TÌM HIỂU mô HÌNH GIẢI mã và CHUYỂN TIẾP TRONG hệ THỐNG bán SONG CÔNG

TÌM HIỂU MÔ HÌNH
GIẢI MÃ VÀ CHUYỂN TIẾP
TRONG HỆ THỐNG
BÁN SONG CÔNG


MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ...................................................................................................VII
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU............................................................................................VIII
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...........................................................................................IX
CHƯƠNG 1. SƠ LƯỢC VỀ MẠNG 5G....................................................................................1
1.1 GIỚI THIỆU......................................................................................................................1
1.2 BỐI CẢNH........................................................................................................................1
1.3 TRANH LUẬN.................................................................................................................2
1.4 PHÁT TRIỂN....................................................................................................................2
CHƯƠNG 2. MÔ HÌNH GIẢI MÃ VÀ CHUYỂN TIẾP TRONG HỆ THỐNG BÁN
SONG CÔNG.................................................................................................................................3
2.1 GIỚI THIỆU......................................................................................................................3
2.2 NÚT CHUYỂN TIẾP........................................................................................................4
2.3 CHUYỂN TIẾP BÁN SONG CÔNG VÀ SONG CÔNG.................................................4
2.4 CÁC HÌNH THỨC TRAO ĐỔI THÔNG TIN.................................................................5
2.5 MÔ HÌNH GIẢI MÃ – CHUYỂN TIẾP TRONG HỆ THỐNG BÁN SONG CÔNG.....6
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ NHẬN XÉT.........................................................8
3.1 KHẢO SÁT CÔNG SUẤT PHÁT PS..............................................................................8

3.1.1 Mô phỏng......................................................................................................8
3.1.2 Nhận xét......................................................................................................10

2

3.2 KHẢO SÁT PHẦN TRĂM THỜI GIAN THU NĂNG LƯỢNG .................................10

3.2.1 Mô phỏng....................................................................................................10
3.2.2 Nhận xét......................................................................................................12
3.3 KHẢO SÁT TỐC ĐỘ BIT TRÊN MỘT ĐƠN VỊ BĂNG THÔNG ..............................12

3.3.1 Mô phỏng....................................................................................................12
3.3.2 Nhận xét......................................................................................................14
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN...........................................................................................................15
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................................16
PHỤ LỤC A..................................................................................................................................17

3


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
HÌNH 2–1: MÔ HÌNH HỆ THỐNG...........................................................................................6
HÌNH 3–1: XÁC SUẤT DỪNG POUT THEO SỰ THAY ĐỔI CỦA CÔNG SUẤT PHÁT
PS......................................................................................................................................................9
HÌNH 3–2: THÔNG LƯỢNG THEO SỰ THAY ĐỔI CỦA CÔNG SUẤT PHÁT PS........9
HÌNH 3–3: XÁC SUẤT DỪNG POUT THEO SỰ THAY ĐỔI CỦA PHẦN TRĂM THỜI
GIAN THU NĂNG LƯỢNG .....................................................................................................11
HÌNH 3–4: THÔNG LƯỢNG THEO SỰ THAY ĐỔI CỦA PHẦN TRĂM THỜI GIAN
THU NĂNG LƯỢNG .................................................................................................................11
HÌNH 3–5: XÁC SUẤT DỪNG POUT THEO SỰ THAY ĐỔI CỦA TỐC ĐỘ BIT TRÊN
MỘT ĐƠN VỊ BĂNG THÔNG ................................................................................................13
HÌNH 3–6: THÔNG LƯỢNG THEO SỰ THAY ĐỔI CỦA TỐC ĐỘ BIT TRÊN MỘT
ĐƠN VỊ BĂNG THÔNG ...........................................................................................................13

4


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
BẢNG 2–1 GIAO THỨC CHUYỂN TIẾP CHUYỂN MẠCH THEO THỜI GIAN...........7
BẢNG 3–1: THÔNG SỐ MÔ PHỎNG.......................................................................................8
BẢNG 3–2: THÔNG SỐ MÔ PHỎNG.....................................................................................10
BẢNG 3–3: THÔNG SỐ MÔ PHỎNG.....................................................................................12

5


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
G

Generation

IoT

Internet of Thing

LTE

Long Term Evolution

SWIPT

Simultaneous Wireless Information And Power Transfer

HD

Hafl Duplex

FD

Full Duplex

TSR

Time Switching Relaying

AF

Amplify And Forward

DF

Decode And Forward

PDF

Probability Density Function

CDF

Cumulative Distribution Function.

6

Trang 1/21

CHƯƠNG 1. SƠ LƯỢC VỀ MẠNG 5G
1.1 Giới thiệu
5G (thế hệ mạng di động thứ 5) là thế hệ sau của truyền thông tin di động 4G (thế hệ
mạng di động thứ 4), 5G được các nhà phát minh dự đoán có tốc độ nhanh gấp 100 lần
so với 4G. Nhờ vào đó, sẽ mở ra rất nhiều khả năng mới có tác động mạnh mẽ đến
nhân loại chẳng hạn như: xe tự lái có thể đưa ra quyết định quan trọng, gọi điện video
sẽ có hình ảnh độ nét cao, điểu chỉnh việc tắc nghẽn giao thông bằng cách gửi thông tin
về tắc nghẽn thông tin đến các xe trong thời gian thực và 5G có thể được xem là chìa
khóa để mở ra thế giới IoT (Internet of Thing).
Để cung cấp được mạng 5G thì nhà mạng cần phải tăng cơ sở trạm gốc, yêu cầu tần số
cao hơn tần số giao tiếp của điện thoại hiện nay. Dự đoán, mạng 5G sẽ được đi vào sử
dụng vào năm 2020. [1]
1.2 Bối cảnh
Cứ khoảng 10 năm sẽ có một thế hệ điện thoại di động mới được ra đời, cụ thể là: 1G
được Nordic Mobile Telephone giới thiệu năm 1981, 2G được ra mắt năm 1991, 3G
được giới thiệu năm 2001 và thế hệ điện thoại di động thứ 4 được chuẩn hóa vào năm
2012.
Vài năm trước khi một thế hệ điện thoại di động mới ra đời thì các công nghệ tiền đề
cho thế hệ điện thoại di động đó sẽ được giới thiệu. Chẳng hạn như: công nghệ tiền đề
cho 4G là WiMAX ở Hàn Quốc ra mắt năm 2006, còn với 3G thì có tiền đề là hệ thống
CdmaOne/IS95 ở Mỹ năm 1995. 5G bắt đầu được phát triển từ năm 2008 bởi Machineto-Machine Intelligence (M2Mi) Corp.

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công


Trang 2/21

Bắc Mỹ rất có thể sẽ là khu vực đầu tiên ứng dụng 5G vì có dự đoán rằng: vào năm
2019, số thuê bao 4G LTE ở Bắc Mỹ đặt 85%. Hàn Quốc và Nhật Bản cũng được dự
đoán là sẽ sớm triển khai sử dụng 5G.
5G hiện chưa có chuẩn chính thức nhưng 5G sẽ là bước tiến lớn ảnh hưởng mạnh mẽ
để phát triển trong việc khác thác viễn thông. Với hiệu suất cao, độ trễ thấp và tốc độ
nhanh hứa hẹn sẽ mang đến những trải nghiệm vượt bậc cho người tiêu dùng. [1]

1.3 Tranh luận
Vẫn chưa có dự án phát triển 5G chính thức được đưa ra ở thời điểm năm 2013, nhưng
cho rằng sẽ được giới thiệu vào năm 2020.
Thế hệ di động ngày nay thường mang dải tần số mới với băng rộng quang phổ trên
một kênh tần số (30kHz đối với 1G, 200kHz đối với 2G, 20MHz đối với 3G và lên đến
100MHz ở 4G). Thế hệ thứ 4 có birate tăng đến 1Gbit/s.
5G xuất hiện sẽ phản ánh được sự khác biệt lớn nhất giữa 4G và 5G sẽ là gì. Chẳng hạn
như: tốc độ bit, tiêu thụ pin, xác suất dừng, độ trễ, số lượng thiết bị hỗ trợ, tính linh
hoạt, khả năng mở rộng hoặc độ tin cậy truyền thông,… [1]

1.4 Phát triển
Năm 2008, một chương trình “5G hệ thống thông tin di động dựa trên chùm tia phân
chia nhiều truy cập và chuyển tiếp với sự hợp tác nhóm” về 5G được thành lập ở Hàn
Quốc. Năm 2012, Chính phủ Anh thành lập trung tâm đổi mới 5G tại đại học Surrey.
Cũng trong năm 2012, trung tâm nghiên cứu NYU WIRELESS được thành lập chuyên
nghiên cứu 5G trong lĩnh vực y tế và máy tính. Năm 2013, Huawei nhà cung cấp viễn
thông của Trung Quốc đầu tư 600 triệu USD để nghiên cứu về 5G. [1]

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công

Trang 3/21

CHƯƠNG 2. MÔ HÌNH GIẢI MÃ VÀ CHUYỂN TIẾP TRONG HỆ THỐNG
BÁN SONG CÔNG
2.1 Giới thiệu
Thường thì hệ thống thông tin di động hạn chế (energy-constrained communication
systems) bị giới hạn thời gian hoạt động, để duy trì hoạt động thì phải thay pin hoặc sạc
pin định kì, việc này gây tốn kém, bất tiện hoặc ở một số trường hợp là không thể. Vì
vậy, việc thu nhận năng lượng từ thiên nhiên (mặt trời, gió, địa chấn,…) được quan tâm
và được coi là giải pháp hữu ích để kéo dài tuổi thọ của hệ thống thông tin di động. Tuy
nhiên, việc thu nhận năng lượng từ thiên nhiên lại gặp vẫn đề về việc kiểm soát bởi vì
chúng ta không thể kiểm soát được hoạt động của thiên nhiên. Giải pháp để khắc phục
tình trạng trên đó là thu năng lượng qua bức xạ điện từ tần số vô tuyến nhân tạo hay
còn được gọi là chuyển giao năng lượng vô tuyến.
Từ khi tín hiệu vô tuyến có thể mang cả thông tin lẫn năng lượng, các nghiên cứu về
lĩnh vực thông tin vô tuyến kết hợp với chuyển giao năng lượng (SWIPT) đã tăng
mạnh.
Các công trình tiên phong về SWIPT của Varshney và Grover đã nghiên cứu về sự cân
bằng giữa năng lực và năng lượng. Sau đó, các công trình thực tiễn là chuyển mạch
theo thời gian và phân chia theo công suất cho hệ thống SWIPT đã được đề xuất.
Cùng với các công trình nói trên chủ yếu tập trung vào việc truyền một chặng, thì việc
sử dụng Relay thu năng lượng vô tuyến rồi sau đó truyền đi năng lượng đã thu được
cũng được chú ý nghiên cứu. Đặt Relay là phương pháp hiệu quả trong việc giảm ảnh
hưởng gây ra bới Fading, che chắn (Shadowing) và suy hao trên đường truyền (Path
loss). Nhưng các nghiên cứu cho thấy các nút chuyển tiếp bị hạn chế về sử dụng năng
lượng và bị phụ thuộc vào một số phương pháp sạc. [2]
Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công

Trang 4/21

2.2 Nút chuyển tiếp
Nút chuyển tiếp gần đây gây được quan tâm của các nhà khoa học trong cả học thuật
và cả trong công nghiêp vì nó mang nhiều lợi thế (cải thiện thông lượng, đảm bảo việc
truyền tín hiệu, tăng tuổi thọ pin,…). Trong đó, có hai phương pháp chuyển tiếp phổ
biến nhất là giải mã – chuyển tiếp (DF) và khuếch đại – chuyển tiếp (AF).
Đối với phương pháp giải mã – chuyển tiếp, khi nhận được tín hiệu thì nó điều chỉnh
rồi mới truyền tín hiệu đã nhận. Còn đối với phương pháp khuếch đại – chuyển tiếp,
chỉ khuếch đại tín hiệu nhận được rồi truyền đi. Phương pháp giải mã – chuyển tiếp cần
có lớp điều khiển truy cập phức tạp và khả năng xử lý cần có của nó đều cao hơn
phương pháp khuếch đại – chuyển tiếp.
Trong một số mô phỏng, khuếch đại – chuyển tiếp được chứng minh là tốt hơn giải mã
- chuyển tiếp trong điều chế BPSK không mã hóa về tỷ lệ lỗi bit và xác suất ngừng. Và
cũng trong điều chế BPSK không mã hóa, thì giải mã – chuyển tiếp cho thấy sự thua
kém về sự đa dạng so với khuếch đại – chuyển tiếp. [3]
2.3 Chuyển tiếp bán song công và song công
Mô hình bán song công (HD) được áp dụng rộng rãi trong hệ thống vô tuyến chuyển
tiếp thông tin, vì nó có thể đơn giản hóa việc thiết kế và xây dựng hệ thống, tuy nhiên
việc sử dụng mô hình này chịu mất mát lớn trong việc sử dụng quang phổ. Với sự tiến
bộ trong công nghệ anten, khả năng xử lý tín hiệu, nổ lực phục hồi việc mất quang phổ
thì chuyển tiếp song công (FD) là loại chuyển tiếp có thể truyền và nhận cùng lúc trong
cùng băng tần được quan tâm nghiên cứu. Đối với chuyển tiếp này, có cấu hình 2 anten
riêng biệt, 1 anten dùng để nhận thông tin và 1 dùng để truyền thông tin. [2]

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công

Trang 5/21

2.4 Các hình thức trao đổi thông tin
Xem xét hệ thống chuyển tiếp song công, nơi mà năng lượng bị giữ lại ở các nút Relay
là năng lượng được cung cấp năng lượng tín hiệu vô tuyến từ nguồn sử dụng mô hình

chuyển mạch theo thời gian, giao thức khuếch đại
mã - chuyển tiếp (DF) được nghiên cứu. Cung cấp đặc tính thông lượng với ba hình
thức trao đổi thông tin khác nhau: chuyển giao tức thời (instantaneous transmission),
chuyển giao hạn chế trì hoãn (delay constrained transmission) và chuyển giao linh
động trì hoãn (delay tolerant transmission).
Trường hợp khe thời gian tối ưu được nghiên cứu cho những phương thức truyền khác
nhau, chuyển giao song công đạt thông lượng cao hơn đáng kể so với chuyển giao bán
song công trong cả 3 phương hình thức trao đổi thông tin. Trong đó, chế độ chuyển
giao tức thời (instantaneous transmission) đạt thông lượng cao nhất nhưng so với chế
độ chuyển giao hạn chế trì hoãn (delay constrained transmission) thì khoảng cách
chênh lệch thông lượng là khá nhỏ. Hạn chế của chế độ chuyển giao tức thời
(instantaneous transmission) là yêu cầu phải có thông trạng thái kênh tức thời, còn chế
độ chuyển giao hạn chế trì hoãn (delay constrained transmission) chỉ phụ thuộc vào
những số liệu của kênh nên phù hợp với thực tiễn. [2]

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công


Trang 6/21

2.5 Mô hình giải mã – chuyển tiếp trong hệ thống bán song công

Hình 2–1: Mô hình hệ thống

Nguồn S truyền thông tin đến đích D thông qua Relay giải mã và chuyển tiếp R, vì việc
kết nối trực tiếp giữa S và D có thể sẽ bị yếu nên cần sự giúp đỡ từ R để đảm bảo việc
truyền thông tin được ổn định. Relay được sử dụng nhằm để tăng cường khả năng kết
nối để đảm bảo chất lượng thông tin nhận được ở đích D chứ Relay không mang dữ
liệu của riêng nó. Relay nhận năng lượng và thông tin từ nguồn S, sử dụng năng lượng
thu được từ nguồn S để truyền phần thông tin thu được đến đích D.
Quá trình thu thập thông tin và thu năng lượng tại nút chuyển tiếp R được tách ra bằng
cách sử dụng giao thức chuyển tiếp chuyển đổi theo thời gian (TSR). Cho T là khoảng
thời gian chuyền được một kí tự, và ta chia thành 2 khoảng thời gian là αT và (1−α)T.
Giai đoạn 1, R thu nhận năng lượng trong khoảng thời gian αT đầu tiên. Giai đoạn 2, R
nhận được kí hiệu từ nguồn S và giải mã kí hiệu trong khoảng thời gian . Giai đoạn 3,
R chuyển tiếp kí hiệu đã nhận đến D trong khoảng thời gian .

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công


Trang 7/21

Bảng 2–1 Giao thức chuyển tiếp chuyển mạch theo thời gian

Thu năng lượng
tại Relay

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã

Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công

Truyền thông tin
S -> R

Truyền thông tin
R -> D


Trang 8/21

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ NHẬN XÉT
3.1 Khảo sát công suất phát Ps
3.1.1 Mô phỏng
Bảng 3–2: Thông số mô phỏng

Ký hiệu

Giá trị
0.5
0.5
1
3 bps/Hz
0.8
0.3
0-30 dB

Hình 3–2: Xác suất dừng Pout theo sự thay đổi của công suất phát Ps
Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã

Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công


Trang 9/21

Hình 3–3: Thông lượng theo sự thay đổi của công suất phát Ps

3.1.2 Nhận xét
Hình 3-1 cho thấy kết quả là 2 đường xác suất dừng trên mô phỏng Monte Carlo và xác
suất dừng trên công thức xây dựng là trùng nhau, chứng tỏ công thức được xây dựng
đúng. Tương tự với hình 3-2 cho kết quả là 2 đường thông lượng ở trên mô phỏng
Monte Carlo và thông lượng trên công thức xây dụng trùng nhau.
Hình 3-1 cho hình 3-2 ta thấy sự tác động của công suất phát Ps lên hệ thống. Khi Ps
nhỏ (từ 0 đến 5dB) thì xác suất dừng chắc chắn xảy ra đồng nghĩa với việc thông lượng
bằng 0. Khi Ps tăng dần thì xác suất dừng cũng giảm dần đồng nghĩa với việc thông
lượng tăng dần.
Như vậy, để hệ thống hoạt động tốt cần có mức thông lượng tối ưu tức là cần công suất
phát đủ lớn.

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công


Trang 10/21

3.2 Khảo sát phần trăm thời gian thu năng lượng
3.2.1 Mô phỏng

Bảng 3–3: Thông số mô phỏng

Ký hiệu

Giá trị
0.5
0.5
1
3bps/Hz
0.8
0-0.95
30 dB

Hình 3–4: Xác suất dừng Pout theo sự thay đổi của phần trăm thời gian thu năng lượng

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công


Trang 11/21

Hình 3–5: Thông lượng theo sự thay đổi của phần trăm thời gian thu năng lượng

3.2.2 Nhận xét
Hình 3-3 cho thấy kết quả là 2 đường xác suất dừng trên mô phỏng Monte Carlo và xác
suất dừng trên công thức xây dựng là trùng nhau, chứng tỏ công thức được xây dựng
đúng. Tương tự với hình 3-4 cho kết quả là 2 đường thông lượng ở trên mô phỏng
Monte Carlo và thông lượng trên công thức xây dụng trùng nhau.
Hình 3-3 cho thấy khi tăng phần trăm thời gian thu năng lượng thì xác suất dừng sẽ

giảm dần. Còn ở hình 3-4 cho thấy thông lượng đạt cao nhất khi nằm trong khoảng từ
0.1 đến 0.3, và khi tiếp tục tăng thì thông lượng giảm dần.
Như vậy, để đạt được mức thông lượng tối ưu cần có thông lượng đủ lớn và xác suất
dừng đủ nhỏ. Cần chọn phần trăm thời gian truyền năng lượng cần nằm trong khoảng
0.4 đến 0.5 để thỏa điều kiện về thông lượng và xác suất dừng nói trên.

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công


Trang 12/21

3.3 Khảo sát tốc độ bit trên một đơn vị băng thông
3.3.1 Mô phỏng
Bảng 3–4: Thông số mô phỏng

Ký hiệu

Giá trị
0.5
0.5
1
0 – 7 bps/Hz
0.8
0.3
30 dB

Hình 3–6: Xác suất dừng Pout theo sự thay đổi của tốc độ bit trên một đơn vị băng thông

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công


Trang 13/21

Hình 3–7: Thông lượng theo sự thay đổi của tốc độ bit trên một đơn vị băng thông

3.3.2 Nhận xét
Hình 3-5 cho thấy kết quả là 2 đường xác suất dừng trên mô phỏng Monte Carlo và xác
suất dừng trên công thức xây dựng là trùng nhau, chứng tỏ công thức được xây dựng
đúng. Tương tự với hình 3-6 cho kết quả là 2 đường thông lượng ở trên mô phỏng
Monte Carlo và thông lượng trên công thức xây dụng trùng nhau.
Không giống như việc tăng công suất phát và tăng phần trăm thời gian thu năng lượng
đều làm giảm xác suất dừng. Việc tăng tốc độ bit R làm tăng xác suất dừng Pout. Còn
thông lượng tăng đều theo tốc độ bit R cho đến mức thông lượng cao nhất khi R = 5
bit/s/Hz, và sau đó thông lượng giảm dần.
Như vậy, để đạt được mức thông lượng tối ưu cần có thông lượng đủ lớn và xác suất
dừng đủ nhỏ. Cần chọn tốc độ bit có giá trị từ 2 đến 4 bit/s/Hz để thỏa điều kiện về
thông lượng và xác suất dừng nói trên.

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công


Trang 14/21

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN

- Qua Đồ án này, đã tìm hiểu về nút chuyển tiếp, các hình thức chuyển tiếp và các
hình thức trao đổi thông. Từ đó, đã xây dựng lại được công thức xác suất dừng và
thông lượng của mô hình giả mã và chuyển tiếp trong hệ thống bán song công. Mô
phỏng, khảo sát và đánh giá mô hình dựa vào xác suất dừng và thông lượng khi thay
đổi công suất phát, phân trăm thời gian thu năng lượng và tốc độ bit trên 1 đơn vị băng
thông.
- Từ Đồ án này, có thể phát triển tiếp tục tìm hiểu về mô hình khuếch đại và chuyển
tiếp trong hệ thống bán song công để so sánh hiệu năng của mô hình giải mã và chuyển
tiếp với mô hình khuếch đại và chuyển tiếp trong hệ thống bán song công. Hoặc phát
triển tìm hiểu về mô hình giải mã và chuyển tiếp trong hệ thống song công để so sánh
hiệu năng giữa hệ thống song công và hệ thống bán song công ở mô hình giải mã và
chuyển tiếp.

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công


Trang 15/21

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] .
[2] Caijun Zhong, Senior Member, IEEE, Himal A. Suraweera, Member, IEEE, Gan
Zheng, Senior Member, IEEE, Ioannis Krikidis, Senior Member, IEEE, and Zhaoyang
Zhang Member, IEEE, Wireless Information and Power Transfer with Full Duplex
Relaying.
[3] Georgy Levin and Sergey Loyka, Amplify-and-Forward Versus Decode-andForward Relaying: Which is Better?

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong

Hệ Thống Bán Song Công


Trang 16/21

PHỤ LỤC A
XÂY DỰNG CÔNG THỨC
Giai đoạn thu năng lượng
Từ mô hình hình 2.1 ta có:
Trong đó:
 : tín hiệu thu được tại Relay
 : độ lợi S -> R
 : nhiễu trắng tại Relay
 Năng lượng thu được tính toán bởi công thức:
Trong đó:
 : hệ số chuyển đổi năng lượng
 : công suất phát tại nguồn S
 : phần trăm thời gian của quá trình truyền thông tin
 : Thời gian truyền thông tin
 Tỉ số tín hiệu trên nhiễu:
Trong đó:
Từ (1), (3) và (4) ta có tỉ số tín hiệu trên nhiễu ở giai đoạn truyền năng lượng là:
Giai đoạn truyền thông tin
 Công suất phát tại Relay:
Đặt
Khi đó từ (6) ta có là:
Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công

Trang 17/21

Từ mô hình hình 2.1 ta có:
Trong đó:
 : tín hiệu thu được tại đích D
 : độ lợi R -> D
 : nhiễu trắng tại đích D
Từ (3) và (8) ta có:
Từ (8) và (10) ta có tỉ số tín hiệu trên nhiễu ở giai đoạn truyền thông tin là:
Xác suất ngừng
Theo định luật Shannon ta có:
Trong đó: là dùng lượng kênh
Để xác suất ngừng xảy ra thì:

Trong đó: là tốc độ bit trên 1 đơn vị băng thông (bit/s/Hz)
Đặt ngưỡng , khi thì hệ thống sẽ ngừng hoạt động, nên xác suất ngừng được tính toán
như sau:
Đặt , . Khi đó từ (5), (9) và (11) ta có:

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công


Trang 18/21

Từ (12) đặt , khi đó ta có

Hình 0–1: Phân tích xác suất

Dựa vào phân tích xác suất Hình 0-1 với S là phần xác suất thỏa ta có:

Hàm mật độ xác suất (pdf):
Hàm phân bố xác suất
Từ hàm pdf và cdf ta có:

Từ (14), (15) và (16) ta có:
Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công


Trang 19/21

Từ (12) và (17) ta có xác suất dừng:

 Thông lượng (throughput) được tính toán bởi công thức:

Tìm Hiểm Mô Hình Giải Mã
Và Chuyển Tiếp Trong
Hệ Thống Bán Song Công