Trong một hệ thống chuyển tiếp cĩ hai giao thức hợp tác thường gặp : - Giải mã và chuyển tiếp (DF).
- Khuếch đại và chuyển tiếp (AF).
2.4.1 Giao thức Giải mã và chuyển tiếp (Decode – and – forward – DF)
Giao thức chuyển tiếp DF là một ví dụ cho hệ thống viến thơng cĩ khả năng tái tạo tín hiệu nhận được. Các nút chuyển tiếp dựa trên kỹ thuật DF giải mã tín hiệu nhận được và sau đĩ tiếp tục mã hĩa, điều chế và gửi đến đích. Hình 2.2 biểu diễn một sơ đồ đơn giản của hệ thống chuyển tiếp DF.
Ưu điểm chính của phương pháp DF đĩ là việc loại trừ nhiễu tại nút chuyển tiếp. Tuy nhiên, việc địi hỏi nút chuyển tiếp phải trang bị một khối giải điều chế, khối giải mã và tái mã hĩa kênh, khối điều chế dẫn đến sự phức tạp của hệ thống viễn thơng trong thiết kế chế tạo.
Trong hệ thống DF, nút chuyển tiếp giải điều chế tín hiệu nhận được từ nguồn, để ước lượng . Sau đĩ chuyển tiếp tín hiệu đã được ước lượng đến đích để hồn thiện quá trình truyền. Quá trình ước lượng tín hiệu này cĩ thể được thực hiện dưới dạng ký tự (symbol) hoặc tồn bộ từ mã (codeword) bằng việc xem xét hiệu năng cần thiết của hệ thống và độ phức tạp tại nút chuyển tiếp. Tín hiệu yrd nhận được tại đích, được biểu diễn theo cơng thức sau [22]:
R rd x d
y G P h n
rd
(2.16)
với PR là cơng suất phát trung bình tại nút chuyển tiếp và nd nhiễu tại nút đích.
2.4.2 Giao thức Khuếch đại và chuyển tiếp (Amplify-and-forward – AF)
Đối với giao thức AF, nút chuyển tiếp sẽ gửi phiên bản của tín hiệu đã được khuếch đại với một độ lợi nhất định đến nút đích. Mặc dù nhiễu của tín hiệu cũng được khuếch đại bởi phương thức hợp tác AF nhưng nút đích chỉ nhận phiên bản của tín hiệu bị fading độc lập và nút đích cĩ thể đưa ra những quyết định tốt hơn về việc phát hiện thơng tin. Giao thức AF cĩ thể được thực thi trong thực tế, độ phức tạp và tài nguyên tiêu
29
tốn ít hơn so với DF. Một hệ thống chuyển tiếp AF đơn giản được thể hiện ở hình 2.3. Đối với hệ thống này, tín hiệu yrd nhận được tại đích được cho bởi cơng thức [22]:
rd R rd sr d
y G P h y n (2.17)
Chuyển tiếp AF cĩ thể được phân thành hai loại dựa trên thơng tin trạng thái kênh (Channel state information – CSI) tức thời. Một loại với độ lợi cĩ thể thay đổi và một loại cĩ độ lợi cố định. Đối với chuyển tiếp cĩ độ lợi thay đổi được thì tín hiệu được khuếch đại tại nút chuyển tiếp dựa trên CSI tức thời. Mặt khác, độ lợi cố định trong hệ thống AF dựa trên trạng thái trung bình của kênh truyền.
- Chuyển tiếp AF với độ lợi cố định: Thơng số khuếch đại G cĩ được dựa trên trạng thái trung bình của kênh truyền như sau [22]:
2 R sr P G E y (2.18)
Trong đĩ, PRlà cơng suất phát trung bình tại nút R; 2
sr
E y trung bình bình
phương tín hiệu nhận được tại nút đích.
- Chuyển tiếp AF với độ lợi thay đổi được: Thơng số khuếch đại G cĩ được dựa
trên CSI tức thời như sau [22]:
2 R sr P G y (2.19)
Trong đĩ, PRlà cơng suất phát trung bình tại nút R;
2
sr
y là bình phương tín hiệu
nhận được tại R.