TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG sử DỤNG THUẬT TOÁN GIẢI mã và CHUYỂN TIẾP

TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG sử DỤNG THUẬT TOÁN GIẢI mã và CHUYỂN TIẾP TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG sử DỤNG THUẬT TOÁN GIẢI mã và CHUYỂN TIẾP TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG sử DỤNG THUẬT TOÁN GIẢI mã và CHUYỂN TIẾP TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG sử DỤNG THUẬT TOÁN GIẢI mã và CHUYỂN TIẾP

TRONG HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN GIẢI MÃ VÀ

CHUYỂN TIẾP

MỤC LỤ

CHƯƠNG 2 MÔ HÌNH CHUYỂN TIẾP 3

2.1 CÁC MÔ HÌNH KÊNH CHUYỂN TIẾP 3

2.2 GIAO THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA NÚT CHUYỂN TIẾP 3

CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN GIẢI MÃ VÀ CHUYỂN TIẾP 5

3.1 MÔ HÌNH HỆ THỐNG TRUYỀN SONG CÔNG 5

3.2 DECODE-AND-FORWARD (DF): 6

3.2.1 Công thức 7

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ NHẬN XÉT 9

4.1 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ NHẬN XÉT 9

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 13

5.1 KẾT LUẬN 13

5.2 ĐÁNH GIÁ 13

TÀI LIỆU THAM KHẢO 14

HÌNH 2-2: CHUYỂN TIẾP ĐA CHẶNG 3

HÌNH 3-1: MÔ HÌNH HỆ THỐNG SONG CÔNG 5

HÌNH 3-2: GIAO THỨC DF 6

HÌNH 3-3: TRUYỀN THÔNG TIN TRONG HỆ THỐNG SONG CÔNG 6

HÌNH 4-1 BẢNG GIÁ TRỊ 9

HÌNH 4-2 XÁC SUẤT DỪNG CỦA DF THEO PS 10

HÌNH 4-3: THÔNG LƯỢNG HỆ THỐNG FD CHUYỂN TIẾP DF THEO P S 10

HÌNH 4-4 BẢNG GIÁ TRỊ ALPHA 11

HÌNH 4-5 XÁC SUẤT DỪNG DF THEO ALPHA 12 HÌNH 4-6 THÔNG LƯỢNG HỆ THỐNG FD CHUYỂN TIẾP DF THEO ALPHA12

DF Decode and Forward Giải mã và chuyển tiếp

SNR Signal noise ratio Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu

AF Amplify and Forward Khuếch đại và chuyển tiế

CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU VỀ ĐỀ TÀI

Nhờ vào sóng vô tuyến RF (radio frequency) có thể vừa mang thông tin vừamang năng lượng giúp tiết kiệm chi phí và mang lợi ích cực lớn trong quá trìnhtruyền chuyển tiếp song công

2 Mục đích đề tài

Hiểu được mô hình truyền song công một anten hoặc hai anten cùng lúc và trìnhbày biểu thức truyền chuyển tiếp trong hệ thống truyền song công sử dụng thuậttoán giải mã và chuyển tiếp

Phân tích được ưu nhược điểm của DF với từng phương pháp truyền trong môhình song công

Đánh giá được thông lượng trong quá trình truyền

Đánh giá được sự suy hao trên đường truyền và các phương pháp khắc phục

3 Hướng phát triển

Tìm hiểu, xây dựng hệ thống với các kỹ thuật chuyển tiếp khác như nén vàchuyển tiếp hay các chế độ chuyển tiếp gia tăng

CHƯƠNG 2 MÔ HÌNH CHUYỂN TIẾP

2.1 Các mô hình kênh chuyển tiếp

Mạng truyền thông hoạt động dựa trên các kênh chuyển tiếp (relay) và các nút đầucuối Mô hình cơ bản của kênh chuyển tiếp gồm 3 nút: nút nguồn (S), nút đích (D),nút relay (R)

Các loại chuyển tiếp:

 Chuyển tiếp hai chặng: chỉ dùng một relay để chuyển tiếp thông tin từ nguồnđến đích

Hình 2-1: Chuyển tiếp hai chặng

 Chuyển tiếp đa chặng: dùng từ hai relay trở lên để thực hiện chuyển tiếp

Hình 2-2: Chuyển tiếp đa chặng

Theo hướng chuyển tiếp:

 Chuyển tiếp đơn hướng

 Chuyển tiếp song hướng

2.2 Giao thức hoạt động của nút chuyển tiếp

Khi nút chuyển tiếp tiếp nhận thông tin từ nút nguồn, chúng sẽ được tiếp nhận và xử

lý trước khi truyền đến nút đích Hai kỹ thuật chuyển tiếp phổ biến thường được sửdụng nhiều trong các hệ thống truyền thông hợp tác là kỹ thuật chuyển tiếp cố định(fixed relaying) và kỹ thuật chuyển tiếp thích nghi (adaptive relaying)

Trong kỹ thuật chuyển tiếp cố định, có hai giao thức được sử dụng phổ biến làkhuếch đại và chuyển tiếp (Amplify and Forward - AF) và giải mã và chuyển tiếp(Decode and Forward - DF)

CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN

GIẢI MÃ VÀ CHUYỂN TIẾP

3.1 Mô hình hệ thống truyền song công

Mô hình hệ thống chuyển tiếp song công gồm 3 nút: nút nguồn, nút đích và nútrelay Nút relay là nút trung gian giúp việc chuyển tiếp thông tin từ nút nguồn tớinút đích Tại nút relay thì năng lượng là giới hạn và có năng lượng do việc thu nănglượng từ nguồn truyền đến

yD

Hình 3-1: Mô hình hệ thống song công

Dựa trên mô hình hệ thống, tín hiệu nhận ở relay và đích lần lượt như sau:

y R, y D: tín hiệu nhận tại relay và tại đích

x S, x R: tín hiệu phát ra tại nguồn và tại relay

h,g: hệ số kênh truyền

f: hệ số tự nhiễu tại Relay (nhiễu feedback)

m: hệ số suy hao đường truyền

n R, n D: nhiễu tạp âm Gaussian, với công suất nhiễu ký hiệu là N0.

d1, d2: khoảng cách truyền giữa 2 điểm từ nguồn tới relay và từ relay đến đích

Hình 3-3: Truyền thông tin trong hệ thống song công

Quá trình truyền thông tin giữa nguồn và đích được chia thành hai giai đoạn:

 Giai đoạn 1: Relay thu năng lượng từ nguồn trong thời gian αTT.

 Giai đoạn 2: truyền thông tin trong khoảng thời gian (1 – αT)T còn lại.

P R= E h

thờ i giantruyền=

ηαTT P S|h|2

d1m (1−αT ) T =

P R=kP S|h|2

d1m

(3.6)

Trong đó:

α: hệ số thời gian chuyển đổi, với 0<α<1.α<α<1.1

T: thời gian tín hiệu truyền từ S đến D.

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ NHẬN XÉT

4.1 Kết quả mô phỏng và nhận xét

Hình 4-1 Bảng giá trị

Hình 4-2 Xác suất dừng của DF theo Ps

Hình 4-2 và 4-3 thể hiện xác suất dừng và thông lượng của hệ thống FD chuyển tiếp

DF theo giá trị P S

Hình 4-4 Bảng giá trị alpha

Hình 4-5 Xác suất dừng DF theo alpha

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN

5.1 Kết luận

Tìm hiểu được mạng truyền thông hợp tác

Tìm hiểu mô hình, xây dựng công thức của hệ thống song công

Mô phỏng được xác suất dừng của hệ thống song công DF theo α và P out

Chưa đánh giá hệ thống ở nhiều mô hình chuyển tiếp khác nhau

 Hướng phát triển

Tìm hiểu, xây dựng hệ thống với các kỹ thuật chuyển tiếp khác như nén và chuyểntiếp hay các chế độ chuyển tiếp gia tăng,…

Đánh giá hệ thống FD dựa trên PSR (Power Splitting based relaying)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Anh:

Wireless Information and Power Transfer with Full Duplex Relaying, CaijunZhong, Senior Member, IEEE, Himal A Suraweera, Member, IEEE, Gan Zheng,Senior Member, IEEE , Ioannis Krikidis, Senior Member, IEEE, and ZhaoyangZhang Member, IEEE/

PHỤ LỤC