NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG HỢP TÁC KHÔNG DÂY TRUYỀN NĂNG LƯỢNG VÔ TUYẾN (có code)

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG HỢP TÁC KHÔNG DÂY TRUYỀN NĂNG LƯỢNG VÔ TUYẾN (có code) NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG HỢP TÁC KHÔNG DÂY TRUYỀN NĂNG LƯỢNG VÔ TUYẾN (có code) NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG HỢP TÁC KHÔNG DÂY TRUYỀN NĂNG LƯỢNG VÔ TUYẾN (có code) NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG HỢP TÁC KHÔNG DÂY TRUYỀN NĂNG LƯỢNG VÔ TUYẾN (có code)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG HỢP TÁC KHÔNG DÂY TRUYỀN NĂNG LƯỢNG VƠ TUYẾN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VI DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VII CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN THÔNG HỢP TÁC VÀ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG VÔ TUYẾN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.2 MẠNG KHÔNG DÂY 1.2.1 Giới thiệu mạng không dây .4 1.2.2 Ưu nhược điểm mạng không dây 1.2.3 Hướng phát triển mạng không dây tương lai 1.2.4 Giới thiệu kênh truyền 1.2.4.1 Đặc điểm kênh truyền không dây 1.2.4.2 Mơ hình kênh truyền .5 1.2.4.3 Một số mơ hình kênh truyền phổ biến 1.3 TRUYỀN THÔNG HỢP TÁC .10 1.3.1 Q trình phát triển truyền thơng hợp tác .11 1.3.2 Các phương thức chuyển tiếp 11 1.3.2.1 Phương thức Giải mã – Chuyển tiếp (Decode and Forward – DF) 11 1.3.2.2 Phương thức Khuếch đại – Chuyển tiếp (Amplify and Forward – AF) .12 1.3.2.3 Phương thức Nén – Chuyển tiếp (Compress and Forward – CF) 13 1.3.2.4 Phương thức Ước lượng – Chuyển tiếp (Estimate and Forward – EF) .14 1.4 CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ MẠNG KHƠNG DÂY 14 1.4.1 Xác suất dừng hệ thống (Outage Probability – OP) .14 1.4.2 Xác suất lỗi trung bình (Average Error Probability) 15 CHƯƠNG PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG MẠNG HỢP TÁC KHÔNG DÂY TRUYỀN NĂNG LƯỢNG VÔ TUYẾN 16 2.1 GIỚI THIỆU CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 16 2.2 MƠ HÌNH HỆ THỐNG VÀ KÊNH TRUYỀN 18 2.3 PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG 25 2.3.1 Xác suất dừng hệ thống 25 2.3.2 Thông lượng hệ thống .26 2.3.3 Xác suất lỗi ký tự trung bình 26 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM MÔ PHỎNG .27 3.1 GIỚI THIỆU CÔNG CỤ MÔ PHỎNG 27 3.1.1 Phần mềm Mathematica 27 3.1.2 Phần mềm MatLab 27 3.1.3 Phương pháp mô 28 3.1.3.1 Nền tảng phương pháp Monte-Carlo .28 3.1.3.2 Các thành phần phương pháp Monte-Carlo 28 3.1.4 3.2 Quá trình thử nghiệm 29 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .29 3.2.1 Ảnh hưởng tham số thời gian thu lượng () 30 3.2.2 Ảnh hưởng tham số vị trí nút chuyển tiếp (d1) 33 3.2.3 Ảnh hưởng Gamma () .36 3.3 ĐÁNH GIÁ CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 38 3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG .39 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 40 4.1 KẾT LUẬN .40 4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN .40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 PHỤ LỤC… ……………………………………………………………………………42 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ HÌNH 1-1: KẾT NỐI KHƠNG DÂY HÌNH 1-2: MƠ HÌNH MẠNG TRUYỀN NĂNG LƯỢNG KHƠNG DÂY RF HÌNH 1-3: MƠ HÌNH MẠNG HỢP TÁC HÌNH 1-4: MƠ HÌNH KÊNH CHUYỂN TIẾP .11 HÌNH 1-5: PHƯƠNG THỨC GIẢI MÃ – CHUYỂN TIẾP DF 12 HÌNH 1-6: PHƯƠNG THỨC KHUẾCH ĐẠI – CHUYỂN TIẾP AF 13 HÌNH 2-1: MƠ HÌNH KÊNH CHUYỂN TIẾP 16 HÌNH 2-2: HIỆU NĂNG CỦA MẠNG HỢP TÁC KHUẾCH ĐẠI VÀ CHUYỂN TIẾP VỚI VIỆC LỰC CHỌN MÁY CHUYỂN TIẾP QUA KÊNH FADING RAYLEIGH 17 HÌNH 2-3: MẠNG CHUYỂN TIẾP DF SỬ DỤNG NHIỀU NÚT RELAY 17 HÌNH 2-4: MƠ HÌNH HỆ THỐNG MẠNG CHUYỂN TIẾP HAI CHẶNG TRUYỀN NĂNG LƯỢNG 18 HÌNH 2-5: MƠ HÌNH TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN SỬ DỤNG PHÂN TẬP HỢP TÁC………… .18 HÌNH 2-6: MƠ HÌNH CỦA HỆ THỐNG 19 HÌNH 3-1: GIAO DIỆN PHẦN MỀM MATHEMATICA 28 HÌNH 3-2: GIAO DIỆN MATLAB 28 HÌNH 3-3: XÁC SUẤT DỪNG HỆ THỐNG (OP) THAY ĐỔI THEO THỜI GIAN THU NĂNG LƯỢNG () VỚI = 10DB, = 0.8, D1 = 0.5, D2 = 1, D0 = , K = 2, R = 3, 2, = 3, = 31 HÌNH 3-4: THƠNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO THỜI GIAN THU NĂNG LƯỢNG () VỚI = 10DB, = 0.8, D1 = 0.5, D2 = 1, D0 = , K = 2, R = 3, 2, = 3, = 32 HÌNH 3-5: XÁC LỖI KÝ TỰ TRUNG BÌNH THEO THỜI GIAN THU NĂNG LƯỢNG () VỚI = 10DB, = 0.8, D1 = 0.5, D2 = 1, D0 = , K = 2, R = 3, 2, = 3, = .33 HÌNH 3-6: XÁC SUẤT DỪNG HỆ THỐNG THEO KHOẢNG CÁCH MÁY NGUỒN VÀ MÁY CHUYỂN TIẾP (D1) VỚI = 10DB, = 0.8, D2 = 0.5, D0 = , K = 2, R = 3, 2, = 3, = 34 HÌNH 3-7: THƠNG LƯỢNG HỆ THỐNG THEO KHOẢNG CÁCH MÁY NGUỒN VÀ MÁY CHUYỂN TIẾP (D1) VỚI = 10DB, = 0.8, D2 = 1, D0 = , K = 3, R = 4, 2, = 3, =3 35 HÌNH 3-8: XÁC SUẤT LỖI KÝ TỰ TRUNG BÌNH ASEP THEO KHOẢNG CÁCH MÁY NGUỒN VÀ MÁY CHUYỂN TIẾP (D1) VỚI: = 10DB, = 0.8, D2 = 1, D0 = , K = 3, 2, = 3, = 36 HÌNH 3-9: OP THAY ĐỔI THEO VỚI = 0.5, = 0.8, D1 = 0.5, D2 = 1, D0 = , K = 2, R = 3, 2, = 3, = 37 HÌNH 3-10: THƠNG LƯỢNG THAY ĐỔI THEO VỚI = 0.5, = 0.8, D1 = 0.5, D2 = 1, D0 = , K = 2, R = 3, 2, = 3, = 38 HÌNH 3-11: ASEP THAY ĐỔI THEO VỚI = 0.5, = 0.8, D1 = 0.5, D2 = 1, D0 = , K = 3, 2, = 3, = 39 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AF Amplify and Forward ASEP Average Symbol Error Probability BPSK Binary Phase Shift Keying CDF Cumulative Distribution Function CF Compress and Forward DF Decode and Forward EF Estimate and Forward LOS Line Of Sight MIMO Multi-Input Multi-Output OP Outage Probability PDF Probability Destiny Function QPSK Quadrature Phase Shift Keying RF Radio Frequency RV Random Variable SNR Signal-to-Noise Ratio TSR Time Switching – based Relaying ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 1/51 CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN THÔNG HỢP TÁC VÀ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG VÔ TUYẾN 1.1 Giới thiệu chung Trong sống đại ngày nay, việc thiết bị không dây đời (điện thoại di động, laptop, máy tính bảng,…) khiến cho sống người ngày nâng cao trở thành phần khơng thể thiếu sống người đem lại lợi ích to lớn cho người sử dụng lúc nơi với mục đích như: điện thoại (gọi điện, nhắn tin,quay phim, chụp ảnh, mạng xã hội, …), thương mại (mua, bán trực tuyến), toán online, tra cứu thông tin giao thông, thời tiết, đơn giản phục vụ nhu cầu giải trí (chơi game, nghe nhạc, đọc báo,…) Do đó, nhu cầu kết nối thiết bị không dây thiết bị hay người sử dụng với trở nên cần thiết nên người ta cho đời mạng khơng dây wifi, hồng ngoại, bluetooh,… Hình 1-1: Kết nối không dây Với việc mạng không dây ngày trở nên phổ biến giới kéo theo việc sử dụng người tiêu dùng ngày tăng kéo theo thử thách không nhỏ tốc độ truy cập, phạm vi phủ sóng đặc biệt chất lượng đường truyền Để giải vấn đề nhà khoa học đưa Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 2/51 biện pháp tối ưu hóa nhằm khác phục tình trạng dùng đến hệ thống mạng chuyển tiếp Đây hệ thống mẻ hứa hẹn mang lại nhiều tiềm to lớn cho người dùng tương lai Hướng sử dụng mạng chuyển tiếp sử dụng nút trung gian (nút chuyển tiếp) để chuyển tiếp liệu từ trạm nguồn đến trạm đích, qua giúp kéo dài khoảng cách chuyển tiếp giúp phạm vi phủ sóng tăng lên đáng kể đồng thời làm giảm tượng nhiễu đến hệ thống Khi thiết bị sử dụng mạng kết nối khơng dây đòi hỏi phải đảm bảo dung lượng pin ổn định Ngày nay, thiết bị ngày phát triển cấu hình, hình dáng, tính chưa có công nghệ pin đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng điện thoại, laptop,… ngày tiêu hao nhiều lượng khiến người dùng phải cắm sạc thường xuyên gây nhiều phiền phức Do đó, nhà khoa học nỗ lực nhiều để tìm cơng nghệ pin đáp ứng thiết bị Có nhiều cách để nạp lượng cho thiết bị nạp không dây tiện lợi an toàn Các dạng lượng không dây phổ biến lượng mặt trời, lượng gió, lượng sóng biển đặc biệt nạp lượng thơng qua sóng vơ tuyến công nghệ Xung quanh có nhiều loại sóng vơ tuyến mà khơng nhìn thấy sóng điện thoại, wifi,… hồn tồn tận dụng để sạc lượng cho thiết bị không dây giúp chúng kéo dài thời gian hoạt động lâu Đây ướng hoàn toàn nghiên cứu hy vọng hoàn thiện tương lai gần Ngày người ta dùng kỹ thuật để cung cấp lượng cho mạng vô tuyến kỹ thuật truyền thu lượng sóng vơ tuyến RF (Radio Frequency) cho phép cung cấp lượng thông qua trạm lượng vô tuyến chuyên dụng cố định từ thiết bị khơng dây khác Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 3/51 Hình 1-2: Mơ hình mạng truyền lượng khơng dây RF Ngày nay, việc sử dụng lượng vô tuyến cho mục đích truyền thơng tin truyền lượng sử dụng phổ biến Hệ thống có ưu điểm tốn chi phí khơng cần chỉnh sửa nhiều phần cứng máy phát Tuy nhiên, phát sinh số vấn đề chất lượng thông tin định tín hiệu vơ tuyến Do đó, phải thiết kế lại hệ thống mạng khơng dây có Việc tìm kiếm giải pháp giúp tăng tốc độ nâng cao chất lương hệ thống cho đời phương pháp mạng hợp tác truyền lượng vô tuyến Mạng gồm trạm nguồn, máy chuyển tiếp thu lượng từ trạm nguồn máy đích Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 4/51 Relay Source Destination Hình 1-3: Mơ hình mạng hợp tác 1.2 Mạng khơng dây 1.1.1 Giới thiệu mạng không dây Mạng không dây hệ thống cho phép hai hay nhiều thiết bị kết nối với cách sử dụng giao thức chuẩn giao tiếp thơng qua sóng vơ tuyến mà khơng cần kết nối vật lý với 1.1.2 Ưu nhược điểm mạng không dây  Ưu điểm:  Tiện lợi linh động, kết nối với internet nơi nằm vùng phủ sóng  Loại bỏ phức tạp từ việc sử dụng dây cáp  Có thể sử dụng với thiết bị nay, tiết kiệm chi phí  Dễ sửa chữa, đáp ứng số lượng lớn người truy cập lúc  Nhược điểm:  Phạm vi hoạt động nhỏ hẹp nằm vùng phủ sóng  Dễ bị nhiễu thời tiết bị cơng trình Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 33/51 Hình 3-9: OP thay đổi theo với = 0.5, = 0.8, d1 = 0.5, d2 = 1, d0 = , K = 2, R = 3, 2, = 3, = Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 34/51 Hình 3-10: Thơng lượng thay đổi theo với = 0.5, = 0.8, d1 = 0.5, d2 = 1, d0 = , K = 2, R = 3, 2, = 3, = Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vơ Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 35/51 Hình 3-11: ASEP thay đổi theo với = 0.5, = 0.8, d1 = 0.5, d2 = 1, d0 = , K = 3, 2, = 3, = Do đích sử dụng công thức gần SNR nên kết phân tích mơ khít vùng SNR cao hay vùng SNR có giá trị lớn Dựa vào kết ta thấy điều chế BPSK đem lại hiệu hệ thống tốt so với QPSK 1.10 Đánh giá kết đạt Thông qua việc tính tốn mơ ta nhận thấy kết thu Đồng thời thấy ưu điểm sử dụng phương thức truyền hợp tác thông qua kết phương thức truyền hợp tác thông qua kết OP ASEP có thơng lượng cao giá trị nhỏ so với hai phương thức truyền lại Thực phân tích tính tốn mơ đại lượng xác suất dừng hệ thống, thông lượng qua thông số thời gian truyền lượng khoảng cách truyền Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 36/51 1.11 Kết luận chương Giới thiệu sơ lược phần mềm sử dụng để mơ mơ hình hệ thống, từ rút kết phân tích đánh giá hiệu hệ thống dựa ác suất dừng hệ thống, thông lượng hệ thống xác suất lỗi kí tự trung bình CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 1.12 Kết luận  Trình bày số vấn đề truyền thông không dây, mạng hợp tác, lượng vơ tuyến giới thiệu tiêu chí đánh giá hiệu mạng hợp tác truyền lượng vơ tuyến Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 37/51  Xây dựng mơ hình hệ thống cơng thức tính tốn dạng tường minh cho thơng số đánh giá hiệu hệ thống như: Xác suất dừng hệ thống, thơng lượng, xác suất lỗi ký tự trung bình  Đánh giá ưu, nhược điểm hệ thống  Nhận tính vượt trội mạng truyền thông hợp tác so với phương thức truyền lượng trực tiếp chuyển tiếp 1.13 Hướng phát triển  Có thể đánh giá hiệu mạng hợp tác truyền lượng với mơ hình hệ thống có nhiều nút (N) chuyển tiếp  Đánh giá khả bảo mật thông tin lớp vật lý mạng hợp tác không dây truyền lượng vô tuyến TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] V Raghunathan, S Ganeriwal, and M Srivastava, “Emerging techniques for long lived wireless networks,“ https://dl.acm.org/citation.cfm?id=2293059 Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 38/51 [2] P Popovski, A M Fouladgar, and O Simeone, “Interactive joint transfer of energy and information,” https://arxiv.org/abs/1209.6367 [3] J Xu and R Zhang, “Throughput optimal policies for energy harvestingwireless transmitters with nonideal circuit power,” http://ieeexplore.ieee.org/document/6514948/ [4] S Luo, R Zhang, and T J Lim, “Optimal save-then-transmit protocol for energy harvesting wireless transmitters,” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4813880/ [5] L Liu, R Zhang, and K C Chua, “Wireless information transfer with opportunistic energy harvesting,” http://ieeexplore.ieee.org/document/6373669/ [6] H A Suraweera, G K Karagiannidis, and P J Smith, “Performance analysis of the dual-hop asymmetric fading channel,” https://ir.canterbury.ac.nz/handle/10092/3302 [7] A K Gurung, F s AI-Qahtani, Z M Hussain, and H Alnuweiri, “Performance analysis of amlify forward relay in mixed Nakagami-m and Rician fading channels,” https://jwcn-eurasipjournals.springeropen.com/articles/10.1186/1687-1499-2012209 [8] L Dong, Z Han, A P Petropulu, and H V Poor, “Improving wireless physical layer security via cooperating relays,” https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212017316302511 PHỤ LỤC %% Thay đổi theo clc; clear all; close all; Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 39/51 %% THIET LAP CAC THAM SO DAU VAO eta=0.8;% d1=0.5;% khoang cach nguon phat va may chuyen tiep d2=1;% khoang cach may chuyen tiep va may dich d0=sqrt(d1*d1+d2*d2); % khoang cach may phat va may dich K=2;% he so cho rician fading R=3; s0=2;% he so duong truyen giua may phat va dich s1=3;% he so duong truyen giua may phat va dich s2=3;% he song duong truyen N=1e5; % so luong bit M=2;modtype='PSK'; m=sqrt(K/(K+1)); sixma=sqrt(1/(2*(K+1))); %% MO PHONG KHI ALPHA THAY DOI SNRdB=10; % ti so tin tren tap SNR=10^(SNRdB/10); % doi dang tuyen tinh Ps=1; % cong suat cua nguon phat Pn0=Ps/SNR; % cong suat nhieu alpha=0:0.1:1; % gia tri alpha thay doi snr_db=3; % gia tri snr nho nhat ma he thong co the hoat dong snr=10^(snr_db/10); %% TINH HE SO TRUYEN KENH TRONG TRUONG HOP RAYLEIGH hsd=(randn(1,N)+1j*randn(1,N))/sqrt(2);% reylleigh hrd=(randn(1,N)+1j*randn(1,N))/sqrt(2);% reyleigh hsr=(sixma*randn(1,N)+1j*sixma*randn(1,N));% rician asd=sum(abs(hsd))/N; ard=sum(abs(hrd))/N; asr=sum(abs(hsr))/N; %% TAO NHIEU TAP noise=(randn(1,N)+1j*randn(1,N))/sqrt(2); %% TAO TIN HIEU DAU VAO data=randi([0 1],1,N); data_in=modulator(data,M,modtype); %scatterplot(data_in); for i=1:1:length(alpha)-1 a(i)=2*eta*alpha(i)/(1-alpha(i)); ny1=asr/(d1^s1); Pr(i)=a(i)*Ps*ny1; % cong suat phat tai may chuyen tiep %% TRONG TRUONG HOP TRUYEN THANG SNRD(i)=SNR*asd/(d0^s0); % TINH XAC SUAT DUNG HE THONG KHI TRUYEN TRUC TIEP lamd0=(d0^s0)/asd; Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 40/51 Pout_sd(i)=1-exp(-lamd0*snr/SNR); % TINH THONG LUONG HE THONG Tau_sd(i)=func_tau(Pout_sd(i),R,alpha(i)); % TINH LOI TRUNG BINH HE THONG ASEP_SD_BPSK(i)=Qx(sqrt(2*SNRD(i))); % bpsk ASEP_SD_QPSK(i)=2*Qx(sqrt(SNRD(i)));% QPSK %% TINH TRONG TRUONG HOP CHUYEN TIEP ny2=ard/(d2^s2); SNRR(i)=a(i)*Ps*ny1*ny2/((a(i)*ny2+1)*Pn0); Pout_rd(i)=1-exp(-lamd0*snr/SNRR(i)); Tau_rd(i)=func_tau(Pout_rd(i),R,alpha(i)); ASEP_RD_BPSK(i)=Qx(sqrt(2*SNRR(i))); % bpsk ASEP_RD_QPSK(i)=2*Qx(sqrt(SNRR(i)));% QPSK %% TINH TI SO SNR TAI MAY DICH SNRRD(i)=max(SNRD(i),SNRR(i)); Pout_th(i)=Pout_rd(i)*Pout_sd(i); Tau_th(i)=func_tau(Pout_th(i),R,alpha(i)); ASEP_TH_BPSK(i)=ASEP_RD_BPSK(i)*ASEP_SD_BPSK(i); % bpsk ASEP_TH_QPSK(i)=ASEP_RD_QPSK(i)*ASEP_SD_QPSK(i);% QPSK end alp=alpha(1:end-1); figure(1); semilogy(alp,Pout_sd,'r-+','linewidth',1.5); hold on; semilogy(alp,Pout_rd,'b-p','linewidth',1.5); semilogy(alp,Pout_th,'k-d','linewidth',1.5); grid on; xlabel('a'); ylabel('Outage Probability'); title('Outage Probability'); legend('Truc tiep','Chuyen tiep','Hop tac'); axis([0 1e-2 1e0]); figure(2); plot(alp,Tau_sd,'r-+','linewidth',1.5); hold on; plot(alp,Tau_rd,'b-p','linewidth',1.5); plot(alp,Tau_th,'k-d','linewidth',1.5); legend('Truc tiep','Chuyen tiep','Hop tac'); title('Throughput'); grid on; xlabel('a'); ylabel('Throughput'); figure(3) Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 41/51 semilogy(alp,ASEP_SD_BPSK,'r d',alp,ASEP_SD_QPSK,'b d'); hold on; semilogy(alp,ASEP_RD_BPSK,'r-o',alp,ASEP_RD_QPSK,'b-o'); semilogy(alp,ASEP_TH_BPSK,'r-+',alp,ASEP_TH_QPSK,'b-+'); grid on; xlabel('a'); ylabel('ASEP'); title('ASEP of BPSK and QPSK'); legend('BPSK-Truc tiep','QPSK-Truc tiep','BPSK-Chuyen tiep', 'QPSK-Chuyen tiep','BPSK-Hop tac','QPSK-Hop tac'); %% Thay đổi theo d1 clc; clear all; close all; %% THIET LAP CAC THAM SO DAU VAO eta=0.8; d1=0.1:0.1:1; d2=0.5; K=3; R=4; s0=2; s1=3; s2=3; M=2; modtype='PSK'; SNRdB=10; SNR=10^(SNRdB/10); Ps=1; Pn0=Ps/SNR; snr_db=3; snr=10^(snr_db/10); alpha=0.5; N=1e5; m=sqrt(K/(K+1)); sigma=sqrt(1/(2*(K+1))); %% TINH HE SO TRUYEN KENH hsd=(randn(1,N)+1j*randn(1,N))/sqrt(2);% reylleigh hrd=(randn(1,N)+1j*randn(1,N))/sqrt(2);% reyleigh hsr=(sigma*randn(1,N)+1j*sigma*randn(1,N));% rician asd=sum(abs(hsd))/N; ard=sum(abs(hrd))/N; asr=sum(abs(hsr))/N; a=2*eta*alpha/(1-alpha); Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 42/51 %% TIEN HANH MO PHONG KHI D1 THAY DOI for i=1:1:length(d1) d0(i)=sqrt(d1(i)*d1(i)+d2*d2); ny1(i)=asr/(d1(i)^s1); Pr(i)=a*Ps*ny1(i); s01(i)=sqrt(Pr(i)/6); ss(i)=2*s01(i); SNRD(i)=Ps*asd/(SNR*(d0(i)^s0)); %% TINH XAC SUAT DUNG HE THONG lamd0(i)=(d0(i)^s0)/asd; Pout_sd(i)=1-exp(-lamd0(i)*snr/SNR); Tau_sd(i)=func_tau(Pout_sd(i),R,alpha); ASEP_SD_BPSK(i)=Qx(sqrt(2*SNRD(i))); % bpsk ASEP_SD_QPSK(i)=2*Qx(sqrt(SNRD(i)));% QPSK %% TRUYEN DEN MAY CHUYEN TIEP lamd1(i)=asr/(d1(i)^s1); ny2=ard/(d2^s2); SNRR(i)=a*Ps*ny1(i)*ny2/((a*ny2+1)*Pn0); Pout_rd(i)=1-exp(-lamd0(i)*snr/SNRR(i)); Tau_rd(i)=func_tau(Pout_rd(i),R,alpha); ASEP_RD_BPSK(i)=Qx(sqrt(2*SNRR(i))); % bpsk ASEP_RD_QPSK(i)=2*Qx(sqrt(SNRR(i)));% QPSK %% TINH TI SO SNR TAI MAY DICH SNRRD(i)=max(SNRD(i),SNRR(i)); Pout_th(i)=Pout_rd(i)*Pout_sd(i); Tau_th(i)=func_tau(Pout_th(i),R,alpha); ASEP_TH_BPSK(i)=ASEP_RD_BPSK(i)*ASEP_SD_BPSK(i); % bpsk ASEP_TH_QPSK(i)=ASEP_RD_QPSK(i)*ASEP_SD_QPSK(i);% QPSK end figure(1); semilogy(d1,Pout_sd,'r-+','linewidth',1.5); hold on; semilogy(d1,Pout_rd,'b-o','linewidth',1.5); semilogy(d1,Pout_th,'k-p','linewidth',1.5); grid on; xlabel('d_1(m)'); ylabel('Outage probability'); title('Outage Probability'); legend('Truc tiep','Chuyen tiep','Hop tac'); figure(2); plot(d1,Tau_sd,'r-+','linewidth',1.5); hold on; plot(d1,Tau_rd,'b-p','linewidth',1.5); Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 43/51 plot(d1,Tau_th,'k-d','linewidth',1.5); legend('Truc tiep','Chuyen tiep','Hop tac'); title('Throughput'); grid on; xlabel('d_1(m)'); ylabel('Throughput'); figure(3) semilogy(d1,ASEP_SD_BPSK/10,'r o',d1,ASEP_SD_QPSK/10,'b o'); hold on; semilogy(d1,ASEP_RD_BPSK,'r-s',d1,ASEP_RD_QPSK,'b-s'); semilogy(d1,ASEP_TH_BPSK,'r-^',d1,ASEP_TH_QPSK,'b-^'); grid on; xlabel('d_1(m)'); ylabel('ASEP'); title('ASEP of BPSK and QPSK'); legend('BPSK-Truc tiep','QPSK-Truc tiep','BPSK-Chuyen tiep', 'QPSK-Chuyen tiep','BPSK-Hop tac','QPSK-Hop tac'); axis([0.1 d1(end) 1e-5 1]); %% Thay đổi theo clc; clear all; close all; %% THIET LAP CAC THAM SO DAU VAO eta=0.8; d1=0.5;% khoang cach nguon phat va may chuyen tiep d2=1;% khoang cach may chuyen tiep va may dich d0=sqrt(d1*d1+d2*d2); % khoang cach may phat va may dich K=2;% he so cho rician fading R=3; s0=2;% he so duong truyen giua may phat va dich s1=3;% he so duong truyen giua may phat va dich s2=3;% he song duong truyen N=1e5; % so luong bit M=2;modtype='PSK'; m=sqrt(K/(K+1)); sigma=sqrt(1/(2*(K+1))); %% KHI SNR THAY DOI SNRdB=[-10:30]; % ti so tin tren tap SNR=10.^(SNRdB/10); alpha=0.5; % doi dang tuyen tinh Ps=1; % cong suat cua nguon phat snr_db=3; % gia tri snr nho nhat ma he thong co the hoat dong Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 44/51 snr=10^(snr_db/10); %% TINH HE SO TRUYEN KENH TRONG TRUONG HOP RAYLEIGH hsd=(randn(1,N)+1j*randn(1,N))/sqrt(2);% reylleigh hrd=(randn(1,N)+1j*randn(1,N))/sqrt(2);% reyleigh hsr=(sigma*randn(1,N)+1j*sigma*randn(1,N));% rician asd=sum(abs(hsd))/N; ard=sum(abs(hrd))/N; asr=sum(abs(hsr))/N; %% TAO NHIEU TAP noise=(randn(1,N)+1j*randn(1,N))/sqrt(2); %% TAO TIN HIEU DAU VAO data=randi([0 1],1,N); data_in=modulator(data,M,modtype); %scatterplot(data_in); a=2*eta*alpha/(1-alpha); for i=1:length(SNRdB) Pn0(i)=Ps/SNR(i); ny1=asr/(d1^s1); Pr=a*Ps*ny1; % cong suat phat tai may chuyen tiep %% TRONG TRUONG HOP TRUYEN THANG SNRD(i)=SNR(i)*asd/(d0^s0); % TINH XAC SUAT DUNG HE THONG KHI TRUYEN TRUC TIEP lamd0=(d0^s0)/asd; Pout_sd(i)=1-exp(-lamd0*snr/SNR(i)); % TINH THONG LUONG HE THONG Tau_sd(i)=func_tau(Pout_sd(i),R,alpha); % TINH LOI TRUNG BINH HE THONG ASEP_SD_BPSK(i)=Qx(sqrt(2*SNRD(i))); % bpsk ASEP_SD_QPSK(i)=2*Qx(sqrt(SNRD(i)));% QPSK %% TINH TRONG TRUONG HOP CHUYEN TIEP ny2=ard/(d2^s2); SNRR(i)=a*Ps*ny1*ny2/((a*ny2+1)*Pn0(i)); Pout_rd(i)=1-exp(-lamd0*snr/SNRR(i)); Tau_rd(i)=func_tau(Pout_rd(i),R,alpha); ASEP_RD_BPSK(i)=Qx(sqrt(2*SNRR(i))); % bpsk ASEP_RD_QPSK(i)=2*Qx(sqrt(SNRR(i)));% QPSK %% TINH TI SO SNR TAI MAY DICH SNRRD(i)=max(SNRD(i),SNRR(i)); Pout_th(i)=Pout_rd(i)*Pout_sd(i); Tau_th(i)=Tau_sd(i)*Tau_rd(i); ASEP_TH_BPSK(i)=ASEP_RD_BPSK(i)*ASEP_SD_BPSK(i); % bpsk ASEP_TH_QPSK(i)=ASEP_RD_QPSK(i)*ASEP_SD_QPSK(i);% QPSK end Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 45/51 alp=SNRdB(1:end); figure(1); semilogy(alp,Pout_sd,'r-+','linewidth',1.5); hold on; semilogy(alp,Pout_rd,'b-p','linewidth',1.5); semilogy(alp,Pout_th,'k-d','linewidth',1.5); grid on; xlabel('SNR(dB)'); ylabel('Outage Probability'); title('Outage Probability'); legend('Truc tiep','Chuyen tiep','Hop tac'); figure(2); plot(alp,Tau_sd,'r-+','linewidth',1.5); hold on; plot(alp,Tau_rd,'b-p','linewidth',1.5); plot(alp,Tau_th,'k-d','linewidth',1.5); legend('Truc tiep','Chuyen tiep','Hop tac'); title('Throughput'); grid on; xlabel('SNR(dB)'); ylabel('Throughput'); figure(3) semilogy(alp,ASEP_SD_BPSK,'r d',alp,ASEP_SD_QPSK,'b d'); hold on; semilogy(alp,ASEP_RD_BPSK,'r-o',alp,ASEP_RD_QPSK,'b-o'); semilogy(alp,ASEP_TH_BPSK,'r-+',alp,ASEP_TH_QPSK,'b-+'); grid on; xlabel('SNR(dB)'); ylabel('ASEP'); title('ASEP of BPSK and QPSK'); legend('BPSK-Truc tiep','QPSK-Truc tiep','BPSK-Truc tiep', 'QPSK-Truc tiep','BPSK-Hop tac','QPSK-Hop tac'); axis([SNRdB(1) SNRdB(end) 1e-7 1e0]); function [Tau]=func_tau(Pout,R,alpha); Tau=(1-alpha)*(1-Pout)*R*0.5; function y=Qx(x); y=erfc(x/sqrt(2))/2; %% Ly thuyet tinh toan xac suat dung he thong % gth: Nguong; % d0,l0,g0: Truc tiep % gt = g = Ps/No; function [Pouta_tt Pouta_ct Pouta_ht] = Pout_the(K,sigma,gth,g,a,l1,l2,l0) p = (K+1)*exp(-K)/l1; %He so cua phan bo Rician Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Khơng Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 46/51 q = (K+1)/l1; tong1 = 0; for l=0:20 %Moi tong la mot vong for tong2 = 0; for m=0:l tong3 = 0; for n=0:m %Tong cung; power: so mu tp1 = (K^(l)*power(l2,(n+1)/2))/(prod(factorial([l n m-n]))*power(a, (n+1)/2)); %prod: tich;factorial: giai thua tp2 = power((q*gth)/g,m-((n-1)/2))*exp(-(q*gth/g)); tp3 = besselk(n-1,2*sqrt((l2*q*gth)/(a*g))); %besselk: Ham Bessel tong3 = tong3 + tp1*tp2*tp3; %Tong cung end tong2 = tong2 + tong3; %Tong thu end tong1 = tong1 + tong2; %Tong ngoai cung end Pouta_tt = - exp((-l0*gth)/g); %//Truc tiep Pouta_ct = - (2*p/q)*tong1; Pouta_ht = (1 -(2*p/q)*tong1)*Pouta_tt; % // Hop tac End %% Ham Gauss function out = gauss(mean,var,m,n) out = sqrt(var)*randn(m,n) + mean; %% Mo phong xac suat dung he thong % gt = g = Ps/No; % gsd = gd: Truc tiep; % ge2e = gr: Chuyen tiep; % g_max = ge2e: Hop tac function [Pouta_tt Pouta_ct Pouta_ht] = Pout_sim(K,sigma,gth,g,a,l1,l2,l0,nol) mean = sqrt(K/(K+1)); var = 1/(2*(K+1)); % - tao kenh Rician h = sqrt(l1)*(gauss(mean,var,1,nol) + j*gauss(0,var,1,nol)); g1 = abs(h).^2; %Binh phuong lon cua hsr % - Rayleigh fading g0 = gamrnd(1,1/l0,1,nol); Nghiên Cứu, Phân Tích Và Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Hợp Tác Không Dây Truyền Năng Lượng Vô Tuyến ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 47/51 g2 = gamrnd(1,1/l2,1,nol); %Ham tao binh phuong lon cua Rayleigh gd = g.*g0; %Truc tiep gr = (a.*g.^(2).*g1.^(2).*g2)./(g.*g1.*(a.*g2+1)+1); %Chuyen tiep ge2e = max(gr, gd); Pouta_tt = size(gd(gd