Đánh giá hiệu năng hệ thống UAV hỗ trợ tán xạ ngược gói tin ngắn

Bài viết Đánh giá hiệu năng hệ thống UAV hỗ trợ tán xạ ngược gói tin ngắn đưa ra biểu thức thông lượng và tỉ lệ lỗi gói tin trung bình (BLER: block error rate) của thiết bị bay không người lái (UAV) hỗ trợ tán xạ ngược gói dữ liệu có kích thước hữu hạn. Giải bài toán tối ưu thông lượng trong điều kiện số bít truyền thay đổi và cố định số lần sử dụng kênh. Đánh giá phẩm chất hệ thống theo kênh truyền Nakagami-m, có ảnh hưởng của tia truyền thẳng (LoS: Line-of-Sight) và không có LoS (NLoS). Mời các bạn cùng tham khảo!

Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 Điện tử, Truyền thông Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG UAV HỖ TRỢ TÁN XẠ NGƯỢC GÓI TIN NGẮN Chu Tiến Dũng∗ , Vũ Anh Tuấn, Nguyễn Thị Thái Hịa∗ , Trần Mạnh Hồng∗ ∗ Telecommunication University, Khánh Hịa, Vietnam Emails: chutiendung@tcu.edu.vn, vanhtuan@gmail.com, thaihoa.nhatrang@gmail.com, tranmanhhoang@tcu.edu.vn Tóm tắt nội dung—Bài báo đưa biểu thức thông lượng tỉ lệ lỗi gói tin trung bình (BLER: block error rate) thiết bị bay không người lái (UAV) hỗ trợ tán xạ ngược gói liệu có kích thước hữu hạn Giải tốn tối ưu thơng lượng điều kiện số bít truyền thay đổi cố định số lần sử dụng kênh Đánh giá phẩm chất hệ thống theo kênh truyền Nakagami-m, có ảnh hưởng tia truyền thẳng (LoS: Line-of-Sight) khơng có LoS (NLoS) Khảo sát ảnh hưởng chiều dài gói tin, số lượng bít truyền đến BLER trung bình hệ thống Kết phân tích giải tích kiểm chứng kết mơ phần mềm MatLab, ngồi phần mềm Matlab sử dụng giải toán tối ưu thơng lượng Từ khóa: Thiết bị khơng người lái (UAV), tán xạ ngược, kích thước gói tin hữu hạn, tỉ lệ lỗi chiều dài gói tin trung bình (BLER), thông lượng I GIỚI THIỆU Ngày nay, phát triển hệ thống viễn thông yêu cầu chất lượng dịch vụ ngày cao, đặc biệt hệ thống (IoT: Internet-of-Thing) Yêu cầu độ trễ thấp, độ xác cao (URLLC: Ultra-Reliable Low Latency Communications) Do đó, nghiên cứu truyền thơng gói ngắn (SP: ShortPacket) xem hướng nghiên cứu đầy hứa hẹn cho việc đáp ứng độ trễ nhỏ 0.1 ms độ xác 99.99999% [1] Bên cạnh đó, để sử dụng hiệu lượng toán lớn xem xét hệ thống viễn thông hệ thứ hệ thống (5G: fifth-generation, 6G: sixth-generation) Các thiết bị vô tuyến hoạt động với sóng mang nguồn lượng thụ động đề cập phương pháp giải tốn lượng cho thiết bị vơ tuyến [2] Trong đó, thiết bị sử dụng lượng, sóng mang mơi trường xung quanh thiết bị phát lượng, sóng mang chun dụng để kích thích phát liệu (BC: Backscatter Communication) gọi hệ thống truyền thông tán xạ ngược Phương thức sử dụng cho hầu hết hệ thống cảm biến thu thập liệu [3], [4] Ngoài ra, sử dụng thiết bị không người lái (UAV: Unmanned Aerial Vehicles) mang thiết bị thu-phát hỗ trợ truyền thông xem giải pháp đầy tiềm tương lai Đặc biệt sở hạ tầng viễn thông bị tải bị phá hủy thảm họa thiên nhiên, chiến tranh, UAV hỗ trợ chuyển tiếp thông tin điều khiển giám sát khu vực độc hại [5], [6] Từ đòi hỏi đề cập nghiên cứu ISBN 978-604-80-7468-5 nhà khoa học, gần có cơng bố hệ thống UAV hỗ trợ truyền thông phương thức truyền tín hiệu dạng SP [7]–[9] Cụ thể, tác giả [7] đề xuất hệ thống truyền SP từ trạm điều khiển đến đích thơng qua UAV, UAV có khả thu thập lượng vơ tuyến để trì hoạt động thu phát Bài toán thực [7] tối ưu quỹ đạo để đạt tốc độ liệu tốt Tương tự [7], tác giả [8] trình bày biểu thức tường minh tỉ lệ lỗi gói (BLER: Block Error Rate) cho hệ thống chuyển tiếp SP UAV Từ kết BLER nhận báo khảo sát thông lượng SP đạt hệ thống đề xuất Xem xét UAV trạm phát tín hiệu SP cho trạm mặt đất tác giả [9] khảo sát Các nghiên vừa đề cập dừng lại việc xem xét UAV hỗ trợ trực tiếp truyền tín hiệu SP, nhiên chưa khảo sát khả tán xạ ngược từ trạm mặt đất đến UAV Các nghiên cứu BC trước chủ yếu tập cho ứng dụng truyền thông khoảng cách ngắn, dung lượng nhỏ, thiết bị cố định việc cảm biến, giám sát, ứng dụng smart-home, dịch vụ toán điện tử [10] Tuy nhiên, gần nghiên cứu BC từ mặt đất đến UAV khảo sát [11]–[15] Cụ thể, [11] khảo sát vị trí tối ưu UAV cho hiệu lượng tốt nhât, đồng thời khoảng cách truyền tán xạ ngược từ mặt đất đến đạt đến 2.8 km, thiết bị BC đặt gần nguồn RF Yang cộng [12] giải toán tối ưu quỹ đạo bay UAV nhằm mục đích tối thiểu tiêu tốn lượng UAV bao gồm lượng đẩy lượng thu phát Trong đó, nút BC kích thích máy phát sóng mang độc lập để truyền liệu chúng đến UAV Các tác giả [13], [14] khảo sát khả bảo mật thông tin thiết bị BC q trình phát tín hiệu chúng đến UAV Bằng cách thực thuật toán lặp để tìm quỹ đạo cho UAV tối ưu lập lịch cho thiết bị BC nhằm tăng dung lượng kênh chính, giảm dung lượng kênh nghe Một khảo sát khác xem UAV thiết bị BC [15], tín hiệu kích thích thực trạm mặt đất Tuy nhiên cơng trình khảo sát hệ thống BC với phương thức truyền gói vơ hạn, tức khảo sát dung lượng hệ thống dựa vào công thức Shannon Có nghĩa tác giả khảo sát tốc độ truyền với giả sử hệ thống không lỗi số lần sử dụng kênh vô hạn Trong đó, mạng cảm biến ln có kích thước gói tin nhỏ, kí tự báo hiệu trung tâm xử lí, 226 Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 Điện tử, Truyền thông Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) mạng thông tin băng tần hẹp đề xuất triển khai để thực Bên cạnh đó, khả tán xạ ngược phụ thuộc lớn vào nguồn kích thích, với kích thước gói thơng tin ngắn cần nguồn kích thích nhỏ Vì vậy, thiết bị tán xạ ngược sử dụng để thu thập liệu cho hệ thống điều khiển từ xa với hỗ trợ UAV hay hệ thống cảm biến môi trường Tuy nhiên, việc kết hợp liên lạc tán xạ ngược, gói tin ngắn UAV chưa khảo sát Từ vấn đề thúc đẩy xây dựng mô hình truyền thơng tán xạ ngược gói ngắn từ nút cảm biến đến UAV, liệu cảm biến sau gửi trung tâm xử lí Bằng phân tích tốn học, chúng tơi đưa biểu thức BLER mơ hình đề xuất cho việc đánh giá chất lượng hệ thống Đóng góp báo tóm tắt sau: • Đề xuất mơ hình hệ thống UAV hỗ trợ thu thập liệu dạng gói ngắn từ thiết bị BC Xây dựng hệ thống giả lập phân bố kênh truyền, môi trường, quỹ đạo thiết bị sát với hệ thống thực tế để đánh giá phẩm chất người dùng • Dựa vào phương pháp giải tích, báo đưa công thức tường minh BLER thông lượng trung bình hệ thống Đề xuất sử dụng thuật tốn tìm kiếm điểm tối ưu để xác định giá trị thơng lượng cực đại theo số bít truyền Sử dụng mô Monte-Carlo để kiểm chứng kết phân tích giải tốn tối ưu thơng lượng • Kết báo sử dụng triển khai ứng dụng mạng cảm biến, giám sát môi trường Các tham số mơ hình khảo sát ảnh hưởng đến phẩm chất hệ thống tham khảo q trình triển khai thiết kế Cấu trúc báo trình bày sau: Mơ hình hệ thống, mơ hình tán xạ ngược trình bày phần II Phần III trình bày kết phân tích giải tích hệ thống bao gồm BLER tối ưu thông lượng Kết mơ so sánh trình bày phần IV Cuối phần V trình bày kết luận báo II MƠ HÌNH HỆ THỐNG Mơ hình hệ thống xem xét trình bày Hình 1, bao gồm trạm điều khiển mặt đất (GS), UAV người dùng BDn Cụ thể, UAV bay vòng độ cao H cố định theo tọa độ (r sin θ, r cos θ, H) Các thiết bị mặt đất BDn trạm độc lập phân bố bán kính 100 m, BDn hoạt động thiết bị tán xạ ngược bố trí (xDn , yDn , 0) Giả sử thông tin trạng thái kênh (CSI: Channel State Information) hệ thống hồn hảo Tuy nhiên tính chất pha biên độ kênh truyền khơng thuận nghịch hồn tồn, pha đinh xem xét khơng thay đổi chu kì truyền, thay đổi chu kì Quá trình hoạt động hệ thống chia làm giai đoạn: Trước hết, UAV truyền phát tín hiệu vơ tuyến đến BDn nhằm cung cấp lượng sóng mang cho BDn Thứ hai, đủ lượng kích thích, BDn phát tín hiệu đến UAV, pha gọi pha tán xạ ngược Cuối cùng, tín hiệu truyền từ UAV đến trạm điều khiển mặt đất Tín hiệu nhận BDn giai đoạn đầu xác định theo công thức (1) yBDn = PV gn s1 + zBDn , (1) n ∈ {1, · · · , N } gn = βhn /dVDn hệ số kênh truyền từ UAV đến BDn , β công suất kênh truyền theo tham chiếu với khoảng cách mét, hn hệ số kênh truyền từ UAV đến BDn tuân theo phân bố Nakagamim, |hn |2 có phân bố Gamma, tức |hn |2 ∼ G(m1 , m1 x/λ1 ), với λ1 = E{|hn |2 }, E{}˙ tốn tử kì vọng Khoảng cách UAV đến BDn tính dVDn = 2 (xDn − r sin θ) + (yDn − r cos θ) + H , θ góc nâng UAV, s1 tín hiệu truyền UAV, zBDn ∼ CN (0, σn2 ) tạp âm Gauss BDn Trong giai đoạn 2, tín hiệu phản xạ với hệ số ηB từ BDn đến UAV Vì vậy, tín hiệu nhận UAV theo phương thức đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA: Time-Division-Multiple-Access) xác định sau: √ yUAV = ηB PV gn g˜n s1 s2 + ηB g˜n zBDn + zUAV , (2) g˜n = βfn /dVDn hệ số kênh truyền từ BDn đến UAV, |fn |2 ∼ G(m2 , m2 x/λ2 ); s2 tín hiệu truyền từ tán xạ ngược từ BDn đến UAV, < ηB ≤ hệ số phản xạ BDn , zUAV ∼ CN (0, σn2 ) tạp âm Gauss UAV Xác suất xảy LoS UAV BDn phụ thuộc vào môi trường tính PLoS = 1+a exp[−b(ϕ PNLoS = 1−PLoS n −a)] UAV o H a b số, ϕn = 180 π arcsin dVDn Từ (2), SNR UAV viết lại phương trình (3) γn = BDM BD1 BD2 Trạm điều khiển mặt đất Máy chủ Thiết bị tán xạ ngược IOT Hình (3) III PHÂN TÍCH PHẨM CHẤT HỆ THỐNG A BLER trung bình BDn UAV Khi số lượng gói tin đủ lớn (l 100), BLER UAV hệ thống xác định theo phương trình [16] Mơ hình hệ thống UAV hỗ trợ thu thập liệu ISBN 978-604-80-7468-5 ηB PV |gn |2 |g˜n |2 , ηB |g˜n |2 + σU AV n 227 ≈ Q((C(γn ) − Rn )/ V (γn )/l), (4) Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 Điện tử, Truyền thông Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) C(γn ) = log2 (1 + γn ) dung lượng Shannon V (γn ) = (1 − 1/(1 + γi )2 )(log2 e)2 phân tán kênh Rn tốc độ truyền hệ thống Từ (4), BLER trung bình s2 (tín hiệu phát BDn ) xảy UAV viết lại Thay (10) vào biểu thức (7) áp dụng xấp xỉ tích phân Chebyshev Gauss [20, Eq (25.4.30)]1 nhận m1 −1 n n=1 k=0 j=1 Q [C(γn ) − Rn ]/ V (γn )/l fγn (y)dy, χn = [2π(22Rn − 1)/l]−1/2 , τn = 2Rn − 1, ρL = τn − 1/(2χn ) ρH = τn + 1/(2χn ) Thực thay (6) vào (5), sau số bước biến đổi, BLER trung bình tính tốn: ρH ¯n (ω) ≈ χn Fγn |ω (x|ω)dx, (7) ρL Fγn |ω (x|ω) hàm phân phối tích lũy (CDF: cumulative distribution function) điều kiện γn Chú ý rằng, ω hệ số sử dụng đặc trưng cho xác suất kết nối LoS NLoS Mặt khác, thuận lợi việc biểu diễn công thức báo, độ lợi kênh truyền trung bình kênh truyền từ UAV đến BDn điều kiện LoS NLoS xác định [18] ΩAB = ΩAB ωΩAB LoS link, NLoS link, (8) AB kênh truyền từ A đến B Trong cơng thức báo, kí hiệu Ω1 = E{|gn |2 } Ω2 = E{|g˜n |2 } Khi ω = cho truyền lan LoS < ω < cho truyền lan NLoS Theo định lý tổng xác suất, BLER xẩy UAV bao gồm LoS NLoS, ¯n (ω) ≈ PLoS ¯n,LoS + PNLoS ¯n,NLoS L L u = ρH −ρ , J ∈ ψ + ρH +ρ , ψ = cos (2j−1)π 2 2Q {1, ∞} số phép lặp xấp xỉ Chebyshev Gauss, J lớn cho độ xác xấp xỉ cao Từ biểu thức (11) nhận trường hợp, ω = nhận BLER trường hợp LoS, tức ¯n,LoS , ω < nhận ¯n,N LoS Thay (11) vào (9) đưa biểu thức BLER UAV bao gồm LoS NLoS xảy B Tối ưu thông lượng theo bít truyền Khi hệ thống hoạt động với kích thước gói tin vơ hạn, dung lượng ergodic thường sử dụng để khảo sát tốc độ biên đạt Tuy nhiên, kích thước gói tin khơng đủ lớn, thông lượng thường sử dụng đánh giá tốc độ truyền từ mã xác hệ thống [21], [22] Trong phần này, báo trình bày thơng lượng đạt hệ thống đề xuất Thông lượng hệ thống số gói truyền thành cơng xác định đơn vị thời gian Do đó, mơ hình thơng lượng hệ thống tán xạ ngược đạt UAV sau: b (12) τn = (1 − ¯n (ω)) l l = li + le b = be + bi Các giá trị li le số gói tin sử dụng cho huấn luyện truyền liệu, bi be số lượng bit huấn luyện số bit truyền liệu Thông lượng hệ thống phụ thuộc vào tính chất thống kê kênh truyền tốc độ từ mã sử dụng [23] Trong trường hợp này, giả sử tính chất thống kê kênh truyền cố định, thay đổi tốc độ từ mã để tính tốn tối ưu thơng lượng hệ thống Mơ hình hóa tốn tối ưu đưa sau: (P) : max τ (b, H), (9) b Fγn (x) = 1− m2 m2 n!ηB ! n! k!(n − k)! Γ(m2 ) Ω2 n=1 k=0 n m1 x m1 x × exp − Ω1 ηB PV Ω1 PV v m1 xΩ2 xm1 m2 ×2 Kv , m2 Ω1 ηB PV Ω1 Ω2 ηB PV (10) v = m2 + k − n, Kv hàm Bessel bậc v sửa đổi loại xác định [19] ISBN 978-604-80-7468-5 ≤ th ≤ b ≤ bmax , n (ω) s.t Để nhận (9) trước hết cần tìm Fγn |ω (x|ω) Từ (3) có hàm CDF sau: m1 −1 n m2 × (5) fγn (y) hàm phân bố xác suất (PDF: Probability Density Function) γn Thực tế khó khăn để xác định công thức tường minh BLER từ (5), sử dụng xấp xỉ hàm Q (Q-function) trình bày [17], i.e.,   1, γn ≤ ρL   C(γn ) − Rn = − χn (γi − τn ), ρL < γi < ρH , Q  V (γn )/l   0, γn ≥ ρH (6) m2 π n!ηB ! J n! k!(n − k)! Γ(m2 ) ωΩ2 n m1 u m1 u exp − − ψ2 ωΩ1 ηB PV ωΩ1 PV v um1 m2 m1 uΩ2 ×2 Kv , m2 Ω1 ηB PV ω Ω1 Ω2 ηB PV (11) ∞ ¯n ≈ J ¯n,ω = 1− bmin (13) (13a) (13b) Do đó, đặt độ cao tối đa UAV Hmax = 200 m, toán (12) tốn tuyến tính theo b Thuật tốn đơn giản để tìm giá trị tối ưu tốn (13) sử dụng thuật tốn tìm kiếm Trong báo thuật toán Section Golden search sử dụng để giải tốn (13), trình bày Thuật tốn 1 Giả sử hàm f (x) khả vi đoạn (a, b), sử dụng xấp xỉ tích phân sau, số đổi xi = 228 b a f (x)dx ≈ b−a yi + b−a b+a , N i=1 π N − yi2 f (xi ), biến yi = cos( 2i−1 π) 2N Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 Điện tử, Truyền thông Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) Algorithm 1: Algorithm to solve problem (13) Data: (xDn , yDn , 0), (xU , yU , H), r, bmin , bmax , δ Result: b∗ q +q ∗ Initialize: q1 ← 0, bmin , q2 ← bmax , b ← 2 , Compute ¯n (ω) based on (11) while |¯n (ω) − ¯th | > δ if ¯n (ω) > ¯th then q1 ← b∗ ; else q2 ← b∗ ; end Set b∗ ← q1 +q and update (12) 10 end ∗ 11 Return b Average BLER l = 128 Hình Average BLER m =2 i l = 128 BD1- MP BD2 - MP BD3 - MP mi = LT 15 20 25 30 35 40 SNR (dB) Hình Ảnh hưởng tham số m lên BLER trung bình hệ thống Hình 2, trình bày BLER trung bình theo SNR thay đổi tham số Nakagami, m Kết từ đồ thị ISBN 978-604-80-7468-5 10 15 20 25 30 35 40 Ảnh hưởng số kênh truyền sử dụng đến BLER trung bình hệ thống VÀ THẢO LUẬN ω = 0.9 R1 = R2 = R3 = 256 10 SNR (dB) ηB = 0.8 l = 512 BD1 - MP LT i 10 10-6 m =1 10-6 ηB = 0.8, ω = 0.9 -4 BD3 - MP 100 10-4 l = 256 mi = BD2 - MP Trong phần chúng tơi trình bày kết số BLER trung bình hệ thống UAV hỗ trợ thu thập liệu tán xạ ngược xem xét nhằm mục đích đánh giá phẩm chất hệ thống kiểm chứng kết công thức tính tốn Số phép thử ngẫu nhiên sử dụng mơ 10 × 214 Do vượt trội LoS so với tia khúc xạ tán xạ, có nghĩa tham số phân bố Nakagami m nhận giá trị nguyên [24] Tọa độ nút mơ hình hóa theo không gian ba chiều BD1 (−250, −250, 0), BD2 (150, −150, 0), and BD3 (0, 500, 0), UAV bay độ cao cố định H = 100 mét, bán kính 20 mét Tốc độ truyền BDn giả sử R1 = R2 = R3 = 256 bit/s Công suất tham chiếu khoảng cách mét β0 = 20 dB, cơng suất nhiễu chuẩn hóa σn2 = 1, hệ số phản xạ ngược ηB = 0.8 Ngưỡng hội tụ thuật toán sử dụng δ = 10−2 , BLER mục tiêu ¯th = 10−3 Giả sử hệ thống xem xét đặt môi trường thị Một số tham số khác trình bày cụ thể Hình kết Trong hình kí hiệu "LT" kết nhận từ công thức, "MP" kết nhận từ Monte-Carlo 10-2 10-2 Throughput (bit/s/Hz) IV KẾT QUẢ SỐ 100 1.6 mi = 1.4 l = 100 ηB = 0.8, ω = 0.9 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 100 Algorithm BD2 - LT, Eq (12) BD3 - LT, Eq (12) BD1 - LT, Eq (12) 150 200 250 300 350 400 450 500 Number of bits transmission Hình Thơng lượng tối ưu hệ thống theo số bít truyền, SNR = 20 dB rằng, phẩm chất BD1 nhất, BD2 cho BLER tốt Nguyên nhân kết khoảng cách từ BD1 tới UAV xa nhất, BD2 đến UAV gần Ngồi ra, kết bậc phân tập tăng theo giá trị tham số m, tức bậc phân tập hệ thống đạt 1, tương ứng theo m Do m giá trị đặc trưng tương đương tia LoS nhận máy thu Thêm vào đó, kết mơ trùng với kết lý thuyết, chứng tỏ cơng thức tính tốn hồn tồn xác Hình trình bày kết BLER trung bình theo SNR hệ thống với thay đổi chiều dài gói Tăng kích thước gói tương đương việc tăng số lần sử dụng kênh cho trình truyền hệ thống Từ kết thấy rằng, cố định tốc độ truyền Rn = 256 kích thước gói tăng lên dẫn đến phẩm chất BLER trung bình tốt Tức lượng bít truyền băng thơng lớn hơn, phẩm chất hệ thống tốt hơn; điều xảy giảm hiệu sử dụng băng tần vô tuyến Kết Hình thể phẩm chất BD1 nhất, BD2 cho BLER tốt Ngun nhân giải thích Hình trình bày kết thơng lượng hệ thống theo cơng thức (12) Thuật tốn Từ đồ thị cho thấy thuật toán 229 Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 Điện tử, Truyền thông Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) l = 150 Throughput (bit/s/Hz) 1.6 1.4 1.2 0.8 l = 100 0.6 0.4 0.2 100 BD1 mi = BD2 ηB = 0.8, ω = BD3 150 200 250 300 350 400 450 500 Number of bits transmission Hình Thơng lượng hệ thống theo số bít truyền thay đổi chiều dài gói tin, SNR = 20 dB tìm kiếm điểm tối ưu sử dụng báo gần xác hồn tồn với kết cơng thức lý thuyết Khi tăng số bít truyền, thơng lượng hệ thống tăng đến giá trị cực đại giao với kết Thuật tốn 1, sau giảm dần tiếp tục tăng số bít Từ kết khảng định rằng, hệ thống đề xuất tồn giá trị bít truyền hợp lý với số lần sử dụng kênh cố định cho kết thơng lượng tối ưu Hình biểu diễn thơng lượng hệ thống thơng qua số bít truyền thay đổi kích thước gói Từ kết thấy rằng, tồn giá trị thông lượng tối ưu tương ứng với số bít truyền Khi l = 100 số bít truyền khoảng 250 hệ thống đạt thơng lượng cực đại, l = 150 thơng lượng đạt cực đạt số bít truyền khoảng 350, tức tăng kích thước gói tin dẫn đến tăng số bít truyền hợp lý để hệ thống đạt thơng lượng tối đa Nguyên nhân kết tăng số bít truyền lớn dẫn đến BLER tăng lên dẫn đến giảm thông lượng Ngược lại số bít truyền ít, BLER nhỏ thơng lượng hệ thống thấp Bên cạnh đó, thơng lượng BD1 thấp thông lượng BD3 thông lượng BD2 đạt tốt V KẾT LUẬN Trong báo đề xuất đánh giá phẩm chất hệ thống UAV hỗ trợ truyền thông tán xạ ngược Đánh giá phẩm chất hệ thống qua BLER trung bình thông lượng đạt người dùng Đề xuất thuật tốn tối ưu thơng lượng theo số bít truyền Các tham số phẩm chất trình bày dạng cơng thức tường minh, thuật tốn đồ thị kết mô Monte-Carlo Kết báo chứng minh khả tán xạ ngược sử dụng không mạng phạm vi nhỏ cỡ vài chục centimet để nhận dạng tần số vơ tuyến (RFID: Radio Frequency IDentification) Tán xạ ngược đáp ứng tốt cho việc truyền thơng với kích thước mạng lớn từ mặt đất đến UAV TÀI LIỆU [1] L Yuan, N Yang, F Fang, and Z Ding, “Performance Analysis of UAVAssisted Short-Packet Cooperative Communications,” IEEE Trans Veh Technol., vol 71, no 4, pp 4471–4476, Apr 2022 ISBN 978-604-80-7468-5 [2] N Van Huynh, D T Hoang, X Lu, D Niyato, P Wang, and D I Kim, “Ambient backscatter communications: A contemporary survey,” IEEE Commun Surveys Tuts., vol 20, no 4, pp 2889–2922, Fourth quarter 2018 [3] M Z Hassan, M J Hossain, J Cheng, and V C Leung, “StatisticalQoS guarantee for IoT network driven by laser-powered UAV relay and RF backscatter communications,” vol 5, no 1, pp 406–425, Mar 2020 [4] 3GPP-TR-36.777, “Study on enhanced LTE support for aerial vehicles, 2017, 3GPP technical report [Online] Available:www.3gpp.org/dynareport/36777.htm.” [5] T M Hoang, B C Nguyen, X H Le, X N Tran, T Kim et al., “Outage Probability and Throughput of Mobile Multiantenna UAV-Assisted FDNOMA Relay System With Imperfect CSI,” IEEE Systems Journal, 2022 [6] T M Hoang, X N Tran, P T Hiep et al., “Outage Probability of Aerial Base Station NOMA MIMO Wireless Communication with RF Energy Harvesting,” IEEE Internet of Things Journal, 2022 [7] A Ranjha and G Kaddoum, “URLLC-enabled by laser powered UAV relay: A quasi-optimal design of resource allocation, trajectory planning and energy harvesting,” IEEE Trans Veh Technol., vol 71, no 1, pp 753 –765, Jan 2022 [8] P Raut, K Singh, C.-P Li, M.-S Alouini, and W.-J Huang, “Nonlinear EH-Based UAV-Assisted FD IoT Networks: Infinite and Finite Blocklength Analysis,” vol 8, no 24, pp 655–668, Dec 2021 [9] N Agrawal, A Bansal, K Singh, C.-P Li, and S Mumtaz, “Finite Block Length Analysis of RIS-Assisted UAV-Based Multiuser IoT Communication System with Non-Linear EH,” IEEE Trans Wireless Commun., vol DOI: 10.1109/TCOMM.2022.3162249, March 2022 [10] C Boyer and S Roy, “Backscatter communication and rfid: Coding, energy, and MIMO analysis Communications,” vol 62, no 3, pp 770– 785, Oct 2015 [11] S Yang, Y Deng, X Tang, Y Ding, and J Zhou, “Energy efficiency optimization for UAV-assisted backscatter communications,” IEEE Commun Lett., vol 23, no 11, pp 2041–2045, Nov 2019 [12] G Yang, R Dai, and Y.-C Liang, “Energy-efficient UAV backscatter communication with joint trajectory design and resource optimization,” IEEE Trans Wireless Commun., vol 20, no 2, pp 926–941, 2020 [13] L Bai, Q Chen, T Bai, and J Wang, “UAV-Enabled Secure Multiuser Backscatter Communications With Planar Array,” IEEE J Sel Areas Commun., vol 40, no 10, pp 2946–2961, 2022 [14] J Hu, X Cai, and K Yang, “Joint trajectory and scheduling design for UAV aided secure backscatter communications,” IEEE Trans Wireless Commun., vol 9, no 12, pp 2168–2172, 2020 [15] D.-H Tran, S Chatzinotas, and B Ottersten, “Throughput Maximization for Backscatter-and Cache-Assisted Wireless Powered UAV Technology,” IEEE Trans Veh Technol., vol 71, no 5, pp 5187–5202, 2022 [16] D.-D Tran, S K Sharma, S Chatzinotas, I Woungang, and B Ottersten, “Short-packet communications for MIMO NOMA systems over Nakagami-m fading: BLER and minimum blocklength analysis,” IEEE Trans Veh Technol., vol 70, no 4, pp 3583–3598, Apr 2021 [17] X Lai, T Wu, Q Zhang, and J Qin, “Average secure BLER analysis of NOMA downlink short-packet communication systems in flat Rayleigh fading channels,” IEEE Trans Wireless Commun., vol 20, no 5, pp 2948–2960, May 2020 [18] T Hou, Y Liu, Z Song, X Sun, and Y Chen, “UAV-to-Everything (U2X) Networks Relying on NOMA: A Stochastic Geometry Model,” IEEE Trans Veh Technol., vol 69, no 7, pp 7558 – 7568, July 2020 [19] I S Gradshteyn and I M Ryzhik, “Table of Integrals, Series, and Products,” 2014 [20] M Abramowitz and I A Stegun, Handbook of mathematical functions: with formulas, graphs, and mathematical tables Courier Corporation, 1964, vol 55 [21] J Choi, “Throughput analysis for multiuser diversity of two users with SIC in NOMA systems,” in 2018 International Conference on Signals and Systems (ICSigSys) IEEE, May 2018, pp 120–124 [22] ——, “Joint rate and power allocation for NOMA with statistical CSI,” IEEE Trans Commun., vol 65, no 10, pp 4519–4528, June 2017 [23] D N C Tse and S V Hanly, “Multiaccess fading channels i polymatroid structure, optimal resource allocation and throughput capacities,” IEEE Trans Inf Theory, vol 44, no 7, pp 2796–2815, Nov 1998 [24] M K Simon, “Digital communication over generalized fading channels: a unified approach to performance analysis,” 2002 230 ... thiết bị tán xạ ngược sử dụng để thu thập liệu cho hệ thống điều khiển từ xa với hỗ trợ UAV hay hệ thống cảm biến môi trường Tuy nhiên, việc kết hợp liên lạc tán xạ ngược, gói tin ngắn UAV chưa... bị tán xạ ngược IOT Hình (3) III PHÂN TÍCH PHẨM CHẤT HỆ THỐNG A BLER trung bình BDn UAV Khi số lượng gói tin đủ lớn (l 100), BLER UAV hệ thống xác định theo phương trình [16] Mơ hình hệ thống UAV. .. lượng hệ thống thấp Bên cạnh đó, thơng lượng BD1 thấp thông lượng BD3 thông lượng BD2 đạt tốt V KẾT LUẬN Trong báo đề xuất đánh giá phẩm chất hệ thống UAV hỗ trợ truyền thông tán xạ ngược Đánh giá