2.1 GIỚI THIỆU THIỆU LÝ THUYẾT
2.1.3 Đánh giá hiệu suất mạng
Trong các kênh truyền thông, mô hình hiệu suất hệ thống là rất quan trọng đối với bất kỳ hệ thống không dây để đánh giá hiệu suất hệ thống và độ tin cậy trước khi thực hiện. Tùy thuộc vào việc thiết kế hệ thống và môi trường nơi mà hệ thống sẽ được sử dụng, hiệu suất của hệ thống sẽ thay đổi. Nghiên cứu các hệ thống không dây với độ tin cậy và chất lượng dịch vụ (QoS) lớn đã được liên tục trong nhiều năm. Tốc độ dữ liệu định sẵn của kênh có một mối quan hệ phi tuyến với xác suất lỗi hoặc xác suất dừng.
Xác suất lỗi tăng theo cấp số nhân cho bất kỳ tỷ lệ vượt quá giới hạn vật lý của các kênh truyền thông, dung lượng kênh. Như vậy, nếu tỷ lệ dữ liệu trên yêu cầu là dưới công suất kênh chúng ta có thể đạt được nó với một tỷ lệ lỗi thấp tùy ý sử dụng điều chế khác nhau và hoặc phương án mã hóa kênh . Biện pháp thực hiện như xác suất lỗi bit (BEP), xác suất dừng (OP) và khả năng của một hệ thống thông tin liên lạc trên các mô hình kênh vô tuyến là trọng tâm chính của nghiên cứu. Mặc dù có hệ thống kênh có nhiều thông số chịu trách nhiệm về hiệu suất của hệ thống, hầu hết các biện pháp thực hiện có thể được đơn giản như là một hàm của tín hiệu thu với nhiễu (SNR) trong
16
nhiễu hệ thống giới hạn hoặc tỷ lệ tín hiệu trên can nhiễu và nhiễu (SINR) trong mạng giao thoa. Ở đây, chúng tôi xác định xác suất lỗi ký tự SEP, xác suất dừng OP
Xác suất lỗi bit: Xác suất lỗi bit được định nghĩa là xác suất Bit xS được gửi và các quyết định thu giải mã là xˆ sao cho xˆ xs .Thông thường, nếu chúng ta có
nguồn bit càng tốt.
P ( e | xi )( xi )
iX
số lượng
(1.1) Với ( e |xi ) ) ˆx( xj x|j xi ). là không gian mẫu của các bit truyền. Các BEP hoặc SEP thường có thể được định nghĩa như là một hàm phi tuyến của máy thu SNR hoặc SINR cho bất kỳ mạng vô tuyến. Các BEP có điều kiện theo một số kênh fading định nghĩa như là:
2
(e | )Ch ( ) exp(ag ( ) ) d
1
Với C và a là hằng số tùy ý và h (ξ) và g (ξ) là hàm tùy ý của sai số tích phân [3]. Mối quan tâm của chúng ta là xây dựng xác suất lỗi trung bình, mà có thể thu được bằng cách tích hợp các BEP có điều kiện với các hàm xác suất SNR, đó là:
f ( ) là hàm mật độ xác suất (PDF) của SNR hoặc SINR tại
đó trong luận án này, xác suất lỗi sẽ được sử dụng để chỉ ra SEP.Một hàm sinh moment (MGF: A moment generating function) sẽ được sử dụng để thể hiện các kết quả SEP qua tín hiệu PSK M-ary:
(e | )
Pe| là SEP có điều kiện. Bây giờ, lấy trung bình trong PDF kênh fading, các SEP trung bình được cho bởi:
17
sin2 ( Với s
M sin2
là viết tắt của các phép tính kỳ vọng thống kê.
Xác suất dừng: Một biến cố mất điện thường được định nghĩa như là một hiện tượng khi một hệ thống không duy trì thông tin liên lạc đáng tin cậy giữa các nguồn và khối . Kể từ khi nhận được SNR / SINR đặc trưng cho chất lượng kênh, xác suất dừng sẽ được xác định trong điều kiện của SNR và SNIR. Xác suất cúp của một hệ thống do đó được định nghĩa là xác suất mà SNR tức thời hoặc SINR rơi xuống dưới ngưỡng SNR được xác định trước và SINR th [3]. Tuy nhiên, trong một số tài liệu được định nghĩa là một hàm của tốc độ mục tiêu R, tức là xác suất mà các tốc độ dữ liệu của một kênh xuống dưới mức đề ra [5]. Theo định nghĩa này,
Với F ( th
mạng có thể thu được từ CDF thể hiện trong các phần của máy thu SNR.Công suất:
công suất kênh chủ yếu là nghiên cứu trong lý thuyết thông tin . Nếu một tín hiệu x được gửi qua một kênh thông tin liên lạc và là tín hiệu nhận được y nguyên tại máy thu, công suất của một kênh được định nghĩa là tối đa của tất cả các mức đạt được R sao cho:
C sup I ( X ; Y )
f X( x)
Với I(X;Y) là các thông tin chung giữa truyền và nhận tín hiệu không gian các biến ngẫu nhiên X và Y tương ứng . Cụ thể, ngõ ra biến ngẫu nhiên Y phụ thuộc vào nguồn biến ngẫu nhiên X và các kênh truyền thông được đưa ra bởi các hàm xác suất
18
có điều kiện fY| X ( y | x) . Shannon cung cấp kết quả công suất lý thuyết cho một kênh AWGN phục vụ một tiêu chuẩn cho các thiết kế hệ thống thực tế và cung cấp thông tin về hiệu quả quang phổ có thể đạt được trong một hệ thống. Các công suất trên kênh fading được đưa ra bởi,
CB log(1 ) f ( ) d
Với B là băng thông kênh truyền và f ( ) là PDF của máy thu SNR[1].