ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ CHUYỂN TIẾP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG
SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC
GIẢI MÃ VÀ CHUYỂN TIẾP

1


MỤC LỤC

2


DANH MỤC HÌNH VẼ

3


DANH MỤC BẢNG BIỂU

4


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
1G

First Generation

2G

Second Generation

3G

Third Generation

3GPP

3rd Generation Partnership Project

4G

Fourth Generation

5G

Fifth Generation

AF

Amplify and Forward

AMPS

Advanced Mobile Phone System

CDMA

Code Division Multiplex Access

D-AMPS

Digital Advanced Mobile Phone System

DF

Decode and Forward

FDMA

Frequency Division Multiplex Access

FM

Frequency Modulation

GSM

Global System for Mobile Phone

IEEE

Institude of Electrical and Electronics Engineers

LTE

Long Term Evolution

NMT

Nordic Mobile Telephone

OFDM

Orthogonal Frequency Division Multiplexing

PDC

Personal Digital Cellular

PSR

Power Splitting based Relaying

SMS

Short Message Services

SNR

Signal to Noise Ratio

TACS

Total Access Communication System

TDMA

Time Division Multiplex Access

5


TSR

Time Switching Relay

UMTS

Universal Mobile Telecommunications System

WiMAX

Worldwide Interoperabilitity for Microwave Access

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 7/49

CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THÔNG TIN
DI ĐỘNG

1.1 Giới thiệu
Hệ thống thông tin di động là hệ thống liên lạc với được nhiều điểm truy cập khác
nhau trên một vùng địa lý. Thông tin di động trong những năm gần đây phát triển nhanh

về số lượng người dùng, chất lượng dịch vụ, các ứng dụng dịch vụ đa phương tiện. Sự
phát triển này dẫn đến sự gia tăng nhanh trong.nhu cầu về phổ tần số trên toàn thế giới, là
một thử thách không.hề nhỏ không những ở hiện tại mà sẽ còn tiếp diễn trong tương lai.
Sau nhiều năm.phát triển, thông tin di động trải qua rất nhiều giai đoạn phát triển
quan trọng. Từ hệ thống di động tương tự thế hệ thứ.nhất.đến hệ thống thông tin di động
số thế hệ thứ hai kế tiếp là hệ thống thông tin di.động băng rộng thế hệ thứ ba và phát
triển lên hệ thống thông tin di động đa phương.tiện thế hệ thứ tư đang được triển khai.trên
phạm vi toàn cầu và thế hệ thông tin di động thế hệ thứ năm đang được nghiên cứu tại
một số nước.
Với sự bùng nổ.tốc độ.của hệ thống di động 5G, thì hệ thống di động 5G sẽ được
ứng dụng rộng rãi cho.rất nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Việc triển khai hệ thống di động
5G là vấn đề trong.tương lai gần. Nhưng trước xu hướng phát triển về công nghệ.viễn
thông và đặc biệt là công nghệ thông tin di động, thì việc nghiên cứu và.tìm.hiểu về hệ
thống thông tin di động 5G là cần thiết.
Trong bài này, xem xét một mạng chuyển tiếp Decode and Forward (DF) dựa trên
việc thu hoạch năng lượng không dây. Node chuyển tiếp thu năng lượng thông qua các tín
hiệu tần số vô tuyến từ nút nguồn. Tiếp theo, nút chuyển tiếp sử dụng năng.lượng thu

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 8/49
hoạch được để chuyển tiếp thông tin nguồn đã giải mã đến đích. Node nguồn chuyển năng
lượng và thông tin tới nút chuyển tiếp thông qua hai cơ chế: Chuyển mạch dựa trên
chuyển mạch thời gian (Time Switching Relay) và chuyển mạch theo phân chia công suất
(Power Slittping Relay). Xét việc thu năng lượng tại nút chuyển tiếp, ta sẽ thu được các
biểu thức phân tích chính xác về công suất, thông lượng và dung lượng của mạng chuyển

tiếp DF cho cả TSR và PSR. Thông qua phân tích số, ta nghiên cứu thông lượng của hệ
thống bởi các thông số hệ thống khác nhau, chẳng hạn như thời gian thu hoạch năng
lượng, tỉ lệ phân chia công suất và tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR).
1.2 Hệ thống thông tin di động tương tự 1G
1G là mạng di động không dây đầu tiên, nó sử dụng các anten thu và phát sóng gắn
ngoài, kết nối tín hiệu analog tới các trạm thu phát và nhận xử.lí các.tín hiệu thoại thông
qua module gắn trong di động. Là hệ thống di động tương tự sử dụng phương pháp đa
truy nhập phân chia theo tần số FDMA và theo phương.pháp điều chế tần số FM.
Một số hệ thống 1G điển hình:
-

NMT: Nordic Mobile Telephone sử dụng băng tần 450 MHz. Là chuẩn dành cho

-

các nước ở Bắc Âu vào năm 1981.
AMPS: Advanced Mobile Phone.System triển khai tại Bắc Mỹ vào năm 1978 tại

-

băng tần 800MHz.
TACS: Total Access Communication System triển khai tại Anh vào năm 1985, là
hệ thống thông tin truy cập tổng thể.

Ưu – nhược điểm: Dịch vụ đơn giản là thoại với chất.lượng thấp, có tính bảo.mật kém, dễ
bị nhiễu và vùng phủ sóng hẹp.
1.3 Hệ thống di động số 2G
Hệ thống mạng 2G được đặc trưng bởi công.nghệ.chuyển mạch kĩ thuật số (Digital
Circuit Switched), kỹ thuật này chiếm ưu thế hơn. Dịch vụ của 2G cũng được cải tiến hơn

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 9/49
trước, ngoài dịch vụ thoại còn có dịch.vụ nhắn.tin đơn giản gọi là SMS. Phương thức.truy
cập chủ yếu là TDMA và CDMA.
Một số hệ thống 2G điển hình:
-

GSM (Global System for Mobile Phone): Sử dụng phương thức truy cập TDMA và

-

được.triển khai ở châu Âu.
D-AMPS (IS-136-Digital Advanced Mobile Phone System): Sử dụng phương.thức

-

TDMA và được.triển khai ở Mỹ.
PDC (Personal Digital Cellular): Sử dụng phương.thức TDMA và.đã được triển

-

khai tại Nhật Bản.
IS-95 (CDMA one): Sử dụng phương thức truy.cập CDMA và được triển khai tại
Hàn Quốc và Mỹ.

Ưu điểm: Chất lượng thoại.được cải thiện hơn, dung lượng tăng, hỗ trợ dịch vụ số liệu,
bảo mật.thông tin tốt, chống nhiễu và fading tốt hơn, cung cấp linh hoạt dung lượng kênh
cho từng người sử dụng, cho phép chuyển giao lưu.lượng mềm giữa nhiều vùng phủ sóng.
Nhược điểm: Không xử lý được các.dữ liệu phức tạp và độ khó cao, đồng bộ phức tạp,
cần nhiều mạch xử lý số.
1.4 Hệ thống di động 3G
3G là thế hệ chuẩn công.nghệ điện thoại di động, cho phép truyền cả dữ liêu thoại
với chất.lượng tốt và ngoài chức năng thoại như là: Tải dữ liệu, gửi mail, tin nhắn nhanh,
hình ảnh, internet, video, định vị vị trí GPS...
3G bao gồm cả hai hệ thống là chuyển mạch gói.và chuyển mạch kênh, 3G sử
dụng kỹ thuật đa truy cập CDMA và W-CDMA với băng thông rộng.
Các chuẩn thương mại của mạng 3G:
-

W-CDMA (3GPP): Nền tảng của hệ thống UMTS, dựa trên kỹ thuật CDMA trải

-

phổ dãy trực tiếp (trước đây gọi là UTRA FDD).
CDMA 2000 (3GPP2): Thế hệ kế tiếp của các chuẩn 2G CDMA và IS-95.

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 10/49
-

TD-CDMA (Time Division CDMA, 3GPP): Chuẩn thương mại áp dụng hỗ hợp

-

của TDMA và CDMA.
TD-SCDMA: Đang được phát triển ở Trung Quốc bởi công ty Datang và Siemens.

Ưu điểm: Hỗ trợ các gói tốc độ dữ liệu cao, dịch vụ định vị toàn cầu GPS, tăng hiệu quả
sử.dụng phổ tần, dung lượng mở.rộng và lớn, hỗ trợ dữ liệu và thoại tốt hơn, dịch vụ
đa.phương tiên được mở rộng.
Nhược điểm: Đòi hỏi băng.tần rộng và cần chi phí cao.
1.5 Hệ thống mạng 4G
4G là mạng di động thế hệ thứ tư hay.được gọi là LTE do 3GPP phát triển. 4G là
chuẩn hiện tại của thiết.bị không dây, cung cấp kết nối mọi lúc mọi nơi, dịch vụ tốc độ dữ
liệu cao, công nghệ vô tuyến hỗ.trợ băng.thông một cách linh hoạt, phục vụ đa phương
tiện nhanh và đa dạng . Phương thức điều chế gồm: OFDM, MC-CDMA. Tốc độ bit: 20100 Mb/s, tốc độ tối đa trong điều kiện lý tưởng đạt tới 1-1,5 Gb/s.
WiMAX (Worldwide Interoperabilitity for Microwave Access) là công nghệ dựa
trên chuẩn IEEE 802.16 và được.ITU-R công nhận là một chuẩn của 3G. WiMAX cung
cấp băng thông và phạm vi phủ sóng rộng hơn so với Wi-fi, hứa hẹn tạo ra kết nối tốc độ
cao cho cả thuê bao di động và thuê bao cố định. WiMAX có các chuẩn như sau: IEEE
802.16/ IEEE 802.16a/ IEEE 802.16b, IEEE 802.16c…
LTE là công nghệ chuẩn hóa.bởi 3GPP, trước đó 3GPP cũng đã cho ra đời HSPA
trên nền tảng W-CDMA của 3G nhằm tăng tốc độ dữ liệu.
Cả WiMAX và LTE đều dùng phương thức đa truy cập phân chia theo tần số trực
giao OFDMA. Lợi thế của LTE so với WiMAX là phát triển từ nền tảng của GSM có sẵn,
còn WiMAX là một mạng lưới mới hoàn toàn.
Ưu điểm: Tốc độ cao hơn nhiều so với mạng 3G, dung lượng lớn hơn và phục vụ mọi lúc,
mọi nơi.
Nhược điểm: Đòi hỏi cần phải có thiết bị hiện đại, tiêu hao pin của thiết bị nhanh.

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 11/49
1.6 Tóm tắt
Bảng 1-1: Tóm tắt các thế hệ di động

Thế hệ di động

Hệ thống

Dịch vụ chung

Chú thích

1G

AMPS, TACS,
NMT

Thoại

FDMA, tương tự

2G

GSM, IS-136, IS-95

Chủ yếu tiếng thoại
và kết hợp tin nhắn
ngắn.

TDMD, CDMA, công
nghệ số, băng hẹp.

3G

CDMA 2000,
UMTS

Truyền dẫn thoại và
dịch vụ đa phương
tiện.

W-CDMA, băng rộng,
chuyển mạch gói, tốc độ
2Mbps.

LTE, WiMAX

Truyền dẫn thoại, số
liệu, đa phương tiện
tốc độ cực cao.

OFDMA, tốc độ cao,
chuyển mạch gói, tốc độ
dữ liệu 100Mbps.

4G

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 12/49

CHƯƠNG 2.

TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH CHUYỂN TIẾP

2.1 Các hiện tượng ảnh hưởng tới kênh truyền
-

Hiện tượng đa.đường (Multiparth):

Hình 2-1: Hiện tượng đa đường [1]

-

Hiệu ứng Doppler:

Hình 2-2: Mật độ phổ

-

Suy
hao
Hiệu ứng bóng râm (Shadowing)

của tín hiệu thu

đường truyền

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 13/49
2.2 Truyền thông hợp tác
2.2.1 Tổng quát
Truyền thông hợp tác đã được ứng.dụng nhiều trong các hệ.thống thông tin vô
tuyến như mạng di động tế bào và mạng cảm biến không dây.
2.2.2 Giao thức truyền thông hợp tác
Một hệ thống truyền thông hợp.tác đặc trưng được thiết kế bởi hai bước:
Bước 1: Một nguồn phát thông tin cho đích.đến nó, và thông.tin đó cũng nhận được tại
nút chuyển tiếp cùng thời gian.
Bước 2: Nút chuyển tiếp có thể giúp nguồn bằng cách truyền đi hoặc truyền lại.thông tin
tới đích.
2.2.3 Mô hình kênh chuyển tiếp
Mạng truyền thông hợp tác hoạt.động thông qua các kênh chuyển tiếp và các thiết
bị đầu cuối. Mô hình kênh chuyển tiếp gồm có 3 nút: Nút nguồn (S), nút relay (R), nút
đích (D).
2.2.4 Phân loại mô hình chuyển tiếp

-

Chuyển tiếp hai chặng: Dùng một nút relay để chuyển.thông tin từ nguồn đến đích.
S

R

D

Hình 2-3: Chuyển tiếp hai chặng

-

Chuyển tiếp đa chặng: Dùng hai hay nhiều nút relay để chuyển thông.tin từ nguồn
đến đích.

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 14/49
Hình 2-4: Chuyển tiếp đa chặng

2.3 Các cơ chế truyền dẫn chuyển tiếp
Giao thức khuếch đại và chuyển tiếp cố định AF (Amplify and Forward)
Giao thức AF: Là giao thức khuếch đại và chuyển tiếp cố định. Tín hiệu truyền từ
nguồn đến nút relay được khuếch đại lên và sau đó nút relay sẽ.truyền tín hiệu đã được
khuếch đại này đến đích.

Hình 2-5: Giao thức AF

Giao thức giải mã và chuyển tiếp DF (Decode and Forward)
Giao thức DF: Là giao thức giải mã và chuyển tiếp cố định, tín hiệu truyền từ
nguồn đến nút relay và sau đó sẽ.được giải mã sau.đó mã hóa lại và truyền tới đích.

Hình 2-6: Giao thức DF

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 15/49

CHƯƠNG 3.

ĐÁNH GIÁ XÁC SUẤT DỪNG VÀ THÔNG LƯỢNG

3.1 Hệ thống mạng 5G
Hiện nay, hệ thống mạng 4G đang triển khai trên thế giới nhưng với nhu cầu ngày
càng cao của con người nên cần phải nghiên cứu, tìm hiểu và phát triển một thế hệ mạng
mới. Mạng 5G là thế hệ di động thế hệ kế.tiếp sau mạng 4G và hiện nay đang được
nghiên.cứu bởi nhiều nước khác nhau trên thế giới. 5G sẽ có nhiều tính năng vượt trội
hơn hẳn 4G, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của con người.
Mục tiêu của mạng 5G:
-

Một mạng di động siêu hiệu quả và mang.lại một mạng lưới hiệu suất tốt hơn cho

-

chi phí thấp hơn.
Một mạng di.động siêu nhanh.
Một mạng lưới sợi dây hội tụ, phủ sóng và bảo mật tốt hơn.
Tốc độ truyền.tải lớn hàng Gbps, cung cấp các ứng dụng đa phương.tiện và nhiều
ứng dụng hiện đại phục vụ cho cuộc sống.

3.2 Chế độ truyền dẫn
-

Đơn công (Simplex): Thông tin chỉ truyền theo một hướng.
Bán song công (Half-duplex): Thông tin truyền theo được hai chiều nhưng.không

-

đồng thời và tại mỗi thời điểm thông tin chỉ truyền theo một hướng.
Song công (Full-duplex): Thông tin có thể truyền theo được hai.chiều tại một.thời
điểm trên tuyến dữ liệu.

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 16/49
3.3 Đánh giá thông lượng và xác suất dừng trong hệ thống song công sử dụng chuyển

tiếp DF
3.3.1 Mô hình hệ thống song công phân chia theo công suất
f
yR

xR
yD

R
xS

g

h
Relay

S

d1

D

d2

Nguồn

Đích

Mô hình hệ thống
Mô hình hệ thống chuyển tiếp song công phân chia theo công suất gồm 3 nút: Nút

nguồn, nút relay và nút đích. Giả thiết rằng không có liên kết giữa nút.nguồn và nút đích
và thông tin sẽ được.truyền từ nút nguồn đến nút đích thông qua nút relay.
Hình 3-1: Mô hình hệ thống song công

Quá trình truyền thông tin
T
Thu năng lượng (Energy Havesting)

SRD

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 17/49

T/2

T/2
Hình 3-2: Quá trình truyền thông tin

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 18/49

Delay-Limited-Transmission:
Dựa vào mô hình hệ thống, giả sử rằng d1 và d2 là 1 Km, tín hiệu nhận được ở relay:
(3.1)
Trong đó:
-

, : Tín hiệu nhận.tại nút relay và nút đích.
, : Tín hiệu phát đi.tại nút nguồn và nút relay.
,: Hệ số kênh truyền, : Kênh tự nhiễu tại nút relay.
, : Nhiễu AWGN ở nút relay và nút đích với phương sai .
: Hệ số chuyển đồi công suất.

Quá trình truyền chia thành hai giai đoạn:
-

Giai đoạn 1: Relay thu năng lượng từ nút nguồn trong thời gian T/2.
Giai đoạn 2: Truyền thông tin đến đích trong khoảng thời gian T/2 còn lại.

Năng lượng Eh thu được tại nút relay:
(3.2)
Khi đó công suất tại relay được tính như sau:

(3.3)
Trong đó:
- T: Thời gian tín hiệu truyền từ S đến D.
- : Hiệu suất chuyển đổi năng lượng.
- Công suất nguồn.
Dựa vào mô hình hệ thống, giả sử rằng d1 và d2 là 1 Km, tín hiệu nhận được ở relay:
(3.4)
Tỉ số SNR

Từ tín hiệu , nhận tại nút relay và nút đích ta suy ra , như sau:
(3.5)
(3.6)

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 19/49
Tỉ số tín hiệu trên nhiễu của hệ thống song công với chuyển tiếp DF:

(3.7)
(3.8)
Xác suất dừng
(3.9)
(3.10)

(3.11)

Áp dụng công thức Bessel
(3.12)
Thông lượng:
(3.13)
Delay-Tolerant-Transmission:
Dung lượng :
(3.14)
Dung lượng :
(3.15)

Ergodic capacity của TSR được tính bởi công thức:

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 20/49
(Phần chứng minh công thức từ (3.5) đến (3.15) trong Phụ Lục A mục 1)
3.3.2 Mô hình hệ thống song công phân chia theo thời gian
T
Thu năng lượng (Energy
Harvesting)
αT

S

R

D

(1-α)T

Hình 3-3: Truyền thông tin trong hệ thống song công

Quá trình truyền thông tin giữa nút nguồn và nút đích được chia thành hai giai đoạn:
-

Giai đoạn 1: Relay thu năng lượng từ nút nguồn trong thời gian αT.

Giai đoạn 2: Truyền thông tin đến nút đích trong.khoảng thời gian (1 – α)T còn
lại.

Delay-Limited-Transmission:
Dựa vào mô hình hệ thống, giả sử rằng d1 và d2 là 1 Km, tín hiệu nhận được ở relay:
(3.16)
Trong đó:
-

, : Tín hiệu nhận.tại nút relay và nút đích.
, : Tín hiệu phát đi.tại nút nguồn và nút relay.
,: Hệ số kênh truyền.
: Kênh tự nhiễu tại nút relay.
, : Nhiễu AWGN ở nút relay và nút đích với phương sai .

Năng lượng thu được tại nút relay:
(3.17)
Khi đó công suất tại relay được tính như sau:
(3.18)
(3.19)
Suy ra

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 21/49
(3.20)

Trong đó:
-

α: Hệ số thời gian chuyển đổi, với 0<α<1.
T: Thời gian tín hiệu truyền từ nút nguồn đến nút đích.
: Hiệu suất.
Công suất của nguồn.

Dựa vào mô hình hệ thống, giả sử rằng d1 và d2 là 1 Km, tín hiệu nhận được ở nút đích:
(3.21)

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 22/49
Tỉ số SNR
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu dùng trong hệ thống giải.mã và chuyển tiếp được chia làm
2 chặng trong quá trình truyền và để lấy tỷ số nhiễu SNR ta chọn tỷ.số nào nhỏ nhất trong
hai tỷ số và cho toàn chặng chuyển tiếp. Từ tín hiệu , nhận tại relay và đích ta suy ra ,
như sau:
(3.22)

(3.23)
Tỉ số tín hiệu trên nhiễu của hệ thống song công với chuyển tiếp DF:
(3.24)
Xác suất dừng
(3.25)

(3.26)
Áp dụng hàm Bessel ta có
(3.27)

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 23/49
Delay-Tolerant-Transmission:
Dung lượng tại
(3.28)
Dung lượng tại
(3.29)
Ergodic capacity của TSR được tính bởi công thức:

(Phần chứng minh công thức từ (3.22) đến (3.29) trong Phụ Lục A mục 2)

-

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 24/49

CHƯƠNG 4.

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ NHẬN XÉT

4.1 Kết quả mô phỏng hệ thống song công phân chia theo công suất
Bảng 4-1: Thông số mô phỏng phân chia theo công suất

Thông số
�
R

No

Ý nghĩa
Hệ số chuyển đổi công suất
Công suất phát tại nguồn
Hiệu suất
Tốc độ truyền dẫn
Ngưỡng
Giá trị trung bình của biến ngẫu nhiên f
Giá trị trung bình của biến ngẫu nhiên h
Giá trị trung bình của biến ngẫu nhiên g
Phương sai của nhiễu

Giá trị
0:0.05:1
0:2:30
0.8
0:1:7

7
0.5
0.8
0.8
1

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 25/49
4.1.1 Mô phỏng xác suất dừng và thông lượng của PSR theo PS

Hình 4-1: Xác suất dừng hệ thống theo Ps với nhiều giá trị ρ

Hình 4-2: Thông lượng hệ thống theo Ps với nhiều giá trị ρ

Nhật xét: Dựa vào hình 4-1, ta thấy xác xuất dừng của hệ thống giảm khi tỉ số Ps/No
tăng, ta thấy xác suất dừng tỉ lệ thuận với ρ. Hình 4-2, thông lượng tỉ lệ thuận với Ps và ρ,
khi ρ= 0.8 thì thông lượng tăng nhanh τ =0.94 khi Ps=30 dB.

ĐÁNH GIÁ DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG SONG CÔNG THÔNG QUA GIAO THỨC GIẢI MÃ VÀ
CHUYỂN TIẾP