Phân tích hiệu năng của hệ thống thông tin vô tuyến thế hệ mới sử dụng kỹ thuật thu thập năng lượng vô tuyến

Đốitượng,phạmvivàphươngphápnghiêncứu a) Đốitượngnghiêncứu

Trướctiên,xâydựngmôhìnhtoánchocácmôhìnhhệthốngnghiêncứu, sau đó sử dụng phương pháp phân tích thống kê và tiến hành phân tích hiệu năngcủa hệ thống dựa trên các tham số hiệu năng quan trọng, đó là xác suất dừng hệthống.  Dựa trên các mô hình/giao thức đề xuất: Lựa chọn các mô hình kênh truyềnfading (Rayleigh, Nakgami-m) phù hợp và xây dựng mô hình toán học.

Cấutrúcluận án

Xácsuấtdừnghệ thốngvôtuyến

Để thấy rừ đƣợc bức tranh nghiờn cứu của cỏc nhà khoa học trờn thế giới vềhệ thống vô tuyến sử dụng kỹ thuật thu thập năng lƣợng vô tuyến, Nghiên cứu sinhkhảo sát đánh giá các công trình nghiên cứu liên quan đã công bố trên các tạp chí,hội nghị quốc tế uy tín để từ đó xác định ra hướng nghiên cứu riêng, xác định mụctiêunghiêncứuvàđềxuấtđƣợcnhữngđónggópkhoahọc.  Đối với hệ thống vô tuyến chuyển tiếp một chiều sử dụng kỹ thuật thu thậpnăng lƣợng, chƣa có nhiều nghiên cứu về kỹ thuật MIMO, truyền song công,kênh truyền ƣớc lƣợng không hoàn hảo (tức là đã có đầy đủ thông tin về trạngtháikênhtruyền(CSI)).TrongthựctếthìrấtkhócóđƣợcCSIđầyđủ.Dođ ó,chỉ khi nghiên cứu với kênh truyền không hoàn hảo sẽ đánh giá chính xác hơn,sát thực hơn về chất lƣợng và hiệu năng hệ thống.

Phântích hiệu năng hệ thống vô tuyến chuyển tiếp một chiều sử dụng kỹthuậtđaanten

Nhƣợc điểm của kỹ thuật này là độ sai lệch sẽ tăngnhanh ở vùng tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu thấp, đặc biệt là các chặng không đối xứng.Với mô hình đề xuất, nghiên cứu sinh đề xuất một kỹ thuật phân tích mới dựa vàophân tích chuỗi của hàm mũ và các kết quả phân tích cho kết quả chính xác hơnphương pháp truyền thống của Nasir và có thể áp dụng cho hệ thống sử dụng nhiềuanten. Các kết quả này đƣợc xác nhận một lần nữatrong hình 2.9, so sánh tỷ số của xác suất dừng xấp xỉ theo kỹ thuật truyền thống vớixác suất dừng mô phỏng và tỷ số của xác suất dừng xấp xỉ theo kỹ thuật đề xuất vớixác suất dừng mô phỏng.

Hệthốngvôtuyếnchuyểntiếp mộtchiềusongcông

Tuy nhiên, còn rất ít nghiên cứumô hình mạng chuyển tiếp song công thu thập năng lƣợng từ nguồn ngoài ổn địnhdoviệcxácđịnhcôngthức toánhọcđánhgiáhiệunăngmạngvôtuyếnphứ ctạphơn và cần có những đề xuất phương pháp giải tích mới để giải quyết bài toán đánhgiá hiệu năng mạng vô tuyến chuyển tiếp song công sử dụng kỹ thuật thu thập nănglƣợngvôtuyến. Quan sát trên đồ thị,có thể thấy rằng can nhiễu nội dôi dư có ảnh hương rất lớn đến hiệu năng hệ thống.Ví dụ nhƣ, khi nhiễu dƣ bằng -10 dB hoặc -20 dB, xác suất dừng hệ thống gần nhƣbão hòa ở giá trị 20 dB.Từ kết quả này chúng ta có thể nhận định rằng để đảm bảohiệu năng hệ thống thì việc thiết kế hệ thống FD cần thiết phải lựa chọn công suấttruyềnphùhợpvàbộloạibỏcannhiễu(SIC)cầncóphẩmchấttốt.

Kếtluậnchương

Với mô hình (iii), NCS đã phân tích hiệu năng hệ thống chuyển tiếp songcông với kênh truyền Nakagami-m, nút nguồn và nút chuyển tiếp thu thập nănglượngtừnguồnngoài.Xácsuấtdừnghệthốngdạngtườngminhđượcxácđịnh.Kếtquả phân tích đã xác định đƣợc giá trị hệ số phân chia thời gian tối ƣu không phụthuộcvàoSNRvàhệsốkênhtruyềnm. Giả sử rằng R nằm trên đường thẳng kết nối giữa nútnguồn A và B và khoảng cách giữa nguồn A và B là chuẩn hóa bằng 1, xem xét 3trường hợp tiêu biểu của R, cụ thể là R rất gần nguồn A tại tọa độ (0.1, 0), R rất gầnnguồn Btạitọađộ (0.5,0),vàRnằmngaygiữa nguồnAvànguồnB tạitọa độ(0.8,. 0).Chọn (xPB,yPB)(0.5,1),=0.3,PPB=10 dB.Tươngtựnhư cácmạ ng chuyển tiếp hai chiều truyền thống, nút chuyển tiếp nằm tại ngay giữa nguồn A và nguồn Bcho xác suất dừng hệ thống thấp nhất, tiếp theo là trường hợp nút chuyển tiếp nằmgần nguồn B và cuối cùng là trường hợp nút chuyển tiếp nằm gần nguồn A.

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNGTHÔNG TIN VÔ TUYẾN NHẬN THỨC SỬ DỤNG KỸ

Kếtquảmôphỏngvàphântích

Nguyên nhânlà trong các phương thức PTS, MBT và SBT, nút nguồn thu thập năng lượng từ cảPB và PT, do đó khi công suất PT tăng lên sẽ tỷ lệ thuận với công suất nhiễu gây rachohệthốngthứ cấp.Kếtquảlàhiệunănghệthốnggiảm.Trongkhiđóvớiphươngthức BS, nút nguồn chỉ thu thập năng lƣợng từ PB nên khi tăng công suất PB sẽ kéotheosự cảithiệnhiệunănghệthống. Nhận thấy xácsuấtdừngcủahệthốngcảithiệnvớicácphươngthứcSBT.Hình4.5cònthểhiện sự phụ thuộc quan trọng của hiệu năng hệ thống vào việc định vị các vị trí của cácnútPBvàPTtrongmạngcũngnhƣvịtrícủachúngđốivớinútnguồnS.Cụthể,khicác nút PB và PT di chuyển gần về phía nút nguồn, hiệu năng của các phương thứctăng lên vì nút nguồn có nhiều cơ hội thu thập đƣợc một lƣợng lớn năng lƣợng.Ngƣợc lại, khi các nút PB và PT di chuyển.

TÀILIỆUTHAMKHẢO

[28] Kaya Tutuncuoglu, Burak Varan, and Aylin Yener, “Throughput Maximization forTwo-way Relay Channels with Energy Harvesting Nodes: The Impact of RelayingStrategies”,IEEETransactionsonCommunications,63(6),pp.2081-. [48] K.T.TruongandR.Heath,"Interferencealignmentforthemultiple-antennaamplify-and- forward relay interference channel," Signals, Systems and Computers(ASILOMAR), Conference Record of the Forty Fifth Asilomar Conference on,pp.1288-1292.