toán chưa. o Thực nghiệm trên môi trường giả lập đưa ra hiệu quả cao tiếp tục tiến hành thực nghiệm trên môi trường thực tế. o Theo dõi và đánh giá kết quả thực nghiệm trong thực tế. 6 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN BÀI TOÁN 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG TRUYỀN DẪN UAV 1.1.1 Giới thiệu về UAV Thiết bị bay không người lái hay còn được gọi ngắn gọn là UAV hoặc drones [21], là những phương tiện bay không người lái đang có vai trò ngày càng quan trọng và đa dạng trong nhiều lĩnh vực. Được thiết kế để hoạt động mà không cần sự can thiệp trực tiếp của con người, UAV mang lại sự linh hoạt và khả năng thực hiện nhiệm vụ hiệu quả trong những môi trường khó tiếp cận hoặc nguy hiểm. Hình 1.1 Hình ảnh UAV Các UAV thường được trang bị các cảm biến đa dạng như camera quang học, cảm biến nhiệt độ, cảm biến khí tượng, và GPS, mang lại khả năng thu thập thông tin đa chiều về môi trường xung quanh. Nhờ vào những tiến bộ trong công nghệ pin và động cơ, UAV có thể bay được thời gian dài và xa, mở ra nhiều ứng dụng hữu ích từ giám sát môi trường, quản lý tài nguyên, đến ứng dụng trong y tế, quân sự, và nhiều lĩnh vực khác. UAV được điều khiển trong buồng lái có cần điều khiển, các cần gạt và nhiều nút khác nhau tương tự như một chiếc máy bay thương mại. Nhóm phi 7 công có thể ngồi ở căn cứ để lái máy bay. Những chiếc UAV có cấu tạo ít phức tạp và dễ điều khiển hơn thì có thể điều khiển thông qua một bộ điều khiển radio, hay thậm chí là cả smartphone và tablet. Một trong những điểm mạnh lớn của UAV là khả năng thực hiện nhiệm vụ ở những vùng đất khó tiếp cận hoặc nguy hiểm đối với con người. Chúng có thể được sử dụng trong việc kiểm tra môi trường tự nhiên, giám sát rừng cháy, đo lường biến đổi khí hậu, hay thậm chí làm nhiệm vụ tìm kiếm cứu nạn. Dưới đây là các ứng dụng của UAV trong các lĩnh vực điển hình trong cuộc sống: • Quân sự: Trong lĩnh vực quân sự, UAV được sử dụng làm nhiệm vụ tính báo, do thám và theo dõi: tìm kiếm thông tin chiến thuật trên chiến trường, thực hiện nhiệm vụ tấn công trong các trường hợp rủi ro cao, truyền hình trực tiếp hình ảnh hoặc video về căn cứ hoặc đóng vai trò là bia ngắm bắn cho hệ thống vũ khí trên mặt đất hoặc trên không. Ngoài ra, nó còn đảm nhiệm vai trò thí nghiệm cho các công nghệ UAV mới. • Dân dụng và thương mại: UAV có thể dùng trong việc vận chuyển hàng hóa giao – nhận (như Amazon hay Pizza Inn đã ứng dụng). • Cứu nạn cứu hộ: Trong công tác cứu nạn cứu hộ, UAV được sử dụng để tìm kiếm, phát hiện con người trong những trường hợp nguy hiểm như sạt lở, lũ lụt, hỏa hoạn hay động đất để truyền trực tiếp tư liệu cần thiết phục vụ việc cứu hộ cứu nạn. • Nông nghiệp: UAV được trang bị các thiết bị chụp ảnh độ phân giải cao, giảm thời gian và công sức trong các nội dung trắc địa, bản đồ, tăng độ chính xác. 8 • Điện ảnh, Truyền hình: Trong lĩnh vực điện ảnh – truyền hình, UAV được sử dụng để hỗ trợ truyền tải những hình ảnh trực tiếp và giúp ghi hình những cảnh quay khó từ trên không trung. • Mạng viễn thông: Trong lĩnh vực truyền dẫn tín hiệu cho các mạng viễn thông, UAV được coi như một trạm phát tín hiệu trên cao giúp truyền tải tín hiệu đến những nơi con người khó tiếp cận hoặc cần tính linh động mà trạm dưới mặt đất không thực hiện được. • Các lĩnh vực khác: UAV còn được sử dụng để dự báo thời tiết, thu thập thông tin khí tượng, kiểm tra khảo sát ở những nơi nguy hiểm mà con người không thể tiếp cận. Ngoài ra, UAV còn được sử dụng để phục vụ mục đích giải trí đối với những người đam mê chinh phục bầu trời bằng các loại máy bay điều khiển từ xa để thỏa mãn thú vui và đưa đến cảm giác trải nghiệm thực trên không. Với khả năng tự động hóa và tính linh hoạt, UAV không chỉ giúp tiết kiệm chi phí và thời gian mà còn mang lại những giải pháp đổi mới cho nhiều thách thức hiện đại. Từ việc cải thiện năng suất đến giảm thiểu rủi ro cho con người, UAV đang mở ra một tương lai hứa hẹn với sự kết hợp sáng tạo của công nghệ bay không người lái và các lĩnh vực ứng dụng rộng lớn. Đề án này tập trung nghiên cứu về ứng dụng của UAV trong truyền dẫn tín hiệu cho các mạng viễn thông, UAV đóng vai trò như một trạm gốc trên không giúp chuyển tiếp tín hiệu từ trạm mặt đất tới người dùng cuối. 1.1.2 Giới thiệu về mạng truyền thông di động Mạng truyền tin di động [22] là một hệ thống phức tạp của các cơ sở hạ tầng và công nghệ được thiết kế để cung cấp dịch vụ truyền thông không dây cho các thiết bị di động như điện thoại di động, máy tính bảng, và các thiết bị thông minh khác. Điều này cho phép người dùng di chuyển và vẫn duy trì kết 9 nối liên tục với mạng, giúp họ truy cập Internet, gọi điện thoại, gửi tin nhắn văn bản, và sử dụng các ứng dụng khác mọi nơi và mọi lúc. Cấu trúc của mạng truyền tin di động bao gồm: • Trạm cơ sở (Base Station) phát sóng và thu sóng. • Hệ thống truyền tải dữ liệu. • Các thiết bị di động. Trạm cơ sở có trách nhiệm quản lý kết nối và truyền tải dữ liệu giữa thiết bị di động và mạng truyền tin di động. Mạng truyền tin di động cho phép người dùng di chuyển và vẫn duy trì kết nối liên tục, cung cấp dịch vụ như cuộc gọi điện thoại, truyền dữ liệu, và truy cập internet ngay cả khi họ đang di chuyển qua nhiều vùng phủ sóng khác nhau. Điều này tạo ra sự linh hoạt và tiện lợi cho người sử dụng trong cuộc sống hàng ngày. Mạng truyền tin di động sử dụng sóng radio để truyền tải dữ liệu giữa thiết bị di động và trạm cơ sở. Các chuẩn giao thức như 3G, 4G, và 5G đã và đang được phát triển để cung cấp tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh, độ ổn định cao, và khả năng kết nối hàng tỷ thiết bị đồng thời [5]. • 2G (2nd Generation): Thế hệ đầu tiên của mạng di động, thường được biết đến là GSM (Global System for Mobile Communications) và CDMA (Code Division Multiple Access). 2G chủ yếu cung cấp dịch vụ thoại di động và tin nhắn văn bản. • 3G (3nd Generation): Cung cấp tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn, cho phép người dùng trải nghiệm Internet di động, video call, và các dịch vụ multimedia khác. • 4G (4nd Generation): Đem lại tốc độ truyền dữ liệu rất cao, cung cấp trải nghiệm Internet nhanh chóng, streaming video chất 10 lượng cao, và hỗ trợ các ứng dụng phức tạp như trò chơi trực tuyến và thực tế ảo. • 5G (5nd Generation): Được thiết kế để cung cấp tốc độ truyền dữ liệu siêu nhanh, độ trễ thấp, và khả năng kết nối hàng tỷ thiết bị đồng thời. 5G mở ra cánh cửa cho nhiều ứng dụng mới như Internet of Things (IoT), xe tự lái, và công nghiệp 4.0. Mạng truyền tin di động hiện đại sử dụng các công nghệ và tiêu chuẩn tiên tiến để mạng truyền tin có thể hoạt động một cách tối ưu nhất nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng. Các công nghệ và tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến hiện nay bao gồm: • CDMA (Code Division Multiple Access): Sử dụng phương pháp mã hóa để cho phép nhiều người dùng truy cập mạng cùng một lúc. • GSM (Global System for Mobile Communications): Là một tiêu chuẩn mạng di động phổ biến trên toàn cầu, được sử dụng rộng rãi trong hệ thống 2G và 3G. • LTE (Long-Term Evolution) Là công nghệ tiên tiến được sử dụng trong mạng 4G, cung cấp tốc độ dữ liệu truyền cao và hiệu suất ổn định hơn. Mạng truyền tin di động hiện nay đã phát triển và mang đến cho người dùng nhiều tính năng độc đáo và tiện ích. Một trong những tính năng quan trọng nhất của mạng này là khả năng truy cập Internet, cho phép người dùng lướt web, xem video, đọc báo, tìm kiếm thông tin và thực hiện các tác vụ trực tuyến từ bất kỳ đâu và bất kỳ lúc nào. Đồng thời, mạng truyền tin di động cung cấp dịch vụ tin nhắn văn bản (SMS) và tin nhắn đa phương tiện (MMS), 11 giúp người dùng gửi và nhận thông điệp, hình ảnh, video và âm thanh một cách nhanh chóng và tiện lợi. Ngoài ra, cuộc gọi và video call cũng là tính năng không thể thiếu của mạng truyền tin di động, cho phép người dùng giao tiếp trực tiếp và trực quan với người thân, bạn bè và đối tác kinh doanh từ xa. Mạng di động cũng hỗ trợ các dịch vụ giải trí như nghe nhạc trực tuyến, xem phim, chơi game và truyền hình số di động, mang lại trải nghiệm giải trí đa dạng và phong phú cho người dùng. Không chỉ vậy, tính năng định vị GPS trên điện thoại di động cũng giúp người dùng xác định vị trí, tìm đường đi và khám phá địa điểm mới một cách dễ dàng và chính xác. 1.1.2 Giới thiệu về mạng truyền tin sử dụng UAV Hệ thống mạng truyền tin sử dụng UAV là một cải tiến kỹ thuật được áp dụng vào cuộc sống bằng cách sử dụng UAV như một trạm thu phát sóng trên không [23]. Với ưu điểm về di chuyển linh hoạt, khả năng quan sát từ xa, hoạt động ổn định ở trên cao, UAV được xem là một giải pháp tiềm năng để tăng dung lượng mạng, tối ưu hóa phân bổ tài nguyên truyền thông không dây đặc biệt ở những khu vực mà cơ sở hạ tầng truyền thống bị hạn chế hoặc không thể triển khai [3-4]. UAV có thể được sử dụng để đảm nhiệm các nhiệm vụ tương ứng trong các mô hình truyền thông như: • UAV-BS (Unmanned Aerial Vehicle Base Station): là một loại trạm gốc không người lái có các chức năng tương tự như một trạm gốc thông thường, nhưng với khả năng hoạt động ở độ cao lớn hơn và linh hoạt hơn. Mô hình trạm gốc cho phép UAV-BS được ứng dụng trong trường hợp: o Hỗ trợ phủ sóng không dây ở vùng sâu và vùng xa: UAV-BS có thể được triển khai trong các khu vực khó tiếp cận hoặc không có cơ sở hạ tầng mạng cố định. Bằng cách cung cấp kết nối vô tuyến từ trên cao, UAV-