Phân tích hiệu năng của hệ thống truyền thông chuyển tiếp đường lên với thu thập năng lượng và kết hợp lựa chọn tại nút đích

Bài viết đề xuất mô hình truyền thông hai chặng đường lên với phương thức giải mã và chuyển tiếp (Decode and Forward-DF), ở đó nút chuyển tiếp hoạt động dựa trên cơ sở thu thập năng lượng bức xạ từ tần vô tuyến (RF) để cấp nguồn sử dụng cấu trúc chuyển mạch thời gian (TS). Nút đích được cấu hình nhiều anten và sử dụng kỹ thuật kết hợp lựa chọn (Selection Combining - SC) để nâng cao hiệu năng của hệ thống. Mời các bạn cùng tham khảo!

Thảo QuốcGia Gia2015 2015 về Điện Điện Tử, Truyền Thông Nghệ Thông Tin Tin (ECIT 2015) HộiHội Thảo Quốc Tử, Truyền ThơngvàvàCơng Cơng Nghệ Thơng (ECIT 2015) Phân Tích Hiệu Năng Hệ Thống Truyền Thông Chuyển Tiếp Đường Lên với Thu Thập Năng Lượng Kết Hợp Lựa Chọn Nút Đích Trần Mạnh Hồng∗ , Nguyễn Thị Thái Hòa † , Trần Trung Duy ‡ , Võ Nguyễn Quốc Bảo ∗ ‡ Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự (email: hoangsqtt@gmail.com) Đại Học Thông Tin Liên Lạc, Khánh Hịa (email: thaihoa.nhatrang@gmail.com) ‡ Phịng Thí Nghiệm Thơng Tin Vơ Tuyến (WCOMM) Học Viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng Cơ Sở TP Hồ Chí Minh (e-mail: {trantrungduy,baovnq}@ptithcm.edu.vn) † Tóm tắt nội dung—Trong báo này, chúng tơi đề xuất mơ hình truyền thơng hai chặng đường lên với phương thức giải mã chuyển tiếp (Decode and Forward-DF), nút chuyển tiếp hoạt động dựa sở thu thập lượng xạ từ tần vô tuyến (RF) để cấp nguồn sử dụng cấu trúc chuyển mạch thời gian (TS) Nút đích cấu hình nhiều anten sử dụng kỹ thuật kết hợp lựa chọn (Selection Combining - SC) để nâng cao hiệu hệ thống Chúng tơi phân tích xác suất dừng hệ thống kênh truyền pha-đinh Rayleigh sử dụng phương pháp mô Monte Carlo phần mềm Matlab thực để kiểm chứng kết phân tích lý thuyết Từ khố - Truyền thơng chuyển tiếp, thu thập lượng, nguồn chiều I GIỚI THIỆU Hiện nay, thông tin vô tuyến di động ngày sử dụng rộng rãi trở thành nhu cầu thiết yếu người Các thiết bị nhỏ gọn trang bị nhiều cảm biến cho phép hỗ trợ người nhiều hoạt động hàng ngày Một khó khăn cho thiết bị thơng tin di dộng nguồn lượng sử dụng Công nghệ pin giúp thiết bị hoạt động khoản thời gian giới hạn [1] Để giải toán trên, nhà khoa học năm gần quan tâm đến kỹ thuật thu thập lượng từ sóng vơ tuyến [2], [3] Ý tưởng kỹ thuật sử dụng lượng tín hiệu băng tần vơ tuyến, thu máy thu, chuyển đổi thành nguồn điện chiều (DC), cung cấp lượng cho thiết bị thu/phát [4] Cơng nghệ cho phép hệ thống trì hoạt động bình thường kéo dài thời gian sống mạng khơng phụ thuộc vào việc cấp nguồn nay, đặc biệt lý tưởng cho mạng vô tuyến hoạt động môi trường khắc nghiệt mà việc thay nạp lại pin gặp nhiều khó khăn [5] Tuy nhiên, hiệu suất chuyển dổi hiệu ứng suy hao đường truyền, lượng thu thập không lớn dẫn đến vùng phủ sóng máy phát thu thập lượng khơng lớn [5] Khi đó, việc sử dụng kỹ thuật truyền thông hợp tác [6] kỹ thuật chuyển tiếp [7] cho mạng thu thập lượng cần thiết với số nghiên cứu tiêu biểu [8]–[13] Cụ thể, báo [8], tác giả xem xét hệ thống MIMO (Multi Input Multi Output) chuyển tiếp, nghiên cứu cân tối ưu, biến đổi lượng tốc độ thông tin tiền mã hóa Với tốn tối ưu phân chia công suất (cho xử lý thông tin mức lượng thu thập) hệ thống đạt hiệu suất lượng tối đa cho nút nguồn nút chuyển tiếp Nhưng đây, tác giả chưa đánh giá thông số hiệu suất hệ thống, theo phương diện truyền dẫn xác suất lỗi dung lượng kênh Trong báo [9], tác giả khảo sát hệ thống đa người dùng nhiều chặng, với việc biến đổi lượng thông tin đồng thời Bài báo [9] giả sử rằng, nút chuyển tiếp thực đồng thời, xử lý thơng tin trích phần tín hiệu thu để chuyển đổi thành lượng cung cấp nguồn cho hệ thống hoạt động Nghiên cứu mơ hình chuyển tiếp đơn giản hai chặng đề xuất [10] sử dụng phương thức giải mã chuyển tiếp (Decode and Forward-DF), kết hợp thu thập lượng từ can nhiễu từ mơi trường xung quanh Như vậy, tín hiệu can nhiễu vào hệ thống khoảng thời gian thu thập trở nên có ích, khoảng thời gian dành cho xử lý thơng tin báo chưa xem xét đến can nhiễu Bài báo [11], [12] nghiên cứu giao thức lựa chọn nút chuyển tiếp mạng thu thập lượng giải tốn xác định vị trí tối ưu nút chuyển tiếp mạng hai chặng nhằm mục đích cực đại hiệu suất hệ thống Cụ thể [11], tác giả phân tích hệ thống lựa chọn nút chuyển tiếp, để cân hiệu suất lượng máy thu với đại lượng cân lượng tin lượng thu thập Bài báo giải toán tối ưu hiệu suất hệ thống; đặc biệt, tác giả đưa biểu thức toán học tường minh để đánh giá hiệu hệ thống Kế thừa phát triển ý tưởng hệ thống truyền thông điểm-điểm, báo [13], tác giả xem xét phương thức khuếch đại chuyển tiếp (Amplify and Forward-AF), đó, nút chuyển tiếp có nguồn lượng hữu hạn, thực thu thập lượng từ tín hiệu vơ tuyến, dùng lượng tái tạo để cấp nguồn cho hoạt động chuyển tiếp thơng tin đến đích Trên sở hai cấu trúc máy thu chuyển mạch theo thời gian phân chia công suất, hai giao thức chuyển tiếp đề xuất báo có tên là: giao thức chuyển tiếp dựa vào chuyển mạch thời gian (Time Switching Relay) giao thức chuyển tiếp dựa sở phân chia công suất (Power Splitting Relay) Gần đây, 488 ISBN: 978-604-67-0635-9 488 Thảo QuốcGia Gia2015 2015về vềĐiện Điện Tử, Tử,Truyền Truyền Thông Thông Thông TinTin (ECIT 2015) HộiHội Thảo Quốc vàCông CôngNghệ Nghệ Thông (ECIT 2015) tác giả báo [14] đề xuất giao thức lựa chọn nút chuyển tiếp thu thập lượng dựa tiêu chí lượng mà nút chuyển tiếp thu thập Các kết phân tích giao thức lựa chọn nút chuyển tiếp cải thiện đáng kể hiệu hệ thống Trong báo này, đề xuất mô hình truyền thơng hai chặng cho đường truyền lên sử dụng kỹ thuật thu thập lượng vô tuyến với kỹ thuật lựa chọn anten phát nút đích Cụ thể báo này, thực phân tích hệ thống truyền thơng chuyển tiếp, nút trung gian có nguồn lượng hữu hạn, phải thực thu thập lượng từ tín hiệu vơ tuyến để sử dụng cho hoạt động chuyển tiếp liệu Hơn nữa, nút đích trang bị nhiều anten sử dụng kỹ thuật kết hợp chọn lựa để nâng cao hiệu giải mã liệu [15], [16] Bài báo đề xuất phương pháp cho phép xấp xỉ xác suất dừng hệ thống kênh truyền fading Rayleigh Hơn nữa, chúng tơi cịn thực mơ hệ thống máy tính phần mềm Matlab để kiểm chứng biểu thức toán học Các kết phân tích mơ cho thấy mơ hình đề xuất với kỹ thuật lựa chọn anten thu phía nút đích cho phép cải thiện đáng kể hiệu hệ thống kênh truyền fading Rayleigh Phần cịn lại báo trình bày sau Phần II trình bày mơ hình hệ thống Phần III phần đánh giá hiệu hệ thống dạng xác suất dừng Đây phần đề xuất phương pháp xấp xỉ cải thiện độ xác xác suất dừng hệ thống vùng tỷ lệ nhiễu thấp Phần IV phần sử dụng mô Monte Carlo phần mềm Matlab để kiểm chứng kết phân tích Phần III Phần V phần kết luận báo II MƠ HÌNH HỆ THỐNG  Hình  Nút đích cấu hình với M anten sử dụng kỹ thuật kết hợp phân tập lựa chọn trước giải điều chế tín hiệu Trong hệ thống này, giả sử tác động fading không thay đổi khung liệu, thay đổi cách độc lập khung liệu Thông tin trạng thái kênh chặng giả sử biết nút chuyển tiếp nút đích Gọi h gm với m = 1, 2, , M hệ số kênh truyền từ nút nguồn đến nút chuyển tiếp từ nút chuyển tiếp đến anten thứ m nút đích Xem xét kênh truyền fading 2 Rayleigh, độ lợi kênh truyền tương ứng, |h| |gm | , biến ngẫn nhiên có phân [ bố]hàm mũ với [ tham ] số đặc trưng λh λg , với λh = E |h|2 , λg = E |gm |2 E [.] toán tử kỳ vọng Nút chuyển tiếp thực theo phương thức giải mã chuyển tiếp, tức tin mà nút chuyển tiếp thu từ nút nguồn pha thứ nhất, giải mã, mã hóa lại phát đến nút đích nguồn lượng thu Giả sử lượng tiêu tốn cho trình giải mã mã hóa lại tín hiệu nút chuyển tiếp không đáng kể so với lượng để chuyển tiếp tín hiệu Hình minh họa cấu trúc thu thập lượng thực theo phương thức chuyển mạch thời gian khung liệu (Time Switching-TS) với thời gian αT sử dụng cho thu thập lượng thời gian lại (1 − α)T dùng cho xử lý thông tin Khi hệ thống đơn công, (1 − α)T /2 đơn vị thời gian dùng cho truyền liệu từ S đến R (1 − α)T /2 đơn vị thời gian lại dùng cho truyền liệu từ R đến D Sơ đồ khối máy thu lượng thông tin minh họa Hình Tín hiệu tần số vơ tuyến (Radio Frequency-RF) ngõ vào máy thu, phân chia thành hai phần, cấu trúc chuyển mạch thời gian giới thiệu trên, phần đưa mạch thu thập lượng phần dành cho xử lý thông tin1  Thu th lưng Nhn d liu t nút ngun Chuyn ti d liu đn nút đích Mơ hình hệ thống truyền thơng hai chặng thu thập lượng Xem xét hệ thống truyền thông vơ tuyến biểu diễn Hình 1, nút nguồn S truyền liệu tới nút đích D thông qua trợ giúp nút chuyển tiếp R Giả sử rằng, hệ thống khơng có đường truyền trực tiếp từ nút nguồn đến nút đích vùng phủ sóng nút nguồn bị giới hạn tồn vật cản nguồn nút đích Giả sử nút chuyển tiếp hoạt động hoàn toàn dựa vào lượng thu thập nghĩa khơng có thiết bị cung cấp nguồn cố định (ví dụ sử dụng pin mà định kỳ phải thay nạp lại) thực thu thập lượng từ tần số vơ tuyến chuyển đổi thành dịng chiều để cấp nguồn Nút nguồn nút chuyển tiếp trang bị anten hoạt động chế độ bán song cơng Hình Cấu trúc chuyển mạch thời gian khung liệu Máy thu lượng thực chỉnh lưu tín hiệu RF, thơng qua cấu trúc chỉnh lưu trình bày [3], đưa trực tiếp đến mạch nạp nguồn pin Tín hiệu thu nút chuyển tiếp yr (t) mơ hình biểu thức tốn học sau: √ yr (t) = Ps hs(t) + νR , (1) 489 489 Chi tiết cấu trúc trình bày kỹ HộiHội Thảo Quốc Gia vàCơng CôngNghệ Nghệ Thông (ECIT 2015) Thảo Quốc Gia2015 2015về vềĐiện Điện Tử, Tử,Truyền Truyền Thông Thông Thông TinTin (ECIT 2015) III PHÂN TÍCH XÁC SUẤT DỪNG Xác suất dừng hệ thống thông số hiệu quan trọng định nghĩa xác suất mà tỉ số tín hiệu nhiễu đầu cuối hệ thống thấp ngưỡng cho trước, γth Biểu diễn theo biểu thức tốn học, ta có OP = Pr(γe2e < γth ), (8) 2R γth = 1−α − với R tốc độ truyền mong muốn hệ thống Thay (7) vào (8), ta có Hình OP = − Pr [min (γ1 , γ2 ) ≥ γth ] ] [ γth (1 − α) γth (9) , |˜ g |2 > = − Pr |h|2 > Ps /N0 2αηPs /N0 |h|2 Sơ đồ khối máy thu thơng tin lượng Ps cơng suất phát trung bình nút nguồn, s(t) tín hiệu mã hóa nguồn νR nhiễu nội máy thu chuyển tiếp Giả sử nhiễu tất máy thu, nút chuyển tiếp R nút đích D, nhiễu trắng cộng tính chuẩn (AWGN) với trung bình khơng phương sai N0 Từ (1), ta có xác định mức lượng thu thập, Eh , nút chuyển tiếp khoảng thời gian αT Eh = ηPs |h|2 αT, (2) với η ∈ (0, 1) hiệu suất mạch điện tái tạo lượng với giả thiết lượng dùng cho mạch điện tái tạo không đáng kể Với lượng nhận (2), công suất phát mà nút chuyển tiếp sử dụng khoảng thời gian (1 − α)T /2 để truyền liệu đến nút đích Pr = 2αηPs |h|2 /(1 − α) (3) Xem xét anten thứ m nút đích, ta có tín hiệu nhận viết dạng sau: √ yD,m = Pr gm sˆ(t) + νm √ 2αηPs |h|2 gm s(t) + νm , = (4) (1 − α) Đặt X = |h|2 Y = |˜ g |2 sử dụng [19, (6-37)], ta viết lại (9) sau: ∫ ∞ ∫ ∞ OP = − fX (x)fY (y)dxdy, (10) γth Ps /N0 ϕ = γth (1 − α) / (2αηPs /N0 ) Trong (10), fX (x) fY (y) làm hàm mật độ phân bố xác suất X Y , cho sau [20, (2)]: ) ( x , (11) fX (x) = exp − λh λh fY (y) = Ps |h|2 N0 γ2 = với |˜ g| = max m=1,2, ,M g |2 2αηPs |h|2 |˜ , (1 − α) N0 (−1) m−1 ( ) ) ( M m my exp − λg m λg (12) Thay biểu thức (11) (12) vào (10) triển khai tích phân hai lớp, ta viết lại (10) thành (13) đầu trang phía sau Chú ý tích phân Ω (13) khơng tồn dạng đóng2 Sử dụng phương pháp tương tự [13], ta quan sát th thấy vùng tỷ lệ nhiễu lớn Psγ/N → 0, nên ta xấp xỉ Ω cách thay đổi cận tích phân từ γth Ps /N0 sau: ( ) M ∑ m−1 M OP ≈1 − (−1) λh m=1 m ) ) ( ( ∫ ∞ mϕ x dx × exp − exp − λh λg x � �� � (5) Sử dụng với kỹ thuật kết hợp chọn lựa nút đích, tỷ số tín hiệu nhiễu chặng thứ hai đưa bởi: M ∑ m=1 νm nhiễu trắng anten thứ m D sˆ phiên giải điều chế s R Từ biểu thức (1), ta xây dựng biểu thức tỷ số cơng suất tín hiệu nhiễu chặng từ S đến R sau: γ1 = ϕ x (14) Ω Sử dụng biến đổi [21, (3.324.1)], ta có ( ) M ∑ m−1 M (−1) OP ≈1 − γ¯1 m=1 m √ ( √ ) mϕ λh , × mϕ K1 λg λh λg (6) |gm |2 (15) Trong hệ thống chuyển tiếp DF, chặng yếu định hiệu hệ thống, ta viết tỷ số tín hiệu nhiễu tương đương hệ thống sau [7], [17], [18]: với Kn (.) hàm Bessel điều chỉnh loại hai [21, (8.407.1)] Xấp xỉ cho OP (15) hợp lý hệ thống hoạt động vùng tỷ lệ tín hiệu nhiễu cao, cụ thể Ps /N0 ≫ γth (7) Closed-form expression hay số tài liệu gọi dạng tường minh, nghĩa biểu diễn dạng hàm γe2e = (γ1 , γ2 ) 490 490 Thảo QuốcGia Gia2015 2015về vềĐiện Điện Tử, Tử,Truyền Truyền Thông Thông Thông TinTin (ECIT 2015) HộiHội Thảo Quốc vàCông CôngNghệ Nghệ Thông (ECIT 2015) ( ) ∫ ∞ ∫ ∞ ) ( ) ( M my m ∑ x m−1 M exp − dxdy (−1) exp − ϕ th λh m=1 λh λg m λg P γ/N x s ) ( )∫ ∞ ) ( ( M mϕ x ∑ m−1 M dx exp − (−1) exp − =1− γth λh m=1 λh λg x m Ps /N0 � �� � OP = − (13) Ω Khi mà thực tế nay, hệ thống thu thập lượng hầu hết hiệu suất cịn chưa cao dẫn đến cơng suất thu thập thấp gây sai lệch lớn cho OP vùng tỷ lệ tín hiệu nhiễu thấp [22] Trong báo này, đề xuất phương pháp tính dựa khai triển hàm mũ theo chuỗi vô hạn cụ thể sau [21, (1.211.1)] ( ) ∑ )t ∞ t( mϕ (−1) mϕ exp − = (16) λg x t! λg x t=0 10 10 -1 Thay (16) vào Ω, ta viết lại Ω sau: )t ∫ ∞ ) ( )t ( ∞ t( ∑ (−1) mϕ x exp − dx Ω= γ th t! λg λh x t=0 Ps /N0 (17) Sử dụng [21, (3.351.4)], ta có biểu thức Ω theo chuỗi vô hạn công thức (18) trình bày đầu trang sau với Ei(., ) hàm tích phân mũ [21, (3.351.2)] Cuối cùng, thay Ω vừa tính (18) vào (13), ta biểu thức xác suất dừng hệ thống (19) Tuy nhiên, biểu thức (19) thực tế khơng thể dùng để tính tốn phần mềm chứa chuỗi vơ hạn Trong tính tốn thực tế, phải xấp xỉ biểu thức (19) (20) cách sử dụng Nt thành phần chuỗi Số lượng Nt thành phần hợp lý khảo sát phần sau Nt = 10 -2 Nt = Nt = 10 Nt = 15 Nt = 20 10 -3 10 15 20 25 30 35 40 Hình Khảo sát ảnh hưởng số lượng thành phần chuỗi lên xác suất dừng hệ thống, α = 0.3, η = 0.75, R = 1, λh = λg = 1, M = 10 IV KẾT QUẢ MÔ PHỎNG Trong phần này, thực mô Monte Carlo nhằm hai mục đích: i) kiểm chứng tính xác phương pháp đề xuất kết phân tích phần ii) so sánh mơ hình để xuất so với mơ hình truyền thống để từ chứng minh ưu điểm mơ hình đề xuất iii) khảo sát ảnh hưởng số lượng anten phía máy thu lên hiệu hệ thống Trong Hình 4, chúng tơi khảo sát ảnh hưởng số lượng thành phần chuỗi đến độ xác kết xấp xỉ đồng thời so sánh kỹ thuật xấp xỉ đề xuất với kỹ thuật xấp xỉ truyền thống Số lượng thành phần khảo sát 1, 5, 10, 15 20 Quan sát Hình 4, ta thấy trường hợp Nt = Nt = xác suất xấp xỉ đạt không tốt kỹ thuật truyền thống Tuy nhiên, số lượng thành phần từ 10 trở lên, kết xác suất xấp xỉ gần trùng với kết mơ tồn miền tỷ số tín hiệu nhiễu khảo sát đồng thời tốt kỹ thuật truyền thống Trong Hình 5, chúng tơi khảo sát ảnh hưởng số lượng anten lên xác suất dừng hệ thống cách tăng số lượng 10 -1 M = 1, 3, 10 -2 Phân tích 10 -3 10 15 20 25 30 35 40 Hình Ảnh hưởng số lượng anten nút đích lên xác suất dừng hệ thống, α = 0.3, η = 0.75, R = 1, λh = λg = 1, Nt = 20 anten từ lên Quan sát hình, dễ dàng nhận thấy rằng, tăng từ lên anten nút đích, xác suất 491 491 Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) Hội Hội Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) Ω= ∞ ∑ t=0 (−1) t! t( mϕ λg )t  t (  (−1)  (t − 1)! λh )t−1 ( Ei − γth N0 Ps λh ) +( e − γth N0 Ps λh γth N0 Ps λh )k−1 t−2 ∑ ℓ=0 ( γth N0 − (t − 1)(t − 2) (t − − ℓ) Ps λh )ℓ    (18) ( )∑ ]t M ∞ t[ (−1) mγth (1 − α) ∑ m−1 M (−1) OP =1 − γ¯h m=1 2αηλg Ps /N0 m t=0 t!   γ N0 ( )t−1 ( ) )ℓ t−2 − Pth t ( λ ∑ e s h 1 γth N0  γth N0  (−1) − +( × Ei −  )k−1 (t − 1)! λh P s λh (t − 1)(t − 2) (t − − ℓ) Ps λh γth N0 (19) ℓ=0 Ps λh ( )∑ ]t Nt M t[ (−1) mγth (1 − α) ∑ m−1 M OP ≈1 − (−1) γ¯h m=1 2αηλg Ps /N0 m t=0 t!   γ N0 ( )t−1 ( ) )ℓ t−2 − Pth t ( λh ∑ s e 1 γth N0  γth N0  (−1) − +( × Ei −  )k−1 (t − 1)! λh P s λh (t − 1)(t − 2) (t − − ℓ) Ps λh γth N0 (20) ℓ=0 Ps λh dừng hệ thống cải thiện đáng kể so với trường hợp tăng từ lên anten Bên cạnh đó, độ dốc đồ thị rằng, tăng số lượng anten nút đích cải thiện độ lợi mã hệ thống mà khơng cải thiện độ lợi phân tập Bên cạnh đó, kết mơ trùng khít với kết phân tích chứng minh phương pháp xấp xỉ đề xuất hoàn toàn đắn 10 P s = {10 dB, 15 dB, 20 dB} 10 10 -1 10 -1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 α M = 1, 3, 10 -2 0 0.1 0.2 0.3 Hình Ảnh hưởng Ps lên giá trị α tối ưu, η = 0.75, R = 1, λh = λg = 1, Nt = 20, M = 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 α Hình Ảnh hưởng số lượng anten lên giá trị α tối ưu, η = 0.75, Ps = 20 dB, R = 1, λh = λg = 1, Nt = 20 Trong Hình 7, khảo sát ảnh hưởng giá trị α lên hiệu hệ thống Trong Hình 6, chúng tơi giữ nguyên tham số kênh truyền thay đổi số lượng anten thu nút đích Chúng ta thấy tồn giá trị α làm cho xác suất dừng hệ thống nhỏ nhất, gọi giá trị giá trị α tối ưu Chúng ta thấy số lượng anten làm thay đổi giá trị tối ưu α Khi số lượng anten tăng lên giá trị α có xu hướng nhỏ lại Cụ thể với trường hợp N = 5, giá trị tối ưu α xấp xỉ 0.3 Hình khảo sát ảnh hưởng Ps lên giá trị tối ưu α Chúng ta khảo sát với trường hợp: Ps = 10 dB, Ps = 15 dB, Ps = 20 492 492 Thảo Quốc Gia 2015vềvềĐiện ĐiệnTử, Tử,Truyền TruyềnThông Thông TinTin (ECIT 2015) HộiHội Thảo Quốc Gia 2015 Công CôngNghệ NghệThông Thông (ECIT 2015) dB Ngược với quan sát Hình 6, giá trị Ps tăng làm giá trị α tối ưu tăng V KẾT LUẬN Trong báo này, chúng tơi đề xuất mơ hình truyền thông chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật thu thập lượng nút chuyển tiếp áp dụng cho trường truyền lên Bài báo đề xuất kỹ thuật phân tích xác suất dừng Các kết phân tích chứng minh mơ hình đề xuất tốt mơ hình đơn anten số lượng anten đích cho phép cải thiện đáng kể hiệu hệ thống ACKNOWLEDGMENT Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển khoa học công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 102.042014.32 TÀI LIỆU [1] J M Dilhac and M Bafleur, “Energy harvesting in aeronautics for battery-free wireless sensor networks,” IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, vol 29, no 8, pp 18–22, 2014 [2] L R Varshney, “Transporting information and energy simultaneously,” in Proc of 2008 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT’08), 2008, pp 1612–1616 [3] P Grover and A Sahai, “Shannon meets Tesla: Wireless information and power transfer,” in Proc of the 2010 IEEE International Symposium on Information Theory Proceedings (ISIT), 2010, pp 2363–2367 [4] H Yejun, C Xudong, P Wei, and G L Stuber, “A survey of energy harvesting communications: models and offline optimal policies,” IEEE Communications Magazine, vol 53, no 6, pp 79–85, 2015 [5] M Yuyi, L Yaming, Z Jun, and K B Letaief, “Energy harvesting small cell networks: feasibility, deployment, and operation,” IEEE Communications Magazine, vol 53, no 6, pp 94–101, 2015 [6] J N Laneman, D Tse, and G Wornell, “Cooperative diversity in wireless networks: Efficient protocols and outage behavior,” IEEE Trans Inf Theory, vol 50, no 12, pp 3062–3080, Dec 2004 [7] M O Hasna and M.-S Alouini, “End-to-end performance of transmission system with relays over Rayleigh-fading channels,” IEEE Transactions on Wireless Communications, vol 2, no 6, pp 1126–1131, 2003 [8] B K Chalise, Y D Zhang, and M G Amin, “Energy harvesting in an OSTBC based amplify-and-forward MIMO relay system,” in Proc of IEEE Int Conf Acoustics, Speech and Sig Proc (ICASSP), Mar 2012, pp 3201–3204 [9] A M Fouladgar and O Simeone, “On the transfer of information and energy in multi-user systems,” IEEE Commun Lett., vol 16, no 11, pp 1733–1736, Nov 2012 [10] Y Gu and S Aissa, “Interference aided energy harvesting in decodeand-forward relaying systems,” in Proc IEEE Int Conf Commun (ICC), Jun 2014, pp 5378–5382 [11] D S Michalopoulos, H Suraweera, and R Schober, “Relay selection for simultaneous information transmission and wireless energy transfer: A tradeoff perspective,” IEEE Journal Selected Areas Commun., Aug 2015 [12] D Mishra and S De, “Optimal relay placement in two-hop RF energy transfer,” IEEE Trans Commun, May 2015 [13] A A Nasir, Z Xiangyun, S Durrani, and R A Kennedy, “Relaying protocols for wireless energy harvesting and information processing,” IEEE Transactions on Wireless Communications, vol 12, no 7, pp 3622–3636, 2013 [14] N T Do, V N Q Bao, and B An, “A relay selection protocol for wireless energy harvesting relay networks,” in Proc 2015 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC), 2015 [15] B Barrow, “Diversity combination of fading signals with unequal mean strengths,” IEEE Transactions on Communications Systems, vol 11, no 1, pp 73–78, 1963, 0096-1965 [16] V N Q Bao, K Hyung Yun, and H Seong Wook, “Performance analysis of M-PAM and M-QAM with selection combining in independent but non-identically distributed rayleigh fading paths,” in Proc IEEE 68th 2008 Veh Tech Conf (VTC 2008-Fall), pp 1–5 [17] V N Q Bao and K Hyung Yun, “Error probability performance for multi-hop decode-and-forward relaying over Rayleigh fading channels,” in Proc 11th 2009 International Conference on Advanced Communication Technology (ICACT’09), vol 03, pp 1512–1516 [18] V N Q Bao and T Q Duong, “Outage analysis of cognitive multihop networks under interference constraints,” IEICE Trans Commun., vol E95-B, no 03, pp 1019–1022, 2012 [19] A Papoulis and S U Pillai, Probability, random variables, and stochastic processes, 4th ed Boston: McGraw-Hill, 2002 [20] V N Q Bao and H Y Kong, “Diversity order analysis of dual-hop relaying with partial relay selection,” IEICE Trans Commun, vol E92B, no 12, pp 3942–3946, 2009 [21] D Zwillinger, Table of integrals, series, and products Elsevier, 2014 [22] C Xiaoming, Z Zhaoyang, C Hsiao-Hwa, and Z Huazi, “Enhancing wireless information and power transfer by exploiting multi-antenna techniques,” IEEE Commun Mag., vol 53, no 4, pp 133–141, 2015 493 493 ... lượng mà nút chuyển tiếp thu thập Các kết phân tích giao thức lựa chọn nút chuyển tiếp cải thiện đáng kể hiệu hệ thống Trong báo này, đề xuất mơ hình truyền thơng hai chặng cho đường truyền lên. .. sử dụng kỹ thu? ??t thu thập lượng vô tuyến với kỹ thu? ??t lựa chọn anten phát nút đích Cụ thể báo này, chúng tơi thực phân tích hệ thống truyền thơng chuyển tiếp, nút trung gian có nguồn lượng hữu... chứng kết phân tích Phần III Phần V phần kết luận báo II MƠ HÌNH HỆ THỐNG  Hình  Nút đích cấu hình với M anten sử dụng kỹ thu? ??t kết hợp phân tập lựa chọn trước giải điều chế tín hiệu Trong hệ thống