ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG vô TUYẾN TRUYỀN NĂNG LƯỢNG BẰNG kỹ THUẬT AF TRÊN KÊNH TRUYỀN FADING NAKAGAMI m (có code)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG VÔ TUYẾN TRUYỀN NĂNG LƯỢNG BẰNG KỸ THUẬT AF TRÊN KÊNH TRUYỀN FADING NAKAGAMI-M DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên tiếng anh Tên tiếng Việt AF Amplify-and-Forward Khuếch đại chuyển tiếp DF Decode and Forward Giải mã chuyển tiếp CF Compress and Forward Nén chuyển tiếp EF Estimate and Forward Ước lượng chuyển tiếp R Relay Trạm chuyển tiếp S Source Trạm nguồn D Destination Trạm đích TSR Time Switching Base Relaying Phân chia theo thời gian PSR Power Spliting Relaying Phân chia theo công suất ASEP Average Symbol Error Xác suất lỗi ký tự trung Probability bình CDF Cumulative Distribution Function Hàm phân bố tích lũy PDF Probability Density Function Hàm mật độ xác suất LOS Line of Sight Tia trực tiếp OP Outage Probability Xác suất dừng hệ thống RF Radio Frequency Tần số vô tuyến SNR Signal-to-Noise Ratio Tỉ số tín hiệu nhiễu EHN Energy Harvesting Network Mạng thu lượng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 1/47 CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu đề tài Kỹ thuật AF (amplify and forward) kỹ thuật sử dụng phổ biến để thu hoạch lượng cho mạng vô tuyến ngày Tồn q trình chia thành hai giai đoạn Giai đoạn nút nguồn S (source) truyền thông tin lượng đến nút chuyển tiếp R (relay) Và giai đoạn Relay sử dụng lượng lượng để truyền thông tin đến điểm đích D (destination) Điều giúp cho phạm vi phát song mở rộng tránh gián đoạn thiết bị lúc hoạt động Hình 1-1 Mơ hình truyền thơng có nút chuyển tiếp [1] Hai chế sử dụng để chuyển đổi lượng truyền thông tin cho tồn q trình Time Switching Relaying (TSR) Power Splitting Relaying (PSR) Để đánh giá hiệu hệ thống, ta dựa vào yếu tố bản: xác xuất dừng thông lượng hệ thống Để hiểu rõ mạng vô tuyến ta đến phần 1.1 Các lý thuyết 1.1.1 Mạng truyền thông vô tuyến Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 2/47 Đây phần mạng truyền dẫn số Là tập hợp thiết bị có khả truyền phát liệu từ thiết bị phát đến thiết bị thu Thông tin truyền môi trường thực thơng qua xạ sóng vô tuyến RF (Radio Frequency) Thông tin vô tuyến ngày khơng xa lạ với người ngày phát triển, đồng thời kéo theo nhu cầu liên lạc người ngày cao Vì để đáp ứng nhu cầu người sử dụng, công nghệ tiên tiến ngày đời để đảm bảo cho người liên lạc mặt như: tốc độ truyền liệu, bảo mật thông tin, không bị gián đoạn lúc truyền… Hình 1-2 Mạng vơ tuyến 1.1.2 Các đặc điểm mạng vô tuyến  Ưu điểm: môi trường truyền tin mạng vô tuyến môi trường không gian tự nên có ưu điểm sau:  Sự tiện lợi: không cần dây cáp để liên kết trực tiếp tới thiết bị, mà người kết nối mạng cách dễ dàng Đặc biệt kết nối lúc nơi mà phủ sóng  Linh động: với việc khơng cần kết nối với dây cáp, nên người dùng rõ ràng khơng bị ràng buộc mà di chuyển cách linh động khu vực có phủ sóng vơ tuyến Ở thành phố lớn nay, sóng vơ tuyến gần phủ sóng tồn nên việc liên lạc thành phố trở nên dễ dàng nhiều Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 3/47  Dễ dàng thiết kế mở rộng khu vực hoạt động: khác với môi trường truyền dẫn hưu tuyến, môi trường vô tuyến muốn mở rộng, ta cần thêm thiết bị thu phát nơi mà ta mong muốn mở rộng  Tính lâu dài: có cố xảy mạng vơ tuyến dễ dàng khắc phục mạng hưu tuyến  Nhược điểm:  Vì môi trường truyền tự không gian, nên vấn đề bảo mật quan trọng cần dành mối quan tâm lớn vấn đề  Ngoài ra, vấn đề nhiễu tránh khỏi môi trường truyền Điều dẫn đến tín hiệu nhận thiết bị thu bị suy yếu dần làm ảnh hưởng đến trình hoạt động mạng  Bên cạnh đó, vấn đề tỷ lệ lỗi bit truyền, độ trễ cao tốc độ truyền chậm so với môi trường hữu tuyến thường xảy 1.1.3 Mạng truyền thông hợp tác Do nhu cầu sử dụng thiết bị điện tử ngày cao đặc biệt thiết bị di động mặt giải trí với nhu cầu cao với tỷ lệ gián đoạn thấp Một phương án đề mạng truyền thông hợp tác không dây thiết bị Về mặt ý nghĩa mạng truyền thông hợp tác truyền thông cá thiết bị đầu cuối cộng thêm tham gia thiết bị trung gian hay gọi nút chuyển tiếp R (relay) Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 4/47 Hình 1-3 Mơ hình mạng truyền thông hợp tác [1] Với việc áp dụng giải pháp này, ta gia tăng môi trường hoạt động vùng phủ sóng thiết bị Ngồi ra, chúng giúp giảm cơng suất phát thiết bị nguồn S (Source) đảm bảo chất lượng hoạt động dịch vụ, đặc biệt giảm tượng nhiễu đến hệ thống Để đảm bảo nguồn lượng hoạt động cho suốt q trình truyền nhận ta có nhiều cách cung cấp lượng cho thiết bị là: sử dụng pin lượng mặt trời, lượng gió… Nhưng với phương thức cung cấp lượng khơng đảm bảo ảnh hưởng điều kiện thời tiết thay đổi bất thường Vì mạng truyền thông hợp tác ứng dụng trình thu hoạch lượng nút R trung gian hỗ trợ truyền tải thông tin từ S đến D Theo trạm chuyển tiếp bị giới hạn thời gian hoạt động, mà việc nạp thay vơ tốn phức tạp Ứng dụng thu hoạch lượng giải pháp đưa để kéo dài thời gian hoạt động nút chuyển tiếp Để trì hoạt động đảm bảo cho q trình truyền nhận tín hiệu diễn cách liên tục ta cần trì lượng hoạt động cho thiết bị tuyền nhận thiết bị trung gian Vấn đề đề cập nội dung sau CHƯƠNG TỔNG QUAN MẠNG VÔ TUYẾN TRUYỀN NĂNG LƯỢNG 2.1 Khái niệm Truyền nhận lượng sóng vơ tuyến RF (Radio Frequency) giải pháp hỗ trợ cho việc thu nhận lượng mạng vô tuyến Kỹ thuật cho phép thiết bị di động nhận lượng thơng qua sóng RF từ thiết bị Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 5/47 không dây khắc trạm lượng cố định Một mạng thu lượng RF (Radio Frequency Energy Harvesting Network RF-EHN) có nguồn cung cấp lượng không giới hạn từ môi trường truyền vơ tuyến cho phép thiết bị vô tuyến nhận nạp lượng thơng qua sóng RF từ q trình xử lý truyền tin chúng Vì vậy, chúng ứng dụng cách phổ biến hệ thống mạng cảm biến không dây hệ thống sạc không dây Đối với cảm biến, chúng cần đảm bảo vấn đề lượng hoạt động chúng diễn cách thường xuyên Ưu điểm phương pháp TA B L E I chúng vượt qua trở ngại C O M vấn P A R Iđề S O ngày N O F D–I Fđêm, F E R E N T điều W I R E kiện L E S S thời E N E tiết so với phương pháp nạp lượng pin mặt trời, sức gió… W ir eless en er gy F ield r eg io n P r o p a g a tio n F a r-fi e ld R a d ia t iv e R G Y T R A N E ffe c tiv e d ista n c e t r a n kiện s f e r để t e c hcho n i q u e hệ thống thu hoạch lượng hoạt động cách ổn Vì vậy, điều R F e n e rg y tra n s fe r D e p e n d s o n d is ta n c e a n d fr e q u e n c y a n d th e s e n s itiv ity o f R F e n e rg y h a r v e s te r 1.2 Cấu trúc RF – EHN (Radio Frequency Energy Harvesting Network) R esonant in d u c tiv e N e a r-fi e ld N o n - r a d ia tiv e F ro m a fe w m illim e Một cấu trúc RF – EHN gồm thành phần chính: c o u p lin g te r s to a fe w c e n tim e te rs  Cổng thông tin (Information Gateway); định cần phải có nguồn phát ổn định   Nguồn phát RF; M a g n e tic re so n an c e N e a r-fi e ld c o uthiết p l i n g bị di động (User) Các N o n - r a d ia tiv e Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vơ Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Hình 2-1 Cấu trúc mạng vô tuyến RF- EHN Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m F ro m a fe w c e n tim e te r s to a fe w m e te r s ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 6/47 Hình 2-1 Cấu trúc mạng truyền lượng không dây RF [3] Information Gateway: thường trạm phát sóng góc, định tuyến Relay Nguồn RF: nguồn phát lượng RF Các thiết bị User: thiết bị không dây người dùng điện thoại di động, laptop… Là thiết bị dùng để trao đổi thông tin 1.3 Các kỹ chuyển tiếp 1.1.4 Kỹ thuật AF (Amplify and forward) Nói cách khác phương pháp khuyếch đại chuyển tiếp Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 7/47 Hình 2-2 Kỹ thuật chuyển tiếp AF Phương pháp chia thành giai đoạn:  Giai đoạn 1: Nút nguồn truyền tín hiệu cách phát sóng, nút đích nút chuyển tiếp nhận tín hiệu  Giai đoạn 2: Các nút chuyển tiếp khuếch đại cơng suất tín hiệu nhận từ nút nguồn chuyển tiếp chúng đến nút đích  Giai đoạn 3: Nút đích kết hợp giải mã tín hiệu nhận từ nút nguồn giai đoạn nút chuyển tiếp giai đoạn để khôi phục lại thông tin ban đầu Ưu điểm kỹ thuật nhận tín hiệu độc lập từ nút nguồn nút chuyển tiếp nên đạt độ lợi phân tập có hiệu suất tốt Khuyết điểm đặc biệt lớn phương pháp dễ bị ảnh hưởng nhiễu trình hoạt động chúng khuếch đại tín hiệu nhận chuyển tiếp Vì vậy, nhiễu khuếch đại theo tín hiệu nhận 1.1.5 Kỹ thuật DF (Decode and forward) Chúng ta hiểu là kỹ thuật giải mã tín hiệu nhận chuyển tiếp Nguồn phát truyền đồng thời tín hiệu lượng đến nút chuyển tiếp R (Relay), nút R có nhiệm vụ giải mã tín hiệu nhận từ nguồn phát S sau chuyển đến đích D lượng nhận Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 30/47 Hình 4-12 Xác suất dừng hệ thống thay đổi theo m1 m2 với Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 31/47 Hình 4-13 Thơng lượng hệ thống thay đổi theo m1 m2 với Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 32/47 CHƯƠNG KẾT LUẬN 1.15 Kết luận Thông qua báo cáo em hiểu nguyên lý hoạt động giao thức AF realying network thông qua khe thời gian TS-PS giao thức nakagami-m Để đánh giá hệ thống ta dựa vào tiêu chí xác xuất dừng (OP) thông lượng hệ thống (Throughput) Những số liệu thu thập cho thấy ảnh hưởng cấu trúc TS-PS lên trình khác là: thu thập lượng, vị trí đặt trạm chuyển tiếp, yếu tố nhiễu khác… Dựa vào số liệu ta rút kết luận, hệ thống đạt thơng lượng tốt ta thay đổi thông số độ phân chia thời gian thu lượng thời gian thu lượng 1.16 Hướng phát triển Hiện công nghệ mạng vô tuyến ngày phát triển Để đáp ứng nhu cầu tính xác thơng tin gửi đến điếm đích, theo đồ án cần phát triển thêm tiêu chuẩn để đánh giá hệ thống là:     Xác xuất lỗi ký tự trung bình ASEP; Thơng lượng Ergodic; Nâng cao tính bảo mật thông tin lớp vật lý hệ thống; Phát triển nhiều node chuyển tiếp Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 33/47 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Đỗ Thị Minh Quế (2013), Kỹ thuật chuyển tiếp (Amplify and forward) hệ thống truyền thông đa chặng, Luận văn Thạc sĩ, Học viện bưu viễn thơng Hà Nội, Hà Nội [2] Võ Văn Thắng (2017), Đánh giá hiệu mạng vô tuyến ngẫu nhiên đa người dùng kênh truyền fading tồng quát, Luận văn Thạc sĩ, Học viện bưu viễn thơng Hà Nội, Hà Nội Tiếng Anh: [3] Duy-Hung Ha, Dac-Binh Ha, Jaroslav Zdralek, Miroslav Voznak; “Performance analysis of hybrid energy harvesting AF relaying networks over Nakagami-m Fading channels”, AETA 2018 [4] J N Laneman, D N C Tse, and G Wornell, “Cooperative diversity in wireless networks: Efficient protocols and outage behavior,” IEEE Trans Inf Theory, vol 50, no 12, pp 3062–3080, 2004 [5] I.S.Gradshteyn and I.M.Ryzhik Table of Integrals, Series, and Products Eight Edition Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 34/47 PHỤ LỤC # Code mô theo khoảng cách: clc; clear all; epxi = 0.3; % epxilon = 0.3 R = 3; % toc bit R = 3bps/s g0 = 2.^R - 1; gtdB = -10:30; gt = 10.^(gtdB./10); gtdB1 = 20; gt1 = 10^(gtdB1/10); alpha1 = 0.4; eta1 = 1; % n d1 = 1; d2 = - d1; % dD = - dR theta = [2 2]; nol = 10^7; m1 = 2; m2 = 2; d1 = 0.05:0.05:0.95; % nam khoang (0 1) truc duoi % KHAO SAT THEO dR for i=1:length(d1) a = (eta1.*(1- epxi)*alpha1)/(1-alpha1); b = a./epxi; Poutm_the(i) = Pout_the(m1,m2,theta,g0,gt1,a,d1(i),d2,b); Poutm_sim(i) = Pout_sim(m1,m2,theta,g0,gt1,a,d1(i),d2,nol,epxi); end tm_the = ((1-Poutm_the).*R.*(1-alpha1)); tm_sim = ((1-Poutm_sim).*R.*(1-alpha1)); Poutm_the1 = Poutm_the; Poutm_sim1 = Poutm_sim; tm_the1 = tm_the; tm_sim1 = tm_sim; figure; Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 35/47 semilogy(d1,Poutm_the1,'rv','LineWidth',2.5,'MarkerSize',6); hold on; semilogy(d1,Poutm_sim1,'b','LineWidth',2.5,'MarkerSize',6); hold on; plot(d1,tm_the1,'rv','LineWidth',2.5,'MarkerSize',6); hold on; plot(d1,tm_sim1,'b','LineWidth',2.5,'MarkerSize',6); hold on; grid on; title('Outage Probability & Throughput'); xlabel('d_R','Fontsize',16),ylabel('OP & Throughput'); legend('theory','simulation'); # Code mô theo m: clc; clear all; epxi = 0.3; R = 3; g0 = 2.^R - 1; gtdB = -10:30; gt = 10.^(gtdB./10); gtdB1 = 20; gt1 = 10^(gtdB1/10); alpha1 = 0.4; eta1 = 1; d11 = 1; d21 = - d11; theta = [2 2]; nol = 10^7; m1 = 1:6; m2 = 1:2:5; a = (eta1.*(1- epxi)*alpha1)/(1-alpha1); b = a./epxi; % KHAO SAT THEO m1 va m2 for i=1:length(m2) for j=1:length(m1) Poutm_the(i,j) = Pout_the(m1(j),m2(i),theta,g0,gt1,a,d11,d21,b); Poutm_sim(i,j) = Pout_sim(m1(j),m2(i),theta,g0,gt1,a,d11,d21,nol,epxi); end end Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 36/47 tm_the = ((1-Poutm_the).*R.*(1-alpha1)); tm_sim = ((1-Poutm_sim).*R.*(1-alpha1)); figure(1); plot(m1,Poutm_the(1,:),'ro',m1,Poutm_sim(1,:),'b', m1,Poutm_the(2,:),'rv',m1,Poutm_sim(2,:),'b', m1,Poutm_the(3,:),'r+',m1,Poutm_sim(3,:),'b','linewidth',2); hold on; semilogy(m1,tm_the(1,:),'bo',m1,tm_sim(1,:),'r', m1,tm_the(2,:),'bv',m1,tm_sim(2,:),'r', m1,tm_the(3,:),'b+',m1,tm_sim(3,:),'r','linewidth',2); grid on; title('Outage Probability & Throughput '); xlabel('m1'),ylabel('OP & Throughput'); legend('OP-theory m2 = 1','OP-simulation m2 = 1', 'OP-theory m2 = 3','OPsimulation m2 = 3','OP-theory m2 = 5','OP-simulation m2 = 5', '\tau-theory m2 = 1','\tau-simulation m2 = 1','\tau-theory m2 = 3','\tau-simulation m2 = 3','\tau-theory m2 = 5','\tau-simulation m2 = 5'); # Code mô theo gamma: clc; clear all; m1 = 2; m2 = 2; R = 3; g0 = 2.^R - 1; gtdB = -10:30; gt = 10.^(gtdB./10); gtdB1 = 20; gt1 = 10^(gtdB1/10); alpha = 0.01:2*10^(-2):0.99; alpha1 = 0.4; eta = 0.01:2*10^(-2):0.99; eta1 = 1; d1 = 0.01:2*10^(-2):0.99; d11 = 1; d2 = - d1; d21 = - d11; theta = [2 2]; nol = 10^7; epxi=0.4; % KHAO SAT THEO gamma a = (eta1.*(1- epxi)*alpha1)/(1-alpha1); Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 37/47 b = a./epxi; for ii=1:length(gt) Poutm_the(ii) = Pout_the(m1,m2,theta,g0,gt(ii),a,d11,d21,b); Poutm_sim(ii) = Pout_sim(m1,m2,theta,g0,gt(ii),a,d11,d21,nol,epxi); end tm_the = ((1-Poutm_the).*R.*(1-alpha1)); tm_sim = ((1-Poutm_sim).*R.*(1-alpha1)); Poutm_the1 = Poutm_the; Poutm_sim1 = Poutm_sim; tm_the1 = tm_the; tm_sim1 = tm_sim; figure; plot(gtdB,Poutm_the1,'ro','LineWidth',2.5,'MarkerSize',6); hold on; plot(gtdB,Poutm_sim1,'b','LineWidth',2.5,'MarkerSize',6); hold on; plot(gtdB,tm_the1,'ro','LineWidth',2.5,'MarkerSize',6); hold on; plot(gtdB,tm_sim1,'b','LineWidth',2.5,'MarkerSize',6); hold on; grid on; title('Outage Probability & Throughput'); xlabel('\gamma_S (dB)','Fontsize',16),ylabel('OP & Throughput'); legend('theory','simulation'); # Code mô theo eta: clc; clear all; epxi = 0.3; R = 3; g0 = 2.^R - 1; gtdB = -10:30; gt = 10.^(gtdB./10); gtdB1 = 20; gt1 = 10^(gtdB1/10); alpha = 0.4; eta = 1; Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 38/47 d11 = 1; d21 = - d11; theta = [2 2]; nol = 10^7; m1 = 2; m2 = 2; eta = 0.05:0.05:0.95; % KHAO SAT THEO eta for i=1:length(eta) a = (eta(i).*(1- epxi)*alpha)/(1-alpha); b = a./epxi; Poutm_the(i) = Pout_the(m1,m2,theta,g0,gt1,a,d11,d21,b); Poutm_sim(i) = Pout_sim(m1,m2,theta,g0,gt1,a,d11,d21,nol,epxi); end tm_the = ((1-Poutm_the).*R.*(1-alpha)); tm_sim = ((1-Poutm_sim).*R.*(1-alpha)); Poutm_the1 = Poutm_the; Poutm_sim1 = Poutm_sim; tm_the1 = tm_the; tm_sim1 = tm_sim; # Code mô theo alpha: clc; clear all; close all; epxi = 0.3; R = 3; g0 = 2.^R - 1; gtdB = -10:30; gt = 10.^(gtdB./10); gtdB1 = 20; gt1 = 10^(gtdB1/10); alpha = 0.4; eta1 = 1; d11 = 1; d21 = - d11; theta = [2 2]; Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 39/47 nol = 10^7; m1 = 2; m2 = 2; % KHAO SAT THEO alpha alpha = 0.05:0.05:0.95; for i=1:length(alpha) a = (eta1.*(1- epxi)*alpha(i))/(1-alpha(i)); b = a./epxi; Poutm_the(i) = Pout_the(m1,m2,theta,g0,gt1,a,d11,d21,b); Poutm_sim(i) = Pout_sim(m1,m2,theta,g0,gt1,a,d11,d21,nol,epxi); end tm_the = ((1-Poutm_the).*R.*(1-alpha)); tm_sim = ((1-Poutm_sim).*R.*(1-alpha)); Poutm_the1 = Poutm_the; Poutm_sim1 = Poutm_sim; tm_the1 = tm_the; tm_sim1 = tm_sim; figure(1); semilogy(alpha,Poutm_the1,'b+','LineWidth',2.5,'MarkerSize',7); hold on; semilogy(alpha,Poutm_sim1,'b:','LineWidth',2.5,'MarkerSize',7); hold on; grid on; title('Outage Probability'); xlabel('\alpha','Fontsize',16),ylabel('OP'); legend('theory','simulation'); figure(2); plot(alpha,tm_the1,'r+','LineWidth',2.5,'MarkerSize',7); hold on; plot(alpha,tm_sim1,'r:','LineWidth',2.5,'MarkerSize',7); hold on; grid on; title('Throughput'); Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 40/47 xlabel('\alpha','Fontsize',16),ylabel('Throughput'); legend('theory', 'simulation'); # Code mô theo : clc; clear all; epxi = 0.3; R = 3; g0 = 2.^R - 1; gtdB = -10:30; gt = 10.^(gtdB./10); gtdB1 = 20; gt1 = 10^(gtdB1/10); alpha1 = 0.4; eta1 = 1; d11 = 1; d21 = - d11; theta = [2 2]; nol = 10^7; m1 = 2; m2 = 2; epxi=0.05:0.05:0.95; % KHAO SAT THEO epxi for i=1:length(epxi) a = (eta1.*(1- epxi(i))*alpha1)/(1-alpha1); b = a./epxi(i); Poutm_the(i) = Pout_the(m1,m2,theta,g0,gt1,a,d11,d21,b); Poutm_sim(i) = Pout_sim(m1,m2,theta,g0,gt1,a,d11,d21,nol,epxi(i)); end tm_the = ((1-Poutm_the).*R.*(1-alpha1))./2; tm_sim = ((1-Poutm_sim).*R.*(1-alpha1))./2; Poutm_the1 = Poutm_the; Poutm_sim1 = Poutm_sim; tm_the1 = tm_the; tm_sim1 = tm_sim; figure(1); semilogy(epxi,Poutm_the1,'kv','LineWidth',2.5,'MarkerSize',7); Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 41/47 hold on; semilogy(epxi,Poutm_sim1,'k:','LineWidth',2.5,'MarkerSize',7); hold on; grid on; title('Outage Probability'); xlabel('\rho','Fontsize',16),ylabel('OP'); legend('theory','simulation'); figure(2); plot(epxi,tm_the1,'rv','LineWidth',2.5,'MarkerSize',7); hold on; plot(epxi,tm_sim1,'r:','LineWidth',2.5,'MarkerSize',7); hold on; grid on; title('Throughput'); xlabel('\rho','Fontsize',16),ylabel('Throughput'); legend('theory', 'simulation'); # Code mô theo alpha : clc; clear all; close all; epxi = 0.3; R = 3; g0 = 2.^R - 1; gtdB = -10:30; gt = 10.^(gtdB./10); gtdB1 = 20; gt1 = 10^(gtdB1/10); alpha = 0.4; eta1 = 1; d11 = 1; d21 = - d11; theta = [2 2]; nol = 10^7; m1 = 2; m2 = 2; % KHAO SAT THEO alpha epxi = 0.1; alpha = 0.05:0.05:0.95; Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 42/47 for i=1:length(alpha) a = (eta1.*(1- epxi)*alpha(i))/(1-alpha(i)); b = a./epxi; Poutm_the(i) = Pout_the(m1,m2,theta,g0,gt1,a,d11,d21,b); Poutm_sim(i) = Pout_sim(m1,m2,theta,g0,gt1,a,d11,d21,nol,epxi); end tm_the = ((1-Poutm_the).*R.*(1-alpha)); tm_sim = ((1-Poutm_sim).*R.*(1-alpha)); Poutm_the1 = Poutm_the; Poutm_sim1 = Poutm_sim; tm_the1 = tm_the; tm_sim1 = tm_sim; % ================== epxi = 0.4; alpha = 0.05:0.05:0.95; for i=1:length(alpha) a = (eta1.*(1- epxi)*alpha(i))/(1-alpha(i)); b = a./epxi; Poutm_the(i) = Pout_the(m1,m2,theta,g0,gt1,a,d11,d21,b); Poutm_sim(i) = Pout_sim(m1,m2,theta,g0,gt1,a,d11,d21,nol,epxi); end tm_the = ((1-Poutm_the).*R.*(1-alpha)); tm_sim = ((1-Poutm_sim).*R.*(1-alpha)); Poutm_the2 = Poutm_the; Poutm_sim2 = Poutm_sim; tm_the2 = tm_the; tm_sim2 = tm_sim; % ================== epxi = 0.7; alpha = 0.05:0.05:0.95; for i=1:length(alpha) Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 43/47 a = (eta1.*(1- epxi)*alpha(i))/(1-alpha(i)); b = a./epxi; Poutm_the(i) = Pout_the(m1,m2,theta,g0,gt1,a,d11,d21,b); Poutm_sim(i) = Pout_sim(m1,m2,theta,g0,gt1,a,d11,d21,nol,epxi); end tm_the = ((1-Poutm_the).*R.*(1-alpha)); tm_sim = ((1-Poutm_sim).*R.*(1-alpha)); Poutm_the3 = Poutm_the; Poutm_sim3 = Poutm_sim; tm_the3 = tm_the; tm_sim3 = tm_sim; figure(1); semilogy(alpha,Poutm_the1,'bv',alpha,Poutm_the2,'r+',alpha,Poutm_the3,'go','Line Width',2.5,'MarkerSize',6); hold on; semilogy(alpha,Poutm_sim1,'k',alpha,Poutm_sim2,'k',alpha,Poutm_sim3,'k','LineWi dth',2.5,'MarkerSize',6); hold on; semilogy(alpha,tm_the1,'bv',alpha,tm_the2,'r+',alpha,tm_the3,'go','LineWidth',2.5,' MarkerSize',6); hold on; semilogy(alpha,tm_sim1,'k:',alpha,tm_sim2,'k:',alpha,tm_sim3,'k:','LineWidth',2.5,' MarkerSize',6); hold on; grid on; title('Outage Probability & Throughput'); xlabel('\alpha','Fontsize',16),ylabel('OP & Throughput'); legend('OP-theory \rho = 0.1','OP-theory \rho = 0.4','OP-theory \rho = 0.7','OPsimulation \rho = 0.1','OP-simulation \rho = 0.4','OP-simulation \rho = 0.7', '\tau-theory \rho = 0.1','\tau-theory \rho = 0.4','\tau-theory \rho = 0.7','\tausimulation \rho = 0.1','\tau-simulation \rho = 0.4','\tau-simulation \rho = 0.7'); # Code mô theo lý thuyết: function Pouta = Pout_the(m1,m2,theta,g0,gt,a,d1,d2,b) l1 = d1^(-theta(1)); %d1 la khoang cach tu S den R l2 = (d2)^(-theta(2)); % d2 la khoang cach tu R den D tong1 = 0; % cho gia tri tong dau tien bang Đánh Giá Hiệu Năng Mạng Vô Tuyến Truyền Năng Lượng Bằng Kỹ Thuật AF Trên Kênh Truyền Fading Nakagami-m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 44/47 for i=0:m1-1 % su dung vong lap for cho dau tong dau tien cong thuc Pout tong2 = 0; % cho gia tri tong thu cong thuc bang for n=0:i % su dung vong lap for cho tong cong thuc Pout tp1 = exp(-(m1*g0.*b)/(l1*gt.*a))/prod(factorial([n i-n m2-1])); tp2 = power(((m1*g0)/(l1*gt)),(m2+2*i-n)/2)*power((m2)/(l2),(m2+n)/2); tp3 = b.^(i-n).*a.^((n-m2-2.*i)/2); tp4 = besselk(m2-n,2*sqrt((m1*m2*g0)/(a*gt*l1*l2))); tong2 = tong2 + tp1*tp2*tp3.*tp4; end tong1 = tong1 + tong2; end Pouta = 1-2*tong1; end #Hàm mô phỏng: function Pouta = Pout_sim(m1,m2,theta,g0,gt,a,d1,d2,nol,epxi) l1 = d1.^(theta(1)); l2 = d2.^(theta(2)); g1 = gamrnd(m1,1/m1,1,nol)/l1; g2 = gamrnd(m2,1/m2,1,nol)/l2; ge2e = ((a.*gt.^2.*(g1.^2).*g2).*epxi)./(a.*gt.*g1.*g2 + epxi.*gt.*g1 + 1); Pouta= size(ge2e(ge2e