Bài viết này đề xuất sử dụng kỹ thuật tạo búp sóng để nâng cao phẩm chất hệ thống vô tuyến chuyển tiếp hợp tác kết hợp lựa chọn ăng-ten phát và mã khối không gian - thời gian phân tán nhằm loại bỏ hiệu quả nhiễu liên kí hiệu sinh ra do hiện tượng giải mã không hoàn hảo tại các nút chuyển tiếp khi sử dụng giao thức giải mã và chuyển tiếp.
Trang 1Nâng cao ph©m chßt hª thËng vô tuy∏n chuy∫n ti∏p hÒp tác TAS/DSTC s˚ dˆng kˇ thu™t t§o
búp sóng
Tr¶n Th∏ Nghiªp⇤, Tr¶n ình Tßn⇤ Võ Ph˜Ïng Lâm⇤ Tr¶n V´n Vænh⇤
⇤ Khoa Kˇ thu™t viπn thông Tr˜Ìng §i hÂc Thông tin liên l§c, Nha Trang, Khánh Hòa Email: {nghiepsqtt, trdinhtan, phuonglamsqtt, tranvanvinh.sqtt}@gmail.com
Tóm t≠t—Bài báo này ∑ xußt s˚ dˆng kˇ thu™t t§o
búp sóng (BF: Beamforming) ∫ nâng cao ph©m chßt hª
thËng vô tuy∏n chuy∫n ti∏p hÒp tác k∏t hÒp l¸a chÂn
´ng-ten phát (TAS: Transmit An´ng-tenna Selection) và mã khËi
không gian - thÌi gian phân tán (DSTC: Distributed
Space-Time block Coding) (hª thËng TAS/DSTC) nh¨m lo§i b‰
hiªu qu£ nhiπu liên k˛ hiªu (ISI: Intersymbol Interference)
sinh ra do hiªn t˜Òng gi£i mã không hoàn h£o t§i các nút
chuy∫n ti∏p khi s˚ dˆng giao th˘c gi£i mã và chuy∫n ti∏p
(DF: Decode and Forward) Các phân tích l˛ thuy∏t và k∏t
qu£ mô ph‰ng Monte-Carlo cho thßy sÏ Á ∑ xußt nâng
cao ph©m chßt tø lª lÈi bít (BER: Bit Error Rate) áng
k∫ và g¶n xßp xø vÓi giá tr‡ BER cıa hª thËng vô tuy∏n
chuy∫n ti∏p hÒp tác trong i∑u kiªn l˛ t˜ng s˚ dˆng giao
th˘c DF hoàn h£o.
T¯ khóa—T§o búp sóng, l¸a chÂn ´ng-ten phát, nhiπu
liên k˛ hiªu, gi£i mã và chuy∫n ti∏p, khu∏ch §i và chuy∫n
ti∏p, mã khËi không gian - thÌi gian phân tán.
I GIŒI THIõU CHUNG
Kˇ thu™t s˚ dˆng mã khËi không gian-thÌi gian phân
tán (DSTC: Distributed Space-Time block Coding) trong
hª thËng vô tuy∏n chuy∫n ti∏p hÒp tác cho phép hª thËng
nh™n ˜Òc t´ng ích phân t™p không gian, c£i thiªn ph©m
chßt hª thËng [1]- [5] Trong tr˜Ìng hÒp các nút chuy∫n
ti∏p ˜Òc trang b‡ nhi∑u ten, gi£i pháp l¸a chÂn
´ng-ten phát (TAS: Transmit An´ng-tenna Selection) k∏t hÒp mã
DSTC (gÂi t≠t là hª thËng vô tuy∏n chuy∫n ti∏p hÒp tác
TAS/DSTC) vÓi s¸ hÈ trÒ cıa kênh hÁi ti∏p t¯ nút ích
v∑ các nút chuy∫n ti∏p ã ˜Òc ch˘ng minh có th∫ gi£m
sË chuÈi t¶n sË vô tuy∏n (RF: Radio Frequency) t§i các
nút chuy∫n ti∏p và Î ph˘c t§p gi£i mã t§i máy thu trong
khi hª thËng v®n nh™n ˜Òc t´ng ích phân t™p cıa tßt
c£ các ´ng-ten [6]-[8]
Trong hª thËng vô tuy∏n chuy∫n ti∏p hÒp tác
TAS/DSTC, quá trình truy∑n d®n tín hiªu t¯ nút nguÁn
∏n nút ích diπn ra trong hai pha truy∑n d®n Trong pha
th˘ nhßt, nút nguÁn (máy phát) phát qu£ng bá thông tin
∏n tßt c£ các nút chuy∫n ti∏p Trong pha th˘ hai, các nút chuy∫n ti∏p hÒp tác vÓi nhau chuy∫n ti∏p tín hiªu
ã nh™n ˜Òc ∏n nút ích Xét v∑ giao th˘c x˚ l˛ tín hiªu t§i các nút chuy∫n ti∏p, hª thËng vô tuy∏n chuy∫n ti∏p hÒp tác th˜Ìng s˚ dˆng mÎt trong hai lo§i cÏ b£n là khu∏ch §i và chuy∫n ti∏p (AF: Amplify and Forward) ho∞c gi£i mã và chuy∫n ti∏p (DF: Decode and Forward)
◊u i∫m cıa hª thËng khi s˚ dˆng giao th˘c DF ó là s≥ lo§i b‰ ˜Òc t§p âm cıa nút chuy∫n ti∏p d®n ∏n tránh
˜Òc hiªn t˜Òng khu∏ch §i và chuy∫n ti∏p t§p âm ∏n nút ích so vÓi viªc s˚ dˆng giao th˘c AF [3]-[6] Trong các công trình nghiên c˘u v∑ hª thËng vô tuy∏n chuy∫n ti∏p hÒp tác tr˜Óc ây, nút chuy∫n ti∏p th˜Ìng ˜Òc gi£ thi∏t có th∫ gi£i mã hoàn toàn chính xác tín hiªu nh™n
˜Òc t¯ nút nguÁn nhÌ s¸ hÈ trÒ cıa mã kênh [4], [5] Th¸c t∏, viªc s˚ dˆng mã kênh s≥ làm gi£m hiªu sußt s˚ dˆng phÍ cıa hª thËng ∞c biªt, gi£ thi∏t nút chuy∫n ti∏p có kh£ n´ng gi£i mã hoàn toàn chính xác tín hiªu nh™n ˜Òc t¯ nút nguÁn là khó kh£ thi trong th¸c t∏
Do ó, trong th¸c t∏ hª thËng vô tuy∏n hÒp tác s˚ dˆng giao th˘c DF s≥ b‡ suy gi£m ph©m chßt áng k∫ khi gi£i
mã không chính xác tín hiªu nh™n ˜Òc t¯ nút nguÁn do xußt hiªn thành ph¶n nhiπu liên kí t¸ (ISI: Inter-Symbol Interference) t§i nút ích
Trong bài báo này, kˇ thu™t t§o búp sóng (BF: Beamforming) ˜Òc ∑ xußt s˚ dˆng cho hª thËng vô tuy∏n hÒp tác TAS/DSTC nh¨m lo§i b‰ nhiπu ISI t§i nút ích do hiªn t˜Òng gi£i mã tín hiªu t§i nút chuy∫n ti∏p không hoàn toàn chính xác nh¨m nâng cao ph©m chßt
hª thËng
Ph¶n còn l§i cıa bài báo ˜Òc ˜Òc trình bày nh˜ sau Mô hình hª thËng vô tuy∏n chuy∫n ti∏p hÒp tác TAS/DSTC (k∏t hÒp kˇ thu™t TAS và DSTC) ˜Òc trình bày trong mˆc II Mˆc III trình bày ∑ xußt s˚ dˆng kˇ thu™t BF cho hª thËng TAS/DSTC Các k∏t qu£ mô ph‰ng và so sánh trình bày trong mˆc IV Mˆc V trình
Trang 2bày các k∏t lu™n.
II MÔ HÌNH Hõ TH»NG VÔ TUYòN CHUYöN
TIòP H—P TÁC TAS/DSTC
Hª thËng vô tuy∏n chuy∫n ti∏p hÒp tác ˜Òc xem xét
trong bài báo này bao gÁm mÎt nút nguÁn và mÎt nút
ích ˜Òc trang b‡ mÎt ´ng-ten và hai nút chuy∫n ti∏p,
mÈi nút ˜Òc trang b‡ hai ´ng-ten dùng cho c£ thu và
phát và tÁn t§i kênh truy∑n tr¸c ti∏p t¯ nút nguÁn ∏n
nút ích nh˜ Hình 1
11
f
Kênh hồi tiếp
21
f
12
f
22
f
11
g
21
g
12
g
22
g
2
R
1
R
Pha quảng bá Pha hợp tác
s d
h
Hình 1 Mô hình hª thËng vô tuy∏n chuy∫n ti∏p hÒp tác TAS/DSTC.
A Pha qu£ng bá
Trong pha qu£ng bá, hai symbol tín hiªu x1 và x2
thuÎc chòm sao tín hiªu i∑u ch∏ BPSK ˜Òc phát i t¯
nút nguÁn Tín hiªu nh™n ˜Òc t§i nút ích sau hai khe
thÌi gian kí hiªu là ysd,1 và ysd,2 có d§ng nh˜ sau:
ysd=
ysd,1
ysd,2 =p
Eshs,d
x1
x2 +
n0 1
n0
trong ó, hs,d là hª sË pha- inh t¯ nút nguÁn tÓi nút
ích và ˜Òc mô hình hóa bi các bi∏n ng®u nhiên ph˘c
phân bË chu©n Áng nhßt Îc l™p vÓi k˝ vÂng 0 và
ph˜Ïng sai 1/ s,d nghæa là hs,d ⇠ CN (0, 1/ s,d) n0
i
và ni (i = 1, 2)là t§p âm nhiªt t§i nút ích khe thÌi
gian th˘ i và ˜Òc mô hình hóa bi các bi∏n ng®u nhiên
ph˘c phân bË chu©n Áng nhßt Îc l™p vÓi k˝ vÂng 0
và ph˜Ïng sai N0 Es và Ek là n´ng l˜Òng phát cıa
mÈi symbol tín hiªu i∑u ch∏ t˜Ïng ˘ng t§i nút nguÁn
và nút chuy∫n ti∏p th˘ k (k = 1, 2)
Tín hiªu nh™n ˜Òc t§i ´ng-ten th˘ j nút chuy∫n ti∏p
k sau hai khe thÌi gian:
Eshjks
x1
x2 +
nj,k
vÓi hjks là hª sË pha- inh gi˙a nút nguÁn và ´ng-ten
th˘ j nút chuy∫n ti∏p k Kí hiªu ˆxk,j là symbol tín hiªu
tách sóng t˜Ïng ˘ng vÓi xj vÓi j = 1, 2 t§i nút chuy∫n
ti∏p Rk vÓi k = 1, 2
B£ng I
Mã Alamouti DSTC ˜Òc phát i t¯ các nút chuy∫n ti∏p
Khe thÌi gian th˘c nhßt
Khe thÌi gian th˘c hai Tín hiªu ˜Òc phát i t¯
´ng-ten ˜Òc chÂn t§i R 1
ˆ
1,2
Tín hiªu ˜Òc phát i t¯
´ng-ten ˜Òc chÂn t§i R 2
ˆ
x 2,2 x ˆ⇤2,1
B Pha hÒp tác
Trong pha hÒp tác, mÈi nút chuy∫n ti∏p s≥ chÂn ra mÎt ´ng-ten có Î lÒi kênh truy∑n t¯ nó ∏n nút ích tËt nhßt theo tiêu chu©n l¸a chÂn ´ng-ten phát sau [9]
u(k)= max
trong ó u(k)là chø sË ´ng-ten phát t§i nút chuy∫n ti∏p th˘ k Các nút chuy∫n ti∏p s≥ chuy∫n ti∏p tín hiªu ã tách sóng t¯ tín hiªu thu ˜Òc t¯ nút nguÁn theo mã Alamouti DSTC nh˜ minh hÂa trong B£ng I b¨ng các ´ng-ten phát
˜Òc chÂn theo tiêu chu©n t§i ph˜Ïng trình (3), tín hiªu nh™n ˜Òc t§i nút ích ˜Òc cho nh˜ sau:
yrd=
y
rd,1
y⇤ rd,2
(4) trong ó
yrd,1=p
E1h1dxˆ1,1+p
E2h2dxˆ2,2+ n1 (5)
yrd,2⇤ =p
E2h⇤2dxˆ2,1
p
E1h⇤1dxˆ1,2+ n⇤2 (6) vÓi hkd(k = 1, 2)là kí hiªu hª sË pha- inh t¯ ´ng-ten
˜Òc chÂn t§i nút chuy∫n ti∏p th˘ k ∏n nút ích Trong tr˜Ìng hÒp các nút chuy∫n ti∏p s˚ dˆng giao th˘c DF
và k∏t qu£ gi£i mã tín hiªu nh™n ˜Òc t¯ nút nguÁn cıa các nút chuy∫n ti∏p là hoàn toàn chính xác, nghæa là ˆ
xk,1= x1 và ˆxk,2 = x2 vÓi (k = 1, 2) thì k∏t hÒp tø lª c¸c §i (MRC: Maximum Ratio Combinning) tín hiªu thu ˜Òc trong hai pha truy∑n d®n t§i nút ích ˜Òc cho nh˜ sau
1
y
rd,1
y⇤ rd,2
+ h⇤sd
ysd,1
ysd,2 (7) trong ó
H =
p
E1h1d p
E2h2d
p
E2h⇤2d p
E1h⇤1d (8)
1
x1
x2 +p
Es|hs,d|2
x1
x2
+ HH
n1
n⇤ 2
+ h⇤s,d
n01
n0
Trang 31
E1y1,d+ E2y2,d 0
0 E1y1,d+ E2y2,d
x1
x2
+p
Es|hs,d|2
x1
x2 + HH
n1
n⇤2 + h⇤s,d
n0 1
n0
Khi ó s˚ dˆng hàm quy∏t ‡nh ∫ tách sóng tín hiªu
sau khi th¸c hiªn MRC có d§ng nh˜ ph˜Ïng trình (11)
Quan sát ph˜Ïng trình tách sóng (11) ta thßy, khi hª
thËng s˚ dˆng giao th˘c DF hoàn h£o s≥ không xußt
hiªn nhiπu liên k˛ hiªu ISI trong tín hiªu thu
III ó XUáT S€ D÷NG Kfl THUäT BF CHO Hõ
TH»NG TAS/DSTC Trong tr˜Ìng hÒp hª thËng vô tuy∏n chuy∫n ti∏p hÒp
tác s˚ dˆng giao th˘c DF không hoàn h£o, lÈi s≥ x£y
ra khi các nút chuy∫n ti∏p th¸c hiªn tách sóng tín hiªu
nh™n ˜Òc t¯ nút nguÁn (2) Trong tr˜Ìng hÒp lÈi x£y
ra khi th¸c hiªn tách sóng t§i các nút chuy∫n ti∏p thì
tín hiªu nh™n ˜Òc t§i nút ích trong pha hÒp tác ˜Òc
bi∫u diπn nh˜ sau
yrd=
y
rd,1
y⇤
rd,2
=
"1,1p
E1h1d "2,2p
E2h2d
"2,1p
E2h⇤
2d "1,2p
E1h⇤ 1d
x1
x2 +
n1
n⇤2 . (12) Khi s˚ dˆng chòm sao tín hiªu i∑u ch∏ BPSK thì "k,i
là mÎt bi∏n ng®u nhiên và s≥ nh™n giá tr‡ +1 n∏u nút
chuy∫n ti∏p th˘ k gi£i mã chính xác symbol xi và nh™n
giá tr‡ -1 n∏u nút chuy∫n ti∏p th˘ k gi£i mã sai symbol
xi Khi ó, k∏t hÒp MRC cıa tín hiªu nh™n ˜Òc yrdvà
ysdt§i nút ích ˜Òc k∏t qu£ nh˜ ph˜Ïng trình (13), (14)
và có th∫ bi∫u diπn l§i nh˜ sau
1
a1,1 a1,2
a2,1 a2,2
x1
x2 +p
Es|hs,d|2
x1
x2
+
w0
1
w0
trong ó
a1,1= "1,1E1|h1d|2+ "2,1E2|h2d|2
a2,2= "1,2E1|h1d|2+ "2,2E2|h2d|2
a1,2= ("1,1"2,2 "2,1"1,2)p
E1E2h⇤
a2,1= (("1,1"2,2 "2,1"1,2)p
E1E2h⇤
w0
Esh⇤
s,dn0
1+ "1,1p
E1h1d ⇤n1
+"2,1p
E2h2dn⇤ 2
w0
sh⇤
s,dn0
2+ "2,2pE
2h2d ⇤n1
"1,2pE
1h1dn⇤
2
Vì hkjd(k, j = 1, 2) là Îc l™p vÓi nhau, d®n ∏n
|h1d|2 và |h2d|2 là Îc l™p nhau và có d§ng phân bË theo hàm mÙ Có th∫ thßy r¨ng hàm quy∏t ‡nh ˜xi = sgn (Re ( i))phˆ thuÎc vào xj(j6= i) Do ó xußt hiªn nhiπu ISI gi˙a các symbol Nh¨m nâng cao ph©m chßt
hª thËng, bài báo ∑ xußt s˚ dˆng kˇ thu™t t§o búp sóng
∫ lo§i b‰ nhiπu ISI gi˙a các symbol
Do tách sóng t§i máy thu d¸a trên ph¶n th¸c trong ph˜Ïng trình (15), ∫ lo§i b‰ ˜Òc nhiπu ISI chúng ta ph£i ∞t Re(a2,1) = 0và Re(a1,2) = 0không liên quan
∏n giá tr‡ cıa "k,i Trong tr˜Ìng hÒp này, 1 và 2
là giá tr‡ ˜Óc l˜Òng cıa x1 và x2 mÎt cách t˜Ïng ˘ng Ph˜Ïng th˘c t§o búp sóng ˜Òc th¸c hiªn b¨ng cách quay pha cıa mÈi ´ng-ten phát ˜Òc chÂn cıa các nút chuy∫n ti∏p Khi ó, tín hiªu thu t§i nút ích (12) sau mÎt sË phép bi∏n Íi ˜Òc vi∏t l§i d˜Ói d§ng nh˜ ph˜Ïng trình (16), (17) ho∞c d§ng t˜Ïng ˜Ïng nh˜ ph˜Ïng trình (18)
Trong ph˜Ïng trình (18), 1và 2là các giá tr‡ quay pha t§i nút chuy∫n ti∏p 1 và 2 t˜Ïng ˘ng Chúng ta có th∫ xác ‡nh các kênh £o ˜hid= ej ihid vÓi i = 1, 2 và
có th∫ vi∏t nh˜ sau
˜
h1d= h1dej 1, ˜h2d = h2dej 2 (19)
Mªnh ∑ 1: ∫ lo§i b‰ nhiπu ISI, các giá tr‡ góc quay
pha t§i nút chuy∫n ti∏p 1 và 2 ˜Òc xác ‡nh nh˜ sau
trong ó ✓ là giá tr‡ pha cıa h1dh⇤
2d
∞t
h1d = a01+ jb01, h2d= a02+ jb02 (21)
˜
h1d = ej 1(a01+ jb01) , ˜h2d= ej 2(a02+ jb02)
(22) thì góc pha ✓ có th∫ xác ‡nh nh˜ sau
✓ = tan 1
✓a0
2b0
1b0 2
a01a02+ b01b021
◆
B£ng II
Giá tr‡ các tham sË v∑ kênh và t§p âm cıa hª thËng MIMO
TAS/DSTC
Trang 4xi= sgn (Re ( i)) = sgn⇣
Ren⇣
E1|h1d|2+ E2|h2d|2+p
Es|hs,d|2⌘xi+ wi
o⌘
trong ó
w1=p
Esh⇤s,dn01+p
E1h1d ⇤n1+p
E2h2dn⇤2
w2=p
Esh⇤s,dn02+p
E2h2d ⇤n1 p
E1h1dn⇤2
1
"1,1p
E1h⇤1d "2,1p
E2h2d
"2,2p
E2h⇤ 2d "1,2p
E1h1d
"1,1p
E1h1d "2,2p
E2h2d
"2,1p
E2h⇤ 2d "1,2p
E1h⇤ 1d
x1
x2
+
"1,1p
E1h⇤1d "2,1p
E2h2d
"2,2p
E2h⇤2d "1,2p
E1h1d
n1
n⇤2 + h⇤sd
ysd,1
1
"1,1E1|h1d|2+ "2,1E2|h2d|2 ("1,1"2,2 "2,1"1,2)p
E1E2h⇤
("1,1"2,2 "2,1"1,2)p
E1E2h⇤2dh1d "1,2E1|h1d|2+ "2,2E2|h2d|2
x1
x2
+p
Es|hs,d|2
x1
x2 +
"1,1p
E1h⇤ 1d "2,1p
E2h2d
"2,2p
E2h⇤ 2d "1,2p
E1h1d
n1
n⇤ 2
+ h⇤s,d
n0 1
n0
yrd=
y
rd,1
y⇤ rd,2
=
"1,1p
E1h1dej 1 "2,2p
E2h2dej 2
"2,1p
E2h⇤ 2de j 2 "1,2p
E1h⇤
x1
x2 +
n1
yrd=
x1"1,1p
E1h1dej 1+ x2"2,2p
E2h2dej 2
x1"2,1p
E2h⇤2de j 2 x2"1,2p
E1h⇤1de j 1 +
n1
yrd=
yrd,1
yrd,2 =
x1"1,1p
E1h1dej 1+ x2"2,2p
E2h2dej 2
x⇤
1"2,1p
E2h2dej 2 x⇤
2"1,2p
E1h1dej 1 +
n1
n2
=
x1"1,1p
E1ej 1 x2"2,2p
E2ej 2
x⇤2"1,2p
E1ej 1 x⇤1"2,1p
E2ej 2
h1d
h2d +
n1
IV KòT QUÉ MÔ PHƒNG
Mˆc này trình bày các k∏t qu£ mô ph‰ng Monte-Carlo
tø lª bít lÈi (BER: Bit Error Rate) hª thËng vô tuy∏n hÒp
tác TAS/DSTC nh˜ ã ˜Òc trình bày trong Mˆc II trong
hai tr˜Ìng hÒp: 1) hª thËng s˚ dˆng giao th˘c DF hoàn
h£o; 2) hª thËng s˚ dˆng giao th˘c DF không hoàn h£o
và hª thËng vô tuy∏n hÒp tác TAS/DSTC s˚ dˆng giao
th˘c DF không hoàn h£o ã ˜Òc trình bày trong Mˆc III
trong hai tr˜Ìng hÒp: 1) hª thËng có s˚ dˆng kˇ thu™t
BF; 2) hª thËng không s˚ dˆng kˇ thu™t BF vÓi cùng các
tham sË v∑ kênh và t§p âm cıa hª thËng ˜Òc cho nh˜
B£ng II Nút chuy∫n ti∏p gi£ thi∏t là có ¶y ı thông
tin tr§ng thái kênh (CSI: Chanel State Information) t¯
nút nguÁn ∏n nó và nút ích có ¶y ı CSI t¯ các nút
chuy∫n ti∏p ∏n nó
K‡ch b£n mô ph‰ng th˘ nhßt, so sánh ph©m chßt BER cıa hª thËng vô tuy∏n chuy∫n ti∏p hÒp tác TAS/DSTC khi các nút chuy∫n ti∏p gi£ thi∏t trong i∑u kiªn l˛ t˜ng gi£i mã chính xác hoàn toàn tín hiªu nh™n ˜Òc t¯ nút nguÁn (gÂi t≠t là sÏ Á TAS/DSTC DF Perfect) vÓi hª thËng trong i∑u kiªn th¸c tiπn có lÈi x£y ra khi nút chuy∫n ti∏p gi£i mã tín hiªu nh™n ˜Òc t¯ nút nguÁn (gÂi t≠t là sÏ Á TAS/DSTC DF No Perfect) nh¨m ánh giá £nh h˜ng cıa nhiπu ISI tÓi phßm chßt hª thËng K∏t qu£ mô ph‰ng trong Hình 2 cho thßy BER cıa hª thËng vô tuy∏n chuy∫n ti∏p hÒp tác TAS/DSTC s˚ dˆng giao th˘c DF b‡ suy gi£m nghiêm trÂng khi nút chuy∫n ti∏p gi£i mã không chính xác hoàn toàn tín hiªu nh™n
˜Òc t¯ nút nguÁn Nguyên nhân là do khi nút chuy∫n ti∏p gi£i mã không chính xác hoàn toàn tín hiªu nh™n
Trang 50 5 10 15 20 25
EbN0 in dB
Hình 2 So sánh tø lª BER cıa hª thËng TAS/DSTC DF trong tr˜Ìng
hÒp gi£i mã hoàn h£o và không gi£i mã hoàn h£o tín hiªu nh™n ˜Òc
t¯ nút nguÁn.
˜Òc t¯ nút nguÁn thì trong thành ph¶n tín hiªu nh™n
˜Òc t§i nút ích s≥ xußt hiªn thêm thành ph¶n nhiπu
ISI Thành ph¶n nhiπu ISI này làm mßt i tính tr¸c giao
cıa mã DSTC dßn ∏n hª thËng không nh™n ˜Òc t´ng
ích phân t™p hoàn toàn do ó s≥ b‡ suy gi£m ph©m chßt
nghiêm trÂng so vÓi hª thËng TAS/DSTC DF Perfect
K‡ch b£n mô ph‰ng th˘ hai, kh£o sát BER cıa hª
thËng TAS/DSTC khi nút chuy∫n ti∏p gi£ thi∏t gi£i mã
chính xác hoàn toàn tín hiªu nh™n ˜Òc t¯ nút nguÁn
(gÂi t≠t là sÏ Á TAS/DSTC DF Perfect), hª thËng
TAS/DSTC khi nút chuy∫n ti∏p gi£i mã có lÈi x£y ra tín
hiªu nh™n ˜Òc t¯ nút nguÁn, nh˜ng s˚ dˆng kˇ thu™t
BF lo§i b‰ nhiπu ISI ∫ nâng cao ph©m chßt hª thËng
nh˜ trình bày trong Mˆc III (gÂi t≠t là sÏ Á TAS/DSTC
DF BF) và hª thËng TAS/DSTC khi các nút chuy∫n ti∏p
gi£ thi∏t gi£i mã không chính xác tín hiªu nh™n ˜Òc t¯
nút nguÁn (gÂi t≠t là sÏ Á TAS/DSTC DF No Perfect)
K∏t qu£ mô ph‰ng theo k‡ch b£n 2 ˜Òc cho nh˜
Hình 3 Quan sát k∏t qu£ mô ph‰ng có th∫ thßy rõ ràng
r¨ng, hª thËng TAS/DSTC DF BF khi s˚ dˆng kˇ thu™t
BF ∫ lo§i b‰ nhiπu ISI có th∫ c£i thiªn ph©m chßt hª
thËng mÎt cách áng k∫ so vÓi sÏ Á MIMO TAS/DSTC
DF No Perfect ˜Ìng cong tø lª BER cıa hª thËng
TAS/DSTC DF BF g¶n nh˜ rßt sát vÓi ˜Ìng cong tø lª
BER cıa hª thËng TAS/DSTC DF Perfect S¸ c£i thiªn
ph©m chßt ó là do tín hiªu thu t§i nút ích hª thËng
˜Òc ∑ xußt TAS/DSTC DF BF nhÌ s˚ dˆng kˇ thu™t
BF ã không xußt hiªn thành ph¶n nhiπu ISI so vÓi hª
thËng TAS/DSTC DF No Perfect
EbN0 in dB
10-6
10 -5
10-4
10 -3
10-2
10 -1
10 0
Hình 3 So sánh tø lª BER cıa hª thËng TAS/DSTC DF trong tr˜Ìng hÒp s˚ dˆng BF và không s˚ dˆng BF.
V KòT LUäN Bài báo ã ∑ xußt s˚ dˆng kˇ thu™t BF cho hª thËng vô tuy∏n chuy∫n ti∏p hÒp tác TAS/DSTC, trong
ó nút chuy∫n ti∏p không c¶n gi£i mã chính xác hoàn toàn tín hiªu nh™n ˜Òc t¯ nút nguÁn Hª thËng ∑ xußt TAS/DSTC DF BF có kh£ n´ng lo§i b‰ hiªu qu£ thành ph¶n nhiπu ISI sinh ra do hiªn t˜Òng các nút chuy∫n ti∏p gi£i mã không chính xác hoàn toàn tín hiªu nh™n
˜Òc t¯ nút nguÁn do ó c£i thiªn ˜Òc t´ng ích phân t™p hÒp tác do viªc s˚ dˆng mã DSTC mang l§i Các phân tích l˛ thuy∏t và k∏t qu£ mô ph‰ng Monte-Carlo
ã ch˘ng minh gi£i pháp s˚ dˆng kˇ thu™t BF cho hª thËng TAS/DSTC là kh≠c phˆc tËt £nh h˜ng cıa nhiπu ISI do hiªn t˜Òng gi£i mã tín hiªu t§i các nút chuy∫n ti∏p không hoàn h£o gây nên
TÀI LIõU THAM KHÉO [1] Jing, Yindi, and Babak Hassibi “Distributed space-time coding
in wireless relay networks,” IEEE Transactions on Wireless communications vol 5, pp 3524-3536, 2006.
[2] AlMofawez, et al “Distributed orthogonal space-time coding with relay selection,” in: Proc 6th Inter Confer on Telecom Systems, Services, and Applications (TSSA) IEEE, 2011 [3] Elazreg, Abdulghani, and Ahmad Kharaz “Sub-optimum detec-tion scheme for distributed closed-loop quasi orthogonal space time block coding in asynchronous cooperative two dual-antenna relay networks,” in: Proc Inter Wireless Internet Conference Springer, Cham, 2014.
[4] M.-T O El Astal and J C Olivier, “Distributed closed-loop extended orthogonal STBC: improved performance in imperfect synchronization,” in: Proc Inter Symposium on Personal Indoor and Mobile Radio Comm (PIMRC), 2013, pp 1941-1945 [5] W M Qaja, A M Elazreg, and J A Chambers, “Near-optimum detection scheme with relay selection technique for asynchronous cooperative relay networks,” IET Communications, vol 8, pp 1347-1354, 2014.
Trang 6[6] T T Nghiep, P V Bien, and N H Minh, “Improving
perfor-mance of the asynchronous cooperative relay networks with
max-imum ratio combining and transmit antenna selection technique,”
VNU Journal of Science: Comp Science & Com Eng., vol 33,
pp 27-34, 2017.
[7] W M Qaja, A M Elazreg, and J A Chambers,
“Near-Optimum Detection for Use in Closed-Loop Distributed Space
Time Coding with Asynchronous Transmission and Selection of
Two Dual-Antenna Relays,” in: Proc Wireless Confer (EW),
Guildford, UK, 2013.
[8] D C Gonzalez, J C S Santos Filho, and D B da Costa,
“A distributed transmit antenna selection scheme for fixed-gain
multi-antenna AF relaying systems,” in: Proc Inter Confer on
Cognitive Radio Oriented Wireless Networks and Comm 2014,
pp 254-259.
[9] D A Gore and A J Paulraj, “MIMO antenna subset selection
with space-time coding,” IEEE Trans on signal processing, vol.
50, pp 2580-2588, 2002.