TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG sử DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR

TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG sử DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG sử DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG sử DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG sử DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR

TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang 5/22 CHƯƠNG TỔNG QUAN SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Giới thiệu Sau nhiều năm.phát triển, thông tin di động trải qua nhiều giai đoạn phát triển quan trọng Từ hệ thống thông tin di động tương tự hệ thứ nhất.đến hệ thống thông tin di động số hệ thứ hai, hệ thống thông tin di động băng rộng hệ thứ ba, hệ thống thông tin di động đa phương tiện hệ thứ tư triển khai.trên phạm vi toàn cầu hệ thông tin di động hệ thứ năm nghiên cứu số nước Với bùng nổ.về tốc độ.của hệ thống di động 5G, hệ thống 5G ứng dụng rộng rãi cho nhiều lĩnh vực sống Việc triển khai hệ thống di động 5G vấn đề trong.tương lai xa Nhưng trước xu hướng phát triển chung công nghệ.viễn thông đặc biệt công nghệ thông tin di động, thị việc nghiên cứu và.tìm hiểu hệ thống thơng tin di động 5G cần thiết TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CƠNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR Trang 6/22 1.2 Lộ trình phát triển thơng tin di động từ 1G đến 4G Hình 1-1: Lộ trình phát triển từ 1G đến 4G 1.2.1 Hệ thống thông tin di động tương tự 1G 1G mạng di động khơng dây đầu tiên, sử dụng anten thu phát sóng gắn ngồi, kết nối theo tín hiệu analog tới trạm thu phát nhận xử lí.tín hiệu thoại thông qua module gắn di động Sử dụng công nghệ tương tự đa.truy cập phân chia theo tần số FDMA • NM: chuẩn dành cho nước Bắc Âu • AMPS: dịch vụ điện.thoại di động tiến, triển khai Mỹ • TACS: hệ thống thông tin truy cập tổng thể Ưu – nhược điểm: dịch vụ đơn giản thoại với chất.lượng thấp, tính bảo mật kém, dễ bị nhiễu vùng phủ sóng hẹp TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR Trang 7/22 1.2.2 Hệ thống di động số 2G Hệ thống mạng 2G đặc trưng công nghệ.chuyển mạch kĩ thuật số (digital circuit switched), kỹ thuật chiếm ưu Dịch vụ 2G cải tiến, ngồi dịch vụ thoại có dịch.vụ nhắn tin đơn giản gọi SMS Phương thức.truy cập TDMA CDMA Một số hệ thống điển hình: • Global System for Mobile Phone: sử dụng phương thức truy cập TDMA được.triển khai châu Âu • D-AMPS: sử dụng phương thức TDMA được.triển khai Mỹ • PD: sử dụng phương.thức TDMA triển khai Nhật Bản • IS-95: sử dụng phương thức truy cập CDMA triển khai Mỹ Hàn Quốc Ưu điểm: chất lượng thoại.được cải tiến, dung lượng tăng, hỗ trợ dịch vụ số liệu, bảo mật chống nhiễu tốt Nhược điểm: không xử lý các.dữ liệu phức tạp 1.2.3 Hệ thống di động 3G 3G hệ chuẩn công.nghệ điện thoại di động, cho phép truyền liêu thoại chất lượng tốt thoại là: tải liệu, gửi mail, tin nhắn nhanh, hình ảnh, internet, video, GPS 3G cung cấp hai hệ thống chuyển mạch gói.và chuyển mạch kênh, 3G dùng kĩ thuật đa truy cập CDMA W-CDMA với băng thơng rộng TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CƠNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR Trang 8/22 Các hệ thống di.động mạng 3G: • UMTS: sử dụng cơng nghệ W-CDMA chuẩn.hóa 3GPP Tốc độ tối đa 1920Kbps • CDMA 2000: sử dụng cơng nghệ CDMA chuẩn.hóa 3GPP2 Ưu điểm: tốc độ liệu cao, tăng hiệu sử.dụng phổ tần, dung lượng mở rộng lớn, hỗ trợ liệu thoại tốt hơn, dịch vụ đa.phương tiên mở rộng Nhược điểm: đòi hỏi băng.tần rộng cần chi phí cao 1.2.4 Hệ thống mạng 4G 4G mạng di động hệ thứ tư hay còn.được gọi LTE 3GPP phát triển 4G chuẩn tương lai thiết.bị không dây, cung cấp kết nối lúc nơi, dịch vụ tốc độ liệu cao, công nghệ vô tuyến hỗ trợ băng.thông cách linh hoạt, phục vụ đa phương tiện nhanh, đa dạng TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR Trang 9/22 Bảng 1-1: Mục tiêu 4G TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR Trang 10/22 Bảng 1-2: Các đặc điểm công nghệ LTE Băng tần Song công Di động Đa truy cập MIMO Tốc độ liêu đỉnh 20 MHz Điều chế Mã hóa kênh Các cơng nghệ khác 3G HSDPAA 1.25-20 MHz FDD, TDD, bán song công FDD 350 Km/h Đường xuống OFDMA Đường lên SC-FDMA Đường xuống 2*2, 4*2, 4*4 Đường lên 1*2, 1*4 Đường xuống 173 326 Mb/s tương ứng với cấu hình MIMO 2*2 4*4 Đường lên 85 Mb/s với cấu hình 1*2 anten QPSK, 16 QAM 64 QAM Mã Tubo Lập biểu xác kênh, liên kết thích ứng, điều khiển công suất ICIC ARQ hỗn hợp HSUPA LTE 4G WiMAX Hình 1-2: Sự phát triển từ 3G lên 4G TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR Trang 13/22 2.2 Truyền thông hợp tác 2.2.1 Tổng quát Truyền thông hợp tác ứng.dụng hệ thống thông tin vô tuyến mạng di động tế bào mạng cảm biến không dây 2.2.2 Giao thức truyền thông hợp tác Một hệ thống truyền thông hợp.tác điển hình thiết kế hai bước trự giao để tránh nhiễu hai bước đó: Bước 1: nguồn phát gửi thơng tin cho đích.đến nó, thơng tin nhận nút chuyển tiếp thời gian Bước 2: nút chuyển tiếp giúp nguồn bằng.cách đẩy truyền lại thơng tin tới đích 2.2.3 Mơ hình kênh chuyển tiếp Mạng truyền thông hợp tác hoạt động dựa kênh.chuyển tiếp thiết bị đầu cuối Mô hình kênh chuyển tiếp gồm nút: nút nguồn (S), nút relay (R), nút đích (D) 2.2.4 Phân loại mơ hình chuyển tiếp - Chuyển tiếp hai chặng: dùng nút relay để chuyển.thơng tin từ nguồn tới đích S R D Hình 2-5: Chuyển tiếp hai chặng TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CƠNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR Trang 14/22 - Chuyển tiếp đa chặng: dùng hai hay nhiều nút relay để chuyển thơng.tin từ nguồn tới đích Hình 2-5: Chuyển tiếp đa chặng 2.2.5 Các chế truyền dẫn chuyển tiếp  Giao thức khuếch đại chuyển tiếp cố định AF (Amplify and Forward) Giao thức AF: giao thức khuếch đại chuyển tiếp cố định Tín hiệu truyền từ nguồn đến relay được.khuếch đại lên sau relay truyền tín hiệu khuếch đại đến đích Hình 2-5: Giao thức AF  Giao thức giải mã chuyển tiếp DF (Decode and Forward) Giao thức DF: giao thức giải mã chuyển tiếp cố định, tín hiệu truyền từ nguồn đến relay sẽ.được giải mã sau mã hóa lại truyền tới đích Hình 2-5: Giao thức DF - TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR Trang 15/22 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ THÔNG LƯỢNG 3.1 Hệ thống mạng 5G Hiện nay, hệ thống mạng 4G triển khai giới với nhu cầu ngày cao người nên đòi hỏi phải nghiên.cứu phát triển hệ mạng Mạng 5G hệ di động hệ kế.tiếp sau 4G nghiên cứu nhiều nước khác 5G có nhiều tính vượt trội hơn, nhằm đáp ứng nhu cầu người Mục tiêu mạng 5G: - Một mạng di động siêu hiệu quả: mang lại mạng lưới hiệu.suất tốt cho chi - phí thấp Một mạng di.động siêu nhanh Một mạng lưới sợi dây hội tụ Phủ sóng bảo mật tốt Tốc độ truyền.tải lớn hàng Gbps, cung cấp ứng dụng đại phục vụ cho sống 3.2 Chế độ truyền dẫn - Đơn công (Simplex): thông tin được.truyền theo hướng Bán song công (Half-duplex): thông tin truyền theo hai chiều không - đồng thời, thời điểm.thông tin truyền theo hướng Song cơng (Full-duplex): thơng tin truyền theo hai.chiều thời điểm tuyến liệu 3.3 Đánh giá thông lượng xác suất dừng hệ thống song công sử dụng chuyển tiếp DF 3.3.1 Mơ hình hệ thống song cơng Mơ hình hệ thống TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR Trang 16/22 f yR xR yD R g h xS Relay S d1 D d2 Nguồn Đích Mơ hình hệ thống chuyển tiếp song công gồm nút: nút nguồn, nút relay nút đích Giả thiết khơng có liên kết nút.nguồn nút đích thơng tin truyền từ nguồn đến đích thơng qua nút relay Hình 3-1: Mơ hình hệ thống song cơng Q trình truyền thông tin Thu lượng (Energy Havesting) SRD T T/2 T/2 Hình 3-2: Q trình truyền thơng tin TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT PSR Trang 17/22 Dựa mơ hình hệ thống, giả sử d1 d2 Km, tín hiệu nhận relay đích là: (3.1) (3.2) Trong đó: , : tín hiệu nhận.tại relay đích , : tín hiệu phát đi.tại nguồn relay ,: hệ số kênh truyền : kênh tự nhiễu relay , : nhiễu AWGN relay đích với phương sai : hệ số chuyển đồi cơng suất Q trình truyền chia thành hai giai đoạn:  Giai đoạn 1: relay thu lượng từ.nguồn thời gian T/2  Giai đoạn 2: truyền thông tin khoảng thời gian T/2 lại Năng lượng Eh thu nút relay: (3.3) Khi cơng suất relay tính sau: (3.4) TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CƠNG SUẤT PSR Trang 18/22 Trong đó: T: thời gian tín hiệu truyền từ S đến D : hiệu suất chuyển đổi lượng công suất nguồn Tỉ số SNR Từ tín hiệu , nhận relay đích ta suy , sau: (3.5) Thay từ công thức (3.4) vào cơng thức (3.5) ta có: (3.6) Đặt , thay vào (3.6) ta có: (3.7) Chia tử mẫu cho (3.8) Vì No