MẠNG TRUYỀN ĐỒNG THỜI THÔNG TIN và NĂNG LƯỢNG CHẾ độ SONG CÔNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM THỊ MỸ LINH MẠNG TRUYỀN ĐỒNG THỜI THÔNG TIN VÀ NĂNG LƯỢNG CHẾ ĐỘ SONG CÔNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- 60520203 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM THỊ MỸ LINH MẠNG TRUYỀN ĐỒNG THỜI THÔNG TIN VÀ NĂNG LƢỢNG CHẾ ĐỘ SONG CÔNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- 60520203 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/ 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM THỊ MỸ LINH MẠNG TRUYỀN ĐỒNG THỜI THÔNG TIN VÀ NĂNG LƢỢNG CHẾ ĐỘ SONG CÔNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- 60520203 Hƣớng dẫn khoa học: TS ĐỖ ĐÌNH THUẤN Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/ 2016 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Phạm Thị Mỹ Linh Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 20/06/1991 Nơi sinh:Quảng Ngãi Quê quán: Quảng Ngãi Dân tộc: Kinh Chỗ : 48 Tân Hòa 2, Hiệp Phú, Quận 9, TP.HCM Điện thoại : 01649795331 E-mail: mylinh09117@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính Quy Thời gian đào tạo từ 09/2009 đến 09/ 2013 Nơi học (trƣờng, thành phố): Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP HCM Ngành học: Điện Tử Viễn Thông Tên đồ án : Thiết Kế Hệ Thống Định Vị Và Giám Sát Đối Tƣợng Ngày & nơi bảo vệ đồ án: 08/2013, Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP HCM Ngƣời hƣớng dẫn:Thạc sĩ Nguyễn Ngô Lâm i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 09 năm 2016 (Ký tên ghi rõ họ tên) ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập trƣờng, nhờ hƣớng dẫn giúp đỡ nhiệt tình quý thầy cô, ngƣời thực đề tài tích lũy đƣợc cho thân số kiến thức tảng Trong thời gian thực đề tài, học viên thực trải qua không khó khăn, nhƣng nhờ giúp đỡ tận tình Thầy Đỗ Đình Thuấn, với thầy cô bạn khoa Điện – Điện Tử Trƣờng đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh, học viên thực hoàn thành đề tài Học viên thực đề tài xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hƣớng dẫn Thầy Đỗ Đình Thuấn tận tình giúp đỡ suốt trình lựa chọn đề tài đến lúc thực hoàn thành đề tài Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy cô khoa Điện – Điện Tử toàn thể Thầy cô Trƣờng đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh Những Thầy cô trang bị cho học viên nhiều kiến thức để từ tìm hiểu chuyên sau chuyên ngành Cũng nhƣ bảo, giúp đỡ tận tình quý thầy cô suốt trình học tập Cảm ơn ba mẹ, bạn bè, ngƣời động viên, khuyến khích, giúp đỡ để đề tài hoàn thành tiến độ TP.HCM, ngày 10 tháng 09 năm 2016 Học viên thực PHẠM THỊ MỸ LINH iii TÓM TẮT Trong năm gần đây, mạng truyền thông hợp tác trở thành đề nhận đƣợc nhiều quan tâm ý nhà nghiên cứu lĩnh vực truyền thông không dây Mô hình đƣợc xem nhu giải pháp đầy hứa hẹn để nâng cao chất lƣợng truyền tin nhƣ kéo dài, trì thời gian hoạt động hệ thống truyền thông không dây Vì với xu hƣớng nghiên cứu chung nay, ngƣời thực đề tài mong muốn giới thiệu hƣớng phát triển mạng truyền thông hợp tác với đề tài “mạng truyền đồng thời thông tin lƣợng chế độ song công” Trong luận văn ngƣời thực tập trung nghiên cứu vấn đề chính: mô hình mạng truyền thông đa nút chuyển tiếp với hệ thống nút nguồn, nút đích nhiều nút chuyển tiếp vừa thu lƣợng vừa truyền thông tin chế độ song công Với kỹ thuật nút chuyển tiếp đƣợc trang bị anten thiết bị, có chức truyền nhận đồng thời kênh thời gian kênh tần số Truyền song công giúp cao hiệu suất phổvà làm tăng tốc độ liệu hệ thống truyền bán song công Tuy nhiên đƣợc trang bị anten để thực truyền song công nên bị ảnh hƣởng tự can nhiễu Để giải vấn đề có nhiều đề xuất đƣợc đƣa ra, can nhiễu tồn làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng hệ thống Tiếp đến luận văn đề xuất đến việc sử dụng nhiều nút chuyển tiếp phƣơng pháp lựa chọn nút chuyển tiếp tối ƣu để đạt đƣợc chất lƣợng tốt truyền tin nhận lƣợng Cuối đƣa kết đạt đƣợc thể qua việc tính toán xác suất dừng nhƣ thông lƣợng giúp có nhìn tổng quát mô hình so sánh cân nhắc với mô hình truyền thống iv ABSTRACT Recently, cooperation network become a new theme which is paid attention by researchers in wireless communication field Cooperation communication has been recognized as an efficient way to expand coverage of network To approach with general tendency, the author introduce a development way which thesis “Simultaenous Wireless Information and Power Transfer Network with Full-Duplex” In this thesis, we investigaterelay selection scheme for decode-and-forward (DF) Full-duplex (FD) wireless energy harvesting relaying networks.We focus model system with source, destination and multi relay simultaenous wireless information and power transfer Source and destination node is equipped antenna, it has the function of transmitting or receiving at the same time on the channel Relay node is equipped antenna to transmitting and receiving at the same time However, relay node is affected by self-interference from it’s antenna lead to quality of system.To solve this problem there have been many way proposals, self-interference still exist and affects the quality of the system Considering time-switching based relaying (TSR) protocol,we are concerned with the performance of maximum harvested energy relay selection (MHE-RS) scheme Finally, thesis analyze the system performance in terms of outage probability (OP) and throughput over Rayleigh fading channels We derive the integral-form for exact expression and closed-form for approximal expression This analytical expressions are validated by the Monte-Carlo simulation The thesis provides general about this system To considering compare with traditional network v MỤC LỤC TRANG LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv ABSTRACT v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT ix DANH MỤC HÌNH ẢNH x Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Nhiệm vụ phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Nhiệm vụ 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.5 Đóng góp luận văn 1.6 Bố cục Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MẠNG TRUYỀN ĐỒNG THỜI THÔNG TIN VÀ NĂNG LƢỢNG 2.1 Mạng truyền thông truyền thống 2.2 Mạng truyền thông chuyển tiếp 2.2.1 Ƣu điểm 12 2.2.2 Nhƣợc điểm cần phải khắc phục: 13 2.3 Các kỹ thuật chuyển tiếp mạng hợp tác 13 2.3.1 Sơ đồ relay khuếch đại chuyển tiếp (AF) cố định 14 2.3.2 Sơ đồ relay giải mã chuyển tiếp (DF) cố định 14 vi 2.4 Các chế độ truyền nút chuyển tiếp mạng hợp tác 15 2.4.1 Chuyển tiếp bán song công (Half Duplex – HD) 15 2.4.2 Chuyển tiếp song công (Full Dupplex – FD) 16 2.5 Sơ đồ khối thu lƣợng 17 2.6 Các giao thức thu thập lƣợng mạng hợp tác 18 2.6.1 Giao thức dựa chuyển đổi thời gian (TSR) 18 2.6.2 Giao thức dựa phân chia công suất (PSR) 19 2.6.3 Giao thức dựa chuyển tiếp thời gian công suất (TPSR) 21 2.7 Mạng đa nút chuyển tiếp 22 2.7.1 Phƣơng pháp lựa chọn kênh chuyển tiếp tối ƣu 23 2.7.2 Phƣơng pháp chuyển tiếp tất 24 Chƣơng 3: ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA MẠNG TRUYỀN ĐỒNG THỜI THÔNG TIN VÀ NĂNG LƢỢNG CHẾ ĐỘ SONG CÔNG 26 3.1 Mô hình hệ thống 26 3.2 Thuật toán lựa chọn nút chuyển tiếp tối ƣu 28 3.2.1 Thuật toán 28 3.2.2 CDF kênh truyền đƣợc lựa chọn 30 3.3 Mô hình giải mã chuyển tiếp song công chiều hệ thống 34 3.3.1 Truyền nhận lƣợng 34 3.3.2 Chuyển tiếp thông tin song công 35 Chƣơng 4: MÔ PHỎNG 42 4.1 Giới thiệu chƣơng trình mô 42 4.2 Kết mô 42 4.2.1 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian truyền lƣợng (α) đến chất lƣợng hệ thống 42 4.2.2 Khảo sát ảnh hƣởng số lƣợng nút chuyển tiếp đến chất lƣợng hệ thống 45 4.2.3 Khảo sát ảnh hƣởng tỷ số tín hiệu nhiễu đến chất lƣợng hệ thống 49 vii 4.2.4 So sánh chất lƣợng hệ thống mô hình nhiều nút chuyển tiếp mô hình nút chuyển tiếp 51 Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 53 5.1 Kết luận 53 5.2 Hƣớng phát triển 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 57 viii DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT AF Amplify and Forward Khuếch đại chuyển tiếp AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu Gauss trắng D Destination Đích DF Decode and Forward Giải mã chuyển tiếp FD Full-Duplex Song công MHE Maximun Harvested Energy Thu lƣợng tối ƣu MIMO Multi Input Multi Output Đa ngõ vào đa ngõ HD Half-Duplex Bán song công PSR Power Splitting-based Relaying Chuyển tiếp dựa vào phân chia công suất TSR Time Switching-based Relaying Chuyển tiếp dựa vào chuyển đổi thời gian TPSR Time Power Switching-based Chuyển tiếp dựa vào chuyển Relaying đổi thời gian công suất R Relay Chuyển tiếp RF Radio Frequency Tần số vô tuyến S Source Nguồn SWIPT Simultaneous Wireless Mạng truyền đồng thời Information and Power Transfer thông tin lƣợng không dây ix DANH MỤC HÌNH ẢNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Mô hình mạng truyền thống Hình 2.2: Mô hình mạng truyền thông chuyển tiếp đơn chặng .10 Hình 2.3: Mô hình mạng truyền thông đa nút chuyển tiếp chặng 11 Hình 2.4: Mô hình mạng truyền thông chuyển tiếp đa chặng .12 Hình 2.5: Mô hình hệ thống, với S, R, D tƣơng ứng nguồn, relay đích .13 Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống khuếch đại chuyển tiếp 14 Hình 2.7: Sơ đồ hệ thống giải mã chuyển tiếp 15 Hình 2.8: Sơ đồ khối mạng chuyển tiếp bán song công chiều .16 Hình 2.9: Sơ đồ khối mạng chuyển tiếp song công chiều 17 Hình 2.10: Sơ đồ khối mạng chuyển tiếpsong công hai chiều 17 Hình 2.11: Sơ đồ thu lƣợng nút relay 17 Hình 2.12: Cấu trúc giao thức TSR .18 Hình 2.13: Sơ đồ khối kỹ thuật TSR .19 Hình 2.14: Cấu trúc giao thức PSR .20 Hình 2.15: Sơ đồ khối kỹ thuật PSR .20 Hình 2.16: Cấu trúc giao thức TPSR .21 Hình 2.17: Sơ đồ khối giao thức TPSR 21 Hình 2.18: Mô hình mạng đa nút chuyển tiếp .22 Hình 2.19: Sơ đồ mạng lựa chọn kênh chuyển tiếp tối ƣu 23 Hình 2.20: Sơ đồ khối mạng chuyển tiếp tất 25 Hình 3.1: Mô hình hệ thống truyền thông .27 Hình 3.2: Cấu trúc phƣơng pháp chọn nút chuyển tiếp 28 Hình 3.3: Hàm tích lũy xác suất 33 Hình 3.4: Hàm phân bố xác suất 33 Hình 3.5: Cấu trúc truyền thông dùng giao thức TSR 34 x Hình 4.1: Xác suất dừng hệ thống theo thời gian thu lƣợng 43 Hình 4.2: Thông lƣợng hệ thống theo thời gian thu lƣợng 44 Hình 4.3: Xác suất dừng hệ thống với số lƣợng nút chuyển tiếp thay đổi  s 45 Hình 4.4: Thông lƣợng hệ thống với số lƣợng nút chuyển tiếp thay đổi  s 46 Hình 4.5: Xác suất dừng hệ thống với số lƣợng nút chuyển tiếp thay đổi  47 Hình 4.6: Thông lƣợng hệ thống với số lƣợng nút chuyển tiếp thay đổi  48 Hình 4.7: Xác suất dừng hệ thống theo tỷ số tín hiệu nhiễu N 49 Hình 4.8: Thông lƣợng hệ thống theo tỷ số tín hiệu nhiễu N .50 Hình 4.9: Xác suất dừng mô hình đơn nút chuyển tiếp đa nút chuyển tiếp .51 Hình 4.10: Thông lƣợng hệ thống đơn nút chuyển tiếp đa nút chuyển tiếp 52 xi Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu Ngày với phát triển mạnh mẽ công nghệ truyền thông không dây, vấn đề đƣợc quan tâm nhiều tốc độ truyền liệu nhƣ hiệu suất đạt đƣợc hệ thống.Tuy nhiên các hệ thống truyền thông không dây thƣờng hoạt động sử dụng chế độ truyền bán song công, dẫn đến việc lãng phí nguồn tài nguyên nhƣ hiệu suất quang phổ mạng cần đƣợc cải thiện nhiều để tăng tốc độ liệu Vì việc phát triển mạng truyền thông không dây chế độ song công (FD) nhƣ lời hứa việc việc nâng cao hiệu suất quang phổ nhƣ tránh lãng phí nguồn tài nguyên cách thực truyền nhận đồng thời toàn băng thông Đều làm cho dung lƣợng kênh truyền tăng lên gấp đôi so với hệ thống thông thƣờng bán song công (HD) Gần đây, có nhiều công trình nghiên cứu mạng truyền thông song công FD Nghiên cứu hiệu mô hình [1], với độ lợi đƣợc tăng lên mô hình bán song công, thể qua việc tăng thông lƣợng giảm xác suất dừng Thêm vào có nghiên cứu việc xác định mức độ gần [2] ngăn chặn vấn đề can nhiễu truyền song công Cùng với thiết bị không dây đƣợc ngƣời sử dụng ngày nhiều thiết bị không dây thƣờng sử dụng pin để cung cấp nguồn cho thiết bị hoạt động,vì sử dụng pin nên có thời gian hoạt động định để trì kết nối cách liên tục phải thực thay nguồn pin nạp lƣợng sử dụng cách gắn vào sạc vấn đề bất tiện Vì thế, ngƣời ta nghĩ đến cách khác để cung cấp nguồn lƣợng cho thiết bị hoạt động mà khác phục đƣợc mặc hạn chế Đó thu gom lƣợng nhƣ sử dụng nguồn lƣợng có từ nguồn tài nguyên thiên nhiên bên nhƣ lƣợng mặt trời, gió để tái tạo cung cấp nguồn cho thiết bị hoạt động nhận đƣợc nhiều quan tâm Vì cung cấp giải pháp hiệu để kéo dài hoạt động cách liên tục cho thiết bị truyền thông không dây Tuy nhiên, nguồn lƣợng thu đƣợc từ tài nguyên thiên nhiên ngẫu nhiên phụ thuộc vào nhiều yếu tố chƣa thể kiểm soát đƣợc nhƣ điều kiện thời tiết làm cho điều chƣa đạt đƣợc độ tin cậy cao Một giải pháp thú vị để khắc phục hạn chế thu lƣợng từ nguồn lƣợng xạ tín hiệu vô tuyến (RF) ngƣời tạo (gọi chuyển giao lƣợng không dây) [3], [4] Từ tín hiệu RF vừa mang thông tin vừa mang lƣợng, có bùng nỗ to lớn hoạt động nghiên cứu truyền thông đồng thời thông tin lƣợng (SWIPT) Một công trình nghiên cứu [5] Varshney Grover [6], cân dung lƣợng lƣợng đƣợc nghiên cứu Sau đó, tác giả có công trình nghiên cứu chuyển mạch dựa vào phân chia công suất, hệ thống SWIPT đƣợc đề xuất phƣơng thức sử dụng phƣơng sai tối ƣu để đạt đƣợc lƣợng cao Việc mở rộng không hoàn toàn trạng thái kênh thông tin (CIS) Gần hơn, kiến trúc phức tạp để nâng cao lƣợng đƣợc đề xuất [7] Ngoài ra, hiệu lƣợng hệ thống OFDMA với SWIPT đƣợc nghiên cứu [8], ứng dụng SWIPT hệ thống đa ngƣời dùng mạng di động đƣợc xem xét Trong số ứng dụng có nút nguồn nút đích vị trí cách xa nhau, việc truyền liệu thông qua khoảng cách lớn yêu cầu công suất lớn hiệu đạt đƣợc không cao Vì thế, song song với công trình mà chủ yếu tập trung vào đơn chặng, sử dụng nút chuyển tiếp để thu lƣợng RF truyền thông tin đƣợc ý đáng kể Trong [9] khảo sát tỷ lệ lỗi kí tự mạng hợp tác chuyển tiếp chọn lựa, nơi nút chuyển tiếp lƣợng có lƣợng pin hạn chế dựa số chế sạc bên hỗ trợ truyền tải thông tin từ nguồn tới đích Trong [10], tác giả nghiên cứu hiệu suất thông lƣợng hệ thống chuyển tiếp khuếch đại chuyển tiếp (AF) với việc chuyển đổi theo thời gian phân chia công suất Sau này, tác giả mở rộng phân tích cấu hình chuyển đổi theo thời gian thích nghi [11] Thông lƣợng hệ thống relay giải mã chuyển tiếp đƣợc nghiên cứu [12], chiến lƣợc phân bổ lƣợng cho hệ thống chuyển tiếp DF với hệ thống đa nguồn - đích đƣợc nghiên cứu [13] Gần hơn, công trình nghiên cứu hiệu suất mạng hợp tác thu lƣợng với phân bố ngẫu nhiên đƣợc nghiên cứu [14] Trên số công trình nghiên cứu hệ thống mạng hợp tác bán sông công (HD) sử dụng relay truyền nhận liệu đồng thời tần số Các kiến trúc HD đƣợc ứng dụng rộng rãi hệ thống chuyển mạch không dây truyền thống, đơn giản thiết kế vận hành Tuy nhiên có nhƣợc điểm lớn hiệu suất phổ thấp Với tiến kỹ thuật anten khả xử lý tín hiệu, relay FD thực thu phát đồng thời băng tần nhận đƣợc nhiều quan tâm nghiên cứu [15] Kỹ thuật song công (FD) cho phép nút chuyển tiếp truyền nhận tín hiệu đồng thời băng tần Đồng thời, kỹ thuật có khả tăng hiệu suất lên gấp đôi so với kỹ thuật truyền thông bán song công (HD) Tuy nhiên, vấn đề tự nhiễu từ vấn đề làm ảnh hƣởng đến hiệu suất truyền thông FD Mô hình mạng mảng đầy tiềm để nghiên cứu phát triển thêm theo nhiều xu hƣớng khác Cùng tiếp cận với nghiên cứu để bắt kịp xu hƣớng chung giới, luận văn giới thiệu mô hình mạng truyền đồng thời lƣợng thông tin (SWIPT) chế độ song công chiều Sử dụng phƣơng thức lựa chọn nút chuyển tiếp, mạng chuyển tiếp hai chiều kiểu khuếch đại chuyển tiếp dùng kênh Rayleigh fading, sử dụng giao thức thu lƣợng vô tuyến dựa chuyển đổi thời gian Nghiên cứu tập trung vào việc lựa chọn nút chuyển tiếp tối ƣu, tính toán xác suất dừng sử dụng công thức tính xác suất Trong hệ thống, có nhiều tín hiệu truyền từ nguồn đến nút chuyển tiếp sau nút chuyển tiếp thực so sánh chọn nút tốt để thực truyền tín hiệu tới đích.Các kết phân tích tính toán đƣợc kiểm chứng phƣơng pháp mô Monte-Carlo Kết luận đề tài phƣơng pháp lựa chọn nút chuyển tiếp sử dụng mô hình truyền song cônglà giải pháp hấp dẫn hứa hẹn để nâng cao thông lƣợng hệ thống mạng chuyển tiếp song công sử dụng nút chuyển tiếp để thu lƣợng truyền thông tin 1.2 Mục đích đề tài Trong đề tài này, tìm hiểu mạng truyền đồng thời lƣợng thông tin chế độ song công (SWIPT), mô hình mạng chuyển tiếp song công chiều với nút nguồn, nhiều nút chuyển tiếp nút đích Sử dụng mạng chuyển tiếp hai chiều kiểu khuếch đại chuyển tiếp dùng kênh Rayleigh fading, sử dụng giao thức thu lƣợng vô tuyến dựa chuyển đổi thời gian Trong nghiên cứu tập trung vào việc lựa chọn nút chuyển tiếp để thu lƣợng tối ƣu, tính toán xác suất dừng sử dụng công thức tính xác suất.Phân tích kỹ thuật, giao thức đƣợc sử dụng mạng truyền thông đồng thời nghiên cứu để tính toán thông lƣợng dựa xác suất dừng hệ thống với tốc độ truyền cho trƣớc Dựa kết tính toán tiến hành mô xác suất dừng thông lƣợng hệ thống Từ thông lƣợng hệ thống đƣợc đƣa đánh giá nhận xét mô hình mạng 1.3 Nhiệm vụ phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Nhiệm vụ  Tìm hiểu tổng quan mạng hợp tác thu lƣợng vô tuyến  Tìm hiểu kỹ thuật giao thức đƣợc sử dụng mô hình mạng hợp tác  Phân tích mô hình mạng truyền thông chuyển tiếp sử dụng nhiều nút chuyển tiếp  Tính toán thông lƣợng hệ thống  Mô đánh giá hiệu mạng hợp tác phần mềm Matlab 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu Trong đề tài này, sử dụng hệ thống gồm có nút nguồn, nhiều nút chuyển tiếp, nút đích Với nút chuyển tiếp sử dụng anten để thực chế độ truyền song công nút nguồn, nút đích thực truyền chế bán song công nên nút cần trang bị anten Vì mô hình không tồn đƣờng truyền trực tiếp từ nguồn tới đích, thực truyền từ nguồn tới đích thông qua nút chuyển tiếp Ở đó, tiến hành phân tích kỹ thuật thu lƣợng nút chuyển tiếp, đánh giá xác suất dừng hiệu thông lƣợng hệ thống Trong đề tài này, chuẩn hóa khoảng cách truyền hệ thống 1, hệ số suy hao đƣờng truyền m = tƣơng ứng xấp xỉ với mạng tế bào di động đặc tính kênh truyền fading rayleigh phẳng 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu Để thực đƣợc đề tài ngƣời thực đề tài sử dụng số phƣơng pháp sau:  Tìm kiếm tài liệu internet, tham khảo từ số báo khoa học  Sử dụng phƣơng pháp phân tích để phân tích tính toán cho hệ thống  Phƣơng pháp đánh giá 1.5 Đóng góp luận văn Luận văn nghiên cứu mô hình mạng truyền thông chuyển tiếp với nhiều nút chuyển tiếp nút trung gian sử dụng phƣơng pháp lựa chọn tối ƣu cho đƣờng truyền hầu hết công trình nghiên cứu trƣớc đây, tác giả nghiên cứu mô hình mạng chuyển tiếp với nút chuyển tiếp nút trung gian.Nhƣ vậy, đóng góp viết đƣợc trình bày nhƣ bên dƣới i) Đề xuất giao thức lựa chọn nút chuyển tiếp, đƣa nút chuyển tiếp thích hợp đễ hỗ trợ trình truyền tải tín hiệu từ nguồn tới đích sử dụng mạng chuyển tiếp chặng với nhiều nút chuyển tiếp thu lƣợng không dây ii) Tính toán, phân tích xác suất dừng dựa tỷ số tín hiệu nhiễu nhƣ sử dụng tính xấp xỉ trƣờng hợp nhiễu cao Dựa biểu thức này, thời gian thu lƣợng xác suất dừng tối ƣu đƣợc đƣa 1.6 Bố cục Nội dung gồm có chƣơng:  Chƣơng 1:Tổng quan mạng SWIPT Chƣơng trình bày khái quát mạng truyền đồng thời tín hiệu lƣợng chế độ song công tình hình nghiên cứu lĩnh vực số tác giả Trong chƣơng trình bày tính cần thiết nhƣ vai trò mạng hợp tác thu lƣợng vô tuyến Trong chƣơng đƣa mục tiêu cần thực đề tài này, đồng thời đƣa phạm vi nghiên cứu, nêu lên đƣợc số đóng góp bố cục đề tài  Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết mạng truyền đồng thời thông tin lƣợng Chƣơng trình bày sơ lƣợc mô hình mạng truyền thông truyền thống mạng truyền thông với đƣờng truyền thẳng từ nguồn tới đích Giới thiệu mô hình mạng truyền thông chuyển tiếp mạng truyền thông sử dụng thêm nút chuyển tiếp nút nguồn nút đích giúp giảm công suất phát đồng thời tăng hiệu suất truyền cho mạng, thêm vào hạn chế đƣợc tác động môi trƣờng xung quanh nhƣ thời tiết, địa hình làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng tín hiệu Đƣa nhận xét ƣu điểm nhƣợc điểm mô hình mạng Trình bày giao thức đƣợc sử dụng để thực trình thu lƣợng thông tin nút chuyển tiếp chế độ truyền mô hình mạng truyền thông chuyển tiếp Trình bày kỹ thuật chuyển tiếp mô hình mạng khuếch đại chuyển tiếp (AF), giải mã chuyển tiếp (DF) kỹ thuật dùng để chuyển tiếp thông tin tới đích Thêm vào đó, chƣơng giới thiệu sơ đồ thu lƣợng nút chuyển tiếp  Chƣơng 3: Đánh giá hiệu mạng truyền đồng thời thông tin lƣợng chế độ song công Nội dung chƣơng phân tích mô hình mạng chuyển tiếp chế độ song công với mô hình đa nút chuyển tiếp Đƣa thuật toán cho mô hình, phƣơng pháp lựa chọn nút chuyển tiếp tối ƣu Sử dụng giao thức TSR để thu lƣợng thông tin nút chuyển tiếp, từ phân tích sử dụng biểu thức toán học, hàm mật độ xác suất (PDF), hàm xác suất tích lũy (CDF) để tính toán xác suất dừng nhƣ thông lƣợng mô hình mạng  Chƣơng 4: Mô Dựa kết tính toán chƣơng 3, chƣơng trình bày phƣơng pháp thực tiến hành mô hệ thống matlab để kiểm chứng biểu thức đƣợc đƣa Đồng thời đƣa nhận xét yếu tố ảnh hƣởng đến xác suất dừng nhƣ thông lƣợng mô hình mạng chuyển tiếp song công  Chƣơng 5: Kết luận hƣớng phát triển đề tài Trình bày kết đạt đƣợc từ đƣa kết luận hƣớng phát triển đề tài Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MẠNG TRUYỀN ĐỒNG THỜI THÔNG TIN VÀ NĂNG LƢỢNG 2.1 Mạng truyền thông truyền thống Mạng truyền thông truyền thống mô hình mạng đƣợc sử dụng nay, sử dụng kết nối điểm-điểm Có nghĩa tín hiệu đƣợc truyền trực tiếp từ trạm từ nguồn tới đích hay gọi truyền thông tầm nhìn thằng (LoS), mô hình LoS đƣợc mô tả nhƣ hình 2.1 Hình 2.1: Mô hình mạng truyền thống Với mô hình mạng truyền thống, tín hiệu truyền tín hiệu trực tiếp khoảng cách gần với tầm nhìn thẳng Trong khimôi trƣờng sống xung quanh có địa hình phức tạp nhiều tòa nhà cao tầng Đó điều cản trở cho mô hình mạng truyền thẳng Tín hiệu truyền không đƣợc đảm bảo tầm nhìn thẳng bị hạn ... triển đề tài Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MẠNG TRUYỀN ĐỒNG THỜI THÔNG TIN VÀ NĂNG LƢỢNG 2.1 Mạng truyền thông truyền thống Mạng truyền thông truyền thống mô hình mạng đƣợc sử dụng nay, sử dụng kết nối... thuyết mạng truyền đồng thời thông tin lƣợng Chƣơng trình bày sơ lƣợc mô hình mạng truyền thông truyền thống mạng truyền thông với đƣờng truyền thẳng từ nguồn tới đích Giới thiệu mô hình mạng truyền. .. phát triển mạng truyền thông hợp tác với đề tài mạng truyền đồng thời thông tin lƣợng chế độ song công Trong luận văn ngƣời thực tập trung nghiên cứu vấn đề chính: mô hình mạng truyền thông đa