Khảo sát sự ảnh hưởng của phần cứng không hoàn hảo lên mạng chuyển tiếp đa chặng trong các môi trường Fading khác nhau

Bài viết khảo sát hệ thống mạng vô tuyến chuyển tiếp đa chặng với sự ảnh hưởng của phần cứng không hoàn hảo. Thông tin trong hệ thống truyền thông đa chặng được truyền từ nguồn tới đích thông qua các nút chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật giải mã-chuyển tiếp DF (Decodeand-Forward). Hiệu năng của hệ thống khảo sát được phân tích và đáng giá thông qua tham số xác suất dừng OP và dung lượng kênh Shannon trung bình trong mô hình kênh truyền Nakagamim và kênh truyền Rician. Kết quả mô phỏng Monte-Carlo cho thấy phù hợp chính xác với kết quả phân tích lý thuyết. Mời các bạn cùng tham khảo!

Hội ThảoQuốc QuốcGia Gia 2015 2015 về Điện Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) Hội Thảo ĐiệnTử, Tử, Truyền TruyềnThông ThôngvàvàCông Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) Khảo Sát Sự Ảnh Hưởng Của Phần Cứng Khơng Hồn Hảo Lên Mạng Chuyển Tiếp Đa Chặng Trong Các Môi Trường Fading Khác Nhau Phạm Minh Quang, Trần Trung Duy Võ Nguyễn Quốc Bảo Phịng Thí Nghiệm Thơng Tin Vơ Tuyến Học Viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng Email: {phamminhquang,trantrungduy,baovnq}@ptithcm.edu.vn Tóm tắt nội dung—Trong báo này, khảo sát hệ thống mạng vô tuyến chuyển tiếp đa chặng với ảnh hưởng phần cứng khơng hồn hảo Thơng tin hệ thống truyền thông đa chặng truyền từ nguồn tới đích thơng qua nút chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật giải mã-chuyển tiếp DF (Decodeand-Forward) Hiệu hệ thống khảo sát phân tích đáng giá thông qua tham số xác suất dừng OP dung lượng kênh Shannon trung bình mơ hình kênh truyền Nakagamim kênh truyền Rician Kết mô Monte-Carlo cho thấy phù hợp xác với kết phân tích lý thuyết Index Terms—chuyển tiếp đa chặng, xác suất dừng, dung lượng kênh Shannon, phần cứng không hồn hảo I GIỚI THIỆU Ngày nay, mạng truyền thơng không dây đem lại nhiều ứng dụng cho người dùng nhờ vào tiện ích mà mang lại, yêu cầu mở rộng vùng phủ sóng chất lượng dịch vụ ngày nâng cao Nhiều kỹ thuật áp dụng để nâng cao hiệu hệ thống mạng truyền thông vô tuyến như: vô tuyến nhận thức, truyền thông hợp tác, mạng chuyển tiếp, kỹ thuật thu thập lượng Kỹ thuật vô tuyến nhận thức đề xuất tác giả Mitola [1], nhằm mục đích nâng cao dung lượng cho hệ thống mạng vô tuyến khan tài nguyên phổ [2] Vô tuyến nhận thức cho phép chia sẻ cách linh hoạt tài nguyên phổ nút mạng với nhau, dựa thông tin kênh truyền biết trước Bên cạnh đó, phương pháp sử dụng để tăng chất lượng dịch vụ QoS việc truyền liệu lớp vật lý kỹ thuật truyền thông cộng tác [3] Các nút chuyển tiếp (relay) sử dụng hệ thống truyền thông vô tuyến nhằm mục đích mở rộng vùng phủ sóng, tăng độ tin cậy cải thiện chất lượng dịch vụ đến người dùng, nhờ vào giá thành rẻ triển khai linh hoạt hệ thống nút mạng chuyển tiếp Nhiều nghiên cứu lý thuyết thực tế mạng vô tuyến chuyển tiếp công bố thập niên vừa qua [4]–[8] Trong báo cáo [5], hiệu hệ thống truyền thông vô tuyến với nút chuyển tiếp có độ lợi cố định trình bày Các loại relay khác nghiên cứu khảo sát sử dụng cho mạng WiMAX hệ thống thông tin di động LTE [7] Tuy nhiên, nghiên cứu liên quan đến truyền thống vô tuyến hầu hết giả sử phần cứng thiết bị hoàn hảo Thực tế là, phần cứng thiết bị truyền thơng vơ tuyến khơng hồn hảo thực tế, nhiễu pha, không cân I/Q khơng tuyến tính khuếch đại [9][13] Cỏc nghiờn cu cụng b ca tỏc gi Bjăornson tác giả khác thực đánh giá hiệu mơ hình chuyển tiếp hai chặng tác động phần cứng khơng hồn hảo [9], [10] Sự khơng hồn hảo phần cứng thiết bị gây can nhiễu đến tín hiệu thu phát, ảnh hưởng đến hiệu hệ thống truyền thông vô tuyến [14]–[16] Ảnh hưởng phần cứng không lý tưởng lên hiệu bảo mật hệ thống MIMO nhận thức phân tích, nút chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật truyền bán song cơng song cơng mơ hình kênh truyền Rayleigh [17] Trong [18], hiệu mạng truyền thông chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật khuếch đại-chuyển tiếp AF (Amplify-andForward) hai chiều phân tích trường hợp phần cứng khơng hồn hảo Trong báo này, chúng tơi trình bày khảo sát mơ hình mạng chuyển tiếp đa chặn môi trường fading với phần cứng khơng hồn hảo Các cơng trình nghiên cứu trước tập trung chủ yếu vào nghiên cứu hiệu hệ thống truyền thông kênh truyền Rayleigh Trong báo cáo [13], tác giả nghiên cứu hiệu hệ thống truyền thơng vơ tuyến hai chặn có ảnh hưởng phần cứng khơng hồn hảo nhiễu đồng kênh CCI (Co-Channel Interference) mơ hình kênh truyền fading Rayleigh Tuy nhiên, thực tế, hệ thống tryền thơng chuyển tiếp có kênh truyền có phân phối thống kê khác Vì vậy, chúng tơi trình bày kết nghiên cứu đánh giá hiệu hệ thống vô tuyến chuyển tiếp đa chặng mơ hình kênh truyền fading Nakagami-m kênh Rician, hai mơ hình kênh truyền có phân bố mang tính tổng quát hóa Chúng ta xác định hiệu kênh truyền vô tuyến đơn giản kênh truyền Rayleigh trường hợp đặc biệt mơ hình kênh truyền fading Nakagami-m hay kênh Rician Để đánh giá hiệu hệ thống khảo sát, giả sử đơn giản nút chuyển tiếp đặt khoảng cách từ nút nguồn đến nút đích Thơng tin từ nguồn truyền đích qua tất nút chuyển tiếp, nút chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật giải mã-chuyển tiếp DF (Decode-andForward) [4] Do đó, để hệ thống truyền thơng xun suốt, nút chuyển tiếp thuộc hệ thống phải đảm bảo thành công việc thu nhận phát chuyển tiếp thông tin đến nút chuyển tiếp hướng đích cuối Hiệu 471 ISBN: 978-604-67-0635-9 471 HộiHội Thảo Quốc Gia 2015 Công CôngNghệ NghệThông Thông (ECIT 2015) Thảo Quốc Gia 2015vềvềĐiện ĐiệnTử, Tử,Truyền TruyềnThơng Thơng TinTin (ECIT 2015) 1 Hình thiết bị thu nút Ni không hồn hảo, cơng thức (1) viết lại sau: M M-1 M yi = M Mơ hình chuyển tiếp đa chặng hệ thống khảo sát phân tích để đánh giá thơng qua hai thơng số quan trọng hệ thống xác suất dừng dung lượng kênh Chúng thực mô Monte-Carlo để thẩm tra kết phân tích lý thuyết Phần lại báo tổ chức sau: phần II, chúng tơi mơ tả mơ hình hệ thống đề xuất Trong phần III, đánh giá hiệu hệ thống đề xuất Phần IV cung cấp kết mô phân tích lý thuyết Cuối cùng, chúng tơi kết luận báo phần V II MƠ HÌNH KHẢO SÁT Đầu tiên, xem xét mơ hình hệ thống mạng vô tuyến nhận thức chuyển tiếp mô tả Hình Hệ thống bao gồm nút nguồn (N0 ), nút đích (NM ) nút chuyển tiếp Ni , số i chạy từ đến M − thể vị trí nút chuyển tiếp từ gần với nguồn N1 đến xa nguồn NM −1 Các nút chuyển tiếp Ni thực việc thu nhận tiến hiệu, giải mã, sau phát chuyển tiếp đến nút Ni+1 Để hệ thống truyền thông xuyên suốt, thông tin từ nguồn truyền thành cơng đến đích, tất cách nút chuyển tiếp Ni phải đảm bảo tiếp nhận liệu nguồn thành cơng Nói cách khác, mơ hình hệ thống truyền liệu từ nguồn N0 đến đích NM có truyền liệu từ nút Ni đến nút Ni+1 không thành công Bài báo tác giả xem xét mơ hình chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật giải mã chuyển tiếp DF (Decode-and-Forward) Nút N0 truyền liệu đến nút N1 khe thời gian thứ Nếu nút N1 giải mã thành công, nút thực thiện việc gửi liệu đến nút N2 khe thời gian thứ hai Quá trình lặp lại qua toàn nút chuyển tiếp đến đích Xét truyền nhận liệu chặng thứ i nút Ni−1 Ni , sử dụng mơ hình suy hao đơn giản, tín hiệu nhận Ni với phần cứng hồn hảo biểu diễn công thức sau: yi = P d−β i hi x + ν i , (1) đó, P công suất phát nút Ni−1 công suất phát tất nút khác), β biểu diễn hệ số suy hao đường truyền, hi di biểu diễn hệ số kênh truyền khoảng cách nút Ni−1 Ni , νi nhiễu Gauss cộng vào tín hiệu nhận nút Ni Từ cơng thức (1), ta xây dựng biểu thức tỷ số cơng suất tính hiệu nhiễu Ni−1 Ni sau: P d−β i |hi | γi = = Ψd−β i |hi | , N0 (2) với Ψ = P/N0 tỷ số công suất phát phương sai nhiễu Gauss N0 Nếu phần cứng thiết bị phát nút Ni−1 t r P d−β i hi x + ηi−1 + ηi + νi , (3) t t Trong công thức (3), ηi−1 nhiễu gây ηi−1 méo dạng từ phần cứng thiết bị phát nút Ni−1 thiết t t ηi−1 mơ hình bị thu nút Ni Nhiễu ηi−1 nhiễu Gauss với giá trị trung bình phương sai κti−1 κri P |hi |2 (xem tài liệu [13], [17]), đó, κti−1 κri số dương mô tả độ suy hao phần cứng thiết bị phát nút Ni−1 thiết bị thu nút Ni Khi đó, tỷ số cơng suất tín hiệu nhiễu tức thời viết tương tự [19], [20]: γi = Ψd−β i |hi | θi Ψd−β i |hi | + (4) , đó, θi = κti−1 + κri tổng suy hao phần cứng Nghiên cứu trình bày báo khảo sát mơ hình chuyển tiếp đa chặng sử dụng kỹ thuật giải mã chuyển tiếp Do đó, tỷ số cơng suất tín hiệu nhiễu từ đầu cuối đến đầu cuối tính công thức sau: γe2e = = i=1,2, ,M i=1,2, ,M (γi ) Ψd−β i |hi | θi Ψd−β i |hi | + (5) Kế tiếp ta xét đến dung lượng kênh Shanon tức thời C hệ thống sử dụng M chặng định nghĩa bởi: Ce2e = log2 (1 + γe2e ) , M (6) đó, hệ số 1/M cho biết hệ thống sử dụng M khe thời gian để truyền liệu III ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG Trong báo nghiên cứu này, hiệu hệ thống nghiên cứu đánh giá thông qua hai tham số quan trọng: xác suất dừng (Outage Probability (OP)) dung lượng kênh Shanon trung bình (Average Channel Capacity (CC)) kênh truyền fading khác A Xác suất dừng (OP) dung lượng kênh Shannon trung bình (CC) Một tham số đánh giá hiệu quan trọng cho hệ thống xác suất dừng, định nghĩa xác suất mà dung lượng kênh tức thấp tốc độ cho phép Xác suất dừng từ đầu cuối đến đầu cuối hệ thống truyền thông đa chặng tính cách tổng quát sau: OP = Pr [Ce2e < Rth ] = Fγe2e (ρth ) (7) Trong công thức (7), Rth ngưỡng tốc độ dừng, ρth = 2M Rth − ngưỡng dừng tỷ số tín hiệu nhiễu Fγe2e (ρth ) ký hiệu hàm phân phối tích luỹ (CDF) biến ngẫu nhiên γe2e Giả sử chặng từ nguồn đến đích 472 472 Hội Thảo Thảo Quốc Quốc Gia Tử, Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)2015) Hội Gia2015 2015vềvềĐiện Điện Tử,Truyền Truyền Thông Công Nghệ Thông Tin (ECIT độc lập, thay kết công thức (5) vào công thức (7), xác suất dừng hệ thống viết lại: OP = Fγe2e (ρth ) = Pr Ψd−β i |hi | θi Ψd−β i |hi | + Ψd−β i |hi | =1− − Pr i=1 M − Pr (1 − θi ρth ) γi < i=1 ≥ ρth θi Ψd−β i |hi | + < ρth dβi ρth Ψ (8) , đó, γi = |hi |2 độ lợi kênh truyền chặng thứ i Xét riêng xác suất cơng thức (8), ta có: OP = Fγe2e (ρth )   1, = Fγi = ρth ≥ 1/θi , dβ i ρth Ψ(1−θi ρth ) (9) , ρth < 1/θi , max i=1,2, ,M dβ i ρth Ψ(1−θi ρth ) CC = ρth ≥ 1/θmax , (10) CC =E {Ce2e } = M ln +∞ Γ(mi ) ρth ≥ 1/θmax , , ρth < 1/θmax (14) M γ (mi ,mi dβ i x/Ψ/(1−θi x)) Γ(mi ) 1− i=1 dx 1+x ln (1 + x) fγe2e (x) dx , (11) (15) Ở đây, tích phân cơng thức (15) dễ dàng tính phần mềm máy tính MATLAB hay MATHEMATICA 2) Kênh Rician: Đối với kênh truyền Rician, hàm CDF độ lợi kênh γi xác định sau: Fγi (x) = − Q1 2Ki , (1 + Ki ) x , (16) với Ki hệ số Rician chặng thứ i Q1 (., ) hàm Marcum-Q Kết hợp (16) (10), OP đưa bên dưới: với E {.} ký hiệu tốn tử tính giá trị trung bình fγe2e (x) hàm mật độ xác suất biến ngẫu nhiên γe2e Để đánh giá hiệu hệ thống, việc quan trọng tìm hàm CDF Fγe2e (x) Nếu xác định hàm CDF Fγe2e (x), hàm mật độ xác suất (PDF) fγe2e (x) tính cách lấy đạo hàm Fγe2e (x) theo x Tuy nhiên, có hàm CDF Fγe2e (x), sử dụng tích phân phần cho (11), ta viết lại CC dạng sau: 1/θmax β mi d ρth i Ψ(1−θi ρth ) γ mi , (θi ) mức suy hao phần cứng lớn M ln 1− M ln , ρth < 1/θmax , tồn chặng Cơng thức (10) cho thấy ngưỡng dừng ρth lớn 1/θmax , hệ thống khảo sát bị dừng bất chấp thơng số cịn lại Tiếp theo, dung lượng kênh trung bình hệ thống CC biểu diễn cơng thức (11) bên CC = i=1 1/θmax i=1 với θmax =  1 − M Sử dụng (14) cho (12), ta tính xác dung lượng kênh trung bình CC cơng thức số (15) đây, Fγi (.) hàm CDF biến ngẫu nhiên γi Thay (9) vào (8), ta có: OP = Fγe2e (ρth )  1, M = − Fγi 1 − (13) đó, Γ(.) γ (., ) kí hiệu hàm Gamma [21, eq (8.310.1)] hàm Gamma khơng hồn chỉnh [21, eq (8.350.1)]; với mi hệ số kênh fading Nakagami-m chặng i Trong báo này, để đơn giản tính tốn, ta giả sử giá trị trung bình γi (E {γi } = 1) Thay (13) vào (10), xác suất dừng OP mơ hình khảo sát tính biểu thức dạng tường minh sau: dβ ρth Pr (1 − θi ρth ) γi < i Ψ 1, γ (mi , mi x) , Γ(mi ) Fγi (x) = Ψd−β i |hi | 1) Kênh Nakagami-m: Trong mơ hình kênh truyền này, hi hệ số kênh truyền fading Nakagami-m độ lợi kênh truyền biến ngẫu nhiên có phân bố Gamma Hàm CDF CDF Fγe2e (x) đưa sau: θi Ψd−β i |hi | + i=1,2, ,M M =1− < ρth i=1,2, ,M = − Pr B Kênh truyền Fading − Fγe2e (x) dx 1+x OP = Fγe2e (ρth )  1,     M √ = 1− Q1 2Ki ,    i=1 (1 + Ki ) dβ ρ i th × Ψ(1−θ i ρth )  ρth ≥ 1/θmax , , ρth < 1/θmax (17) Rồi thì, dung lượng kênh trung bình đưa dạng tích phân lớp: (12) 1/θmax CC = Ở phần tiếp theo, khảo sát kênh truyền fading khác kênh Nakagami-m kênh Rician Đây kênh truyền tổng quát thông dụng thực tế M ln 473 Q1 i=1 √ 2Ki , dβ x i (1 + Ki ) Ψ(1−θ i x) 1+x 473 M dx (18) Thảo Quốc Gia 2015vềvềĐiện ĐiệnTử, Tử,Truyền TruyềnThông Thông TinTin (ECIT 2015) HộiHội Thảo Quốc Gia 2015 Cơng CơngNghệ NghệThơng Thơng (ECIT 2015) Hình Xác suất dừng (OP) vẽ hàm Ψ = P/N0 (dB) M = , Rth = 0.8, κ = 0.05 m = 1, 1.5, Cuối phần này, xét trường hợp đặc biệt kênh fading Rayleigh Ta dễ dàng thấy hệ số mi = (hoặc Ki = 0), kênh truyền Nakagami-m (hoặc kênh Rician) trở thành kênh Rayleigh Lúc đó, xác suất dừng dung lượng kênh Shannon trung bình thu gọn (19) (20): OP = Fγe2e (ρth )  1, = 1 − exp − CC = M ln M i=1 ρth ≥ 1/θmax , dβ i ρth , ρth < 1/θmax Ψ(1−θi ρth ) 1/θmax exp − M i=1 dβ i x Ψ(1−θi x) 1+x dx (19) (20) IV KẾT QUẢ Trong phần này, thực mô MonteCarlo để kiểm chứng công thức trình bày phần III Mơi trường mơ hệ trục tọa độ chiều Ox, ta đặt nút N0 , N1 , , NM cho hai nút kề cách khoảng 1/M Tức là, tọa độ nút Ni (i = 0, 1, 2, , M ) hệ trục tọa độ i/M khoảng cách hai nút Ni Ni+1 di = 1/M Để đơn giản cho tiến trình mơ phỏng, chúng tơi giả sử hệ số suy hao đường truyền (β = 4), hệ số kênh truyền Nakagami-m chặng m (mi = m), hệ số kênh Rician tất chặng K (Ki = K) tổng suy hao phần cứng chặng θ (θi = θ) Trong hình vẽ 2, xác suất dừng hệ thống vẽ theo biến thiên Ψ (P/N0 )(từ -10 dB đến 10 dB) kênh truyền Nakagami-m Các thơng số khác hình vẽ Hình Dung lượng kênh trung bình (CC) vẽ hàm Ψ = P/N0 (dB) M = , κ ∈ {0, 0.02, 0.05} m = thiết lập sau: số chặng (M = 3), tốc độ ngưỡng 0.8 (Rth = 0.8), hệ số suy hao phần cứng (κ = 0.05) hệ số kênh Nakagami-m 1, 1.5 (m = 1, 1.5, 2) Quan sát từ hình vẽ, ta thấy xác suất dừng OP giảm theo chiều tăng tỷ lệ cơng suất tín hiệu nhiễu Ψ Hơn nữa, OP mơ hình khảo sát giảm hệ số kênh Nakagami-m (m) tăng Hình vẽ khảo sát ảnh hưởng mức độ suy hao phận cứng lên dung lượng kênh trung bình hệ thống kênh Nakagami-m Các thông số mô hình vẽ cố định sau: M = 2, κ = 0, 0.02, 0.05 m = Từ hình vẽ, ta có nhận xét dung lượng CC giảm đáng kể với gia tăng hệ số κ Hơn nữa, hình vẽ số cho ta thấy hệ số κ khác 0, dung lượng CC bị bão hoà giá trị Ψ lớn Trong hình vẽ 4, chúng tơi vẽ giá trị OP theo gia tăng hệ số suy hao phần cứng κ kênh truyền Rician với thông số thiết kế M = 3, Rth = 1, Ψ = dB K = 1.5 Nhìn vào hình vẽ 4, ta thấy giá trị OP tăng theo giá trị κ OP giảm hệ số kênh Rician tăng Hơn nữa, chứng minh κ lớn tỷ lệ nghịch ngưỡng dừng (1/θmax ) hệ thống ln ln dừng Đó lý giá trị κ lớn OP hệ thống ln Hình vẽ cuối cùng, hình vẽ số 5, miêu tả dung lượng kênh trung bình CC theo số chặng M môi trường fading Rayleigh với thông số hệ thống Ψ = −5.5 dB κ = 0.05 Rõ ràng rằng, số chặng M ảnh hưởng đến hiệu hệ thống Thứ nhất, số chặng nhỏ khoảng cách hai nút gần kề tăng (1/M tăng) giảm hiệu truyền liệu chặng Ở chiều ngược lại, tăng số chặng M lên, ta nâng cao độ tin cậy việc truyền liệu chặng, nhiên dung lượng tồn trình giảm tốc độ truyền liệu chia cho số chặng M (xem công thức số (6)) Như thấy từ hình vẽ số 5, dung 474 474 Thảo Quốc Gia2015 2015về vềĐiện Điện Tử, Tử,Truyền Truyền Thông Thông Thông TinTin (ECIT 2015) HộiHội Thảo Quốc Gia vàCông CôngNghệ Nghệ Thông (ECIT 2015) chuyển tiếp đa chặng sử dụng nút mạng giải mã chuyển tiếp Cụ thể, đưa biểu thức tính xác hiệu xác suất dừng dung lượng kênh Shannon trung bình kênh truyền tổng quát Nakagami-m Rician Sự xác phân tích lý thuyết kiểm chứng mơ máy tính Hơn nữa, kết đưa đặc tính hệ thống mà từ giúp cho nhà thiết kế mạng sử dụng việc tối ưu hệ thống Cuối cùng, nghiên cứu tập trung vào hệ thống đa chặng đường từ nguồn tới đích, việc triển khai hệ thống đa chặng nhiều đường (multi-path) mơ hình kênh tổng qt cơng việc tương lai LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển khoa học công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 102.012014.33 Hình Xác suất dừng (OP) vẽ hàm κ M = , M = 3, Rth = 1, Ψ = dB K = 1.5 Hình Dung lượng kênh trung bình (CC) vẽ hàm M (dB) Ψ = −5.5 dB κ = 0.05 lượng trung bình biến thiên theo thay đổi số chặng Hơn nữa, tồn giá trị M mà dung lượng hệ thống lớn Cụ thể, Ψ = −5 dB số chặng tốt 3, trường hợp lại số chặng tối ưu Cuối cùng, muốn nhấn mạnh tất hình vẽ thể hiện, kết mơ kết lý thuyết trùng với nhau, điều minh chứng cho phân tích chúng tơi phần III xác V KẾT LUẬN Trong báo này, nghiên cứu kỹ ảnh hưởng phần cứng khơng hồn hảo lên hiệu hệ thống TÀI LIỆU [1] J Mitola and J Maguire, G.Q., “Cognitive radio: making software radios more personal,” Pers Commun., IEEE, vol 6, no 4, pp 13–18, Aug 1999 [2] A Goldsmith, S Jafar, I Maric, and S Srinivasa, “Breaking spectrum gridlock with cognitive radios: An information theoretic perspective,” Proc of the IEEE, vol 97, no 5, pp 894–914, May 2009 [3] J Laneman and G W Wornell, “Distributed space-time-coded protocols for exploiting cooperative diversity in wireless networks,” Inf Theory, IEEE Trans on, vol 49, no 10, pp 2415–2425, Oct 2003 [4] J Laneman, D Tse, and G W Wornell, “Cooperative diversity in wireless networks: Efficient protocols and outage behavior,” Inf Theory, IEEE Trans on, vol 50, no 12, pp 3062–3080, Dec 2004 [5] M Hasna and M.-S Alouini, “A performance study of dual-hop transmissions with fixed gain relays,” Wireless Commun., IEEE Trans on, vol 3, no 6, pp 1963–1968, Nov 2004 [6] ——, “Harmonic mean and end-to-end performance of transmission systems with relays,” Commun., IEEE Trans on, vol 52, no 1, pp 130–135, Jan 2004 [7] Y Yang, H Hu, J Xu, and G Mao, “Relay technologies for wimax and lte-advanced mobile systems,” Commun Mag., IEEE, vol 47, no 10, pp 100–105, Oct 2009 [8] Y Hua, D W Bliss, S Gazor, Y Rong, and Y Sung, “Guest editorial theories and methods for advanced wireless relays, issue i,” Sel Areas in Commun., IEEE J on, vol 30, no 8, pp 1297–1303, Sept 2012 [9] E Bjornson, A Papadogiannis, M Matthaiou, and M Debbah, “On the impact of transceiver impairments on af relaying,” in Acoustics, Speech and Signal Process (ICASSP), 2013 IEEE Int Conf on, May 2013, pp 4948–4952 [10] E Bjornson, J Hoydis, M Kountouris, and M Debbah, “Hardware impairments in large-scale miso systems: Energy efficiency, estimation, and capacity limits,” in Digital Signal Process (DSP), 2013 18th Int Conf on, Jul 2013, pp 1–6 [11] E Bjornson, M Matthaiou, and M Debbah, “A new look at dual-hop relaying: Performance limits with hardware impairments,” Commun., IEEE Trans on, vol 61, no 11, pp 4512–4525, Nov 2013 [12] E Bjornson, J Hoydis, M Kountouris, and M Debbah, “Massive mimo systems with non-ideal hardware: Energy efficiency, estimation, and capacity limits,” Inf Theory, IEEE Trans on, vol 60, no 11, pp 7112– 7139, Nov 2014 [13] T T Duy, T Duong, D Benevides da Costa, V N Q Bao, and M Elkashlan, “Proactive relay selection with joint impact of hardware impairment and co-channel interference,” Commun., IEEE Trans on, vol 63, no 5, pp 1594–1606, May 2015 [14] L Feng and W Namgoong, “Spc09-4: A hardware impairment compensation scheme with cascaded adaptive filters,” in Global Telecommun Conf., 2006 GLOBECOM ’06 IEEE, Nov 2006, pp 1–6 [15] U Gustavsson, C Sanchez-Perez, T Eriksson, F Athley, G Durisi, P Landin, K Hausmair, C Fager, and L Svensson, “On the impact of hardware impairments on massive mimo,” in Globecom Workshops (GC Wkshps), 2014, Dec 2014, pp 294–300 475 475 Hội Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) Hội Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) [16] M Lei, I Lakkis, C.-S Sum, T Baykas, J.-Y Wang, M Rahman, R Kimura, R Funada, Y Shoji, H Harada, and S Kato, “Hardware impairments on ldpc coded sc-fde and ofdm in multi-gbps wpan (ieee 802.15.3c),” in Wireless Commun and Networking Conf., 2008 WCNC 2008 IEEE, Mar 2008, pp 442–446 [17] T T Duy, V N Q Bao, and T Duong, “Secured communication in cognitive mimo schemes under hardware impairments,” in Advanced Tech for Commun (ATC), 2014 Int Conf on, Oct 2014, pp 109–112 [18] N H Nhat, V N Q Bao, N L Trung, and M Debbah, “Relay selection in two-way relaying networks with the presence of hardware impairment at relay transceiver,” in Advanced Tech for Commun (ATC), 2014 Int Conf on, Oct 2014, pp 616–620 [19] T T Duy, N Q Dien, L G Thien, V N Q Bao, and T Hanh, “Downlink cooperative transmission with transmit antenna selection, hardware noises and non-independent co-channel interferences,” in The Nafosted Conf on Inf and Comp Scien (NICS), 2015 Int Conf on, Sept 2015, pp 316–321 [20] T T Duy, P M Quynh, V N Q Bao, T Hanh, and D T Hung, “An incremental cooperative solution for multicast cognitive network under joint impact of hardware impairment and interference constraint,” in The Nafosted Conf on Inf and Comp Scien (NICS), 2015 Int Conf on, Sept 2015, pp 310–315 [21] I S Gradshteyn and I M Ryzhik, Table of integrals, series, and products, 7th ed Elsevier/Academic Press, Amsterdam, 2007, translated from the Russian, Translation edited and with a preface by Alan Jeffrey and Daniel Zwillinger, With one CD-ROM (Windows, Macintosh and UNIX) 476 476 ... | + (4) , đó, θi = κti−1 + κri tổng suy hao phần cứng Nghiên cứu trình bày báo khảo sát mơ hình chuyển tiếp đa chặng sử dụng kỹ thuật giải mã chuyển tiếp Do đó, tỷ số cơng suất tín hiệu nhiễu... Hơn nữa, OP mơ hình khảo sát giảm hệ số kênh Nakagami-m (m) tăng Hình vẽ khảo sát ảnh hưởng mức độ suy hao phận cứng lên dung lượng kênh trung bình hệ thống kênh Nakagami-m Các thơng số mơ hình... kết luận báo phần V II MƠ HÌNH KHẢO SÁT Đầu tiên, xem xét mơ hình hệ thống mạng vơ tuyến nhận thức chuyển tiếp mơ tả Hình Hệ thống bao gồm nút nguồn (N0 ), nút đích (NM ) nút chuyển tiếp Ni , số