Bài viết đề xuất phương pháp phân tích phương pháp phân cụm và điều khiển truy cập trong trường hợp có lỗi bít cho mạng WBAN. Các công thức tính lỗi bít được đưa vào để phân tích thông lượng của hệ thống và thông lượng của các phương pháp điều khiển được so sánh khi các tham số hệ thống thay đổi.
Nghiên cứu khoa học cơng nghệ PHÂN TÍCH THƠNG LƯỢNG CỦA MẠNG WBAN PHÂN CỤM KHI CĨ LỖI BÍT Nguyễn Như Thắng1, Nguyễn Huy Hồng2*, Phạm Thanh Hiệp2 Tóm tắt: Khái niệm phân cụm cho mạng vô tuyến quanh thể (WBAN) số nghiên cứu, theo phương pháp điều khiển truy cập đề xuất để tăng thông lượng hệ thống Tuy nhiên, kênh truyền cảm biến thành viên với cụm trưởng hay cụm trưởng với điều phối giả định khơng có lỗi, việc giải mã gói tin phía thu xem thành công Việc giả định chưa sát với thực tế cảm biến mạng WBAN ln truyền tín hiệu với cơng suất thấp để kéo dài tuổi thọ cảm biến tránh ảnh hưởng tới thể Trong báo này, chúng tơi đề xuất phương pháp phân tích phương pháp phân cụm điều khiển truy cập trường hợp có lỗi bít cho mạng WBAN Các cơng thức tính lỗi bít đưa vào để phân tích thơng lượng hệ thống thông lượng phương pháp điều khiển so sánh tham số hệ thống thay đổi Kết tính tốn phương pháp tái sử dụng siêu khung theo không gian cho thông lượng lớn phương pháp khác giá trị tỷ lệ tín tạp (SNR) hay tham số hệ thống khác Từ khóa: Mạng WBAN phân cụm, Tái sử dụng siêu khung theo không gian, Tỷ lệ lỗi bít, Thơng lượng MỞ ĐẦU WBAN đề xuất để ứng dụng lĩnh vực y tế nhằm giám sát bệnh nhân bị bệnh tim mạch, giám sát chăm sóc người cao tuổi, phát ung thư, hệ thống y học từ xa [1]-[2] Các bệnh viện quản lý giám sát tồn thơng tin bệnh nhân như: nhịp tim, huyết áp, tham số máu cách liên tục tức thời, điều thực có ý nghĩa việc điều trị bệnh nhân Những người gặp vấn đề sức khỏe bệnh huyết áp, bệnh tiểu đường, bệnh tim mạch cảm thấy yên tâm họ biết họ liên tục giám sát y tế, họ đâu làm Ở cấp độ cao hơn, WBAN khơng dừng lại việc giám sát mà trực tiếp tham gia vào việc điều trị Một ví dụ điển hình nhà khoa học thực cấy cảm biến vào võng mạc bệnh nhân khiếm thị để trao hội cho họ có cảm nhận giới thực phát ung thư cảm biến có khả phát oxit nitric tạo tế bào ung thư mà không cần phải sinh khiết Trong tương lai WBAN, hứa hẹn mang lại tảng hạ tầng cho lĩnh vực y tế Vì thế, nhiều nghiên cứu cho WBAN tiến hành công bố thời gian gần Nhiều nhà nghiên cứu phân tích, đánh giá hiệu mạng dựa giao thức CSMA/CA với chuẩn truyền thông vô tuyến khác như: IEEE 802.11e [3]; IEEE 802.11 [4]-[5]; IEEE 802.15.3 [6]; IEEE 802.15.4 [7] nghiên cứu họ Tuy nhiên, chế CSMA/CA IEEE 802.15.6 khác với chế công nghệ vô tuyến khác, mơ hình phân tích khơng cho chuẩn IEEE 802.15.6 [8] Trong [9], tác giả phân tích ảnh hưởng độ dài khoảng truy cập đến hiệu mạng Họ kết luận độ dài khoảng truy cập nhỏ hay lớn ảnh hưởng đáng kể đến việc sử dụng tài nguyên mạng giao thức CSMA/CA IEEE 802.15.6 không hiệu lưu lượng tải cao Trong [10], Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 48, 04 - 2017 51 Kỹ thuật điều khiển & Điện tử tác giả đề xuất mô hình giải tích để đánh giá hiệu mạng điều kiện kênh khơng bão hòa, kết việc chọn độ dài khoảng truy cập ngẫu nhiên phù hợp cải thiện thông lượng mạng Trong [11], tác giả nghiên cứu hiệu chuẩn IEEE 802.15.6 với giao thức CSMA/CA điều kiện bão hòa Các kết thiết bị truy cập cách dễ dàng cảm biến có ưu tiên cao, cảm biến khác khơng phép truy cập Tuy nhiên, nghiên cứu tập trung vào mơ hình đơn chặng cho WBAN mà chưa nghiên cứu tới mô hình mở rộng cho mạng WBAN Mặt khác, nghiên cứu giả sử mơ hình hệ thống lý tưởng, khơng có tạp âm, khơng có lỗi bít ảnh hưởng tạp âm Điều chưa sát với thực tế Nhóm nghiên cứu chúng tơi đề xuất mơ hình phân cụm cho WBAN [12], có nghiên cứu cụ thể cho mơ hình phân cụm dựa chuẩn IEEE 802.15.6 [13]-[15] Trong nghiên cứu này, tiếp tục tập trung nghiên cứu hệ thống phân cụm không điều khiển, phân cụm tái sử dụng siêu khung theo không gian phân cụm điều khiển hồn tồn trường hợp khơng lý tưởng, xuất lỗi bít thiết bị thu ảnh hưởng tạp âm Ở đây, tham số tỷ lệ tín tạp đưa vào để đánh giá ảnh hưởng tạp âm lên thông lượng hệ thống Các cơng thức tính lỗi bít cho mã kênh theo chuẩn IEEE 802.15.6 nghiên cứu đưa vào phân tích thơng lượng hệ thống Thơng lượng so sánh dựa phương pháp điều khiển khác tham số hệ thống thay đổi Bài báo trình bày hệ thống WBAN phân cụm, phương pháp điều khiển truy cập, phân tích đánh giá thơng lượng thơng qua cơng thức tốn học Cuối kết tính tốn thơng lượng tham số hệ thống thay đổi, qua đó, đánh giá ảnh hưởng tham số hệ thống đến thông lượng hệ thống WBAN MƠ HÌNH PHÂN CỤM CĨ ĐIỀU KHIỂN 2.1 Mơ hình hệ thống Hình Mơ hình hệ thống WBAN phân cụm không lý tưởng 52 N N Thắng, N H Hồng, P T Hiệp, “Phân tích thơng lượng mạng… có lỗi bít.” Nghiên cứu khoa học cơng nghệ Mơ hình phân cụm có điều khiển trình bày tài liệu [15], điều kiện không lý tưởng, WBAN phân cụm thể hình 1, bao gồm điều phối, cụm có cụm trưởng (CH) số cảm biến Việc phát liệu từ cảm biến thành viên tới CH từ CH tới điều phối hoạt động theo phương pháp truy cập CSMA/CA Bởi vậy, CH bị ảnh hưởng không cảm biến thành viên, mà CH cảm biến thành viên cụm cạnh Trong hình 1, CH có nghĩa có cụm chia cạnh tách biệt cụm CH nửa cảm biến thành viên cụm cạnh (cụm thứ i -1 i +1) ảnh hưởng tới việc truyền liệu cụm thứ i Hơn nữa, điều phối bị ảnh hưởng tất CH cảm biến thành viên vùng ảnh hưởng điều phối Giả định UP xác suất truy cập tất cảm biến, số lượng cảm biến thành viên cụm Một cảm biến truy cập kênh với xác suất truy cập , đó, tính tốn từ tỷ lệ phát sinh gói tin λ theo phương pháp chuỗi Markov thời gian rời rạc (DTMC) Mặt khác, số lượng cảm biến thành viên trọng cụm, số CH số cảm biến thành viên mà điều phối ảnh hưởng tới ký hiệu tương ứng N s , N c N h Gọi N tổng số cảm biến (ngoại trừ CH), N s N N Trong điều kiện cảm biến c phân bố đồng thể, số cảm biến gần với điều phối độc lập với số cụm, phụ thuộc vào vị trí CH Như giải thích trên, CH đặt cảm biến thành viên điều phối, vậy, tỷ số khoảng cách từ CH tới điều phối, điều phối cảm biến thành viên xa coi xấp xỉ 1/3 Bởi vậy, N h tính sau: 1 N N h N 2 1 (1) 2.2 Các phương pháp điều khiển truyền tin 2.2.1 Phân cụm không điều khiển Phân cụm không điều khiển việc truyền tín hiệu cảm biến cụm không điều khiển điều phối, mà dựa theo phương thức truy cập CSMA/CA Nghĩa cảm biến tất cụm đồng thời cảm nhận sóng mang truyền gói liệu thấy kênh truyền rỗi Xác suất truy cập CH trường hợp khơng lý tưởng tính tốn sau: s c Psuc (2) s Với Psuc xác suất truyền thành công tất cảm biến thành viên cụm Một cảm biến thành viên truyền thành công cảm biến thành viên khác CH vùng ảnh hưởng CH nhận liệu trạng thái dừng hoạt động nhận liệu từ cảm biến; Ngoài ra, liệu thu CH phải giải mã thành cơng Vì thế, xác suất truyền thành công tất cảm biến cụm tính theo cơng thức sau: Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 48, 04 - 2017 53 Kỹ thuật điều khiển & Điện tử s Psuc N s 1 N s 1 N2 1 c 3 1 2 1 PER (3) Trong đó, PER xác suất lỗi gói tin tính bằng: E P PER 1 BER N code với BER tỷ lệ lỗi khối liệu mã hố có chiều dài Ncode, E[P] kích thước tải Theo chuẩn IEEE 802.15.6, mã kênh quy định cho băng thơng sử dụng BCH, thế, tỷ lệ lỗi khối liệu BER tính theo cơng thức sau [16]: Ncode BER N code j N code j pmod 1 pmod j j Tcode 1 (4) với Pmod xác suất lỗi bít sau giải điều chế Điều chế sử dụng cho băng tần π/2-DBPSK, Pmod e SNR [17] Ở đây, mã BCH(63,51) áp dụng theo quy định IEEE 802.15.6 nên Ncode = 63, Kcode = 51 lực giải mã thành cơng Tcode = [16] Vì τ, τc ≪ 1, nên thành phần bậc cao τ τc bỏ qua Bởi vậy, từ cơng thức (2) công thức (3), xã suất truy cập CH tính sau: c N s 1 N s 1 1 PER N s 1 1 PER N s 1 (5) Một CH truyền thành công CH khác Nh cảm biến thành viên gần với điều phối khơng hoạt động, ngồi gói tin giải mã thành cơng điều phối Thêm vào đó, CH cảm nhận thấy kênh lỗi tất CH cảm biến thành viên vùng ảnh hưởng CH không truyền tin Bởi vậy, xác suất thành công xác suất rỗi CH tương ứng với phương trình sau: c Psuc c 1 c Nh 1 PER N 2N c Pidle 1 c 1 c (6) s c c c Gọi Pfail = 1- Psuc - Pidle xác suất truyền tin thất bại xẩy xung đột giải mã thất bại Vì thế, thơng lượng hệ thống việc phân cụm không điều khiển điều kiện không lý tưởng tính cơng thức tương tự với phân cụm lý tưởng: Thro c N c Psuc Rcode E P c c c Pidle Ts Psuc T Pfail Tc (7) K code tỷ lệ mã hoá Ts , T , Tc thời gian N code khe CSMA, thời gian trung bình truyền gói tin thời gian xung đột [15] Với: Rcode = 2.2.2 Điều khiển hoàn toàn 54 N N Thắng, N H Hoàng, P T Hiệp, “Phân tích thơng lượng mạng… có lỗi bít.” Nghiên cứu khoa học cơng nghệ Trong hệ thống WBAN phân cụm không điều khiển, cảm biến thành viên CH (đặc biệt cảm biến thành viên CH cụm gần) bị ảnh hưởng lần việc truyền dẫn gói tin: lần từ cảm biến tới CH lần từ CH tới điều phối Bởi vậy, để giảm xác suất bận tăng thông lượng hệ thống, phương thức điều khiển hoàn toàn đề xuất Trong phương thức điều khiển hoàn toàn, điều phối cho phép cụm truyền khe thời gian khác nhau, gọi siêu khung, phân biệt xung tín hiệu (Beacon) Để đảm bảo tính cơng cho cụm, chiều dài tất siêu khung xem Vì thế, thời điểm có cụm phép truyền tín hiệu, cảm biến thành viên CH cụm truyền tín hiệu siêu khung nó, cảm biến thành viên CH cụm khác chuyển trạng thái ngủ để tiết kiệm lượng Xác suất thành công tất cảm biến cụm, xác suất thành công xác suất rỗi CH biểu diễn sau: s Psuc N s 1 c Psuc c 1 c N s 1 1 c 1 PER (8) Nh Nc N c 1 1 1 PER N c Pidle 1 c 1 s Xác suất truy cập CH phương pháp điều khiển hoàn toàn là: c N s 1 N s 1 1 PER N s 1 1 PER N s 1 (9) Thơng lượng hệ thống phân cụm hồn tồn tính theo cơng thức: Thro c Psuc Rcode E P c c c Pidle Ts Psuc T Pfail Tc (10) 2.2.3 Tái sử dụng siêu khung theo không gian Phương pháp điều khiển hồn tồn giảm ảnh hưởng việc truyền gói tin lên cảm biến thành viên CH cụm lân cận, làm tăng xác suất truyền thành công, thời gian truyền cụm ngắn hơn, thế, thơng lượng hệ thống giảm số lần số lượng cụm Để tăng thông lượng hệ thống, phương pháp tái sử dụng siêu khung theo không gian đề xuất Phương pháp tái sử dụng siêu khung theo không gian giải thích sau: số cụm phép truyền đồng thời siêu khung, cụm lân cận gán với siêu khung khác để giảm xác suất bận kênh truyền Vì thế, phương pháp điều khiển hoàn toàn, số lượng siêu khung sử dụng cho toàn Nc cụm Nc siêu khung, phương pháp tái sử dụng siêu khung, số lượng siêu khung sử dụng cho toàn Nc cụm k siêu khung, với k < Nc, số lượng cụm phép truyền siêu khung Nc/k Các xác suất phương pháp tái sử dụng siêu khung theo không gian tính phương pháp điều kiển hồn tồn: s Psuc N s 1 N s 1 1 c 1 PER Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 48, 04 - 2017 (11) 55 Kỹ thuật điều khiển & Điện tử c Psuc c 1 c c Pidle 1 c Nc k Nc 1 k Nh 1 k 1 PER 1 N s Nhưng cơng thức tính thơng lượng phương pháp tái sử dụng siêu khung lúc chia cho k, nghĩa khả thông lượng phương pháp tái sử dụng siêu khung cao phương pháp điều khiển hoàn toàn Thro c Psuc Rcode E P Nc c c c k PidleTs Psuc T Pfail Tc (12) KẾT QUẢ TÍNH TỐN Các phương pháp điều khiển giải thích, phân tích xây dựng cơng thức tính tốn thơng lượng Tuy nhiên, thông lượng phương pháp phụ thuộc vào SNR, tổng số cảm biến, số cụm, kích thước tải, xác suất truy cập Ảnh hưởng thông số tới thông lượng hệ thống xem xét tham số khác cố định Các tham số hệ thống biểu diễn bảng 1, tham số khác xem thêm tài liệu [15] Bảng Các tham số hệ thống SNR (dB) Tổng số cảm biến (N) Số lượng cụm (Nc) Kích thước tải (E[P]) (byte) Xác suất truy cập (τ) 10 100 25 100 0,3 3.1 Ảnh hưởng SNR Hình Ảnh hưởng SNR thơng lượng Vì tỷ lệ lỗi bít, tỉ lệ lỗi gói tin xét tới phần nên trước tiên ảnh hưởng SNR tới phương pháp điều khiển khảo sát Với SNR thay đổi từ [dB] tới 10 [dB] kết tính tốn thể hình Thông lượng phương pháp điều khiển thấp SNR thấp tăng dần SNR tăng Đặc biệt, SNR lớn thơng lượng đạt mức bão hoà, 56 N N Thắng, N H Hồng, P T Hiệp, “Phân tích thơng lượng mạng… có lỗi bít.” Nghiên cứu khoa học cơng nghệ nghĩa việc truyền thông tin tới điều phối khơng phụ thuộc vào SNR, hay nói cách khác, tập tin nhận CH điều phối giải mã thành công PER ≈ Mặt khác, thơng lượng mơ hình đơn chặng thấp nhiều so với phương pháp phân cụm toàn giải SNR, thế, kết sau khơng tiến hành so sánh với thơng lượng mơ hình đơn chặng 3.2 Ảnh hưởng số lượng cụm Số cụm thay đổi từ đến N/2 thông lượng hệ thống thể hình Thông lượng phương pháp tái sử dụng siêu khung theo không gian đạt giá trị cao số cụm nhỏ Thêm vào đó, số lượng siêu khung tái sử dụng (k) cao thơng lượng đạt lớn Tuy nhiên, số cụm lớn, thơng lượng hệ thống điều khiển hồn tồn cao Với k, có số tối ưu số lượng cụm mà thơng lượng đạt giá trị cao Có thể giải thích điều số lượng cụm nhỏ giá trị tối ưu, có nghĩa số cảm biến thành viên cụm lớn, tải CH diễn xác suất truy cập CH giảm Kết thông lượng hệ thống giảm Ngược lại, số cụm lớn giá trị tối ưu, tải điều phối diễn ra, thông lượng giảm Tuỳ theo số lượng siêu khung tái sử dụng, tổng số cảm biến phương pháp điều khiển, mà số cụm tối ưu thay đổi Hình Ảnh hưởng số lượng cụm thông lượng 3.3 Ảnh hưởng xác suất truy cập Hình Ảnh hưởng xác suất truy cập với thông lượng Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 48, 04 - 2017 57 Kỹ thuật điều khiển & Điện tử Thông lượng phương pháp tăng lên τ tăng có nhiều gói tin chuyển tới điều phối Tuy nhiên, tương tự ảnh hưởng số lượng cụm, có giá trị tối ưu τ mà thơng lượng đạt giá trị cực đại Điều giải thích sau: τ vượt giá trị tối ưu, xung đột CH xảy ra, hệ τc giảm Kết thông lượng giảm τ tăng vượt giá trị tối ưu Hơn nữa, τ tối ưu thay đổi tuỳ thuộc vào k thông số khác So sánh với phương pháp phân cụm không điều khiển phương pháp điều khiển hồn tồn, thơng lượng phương pháp tái sử dụng siêu khung theo không gian cao Kết tính tốn thơng lượng miêu tả hình 3.4 Ảnh hưởng tổng số cảm biến Hình Ảnh hưởng tổng số cảm biến thông lượng Nếu số lượng cụm cố định, số lượng cảm biến thành viên tăng tổng số cảm biến tăng gây xung đột CH số lượng cảm biến thành viên trở nên lớn Điều không sát với thực tế, vậy, số lượng cụm thay đổi theo số lượng cảm biến: Nc = N/5 (ảnh hưởng cụ thể số lượng cụm phân tích trên) Kết tính tốn thể hình Vì số lượng cụm tăng tổng số cảm biến tăng, giải thích mục 3.2, tồn giá trị tối ưu tổng số cảm biến để thông lượng đạt cực đại Tuy nhiên, số lượng cảm biến thành viên cụm nhau, τc hệ thống điều khiển hoàn toàn cố định Mặt khác, theo (10), số lượng CH tăng, khoảng thời gian phép truyền siêu khung giảm, thông lượng hệ thống không bị ảnh hưởng nên không thay đổi Thông lượng phương pháp tái sử dụng siêu khung cao nhiều so với phương pháp phân cụm khơng điều khiển phương pháp điều khiển hồn tồn hệ số k thích hợp lựa chọn KẾT LUẬN Trong báo này, phân tích mơ hình phân cụm có điều khiển truy cập điều kiện kênh truyền không lý tưởng, cơng thức tính tỷ lệ lỗi bít, từ đó, xây dựng cơng thức tính thơng lượng cho hệ thống Các phương pháp điều khiển so sánh tham số hệ thống thay đổi, phương pháp tái sử dụng siêu khung có thơng lượng đạt giá trị lớn phương pháp điều khiển khác phương pháp đơn chặng Tuy nhiên, nghiên cứu 58 N N Thắng, N H Hồng, P T Hiệp, “Phân tích thơng lượng mạng… có lỗi bít.” Nghiên cứu khoa học cơng nghệ dừng lại việc nghiên cứu phân cụm tầng, việc phân cụm nhiều tầng nghiên cứu cơng trình TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] H Alemdar and C Ersoy, “Wireless sensor networks for healthcare: A survey,” Computer Networks, vol 54, no 15, pp 2688-2710, 2010 [2] S Ullah, H Higgins, B Braem, B Latre, C Blondia, I Moerman, S Saleem, Z Rahman, and K Kwak, “A comprehensive survey of wireless body area networks,” J of Medical Systems, vol 36, pp 1065-1094, 2012 [3] I Inan, F Keceli, and E Ayanoglu, “Analysis of the 802.11e enhanced distributed channel access function,” IEEE Trans Commun., vol.57, no 6, pp 1753-1764, 2009 [4] D Malone, K Duffy, and D Leith, “Modeling the 802.11 distributed coordination function in nonsaturated heterogeneous conditions,” IEEE/ACM Trans on Netw., vol 15, no 1, pp 159-172, 2007 [5] C G Park, D H Han, and S J Ahn, “Performance analysis of MAC layer protocols in the IEEE 802.11 wireless LAN,” Telecommun Systems, vol 33, no 3, pp 233-253, 2006 [6] C W Pyo and H Harada, “Throughput analysis and improvement of hybrid multiple access in IEEE 802.15.3c mm-wave WPAN,” IEEE J Sel Areas in Commun., vol 27, no 8, pp 1414-1424, 2009 [7] K Ashrafuzzaman and K S Kwak, “On the performance analysis of the contention access period of IEEE 802.15.4 MAC,” IEEE Commun Lett., vol 15, no 9, pp 986-988, 2011 [8] R Huang, Z Nie, C Duan, Y Liu, L Jia, and L Wang, “Analysis and Comparison of the IEEE 802.15.4 and 802.15.6 Wireless Standards Based on MAC Layer,” Shenzhen Institutes of Adv Technol., Chinese Academy of Sciences, Shenzhen, China, 2014 [9] S Rashwand and J Misic, “Effects of access phases lengths on performance of IEEE 802.15.6 CSMA/CA,” Comput Netw., vol 56, no 12, pp 2832, 2012 [10] S Rashwand and J Misic,“Performance evaluation of IEEE 802.15.6 under non-saturation condition,” Proc the IEEE Global Telecommun Conf (GLOBECOM ’11), pp 1-6, 2011 [11] S Rashwand, J Misic, and H Khazaei, “Performance analysis of IEEE 802.15.6 under saturation condition and error-prone channel,” Proc the IEEE Wireless Commun and Netw Conf (WCNC ’11), pp 1167, Mar 2011 [12] Pham Thanh Hiep, "Spatial reuse superframe for high throughput clusterbased WBAN with CSMA/CA," Ad-Hoc and Sensor Wireless Networks, Vol 31, No 1-4, pp.69-87, 2014 [13] Nguyễn Như Thắng, Nguyễn Thùy Linh, Nguyễn Huy Hoàng, Phạm Thanh Hiệp, “Tối ưu hóa số lượng siêu khung tái sử dụng cho mạng quanh thể,” Tạp chí Khoa học Công nghệ, HVKTQS, số 180, pp 20, tháng 10 năm 2016 [14] Nguyen Nhu Thang, Nguyen Huy Hoang, Pham Thanh Hiep, “An approach to enhance the throughput of cluster-based WBAN with CSMA/CA of IEEE Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 48, 04 - 2017 59 Kỹ thuật điều khiển & Điện tử 802.15.6,” Journal of Science and Technology, Military University of Science and Technology, pp 30-39, số 178, tháng năm 2016 [15] Nguyễn Như Thắng, Nguyễn Thùy Linh, Nguyễn Huy Hoàng, Phạm Thanh Hiệp, “Đề xuất phương pháp tái sử dụng siêu khung cho mạng vô tuyến quanh thể (WBAN),” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, HVKTQS, số 173, pp 31- 41, tháng 12 năm 2015 [16].George C.Clark Jr and J.Bibb Cain, “Error-Correction Coding for Digital Communications (Applications of Communications Theory),” Springer, 1981 [17] Alfonso Martinez, Albert Guillen i Fabregas and Giuseppe Caire, "A ClosedForm Approximation for the Error Probability of BPSK Fading Channels," IEEE Trans on wireless commu., Vol 6, No 6, pp 2051-2054, Jun 2007 ABSTRACT ANALYSING THROUGHPUT OF CLUSTER-BASED WBAN WITH BER Cluster-based topology for WBAN was indicated in several researches, and the access control method was proposed in order to improve throughput of system However, it was assumed that the channel between member sensors and cluster headers (CH) or between CHs and coordinator are errorless and decoding at receiver site is always successful This assumption is no longer available because the sensor in WBAN system always transmits data with low power to extend life time of the sensor and avoid effect on human body Therefore, a method to analyze the cluster-based WBAN with several access control methods and existing BER is proposed The BER calculation equation is added to analyze the throughput and the throughput of every access control method is calculated The calculation result indicates that the throughput of spatial reuse superframe is higher than that of other methods at all values of signal to noise ratio (SNR) or other parameters Keywords: Cluster-based WBAN, Spatial Reuse Superframe, Bit Error Rate, Throughput Nhận ngày 13 tháng 01 năm 2017 Hoàn thiện ngày 27 tháng 02 năm 2017 Chấp nhận đăng ngày 05 tháng năm 2017 Địa chỉ: Trường Đại học Thông tin liên lạc; Học viện Kỹ thuật quân * Email: hoangnh@mta.edu.vn 60 N N Thắng, N H Hồng, P T Hiệp, “Phân tích thơng lượng mạng… có lỗi bít.” ... lượng hệ thống WBAN MƠ HÌNH PHÂN CỤM CĨ ĐIỀU KHI N 2.1 Mơ hình hệ thống Hình Mơ hình hệ thống WBAN phân cụm khơng lý tưởng 52 N N Thắng, N H Hoàng, P T Hiệp, Phân tích thơng lượng mạng có lỗi. .. Rcode = 2.2.2 Điều khi n hoàn toàn 54 N N Thắng, N H Hồng, P T Hiệp, Phân tích thơng lượng mạng có lỗi bít. ” Nghiên cứu khoa học công nghệ Trong hệ thống WBAN phân cụm không điều khi n, cảm biến... nhiên, số cụm lớn, thông lượng hệ thống điều khi n hoàn toàn cao Với k, có số tối ưu số lượng cụm mà thơng lượng đạt giá trị cao Có thể giải thích điều số lượng cụm nhỏ giá trị tối ưu, có nghĩa