Kết hợp mã hóa mạng lớp vật lý và lựa chọn nút chuyển tiếp cho kênh vô tuyến chuyển tiếp hai chiều

Mã hóa mạng - Network Coding (NC) lần đầu tiên được đề xuất trong là một kỹ thuật hứa hẹn đạt được dung lượng max-flow min-cut trong truyền dẫn đa đường. Mã hóa mạng tuyến tính được biết như là một biện pháp hiệu quả để tăng thông lượng mạng. Mã hóa mạng thông thường được áp dụng cho các mạng không dây.

Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT Tập V-1, Số 10 (30), tháng 12/2013 Kết hợp mã hóa mạng lớp vật lý lựa chọn nút chuyển tiếp cho kênh vô tuyến chuyển tiếp hai chiều Combined Relay Selection and Physical Layer Network Coding for Wireless Two-Way Relay Network Vũ Đức Hiệp Trần Xuân Nam Abstract: Network coding at the physical layer (Physical layer Network Coding: PNC) is a promising technique to increase transmission throughput over two-way relay wireless networks In a relay network, selecting a most capable intermediate node to serve as the relay help to increase transmission performance This paper applies the selection to the MIMO-PNC network and proposes three relay selection algorithms based on the eigenvalue, harmonic mean (harmmean) and norm of the channel matrix It is shown that the eigenvalue based algorithm has the best BER performance Key words: PNC, selected relay, wireless network, network coding I GIỚI THIỆU Mã hóa mạng- Network Coding (NC) lần đề xuất [2] kỹ thuật hứa hẹn đạt dung lượng max-flow min-cut truyền dẫn đa đường Mã hóa mạng tuyến tính biết biện pháp hiệu để tăng thông lượng mạng [3] Mã hóa mạng thơng thường áp dụng cho mạng không dây Truyền thông không dây từ điểm điểm đến phương thức đa chặng có nút chuyển tiếp Ứng dụng mã hóa mạng với mạng khơng dây phương pháp tiếp cận tự nhiên để tăng thông lượng mạng Hệ thống MIMO biết đến giải pháp quan trọng để tăng dung lượng kênh truyền môi trường pha đinh Sự kết hợp MIMO mã hóa mạng cho phép đạt thơng lượng mạng tốt Từ vấn đề nêu cần làm rõ số nội dung sau: Một khác biệt mã hóa mạng cho mạng có dây không dây; Hai làm để thực mã hóa mạng lớp vật lý (PNC) cho mạng không dây; Ba làm để đạt mã hóa mạng khơng dây MIMO; Bốn hướng mở thực PNC Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu truyền thơng hợp tác MIMO hai chiều Timo Unger Anja Klein cơng trình [4] nghiên cứu phân tích phẩm chất hệ thống chuyển tiếp hai chiều với trạm chuyển tiếp đa ăng-ten MIMO chuyển tiếp hai chiều yêu cầu thông tin trạng thái kênh truyền CSI (Channel state information) trạm chuyển tiếp qua làm giảm đáng kể tiếp đầu thông tin CSI (CSI signaling overhead) So sánh với giao thức khác, hiệu suất đạt xét tốc độ tổng đề xuất giao thức chuyển tiếp hai chiều MIMO tốt Trong cơng trình nghiên cứu [5] Shengli Zhang cộng áp dụng trực tiếp mã hóa mạng NC lớp vật lý mạng chuyển tiếp không dây tăng gấp đơi dung lượng hai hướng truyền thơng điểm-điểm Cơng trình nghiên cứu [6] phân tích so sánh mơ hình PNC với 2,3,4 time slot Kết mơ hình PNC time slot cho tốc độ tổng cực đại tốt mơ hình cịn lại Sungsoo Kim cộng cơng trình nghiên cứu [7] kết hợp NC cho hệ thống chuyển tiếp MIMO với cân trước tuyến tính kênh hai chiều Mơ hình đề xuất làm tăng độ lợi ghép kênh lần bậc phân tập so với chuyển tiếp chiều Cơng trình - 14 - Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT [8] xem xét mơ hình mã hóa mạng (NC) nút chuyển tiếp ước lượng tín hiệu x x từ hai Tập V-1, Số 10 (30), tháng 12/2013 nút Cuối trang bị ăng-ten, nút Chuyển tiếp trang bị ăng-ten nút đầu cuối 2, sau thực chuyển tiếp phiên mã hóa mạng dạng x ⊕ x tới hai nút đầu N3 cuối Trong cơng trình [1] Zhang Liew đề xuất mơ hình mã hóa mạng lớp vật lý PNC (Physical Layer Network Coding) với nhiều ăng-ten gọi MIMO-PNC Trong mơ hình PNC, nút Chuyển tiếp N1 N2 khơng ước lượng tín hiệu x x riêng biệt mà Hình Mơ hình kênh chuyển tiếp hai chiều ước lượng phiên kết hợp x + x x − x Từ mơ hình giả thiết vẽ lại mơ hình Chuyển tiếp thứ K với k = 1, K hai chiều chuyển tiếp phiên đến đầu cuối Ưu điểm phương pháp PNC so với NC [1] mang lại hiệu suất BER tốt không chịu ảnh hưởng tượng lan truyền lỗi (error propagation) tách nhầm tín hiệu cách riêng rẽ trước chuyển tiếp cho nút Đích Trong báo này, dựa ý tưởng [1] mơ hình MIMO-PNC, chúng tơi đề xuất sử dụng kết hợp lựa chọn nút với PNC để tăng chất lượng truyền Chúng tơi sử dụng thuật tốn lựa chọn nút Chuyển tiếp, cụ thể dựa giá trị riêng (eigenvalue), trung bình hài hịa (harmmean) chuẩn ma trận kênh truyền (channel norm) Ba thuật toán đề xuất cho phẩm chất BER tốt so với mơ hình khơng sử dụng lựa chọn nút đề xuất [1] Bài báo tổ chức sau: Mơ hình hệ thống MIMO PNC trình bày mục II Mục III trình bày phương pháp lựa chọn nút Chuyển tiếp Các kết mô mục IV cuối mục V kết luận báo Hình x1 x2 h11 H h21 h12 r1 r2 h22 k Hình Mơ hình hệ thống chuyển tiếp hai chiều tương đương Việc truyền dẫn PNC bao gồm hai pha Pha hai nút Cuối truyền lúc đến nút Chuyển tiếp Giả thiết tín hiệu hai nút Cuối đến nút Chuyển tiếp với symbol đồng Tín hiệu thu nút Chuyển tiếp biểu diễn sau: r1 = h11x + h12x + n1 r2 = h21x + h22x + n2 (1) ri ký hiệu tín hiệu thu ăng-ten thứ i nút Chuyển tiếp, hij hệ số kênh Gaussian phức từ II MÔ HÌNH HỆ THỐNG nút N j đến ăng-ten thứ i nút Chuyển tiếp, x i tín II.1 Mơ hình hệ thống Chúng tơi xem xét kênh Chuyển tiếp hai chiều tương tự [1], minh họa Hình Một hệ thống mạng bao gồm hai nút Cuối N N trao đổi thông tin qua nút Chuyển tiếp N Khơng có đường kết nối trực tiếp hai nút Cuối Để đơn giản giả sử hiệu phát nút N i n j tạp âm Gaussian phức ăng-ten thứ j nút Chuyển tiếp với trung bình phương sai σ2 cho hai chiều Giả thiết nút điều chế BPSK Trong pha đầu tiên, giả thiết biết thông tin kênh đầy đủ nút Chuyển tiếp (nút nhận) khơng có thơng tin kênh hai nút Cuối (nút phát) Sự ảnh hưởng cơng suất phát - 15 - Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT pha sóng mang thể hệ số kênh phức Công thức (1) viết dạng véc tơ sau: R = HX + N Tập V-1, Số 10 (30), tháng 12/2013 Theo [1] sử dụng Log Likelihood Ratio (LLR) x ⊕ x từ y1 y2 sau: (2) kí hiệu H ma trận kênh, X véc tơ tín hiệu phát, N véc tơ tạp âm, R véc tơ tín hiệu thu Nút Chuyển tiếp cố gắng ước lượng dạng mã hóa mạng L(x1 ⊕ x y1y2 ) = II.2 Mơ hình tách tín hiệu MIMO-PNC Cơng trình [1] đề xuất mơ hình PNC dựa tách tuyến tính MIMO Trong mơ hình nút Chuyển tiếp ước lượng x + x x − x không riêng lẻ x x từ tín hiệu thu Sau phát = exp(2 / σ − / σ12 ) cosh(2y1 / σ12 ) / cosh(2y2 / σ22 ) (6) i 1   D = 2D −1 =   −   Đối với tách tuyến tính, cần phải tìm ma trận cân ˆ để tính ước lượng X ˆ G tương ứng với H Ước lượng thông tin phát tính [1]: ˆ ˆ + GN Y = GR = GHX (4) Trường hợp tách ZF (Zero-Forcing), ˆ H H) ˆ -1 H ˆ H , trường hợp tách G = (H MMSE (Minimum mean square error), ˆ HH ˆ )−1 H ˆH G = (σ2I + H ˆ sau: Tín hiệu ước lượng X xˆ  x + x  2 ˆ =   =  X xˆ  x − x   2  2   (5) i ,i σ phương sai tạp âm x1 ⊕ x = sign(abs(y )-thr) when GG H < GG H  1,1 =  sign(thr-abs(y2 )) otherwise  { (2) viết sau [1]: (3) } dòng thứ i sau kết hợp tuyến tính Nguyên tắc định sau [1]: 1 L(x ⊕ x y y ) ≥ 1 2 x1 ⊕ x =  (7)  −1 L(x ⊕ x y1y2 ) <  Công thức (6) thể Log Likelihood Ratio (LLR) tín hiệu Chuyển tiếp lấy tổng LLR luồng liệu [1] LLR có phẩm chất tốt nhất, cần phải tính đến phương sai tạp âm tính sau [1]: x ⊕ x với phép ánh xạ PNC Tín hiệu thu ˆ ˆ+N = (HD-1 )(DX)+ N =HX { H σ = G G x + x x − x đến nút Cuối, tín hiệu R=HX + N P(y1y2 x1 ⊕ x = −1) 2 tín hiệu hai nút Cuối nghĩa x ⊕ x Trong ký hiệu ⊕ phép XOR Trong pha hai, nút Chuyển tiếp phát ước lượng gói liệu mã hóa mạng cho hai nút Cuối Mỗi nút Cuối sau giải mã gói liệu nhận cách thực phép XOR tín hiệu thu với thơng tin P(y1y2 x1 ⊕ x = 1) } { } 2,2 (8) Để đơn giản đặt thr = , dựa LLR nguyên tắc định dựa vào lựa chọn (Selective) theo (8) III CÁC PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN NÚT CHUYỂN TIẾP Các thuật toán lựa chọn nút Chuyển tiếp thực theo mơ hình phân tán tương tự tài liệu tham khảo [9-11] Trong [10] nhóm tác giả đề xuất ba thuật toán lựa chọn nút dựa chuẩn ma trận kênh (norm), lựa chọn nút dựa trung bình hài hịa (harmonic mean), lựa chọn nút dựa MSE (Maximum Square Error) Trong [10] nhóm tác giả đề xuất hai thuật tốn lựa chọn nút dựa giá trị riêng (Eigenvalue), lựa chọn nút dựa SNR (Signal to Noise Ratio) [10,11] chứng minh thuật toán lựa chọn nút dựa SNR cho phẩm chất BER tốt nhất, thuật toán - 16 - Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT Eigenvalue, MSE, Harmonic mean cuối Norm Các thuật toán đề xuất sử dụng cho mơ hình MIMO-SDM (phân chia theo khơng gian) sử dụng tách tín hiệu đa ăng-ten ZF MMSE nút Đích nên việc áp dụng vào mơ hình MIMO-PNC chưa khả thi Vì để bảo đảm tính khả thi, chúng tơi đề xuất sử dụng phương pháp lựa chọn nút dựa chuẩn ma trận kênh, lựa chọn nút dựa trung bình hài hịa lựa chọn nút dựa giá trị riêng vào mơ hình MIMO-PNC Điều có nghĩa nút Chuyển tiếp k = 1, 2, , K hợp tác với để chọn nút có khả làm nút Chuyển tiếp Để mà làm vậy, nút Chuyển tiếp sử dụng thơng tin kênh có sẵn đến chúng qua liên kết cục Giả thiết nút Chuyển tiếp biết kênh thuận từ nút Cuối đến ký hiệu Hxk Mỗi nút k tính số chất lượng kênh truyền (CQI: channel quality index) nút Cuối đến Nút có CQI lớn ký hiệu κ lựa chọn làm nút Chuyển tiếp Trong phần trình bày phương pháp lựa chọn nút Chuyển tiếp cho kênh vô tuyến Chuyển tiếp hai chiều MIMO-PNC Tập V-1, Số 10 (30), tháng 12/2013 ab λ1,2 = ab ab ab ab ab ab ab ab (h11 + h22 ) ± (h11 + h22 ) − 4(h11 h22 − h12 h21 ) (10) Để có CQI nút Chuyển tiếp k đầu ( ) xk tiên lựa chọn λk = λ1,2 sau tính CQIk = λk Thuật tốn lựa chọn max-min dựa giá trị riêng tóm tắt dạng pseudocode (mã giả) bảng Điều ý với trường hợp số ăng-ten lớn (N > 2) , việc tính tốn giá trị riêng cơng thức (10) khơng cịn xác phải sử dụng thuật tốn để tính giá trị riêng ma trận bậc cao Bảng Thuật toán lựa chọn nút Chuyển tiếp dựa giá trị riêng (eigen value) kênh Input: K , H xk k = to K xk Tính λ1,2 theo (10) for { } xk Lựa chọn λk = λ1,2 tính CQIk = λk Lựa chọn κ = arg max{CQIk } k III.1 Lựa chọn nút chuyển tiếp dựa giá trị riêng (Eigenvalue) kênh Ý tưởng lựa chọn nút Chuyển tiếp dựa giá trị riêng xuất phát từ thực tế hệ thống MIMO trị riêng ma trận kênh xem độ lợi lượng kênh [11,12] Kết kênh mà có giá trị riêng lớn có độ lợi lượng Giá trị riêng kênh H ab giải phương trình đặc trưng sau det(H ab − λI ) = 0, (9) Trong I ma trận dạng N × N det(⋅) đa thức đặc trưng ma trận hình thành end for Output: nút κ chuyển tiếp r III.2 Lựa chọn nút chuyển chuẩn véctơ kênh (channel norm) Ý tưởng thuật toán đánh giá độ lợi kênh MIMO cho Chuyển tiếp hai chiều Tiêu chí sử dụng để đánh giá độ lợi kênh MIMO chuẩn (norm) ma trận kênh [9,10] Thuật toán mở rộng cho trường hợp kênh Chuyển tiếp hai chiều, số CQI tương ứng với nút Chuyển tiếp k cho công thức sau: { CQIk = H xk H ab − λI Ma trận H ab ma trận phức 2 } (11) (N × N ) có N giá trị riêng khác Ma trận κ = arg max{CQIk } H ab xem xét có dạng (2 × 2) có giá trị riêng cho bởi: k H - 17 - 2 (12) biểu diễn chuẩn Frobenious H Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT Nút Chuyển tiếp tốt lựa chọn theo công thức (12) Chi tiết thuật toán lựa chọn nút Chuyển chuẩn véc-tơ kênh dạng pseudocode (mã giả) trình bày Bảng Bảng Thuật toán lựa chọn nút Chuyển chuẩn véc-tơ kênh (channel norm) Input: for K , H xk k = to K tính CQIk theo (11) Lựa chọn κ = arg max{CQIk } k end for Output: nút κ chuyển tiếp r III.3 Lựa chọn nút chuyển tiêu chuẩn trung bình hài hồ (harmonic mean) Trong trường hợp nút Chuyển tiếp sử dụng trung bình hài hịa (harmonic mean) thành phần biên độ kênh làm tiêu chí lựa chọn [9,10] Thuật tốn lựa chọn dựa cực đại hóa trung bình hài hịa mở rộng cho trường hợp kênh Chuyển tiếp hai chiều Mỗi nút Chuyển tiếp tồn liên kết Hình Kênh MIMO liên kết có chứa 2x2 kênh thành phần Vì vậy, trung bình hài hịa độ lợi kênh trường hợp tính sau: CQIk = ∑∑ i =1 j =1 (13) hijxk Dựa số chất lượng kênh truyền công thức (12), biểu diễn thuật tốn lựa chọn nút Chuyển tiêu chuẩn trung bình hài hồ dạng pseudocode Bảng Bảng Thuật toán lựa chọn nút Chuyển tiêu chuẩn trung bình hài hịa Input: for IV KẾT QUẢ MƠ PHỎNG IV.1 Mơ hình mơ Để chứng minh lợi thuật tốn mơ hình kênh Chuyển tiếp hai chiều MIMO-PNC, chúng tơi có thực khác mơ MonteCarlo để có BER trung bình Trong kịch mơ đầu tiên, chúng tơi sử dụng mơ hình đơn giản với ba nút, tức nút Cuối nút Chuyển tiếp Để lựa chọn nút Chuyển tiếp, giả định có hai nút Chuyển tiếp vùng phủ sóng nút Cuối Các thuật toán lựa chọn nút sử dụng để chọn nút tốt làm nút Chuyển tiếp Các kênh nút Cuối đến nút Chuyển tiếp giả định chịu ảnh hưởng pha-đinh Rayleigh không tương quan Các nút Cuối trang bị ăng-ten, nút Chuyển tiếp trang bị hai ăng-ten truyền tín hiệu BPSK hai nhánh song song Năng lượng symbol trung bình nút chuẩn hóa Es Nút Chuyển tiếp sử dụng kết hợp ZF, MMSE phần II (0) để ước lượng tín hiệu phát Từ tín hiệu ước lượng mã hóa theo phép ánh xạ modul-2 (XOR) phương pháp LLR Selective để phát quảng bá tới hai nút Cuối Trong mô thứ hai, chúng tơi sử dụng mơ hình tương tự tỷ số Eb /N0 cố định, số lượng nút Chuyển 2 Tập V-1, Số 10 (30), tháng 12/2013 tiếp tăng lên để phân tích hiệu việc lựa chọn nút Chuyển tiếp từ số lượng lớn nút Trong tất mô phỏng, BER trường hợp không lựa chọn nút [1] vẽ lên để so sánh IV.2 Phân tích hiệu suất Hình Hình so sánh hiệu suất BER trung bình thu thuật tốn đề xuất so với trường hợp khơng lựa chọn nút mà [1] đề xuất mơ hình MIMO-PNC sử dụng tách ZF (LLR Selective) Từ Hình Hình thấy rõ ràng ba thuật tốn đề xuất có hiệu suất BER tốt trường hợp không lựa chọn nút mà [1] đề xuất, K , H xk k = to K tính CQIk theo (13) Lựa chọn κ = arg max{CQIk } k end for Output: nút κ chuyển tiếp r tất khu vực Eb /N0 thấp, Eb /N0 cao Cụ thể, BER = 10−3 thuật toán đề xuất lựa chọn nút Chuyển tiếp dựa giá trị riêng ma trận kênh có tỉ số - 18 - Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT Tập V-1, Số 10 (30), tháng 12/2013 Eb /N0 tốt dB (sử dụng tách ZF-LLR) dB suất BER tốt trường hợp không lựa chọn nút (sử dụng tách ZF-Selective) thuật toán đề xuất dựa chuẩn véc-tơ kênh trung bình hài hịa cải thiện đạt 1dB Rõ ràng khoảng cách thuật toán đề xuất lựa chọn nút dựa Eigenvalue lớn nhiều so với thuật tốn đề xuất cịn lại mà [1] đề xuất, tất khu vực Eb /N0 thấp, Eb / N0 cao Cụ thể, BER = 10−3 thuật toán đề xuất lựa chọn nút Chuyển tiếp dựa giá trị riêng ma trận kênh có tỉ số Eb / N0 tốt dB (sử dụng tách MMSE -LLR) khoảng 3, dB (sử dụng tách MMSE-Selective) thuật toán đề xuất dựa trung bình hài hịa (Harmmean) cải thiện dB (sử dụng tách MMSE-LLR, Selective) Thuật toán đề xuất dựa chuẩn (norm) cải thiện 0, dB (sử dụng tách MMSE-LLR) 0, dB (sử dụng tách MMSE-Selective) Hình Phẩm chất BER mơ hình MIMO-PNC dựa ZF (LLR) cho trường hợp lựa chọn nút khác khơng lựa chọn nút, nút chọn Hình Phẩm chất BER mơ hình MIMO-PNC dựa MMSE (LLR) cho trường hợp lựa chọn nút khác khơng lựa chọn nút, nút chọn Hình Phẩm chất BER mơ hình MIMO-PNC dựa ZF (Selecttive) cho trường hợp lựa chọn nút khác không lựa chọn nút, nút chọn Hình Hình so sánh hiệu suất BER trung bình thu thuật tốn đề xuất so với trường hợp không lựa chọn nút mà [1] đề xuất mơ hình MIMO-PNC sử dụng tách MMSE (LLR Selective) Hình Hình thấy rõ ràng ba thuật toán đề xuất (Eigenvalue, norm, Harmmean) có hiệu - 19 - Hình Phẩm chất BER mơ hình MIMO-PNC dựa MMSE (Selective) cho trường hợp lựa chọn nút khác không lựa chọn nút, nút chọn Các công trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT Trong hai phương pháp tách tín hiệu (ZF, MMSE) thấy phương pháp tách MMSE cho phẩm chất BER tốt so với phương pháp tách ZF sử dụng thuật toán lựa chọn nút Chuyển tiếp dựa vào chuẩn (norm) hay trung bình hài hịa (harmmean), cịn thuật tốn lựa chọn nút Chuyển tiếp dựa vào giá trị riêng ma trận kênh cho phẩm chất BER gần giống cho hai phương pháp tách ZF hay MMSE, cụ thể xét Eb / N0 = 30 dB từ Hình 3, Hình 4, Hình Hình phẩm chất BER = 1, × 10−4 Điều thú vị sử dụng phương pháp tách ZF cần biết thông tin trạng thái kênh truyền, phương pháp tách MMSE ngồi thơng tin trạng thái kênh truyền phải biết phương sai tạp âm Tập V-1, Số 10 (30), tháng 12/2013 Hình 7, Hình 8, Hình Hình 11 chúng tơi minh họa hiệu suất BER ba thuật toán thu Eb / N0 = 10 dB, 20 dB trường hợp số nút trung gian ứng cử 2, 3, 4, 5, Có thể thấy ba thuật tốn đề xuất thuật tốn lựa chọn nút dựa giá trị riêng ma trận kênh tốt nhất, thuật toán lựa chọn nút dựa trung bình hài hịa (harmmean) kênh cuối thuật toán lựa chọn nút dựa chuẩn ma trận kênh (channel norm) Tuy nhiên, tương tự [10,11] điều thú vị việc tăng số lượng nút Chuyển tiếp không đạt cải thiện tốt hơn, điều giải thích [10] Bên cạnh đó, điều thực tế suy hao đường truyền không tích hợp vào mơ hình kênh Điều cần có khảo sát thêm để đánh giá Hình Phẩm chất BER thuật toán chọn nút theo số nút ứng cử trường hợp tách ZF (LLR) Hình 10 Phẩm chất BER thuật tốn chọn nút theo số nút ứng cử trường hợp tách MMSE (LLR) Hình Phẩm chất BER thuật toán chọn nút theo số nút ứng cử trường hợp tách ZF (Selective) Từ kết mô thấy thuật tốn lựa chọn nút dựa giá trị riêng mang lại hiệu tốt nhất, thuật tốn dựa trung bình hài hịa, cuối thuật tốn dựa chuẩn ma trận kênh Điều giải thích thơng qua ý nghĩa độ lợi kênh giá trị riêng kênh truyền Lựa chọn kênh với trị riêng lớn tương tương với kênh có độ lợi lớn mang lại phẩm chất BER tốt Thuật tốn trung bình hài hịa vượt trội so với chuẩn ma trận tránh trường hợp hai chặng bị ảnh hưởng lớn pha-đinh - 20 - Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT Tập V-1, Số 10 (30), tháng 12/2013 [2] R AHLSWEDE, N CAI, S Y R LI, R W YEUNG, “Network information flow”, IEEE Trans Inform Theory, vol.46, No.4, 2000, pp 1204-1216 [3] S Y R LI, R W YEUNG AND N CAI, “Linear network coding”, IEEE Trans Inform Theory, vol.49, No.2, pp 1204-1216, Feb 2003 [4] T UNGER AND A KLEIN, “On the Performance of Two-Way Relaying with Multiple-Antenna Relay Stations”, in Proc of 16th IST Mobile and Wireless Communications Summit, Budapest, Hungary, July 2007 [5] S ZHANG, S C LIEW AND P P LAM, “Hot topic: Physical layer network coding”, ACM MobiCom ‘06, Sept 2006, pp 358-365 Hình 11 Phẩm chất BER thuật tốn chọn nút theo số nút ứng cử trường hợp tách MMSE (Selective) V KẾT LUẬN Trong báo này, đề xuất sử dụng kết hợp lựa chọn nút Chuyển tiếp với PNC để tăng chất lượng truyền Chúng tơi sử dụng ba thuật tốn lựa chọn nút Chuyển tiếp cho mạng Chuyển tiếp hai chiều MIMO-PNC Tất thuật toán đạt cải thiện phẩm chất BER so với không lựa chọn nút Chuyển tiếp mà [1] đề xuất Thuật toán lựa chọn nút Chuyển tiếp dựa giá trị riêng ma trận kênh thể ứng viên tốt mặt phẩm chất BER Các thuật toán nêu dựa mơ hình lựa chọn nút phân tán (distributed) thích hợp cho mạng Ad-hoc, mạng thông tin di động tế bào LỜI CẢM ƠN Công trình thực khn khổ Đề tài Nghị định thư mã số 39/2012/HÐ/NÐT Bộ Khoa học Công nghệ tài trợ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S ZHANG AND S C LIEW, “Physical layer network coding with multiple antennas”, in The 2010 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC’10), April 2010 [6] R H Y LOUIE, Y LI AND B VUCETIC, “Practical Physical Layer Network Coding for Two-Way Relay Channels: Performance Analysis and Comparison”, IEEE Trans Wireless Communication, vol.9, No.2, February 2010, pp 764-777 [7] S KIM AND J CHUN, “Network Coding with Linear MIMO Pre-equalizer using modulo In Two-way channel”, in The 2008 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC’08), 2008 [8] Y LI, R H Y LOUIE, “Relay Selection with Network Coding in Two-Way Relay Channels”, IEEE Transactions on Communications, vol.59, No 9, Nov 2010, pp 4489-4499 [9] BLETSAS, A., “A simple cooperative diversity method based on network path selection”, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol.24, No.3, March 2003, pp 659-672 [10] TRAN, X N., NGUYEN, V H., BUI, T T., DINH, T C., “Distributed relay selection for MIMO-SDM cooperative networks”, IEICE Transactions on Communications, vol.E95-B, March 2012, pp 11701179 [11] D H VU, Q T DO, X N TRAN AND V N Q BAO, “Improved Relay Selection for MIMO-SDM Cooperative Communications” Lecture Notes in Electrical Engineering (LNEE), Springer, vol 240, 2013, pp 919-926 [12] ANDERSEN, J B., “Array gain and capacity for known random channels with multiple element arrays - 21 - Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT Tập V-1, Số 10 (30), tháng 12/2013 at both ends”, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol.18, No.11, 2000, pp 2172-2178 Nhận ngày: 25/05/2013 SƠ LƯỢC VỀ TÁC GIẢ VŨ ĐỨC HIỆP TRẦN XUÂN NAM Sinh năm 1976 Nam Định Sinh năm 1971 Thanh Hóa Tốt nghiệp Cử nhân Thông tin Quân sự, Khoa Vô tuyến điện, Trường sĩ quan CHKT Thông tin năm 1999; Kỹ sư ngành Điện-Điện tử Học viện Kỹ thuật Quân năm 2006; Thạc sỹ Kỹ thuật điện tử Học viện Kỹ thuật Quân năm 2009 Hiện Nghiên cứu sinh khoa Vô tuyến điện tử, Học viện Kỹ thuật Quân Hướng nghiên cứu bao gồm: Kỹ thuật truyền dẫn MIMO, phương pháp tách tín hiệu MIMO, truyền thơng hợp tác ĐT: 0979.365.045 Email: vdhiep76@gmail.com Tốt nghiệp thủ khoa chuyên ngành Kỹ sư Thông tin, Khoa Vô tuyến điện tử, Học viện Kỹ thuật Quân năm 1993; Thạc sỹ Kỹ thuật viễn thông Trường Đại học Kỹ thuật Sydney, Australia năm 1998; Tiến sỹ Kỹ thuật Điện tử Trường Đại học Điện-Thông tin, Nhật Bản năm 2003; Nhận chức danh Phó Giáo sư năm 2009 Hiện Phó Chủ nhiệm Khoa Vô tuyến điện tử, Học viện Kỹ thuật Quân Hướng nghiên cứu bao gồm: Kỹ thuật truyền dẫn MIMO, phương pháp tách tín hiệu MIMO, kỹ thuật xử lý không gian thời gian, mã không gian-thời gian, truyền thông hợp tác ĐT: 069-515384 Email: namtx@mta.edu.vn - 22 - ... ba nút, tức nút Cuối nút Chuyển tiếp Để lựa chọn nút Chuyển tiếp, giả định có hai nút Chuyển tiếp vùng phủ sóng nút Cuối Các thuật tốn lựa chọn nút sử dụng để chọn nút tốt làm nút Chuyển tiếp. .. dựa ZF (LLR) cho trường hợp lựa chọn nút khác khơng lựa chọn nút, nút chọn Hình Phẩm chất BER mơ hình MIMO-PNC dựa MMSE (LLR) cho trường hợp lựa chọn nút khác không lựa chọn nút, nút chọn Hình Phẩm... tốn lựa chọn nút Chuyển tiếp cho mạng Chuyển tiếp hai chiều MIMO-PNC Tất thuật toán đạt cải thiện phẩm chất BER so với không lựa chọn nút Chuyển tiếp mà [1] đề xuất Thuật toán lựa chọn nút Chuyển