Nghiên cứu kỹ thuật SSC (switch and stay combining) trong mạng vô tuyến thu thập năng lượng

Nghiên cứu kỹ thuật SSC (Switch and stay combining) trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật SSC (Switch and stay combining) trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật SSC (Switch and stay combining) trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật SSC (Switch and stay combining) trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật SSC (Switch and stay combining) trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật SSC (Switch and stay combining) trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật SSC (Switch and stay combining) trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật SSC (Switch and stay combining) trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật SSC (Switch and stay combining) trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật SSC (Switch and stay combining) trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật SSC (Switch and stay combining) trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật SSC (Switch and stay combining) trong mạng vô tuyến thu thập năng lượng

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG - NGUYỄN THANH TÂM NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT SSC (SWITCH AND STAY COMBINING) TRONG MẠNG VÔ TUYẾN THU THẬP NĂNG LƢỢNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH-2016 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG - NGUYỄN THANH TÂM NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT SSC (SWITCH AND STAY COMBINING) TRONG MẠNG VÔ TUYẾN THU THẬP NĂNG LƢỢNG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG MÃ SỐ : 60.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VÕ NGUYỄN QUỐC BẢO THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH-2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam Ďoan Ďây công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa Ďƣợc công bố công trình khác Học viên Nguyễn tâm ii LỜI CẢM ƠN Lời Ďầu tiên, xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô công tác Học Viện Công Nghệ Bƣu Chính Viễn Thông, ngƣời Ďã truyền Ďạt kiến thức quý báu, phƣơng pháp nghiên cứu cho thời gian học Học Viện Công Nghệ Bƣu Chính Viễn Thông Tôi xin chân thành cám ơn Thầy PGS.TS Võ Nguyễn Quốc Bảo Ďã trực tiếp hƣớng dẫn khoa học Ďể hoàn thành tốt luận văn Tôi xin cảm ơn gia Ďình, với bạn bè, Ďồng nghiệp Ďã tạo Ďiều kiện thuận lợi cho trình học tập nhƣ thực luận văn Tp.HCM, ngày tháng năm 2016 Nguyễn Thanh Tâm iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT v DANH SÁCH HÌNH VẼ vi MỞ ĐẦU CHƢƠNG - TỔNG QUAN VỀ MẠNG THU THẬP NĂNG LƢỢNG 1.1 Giới thiệu mạng thu thập lƣợng .3 1.2 Mạng chuyển tiếp thu thập lƣợng 1.2.2 Thu thập lượng phân chia theo thời gian( TS) 1.2.3 Thu thập lượng phân chia theo công suất (PS) 1.2.4 Kỹ thuật khuếch đại chuyển tiếp (AF) 1.2.5 Kỹ thuật giải mã chuyển tiếp (DF) 1.3 Mạng thu thập lƣợng sử dụng kỹ thuật kết hợp truyền thống .6 1.3.1 Mô hình hệ thống 1.3.1.2 Ƣu nhƣợc Ďiểm mạng truyền thông cộng tác 1.3.1.3 Kỹ thuật kết hợp 1.3.1.4 Các kỹ thuật lựa chọn nút chuyển tiếp 11 1.3.2 Các thông số mạng 12 1.3.2.1 Xác suất dừng 12 1.3.2.2 Xác suất lỗi bít 12 1.3.2.3 Hiệu suất trải phổ 12 1.4 Tổng quan Ďề tài chọn Ďề tài 13 1.5 Các nghiên cứu liên quan .14 1.6 Đóng góp luận văn 14 CHƢƠNG - KỸ THUẬT KẾT HỢP SSC TRONG MẠNG THU THẬP NĂNG LƢỢNG 15 2.1 Giới thiệu kỹ thuật SSC (Switch and Stay combining) 15 2.2 Mô hình hệ thống 16 2.3 Phân tích hiệu hệ thống .17 iv 2.3.1 Hàm phân phối tích lũy (CDF) hàm mật độ xác suất (PDF) 17 2.3.2 Xác suất dừng hệ thống 18 2.3.2.1 Xác suất dừng với nút chuyển tiếp thu thập lƣợng sử dụng kỹ thuật thu thập lƣợng phân chia theo thời gian (TS) 19 2.3.2.2 Tối ƣu mô hình Ďề xuất 23 2.3.2.3 Xác suất dừng với Ďa nút chuyển tiếp thu thập lƣợng sử dụng kỹ thuật thu thập lƣợng phân chia theo thời gian (TS) 28 2.3.2.4 Xác suất dừng với nút chuyển tiếp thu thập lƣợng sử dụng kỹ thuật thu thập lƣợng phân chia theo công suất (PS) 33 2.3.2.5 Tối ƣu mô hình Ďề xuất sử dụng kỹ thuật thu thập lƣợng phân chia theo công suất (PS) 36 2.3.2.6 Xác suất dừng với Ďa nút chuyển tiếp thu thập lƣợng sử dụng kỹ thuật thu thập lƣợng phân chia theo công suất (PS) 36 2.3.2.7 So sánh xác suất dừng mô hình truyền trực tiếp với mô hình Ďề xuất 39 2.4 Kết luận chƣơng 40 CHƢƠNG - MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 41 3.1 Tham số hệ thống kênh truyền 41 3.2 Mô hiệu hệ thống Ďánh giá 42 3.2.1 Mô hiệu hệ thống với kỹ thuật thu thập lượng phân chia theo thời gian 42 3.2.2 Mô hiệu hệ thống với kỹ thuật thu thập lượng phân chia theo công suất 46 KẾT LUẬN 51 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 v DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT Viết Tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AF Amplify and Forward Khuếch Ďại chuyển tiếp CDF Cumulative Distribution Function Hàm phân bố xác suất DF Decode-and-Forward Giải mã chuyển tiếp DL Direct Link Đƣờng truyền trực tiếp EGC Equal Gain Combining Kết hợp Ďộ lợi cân MIMO Multiple-Input Multiple-Output MRC Maximal Ratio Combining Kết hợp tỉ số tối Ďa OP Outage Probability Xác suất dừng PDF Probability Density Function Hàm mật Ďộ phân bố xác suất PS Power Splitting kỹ thuật phân chia theo công QoS Quality of Service Chất lƣợng dịch vụ SC Selection Combining Lựa chọn kết hợp SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu nhiễu SSC Switch and Stay Combining TS Time Switching suất gian Kỹ thuật phân chia theo thời vi DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Mô hình mạng chuyển tiếp thu thập lƣợng Hình 1.2: Thu thập lƣợng phân chia theo thời gian Hình 1.3: kỹ thuật thu thập lƣợng phân chia theo công suất Hình 1: Mô hình mạng thu thập lƣợng sử dụng kỹ thuật SSC 16 Hình 2: Mô hình mạng thu thập lƣợng sử dụng kỹ thuật SSC với Ďa nút chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật thu thập lƣợng phân chia theo thời gian 28 Hình 3: Mô hình mạng thu thập lƣợng sử dụng kỹ thuật SSC với Ďa nút chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật thu thập lƣợng phân chia theo thời gian 36 Hình 2.4: Mô hình hệ thống truyền trực tiếp 39 Hình 1: xác suất dừng Ďƣợc vẽ theo giá trị SNR(dB) P  3, Rth  0.5,   0.1,   0.25, T  1, T  42 Hình 2: Xác suất dừng Ďƣợc vẽ theo giá trị SNR(dB) P  3, Rth  0.5,   0.1,   0.25, T  0.1, T  0.41, T  0.5, T  1, T  43 Hình 3: Xác suất dừng Ďƣợc vẽ theo giá trị SNR(dB) P  3, Rth  0.5,   0.1,   0.25, T  0.41   , T    , T    44 Hình 4: Xác suất dừng hệ thống vẽ theo SNR(dB) P  3, Rth  0.5,   0.1,   0.25, T  với số nút chuyển tiếp R  2, R  4, R  45 Hình 5: Xác suất dừng Ďƣợc vẽ theo SNR(dB) Rth  0.5,   0.1,   0.25, T  1, T  công suất mô hình truyền trực tiếp P  công suất mô hình Ďề xuất P  46 Hình 6: Xác suất dừng Ďƣợc vẽ nhƣ hàm theo SNR(dB) P  3, Rth  0.5,   0.2,   0.25, T  0.1, T  0.41, T  0.5, T  1, T  47 Hình 7: Xác suất dừng Ďƣợc vẽ nhƣ hàm SNR(dB) P  3, Rth  0.5,   0.2,   0.25, T  với số nút chuyển tiếp R  2, R  4, R  48 vii Hình 8: Xác suất vẽ theo hàm SNR(dB) Rth  0.5,   0.2,   0.25, T  1, T  công suất mô hình truyền trực tiếp P  công suất mô hình Ďề xuất P  49 MỞ ĐẦU Trong thời Ďại nay, thiết bị di Ďộng Ďang dần thay thiết bị cố Ďịnh Do Ďó, hệ thống truyền thông phải Ďáp ứng nhu cầu ngày tăng thiết bị di Ďộng Để Ďáp ứng nhu cầu này, hệ thống truyền thông không dây phải Ďƣợc triển khai rộng khắp trì hoạt Ďộng liên tục Tuy nhiên, hệ thống truyền thông không dây hầu hết sử dụng nguồn lƣợng Ďƣợc cung cấp nhƣ Ďiện lƣới, pin, acquy Điều khó khăn cho việc trì hoạt Ďộng liên tục triển khai hệ thống nơi có Ďịa hình phức tạp, khó khăn [1] Để cung cấp khả thu thập lƣợng cho hệ thống không dây, hệ thống vô tuyến thu thập lƣợng từ thiên nhiên nhƣ lƣợng mặt trời, nhiệt, gió, Ďiện từ, hóa học…hoặc ngƣời tạo [2] Ƣu Ďiểm giải pháp ứng dụng Ďể triển khai mạng vùng nông thôn xa xôi thúc Ďẩy phát triển y tế, môi trƣờng, giáo dục [2] Tuy nhiên, nhƣợc Ďiểm thu thập lƣợng từ thiên nhiên không ổn Ďịnh phụ thuộc vào thời Ďiểm Để tăng tính ổn Ďịnh nguồn lƣợng thu thập, hệ thống vô tuyến thu thập lƣợng từ sóng vô tuyến môi trƣờng xung quanh mà Ďó tín hiệu vô tuyến Ďƣợc dung Ďể cung cấp Ďồng thời thông tin lƣợng cho máy thu [2] Một vấn Ďề khó khăn mạng thu thập lƣợng khó nhận lƣợng thu thông tin tín hiệu lúc Bên cạnh Ďó, công nghệ thu thập lƣợng có hiệu suất lƣợng thu thập thấp dẫn Ďến nút mạng sử dụng lƣợng có vùng phủ sóng nhỏ [4] Việc sử dụng kỹ thuật chuyển tiếp cho mạng thu thập lƣợng vô tuyến giải pháp tiềm Trong luận văn này, Ďề xuất sử dụng kỹ thuật phân bố giữ (SSC) Ďể: - Mở rộng vùng phủ sóng mạng sử dụng nút chuyển tiếp thu thập lƣợng 40 2.4 Kết luận chƣơng Trong chƣơng này, Tôi Ďã Ďƣa công thức tính toán tƣờng minh xác suất dừng mô hình Ďề xuất với hai kỹ thuật thu thập lƣợng: thu thập lƣợng phân chia theo thời gian phân chia theo công suất mở rộng mô hình Ďề xuất với nhiều nút chuyển tiếp Ďể tăng thêm hiệu hệ thống, xác suất dừng mô hình truyền trực tiếp Ďể so sánh với mô hình Ďề xuất với công thức tính toán Ďƣợc Ďƣa dạng tƣờng minh 41 CHƢƠNG - MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 3.1 Tham số hệ thống kênh truyền Trong chƣơng này, mô Monte Carlo Ďƣợc sử dụng Ďể kiểm chứng kết Chƣơng Trong mô Monte Carlo, Ďể xác Ďịnh giá trị xác suất dừng số lƣợng phép thử Ďƣợc sử dụng 106 Các kí hiệu Ďƣợc sử dụng hình vẽ: - Các kết mô Ďƣợc kí hiệu chữ MP Trên hình vẽ, kết mô Ďƣợc thể hình tròn, hình vuông, hình sao,… - Các kết lý thuyết Ďƣợc kí hiệu chữ LT Các kết lý thuyết Ďƣợc thể Ďƣờng liền nét, Ďƣờng Ďứt nét - Các kết mô cho hệ thống truyền trực tiếp Ďƣợc kí hiệu chữ DL(MP) Ďƣợc thể hiên Ďƣờng liền nét - Các kết xấp xỉ Ďƣợc kí hiệu chữ APPRO Ďƣợc thể hiên Ďƣờng Ďứt nét - Các kết lý thuyết cho mô hình truyền trực tiếp Ďƣợc kí hiệu chữ DL(LT) Ďƣợc thể hình - Trục tung hình mô thể giá trị xác suất dừng Ďƣợc kí hiệu chữ OP - Trục hoành hình mô thể giá trị công suất phát công suất nhiễu Gauss, Ďƣợc kí hiệu SNR(dB) Ďƣợc tính theo Ďơn vị dB 42 3.2 Mô hiệu hệ thống đánh giá 3.2.1 Mô hiệu hệ thống với kỹ thuật thu thập lượng phân chia theo thời gian 10 -1 10 -2 10 -3 OP 10 -4 10 -5 10 -6 10 -7 10 -10 MP (T=1) LT (T=1) MP (T=8) LT (T=8) -5 10 15 SNR (dB) Hình 1: xác suất dừng đƣợc vẽ theo giá trị SNR(dB) P  3, Rth  0.5,   0.1,   0.25, T  1, T  Hình 3.1 biễu diễn xác suất dừng (OP) hệ thống nhƣ hàm theo công suất tín hiệu công suất nhiễu SNR Từ hình vẽ, ta thấy xác suất dừng hệ thống giảm SNR tăng ứng với công thức (2.26) Ďến (2.28) Tiếp theo, ta quan sát thấy giảm giá trị T xác suất dừng hệ thống giảm theo, nhiên ta giảm giá trị T xác suất dừng hệ thống giảm theo, Hình 3.2 cho ta thấy rõ Ďiều 43 10 -1 10 -2 10 -3 OP 10 -4 10 -5 10 -6 10 -7 10 MP(T=0.1) LT(T=0.1) MP(T=0.41) LT(T=0.41) MP(T=0.5) LT(T=0.5) MP(T=1) LT(T=1) MP(T=8) LT(T=8) -10 -5 10 15 SNR (dB) Hình 2: Xác suất dừng đƣợc vẽ theo giá trị SNR(dB) P  3, Rth  0.5,   0.1,   0.25, T  0.1, T  0.41, T  0.5, T  1, T  Trong hình 3.2, ta quan sát thấy tăng giá trị SNR với T  0.1 có giá trị xác suất dừng lớn tức hiệu hệ thống thấp Ďạt Ďƣợc thấp Ngoài ra, ta nhận thấy với T=0.5 có giá trị xác suất dừng lớn T=0.41 ( T    th  : ngƣỡng dừng kênh truyền trực tiếp) Tuy nhiên, ta nhận thấy R giá trị xác suất dừng nhỏ năm trƣờng hợp ứng với T=1( ứng với T    22 Rth  : ngƣỡng dừng kênh truyền gián tiếp) 44 10 -1 10 -2 10 MP(T=0.41) LT(T=0.41) APPRO(T=0.41) MP(T=1) LT(T=1) APPRO(T=1) MP(T=2) LT(T=2) APPRO(T=2) -3 10 -4 10 -1 SNR (dB) Hình 3: Xác suất dừng đƣợc vẽ theo giá trị SNR(dB) P  3, Rth  0.5,   0.1,   0.25, T  0.41   , T    , T    Trong hình 3.3, mô mô hình Ďề xuất với trƣờng hợp T   , T   T   Trong trƣờng hợp T   T   , ta nhận thấy giá trị xác suất dừng mô hình Ďề xuất lớn so với trƣờng hợp T   với cận dƣới xác suất dừng ứng với Ďƣờng nét dứt Do Ďó, hiệu hệ thống Ďạt giá trị tốt ứng với trƣờng hợp T   xác suất dừng nhỏ ứng với công thức (2.42) Hình 3.4 Ďƣợc mô ứng với công thức từ (2.51) Ďến (2.53), hình 3.4 cho ta thấy giá trị xác suất dừng hệ thống thay Ďổi ta tăng số nút chuyển tiếp Theo Hình 3.4 hiệu hệ thống tăng ta tăng số lƣợng nút chuyển tiếp Điều Ďƣợc giải thích nhƣ sau ta tăng số lƣợng nút chuyển tiếp nút Ďích lựa chọn nút chuyển tiếp tốt Ďể nhận thông tin Ďó khả giải mã thành công nút Ďích tăng lên làm cho hiệu hệ thống tăng theo 45 10 -2 10 -4 OP 10 -6 10 -8 10 MP (R=2) LT (R=2) MP (R=4) LT (R=4) MP (R=6) LT (R=6) -10 10 -12 10 -15 -10 -5 SNR (dB) Hình 4: Xác suất dừng hệ thống vẽ theo SNR(dB) P  3, Rth  0.5,   0.1,   0.25, T  với số nút chuyển tiếp R  2, R  4, R  Để Ďảm bảo so sánh công mô hình Ďề xuất mô hình truyền trực tiếp, công suất mô hình truyền trực tiếp gấp Ďôi công suất truyền mô hình Ďề xuất Hình 3.5 cho ta thấy rõ khác biệt hiệu hệ thống sử dụng kỹ thuật Switch and stay combining với nút chuyển tiếp thu thập lƣợng hệ thống sử dụng Ďƣờng truyền trực công thức (2.64) Mặc dù, giá trị khác ngƣỡng chuyển T giá trị xác suất dừng mô hình truyền trực tiếp Ďều lớn giá trị xác suất dừng mô hình Ďề xuất với nút chuyển tiếp nên hiệu mô hình Ďề xuất cao nhiều so với mô hình truyền trực tiếp 46 10 -1 10 -2 10 -3 OP 10 -4 10 -5 10 -6 10 -7 10 -10 DL(LT T=1) DL(MP T=1) MP (T=1) LT(T=1) MP(T=8) LT(T=8) DL(LT T=8) DL(MP T=8) -5 10 15 SNR (dB) Hình 5: Xác suất dừng đƣợc vẽ theo SNR(dB) Rth  0.5,   0.1,   0.25, T  1, T  công suất mô hình truyền trực tiếp P  công suất mô hình đề xuất P  3.2.2 Mô hiệu hệ thống với kỹ thuật thu thập lượng phân chia theo công suất 47 10 -1 10 -2 OP 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 -10 MP(T=0.1) LT(T=0.1) MP(T=0.41) LT(T=0.41) MP(T=0.5) LT(T=0.5) MP(T=1) LT(T=1) MP(T=8) LT(T=8) -5 10 15 SNR (dB) Hình 6: Xác suất dừng đƣợc vẽ nhƣ hàm theo SNR(dB) P  3, Rth  0.5,   0.2,   0.25, T  0.1, T  0.41, T  0.5, T  1, T  Hình 3.6 với cách giải thích tƣơng tự nhƣ Hình 3.2, ta suy hiệu hệ thống Ďạt giá trị ngƣỡng chuyển kênh liên kết với ngƣỡng dừng kênh truyền gián tiếp giá trị ngƣỡng chuyển kênh 48 10 -1 10 -2 10 -3 10 -4 OP 10 -5 10 -6 10 -7 10 -8 10 -9 10 -5 MP(R=2) LT(R=2) MP(R=4) LT(R=4) MP(R=6) LT(R=6) -4 -3 -2 -1 SNR (dB) Hình 7: Xác suất dừng đƣợc vẽ nhƣ hàm SNR(dB) P  3, Rth  0.5,   0.2,   0.25, T  với số nút chuyển tiếp R  2, R  4, R  Hình 3.7 ta có nhận xét tƣơng tự nhƣ Hình 3.4, xác suất dừng mô hình Ďƣợc Ďề suất giảm ta tăng số lƣợng nút chuyển tiếp Do Ďó, hiệu hệ thống tăng ta tăng số lƣợng nút chuyển tiếp Ta có kết luận với mô hình sử dụng với kỹ thuật thu thập lƣợng phân chia theo thời gian 49 10 -1 10 -2 OP 10 -3 10 DL(LT T=1) DL(MP T=1) MP(T=1) LT(T=1) MP(T=8) LT(T=8) DL(LT T=8) DL(MP T=8) -4 10 -5 10 -6 10 -10 -5 10 15 SNR (dB) Rth  0.5,  Hình 8: Xác suất vẽ theo hàm SNR(dB)  0.2,   0.25, T  1, T  công suất mô hình truyền trực tiếp P  công suất mô hình đề xuất P  Hình 3.8 cho ta thấy mô hình truyền trực tiếp với công suất phát 2P nhƣng xác suất dừng cao nhiều so với mô hình Ďề xuất sử dụng kỹ thuật thu thập lƣợng phân chia theo công suất Với hình mô xác suất dừng hệ thống Ďƣợc thể ta có kết luận: o Mô hình Ďề xuất có hiệu cao hẳn so với mô hình truyền trực tiếp Trong Ďó, mô hình Ďề xuất sử dụng hai kỹ thuật thu thập lƣợng: thu thập lƣợng phân chia theo thời gian phân chia theo công suất 50 o Hiệu mô hình Ďề xuất tốt giá trị ngƣỡng chuyển kênh liên kết: T  22 R  th o Để tăng thêm hiệu mô hình Ďề xuất ta tăng thêm số lƣợng nút chuyển tiếp Ďể giúp Ďỡ kênh truyền trực tiếp Số lƣợng nút chuyển tiếp tăng hiệu hệ thống tăng 51 KẾT LUẬN Trong luận văn này, Tôi nghiên cứu kỹ thuật Switch and Stay Combining mạng thu thập lƣợng kênh truyền Fading Rayleigh, kết hợp với kỹ thuật giải mã chuyển tiếp kỹ thuật lựa chọn nút chuyển tiếp tốt Luận văn Ďạt Ďƣợc kết o Mô hình Ďề xuất giúp tăng hiệu hệ thống vô tuyến Các biểu thức tính toán xác xác suất dừng Ďƣợc Ďƣa công cụ toán Ďƣợc kiểm chứng mô Monte Carlo o Nếu ta tăng số lƣợng nút chuyển tiếp giữ cố Ďịnh tham số lại cho ta thấy hiệu mô hình Ďề xuất tăng lên Ďáng kể o Trong luận văn Ďã Ďƣa công thức tính giá trị ngƣỡng chuyển kênh liên kết Ďể hiệu hệ thống Ďạt tốt o So sánh hiệu mô hình Ďề xuất với mô hình truyền trực tiếp, mô hình Ďề xuất có hiệu cao hầu hết trƣờng hợp Hƣớng mở rộng: o Khảo sát mô hình Ďề xuất với kênh truyền khác o Khảo sát mô hình chuyển tiếp Ďa chặng 52 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] A S Putra, S V Bhat, and V Raveendran, "Measurement of wireless power transfer," in Sensing Technology (ICST), 2013 Seventh International Conference on, 2013, pp 351-355 A Y S Ulukus, E Erkip, O Simeone, M Zorzi, P Grover, K Huang (2015), "Energy Harvesting Wireless Communications: A Review of Recent Advances." S M P Zhiguo Ding, In aki Esnaola, and H Vincent Poor (2 14), Power Allocation Strategies in Energy Harvesting Wireless Cooperative Networks," IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS, vol 13, no S Sudevalayam and P Kulkarni, "Energy Harvesting Sensor Nodes: Survey and Implications," Communications Surveys & Tutorials, IEEE, vol PP, pp 1-19, 2010 X Z Ali A Nasir, Salman Durrani, Rodney A Kennedy (2013), "Relaying Protocols for Wireless Energy Harvesting and Information Processing." H Y K T T Duy, "Performance Analysis of Incremental Amplify-andForward Relaying Protocols with Nth Best Partial Relay Selection under Interference Constraint," Wireless Personal Communications (WPC), vol 71, no 4, pp 2741-2757 H Y K T T Duy, "On Performance Evaluation of Hybrid DecodeAmplify-Forward Relaying Protocol with Partial Relay Selection in Underlay Cognitive Networks," Journal of Communications and Networks (JCN), vol 16, no 5, pp 502-511 T T D T.L Thanh, V.N.Q Bao, N.L Nhat (2014), "Outage Performance with Selection Decode and Forward in Cognitive Radio with Imperfect CSI," In Proc of International Conference on Green and Human Information Technology (ICGHIT), pp 156-161 V N Q B a T T D T.L Thanh, "Capacity Analysis of Multihop Decode and Forward over Rician Fading Channels," In Proc Of The International Conference on Computing, Management and Telecommunications (ComManTel 2014), pp 134-139 H.-Y K Tran Trung Duy, "Cooperative Communication with Different Combining Techniques in One-Dimensional Random Networks," JOURNAL OF THE KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE, vol 12, no 1, pp 13～19 X H (2012), Cooperative Communications inWireless Local Area Networks: MAC Protocol Design and Multi-layer Solutions,, Kristiansand, Norway H Y K Vo Nguyen Quoc Bao, "An Exact Closed-form Expression for Bit Error Rate of Decode-and-Forward Relaying Using Selection Combining over Rayleigh Fading Channels," Journal of Communications and Networks, vol 10, no 5, pp 480-488 53 [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] H Y K Vo Nguyen Quoc Bao, "Performance Analysis of Multi-Hop Decode-and-Forward Relaying with Selection Combining," JOURNAL OF COMMUNICATIONS AND NETWORKS, vol 12, no V N Q B T T Duy, "Multi-hop Transmission with Diversity Combining Techniques Under Interference Constraint," the 2013 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC 2013) H Y K Vo Nguyen Quoc Bao, "BER Performance of Decode-and-Forward Relaying Using Equal-Gain Combining over Rayleigh Fading Channels," IEICE Trans Commun., vol E91-B, no 11, pp 3760- 3763 M S Dragana Krstic , Srdjan Jovkovic, Petar Nikolic, C aslav Stefanovic (2009), "The Outage Probability and Fade Duration of the SSC Combiner Output Signal in the Presence of Rice fading," 2009 Fifth Advanced International Conference on Telecommunications B A a T T D (2010), "A cooperative routing in mobile ad-hoc wireless sensor networks with Rayleigh fading environments," in Proc Of International Symposium on Computer Communication Control and Automation (3CA), vol 1, pp 22-25 V N Q B T T Duy, "Relay Selection for Secured Communication in Interference-limited Networks," The First Nafosted Conference on Information and Computer Science (NICS2014), pp 73-82 H Y K T T Duy, "Performance Analysis of Decode-and- Forward Cooperative Communication with the kth best Partial Relay Selection," in Proc of the 2010 International Forum on Strategic Technologies (IFOST 2010), pp 167-171 H Y K T T Duy, "Exact Outage Probability of Cognitive Two-Way Relaying Scheme with Opportunistic Relay Selection under Interference Constraint," IET Communications, vol 6, no 16, pp 2750-2759 S D B Yi Song, Julian Cheng, "Outage Probability Comparisons for Diversity Systems with Cochannel Interference in Rayleigh Fading." J P P n M ı Juan M Romero-Jerez, Andrea J Goldsmith (2007), "Outage Probability of MRC With Arbitrary Power Cochannel Interferers in Nakagami Fading," IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS, vol 55, No M D Y Daniel Benevides da Costa, and José Cândido Silveira Santos Filho, "Simple Accurate Closed-Form Approximations for Outage Probability of Equal-Gain and Maximal-Ratio Receivers over α-μ (Generalized Gamma) Fading Channels." P R (2014), "Challenges and Considerations in Defining Spectrum Efficiency." Y L He (Henry) Chen, Senior Member, Jo˜ao Luiz Rebelatto, Bartolomeu F Uchˆoa-Filho, Branka Vucetic (2015), "Harvest-Then-Cooperate: Wireless-Powered Cooperative Communications." 54 [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] V N Q B Luu Pham Tuyen, "Comparison of Diversity Combining Techniques for MIMO Systems," 2011 17th Asia-Pacific Conference on Communications (APCC) P W Xiao Lu, Dusit Niyato, Dong In Kim, Zhu Han (2014), "Wireless Networks with RF Energy Harvesting: A Contemporary Survey." Z X A A Nasir, S Durrani, R A Kennedy (2015), "Wireless-Powered Relays in Cooperative Communications: Time-Switching Relaying Protocols and Throughput Analysis," Communications, IEEE Transactions on, vol 63, pp 1607-1622 Z D Zheng Yang, Pingzhi Fan, George K Karagiannidis (2015), "Outage Performance of Cognitive Relay Networks with Wireless Information and Power Transfer," IEEE Transactions on Vehicular Technology M P Zheng Zhou, Zhongyuan Zhao, Yong Li (2015), "Joint Power Splitting and Antenna Selection in Energy Harvesting Relay Channels," IEEE SIGNAL PROCESSING LETTERS, vol 22, no Z C Zihao Wang, Yao Yao, Bin Xia, Hui Liu (2014), "Wireless Energy Harvesting and Information Transfer in Cognitive Two-Way Relay Networks," Globecom 2014 - Wireless Communications Symposium C T g Adarsh B Narasimhamurthy, "Differential Space–Time Coded Switch and Stay Combining," IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY, vol 59,no G K K Diomidis S Michalopoulos, "Distributed Switch and Stay Combining (DSSC) with a Single Decode and Forward Relay," IEEE COMMUNICATIONS LETTERS, vol 11, no S M Vo Nguyen Quoc Bao, Hyung Yun KONG (2010), "Distributed Switch and Stay Combining with Partial Relay Selection over Rayleigh Channel," IEICE TRANS COMMUN, vol E93-B, no.10 M Č S Aleksandra S Panajotović, Dragan Lj Drača , Ivana M Petrović (2010), "Effects of Rayleigh Cochannel Interference on Switch and Stay Diversity System over Correlated Rician Fading Channels." Y.-H C Yawgeng A Chau, "General Switch-and-Stay Combing for Space Diversity over Rayleigh Fading Channels," Hindawi Publishing Corporation International Journal of Antennas and Propagation, vol 2012, p A B N a C T l (2009), "Space-Time Coding for Receive Switch and Stay Combining," IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS, vol 8, no 12 G a Ryzhik, "Table of Integrals, Series, and Products," Seventh Edition [...]... tác giả nghiên cứu trong các bài báo [16],[32],[33],[34],[35],[36],[37] Tuy nhiên, cho Ďến nay, theo sự khảo sát của Tôi, chƣa có nghiên cứu nào kết hợp kỹ thu t SSC với kỹ thu t thu thập năng lƣợng mặc dù Ďã có nhiều nghiên cứu riêng cho kỹ thu t SSC và kỹ thu t thu thập năng lƣợng 1.6 Đóng góp của luận văn Thứ nhất, luân văn sẽ nghiên cứu các kỹ thu t thu thập năng lƣợng nhƣ kỹ thu t thu thập năng lƣợng... hiệu suất phổ tần của mạng Cho Ďến nay, theo sự khảo sát của tôi, chƣa có nghiên cứu nào kết hợp kỹ thu t SSC với kỹ thu t thu thập năng lƣợng mặc dù Ďã tồn tại các nghiên cứu riêng rẽ cho kỹ thu t SSC và kỹ thu t thu thập năng lƣợng chuyển tiếp Nội dung chính của luận văn sẽ nghiên cứu kỹ thu t Switch and Stay Combining trong mạng thu thập năng lƣợng với nút chuyển tiếp thu thập năng lƣợng Luận văn... về mạng thu thập năng lƣợng Chƣơng 2 – Kỹ thu t SSC trong mạng thu thập năng lƣợng Chƣơng 3 – Mô phỏng và Ďánh giá kết quả 3 CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ MẠNG THU THẬP NĂNG LƢỢNG 1.1 Giới thiệu về mạng thu thập năng lƣợng Thu thập năng lƣợng cho hệ thống vô tuyến là khả năng một nút mạng vô tuyến thu thập năng lƣợng từ xung quanh (nhƣ năng lƣợng mặt trời, năng lƣợng sự vận Ďộng, năng lƣợng của sóng vô tuyến. .. thập năng lƣợng trong mạng chuyển tiếp Các kỹ thu t thu thập năng lƣợng phân chia theo thời gian và kỹ thu t thu thập năng lƣợng phân chia theo công suất tại nút chuyển tiếp Ďƣợc nghiên cứu trong các bài báo [5],[25],[28] Kỹ thu t giải mã và chuyển tiếp (DF) và kỹ thu t khuếch Ďại và chuyển tiếp (AF) trong mạng thu thập năng lƣợng Ďƣợc xem xét trong các bài báo [28],[31] Kỹ thu t SSC trong mạng truyền... SNR Trong 3 kỹ thu t trên, SSC là ứng cử hấp dẫn cho hệ thống MIMO, Ďặc biệt là trên thiết bị di Ďộng [26] Do Ďó, lý do thứ hai chọn Ďề tài là sử dụng kỹ thu t SSC trong mạng truyền thông cộng tác Ďể nâng cao hơn nữa hiệu năng của mạng thu thập năng lƣợng với nút chuyển tiếp thu thập năng lƣợng 14 1.5 Các nghiên cứu liên quan Trong [27],[28],[29],[30], các tác giả Ďã nghiên cứu kỹ thu t thu thập năng. .. và thu thập năng lƣợng phân chia (TS) theo công suất (PS) Ďể thu thập năng 4 lƣợng [5] Tại nút R sử dụng 2 kỹ thu t chuyển tiếp: kỹ thu t khuếch Ďại và chuyển tiếp và kỹ thu t giải mã và chuyển tiếp 1.2.2 Thu thập năng lượng phân chia theo thời gian( TS) Thu Thập Năng lƣợng RX (1  ) TX T 2 (1  ) T 2 Hình 1.2: Thu thập năng lƣợng phân chia theo thời gian Trong Hình 1.2 mô tả cách thức thu thập năng. .. cứu các kỹ thu t thu thập năng lƣợng nhƣ kỹ thu t thu thập năng lƣợng phân chia theo thời gian và kỹ thu t thu thập năng lƣợng phân chia theo công suất, kỹ thu t giải và chuyển tiếp ở nút chuyển tiếp, kỹ thu t SSC trong mạng truyền thông cộng tác, kết hợp kỹ thu t SSC với kỹ thu t thu thập năng lƣợng và kỹ thu t giải mã và chuyển tiếp Thứ hai, luận văn sẽ Ďƣa ra biểu thức chính xác của xác suất dừng của... |2 )T , với là hệ số thu thập năng lƣợng (1.2) 5 Tín hiệu nhận Ďƣợc tại D nhƣ sau: yD  PR hRD x  nD (1.3) 1.2.3 Thu thập năng lượng phân chia theo công suất (PS) Thu thập năng lƣợng tại R ( ) Truyền thông tin từ Truyền thông tin từ T /2 T /2 Hình 1.3: kỹ thu t thu thập năng lƣợng phân chia theo công suất Hình 1.3 mô tả kỹ thu t thu thập năng lƣợng phân chia theo công suất [5] Trong Ďó, P là công suất... tín hiệu của một nhánh Ďƣa vào xử lý nên kỹ thu t này không yêu cầu sự Ďồng pha giữa các nhánh + Kỹ thu t kết hợp tỉ số tối Ďa (MRC): Đối với kỹ thu t phân tập SC, tín hiệu ngõ ra trên bộ kết hợp chính là tín hiệu trên một nhánh riêng biệt nào Ďó Kỹ thu t MRC khác với kỹ thu t trên, kỹ thu t này sử dụng tín hiệu thu từ tất cả các nhánh Ďể Ďƣa vào xử lý Trong kỹ thu t MRC, SNR của ngõ ra bộ kết hợp là... nghệ thu thập năng lƣợng thì kỹ thu t kết hợp trong mạng truyền thông cộng tác là một chủ Ďề nổi bật Ďang Ďƣợc nghiên cứu trong thời gian gần Ďây Ƣu Ďiểm của kỹ thu t này là Ďạt Ďƣợc Ďộ lợi phân tập không gian mà không cần sử dụng nhiều anten ở mỗi nút mạng, nâng cao hiệu năng của hệ thống, tăng hiệu quả sử dụng năng lƣợng [25] Nhƣ vậy, lý do đầu tiên chọn Ďề tài là sử dụng kỹ thu t kết hợp trong mạng ... có nghiên cứu kết hợp kỹ thu t SSC với kỹ thu t thu thập lƣợng Ďã có nhiều nghiên cứu riêng cho kỹ thu t SSC kỹ thu t thu thập lƣợng 1.6 Đóng góp luận văn Thứ nhất, luân văn nghiên cứu kỹ thu t. .. NGUYỄN THANH TÂM NGHIÊN CỨU KỸ THU T SSC (SWITCH AND STAY COMBINING) TRONG MẠNG VÔ TUYẾN THU THẬP NĂNG LƢỢNG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THU T VIỄN THÔNG MÃ SỐ : 60.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THU T NGƢỜI HƢỚNG... thập lƣợng - Cải thiện hiệu suất phổ tần mạng Cho Ďến nay, theo khảo sát tôi, chƣa có nghiên cứu kết hợp kỹ thu t SSC với kỹ thu t thu thập lƣợng Ďã tồn nghiên cứu riêng rẽ cho kỹ thu t SSC kỹ