TÌM HIỂU mô HÌNH CHUYỂN TIẾP TRONG hệ THỐNG SONG CÔNG sử DỤNG THUẬT TOÁN GIẢI mã TRỰC TIẾP

ĐỒ ÁN 3

TÌM HIỂU MÔ HÌNH CHUYỂN TIẾP
TRONG HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ
DỤNG THUẬT TOÁN GIẢI MÃ TRỰC
TIẾP


MỤC LỤC


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
FD

Full-duplex

Song công

DF

Decode and Forward

Giải mã và chuyển tiếp

RF

Radio Frequency

Sóng vô tuyến

SNR

Signal noise ratio

Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu

AF

Amplify and Forward

Khuếch đại và chuyển tiế


ĐỒ ÁN 3
Trang 5/18

CHƯƠNG 1.

CÁC MÔ HÌNH KÊNH CHUYỂN TIẾP

1.1 Các mô hình kênh chuyển tiếp
-Thành phần quan trọng trong mạng đa chặng là nút chuyển tiếp (Relay). Để có cái
nhìn tổng quát về về kỹ thuật chuyển tiếp, tạo tiền đề cho việc phân tích hoạt động
của nút chuyển tiếp trong mạng đa chặng.
- Trong chương này sẽ giới thiệu khái niệm cơ bản về nút chuyển tiếp, những
phương pháp chuyển tiếp thường được sử dụng trong mạng truyền thông đa chặng.
-Ngoài ra, trong chương cũng sẽ phân tích một số loại chuyển tiếp và giới thiệu hai
loại mô hình truyền thông hai chặng và đa chặng.

+ Chuyển tiếp hai chặng: chỉ dùng một relay để chuyển tiếp thông tin từ
nguồn đến đích.
S

R

D

Hình 1-1: Chuyển tiếp hai chặng

+ Chuyển tiếp đa chặng: dùng từ hai relay trở lên để thực hiện chuyển tiếp.
S

R1

R2

...

Rn

D

Hình 1-2: Chuyển tiếp đa chặng

1.2 Giao thức hoạt động của nút chuyển tiếp:
-Phương pháp này dùng trong việc truyền tín hiệu số. Tín hiệu nhận được đầu tiên
được giải mã và sau đó mã hóa, vì vậy nhiễu không được khuếch đại trong tín hiệu
nhận được.

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp


ĐỒ ÁN 3
Trang 6/18

CHƯƠNG 2.

HỆ THỐNG SONG CÔNG SỬ DỤNG THUẬT TOÁN
GIẢI MÃ TRỰC TIẾP

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp


ĐỒ ÁN 3
Trang 7/18

2.1 Mô hình hệ thống truyền song công:
- Hệ thống truyền song công gồm 3 nút: nút nguồn, nút đích và nút relay.
f
yR

yD

xR

d1

xS

S

h

R

d2

D
g

Nguồn

Relay

Đích

Hình 2-1: Mô hình hệ thống truyền song công

- Thông tin giữa trạm nguồn (S) và đích (D) liên lạc với nhau thông qua kênh chịu
ảnh hưởng bởi hệ số kênh truyền, nút chuyển tiếp chia tuyến truyền dẫn giữa nguồn
và đích ra thành hai chặng với hệ số kênh truyền tương ứng là h và g.
-Tín hiệu nhận ở nút relay, nút đích lần lượt như sau:
(2.1)
(2.2)

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp

ĐỒ ÁN 3
Trang 8/18

2.2 Decode-and-Forward (DF):
- DF(decode-and-forward): là giao thức giải mã và chuyển tiếp.
-Xét mô hình hệ thống vô tuyến hai chặng hợp tác như hình 2-2. Trạm đích (D) liên
lạc với trạm nguồn (S) thông qua nút chuyển tiếp (R), nguồn đến relay sẽ được giải
mã sau đó mã hóa lại và truyền đến đích.

R

S

D

Hình 2-2: Giao thức DF

Hình 2-3: Truyền thông tin trong hệ thống song công

-Quá trình truyền thông tin giữa nguồn và đích thời gian αT đầu tiên được sử dụng
để thu hoạch năng lượng tại relay, trong khi thời gian (1 – α)T còn lại được sử dụng
để truyền thông tin.

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp


ĐỒ ÁN 3

Trang 9/18

2.2.1

Công thức.
(2.3)

: là năng lượng thu tại relay.
Ta suy ra công suất tại relay:

(2.4)
(2.5)
Do đó ta có:
(2.6)

(2.7)
(2.8)
-Tỷ số tín hiệu trên nhiễu của toàn hệ thống song công:
(2.9)

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp


ĐỒ ÁN 3
Trang 10/18

(2.10)

-Xác suất dừng: được định nghĩa là xác suất mà giá trị tỷ lệ công suất tín hiệu trên

nhiễu nhận được tại nút R nhỏ hơn một giá trị ngưỡng cho trước.
(2.11)
(2.12)
-Xác suất dừng của hệ thống có thể được thể hiện bằng:

(2.13)

CHƯƠNG 3.

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

3.1 Kết quả mô phỏng

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp


ĐỒ ÁN 3
Trang 11/18

Hình 3-1: Bảng giá trị

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp


ĐỒ ÁN 3
Trang 12/18

Hình 3-2: Xác suất dừng của DF theo Ps

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp


ĐỒ ÁN 3
Trang 13/18

Hình 3-3: Bảng giá trị alpha

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp


ĐỒ ÁN 3
Trang 14/18

Hình 3-4: Xác suất dừng DF theo alpha

CHƯƠNG 4.

KẾT LUẬN

4.1 Kết luận

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp


ĐỒ ÁN 3

Trang 15/18

4.2 Hướng phát triển:
-Với hệ thống hai chặng, phân tích đánh giá chất lượng mạng với sự hỗ trợ của
nhiều nút chuyển tiếp hay nhiều nhánh chuyển tiếp.
-Tìm hiểu, xây dựng hệ thống với các kỹ thuật chuyển tiếp khác như nén và chuyển
tiếp hay các chế độ chuyển tiếp gia tăng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Anh:

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp


ĐỒ ÁN 3
Trang 16/18

[1] Wireless Information and Power Transfer with Full Duplex Relaying.
Tiếng Việt:
[2] />%20Do%20Minh%20Que.pdf

PHỤ LỤC
Chứng minh công thức:
Công thức 2.10

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp

ĐỒ ÁN 3
Trang 17/18

Do

Nên
Công thức 2.13
Đặt , ,

Đặt

Ta có công thức hàm bessel:
Suy ra công thức :

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp


ĐỒ ÁN 3
Trang 18/18

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp


ĐỒ ÁN 3
Trang 19/18

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp

ĐỒ ÁN 3
Trang 20/18

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp


ĐỒ ÁN 3
Trang 21/18

Tìm hiểu mô hình truyền chuyển tiếp song công sử dụng thuật toán giải mã trực
tiếp