Các mạng không dây với bản chất của chúng sẽ sinh ra nhiễu do truyền đa đường.
Như vậy sẽ tạo ra nhiều bản sao của cùng một tín hiệu tại máy thu, và một máy thu cũng được thiết kế có thể thu tất cả các tín hiệu đa đường. Tuy nhiên, thuật ngữ nhiễu thường được sử dụng cho các tín hiệu đáng lo ngại được tạo ra bởi thiết bị khác hoạt động tại các kênh truyền thông tương tự. Trong thực tế, thiết bị trong mạng đa thiết bị khá thường xuyên chia sẻ cùng một kênh với những thiết bị khác và máy thu thông minh phân tách các tín hiệu. Ngoài ra,các mạng như WiFi và Bluetooth có thể đưa ra nhiễu với nhau cũng như các mạng trong các hệ thống truyền thông băng rộng hoạt động trong cùng khu vực. Xem xét các tác động thực tế, mô hình nhiễu trong các đồng kênh, phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố vật lý, chẳng hạn như sự phân bố không gian của các nhiễu, nhiễu kênh fading và công suất của các nhiễu.
Một khuôn khổ toán học nói chung đã được phát triển trong đó xem xét một mạng mà trong đó các nút nhiễu nằm rải rác theo một quá trình Poisson và hoạt động không đồng bộ trong môi trường không dây (hình.2.8). Một đặc tính xác suất của nhiễu trong một mạng được tạo ra bởi các nút khác đã được phát triển Ở đó cũng nghiên cứu các mô hình nhiễu cho các mạng vô tuyến nhận thức, đặc trưng phân bố thống kê của nhiễu mạng được tạo ra bởi thiết bị thứ cấp và phân tích tác động của các đặc tính truyền sóng không dây trên phân bố như thế.
28
Tx
Rx
Hình 2.8: Nhiễu trong mạng không dây.
Tx và Rx là máy phát và máy thu tương ứng, và tất cả các nút khác trên mặt phẳng là các nút nhiễu. Các nhiễu bên trong vòng tròn chỉ là các nhiễu hoạt động với công suất truyền đủ lớn để góp phần nhiễu tới máy thu Rx.
Cuối cùng phân bố thống kê của nhiễu băng tần siêu rộng tổng hợp tại vị trí bất kỳ trong mặt phẳng hai chiều được đầu tư để phân tích xác suất lỗi trên một hệ thống băng hẹp chịu nhiễu UWB (công nghệ mạng không dây siêu băng rộng ) tổng hợp.
Các mô hình thống kê được phát triển cho mạng một nguồn-đích. Một mô hình hiệu quả cho một mạng lưới đơn chặng tương tự như trong hình.2.8 đã được phát triển trong sự hiện diện của nhiễu. Tác giả trình bày một khuôn khổ toán học, nơi các nhiễu nằm rải rác ngẫu nhiên theo một quá trình Poisson theo không gian. Xác suất lỗi và xác suất dừng đã được đưa ra để nhiễu được tổng hợp như là một hàm của máy thu SNR và tỉ lệ nhiễu trên tiếng ồn (INR), suy hao đường số mũ, và mật độ không gian của nhiễu. Trong [16], các tác giả trình bày về phân tích công suất của các đối tượng mạng bao gồm cả nhiễu và tiếng ồn. Mật độ phổ công suất của nhiễu tổng hợp của mạng cũng được trình bày. Mô hình thống kê cho mạng nhiễu đã được thực hiện cho mô hình kênh SIMO. Các mô hình thống kê cho máy thu cuối SNR hoặc SINR đã được phát triển cho các hệ thống sử dụng một máy thu kết hợp tỷ số cực đại (MRC) . Những mô hình toán học cho hệ thống thu đa anten có thể cung cấp một hàm phân tích cơ bản áp dụng cho các mạng hợp tác. Tuy nhiên, không giống như mạng SIMO, mạng hợp tác cố gắng tránh các vấn đề nhiễu bằng cách giả định phân bổ kênh trực giao với các nút hợp tác. Mạng hợp tác bị nhiễu sóng đã được nghiên cứu rộng rãi .
29
Máy thu kết hợp tỷ số cực đại thường thực hiện tốt nhất trong AWGN hoặc kênh fading, tuy nhiên, trong các mạng nhiễu hiệu suất tối ưu thu được so với máy thu kết hợp tối ưu. Trong khi thực hiện kết hợp tối ưu đòi hỏi phải có kiến thức CSI của nhiễu, MRC có thể được sử dụng bởi đơn giản chỉ là ước lượng kênh tín hiệu. Trong một nghiên cứu, các tác giả đã lấy được PDF và CDF của tín hiệu nhận để tỷ lệ nhiễu (SIR) của một hệ thống hạn chế nhiễu cho MRC với kênh fading Rayleigh và Rician phân bố độc lập và giống nhau (iid). Kết quả sau đó so với trường hợp kết hợp tối ưu.
Xác suất dừng được bắt nguồn khi hệ thống nhiễu dưới mối tương quan giữa kênh fading Rayleigh giả định cân bằng và công suất nhiễu không cân bằng tương ứng trong hệ thống nhiễu hạn chế.Fading ảnh hưởng đến mỗi thiết bị được giả định là có tương quan với ma trận hệ số tương quan giống hệt nhau. Việc thực xác suất hiện lỗi và xác suất dừng trong mạng lưới công suất nhiễu cân bằng trên các kênh fading Nakagami-m được nghiên cứu. Hệ thống sử dụng một sự kết hợp tối ưu thu đã được nghiên cứu . Winters et. al. nghiên cứu việc thực hiện xác suất lỗi trong kênh fading Rayleigh bằng cách sử dụng tối ưu máy thu kết hợp, các tác giả cho rằng một hệ thống hạn chế nhiễu nơi mà lượng công suất nhiễu bằng nhau là lớn hơn so với lượng anten thu là chấp nhận được, và nguồn gốc các xác suất lỗi bit (BEP) của các mạng.
Một kết quả SEP chính xác là đưa ra một số bất kỳ ănten thu và nhiễu trong kênh fading Rayleigh, nhiễu giả định có công suất bằng nhau.
….X …..
I
R
S D
Hình 2.9: Mạng chuyển tiếp hai chặng trong sự hiện diện của nhiễu với sự đa dạng liên kết.
Trong một nghiên cứu khác, các tác giả đã phân tích một mạng lưới hợp tác trong nhiễu cho một mạng ănten có nguồn-đích duy nhất chuyển tiếp thông qua K bộ
30
chuyển tiếp DF. Tất cả các kênh fading (SR và RD và các kênh nhiễu) là độc lập và phân bố giống nhau (iid). Các CDF của tín hiệu nhận được đến tỷ lệ nhiễu (SIR) được bắt nguồn từ giả định một mạng hạn chế nhiễu. Các tác giả đã kết luận nghiên cứu của họ với các đánh giá bằng số của hiệu ứng nhiễu trên mạng chuyển tiếp. Một phân tích hiệu suất thực nghiệm tương tự đã được thực hiện tại .Tỷ lệ lỗi bit (BER) thực hiện đã được nghiên cứu cho một mạng truy cập chuyển tiếp nhiều nơi mà tất cả các nút được trang bị với nhiều ănten. Một STBC đã được sử dụng tại các nút chuyển tiếp để chuyển tiếp các tín hiệu. Hơn nữa, một chiến lược truyền dẫn khác có tên là "IC- Relay-TDMA" đã được đề xuất để loại bỏ nhiễu tại nút chuyển tiếp. Nghiên cứu tác động của sự hợp tác trong một hệ thống nhiễu hạn chế sử dụng các giao thức chuyển tiếp DF trong kênh fading Rayleigh. Nó chia các nút hợp tác sang các khu vực hợp tác khác nhau và định lượng mối quan hệ giữa bán kính khu vực hợp tác và mức độ nhiễu. Chiến lược lựa chọn chuyển tiếp đã được thảo luận cho các mạng nhiễu hợp tác. Khi một mạng lưới hợp tác có CSI có sẵn tại nguồn và tại các nút chuyển tiếp, một chiến lược beamforming có thể được thực hiện. Beamforming cơ bản giảm sự cần thiết của trực giao các kênh chuyển tiếp và do đó cải thiện hiệu quả quang phổ của mạng. Hơn nữa, truyền hợp tác có thể được tránh nhiễu có hại.
Mô hình lớp vật lý cho các mạng chuyển tiếp hợp tác trong nhiễu đã được nghiên cứu rộng .Sau đó trường hợp mà chỉ có các nút chuyển tiếp trải qua nhiễu trong mạng nhiễu hạn chế và nút thu còn lại nhiễu tự do được xem xét. Các nút chuyển tiếp ở đây có thể ước tính CSI tức thời của kênh nhiễu với quy mô đạt được. Bộ chuyển tiếp AF có độ lợi cố định với nhiễu hạn chế được xem xét cho kênh fading Nakagami-m. Xác suất dừng và BER trung bình cho cả hai trường hợp nhiễu tự do và nhiễu giới hạn tại điểm đến được nghiên cứu. Cuối cùng một kết quả gần với xác suất dừng cũng được trình bày.
Tuy nhiên, giả định rằng các thông số độ lợi của bộ chuyển tiếp AF bao gồm các kênh thông tin tức thời hoặc trung bình của nhiễu kênh đòi hỏi khả năng tính toán bổ sung tại các nút chuyển tiếp, và trong một số trường hợp các tín hiệu nhiễu không biết đến sự chuyển tiếp ưu tiên, kỹ thuật này không thể được áp dụng. Hơn nữa, trong nhiều kết quả trước đó tác giả xem xét mạng hợp tác có nhiễu hạn chế. Hiệu suất dừng của một mạng hai chặng đã được nghiên cứu sử dụng một bộ chuyển tiếp cố định đạt được và độ lợi bộ chuyển tiếp AF giả định với một số tùy ý của nhiễu.
Hệ thống này được giả định là một mạng mà nhiễu chi phối với công suất tiếng ồn là không đáng kể so với nhiễu tín hiệu. Dạng kín PDF và CDF của tỉ lệ tín hiệu trên
31
nhiễu (SIR) được trình bày. Tránh tiếng ồn trong hệ thống nhận thường cung cấp một cơ hội để biểu diễn một số các tích phân được sử dụng để có được những CDF và PDF ở định dạng chuẩn. Xác suất dừng sử dụng chuyển tiếp DF trong kênh fading Nakagami-m được nghiên cứu Các tác giả cho rằng đích đến phải đối mặt với một số lượng đáng kể của nhiễu, nhưng tiếng ồn không đáng kể. Các biểu thức thống kê, PDF và CDF của bộ nhận SNR tương ứng được bắt nguồn.