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

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

TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VI DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VII DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VIII CHƯƠNG LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1 TỔNG QUAN 1.2 TÌM HIỂU MẠNG THƠNG TIN DI ĐỘNG 1G,2G,2.5G,3G,4G 1.2.1 Mạng thông tin di động 1G 1.2.2 Mạng thông tin di động 2G 1.2.3 Mạng thông tin di động 2.5G 1.2.4 Mạng thông tin di động 3G 1.2.5 Mạng thông tin di động 4G CHƯƠNG TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT 2.1 TỔNG QUAN 2.2 MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CƠNG 2.2.1 Mơ hình chuyển tiếp DF 2.3 GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT 2.4 HÀM CDF( CUMULATIVE DISTRIBUTION FUNCTION) 2.5 HÀM DPF(PROBABILITY DENSITY FUNCTION ) CHƯƠNG TÌM CƠNG SUẤT POUT CHƯƠNG KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CHƯƠNG NHẬN XÉT 13 CHƯƠNG KẾT LUẬN 14 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO 14 PHỤ LỤC A 15 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 1G First Generation Thế hệ thứ 2G Second Generation Thế hệ thứ hai 3G Third Generation Thế hệ thứ ba 4G Fourth Generation Thế hệ thứ tư 5G Fifth Generation Thế hệ thứ năm CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã DF Decode-and-Forward Giải mã chuyển tiếp FD Full-duplex Song công FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vơ tuyến gói chung GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động Communications toàn cầu Institude of Electrical and Viện kỹ nghệ Điện Điện tử IEEE Electronics Engineers IMT- 2000 International Mobile Thông tin di động quốc tế 2000 Telecommunications 2000 IP Internet Protocol Giao thức Internet LTE Long Term Evolution Phát triển dài hạn OFDM Orthogonal Frequency Ghép kênh phân chia theo Division Multiple tần số trực giao Orthogonal Frequency Đa truy nhập phân chia OFDMA Division Multiple Access theo tần số trực giao SMS Short Message Services Dịch vụ tin nhắn ngắn TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian UMTS WCDMA Universal Mobile Hệ thống viễn thơng di động Telecommunications System tồn cầu Wideband Code Division Đa truy nhập phân chia theo mã Multiple Access băng rộn Trang 1/15 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THƠNG TIN DI ĐỘNG 1.1 Tổng quan Thơng tin di động đời mang nhiều lợi ích cho người Nó khơng giúp giải cơng việc dễ dàng mà phục vụ nhu cầu khác vui chơi, giải trí, kết nối, Thấy tầm quan trọng đó, không ngừng nghiên cứu, cải tiến đời hệ thông tin di động tốt 1.2 Tìm hiểu mạng thơng tin di động 1G,2G,2.5G,3G,4G 1.2.1 Mạng thông tin di động 1G Mạng thông tin di động 1G (First Generation) mạng thông tin di động giới giới thiệu vào năm đầu thập niên 80 Nó hệ thống giao tiếp thơng tin qua kết nối tín hiệu analog Loại mang di động sử dụng ăng-ten thu phát sóng gắn ngồi, kết nối theo tín hiệu analog tới trạm thu phát sóng nhận tín hiệu xử lý thoại thông qua module gắn máy di động Chính thế, hệ máy di động có kích thước to cồng kềnh Hình 1-1: Điện thoại di động 1G Trong mạng 1G, gọi giọng nói điều tiết tần số cao 150MHz để kết nối tháp vơ tuyến lại với Nó phân nhiều chuẩn kết nối theo phân vùng riêng giới như: Trang 2/15  NMT (Nordic Mobile Telephone): sử dụng chủ yếu Bắc Âu  AMPS (Advanced Mobile Phone System): Hệ thống điện thoại di động cao cấp  TACS (Total Access Communications System): sử dụng Anh  JTAGS sử dụng Nhật hay C-Netz sử dụng Tây Đức Hạn chế:  Tính bảo mật thấp  Khơng thích hợp với tiêu chuẩn thông tin  Dễ bị biến dạng 1.2.2 Mạng thông tin di động 2G Năm 1991, mạng di động 2G triển khai thương mại theo chuẩn GSM Phần Lan nhà khai thác mạng Radiolinja.Là hệ thống thông tin di động sử dụng tín hiệu kỹ thuật số thay cho tín hiệu analog hệ 1G hệ thống đánh dấu xuất tin nhắn dạng văn đơn giản – SMS Hình 1-2: Điện thoại di động 2G Trang 3/15 Mạng 2G chia thành nhánh: TDMA (Time Division Multiple Access) CDMA (Code Division Multiple Access) Hạn chế:  Đường cong bị phân rã góc  Giảm phạm vi truyền âm  Tín hiệu kỹ thuật số yếu 1.2.3 Mạng thông tin di động 2.5G Là hệ thống thông tin di động trung gian chuyển tiếp từ mạng di dộng 2G 3G Chữ số 2.5G biểu tượng cho việc mạng 2G trang bị hệ thống chuyển mạch gói bên cạnh hệ thống chuyển mạch theo kênh truyền thống Mạng 2.5G có tiến mạng 2G GPRS - cơng nghệ kết nối trực tuyến, lưu chuyển liệu dùng nhà cung cấp dịch vụ viễn thông GSM.  1.2.4 Mạng thông tin di động 3G Là hệ truyền thông di động thứ ba, tiên tiến hẳn hệ trước Mạng 3G hỗ trợ dịch vụ truyền thông thông tin với tốc độ thấp 200kbit/giây Đặc điểm bật cơng nghệ 3G có tốc độ truyền liệu nhanh hơn,dung lượng mạng lớn dịch vụ mạng cải thiện nhiều Trang 4/15 Hình 1-3: Điện thoại di động mạng 3G Mạng 3G sử dụng công nghệ : WCDMA, CDMA 2000  WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access): công nghệ đa truy cập vô tuyến  CDMA 2000 hay gọi ITM đa sóng mang hệ chuẩn 2G CDMA IS-95 Hạn chế:  Đòi hỏi chiều rộng băng tầng cao  Chi phí cao 1.2.5 Mạng thơng tin di động 4G Là công nghệ truyền thông không dây hệ thứ Công nghệ cho phép người dùng nghe âm xem video chất lượng cao thông qua giao thức internet endto-end Điện thoại 4G nhận liệu với tốc độ 100Mbit/s di chuyển 1Gbit/s đứng yên Hiện giới tồn chuẩn công nghệ lõi mạng 4G WiMax Long Term Evolution (LTE), công nghệ sử dụng dải băng tần khác  WiMAX (Worldwide Interoperabilitity for Microwave Access) công nghệ dựa tiêu chuẩn IEEE 802.16 Nó cung cấp băng thơng độ phủ sóng rộng Wifi  LTE (Long Term Evolution) công nghệ chuẩn hóa 3GPP (The Third Generation Partnership Project) Cả hai công nghệ dựa tảng IP dùng kỹ thuật MIMO Tuy nhiên LTE có lợi so với Wimax phát triển từ sở hạ tầng GSM có sẵn Hạn chế: Trang 5/15  Người sử dụng sử dụng nhiều chi phí cho công nghệ 4G tuổi thọ pin vi xử lý thiết bị phải thay đổi thường xuyên  Kết nối giới hạn thành phố lớn khu thị CHƯƠNG TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP DF TRONG HỆ THỐNG SONG CƠNG SỬ DỤNG GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT 2.1 Tổng quan Tổ chức mạng quốc tế ITU công bố báo cáo cơng nghệ vơ tuyến IMT2020, gọi 5G- hệ thứ mạng di động Mạng di động 5G sử dụng sóng milimét (Millimetre wave) Sóng milimét đại diện cho phổ tín hiệu RF tần số 20GHz 300GHz với bước sóng từ 1~15mm Hiện mạng 5G phát triển hứa hẹn phát triển rộng rãi, thay thế hệ di động trước Tốc độ truyền nhận liệu mạng 5G theo lí thuyết 10Gbps, chí cao 2.2 Mơ hình chuyển tiếp DF hệ thống song cơng 2.2.1 Mơ hình chuyển tiếp DF 2.2.1.1 Kỹ thuật chuyển tiếp Với mạng viễn thông, việc mở rộng phạm vi phủ sóng giảm chi phí vận hành ln mục tiêu nhà quản lý mạng viễn thông Hiện giải pháp đa anten, truyền dẫn đa điểm phối hợp, áp dụng rộng rãi Bên cạnh kỹ thuật chuyển tiếp giới thiệu công nghệ tiên tiến đáp ứng thỏa mãn yêu cầu Trang 6/15 2.2.1.2 Giao thức chuyển tiếp DF(Decode and Forward) Hình 2-1: Mơ hình chuyển tiếp DF [1] Là giao thức giải mã chuyển tiếp Đầu tiên nút nguồn S truyền thông tin đến nút chuyển tiếp R Nút chuyển tiếp nhận thơng tin, giải mã tín hiệu sau mã hóa, khuếch đại truyền đến nút đích S 2.2.1.3 Hệ thống song công Hệ thống song công (Full –Duplex) hệ thống có kênh truyền có q trình phát thu thực đồng thời f yR xS S R xR g h yD Relay d1 d2 Nguồn D Đích Hình 2-2: Hệ thống song cơng Trang 7/15 Giả sử hệ thống song công gồm nút: nguồn S, chuyển tiếp R đích D Relay kênh chuyển tiếp thơng tin từ nguồn đến đích Năng lượng nút Relay giới hạn có từ việc thu lượng từ nút nguồn (giả định).[2] Các kí hiệu hình: , : tín hiệu phát từ nguồn relay , : tín hiệu nhận relay đích , : hệ số kênh truyền từ nguồn đến relay từ relay đến đích : nhiễu relay , : nhiễu Gaussian (AWGN) relay đích với trung bình 0, phương sai 2.3 Giao thức phân chia cơng suất Hình 2-3: Giao thức phia theo công suất hệ thống song công Như hình vẽ ta thấy giao thức phân chia cơng suất gồm trình: Trang 8/15  Quá trình relay thu lượng từ nguồn, có cơng suất  Q trình truyền thơng tin tới đích , có công suất 2.4 Hàm CDF( Cumulative distribution function) Hàm phân phối tích lũy (Tiếng Anh Cumulative distribution function hay CDF) mô tả đầy đủ phân phối xác suất biến ngẫu nhiên giá trị thựcX Với số thực x, hàm phân phối tích lũy định nghĩa sau: [3] 2.5 Hàm DPF(Probability density function ) Hàm mật độ xác dùng để biểu diễn phân bố xác suất theo tích phân Hàm ln có giá trị khơng âm tích phân từ −∞ tới +∞ có giá trị CHƯƠNG TÌM CƠNG SUẤT POUT Tín hiệu nhận Relay:  yR = xS.h + f.xR + nR = h s(t) + f.xR + nR  yD = xR.g + nD (2) Từ (1) (2) ta có:  SNR1=  SNR2= (1) Trang 9/15 Ta có: Eh= Mà P R= Suy ra: PR= = Thế PR vào SNR1 SNR2 ta được:  SNR1=  SNR2= Đặt x= , y= , z= , :  SNR1= Chia tử mẫu cho x SNR1= No