Phân tích hiệu năng hướng xuống của đa truy cập không trực giao trong mạng hợp tác

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THƠNG PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG HƯỚNG XUỐNG CỦA ĐA TRUY CẬP KHÔNG TRỰC GIAO TRONG MẠNG HỢP TÁC GVHD: TS PHẠM NGỌC SƠN SVTH : NGƠ ĐỨC TÀI SKL009974 Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG HƯỚNG XUỐNG CỦA ĐA TRUY CẬP KHÔNG TRỰC GIAO TRONG MẠNG HỢP TÁC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG Sinh viên: NGÔ ĐỨC TÀI Mssv: 13141545 Hướng dẫn: TS PHẠM NGỌC SƠN i ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG HƯỚNG XUỐNG CỦA ĐA TRUY CẬP KHÔNG TRỰC GIAO TRONG MẠNG HỢP TÁC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG Sinh viên: NGƠ ĐỨC TÀI Mssv: 13141545 TP.HỒ CHÍ MINH – 1/2018 ii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên người thực đề tài xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh tạo mơi trường học tập tốt điều kiện thuận lợi để thực đề tài Người thực đề tài xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Phạm Ngọc Sơn, giảng viên Bộ môn Điện tử viễn thông trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, người tận tình trực tiếp hướng dẫn, bảo động viên tơi suốt q trình thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh nói chung khoa Đào tạo chất lượng cao nói riêng tận tình dạy dỗ, truyền đạt cho tơi kiến thức sở chun ngành, giúp tơi có tảng kiến thức hoàn thành đề tài Người thực đề tài xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên tơi suốt q trình học tập hoàn thành dề tài Xin chân thành cảm ơn ! Tp Hồ Chí minh, ngày tháng năm Người thực đề tài Ngơ Đức Tài i TĨM TẮT Trong năm gần đây, NOMA thu hút nhiều ý nhà nghiên cứu để đáp ứng yêu cầu mạng 5G NOMA kỹ thuật truy cập vô tuyến đầy triển vọng để nâng cao hiệu suất hệ mạng tế bào Kỹ thuật đa truy cập phân thành hai loại đa truy cập trực giao (OMA) đa truy cập phi trực giao (NOMA) Đa truy cập trực giao cho phép bên nhận tách tín hiệu mong muốn từ tín hiệu khơng mong muốn cách sử dụng hàm Đa truy cập phi trực giao cho phép phân bố tần số cho nhiều user thời điểm cell đưa số cải tiến cải thiện hiệu suất phổ, tăng thông lượng cho user Trong đề tài nghiên cứu, tập trung phân tích, mơ xác suất dừng (OP) ii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Mơ hình đường xuống với k user Hình 2.2 Hình vẽ minh hoạ mơ hình kênh Gaussian phân bố r(t) Hình 2.3 Fading Rayleigh thiết bị di động di chuyển (ở tần số 900Mhz) Hình 2.4 Hình vẽ minh hoạ mơ hình kênh Rician phân bố r(t) Hình 2.5 Mơ hình kênh AWGN Hình 3.1 Mơ hình hệ thống hợp tác NOMA đường xuống Hình 4.1 Lưu đồ chương trình Hình 4.2 Lưu đồ chương trình OP_SM Hình 4.3 Lưu đồ chương trình OP_LT Hình 4.4 Xác suất dừng với m = 1, m = 2, m = iii CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Giải thích AF DF Amplify and forward Decode and forward ADF Decode, Amplify and Forward MIMO Multi Input Multi Output SNR QoS PDF Signal-to-Noise Ratio Quality of Service Probability Density Function Tỷ số tín hiệu nhiễu Chất lượng dịch vụ Hàm mật độ xác suất CDF Cumulative Distribution Function Hàm phân phối tích lũy HD Half duplex Bán song công FD Full duplex Song công LoS Light of Sight Tầm nhìn thẳng HDR Half duplex relay Bán song cơng chuyển tiếp FDR Full duplex relay Song công chuyển tiếp BER Bit Error Rate Tỉ lệ lỗi bit SER Symbol Error Rate Tốc độ lỗi ký hiệu TSR Time switching-based relaying chuyển mạch thời gian PSR Power splitting-based relaying Kiến trúc chia công suất Khuếch đại chuyển tiếp Giải mã chuyển tiếp Giải mã, khuếch đại chuyển tiếp Kỹ thuật sử dụng nhiều ăng-ten phát nhiều ăng-ten thu iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii DANH MỤC HÌNH iii CÁC TỪ VIẾT TẮT iv CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1.3 NHIỆM VỤ VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.3.1 Nhiệm vụ 1.3.2 Giới hạn 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5 BỐ CỤC ĐỀ TÀI 10 CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN 11 2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐA TRUY CẬP 11 2.1.1 CDMA 11 2.1.2 TDMA 15 2.1.3 FDMA 16 2.2 KỸ THUẬT ĐA TRUY CẬP PHI TRỰC GIAO 17 2.2.1 Nguyên tắc truyền nhận tín hiệu đa truy cập khơng trực giao hướng xuống 18 2.3 HỆ THỐNG KIẾN THỨC LIÊN QUAN 19 2.3.1 Xác suất dừng 19 2.3.2 Kênh Gaussian 19 2.3.3 Kênh Rayleigh Fading 20 2.3.4 Mơ hình kênh AWGN 21 2.3.5 Hàm phân phối xác suất tích lũy hàm mật độ xác suất biến ngẫu nhiên 23 v 2.3.7 Phương pháp loại bỏ giao thoa cách SIC (Successive Interference Cancellation) 24 CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH HỆ THỐNG 26 3.1 MƠ HÌNH HỆ THỐNG NOMA HƯỚNG XUỐNG TRONG MẠNG HỢP TÁC 26 3.2 PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG HỆ THỐNG 28 3.2.1 Xác suất dừng 28 3.2.2 Phân tích xác suất dừng 29 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 31 4.1 Thông số mô lưu đồ giải thuật 31 4.1.1 Các thông số mô phỏng: 31 4.1.2 Lưu đồ giải thuật 31 4.2 Kết đánh giá 36 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 37 5.1 Kết luận 37 5.2 Hướng phát triển 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 vi