Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

85 93 0
Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THÁI ANH PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỄU ĐỒNG KÊNH TRONG MẠNG HỢP TÁC KHUẾCH ĐẠI - CHUYỂN TIẾP NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ SKC007501 Tp Hồ Chí Minh, tháng 9/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ NGUYỄN THÁI ANH PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỄU ĐỒNG KÊNH TRONG MẠNG HỢP TÁC KHUẾCH ĐẠI - CHUYỂN TIẾP NGÀNH:KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 601401 : Hướng dẫn khoa học: TS ĐỖ ĐÌNH THUẤN Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 ii QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI i BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập – Tự – Hạnh Phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ tên học viên: Chuyên ngành: Tên đề tài: NGUYỄN THÁI ANH Kỹ thuật điện tử MSHV: 1620701 Khóa: 2016 - 2018 PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỄU ĐỒNG KÊNH TRONG MẠNG HỢP TÁC KHUẾCH ĐẠI - CHUYỂN TIẾP Học viên hoàn thành LVTN theo yêu cầu nội dung hình thức (theo qui định) luận văn thạc sĩ Tp Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 08 năm 2017 Giảng viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: NGUYỄN THÁI ANH Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 09/10/1982 Nơi sinh: Nghệ An Quê quán: Đồng Văn – Tân Kỳ - Nghệ An Dân tộc: Thái Chỗ riêng địa liên lạc: 39D, đường số 02, Cát Lái, Quận 2, Tp.HCM Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: 0987700728 Fax: E-mail: nguyenthaianh82@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: Đại học: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2003 đến 07/2009 Nơi học (trường, thành phố): Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, Hà Nội Ngành học: Điện – Điện Tử Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Kỹ thuật giao tiếp tin hiệu đa qua cổng USB Ngày & nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: 07/2009, Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự Người hướng dẫn: TS Huỳnh Ngọc Kỳ III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 10/2009 đến Trạm Ra đa Phú Quý, Đảo Phú Quý, Phó Trạm trưởng kỹ thuật 05/2012 Bình Thuận 06/2012 đến Khoa Thông tin-Ra đa, Trường Giáo viên TCKT Hải quân, Quân 2, TP.HCM iii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 08 năm 2017 (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Thái Anh iv LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài nghiên cứu này, lời xin chân thành cảm ơn giảng viên Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM nói chung giảng viên Khoa Điện-Điện tử nói riêng, người giúp đỡ tôi, trang bị cho kiến thức tảng chun ngành bổ ích, giúp tơi có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện tốt cho tơi q trình học tập Tơi xin chân thành cảm ơn thầy Đỗ Đình Thuấn đưa định hướng nghiên cứu, việc phản hồi kết nghiên cứu thời gian qua Trong thời gian làm việc với thầy, không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức mới, tiếp cận với nhiều công nghệ mới, tiên tiến, hiệu rèn luyện thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, điều cần thiết q trình học tập cơng tác sau Đồng thời gửi lời cảm ơn tới bạn bè, anh chị Khoa Điện-Điện tử góp ý, chia sẻ kinh nghiệm, hỗ trợ trình nghiên cứu thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, ngày 30 tháng năm 2017 Người thực đề tài Nguyễn Thái Anh v TÓM TẮT Truyền thơng chuyển tiếp mạng truyền thơng có khản năng: nâng cao hiệu năng, giảm công suất phát, tăng tầm bao phủ, dung lượng,…Nó thu hút nhiều quan tâm nhiều nhà nhiên cứu khắp giới Tuy nhiên, triển khai diện rộng, với số lượng lớn thiết bị viễn thơng việc phân tập thời gian, tần số cho hệ thống trở nên khó khăn cần có nguồn lượng khổng lồ trì hoạt động hệ thống Việc tìm nguồn lượng phù hợp tốn vấn đề quan trọng, cần thiết Mạng truyền thông thu thập lượng từ sóng vơ tuyến (RF) đời nhằm đáp ứng yêu cầu đặt nêu Mặt khác, hệ thống có tần số xích lại gần ảnh hưởng nhiễu đến hệ thống lớn, làm giảm khản hoạt động hệ thống Một vấn đề quan trọng tìm cách khắc phục ảnh hưởng nhiễu đồng kênh (CCI) đến chất lượng hệ thống vơ tuyến Trong đề tài này, phân tích hiệu mạng thu thập lượng điều kiện ước lượng kênh khơng hồn hảo phân tích ảnh hưởng nhiễu đồng kênh lên mạng hợp tác khuếch đại – chuyển tiếp Đề tài thực nhiệm vụ chính: Thứ nhất, giới thiệu tổng quan mạng hợp tác khuếch đại-chuyển tiếp giới thiệu mạng hợp tác thu tập lượng; Các kỹ thuật chuyển tiếp; Các giao thức chuyển tiếp; Các loại nhiễu thường gặp mạng vơ tuyến Thứ hai, phân tích ảnh hưởng nhiễu đồng kênh (CCI) đến mạng vô tuyến hợp tác khuếch đại-chuyển tiếp hai chiều phận tích hiệu mạng hợp tác thu thập lượng; Cụ thể, xác suất lỗi, xác suất dừng, tốc độ thơng lượng khảo sát, phân tích với giả sử số hữu hạn nhiễu đồng kênh ảnh hưởng đến nút tiếp chuyển tiếp nút nguồn nút đích Cuối đánh giá phân tích kết qủa thu việc mơ phần mềm matlab vi SUMMARY Transition media is a powerful communications network: improving performance, reducing capacity, increasing coverage, and more It has attracted the attention of many researchers around the world However, when deployed on a large scale, with a large number of telecom equipment, the time and frequency diversity of the systems becomes difficult and requires a huge amount of energy to sustain the operation system Finding the right low cost energy source is an important, essential issue today A radio-frequency energy (RF) communication network was created to meet the above requirements On the other hand, when the systems have a chain of close together, the effect of noise on the system is very large, reducing the ability of the system One of the key issues is to overcome the effects of CCI on radio system quality In this topic, I analyze the energy efficiency of the network under the condition of incomplete channel estimation and analyze the effect of the co-channel interference on the network of amplification-transition This topic performs the main tasks: First, Introduction to the network of amplification-forwarding cooperation and introduction to the network of collective energy collection; Transition techniques; Forwarding protocols; Common types of interference in wireless networks Second, I analyze the effects of co-channel interference (CCI) to the two-way co-amplified radiointerference network and network performance companion to collect energy; Specifically, the error probabilities, probabilities, velocity and throughput were investigated, assuming that a finite number of co-channel interferences affected the forward link as well as the source and destination nodes Finally, evaluate and analyze the results obtained by simulations on the matlab software vii MỤC LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI i LÝ LỊCH KHOA HỌC iii LỜI CAM ĐOAN iv LỜI CẢM ƠN v TÓM TẮT vi CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ xi BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT xii DANH SÁCH CÁC HÌNH .xiii Chương 15 TỔNG QUAN 15 1.1 GIỚI THIỆU 15 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 16 1.3 NHIỆM VỤ VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 16 1.3.1 Nhiệm vụ 16 1.3.2 Giới hạn đề tài 17 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 1.5 BỐ CỤC ĐỀ TÀI 17 Chương 18 TỔNG QUAN 18 VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CHUYỂN TIẾP 18 2.1 GIỚI THIỆU VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG HỢP TÁC 18 2.2 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA TRUYỀN THÔNG HỢP TÁC 20 2.2.1 Ưu điểm: 21 2.2.2 Nhược điểm: 21 2.3 MƠ HÌNH PHÂN TÍCH FADING ĐA ĐƯỜNG 23 2.3.1 Hiện tượng Fading 23 2.3.2 Các yếu tố gây tượng Fading hệ thống vô tuyến mặt đất 23 2.3.3 Các loại Fading 23 viii 69 70 71 72 73 INVESTIGATION ON HARVESTED ENERGY-ASSITED RELAY SELECTION MODES IN WIRELESS POWERED FULL-DUPLEX RELAYING NETWORKS Phạm Thị Mỹ Linh1, Nguyễn Thái Anh1, Đỗ Đình Thuấn2, Trần Thu Hà2 Univesity of Technology and Education, HCMC Faculty of Electronics and Electrical Engineering, University of Technology and Education ABSTRACT In this paper, we investigate relay selection for decode-and-forward (DF) Full-duplex (FD) based wireless energy harvesting relaying networks.Considering time-switching based relaying (TSR) protocol, this investigation is concerned with the performance of maximum harvested energy relay selection (MHE-RS) scheme In particular, this work analyzes the system performance in terms of outage probability (OP) and throughput over Rayleigh fading channels As important achievement, the integral-form for exact expression and closed-form for approximate expression are derived Finally, this analytical expressions are validated by the Monte-Carlo simulation Keywords: Decode and forward, energy harvesting, time switching based relaying, relay selection 74 source-destination pair considering a dual-hop DF relaying network with multiple wireless energy harvesting relays INTRODUCTION The wireless communication network has a limited lifetime and battery replacement or charging is a way to keep continuing operation in such network This takes a lot of time, inconvenient, risky or sometime unfeasible In recent years, there are many works related to energy harvesting from the natural environment, such as sun, solar, wind, vibration and so on [1] In fact, this technique can provides new power supply schemes for wireless communication network and solve problem of energy assumption efficient in sensor node Normally, the data transmission mode operates in one-way in wireless network The performances of relay networks will be improved by full duplex transfer [2,3] In addition, the RF signal can carry both energy and information which leads to deploy simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) [5,6] In hardware implementation, the circuit design aims to combine information processing and power transfer at the same time on a unit Furthermore, SWIPT using relays has been known as great idea to expand coverage and prolong lifetime of wireless network that also a way to improving quality of service In this paper, we are concerned with relay selection system and using DF protocol In this system, the transmitted signal transfers to relays from source, after that the relays which assists system compare and choose a best relay to forward to destination The contributions of this paper are list as follow i) Proposing a relay selection protocol, which can select an appropriate relay to assist the transmission between a given ii) Deriving the analytical expression for outage probability and throughput, also obtaining the closed-form expression of their approximation in high SNR case Based on the analytical expressions, the optimal throughput and energy harvesting time are discussed in detail The rest of this paper is organised as follows In Section 2, the system model and proposed relay selection protocols are presented In Section 3, we formulate the expressions for outage probability and throughput of system In Section 4, numerical results verify derived analytical expressions Finally, Section concludes the paper SYSTEM MODEL 2.1 Relay selection network topology Fig System model In this model, we investigate a oneway FD EH relay selection network with DF protocol as illustrated in Fig The system consists of one source node and one destination node, denoted by S and D, 75 respectively and N relays, denoted by Ri , i  1, , N In this scenario, it is assumed that source node and destination node are equipped with one antenna and relay node is equipped with two antennas The self-interference is caused by the FD mode The residual self-interference channels at relay node Ri is denoted by fi It is assumed that the direct link between sources does not exist due to the shadowing effect Relay model: To perform capability of harvested energy, in this FD relaying, the relay only has limited power supply, and relies on external charging through harvesting energy from the source transmission [6,7] in which i  1, , N is the number of relay 2.2 Relay Selection Protocol destination Hence, the relay transmit Relay selection (RS) is an effective method to enhance the performance of multi-relay communication system with a low complexity, in which only one relay is selected among all the relay candidates [5] In this paper, we proposes RS scheme for one-way FD EH relaying network, namely, maximum harvested energy relay selection (MHE-RS) In particular, the relay with the largest harvested energy is choosed to assistance transmit information to destination node The index of the selected relay is given by power can be computed as b  arg max  Ei  i 1, , N 2.3 node Hence, we can calculate the total harvested energy during the EH stage as following [3] Ei   d1i m m As in [3, 4], we assume that the energy harvested during the energy harvesting phase is stored in a supercapacitor and then fully consumed by the relay to forward the source signal to the p ri  Ei p   sm hi 1    T d1i (4) Here, we denoted the value   / 1    In the information processing stage, the sources, S, transmits its respective symbol x s  t  to Ri Simultaneously, Ri broadcasts another symbol x ri  t  to the destination D Therefore, the received signal at Ri is y ri  t   (1) ps d 1i m  hi  x s  t  (5)  p r  f i  x ri  t   n ri  t  In DF relaying protocol, the transmited symbol at Ri is denoted by x ri  t  , and is the code translation of the In energy harvesting phase, source S transmits power to assistance node R via RF signal Therefore, the received signal at R is described as ps hi T (3) d1i where    is the portion signal power splitting to scavenge energy Analysing system performance yi  ps prior received signal at relay, given as x ri  t   x s  t   hi  x s  t   n ri  t  (6) At destination node, the received signal at D, y d  t  , is expressed as (2) 76 p ri y d t   d 2i m g i x ri  t   n d  t  In this section, we will study the performance of the considered schemes in terms of outage probability and throughput over Rayleigh fading channels (7) where n d  t  is the AWGN at D with zeromean and variance of N0 According Through this paper, we denote “OP” stands for outage probability and “  ” for throughput of the system, PDF is probability density function and CDF is cumulative distribution function to Error! Reference source not found and applying manipulation, some steps the in instantaneous received SINR of S → R hop is written as  si ,r   s hi  s hi 3.1 Outage Probability Analysis 2 f ri 1 The outage probability of the system is defined as the probability that the system SINR is below a threshold SNR,  In two-hop DF relaying protocol, the mistake of one of the two hops leads to the outage event of the transmission Thus, the system’s outage probability can be mathematically formulated as (8) Similarly, based on Error! Reference source not found the instantaneous received SNR of R → D hop is expressed as  ri ,d   s hi gi (9)  OP  Pr  eb2e   where  s  p s N  fi     Pr  rb, d   2 gi   b ,  s,r 0  Interestingly, substituting Error! Reference source not found into Error! Reference source not found., the best selected relay index is expressed as (11) Based on DF relaying procotol, the end-to-end SINR of the system is determined as  ei 2e   si ,r ,  ri ,d b r ,d  OP1  OP2 and  r,sd,i   s hi     Pr    OP  Pr  sb,r ,  rb, d   (10) (13) Subtituting Error! Reference source not found into Error! Reference source not found., the outage can be re-written as To look insights system performance, we evaluate the special case In high SNR,  s , i.e the expressions in Error! Reference source not found and Error! Reference source not found can be re-expressed respectively as below  s,sr,i   b  arg max i 1, , N h  i (15) Proposition 1: The outage probability of MHE-RS scheme is (12) PERFORMANCE ANALYSIS 77 (14) N k 1 k      1 h k 1  k  N OPMHE  RS   exp      f   1   N N   k 1 OP2 s    2    1 k 1  k   k k 1   s  g  h   s  g  h  0 k  ,     s  g  h     0 k    ,     s  g  s  f  h           s (20) Finally, substituting Error! Reference source not found and Error! Reference source not found into Error! Reference source not found to results in the proposition is derived (16) where  u, v        exp   u x  vx  dx , Proof: see in appendix A Proposition 2: In high SNR the outage probability of MHE RS scheme is given as   1    s  OPMHE   RS   1  exp    f        3.2 Throughput Analysis  k k N k 1   k   1          s g h s g h k 1   N In delay- constrained transmission mode, the source transmits information at a fixed rate and outage probability plays a pivotal role in the throughput Given that source S transmit information with fixed rates Rc bits/sec/Hz, respectively, then we derive the throughput as below More specifically, the throughput of the relay selection and full duplex energy harvesting relaying system is calculated as     (17) Proof: In high SNR, with independence of  s,sr and  r,sd the outage expression in Error! Reference source not found can be derived as  MHE - RS  1     1  OPMHE - RS   Rc (21)    s  OP   1  Pr  s,sr ,b    OP1 s        s  ,b  1  Pr  r , d 0        OP2 s           Especially, in high SNR, the desired throughput is expressed as    s   s   MHE - RS  1     OPMHE - RS Rc (18) (22) The optimal time switching could be calculated by solving the optimization problem as below  opt  MHE - RS  arg max  MHE - RS   The first element in Error! Reference source not found is 0 1 (23) It is worth noting that finding optimal coefficient is hard problem Fortunately,  OP1 s   Pr  f i   1 F fi           exp        f  these optimal time switching fractions      can be found in simulation section (19) and OP2 can be expressed as below 78 NUMERICAL RESULTS AND DISCUSSION In this section, we present numerical results in order to illustrate the solution to the throughput optimization issues of the energy harvesting enabled relaying scheme in the proposed RS protocols Through numerical method, the optimal throughput in terms of energy harvesting time ratio in the TSR scheme is evaluated In these simulations, we setup the transmission power  s  25 (dB), the distance corresponds each hop is normalized as d1  d  , path loss factor m  , the energy harvesting efficiency   0.9 , the fixed transmission rate of the source Rc  (bps) , hence   2   In all simulations,  h and  g are denoted as the mean values of the exponential random variables hi Throughput () (bits/s/Hz) 1.6 1.4 1.2 0.8 N = 2, 4, 10 0.6 0.4 0.2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Energy harvesting ratio ( ) 0.8 0.9 Fig Throughput vesus energy harvesting time ratio The outage probability depends on the energy harvesting time ratio as illustration in Fig As can be seen clearly that when the time use to energy harvesting α=0.4 to α =0.7, it results in outage probability come to zero In parallel, the throughput depends on the energy harvesting time ratio When the outage probability is considered in high rate that means the quantity of throughput is reduced and , respectively, are set to  h  d1m and  g  d 2 m gi Exact analysis Analysis: high SNR Monte-Carlo simulation 1.8 4.2 Performance of the system versus the number of the relay 4.1 Impact of energy harvesting time ratio 10 Exact analysis Analysis: high SNR 10 Outage Probability (OP) Exact analysis Analysis: high SNR Monte-Carlo simulation Outage Probability (OP) N = 2, 4, 10 -1 10 -1 10 -2 s = 20, 15, 10 (dB) 10 -2 10 10 15 20 25 N -3 10 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Energy harvesting ratio ( ) 0.8 0.9 Fig Outage probability of the system versus the number of the relay   0.2 ,  f  15 (dB) Fig Outage probability vesus energy harvesting time ratio With number of assistant relay N  2, 4,10 , mean of self interference channel  f  15 (dB) 79 1.8 Exact analysis Analysis: high SNR 1.6 Throughput () (bits/s/Hz) 1.4 1.2 0.8 0.6 s = 10, 15, 20 (dB) 0.4 0.2 10 15 20 25 N Fig Throughput of the system versus the number of the relay   0.2 ,  f  15 (dB) For evaluation of impacts of the number of the relay on the system performance, the throughput is proved that depend on the number of the relay The more number of the relay, the outage probability will be improved as in Fig 4, while the higher number of relay leads to higher throughput as in Fig It is confirmed that the outage performance and the throughput of both exact analysis and analysis with high SNR are the same CONCLUSION In this paper, we have proposed a relay selection protocol for FD-DF relaying network with SWIPT, where one of candidate constrained relay node is selected to forward the source signal to the destination In order to determine the achievable throughput, analytical expressions for the outage probability and the optimal value of energy harvesting time in TSR protocol can be found by simulation The simulation results show that, the more relays support, the more throughput can be obtained Besides, the quality of relaying system also depends on proposed relay selection scheme 80 APPENDIX A Based on relay selection scheme in Error! Reference source not found., CDF of hb channel is given as  kx  N k 1 k exp     1 h  h  k 1  k  N f hb  x   (24) where the value of first term in Error! Reference source not found is determined as  OP1  Pr  s hb gb   0  F gb  0    f h  x  dx   s x  b (25) Substituting the PDF of hb in Error! Reference source not found and CDF of g b Error! Reference source not found The OP is re-expressed as  N N     kx k 1 k OP1       1 exp     k    x  h h k 1    s g   dx   into (26)   0 1 2 OP2  Pr  g b  , fi   2   s hb   s hb   0 s    0    1  F    f  x  dx g b    x   hb    s g     0    1    1  F      1  F f     f hb  x  dx g     i i    s x   0 s    s  g x    (27) Finally, the second term in Error! Reference source not found is determined as 0 s  kx  0  exp    dx  exp     h  s  g x     f     N N  0   kx  k 1 k     1   exp     dx   h   k 1  k   x  s  f x s  g  h  s N N   k 1 k OP2      1 h k 1  k       (28) REFERENCES [1] Z Ding, S M Perlaza, I Esnaola, and H V Poor, Power allocation strategies in energy harvesting wireless cooperative networks, IEEE Trans Wireless Commun., vol 13, no 2, pp 846–860, 2014 [2] B Debaillie et al., “Analog/RF solutions enabling compact full-duplex radios,” IEEE J Sel Areas Commun., vol 32, no 9, pp 1662-1673,Sept 2014 [3] Z Zhang, X Chai, K Long, A V Vasilakos, and L Hanzo, “Full duplex techniques for 5G networks: Self-interference cancellation, protocol design, and relay selection,” IEEE Commun Mag., vol 53, no 5, pp.128-137, May 2015 [4] A A Nasir et al, “Relaying protocols for wireless energy harvesting and information processing,” IEEE Trans Wireless Commun., vol 12, no 7, pp 3622–3636, Jul 2013 [5] I Krikidis, J Thompson, S McLaughlin, and N Goertz, “Amplify-and-forward with partial relay selection,” IEEE Commun Lett., vol 12, no 4, pp 235–237, Apr 2008 [6] S Hong and G Caire, “Virtual full-duplex relaying with half-duplex relays,” IEEE Trans Inf Theory, vol 61, no 9, pp 4700-4720, Sep 2015 [7] Caijun Zhong, Himal A Suraweera, Gan Zheng, Ioannis Krikidis, and Zhaoyang Zhang "Wireless information and power transfer with full duplex relaying.", IEEE Transactions on Communications, vol 62, no 10 (2014): 3447-3461 S K L 0 ... quan mạng hợp tác khuếch đại- chuyển tiếp giới thiệu mạng hợp tác thu tập lượng; Các kỹ thuật chuyển tiếp; Các giao thức chuyển tiếp; Các loại nhiễu thường gặp mạng vơ tuyến Thứ hai, phân tích ảnh. .. ix PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG 49 CỦA NHIỄU ĐỒNG KÊNH (CCI) TRÊN MẠNG HỢP TÁC KHUẾCH ĐẠICHUYỂN TIẾP HAI CHIỀU 49 4.1 MƠ HÌNH HỆ THỐNG 49 4.2 PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG CỦA KHUẾCH... tích hiệu mạng thu thập lượng điều kiện ước lượng kênh khơng hồn hảo mà cịn phân tích ảnh hưởng nhiễu đồng kênh lên mạng hợp tác khuếch đại – chuyển tiếp 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Phân tích hiệu mạng thu

Ngày đăng: 20/09/2022, 10:31

Hình ảnh liên quan

BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp
BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT Xem tại trang 14 của tài liệu.
BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp
BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT Xem tại trang 14 của tài liệu.
Hình 2.1 Mơ hình mạng truyền thơng hợp tác - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 2.1.

Mơ hình mạng truyền thơng hợp tác Xem tại trang 21 của tài liệu.
Hình 2.2 thể hiện mơ hình hệ thống sử dụng kỹ thuật Giải mã-chuyển tiếp DF. Hình 2.3 thể hiện mơ hình hệ thống sử dụng kỹ thuật Khuếch đại - chuyển tiếp - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 2.2.

thể hiện mơ hình hệ thống sử dụng kỹ thuật Giải mã-chuyển tiếp DF. Hình 2.3 thể hiện mơ hình hệ thống sử dụng kỹ thuật Khuếch đại - chuyển tiếp Xem tại trang 22 của tài liệu.
Hình 2.2 Mơ hình hệ thống giải mã và chuyển tiếp (DF) - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 2.2.

Mơ hình hệ thống giải mã và chuyển tiếp (DF) Xem tại trang 22 của tài liệu.
Hình 2.4 Phân loại truyền thơng hợp tác - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 2.4.

Phân loại truyền thơng hợp tác Xem tại trang 25 của tài liệu.
  là hàm hợp siêu hình học và được định nghĩa là: - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

l.

à hàm hợp siêu hình học và được định nghĩa là: Xem tại trang 28 của tài liệu.
Mơ hình kênh truyền fading Rayleigh cĩ hiệu năng kém. Điều này cĩ thể thấy được đối với fading chậm và fading phẳng - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

h.

ình kênh truyền fading Rayleigh cĩ hiệu năng kém. Điều này cĩ thể thấy được đối với fading chậm và fading phẳng Xem tại trang 29 của tài liệu.
Hình 2.6 Kỹ thuật chuyển tiếp một chiều - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 2.6.

Kỹ thuật chuyển tiếp một chiều Xem tại trang 32 của tài liệu.
Hình 2.8 Mật độ phổ cơng suất của nhiễu trắng - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 2.8.

Mật độ phổ cơng suất của nhiễu trắng Xem tại trang 33 của tài liệu.
Về mặt tốn học, nguồn nhiễu trắng nt  được mơ hình bằng một biến xác suất Gauss với giá trị kỳ vọng  0và độ lệch chuẩn 2  - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

m.

ặt tốn học, nguồn nhiễu trắng nt  được mơ hình bằng một biến xác suất Gauss với giá trị kỳ vọng 0và độ lệch chuẩn 2 Xem tại trang 34 của tài liệu.
phát vơ tuyến phát cùng một tần số [24-25]. Như trong hình 2.10, bộ thu điều chỉn hở kênh này sẽ thu được tín hiệu ở cả hai bộ phát với cường độ phụ thuộc vào vị trí của bộ  thu  so  với  hai  bộ  phát - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

ph.

át vơ tuyến phát cùng một tần số [24-25]. Như trong hình 2.10, bộ thu điều chỉn hở kênh này sẽ thu được tín hiệu ở cả hai bộ phát với cường độ phụ thuộc vào vị trí của bộ thu so với hai bộ phát Xem tại trang 36 của tài liệu.
Hình 2.11 Mơ hình tính tốn thơng số tái sử dụng tần số - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 2.11.

Mơ hình tính tốn thơng số tái sử dụng tần số Xem tại trang 38 của tài liệu.
Một cấu trúc điển hình của mạng thu thập năng lượng RF được biểu diễn như hình 3.1. Trong cấu trúc này cĩ ba thành phần chính bao gồm: các cổng thơng tin, các nguồn  năng lượng RF và các nút mạng - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

t.

cấu trúc điển hình của mạng thu thập năng lượng RF được biểu diễn như hình 3.1. Trong cấu trúc này cĩ ba thành phần chính bao gồm: các cổng thơng tin, các nguồn năng lượng RF và các nút mạng Xem tại trang 42 của tài liệu.
Hình 3.2 Sơ đồ khối của một nút mạng thu năng lượng RF Một nút thiết bị SWIPT bao gồm các thành phần chính sau:  - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 3.2.

Sơ đồ khối của một nút mạng thu năng lượng RF Một nút thiết bị SWIPT bao gồm các thành phần chính sau: Xem tại trang 43 của tài liệu.
Hình 3.3 Sơ đồ khối của bộ thu năng lượng RF - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 3.3.

Sơ đồ khối của bộ thu năng lượng RF Xem tại trang 43 của tài liệu.
Hình 3.5 Sơ đồ khối kỹ thuật của giao thức TSR - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 3.5.

Sơ đồ khối kỹ thuật của giao thức TSR Xem tại trang 44 của tài liệu.
Hình 3.7 Sơ đồ khối kỹ thuật của giao thức PSR - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 3.7.

Sơ đồ khối kỹ thuật của giao thức PSR Xem tại trang 45 của tài liệu.
3.4.1 Mơ hình hệ thống a. Mơ hình kênh  - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

3.4.1.

Mơ hình hệ thống a. Mơ hình kênh Xem tại trang 46 của tài liệu.
 và g là sai số ước lượng kênh truyền từ R và R S tương ứng. Hình 3.10 biểu thị xác suất dừng của hệ thống với các giá trị khác nhau của   - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

v.

à g là sai số ước lượng kênh truyền từ R và R S tương ứng. Hình 3.10 biểu thị xác suất dừng của hệ thống với các giá trị khác nhau của  Xem tại trang 49 của tài liệu.
Hình 3.11 Xác suất dừng của hệ thống với giá trị khác nhau của SNR - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 3.11.

Xác suất dừng của hệ thống với giá trị khác nhau của SNR Xem tại trang 50 của tài liệu.
Hình 3.10 Xác suất dừng của hệ thống với giá trị  khác nhau - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 3.10.

Xác suất dừng của hệ thống với giá trị  khác nhau Xem tại trang 50 của tài liệu.
Hình 3.12 Thơng lượng của hệ thống với giá trị khác nhau của SNR - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 3.12.

Thơng lượng của hệ thống với giá trị khác nhau của SNR Xem tại trang 51 của tài liệu.
Hình 4.13 Mồ hình mạng chuyển tiếp hai chiều với nhiễu đồng kênh - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 4.13.

Mồ hình mạng chuyển tiếp hai chiều với nhiễu đồng kênh Xem tại trang 52 của tài liệu.
hình thức tốn học dễ xử lý hơn. Đặt I R PI R1 cR j 2, ,1 11 2 1, - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

hình th.

ức tốn học dễ xử lý hơn. Đặt I R PI R1 cR j 2, ,1 11 2 1, Xem tại trang 54 của tài liệu.
Hình 5.1 Xác suất lỗi trong mạng hợp tác khuếch đại-chuyển tiếp hai chiều với số tín hiệu nhiễu khác nhau  - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 5.1.

Xác suất lỗi trong mạng hợp tác khuếch đại-chuyển tiếp hai chiều với số tín hiệu nhiễu khác nhau Xem tại trang 61 của tài liệu.
Hình 5.3 thể hiện xác suất lỗi với giá trị cố định cho năng lượng nhiễu E I. Các kết quả cho thấy khơng cĩ sàn lỗi, điều đĩ là do thực tế rằng (theo 4.29) tỉ số E I/ES  giảm  khi E S tăng và EI là cố định, do đĩ tăng năng suất cải thiện hiệu suất lỗi - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 5.3.

thể hiện xác suất lỗi với giá trị cố định cho năng lượng nhiễu E I. Các kết quả cho thấy khơng cĩ sàn lỗi, điều đĩ là do thực tế rằng (theo 4.29) tỉ số E I/ES giảm khi E S tăng và EI là cố định, do đĩ tăng năng suất cải thiện hiệu suất lỗi Xem tại trang 62 của tài liệu.
Hình 5.2 Xác suất dừng trong mạng hợp tác khuếch đại-chuyển tiếp hai chiều với số tín hiệu nhiễu khác nhau  - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 5.2.

Xác suất dừng trong mạng hợp tác khuếch đại-chuyển tiếp hai chiều với số tín hiệu nhiễu khác nhau Xem tại trang 62 của tài liệu.
Hình 5.4 Tốc độ đạt được mạng hợp tác khuếch đại-chuyển tiếp hai chiều với số tín hiệu nhiễu khác nhau  - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 5.4.

Tốc độ đạt được mạng hợp tác khuếch đại-chuyển tiếp hai chiều với số tín hiệu nhiễu khác nhau Xem tại trang 63 của tài liệu.
Hình 5.5 Thơng lượng trong mạng hợp tác khuếch đại-chuyển tiếp hai chiều với tín hiệu nhiễu khác nhau  - Phân tích ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh trong mạng hợp tác khuếch đại và chuyển tiếp

Hình 5.5.

Thơng lượng trong mạng hợp tác khuếch đại-chuyển tiếp hai chiều với tín hiệu nhiễu khác nhau Xem tại trang 64 của tài liệu.

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan