Tối ưu thông lượng mạng chuyển tiếp AF hai chiều với phần cứng không lý tưởng cho truyền năng lượng vô tuyến

9 24 0
Tối ưu thông lượng mạng chuyển tiếp AF hai chiều với phần cứng không lý tưởng cho truyền năng lượng vô tuyến

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

Bài viết trình bày giao thức chuyển tiếp dựa trên chuyển mạch thời gian TSR (Time Switching based Relay) được áp dụng trong hai trường hợp của suy giảm phẩm chất phần cứng xét tại nút trung gian và nút đích và được gọi là: i) giao thức chuyển mạch thời gian cho máy thu nút trung gian không hoàn hảo TSIR (time switching imperfect relay), ii) giao thức chuyển mạch thời gian cho máy thu nút đích không hoàn hảo TSIS (time switching imperfect source).

Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT Tập V-1, Số 15 (35), tháng 6/2016 Tối ưu thông lượng mạng chuyển tiếp AF hai chiều với phần cứng không lý tưởng cho truyền lượng vô tuyến Throughput Optimization in Two-Way AF Relaying Networks under Non-ideal Hardware for Wireless Energy Transfer Đỗ Đình Thuấn Abstract: In this paper, we investigate the performance of energy harvesting enabled two-way relaying network (TWRN) with amplify- and- forward (AF) protocol Particularly, this paper also determines effect of hardware impairments on the outage probability and the throughput To evaluate harvested energy efficiency, we propose energy harvesting policies at relay node and destination node, namely time switching imperfect relay (TSIR), time switching imperfect source (TSIS) Finally, the numerical and simulation results provide practical insights into the impact of transmitted power, level of hardware impairments and energy harvesting time factors on the performance of energy enabled two-way relaying network Keywords: time switching imperfect relay, time switching imperfect source, energy harvesting, twoway relaying network I GIỚI THIỆU Gần đây, khái niệm truyền thông xanh thu hút nhà nghiên cứu, ứng dụng mạng truyền lượng vơ tuyến [1] Ngồi ra, nguồn lượng vơ tuyến thu nhận nhờ lượng mặt trời, gió, chuyển động hay vài tượng vật lý khác Trong nguồn tín hiệu đó, sóng RF thực truyền dẫn đồng thời thông tin lượng xem kỹ thuật hứa hẹn mạng ràng buộc lượng mạng cảm biến không dây, mạng WLAN, thiết bị cầm tay mạng thông tin di động Trước đây, lượng thu qua tần số -5- vô tuyến RF ứng dụng công nghệ RFID Về nguyên lý, lượng thu qua đường vô tuyến tạo dòng điện DC cung cấp cho khối nguồn thiết bị vơ tuyến đặt vị trí khơng thuận lợi việc cung cấp nguồn điện, chẳng hạn cảm biến vô tuyến đặt đường, hay đặt núi cao địa hình xa xôi hiểm trở khác Nhờ thu lượng vô tuyến này, thiết bị kéo dài thời gian hoạt động, đảm bảo thông suốt dịch vụ hay ứng dụng mà thiết bị cung cấp Ngay mạng thông tin di động phổ biến nay, thiết bị điện thoại cầm tay trở nên nhanh chóng cạn kiệt nguồn pin sử dụng ngày nhiều ứng dụng đa phương tiện Trong đó, nhờ áp dụng nguyên lý mạng chuyển tiếp (mạng chuyển tiếp), nút trung gian khuếch đại tín hiệu truyền tín hiệu đến đích giúp mở rộng vùng phủ sóng, cải thiện chất lượng tín hiệu vùng biên trạm thu phát sóng mạng di động hay thiết bị phát sóng WiFi [2] Kết hợp mạng chuyển tiếp với công nghệ truyền lượng vô tuyến giúp cải thiện hiệu suất sử dụng tăng khả chia sẻ lượng phần tử mạng lưới Đặc biệt, loại mạng chuyển tiếp có loại mạng sử dụng tối ưu băng thông truyền dẫn cách truyền tín hiệu song hướng đồng thời, hay gọi mạng chuyển tiếp hai chiều TWRN (Two-way relaying network) Nút chuyển tiếp trung gian mạng TWRN giả sử khơng có nguồn điện cố định mà lượng chủ yếu thu qua tín hiệu RF từ nút nguồn đích tuyến kết nối Điểm đặc biệt nút trung gian giới hạn lượng Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT thu lượng phát thông tin đồng thời Gần cơng bố [3], tác giả trình bày cách kết hợp tối ưu công suất cách thức chọn nút trung gian giúp cực đại hóa thơng lượng mạng chuyển tiếp dùng giao thức khuếch đại chuyển tiếp AF (Amplify-and-Forward) với việc truyền lượng vô tuyến cấp cho nút trung gian Ngoài ra, [4] tác giả phân tích mạng vơ tuyến nhận thức, ngun lý chuyển tiếp tối ưu cho việc cực đại hóa thông lượng người dùng thứ cấp cấp nguồn nhờ lượng vô tuyến Các vấn đề ảnh hưởng tốc độ - lượng dung lượng dừng cực đại lượng thu tối ưu người dùng thứ cấp nghiên cứu [5] Đặc biệt [6], tác giả trình bày tốn mạng chuyển tiếp có phần tử thu nguồn lượng từ tín hiệu nhiễu đồng kênh Tác giả báo đưa biểu thức phân tích cho dung lượng dừng dựa hàm mật độ xác suất tỉ số tín hiệu nhiễu chặng mạng chuyển tiếp Để so sánh ưu/ nhược điểm hai giao thức AF giao thức giải mã chuyển tiếp DF (Decode-and-Forward) mạng chuyển tiếp truyền dẫn song công bán song công tính tốn, phân tích qua việc chia thời gian thu tín hiệu tối ưu Bên cạnh đó, giao thức chuyển tiếp dựa chuyển mạch thời gian TSR (time switching-based relaying) giao thức chuyển tiếp dựa phân chia công suất PSR (power splitting-based relaying) áp dụng mạng thu lượng vô tuyến xử lý thơng tin trình bày chi tiết [7] Tuy nhiên, phần lớn nghiên cứu trước [8-14], tác giả trình bày mạng chuyển tiếp dựa giả thiết mạng dùng phần cứng lý tưởng Trong hầu hết thiết bị vô tuyến thực tế bị ảnh hưởng suy giảm phần cứng, nhiễu pha, cân điều chế vuông pha, khuếch đại công suất phi tuyến [15] Theo khảo sát tác giả, chưa có cơng bố đánh giá suy giảm phẩm chất phần cứng mạng chuyển tiếp dùng truyền lượng vô tuyến Các yếu tố suy giảm chất lượng phần cứng thường thấy thiết bị vô tuyến giá thành rẻ cụ thể hơn, suy giảm làm ảnh hưởng đến việc Tập V-1, Số 15 (35), tháng 6/2016 giảm phẩm chất toàn hệ thống qua tham số dung lượng, thơng lượng tốc độ lỗi kí tự SER (symbol error rate) Trong báo này, chúng tơi phân tích chất lượng mạng chuyển tiếp hai chiều dùng giao thức AF ảnh hưởng suy giảm phẩm chất phần cứng Giao thức AF chọn mạng có nút trung gian khuếch đại tín hiệu thu mà khơng cần giải mã tín hiệu Trong phạm vi nghiên cứu này, báo trình bày giao thức chuyển tiếp dựa chuyển mạch thời gian TSR (Time Switching based Relay) áp dụng hai trường hợp suy giảm phẩm chất phần cứng xét nút trung gian nút đích gọi là: i) giao thức chuyển mạch thời gian cho máy thu nút trung gian không hoàn hảo TSIR (time switching imperfect relay), ii) giao thức chuyển mạch thời gian cho máy thu nút đích khơng hoàn hảo TSIS (time switching imperfect source) Bài báo đưa cơng thức tính gần cho tỉ số tín hiệu nhiễu méo tín hiệu SNDR (signal to noise and distortion ratio) Phần lại báo trình bày tín hiệu mơ hình hệ thống mạng chuyển tiếp AF hai chiều Phần II Các biểu thức cho tính gần tỉ số SNDR chứng minh Phần III Kế tiếp, Phần IV đưa công thức cho xác suất dừng thông lượng tối ưu tính dựa hàm xác suất SNDR phân tích Các kết mơ biện luận nêu Phần V số ý thảo luận cho kết luận phần cuối II TÍN HIỆU VÀ MƠ HÌNH HỆ THỐNG Bài báo xem xét mạng chuyển tiếp hai chiều với nút mạng dùng đơn anten phát Mạng TWRN bao gồm nút nguồn ( A B ) khả truyền dẫn trực tiếp mà thu phát tín hiệu đến đầu xa thơng qua nút trung gian ( R ) Nút trung gian dùng lượng có nhờ thu từ nút nguồn để khuếch đại chuyển tiếp tín hiệu đến nút đích Trong báo sử dụng giả thiết sau:  Thông tin trạng thái kênh CSI (channel state information) ước lượng hồn hảo phía thu -6- Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT nhờ số luợng bit nhỏ dành cho chuỗi huấn luyện hiệu suất băng thơng dành cho tín hiệu có ích thỏa mãn u cầu chất lượng mạng vơ tuyến  Giả sử có nút trung gian khơng có nguồn điện riêng dùng lượng thu qua sóng RF pha thứ cho việc xứ lý thơng tin pha thứ hai nút thường đặt nơi thiếu điều kiện vật chất nguồn điện  Các ảnh hưởng suy giảm phần cứng đo được, kí hiệu  A , R nút nguồn đích tương ứng  Các kênh mạng TWRN kênh fading chậm phẳng tần số, hệ số kênh truyền kênh fading Rayleigh độc lập kênh không đổi thời gian xét T Trong mơ hình tổng qt hệ thống vơ tuyến, tín hiệu thu nút trung gian nút đích thường mơ tả biểu thức sau yR  t   hi xi  t   vR  t   nR  t  , i  A, B (1) yi  t   hi xR  t   vi  t   ni  t  , i  A, B (2) hi kênh truyền fading Rayleigh ni Tập V-1, Số 15 (35), tháng 6/2016 x  i f h  x  e , x0 i i Fh  x    e  x i (3) , x0 (4) i III CHÍNH SÁCH THU NĂNG LƯỢNG CHO CÁC NÚT MẠNG CĨ PHẦN CỨNG KHƠNG LÝ TƯỞNG III.1 Giao thức TSIR Trong TSIR, nút trung gian dùng phần khung thời gian tín hiệu cho việc thu lượng, phần khung thời gian lại cho xử lý thơng tin Khung thời gian tín hiệu dài T chia thành giai đoạn sau:  Giai đoạn đầu tiên,  T dành cho nút trung gian thu lượng từ nút nguồn,  hệ số tỉ lệ thời gian Mạng chuyển tiếp không thu lượng vô tuyến tương ứng với trường hợp  0  Giai đoạn 2, 1    T thời gian cho phát thông tin từ nút nguồn đến nút trung gian  Giai đoạn sau thời gian dành cho truyền thông tin khuếch đại từ nút trung gian đến nút nhiễu Gaussian, t số thời gian, vi méo tín đích 1    T hiệu suy giảm phẩm chất phần cứng thiết bị thu phát vô tuyến Bài báo đánh giá ảnh hưởng suy giảm phần cứng nút đích nút trung gian (gọi nút đích khơng hồn hảo, nút Kí hiệu PA , PB tương ứng công suất phát từ trung gian khơng hồn hảo) Kí hiệu hA , hB hệ số kênh từ nút A đến nút trung gian R nút B đến nút R tương ứng i  kênh trung bình, hay hi hi   hi độ lợi CN  0, i  , i  A, B Biểu thức sau trình bày hàm mật độ xác suất PDF (probability density function) hàm mật độ tích lũy CDF (cumulative density function) tương ứng kênh truyền fading Rayleigh phân bố theo hàm mũ [16] nút nguồn A, B Năng lượng vơ tuyến thu qua sóng RF tạo dòng điện DC dẫn đến sạc cho acquy hay khối nguồn thiết bị nút trung gian Nguồn lượng thu tính  Eh   PA hA  PB hB 2  T , (5)    hiệu suất chuyển đổi lượng phụ thuộc nguyên lý mạch nắn điện cấu tạo mạch thu lượng Vì thế, cơng suất phát nút trung gian PR  Eh 1    T   PA hA  PB hB 2  12  (6) Trong TSIR, giả sử ảnh hưởng suy giảm phẩm chất phần cứng diễn nút trung gian, nên tín hiệu -7- Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT Tập V-1, Số 15 (35), tháng 6/2016 thu nút trung gian mô tả biểu thức sau A  yR  t   PA hA x A  t   PB hB xB  t   vR t   nR t  , nút nguồn A, B nút trung gian tương ứng, vR thành phần méo tín hiệu suy giảm phẩm chất phần cứng thiết bị nút trung gian, vR  P h CN 0, R A A  PB hB  G  PA hA  PB hB 2  1      y A  PR hAG   PA hA x A  PB hB xB  vR  nR  nA  PR PA G hA x A  PR PB hA hBGxB   PR GhAvR  PR GhA nR  nA , yB  PR hBG  (9)  PR PB G hB xB  PR PA hA hBGx A  PR PBG hA hB (11)   (12)  PRG hA  2 A  hA P A PB hA hB hA  PB hB 2  R  hA   (13) 1 4 1  2 2 PA hA  PB hB 2 Việc tính xác suất dừng cơng thức tốn xác dựa biểu thức (13) phức tạp, nên để đơn giản tính tốn, bỏ qua thành phần nhỏ  1   R2  PA hA  PB hB 1  (khi SNR cao) nên biểu 2 thức gần để biểu diễn SNDR là: (10)   * A  PR GhB vR  PR GhB nR  nB Bởi nút nguồn biết tín hiệu phát nhờ có thơng tin trạng thái kênh truyền (CSI) ước lượng xác nên thu nút nguồn loại bỏ thành phần tự nhiễu   R2  SNDR viết lại dạng  Thay giá trị PR từ (5) vào (11), biểu thức 4 PA hA xA  PB hB xB  vR  nR  nB 2 (8) Dựa nguyên lý mạng TWRN, tín hiệu thu hai nút nguồn (để cho đơn giản kí hiệu từ phần trở sau kí hiệu thời gian t lược bỏ): PA hA  PB hB Trong trường hợp mạng dùng thiết bị phần cứng lý tưởng nút trung gian, SNDR biểu diễn [17] A  R  2  Tín hiệu sau thu nút trung gian khuếch đại với độ lợi biến đổi là: 2 PR G hA  2G PR hA   (7) Trong hA , hB kí hiệu kênh fading Rayleigh PR PB G hA hB P A hA  PB hB  1   R2   2  R  hA   1 2 PR G hA xA , PR G hB xB (9), (10) tương hA hB (14) PA 2 2 2  hA   R hA hB  hA  PB PB R ứng, giả sử mức nhiễu nút mạng tương đương phương sai nhiễu  Đáng ý tín hiệu thu nút nguồn mạng TWRN có biểu diễn biểu thức toán tương tự Để đơn giản, báo trình bày tính toán SNDR nút nguồn A sau hA PB hA hB  1   R2  1 PB III.2 Giao thức TSIS Trong giao thức TSIS, giả sử ảnh hưởng suy giảm phẩm chất phần cứng xảy thiết bị nút đích Tín hiệu thu nút đích tương ứng lúc -8- Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT biểu diễn sau y A  PR hAG    * A  PA hA x A  PB hB xB  nR   v A  nA yB  PR hBG    PA hA x A  PB hB xB  nR  vB  nB  PR PB G hB xB  PR PA hA hBGx A   PR GhB nR  vB  nB , với vA , vB méo tín hiệu suy giảm phẩm chất phần cứng gây nút đích A, B tương ứng suy giảm phẩm chất phần cứng phân bố theo  CN 0, A2 PR hA , v  CN 0, B2 PR hB B  Lưu ý TSIS, hệ số khuếch đại tín hiệu thay đổi biểu thức (17): G 2  PA hA  PB hB   2 (17) Tương tự TSIR, báo trình bày cơng thức tính SNDR nút đích A mạng vơ tuyến chuyển tiếp truyền dẫn hai chiều sau: A  PR PBG hA hB 2  A2 hA    2 1  PB hi i  độ lợi trung bình, biểu thức tính xác suất dừng tính   12 Pr    m1  m12  n1  k  n  2 1 m   1 e  1 (21) 1 1   m  k   1   m   m  1        m  1      k K1    1   m  1 1   m   (19)  ,   K1 . kí hiệu hàm Bessel chuyển đổi bậc 1   2 PA hA  PB hB 2 PB hA  giá trị SNDR ngưỡng i  hA   PA A2 hA  PB hA hB  2 dương, 1 , 2 biến ngẫu nhiên không âm,  SNDR lại biểu diễn dạng: PA 2 hA   A2 hA hB  PB Trước hết, báo trình bày biểu thức tính xác suất theo phân tích lý thuyết qua bổ đề bên Bổ đề 1: cho giá trị biến m, n, k số Thay PR từ biểu thức (5) vào (18), cơng thức tính PB hA hB (20) IV.1 Xác suất dừng (18) 2 IV PHÂN TÍCH XÁC SUẤT DỪNG VÀ THÔNG LƯỢNG CỰC ĐẠI PRG hA   PR hA  A2    A2 1  2 hA hB  1   A2  (16)  2  PR GhA nR  v A  nA , hA   PA A2 hA  PB A2 hA hB  2 A  PB hA hB  A2 hA  (15)  PR PA G hA x A  PR PB hA hBGxB  vA Tập V-1, Số 15 (35), tháng 6/2016 1 2 Hồn tồn tương tự phân tích mục III.1, công thức gần cho SNDR viết lại sau: loại Chứng minh: Xem phụ lục Kế tiếp, việc tính xác suất cho tỉ số SNDR giao thức TSIR, TSIS áp dụng bổ đề cách thay biến sau -9- m   R2 , n  2 P , k   1   R2  1 , TSIR P Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT m   , n  1   A A   1    , TSIS ,k  P 2 P 2 IV.2 Thơng lượng cực đại Trong nghiên cứu này, mơ hình truyền tín hiệu mạng TWRN áp dụng nguyên lý truyền trễ giới hạn (delay-limited transmission) Trong đó, tín hiệu thu nút đích cần giải mã tín hiệu thu theo khối tín hiệu độ dài từ mã nhỏ thời gian khung tín hiệu truyền dẫn Ngồi ra, tốc độ bit tín hiệu phát nút nguồn xem cố định Khi đó, biểu thức tính thơng lượng hồn tồn xác định giá trị xác suất dừng SNDR vừa tính phần III báo C TS   1    T T   (22)  1  P  M A   M A  1  P  M B   M B C TS kí hiệu thông lượng chung cho giao A B thức TSIR TSIS; Pout xác suất dừng , Pout A out B out Tập V-1, Số 15 (35), tháng 6/2016 suất sử dụng lượng thu hay ảnh hưởng nhiễu suy giảm chuyển đổi tín hiệu RF sang tín hiệu băng tần sở nằm ngồi phạm vi phân tích báo Do vậy, báo có mơ thiết lập giá trị hiệu suất chuyển đổi lượng   hay hiệu suất chuyển đổi lượng thu vô tuyến 100% Để biểu diễn phẩm chất mạng TWRN, mơ Hình 1, Hình ứng với xác suất dừng cho giao thức TSIR, TSIS ảnh hưởng hệ số suy giảm phẩm chất phần cứng khác hệ số tỉ lệ thời gian thu lượng   0.5 Dễ dàng thấy kết mô phỏng, hệ số suy giảm phẩm chất phần cứng tăng chất lượng hệ thống giảm, đặc biệt tăng giá trị hệ thống tiến tới giới hạn dừng (khi  R  0,15 ) Trong mô thông lượng cực đại Hình 3, A B báo giả sử Pout  Pout  Pout , RA  RB  R cho đơn giản tính tốn thiết lập SNR trung bình nút M A , M B kí hiệu tốc độ bit cố định nút nguồn P /   20 dB Điều đặc biệt hình vẽ biểu nguồn A, B tương ứng, biểu thức tính tốc độ bit diễn thơng lượng cho TSIR, TSIS trùng khít thể giá trị nhau, hay nói khác giá trị thông lượng không phụ thuộc vào ảnh hưởng suy giảm phẩm chất phần cứng diễn nút mạng TWRN Điều giải thích cố định biến công suất phát P , tham số quan trọng liên quan đến hàm mũ (21) m, n thay đổi     M A  log2   A* , M B  log2   B* Rõ ràng thông lượng C TS phụ thuộc vào biến  , P, R , A ,  ,  Giả sử với hệ thống TWRN ứng dụng cụ thể, tham số sau xác định P, R , A ,  ,  , ta tính thơng lượng cực đại dựa việc tìm gia trị tối ưu hệ số thu lượng vô tuyến V KẾT QUẢ MÔ PHỎNG Trong phần này, báo trình bày kết mơ để minh họa cho lý thuyết phân tích qua mô Monte-Carlo với số lần lặp 200000 lần, tham số quan trọng áp dụng chung chương trình mơ gồm PA  PB  P,  A   B   R    1, 1  2  nhỏ so sánh TSIR TSIS, nên ảnh hưởng đến công thức tính xác suất dừng thay đổi nhỏ dẫn đến thông lượng loại TSIR, TSIS Hơn nữa, ta thấy thông lượng tăng thay đổi  từ giá trị đến giá trị tối ưu Điều giải thích tăng giá trị hệ số thời gian thu lượng nhỏ ảnh hưởng tăng công suất thu lượng nút trung gian làm tăng thông lượng, giá trị  vượt qua ngưỡng tối ưu ta thu hiệu số 1    công thức sau giảm làm giảm thông lượng Các mô áp dụng cho hệ thống vô tuyến tốc độ cao   24  (hay bits/ sử dụng kênh) Liên quan đến việc thu lượng vô tuyến, vấn đề hiệu C  M   1    M 1  Pout  M  (23) M kí hiệu tốc độ bit cố định - 10 - Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT VI KẾT LUẬN TSIR Bài báo chứng minh biểu thức tính gần cho SNDR áp dụng mạng chuyển tiếp AF hai chiều từ tính biểu thức xác suất dừng Ngoài ra, báo đề xuất hai giao thức thu lượng truyền thông tin đồng thời qua mạng vô tuyến, cụ thể báo phân tích hai sách thu lượng vô tuyến phụ thuộc tùy vào trường hợp suy giảm phẩm chất phần cứng xảy nút mạng hệ thống TWRN 0.9 Outage Probability at Node A 0.8 0.7 0.6 0.5 R=0, 0.05, 0.1, 0.15 0.4 0.3 0.2 Simulation Analysis 0.1 0 10 15 20 25 30 35 40 P/ (dB) Hình Xác suất dừng nút mạng A theo P  giao thức thu lượng TSIR TSIS Simulation Analysis 0.9 Outage Probability at Node A 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 Tập V-1, Số 15 (35), tháng 6/2016 Các kết mơ cho thấy chọn hệ số thu lượng phù hợp để có thông lượng cực đại cho hai giao thức trình bày TSIR, TSIS Đóng góp đáng kể khác báo đánh giá ảnh hưởng thông số suy giảm phần cứng đến xác suất dừng thông lượng mạng có nút chuyển tiếp trang bị khả thu lượng vô tuyến Đây sở để kỹ sư thiết kế mạng lựa chọn thiết bị phẩm chất đạt yêu cầu phẩm chất định để đảm bảo chất lượng dịch vụ ứng dụng tốc độ cao hệ thống vô tuyến thực tiễn A =0, 0.05, 0.1, 0.15 0.2 PHỤ LỤC 0.1 Chứng minh Bổ đề 1: 10 15 20 25 30 35 40 P/ (dB) 1 , 2 , dùng qui tính tổng xác suất có điều kiện dựa i , i  1, Xét biến ngẫu nhiên độc lập Hình Xác suất dừng nút mạng A theo P  giao thức thu lượng TSIS Giả sử ta tính xác suất có điều kiện cho TSIR, TSIS Throughput(bits/s/Hz) 1.6 R= A =0.05   12 Pr    m1  m12  n1  k  (A.1)    12    Pr    1  f1  x  dx  m1  m12  n1  k  X Simulation Analysis 1.4 1.2 R=A =0.1 0.8 Tiếp tục tính riêng xác suất có điều kiện sau: R= A =0.15 0.6   12 Pr    1   m1  m12  n1  k  0.4 0.2 1 , biểu thức tính xác suất sau: R= A =0 1.8 luật 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9     m12  n1  k   1  F  ,   1 1   m      0,   Hình Thơng lượng cực đại cho giao thức TSIR, TSIS - 11 - m  m  (A.2) Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT Thay (A.2) áp dụng hàm phân bố xác suất (2), (3) vào (A.1), biểu thức (A.1) viết lại  I  1  e    mx  nx  k 2 x 1  m    1 e 1 n  2 1  m  e  x  1 e dx 1  m     x   2 1  m  1  k 2 1  m  x dx Cuối áp dụng cơng thức tính tích phân (3.324.1) [18] [7] A NASIR, X ZHOU, S DURRANI and R A KENNEDY, "Relaying protocols for wireless energy harvesting and information processing," IEEE Trans Wireless Commun., vol 12, no 7, pp 3622-3636, 2013 [8] S LUO, R ZHANG and T J LIM, "Optimal savethen-transmit protocol for energy harvesting wireless transmitters," IEEE Trans Wireless Commun., vol 12, no 3, pp 1196-1217, 2013 (A.3)  Tập V-1, Số 15 (35), tháng 6/2016     exp   x   x dx   K   , sau vài  biến đổi đại số đơn giản ta đạt công thức (21) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] J PARK and B CLERCKX, "Joint wireless information and energy transfer in a two-user MIMO interference channel," IEEE Trans Commun., vol 12, no.8, pp 4210–4221, 2013 [2] M DOHLER AND Y LI, Cooperative communications: hardware, channel and PHY : John Wiley & Sons, 2010 [3] I AHMED, A IKHLEF, R SCHOBER, and R K MALLIK, "Joint power allocation and relay selection in energy harvesting AF relay systems," IEEE Wireless Commun Lett., vol 2, no 2, pp 239-242, 2013 [4] S YIN, E ZHANG, Z QU, L YIN and S LI, "Optimal cooperation strategy in cognitive radio systems with energy harvesting," IEEE Trans Commun., vol 13, no 9, pp 4693-4707, 2014 [5] Z WANG, Z CHEN, L LUO, Z HU, B XIA and H LIU, "Outage analysis of cognitive relay networks with energy harvesting and information transfer," in Proc of International Conference on Communication (ICC), Sydney, Australia, 2014, pp 4348-4352 [6] Y GU and S AISSA, "Interference aided energy harvesting in Decode-and-Forward relaying systems," in Proc of the IEEE International Conference on Communications (ICC), Sydney, Australia, 2014, pp 5378-5382 [9] X ZHOU, R ZHANG and C K HO, "Wireless information and power transfer: architecture design and rate-energy tradeoff," IEEE Trans Commun., vol 61, no 11, pp 4754-4767, 2013 [10] F S AL-QAHTANI, J YANG, R M RADAYDEH and H ALNUWEIRI, "On the capacity of two-hop AF relaying in the presence of interference under Nakagami-m fading," IEEE Commun Lett., vol 17, no 1, pp 19-22, Jan 2013 [11] K.-S HWANG, M JU and M.-S ALOUINI, "On the outage performance of two-way Amplify-and-Forward relaying with outdated CSI over multiple relay network," in Proc of IEEE 24th International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Comm., London, UK, 2013, pp 1-5 [12] S S IKKI and S AISSA, "Performance analysis of two-way amplify-and-forward relaying in the presence of co-channel interferences," IEEE Trans Commun., vol 60, no 4, pp 933–939, 2012 [13] R LOUIE, Y LI, H A SURAWEERA and B VUCETIC, "Performance analysis of beamforming in two-hop amplify and forward relay networks with antenna correlation," IEEE Trans Wireless Commun., vol 8, no 6, pp 3131–3142, 2009 [14] ALI A NASIR, XIANGYUN ZHOU, SALMAN DURRANI, and R A KENNEDY, "Throughput and ergodic capacity of wireless energy harvesting based DF relaying network," in Proc of IEEE International Conference on Communications (ICC), Sydney, Australia, 2014, pp 1-6 [15] J LI, M MATTHAIOU, and T SVENSSON, "I/Q imbalance in two-way AF relaying," IEEE Trans Commun., vol 62, no 7, pp 2271-2285, 2014 [16] G CHEN, O ALNATOUH and J CHAMBERS, "Outage probability analysis for a cognitive amplifyand-forward relay network with single and multi-relay - 12 - Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT selection," IET Commun., vol 7, no 7, pp 1974–1981, 2013 [17] Y LIU, L WANG, M ELKASHLAN, T Q DUONG, and A NALLANATHAN, "Two-way relaying networks with wireless power transfer: policies design and throughput analysis," in Proc of IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM'14) Austin, TX, 2014 [18] I S GRADSHTEYN and I M RYZHIK, Table of Integrals, Series, and Products New York, NY, USA: Academic, 2000 Nhận ngày: 03/11/2014 S LƯỢC VỀ TÁC GIẢ Đ ĐÌNH THUẤN Sinh năm 1980 Phú Yên Tốt nghiệp kỹ sư, thạc sỹ tiến sỹ ngành Vô tuyến Điện tử tương ứng vào năm 2003, 2007 2012 ĐH Quốc gia TP HCM; thực tập sinh tiến sỹ Phòng thí nghiệm Thơng tin vơ tuyến, ĐH Quốc gia Tsing Hua, Đài Loan 2010 Hiện giảng dạy Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP HCM Lĩnh vực nghiên cứu: ước lượng kênh truyền thông vô tuyến MIMO, mạng chuyển tiếp, mạng vơ tuyến 5G, xử lý tín hiệu hệ thống giao thông thông minh Điện thoại: 0918 095 094 Email: dodinhthuan@hcmute.edu.vn - 13 - Tập V-1, Số 15 (35), tháng 6/2016 ... khuếch đại chuyển tiếp AF (Amplify-and-Forward) với việc truyền lượng vô tuyến cấp cho nút trung gian Ngồi ra, [4] tác giả phân tích mạng vô tuyến nhận thức, nguyên lý chuyển tiếp tối ưu cho việc... dụng mạng thu lượng vơ tuyến xử lý thơng tin trình bày chi tiết [7] Tuy nhiên, phần lớn nghiên cứu trước [8-14], tác giả trình bày mạng chuyển tiếp dựa giả thiết mạng dùng phần cứng lý tưởng. .. cơng bố đánh giá suy giảm phẩm chất phần cứng mạng chuyển tiếp dùng truyền lượng vô tuyến Các yếu tố suy giảm chất lượng phần cứng thường thấy thiết bị vô tuyến giá thành rẻ cụ thể hơn, suy giảm

Ngày đăng: 25/10/2020, 22:57

Hình ảnh liên quan

Hình 1. Xác suất dừng ở nút mạn gA theo - Tối ưu thông lượng mạng chuyển tiếp AF hai chiều với phần cứng không lý tưởng cho truyền năng lượng vô tuyến

Hình 1..

Xác suất dừng ở nút mạn gA theo Xem tại trang 7 của tài liệu.

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan