Đánh giá chất lượng hệ thống truyền thông đa chặng sử dụng kỹ thuật lựa chọn chuyển tiếp từng phần trong vô tuyến nhận thức dạng nền

Bài viết đề xuất phương thức chuyển tiếp đa chặng phân tập cho mạng thứ cấp (SU) với điều kiện ràng buộc can nhiễu tối đa cho phép của mạng sơ cấp (PU). Trong mô hình đề xuất, nút chuyển tiếp cho chặng kế tiếp được xác định dựa trên phương pháp lựa chọn nút chuyển tiếp từng phần.

Nghiên cứu khoa học công nghệ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG ĐA CHẶNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT LỰA CHỌN CHUYỂN TIẾP TỪNG PHẦN TRONG VÔ TUYẾN NHẬN THỨC DẠNG NỀN Nguyễn Trung Tấn1*, Trần Mạnh Hoàng2, Dương Mạnh Thành2 Tóm tắt: Trong báo này, chúng tơi đề xuất phương thức chuyển tiếp đa chặng phân tập cho mạng thứ cấp (SU) với điều kiện ràng buộc can nhiễu tối đa cho phép mạng sơ cấp (PU) Trong mơ hình đề xuất, nút chuyển tiếp cho chặng xác định dựa phương pháp lựa chọn nút chuyển tiếp phần Dựa vào tỷ lệ cơng suất tín hiệu nhiễu (SNR) tồn tuyến, đánh giá hiệu hệ thống thông qua đại lượng xác suất dừng, tỷ lệ lỗi bít trung bình dung lượng kênh trung bình tác động kênh truyền fading Rayleigh Các kết phân tích mơ Monte Carlo minh chứng rằng, hệ thống thứ cấp với lựa chọn nút chuyển tiếp phần đạt độ lợi hiệu đáng kể so với hệ thống truyền thông đa chặng truyền thống Từ khóa: Vơ tuyến nhận thức; Truyền thơng đa chặng; Giải mã chuyển tiếp; Phân tích phẩm chất hệ thống GIỚI THIỆU Phương thức phân tập hợp tác mạng vô tuyến nghiên cứu nhiều nhà khoa học giới Độ lợi phân tập đạt thông qua mạng ảo khảo sát [1] Sử dụng giao thức phân tập kết hợp phân nhóm mạng vơ tuyến đa chặng đề xuất [2, 3], phẩm chất hệ thống cải thiện kết hợp ưu điểm độ lợi phân tập truyền thông đa chặng Lựa chọn chuyển tiếp phần với phương thức xử lý tín hiệu AaF (Amplify-andForward) cho hệ thống hai chặng đề xuất [4] Trong đó, phần thơng tin kênh truyền biết đầu phát Mơ hình đề xuất đáp ứng tốt cho hệ thống vơ tuyến có tài ngun hạn chế – đặc biệt mạng adhoc mạng cảm biến Ngoài ra, phương thức lựa chọn giảm chi phí hồi tiếp đạt độ lợi phân tập 3dB kết khảo sát [4] Tài nguyên tần số vô tuyến biết đến loại tài nguyên hữu hạn, sách phân bổ phổ tần cố định cho hoạt động nhà nước doanh nghiệp viễn thông giới nước Dẫn đến hiệu sử dụng phổ tần chưa cao Để giải vấn đề trên, vô tuyến nhận thức (cognitive radio) xem giải pháp tiềm Ý tưởng hệ thống vô tuyến nhận thức cho phép hệ thống không cấp phép sử dụng tần số (còn gọi hệ thống thứ cấp) sử dụng chung phổ tần với hệ thống có giấy phép sử dụng tần số (cịn gọi hệ thống sơ cấp) với điều kiện ràng buộc hoạt động truyền phát liệu hệ thống thứ cấp không gây can nhiễu cho hệ thống sơ cấp [5, 6] Hiện nay, có hai mơ hình hệ thống vơ tuyến nhận thức bao gồm: dạng ràng buộc ngưỡng dạng sử dụng đan xen theo phân loại giáo sư Goldsmith Bên cạnh đó, cịn có phương pháp chồng chập (kết hợp hai phương pháp trên) Với dạng đan xen, hệ thống thứ cấp hoạt động xen kẽ với hệ thống sơ cấp; hệ thống thứ cấp phát hệ thống sơ cấp khơng truyền Cịn phương pháp ràng buộc ngưỡng hai hệ thống hoạt đông song song Phương thức hoạt động song song hệ thống cấp phép sử dụng không cấp phép sử dụng tần số gọi hệ thống vô tuyến nhận thức dạng Do hoạt động đồng thời nên mơ hình can nhiễu áp dụng để ràng buộc công suất phát mạng thứ cấp phải nhỏ khả chịu đựng can nhiễu mạng sơ cấp Từ điều kiện ràng buộc công suất phát, hệ thống thứ cấp liên lạc hiệu phạm vi ngắn Nếu người sử dụng sơ cấp hoạt động theo chế độ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 68, - 2020 29 Kỹ thuật điều khiển & Điện tử không đổi tất chu kì thời gian, mơ hình dạng không yêu phát phổ trống để hoạt động Phương pháp linh hoạt hoạt động lúc không cần phải đồng với băng tần người sử dụng sơ cấp Từ hạn chế công suất phát mạng thứ cấp, ưu điểm phương thức lựa chọn chuyển tiếp phần (partial relay selection) Để đảm bảo cự ly liên lạc mạng vô tuyến, báo này, chúng tơi đề xuất phân tích tham số phẩm chất hệ thống vô tuyến chuyển tiếp đa chặng hoạt đơng theo mơ hình vơ tuyến nhận thức dạng Trong hệ thống đề xuất, nút chuyển tiếp (relay) sử dụng phương thức xử lý tín hiệu giải mã chuyển tiếp (Decode-and-Forward) Với đề xuất kết hợp này, hệ thống tận dụng ưu điểm kỹ thuật truyền đa chặng kỹ thuật lựa chọn chuyển tiếp phần, nút mạng thứ cấp xếp vào nhóm, cho phép hệ thống thứ cấp mở rộng vùng sóng giảm cơng suất phát chặng Những đóng góp báo là: Trên sở mơ hình truyền thông đa chặng đề xuất, báo đề xuất thêm phương thức lựa chọn nút chuyển tiếp chặng nhằm cải thiện phẩm chất hệ thống Từ mơ hình đề xuất, báo đưa cơng thức tường minh đánh giá phẩm chất hệ thống Thông qua mơ Monte-Carlo để kiểm chứng kết phân tích tham số hiệu MƠ HÌNH HỆ THỐNG Xét hệ thống truyền thông đa chặng thứ cấp (SU) gồm CRk nhóm vào nhóm hình Hình Mơ hình hệ thống CR đa chặng Sự truyền thông nguồn thứ cấp (CR1) đích thứ cấp (CRK+1) thực khe thời gian trực giao với hỗ trợ K-1 nút chuyển tiếp có khả cảm biến phổ tần, với điều kiện ràng buộc mức can nhiễu hệ thống sơ cấp (cặp PU-Tx PU-Rx) Các nút mạng thứ cấp, giả sử phân thành nhóm nhỏ gọi cluster bao gồm Nk nút chuyển tiếp Các nút mạng có khả tự cấu hình xếp vào cluster Chúng ta giả sử mơ hình mạng có cấu trúc phân lớp khơng có cluster chủ Để nhóm nút vào cluster, nút mạng thực thi thuật toán tạo cluster; nút định tham gia vào cluster có sẵn tạo cluster dựa vào nút gần tỉ số cơng suất tín hiệu nhiễu trung bình [7] Kích thước cluster điều khiển cơng suất phát vô tuyến Để thuận lợi cho thuật tốn 30 N T Tấn, T M Hồng, D M Thành, “Đánh giá chất lượng … nhận thức dạng nền.” Nghiên cứu khoa học công nghệ tạo cluster Chúng ta giả sử công suất phát cố định tồn mạng; thơng tin trạng thái kênh (CSI) tất đường truyền từ CRk đến PU-Rx hoàn hảo; can nhiễu từ máy phát sơ cấp (PU) đến nút thứ cấp (SU) coi tương đương tạp âm trắng cộng tính Phương pháp lựa chọn chuyển tiếp phần (partial relay selection) mô tả ngắn gọn sau: Nút phát liên tục giám sát chất lượng kết nối từ đến nút chuyển tiếp thông qua đường truyền hồi tiếp cục (từng chặng) Tại chu kì tín hiệu nút chuyển tiếp có SNR lớn lựa chọn, nút thông báo cho nút lân cận biết hồi tiếp nút nguồn Dựa vào thông tin phần để lựa chọn kết nối nút phát với nút chuyển tiếp có chất lượng kênh truyền tốt [8] Nút chuyển tiếp chặng thứ k có tỉ số cơng suất tín hiệu cơng suất nhiễu SNR lớn trở thành nút chuyển tiếp tín hiệu cho chặng kế tiếp, để xác định nút có SNR lớn sử dụng đồng hồ định thời nút nhóm với thời gian khởi tạo tỉ lệ nghịch với tỉ số tín hiệu nhiễu nhận (Signal-to-noise-ratio), nút có đồng hồ định thời khơng trước tiên nút có SNR lớn nhóm Với mơ hình giả thiết phần báo đánh giá chất lượng hệ thống thông qua tham số tỷ lệ lỗi bít (BER: Bit Error Rate), xác suất dừng hệ thống (OP: Outage Prbaility) dung lượng trung bình (C: Ergodic Capacity) ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG a Xác định hàm phân bố SNR hệ thống Xét chặng thứ k, ta gọi hk,i, hSP hk,P hệ số kênh đường truyền từ máy phát thứ cấp thứ k (SUk) tới máy thu thứ cấp k+1 (SUk+1) từ nút nguồn thứ cấp thứ k (SUk) tới máy thu sơ cấp (PU), từ nút chuyển tiếp thứ k đến máy thu sơ cấp Để đặc trưng cho khả chịu đựng can nhiễu tối đa hệ thống PU, ta đặt IP mức công suất can nhiễu chịu đựng tối đa PU Khi đó, ta có biểu thức toán học sau: PS  I P / hS , P , PR  I P / hk ,P (1) đó, PS cơng suất phát nút nguồn, PR công suất phát nút chuyển tiếp thứ i số Nk nút cluster thứ k Nhằm tăng hiệu suất hệ thống người dùng thứ cấp ta chọn PS  I P / hS ,P , PR  I P / hk ,P (2) Công suất phát nút phát thư cấp cịn phụ thuộc vào cơng suất truyền tối đa Pm quy định phần cứng lúc thiết kế Do đó, cơng suất phát Pk biểu diễn biểu thức toán học sau:  Pm , I P / hk , P  Pm  Pk   2   I P / hk , P , I P / hk , P  Pm    I P / hk , P , Pm , (3) Tuy nhiên, thực tế giá trị I P thường nhỏ nhiều so với giá trị Pm dẫn đến kết vùng tỷ lệ nhiễu thấp hệ thống hoàn toàn phụ thuộc vào I p / hk , P [9]  k ,i tỷ số tín hiệu nhiễu tức thời đường truyền chặng k với i  1,, Nk , ta có: Gọi Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 68, - 2020 31 Kỹ thuật điều khiển & Điện tử  k ,i  Pk hk ,i N0  I p hk ,i N hk , P , (4) đó, N phương sai nhiễu trắng (AWGN) máy thu, hk,i biến ngẫu nhiên Gauss phức có giá trị trung bình với biên độ có phân bố Rayleigh Khi nút cluster nhóm theo vị trí lân cận, giả sử giá trị trung bình chúng tương đương nhau, tức  k ,i   k với i Gọi  k tỷ số cơng suất tín hiệu cơng suất nhiễu lớn chặng thứ k, theo phương pháp lựa chọn chuyển tiếp phần, có nghĩa chọn đường kết nối có SNR lớn chặng; đặt  k ,i SNR đường kết nối thứ i chặng thứ k Mơ hình tốn học  k xác định công thức sau: k  hi ,k  max i 1,, N  k ,i (5) k Biểu thức (5) thể SNR lựa chọn với độ lợi kênh truyền lớn chặng Từ (5), hàm phân bố tích lũy (CDF: cumulative distribution function)  k xác định sau: Fk ( )  Pr( k   )  Pr(max i 1,, Nk  k ,i   ) (6) Để tìm Fk ( ) , ta dựa vào xác suất có điều kiện ý rằng, kênh truyền chặng độc lập với Thay (4) vào (6), Fk ( ) viết lại thành:   Nk   x  Fk ( )    Pr  hk ,i  I P   f ( x)dx   hk ,P 0 N0    i 1      Thay giá trị Pr  hk ,i  x IP N0  f h ( x) , vào (7)  k ,P    x x Pr  hk ,i  I P    exp   I P    N0    N0 D ,k  x  f ( x)  exp   ,    hk ,P D ,k  D ,k  đó: (7)  ,   D,k  E | hk ,i |2  biểu diễn phép tốn trung bình độ lợi kênh truyền Ta có:   x Fk ( )   1  exp   I P  0  N0 D ,k       Nk D ,k  e x D ,k dx   n N  1  x  I k   (1) nk  k  exp   P   N0 D , k D ,k nk   nk  D , k Nk 32     dx   (8) N T Tấn, T M Hoàng, D M Thành, “Đánh giá chất lượng … nhận thức dạng nền.” Nghiên cứu khoa học cơng nghệ Kết có sử dụng triển khai nhị thức Newton Áp dụng công thức tích phân [Eq (3.310),10] đặt  k  I p / N0 nhận được: Nk Fk ( )   (1)   N k  nkk   k  nk    nk nk 1 nk 1 (9) Thực phép tính đạo hàm (9), ta hàm phân bố xác suất (PDF: probability density function) sau:  k Nk N  nk f k ( )   (1) nk 1  k  nk 1  nk    nk k   (10) Theo kết nghiên cứu [11], chất lượng toàn hệ thống chuyển tiếp phụ thuộc vào chặng yếu nhất, mơ hình hóa tương đương tồn kênh truyền đa chặng thành kênh truyền chặng xấp xỉ:  e 2e  k 1,,K k (11) Do chặng bị ảnh hưởng kênh Rayleigh độc lập với nhau, hàm phân bố tích lũy  e e tính sau: F e e ( )  Pr( e e   )  Pr(min k 1,, K  k   ) =1  Pr  1   ,    ,,  K    (12) K =1  [1 Fk ( )] k 1 đó, Fk ( ) hàm phân bố tích lũy  k có biểu thức (9) Sử dụng định ( ) , sau: nghĩa lý thuyết xác suất ta tính f e e K K k 1 j 1 j k f e e ( )   f k ( )[1 F j ( )], (13) Thế (9) (10) vào (13) sau thực số biến đổi, hàm mật độ phân bố xác suất  e e xác định sau: k K  Nk N  nk f e e ( )     (1) nk 1  k   n k 1 nk 1  k    nk k   K k 1   B j  Nj  j 1  n j 1 Nk    (1) n j 1  j  K  Nk   (1) n j 1  N j  n j   j  j 1  n j 1  n j    nj  j  k      (14)  N j  Bj      n j    B j  Thực kỹ thuật phân rã phần ý thành phần tự loại trừ lẫn nhau, ta viết f e e ( ) dạng sau: f e e ( )   i j Aij   B j  Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 68, - 2020 j 1 (15) 33 Kỹ thuật điều khiển & Điện tử Trong biểu thức (15)), Aij hệ số khai triển, xác định phép tính đề cập [12] Ai , j  Nk   ( Nk  j )   ( Nk  j )   B j  f e e ( )  ( N k  j )!      B j j nj B j giá trị khác Với dạng f e e ( ) công thức (15), ta bắt đầu thực việc phân tích hiệu hệ thống nghiên cứu b Xác suất dừng hệ thống Xác suất dừng hệ thống xác suất mà tỷ lệ tín hiệu nhiễu hệ thống nhỏ giá trị cho trước, ý rằng, giá trị có liên hệ chặt chẽ với tốc độ mong muốn hệ thống Biểu diễn dạng tốn học, ta có OP  Pr( e 2e   th ) (16) Vì thế, xác suất dừng hệ thống tính cách lấy tích phân hàm mật độ phân bố xác suất PDF tỉ số cơng suất tín hiệu nhiễu tương đương  e e theo ngưỡng độ nhạy máy thu xác định trước  th [13] OP  F ( )  e 2e  th  f ( th )d  e2e (17) Thay (15) vào (17) sử dụng cách tính [14] nhận OP   i j Aij (1  j )    B j  j 1 (18) c Tỷ lệ lỗi bít trung bình hệ thống Theo [15], BER hệ thống sử dụng phương pháp điều chế tín hiệu M -QAM (M=2m, m=1,2……) dùng mã hóa Gray để mã hóa nhóm bit thành symbol kênh truyền nhiễu trắng sau: Pb (e)  log M v j   erfc( j 1 n 0 j n n ) (19) Do công suất phát hệ thống thứ cấp bị giới hạn ngưỡng nhiễu mạng sơ cấp Như vậy, vấn đề phải lựa chọn dạng điều chế để đòi hỏi phát công suất nhỏ Trong thực tế với hệ thống dung lượng lớn (tốc độ bít lớn), để tiết kiệm phổ tần người ta thường dùng sơ đồ điều chế bậc cao (M > 64) hệ thống M-QAM hệ thống lợi công suất nên sử dụng để đánh giá tỷ lệ lỗi hệ thống Tỉ lệ lỗi bit BER hệ thống kênh truyền Rayleigh fading thành lập tương tự từ tỉ lệ lỗi bit kênh truyền AWGN với hàm mật độ phân bố xác suất PDF tỉ số công suất tín hiệu nhiễu tương đương  e e kênh Rayleigh fading:  log M v j Pb (e)     erfc( j 1 n 0 j n n ) f ( )d  e2e (20) đó: 34 N T Tấn, T M Hoàng, D M Thành, “Đánh giá chất lượng … nhận thức dạng nền.” Nghiên cứu khoa học công nghệ v j  (1  2 j ) M  1, n  (1)  n j 1     M  (2n  1) 3log M , (2M  2)  j 1  n2 j 1      2   M   x2    , erfc(x)=  exp   20 M log M  sin  nj   d  Trong biểu thức trên, . hàm erfc(.) định nghĩa hàm làm tròn xuống lấy phần nguyên hàm bù lỗi Thế biểu thức số hạng vào (19) ta biểu thức tính xác suất lỗi bít trung bình Pb(e) sau: Pb (e)  log M v j  j 1 nj n 0    /2 Aij  2  (1  j )   B  0 i j j j 1   exp   n2  sin    d d   (21) Thực tích phân biểu thức trên, ta có biểu thức tính tỷ lệ lỗi bit hệ thống d Dung lượng hệ thống Dung lượng mạng thứ cấp giá trị trung bình dung lượng tức thời chặng kênh truyền Rayleigh pha đinh [16] Dựa vào lý thuyết xác suất biểu diễn tốn học dung lượng sau: 1  C   e e  log (1   e e )  K     log (1   e e ) f e e ( )d  K0 (22) Chú ý rằng, giá trị 1/K biểu thức (22) hệ thống dùng K chặng để truyền từ nguồn đến đích Thế hàm PDF  e e vào (22) nhận C   Aij ln(1   ) ln(1   ) f (  ) d   d   e2e K ln 0 K ln i j 0   B  j 1 (23) j Tiến hành lấy tích phân theo  (23) ta dung lượng ergodic hệ thống KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ THẢO LUẬN Trong phần này, chúng tơi trình bày kết mô để chúng minh rằng, sử dụng kỹ thuật chuyển tiếp đạt hiệu suất cao so với phương thức truyền thông truyền thống Các trường hợp mơ tương ứng với hệ thống có số chặng K = 1, 2, Trường hợp K=1 hệ thống tương đương với hệ thống truyền thông trực tiếp, trường hợp K=3 hệ thống trở thành mạng truyền thông chặng Xem xét hệ thống truyền thơng tuyến tính bao gồm nhiều cluster, cluster có nút Khoảng cách truyền tín hiệu tồn tuyến chuẩn hóa 1, nghĩa  K k 1 d k  Kênh truyền sử dụng toàn chương trình mơ kênh truyền fading Rayleigh Hệ số suy hao mơi trường giả sử Trong hình 2a biểu diễn xác suất dừng hệ thống với số chặng chuyển tiếp khác Với giả sử rằng, khoảng cách cluters ( d k /K với k, k =1,2,3), số lượng nút chuyển tiếp cluters nút (Nk=3) ; điều kiện ràng buộc mức ngưỡng nhiễu Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 68, - 2020 35 Kỹ thuật điều khiển & Điện tử máy thu sơ cấp 15 dB Từ kết hình 2a ta thấy, phẩm chất hệ thống cải thiện tăng số chặng chuyển tiếp Có nghĩa chia nhỏ đường truyền thành nhiều chặng, chất lượng kênh truyền cải thiện Ngoài ra, xác suất dừng hệ thống bị bão hòa ngưỡng ràng buộc can nhiễu mạng sơ cấp Tuy nhiên, đánh đổi sử dụng hiệu tần số vô tuyến sử dụng phương pháp kĩ thuật khác kết hợp lại để cải thiện hiệu đảm bảo để hệ thống hoạt động bình thường Hình 2a Xác suất dừng hệ thống Hình 2b Dung lượng hệ thống Hình 2b, thể đường dung lượng hệ thống theo số chặng khác nhau, từ đồ thị thấy rằng, tăng số chặng, dung lượng trung bình hệ thống giảm đáng kể, chia nhỏ kênh truyền thành đoạn nhỏ, dẫn đến tốc độ đạt toàn mạng giảm Ở chứng tỏ có trả giá ưu điểm giảm suy hao đường truyền hiệu suất sử dụng băng thông hệ thống số chặng tỉ lệ nghịch với dung lượng Hình 3a SER hệ thống với điều chế BPSK Hình 3b BER với dạng điều chế Trên hình 3a, thể hiệu hệ thống theo tiêu chuẩn SER với số chặng K = 1, 2, (Trong kết mô cho SER, điều chế BPSK SER BER 36 N T Tấn, T M Hoàng, D M Thành, “Đánh giá chất lượng … nhận thức dạng nền.” Nghiên cứu khoa học công nghệ nhau) Tương tự kết xác suất dừng hệ thống, tăng số chặng phẩm chất cải thiện đáng kể thực giao thức giải mã chuyển tiếp chặng dẫn đến hệ thống loại bỏ lỗi trình giải mã chặng Trên đồ thị thấy rằng, tăng SNR phẩm chất hệ thống bị bão hòa, tượng giải thích ràng buộc ngưỡng can nhiễu mạng sơ cấp BER hệ thống bị bão hòa SNR trung 10 dB với số chặng K = 1, 2, nhiên, mức phẩm chất chấp nhận Hình 3b thể đồ thị biểu diễn BER cho điều chế thực hệ thống Từ đồ thị thấy rằng, với điều chế BPSK vùng SNR nhỏ cho phẩm chất tốt nhất, đó, điều chế 8-QAM có phẩm chất nhất, kết phù hợp với hiệu suất kiểu điều chế thực mơ hình truyền thống Một kết tương tự đồ thị tượng bảo hòa phẩm chất SNR lớn 10 dB KẾT LUẬN Bài báo đề xuất mơ hình truyền thông hợp tác chuyển tiếp mạng vô tuyến nhận thức gồm nhiều chặng Lĩnh vực vô tuyến nhận thức nghiên cứu nhiều nước Đặc biệt khảo sát hệ thống chuyển tiếp đa chặng lựa chọn chuyển tiếp mạng vô tuyến nhận thức để đánh giá tham số hiệu khảo sát báo Thông qua kết khảo sát cho thấy rằng, áp dụng kĩ thuật lựa chọn chuyển tiếp truyền đa chặng môi trường vô tuyến nhận thức dạng để đảm bảo phẩm chất hệ thống TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] J N Laneman, D N Tse, and G W Wornell, "Cooperative diversity in wireless networks: Efficient protocols and outage behavior," Information Theory, IEEE Transactions on, vol 50, pp 3062-3080, 2004 [2] J Boyer, D D Falconer, and H Yanikomeroglu, "Multihop diversity in wireless relaying channels," Communications, IEEE Transactions on, vol 52, pp 18201830, 2004 [3] V N Q Bao and H Y Kong, "Diversity order analysis of dual-hop relaying with partial relay selection," IEICE transactions on communications, vol 92, pp 39423946, 2009 [4] I Krikidis, J Thompson, S McLaughlin, and N Goertz, "Amplify-and-forward with partial relay selection," Communications Letters, IEEE, vol 12, pp 235-237, 2008 [5] B Wang and K R Liu, "Advances in cognitive radio networks: A survey," Selected Topics in Signal Processing, IEEE Journal of, vol 5, pp 5-23, 2011 [6] A Goldsmith, S A Jafar, I Maric, and S Srinivasa, "Breaking spectrum gridlock with cognitive radios: An information theoretic perspective," Proceedings of the IEEE, vol 97, pp 894-914, 2009 [7] A Aduwo and A Annamalai, "Channel-aware inter-cluster routing protocol for wireless ad-hoc networks exploiting network diversity," in Vehicular Technology Conference, 2004 VTC2004-Fall 2004 IEEE 60th, 2004, pp 2858-2862 [8] I Krikidis, J Thompson, S McLaughlin, and N Goertz, "Amplify-and-forward with partial relay selection," IEEE Communications letters, vol 12, pp 235-237, 2008 [9] V N Q Bao and T Q Duong, "Outage Analysis of Cognitive Multihop Networks under Interference Constraints," IEICE Trans Commun, vol E95-B, pp 1019-1022, Mar 2012 [10] O R F E H w L E A Knowledge and D Zwillinger, Table of integrals, series, and products: Elsevier, 2014 Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 68, - 2020 37 Kỹ thuật điều khiển & Điện tử [11] M O Hasna and M.-S Alouini, "Outage probability of multihop transmission over Nakagami fading channels," Communications Letters, IEEE, vol 7, pp 216-218, 2003 [12] H V Khuong and H Y Kong, "General Expression for pdf of a Sum of Independent Exponential Random Variables," IEEE Communications Letters, vol 10, pp 159161, March 2006 [13] P M Shankar, "Fading and shadowing in wireless systems": Springer, 2017 [14] V N Q Bao, T Q Duong, and C Tellambura, "On the performance of cognitive underlay multihop networks with imperfect channel state information," IEEE Transactions on Communications, vol 61, pp 4864-4873, 2013 [15] B Q Vo-Nguyen and H Y Kong, "A simple performance approximation for multihop decode-and-forward relaying over rayleigh fading channels," IEICE transactions on communications, vol 92, pp 3524-3527, 2009 [16] M K Simon and M.-S Alouini, "Digital communication over fading channels vol 95": John Wiley & Sons, 2005 ABSTRACT PERFORMANCE EVALUATION OF THE MULTI-HOP COMMUNICATION WITH RELAY SELECTION DF IN COGNITIVE RADIO NETWORKS In this paper, a multi-hop relay scheme for the secondary network under the maximum interference level at primary receivers is proposed In the proposed scheme, the relay node at each hop is selected by using the partial relay selection method Based on the end-to-end signal-to-noise ratio (SNR), the system performance in terms of outage probability (OP), average bit error rate (BER) and average channel capacity, under Rayleigh fading channel is evaluated Numerical result and MonteCarlo simulations presented that the proposed scheme obtains a high performance gain, as compared with the conventional multi-hop transmission one Keywords: Cognitive radio; Multi-hop transmission; Decode and forward; System performance analysis Nhận ngày 27 tháng 12 năm 2019 Hoàn thiện ngày 17 tháng 01 năm 2020 Chấp nhận đăng ngày 03 tháng năm 2020 Địa chỉ: Học viện Kỹ thuật quân sự-BQP; Trường Đại học Thông tin liên lạc * Email: trungtan68@gmail.com 38 N T Tấn, T M Hoàng, D M Thành, “Đánh giá chất lượng … nhận thức dạng nền.” ... phẩm chất hệ thống vô tuyến chuyển tiếp đa chặng hoạt đơng theo mơ hình vơ tuyến nhận thức dạng Trong hệ thống đề xuất, nút chuyển tiếp (relay) sử dụng phương thức xử lý tín hiệu giải mã chuyển tiếp. .. hình truyền thông hợp tác chuyển tiếp mạng vô tuyến nhận thức gồm nhiều chặng Lĩnh vực vô tuyến nhận thức nghiên cứu nhiều nước Đặc biệt khảo sát hệ thống chuyển tiếp đa chặng lựa chọn chuyển tiếp. .. tiếp mạng vô tuyến nhận thức để đánh giá tham số hiệu khảo sát báo Thông qua kết khảo sát cho thấy rằng, áp dụng kĩ thuật lựa chọn chuyển tiếp truyền đa chặng môi trường vô tuyến nhận thức dạng để