TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG dưới sự ẢNH HƯỞNG của TRẠNG THÁI THÔNG TIN KÊNH

TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG dưới sự ẢNH HƯỞNG của TRẠNG THÁI THÔNG TIN KÊNH TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG dưới sự ẢNH HƯỞNG của TRẠNG THÁI THÔNG TIN KÊNH TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG dưới sự ẢNH HƯỞNG của TRẠNG THÁI THÔNG TIN KÊNH TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG dưới sự ẢNH HƯỞNG của TRẠNG THÁI THÔNG TIN KÊNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc TÌM HIỂU MƠ HÌNH CHUYỂN TIẾP TRONG HỆ THỐNG SONG CƠNG DƯỚI SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA TRẠNG THÁI THÔNG TIN KÊNH KHÔNG HOÀN HẢO MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT III CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 GIỚI THIỆU 1.2 HỆ THỐNG CHUYỂN TIẾP SONG CÔNG DƯỚI SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA TRẠNG THÁI THÔNG TIN KÊNH KHÔNG HỒN HẢO CHƯƠNG MƠ TẢ VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 2.1 MÔ TẢ HỆ THỐNG 2 2.1.1 Pha thu lượng .4 2.1.2 Pha chuyển tiếp thông tin 2.2 PHÂN TÍCH HIỆU SUẤT 2.2.1 Outage Probability and System Throughput 2.2.2 Outage Probability and System Throughput CHƯƠNG KẾT QUẢ MÔ PHỎNG .8 3.1 MƠ HÌNH MƠ PHỎNG 3.2 KẾT QUẢ MƠ PHỎNG CHƯƠNG KẾT LUẬN 10 4.1 KẾT LUẬN 10 4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO .12 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TSR Time-switching relaying DF Decode-and-forward AF amplify-and-forward CSI channel state information Trang 1/12 CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu Gần đây, mạng không dây thu hoạch lượng dự kiến giới thiệu số thay đổi mạng không dây Trong thiết bị không dây thông thường cung cấp pin, có tuổi thọ hoạt động giới hạn, phải thay nạp lại định kỳ để trì kết nối mạng, lượng liên tục ổn định cung cấp nguồn RF có qua khơng khí cho thiết bị khơng dây thu lượng 1.2 Hệ thống chuyển tiếp song công ảnh hưởng trạng thái thơng tin kênh khơng hồn hảo Relaying (chuyển tiếp) cách hiệu để chống lại việc hiệu suất giảm fading, shadowing, đường dẫn Nói cách ngắn gọn, mạng chuyển tiếp, user không dây giả định truyền liệu hoạt động tác nhân hợp tác cho người dùng khác Dữ liệu từ nguồn đến đích đến hai cách: truyền trực tiếp đến điểm đến truyền dẫn chuyển tiếp thông qua nút Mạng lưới chuyển tiếp cao cấp giải vấn đề tiết kiệm lượng Relaying hoạt động thiết bị lưu động Cho đến có nhiều nỗ lực để giải vấn đề Một cách tiếp cận tương lai áp dụng công nghệ thu hoạch lượng để chuyển tiếp mạng Trong đồ án tập trung phân tích lượng, tín hiệu chuyển tiếp song cơng CSI khơng hồn hảo relay đích Chúng ta chọn giao thức chuyển tiếp chuyển đổi thời gian để xét Ảnh hưởng ước lượng kênh lên hiệu suất hệ thống chứng minh rõ Mơ mơ hình chuyển tiếp AF FD, imperfect CSI Trang 2/12 CHƯƠNG MƠ TẢ VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 2.1 Mơ tả hệ thống Hình 2.1.1 Mơ hình mơ tả hệ thống chuyển tiếp song cơng Hình 2.1.1 minh hoạ mơ hình hệ thống chuyển tiếp song cơng Trong mơ hình này, nguồn S gửi thơng tin đến đích D với trợ giúp rơle giải mã chuyển tiếp R Sự kết nối trực tiếp nguồn đích yếu, cần giúp đỡ từ rơle R để đảm bảo kết nối Rơle khơng có liệu riêng để truyền tải Nó thiết bị trang bị ăng-ten truyền ăng-ten nhận, xuất hiện tượng nhiễu Rowle ăng-ten gây Ngoài ra, relay giả sử sử dụng lượng thu từ nguồn để giúp trao đổi thơng tin nguồn đích Q trình thu thập thơng tin thu hoạch lượng nút chuyển tiếp tách cách sử dụng giao thức chuyển tiếp chuyển đổi thời gian (TSR) Đặt T tổng thời gian truyền ký hiệu Ta chia thời gian thành hai khoảng thời gian Mơ mơ hình chuyển tiếp AF FD, imperfect CSI Trang 3/12 với độ dài αT (1 - α)T tương ứng Quá trình relay thu lượng từ nguồn diễn khoảng thời gian thứ (Giai đoạn thu hoạch lượng); Sau nhận tín hiệu từ nguồn, giải mã tín hiệu chuyển tiếp đến đích khoảng thời gian thứ hai (pha chuyển tiếp thơng tin) Quy trình thu hoạch lượng minh họa hình 2.1.2 Hình 2.1.2 Giao thức chuyển tiếp Relay Như giới thiệu, xem xét trường hợp thông tin trạng thái kênh thu có lỗi Ảnh hưởng lỗi CSI hiệu suất mơ hình phần nội dung đồ án Cho h g biểu thị kênh thu được từ nguồn đến relay từ relay đến đích Tương ứng, f biểu thị kênh nhiễu relay Tất các kênh giả sử đến mờ dần Rayleigh fading, nghĩa lợi ích kênh giữ liên tục khối truyền dẫn Cụ thể, | h |2 hàm mũ biến ngẫu nhiên với trị trung bình λh, | g |2 phân bố theo cấp số nhân với trị trung bìnhλg, | f |2 phân phối theo cấp số nhân với trị trung bình λr, tham số quan trọng liên quan đến độ mạnh nhiễu loopback Do kênh khơng hồn hảo, ước tính thu kênh rơle điểm đến thể dạng: ^ h = h + ∆h ^ g = g + ∆g ^ f = f + ∆f Mô mơ hình chuyển tiếp AF FD, imperfect CSI Trang 4/12 Trong Δh, Δg, Δf lỗi ước lượng kênh tương ứng với h,g, f tương ứng Các lỗi ước lượng giả định Gaussian phân phối khơng có ý nghĩa 2.1.1 Pha thu lượng Trong suốt trình thu lượng, ta giả sử có ăng-ten thu sử dụng để thu lượng Tín hiệu lượng Relay mơ tả sau: yr = hxe + nr Trong h hệ số kênh anten đầu tiên, xe biểu tượng lượng Với E xe = Ps , E [X] kì vọng biến ngẫu nhiên X nr nhiễu Gaussian với phương sai N0 Do đó, lượng thu hoạch giai đoạn tính được: ^ En = ηPs (| h |2 +δ ∆h )αT Công suất chuyển đổi lượng Relay tính sau: ^ ^ ηP (| h |2 +δ ∆h )αT PR = s = kPs (| h |2 +δ ∆h ) (1 − α )T Trong đó, η số biểu thị hiệu suất lượng k= ηα 1−α 2.1.2 Pha chuyển tiếp thơng tin Tại tín hiệu thu Relay cho bằng: y R = hxs + fxr + nr Với xs tín hiệu cần truyền, với kỳ vọng E|xs|2=PS, xr nhiễu với kỳ vọng E| xr|2 = Pr Mơ mơ hình chuyển tiếp AF FD, imperfect CSI Trang 5/12 Tín hiệu từ nguồn giải mã Relay Tỷ số tín hiệu nhiễu (SNR) relay tính bằng: ^ SINR1 = (| h |2 +δ ∆h ) PS ^ (| f |2 +δ ∆f ) PR + N ^ 2 Bằng cách chia acr tử mẫu cho (| h | +δ ∆h ) P thay PR tính No = Pr X > a − bY >    Pr(a − bY > 0) cY + d cY + d       a − bY + Pr  X > a − bY ≤ 0 Pr(a − bY ≤ 0) cY + d   = λg a/b ∫e  y a −by − +  λ g ( cy + d ) λh      dy + e − a bλ g Công thức chứng minh 2.2.2 Outage Probability and System Throughput Mô mô hình chuyển tiếp AF FD, imperfect CSI Trang 8/12 CHƯƠNG KẾT QUẢ MƠ PHỎNG 3.1 Mơ hình mơ Hình 3.1 Mơ mơ hình chuyển tiếp AF FD, imperfect CSI Trang 9/12 3.2 Kết mơ Hình 3.2 Mơ mơ hình chuyển tiếp AF FD, imperfect CSI Trang 10/12 CHƯƠNG KẾT LUẬN 4.1 Kết luận Trong suốt q trình chứng minh cơng thức lập trình code, em gặp nhiều khó khăn nhiều thời gian Nhưng với giúp đỡ nhiệt tình giảng viên cuối em hồn thành mục tiêu đồ án đưa Kết lý thuyết mơ tương đối xác 4.2 Hướng phát triển Có thể phát triển đề tài mô trường hợp chuyển tiếp hệ thống song công ảnh hưởng thông tin kênh hồn hảo… Mơ mơ hình chuyển tiếp AF FD, imperfect CSI Trang 11/12 Mơ mơ hình chuyển tiếp AF FD, imperfect CSI Trang 12/12 TÀI LIỆU THAM KHẢO Zeng, Y., Zhang, R.: Full-duplex wireless-powered relay with self-energy recycling IEEE Wirel Commun Lett 4(2), 201–204 (2015) Choi, D., Lee, J.H.: Outage probability of two-way full-duplex relaying with imperfect channel state information IEEE Commun Lett 18(6), 933–936 (2014) Li, D., Shen, C., Qiu, Z.: Sum rate maximization and energy harvesting for twoway AF relay systems with imperfect CSI In: 2013 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, pp 4958–4962, May 2013 Tan N Nguyen1,2, Phuong T Tran1(B) , Hoang-Sy Nguyen2, Thu-Quyen T Nguyen1, and Miroslav Voznak1,2: On the Performance of Energy Harvesting for Decode-and-Forward Full-Duplex Relay Networks in Imperfect CSI Condition Mô mơ hình chuyển tiếp AF FD, imperfect CSI ... 1.1 GIỚI THIỆU 1.2 HỆ THỐNG CHUYỂN TIẾP SONG CÔNG DƯỚI SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA TRẠNG THÁI THƠNG TIN KÊNH KHƠNG HỒN HẢO CHƯƠNG MƠ TẢ VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 2.1 MÔ TẢ HỆ THỐNG 2 2.1.1 Pha thu... lượng kênh lên hiệu suất hệ thống chứng minh rõ Mô mơ hình chuyển tiếp AF FD, imperfect CSI Trang 2/12 CHƯƠNG MƠ TẢ VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 2.1 Mơ tả hệ thống Hình 2.1.1 Mơ hình mơ tả hệ thống chuyển. .. chuyển tiếp song cơng Hình 2.1.1 minh hoạ mơ hình hệ thống chuyển tiếp song cơng Trong mơ hình này, nguồn S gửi thơng tin đến đích D với trợ giúp rơle giải mã chuyển tiếp R Sự kết nối trực tiếp