Kỹ thuật truyền đa truy nhập không trực giao hợp tác với bộ khuếch đại chuyển tiếp (Luận văn thạc sĩ)

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------

HUỲNH VĂN HÓA

KỸ THUẬT TRUYỀN
ĐA TRUY NHẬP KHÔNG TRỰC GIAO
HỢP TÁC VỚI BỘ KHUẾCH ĐẠI CHUYỂN TIẾP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)

TP. HCM - 2018


HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------

HUỲNH VĂN HÓA

KỸ THUẬT TRUYỀN
ĐA TRUY NHẬP KHÔNG TRỰC GIAO
HỢP TÁC VỚI BỘ KHUẾCH ĐẠI CHUYỂN TIẾP
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
Mã Số: 8520208

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. VÕ NGUYỄN QUỐC BẢO

TP. HCM - 2018


i

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin phép gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đến
Thầy PGS. TS. Võ Nguyễn Quốc Bảo đã trực tiếp hƣớng dẫn khoa học trong suốt
quá trình thực hiện luận văn này. Thầy đã trang bị cho tôi những kiến thức quý báu
để tôi có thể vững bƣớc trên con đƣờng sự nghiệp của mình.
Và tôi cũng xin chân thành cảm ơn đến quý Thầy Cô đang công tác giảng
dạy tại Học Viện Công Nghệ Bƣu Chính Viễn Thông Cơ Sở Tại Thành Phố Hồ Chí
Minh, những ngƣời đã truyền đạt nhiều kiến thức quý báu trong suốt quá trình tôi
học tập tại Học Viện.
Và cuối cùng tôi cũng xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, các quý anh
chị học viên cao học khóa 2016 đã động viên và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành
khóa học cũng nhƣ thực hiện luận văn này.

Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 11 năm 2017
Học viên thực hiện luận văn

Huỳnh Văn Hóa


ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 11 năm 2017
Học viên thực hiện luận văn

Huỳnh Văn Hóa


iii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................ i
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT.................................. v
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ .................................................................... vi
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
Chƣơng 1 – LÝ THUYẾT TỔNG QUAN .................................................... 3
1.1

Giới thiệu..................................................................................... 3

1.2

Các nghiên cứu liên quan ............................................................ 4

1.3

Kỹ thuật đa truy nhập không trực giao (NOMA) ....................... 5

1.3.1

Giới thiệu .................................................................................. 5

1.3.2

Mô tả hoạt động ........................................................................ 6

1.3.3

Lợi ích của kỹ thuật NOMA ...................................................... 9

1.4

Các kỹ thuật chuyển tiếp ............................................................. 9

1.4.1

Giới thiệu .................................................................................. 9

1.4.2

Kỹ thuật giải mã và chuyển tiếp DF ....................................... 11

1.4.3

Kỹ thuật khuếch đại và chuyển tiếp AF .................................. 11

1.5

Các kỹ thuật NOMA hợp tác .................................................... 11

1.5.1

Giới thiệu ................................................................................ 11

1.5.2

Kỹ thuật NOMA hợp tác DF ................................................... 12

1.5.3

Kỹ thuật NOMA hợp tác AF ................................................... 12

1.6

Các kỹ thuật hợp tác .................................................................. 13

1.6.1

Kỹ thuật kết hợp lựa chọn (SC) .............................................. 13

1.6.2

Kỹ thuật kết hợp tỉ số tối đa (MRC)........................................ 13

1.6.3

Kỹ thuật kết hợp cân bằng (EGC) .......................................... 14

iv

Chƣơng 2 – PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA HỆ
THỐNG NOMA HỢP TÁC VỚI NÚT CHUYỂN TIẾP SỬ DỤNG KỸ
THUẬT AF ............................................................................................. 15
2.1
2.1.1

Mô hình hệ thống ...................................................................... 15
Mô tả hoạt động của mô hình đề xuất .................................... 15
2.1.1.1. Mô tả hoạt động của mô hình đề xuất sử dụng kỹ thuật
MRC........................................................................................ 15
2.1.1.2. Mô tả hoạt động của mô hình đề xuất sử dụng kỹ thuật
SC............................................................................................ 18

2.1.2

Xét tỉ số tín hiệu trên nhiễu và giao thoa................................ 19
2.1.2.1. Tỉ số tín hiệu trên nhiễu của mô hình đề xuất theo kỹ
thuật MRC............................................................................... 19
2.1.2.2. Tỉ số tín hiệu trên nhiễu của mô hình đề xuất theo kỹ
thuật SC................................................................................... 20

2.2

Phân tích hiệu năng của hệ thống ............................................. 22

2.2.1

Tính xác suất dừng của hệ thống đối với kỹ thuật MRC ........ 22

2.2.2

Tính xác suất dừng của hệ thống đối với kỹ thuật SC ............ 32

2.2.3

Phân tích tiệm cận .................................................................. 34

Chƣơng 3 - MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ ................................................... 37
3.1

Mô phỏng Monte – Carlo .......................................................... 37

3.2

Kết quả đạt đƣợc ....................................................................... 37

3.3.

Kết luận và hƣớng phát triển đề tài ........................................... 46

3.3.1. Kết luận ................................................................................... 46
3.3.2. Hướng phát triển đề tài .......................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................... 48


v

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

AF

Amplify – and – Forward

Khuếch đại và chuyển tiếp

BS

Base Station

Trạm gốc

CDF

Cumulative Distribution Function

Hàm phân phối tích lũy

CSI

Channel State Information

Thông tin trạng thái kênh truyền

D

Destination

Nút đích

DF

Decode – and – Forward

Giải mã và chuyển tiếp

EGC

Equal Gain Combining

Kỹ thuật kết hợp độ lợi cân bằng

MRC

Maximal Ratio Combining

Kỹ thuật kết hợp tỉ số lớn nhất

NOMA

Non-Orthogonal multiple access

Đa truy nhập không trực giao

OP

Outage Probability

Xác suất dừng

OMA

Orthogonal Multiple Access

Đa truy nhập trực giao

PDF

Probability Density Function

Hàm mật độ phân bố xác suất

R

Relay

Nút chuyển tiếp

RF

Radio Frequency

Tần số vô tuyến

SC

Selection Combining

Kỹ thuật kết hợp lựa chọn

SNR

Signal to Noise Ratio

Tỉ số tín hiệu trên nhiễu


vi

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Mô hình NOMA đƣờng xuống .................................................................. 6
Hình 1.2. Mô hình chuyển tiếp đơn giản ................................................................. 10
Hình 1.3. Mô hình chuyển tiếp hợp tác.................................................................... 10
Hình 1.4. Mô hình kỹ thuật kết hợp chọn lựa (SC) với 3 anten thu ........................ 13
Hình 1.5. Mô hình kỹ thuật kết hợp tỉ số lớn nhất (MRC) với 3 anten thu ............. 14
Hình 2.1. Mô hình đề xuất của hệ thống NOMA hợp tác sử dụng MRC ................ 15
Hình 2.2. Mô hình đề xuất của hệ thống NOMA hợp tác sử dụng SC .................... 18
Hình 3.1. Kết quả mô phỏng giữa mô hình OMA hợp tác và NOMA hợp tác ........ 39
Hình 3.2. So sánh giữa hai kỹ thuật MRC và SC tại D1 trong mô hình đề xuất ..... 40
Hình 3.3. So sánh giữa hai kỹ thuật MRC và SC trong mô hình đề xuất ở trên ...... 41
Hình 3.4. Xác suất dừng cho các trƣờng hợp A, B, C ............................................. 42
Hình 3.5. So sánh hai trƣờng hợp của B khi thay đổi vị trí của R .......................... 43
Hình 3.6. Xác suất dừng khi thay đổi tốc độ cho phép tại D2 ............................... 44
Hình 3.7. Xác suất dừng đƣợc vẽ theo 1 khi thay đổi tỉ lệ giữa P1 và P2 ............. 45

Hình 3.8. Xác suất dừng đƣợc vẽ theo  khi thay đổi tỉ lệ công suất của R ......... 46


1

MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, với nhu cầu thông tin liên lạc giữa mọi ngƣời với
nhau ngày một nhiều hơn và rộng hơn, chính vì vậy truyền thông không dây đóng
vai trò vô cùng quan trọng trong việc kết nối giữa mọi ngƣời với nhau bởi vì tính
linh hoạt của nó. Vì vậy, các hệ thống truyền thông không dây đã đƣợc các nhà
nghiên cứu trên thế giới quan tâm.
Khởi đầu là công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA), tức là
mỗi ngƣời dùng đƣợc sử dụng mỗi tần số khác nhau và đƣợc công nhận là công
nghệ đa truy nhập thế hệ thứ nhất (1G). Tiếp theo nữa là công nghệ đa truy nhập
phân chia theo thời gian (TDMA). Ở công nghệ này thì mỗi ngƣời dùng đƣợc cấp
phép sử dụng ở mỗi khe thời gian khác nhau, và đƣợc chấp nhận là công nghệ đa
truy nhập thế hệ thứ 2 (2G). Tuy nhiên, theo thời gian thì ngày càng có nhiều ngƣời
dùng hơn nên công nghệ 2G không thể đáp ứng đƣợc nhu cầu sử dụng các thiết bị di
động ngày càng tăng cao nên công nghệ đa truy nhập thế hệ thứ 3 (3G) đƣợc ra đời,
đó là công nghệ đa truy nhập theo mã (CDMA). Khoảng 10 năm trở lại đây, với tốc
độ dân số ngày càng tăng cao, đi đôi với đó là việc kết nối giữa mọi ngƣời ngày
càng tăng lên. Vì thế, đòi hỏi cần phải có giải pháp để đáp ứng nhu cầu sử dụng của
mọi ngƣời nên công nghệ đa truy nhập thế hệ thứ 4 (4G) đƣợc đƣa ra. Đó là công
nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDM). Nhƣng trong vài năm
trở lại đây, ngành công nghệ thông tin ngày càng phát triển với các ứng dụng lƣu trữ
dữ liệu rất lớn. Bên cạnh đó, việc phát triển của các thiết bị đi động thông minh,
không những kết nối giữa con ngƣời với nhau mà còn kết nối giữa các thiết bị di
động với nhau. Với việc nguồn tần số cấp phép sử dụng ngày càng cạn kiệt nên đòi
hỏi cần phải có một công nghệ mới nhằm giải quyết những vấn đề ở trên. Vì vậy,
các nhà khoa học đã đề xuất công nghệ đa nhập thế hệ mới, đó là công nghệ đa truy

nhập không trực giao (NOMA) và đƣợc đề xuất là công nghệ đa truy nhập thế hệ
thứ 5 (5G).


2

Công nghệ đa truy nhập không trực giao (NOMA) đã giải quyết đƣợc phần
lớn vấn đề thiếu phổ tần cho ngƣời dùng vì đã mở ra một miền mới, đó là miền
công suất. Bên cạnh việc phát triển công nghệ mới thì cũng cần giữ lại những kỹ
thuật tối ƣu ở công nghệ trƣớc. Bởi vậy, truyền thông hợp tác đã đƣợc kế thừa và
trở thành một yếu tố cần thiết nhằm cải thiện hiệu năng của các hệ thống thông tin
liên lạc vô tuyến.
Đa truy nhập không trực giao (NOMA) đƣợc đề xuất trong mô hình đa truy
nhập thế hệ thứ 5 (5G) và đã nhận đƣợc sự quan tâm chú ý gần đây. Trong luận văn,
Học viên sẽ nghiên cứu sử dụng truyền thông hợp tác trong kỹ thuật NOMA dùng
kỹ thuật khuếch đại và chuyển tiếp (AF) để đánh giá hiệu năng của kỹ thuật này so
với kỹ thuật đa truy nhập trực giao thông thƣờng (OMA) hợp tác tƣơng tự, và xem
xét đến xác suất dừng của hệ thống này ở chế độ tỉ số công suất tín hiệu trên nhiễu ở
mức cao.
Trong luận văn, Học viên nghiên cứu đến hiệu năng của mạng NOMA hợp
tác qua thông số xác suất dừng của hệ thống.
Nội dung luận văn đƣợc chia làm 3 chƣơng, cụ thể nhƣ sau:
 Chƣơng 1 – Lý thuyết tổng quan.
Trong Chƣơng 1, tìm hiểu cách thức truyền tín hiệu của mạng
NOMA, các kỹ thuật chuyển tiếp và các kỹ thuật kết hợp.
 Chƣơng 2 – Phân tích và đánh giá hiệu năng của hệ thống NOMA hợp tác
với nút chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật AF.
Trong Chƣơng 2, đƣa ra mô hình đề xuất, phân tích và đánh giá hiệu
năng của hệ thống từ biểu thức xác suất dừng của hệ thống.
 Chƣơng 3 – Mô phỏng và kết quả.

Trong Chƣơng 3, sử dụng phƣơng pháp mô phỏng Monte – Carlo trên
phần mềm Matlab để kiểm chứng giữa kết quả mô phỏng và kết quả phân
tích lý thuyết dựa trên kết quả của xác suất dừng OP  đƣợc đƣa ra ở
Chƣơng 2. Cuối cùng là phần kết luận và hƣớng phát triển đề tài.


3

Chƣơng 1 – LÝ THUYẾT TỔNG QUAN
1.1

Giới thiệu
Trong khoảng vài năm trở lại đây, các công nghệ truyền thông không dây đã

đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong việc chuyển tải các thông tin, dữ liệu
khác nhau khi mà nhu cầu sử dụng của con ngƣời ngày càng tăng cao. Điều đó đã
thúc đẩy các nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu nhƣ mạng vô tuyến
nhận thức [1], mạng cảm biến không dây [2], và sự phát triển của mạng thông tin di
động truyền thống [3], với mục đích nâng cao chất lƣợng truyền dẫn.
Tuy nhiên, với thời đại bùng nổ thông tin nhƣ hiện nay đã nảy sinh nhiều vấn
đề về tốc độ truyền dẫn nhƣ khả năng xảy ra lỗi trong quá trình truyền, hay tốc độ
truyền bị chậm do thiếu phổ tần. Vì vậy cần phải đƣa ra các giải pháp cải thiện phổ
tần, và đó cũng là lý do thúc đẩy các nhà nghiên cứu hiện nay tập trung đề xuất các
kỹ thuật mở rộng nhằm nâng cao hiệu năng cho mạng truyền thông không dây [4],
[5].
Bên cạnh đó, hiện nay cũng có nhiều bài báo công bố về công nghệ đa truy
nhập không trực giao (NOMA) và kỹ thuật mới này đƣợc lựa chọn đề xuất cho
mạng truy nhập thế hệ thứ 5 (5G) [6]. Kỹ thuật NOMA đƣa ra một miền mới, đó là
miền công suất. Trong kỹ thuật NOMA, dựa vào thông tin trạng thái của kênh
truyền và áp dụng phƣơng thức khử nhiễu tuần tự (SIC) để giải mã tín hiệu cho từng

thiết bị đầu cuối, nhƣ các mô hình ở [7], [8], [9].
Tuy nhiên, để tối đa hiệu năng của hệ thống thông tin vô tuyến hơn nữa thì
mạng truyền thông hợp tác đã trở nên phổ biến trƣớc đó với hiệu quả đã đƣợc kiểm
chứng [10], [11], [12]. Vì vậy, mạng truyền thông hợp tác cũng đƣợc áp dụng trong
mạng truy nhập NOMA. Mặc dù mạng NOMA sử dụng tính chất phân bổ công suất
để giúp cho các ngƣời dùng đầu cuối đều có khả năng nhận dữ liệu từ máy phát là
tƣơng đƣơng nhau. Tuy nhiên, mạng này cũng khó có thể tránh khỏi việc một vài
ngƣời dùng không thể kết nối trực tiếp với máy phát đƣợc. Chính vì vậy, mạng này
cần sử dụng các nút trung gian để chuyển tiếp dữ liệu từ máy phát đến máy thu qua


4

khoảng cách xa hoặc khi máy thu bị che khuất, qua đó mở rộng thêm vùng phủ sóng
của trạm phát sóng [13]. Ngoài việc sử dụng nút chuyển tiếp để truyền tới các máy
thu ở xa thì mạng truyền thông hợp tác cũng đƣợc tận dụng để truyền thông tin tới
những máy thu ở gần nó vì tính chất quảng bá của kênh truyền vô tuyến. Sau đó,
các máy thu sử dụng các bộ kết hợp các dữ liệu từ các kênh truyền này lại để nhận
đƣợc tín hiệu tốt hơn.
Với xu hƣớng xã hội ngày càng phát triển, không những kết nối giữa mọi
ngƣời càng tăng mà còn có sự kết nối giữa các thiết bị thông minh với nhau, đòi hỏi
các hệ thống vô tuyến ngày càng phải cải tiến hơn nữa để đáp ứng đƣợc nhu cầu sử
dụng của ngƣời dùng. Hiện nay, các nhà khoa học trên thế giới đã không ngừng
nghiên cứu để đƣa ra những giải pháp tăng cƣờng khả năng kết nối. Vì vậy việc sử
dụng mạng truy nhập NOMA hợp tác đang đƣợc quan tâm nghiên cứu hiện nay.
Đây cũng là lý do để Học viên định hƣớng theo nghiên cứu này.

1.2

Các nghiên cứu liên quan

Gần đây có nhiều bài báo công bố về công nghệ đa truy nhập không trực giao

(NOMA) hợp tác nhƣ là mô hình đa truy nhâp không trực giao đƣợc đƣa ra với việc
sử dụng nút trung gian để khuếch đại tín hiệu rồi truyền đến nút đích [14], hay tại
nút chuyển tiếp đƣợc trang bị nhiều ăng-ten phát để truyền tín hiệu tới những ngƣời
dùng khác với điều kiện truyền khó khăn hơn [15].
Thêm nữa, mô hình đa truy nhập không trực giao hợp tác với nút chuyển tiếp
dùng 2 cách chuyển tiếp đƣợc nghiên cứu và các nút chuyển tiếp lựa chọn dựa trên
tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) lớn nhất, nghiên cứu về đa truy nhập không trực giao
hợp tác với nút chuyển tiếp dùng giao thức giải mã và chuyển tiếp [16], hay đa truy
nhập không trực giao hợp tác với nút chuyển tiếp dùng giao thức truyền song công
[17]. Tất cả các nghiên cứu trên đều cho thấy hiệu suất phổ tần đƣợc cải thiện một
cách đáng kể so với các công nghệ truy nhập trƣớc đó.
Sau khi tham khảo các nghiên cứu liên quan, Học viên nhận thấy rằng, mô
hình đa truy nhập không trực giao NOMA hợp tác với nút chuyển tiếp sử dụng giao
thức khuếch đại và chuyển tiếp vẫn chƣa đƣợc nghiên cứu một cách đầy đủ. Vì vậy


5

trong luận văn này, tôi tập trung nghiên cứu mô hình đa truy nhập không trực giao
hợp tác với nút chuyển tiếp sử dụng giao thức khuếch đại và chuyển tiếp.
Trong mô hình đề xuất, Học viên phân tích hiệu năng của mô hình NOMA
hợp tác và so sánh với mô hình OMA hợp tác. Bên cạnh đó, Học viên cũng tiếp tục
đƣa ra biểu thức tính xác suất dừng của hệ thống NOMA hợp tác dựa trên việc sử
dụng hai kỹ thuật kết hợp khác nhau tại nút đích, đó là kỹ thuật kết hợp tỉ số lớn
nhất (MRC) và kỹ thuật kết hợp lựa chọn (SC).

1.3

Kỹ thuật đa truy nhập không trực giao (NOMA)

1.3.1 Giới thiệu
Trong lịch sử của truyền thông không dây, từ thế hệ đầu tiên (1G) đến thế
hệ thứ 4 (4G), các mô hình đa truy nhập đƣợc coi là chìa khóa công nghệ để phân
biệt các hệ thống không dây khác nhau. Các mô hình đa truy nhập đƣợc biết đến
nhƣ là đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) cho 1G, đa truy nhập phân chia
theo thời gian (TDMA) hầu hết cho thế hệ thứ 2 (2G), đa truy nhập phân chia theo
mã (CDMA) cho thế hệ thứ 3 (3G), và đa truy nhập chia theo tần số trực giao
(OFDM) cho thế hệ (4G). Trong các mô hình đa truy nhập trực giao thông thƣờng
này, các ngƣời dùng khác nhau đƣợc phân bổ các nguồn tài nguyên trực giao nhau
trong miền thời gian, tần số hoặc mã theo bậc (thứ tự) để tránh hoặc làm giảm bớt
khả năng gây nhiễu giữa các ngƣời dùng với nhau. Trong trƣờng hợp này, độ lợi
ghép kênh có thể đạt đƣợc với khả năng kết hợp một cách hợp lý. Tuy nhiên với sự
phát triển nhanh của các mạng di động có thể tăng lên 1000 lần lƣu lƣợng vào năm
2020 cho mạng thông tin di động thế hệ thứ 5 (5G). Do đó hiệu suất phổ tần trở
thành một vấn đề thách thức khi mà lƣu lƣợng dữ liệu ngày càng tăng. Hơn nữa,
do sự phát triển nhanh chóng của IoT (Internet of Thing), chính vì vậy cần phải cải
tiến công nghệ truy nhập nhằm hỗ trợ kết nối tối đa của ngƣời dùng hoặc các thiết
bị để đáp ứng đƣợc yêu cầu cho độ trễ thấp, chi phí thiết bị thấp, và tƣơng thích
với các kiểu dịch vụ khác nhau. Để đáp ứng đƣợc những yêu cầu này, nâng cao
công nghệ là điều cần thiết. Xa hơn nữa, một vài ứng viên tiềm năng cho mạng thế
hệ thứ 5 (5G), chẳng hạn nhƣ kỹ thuật massive MIMO [18], truyền thông sóng


6

millimeter [19], và kỹ thuật đa truy nhập không trực giao (NOMA). Trong luận
văn này, Học viên chú trọng đến kỹ thuật đa truy nhập không trực giao (NOMA),
kỹ thuật này đƣợc chọn là đặc trƣng cho mạng 5G và đƣợc mong chờ giúp cho

thông lƣợng của hệ thống tăng lên cao hơn và kết nối đƣợc nhiều ngƣời dùng hơn.
NOMA cho phép nhiều ngƣời dùng chia sẻ nguồn tài nguyên nhƣ là thời gian và
tần số trong cùng lớp không gian giống nhau thông qua miền ghép kênh mới, đó là
miền công suất.
Ghép kênh NOMA
Công suất

Phân bổ công suất cho ngƣời dùng thứ nhất.
Phân bổ công suất cho ngƣời dùng thứ hai.
Tần số

PT
h2
h1

Trạm gốc

S 

P2

P1
Ngƣời dùng thứ hai không có SIC

 D2 

Ngƣời dùng thứ nhất với SIC  D1 

Khử nhiễu
tuần tự

(SIC)

SIC tín hiệu của
ngƣời dùng thứ hai

Giải mã tín hiệu của
ngƣời dùng thứ nhất

Giải mã tín hiệu của
ngƣời dùng thứ hai

Hình 1.1: Mô hình NOMA đƣờng xuống

1.3.2 Mô tả hoạt động
Để làm rõ hơn cách thức hoạt động của mô hình đa truy nhập không trực
giao (NOMA), trong khuôn khổ của đề tài luận văn, Học viên mô tả một kỹ thuật
cơ bản đó là kỹ thuật NOMA đƣờng xuống.
Nhƣ trong Hình 1.1, mô hình đề xuất NOMA đƣờng xuống bao gồm một
trạm gốc  S  , và hai thiết bị ngƣời dùng lần lƣợt là ngƣời dùng thứ nhất  D1  và
ngƣời dùng thứ 2  D2  . Để đơn giản, ta chỉ xem xét các nút hoạt động chỉ có một


7

ăng-ten. Tổng băng thông chuẩn hóa trong hệ thống đƣợc giả sử bằng 1Hz, S
truyền tín hiệu đi là x , trong đó x  x1  x2 với x1 và x2 lần lƣợt là tín hiệu của

  P

hai ngƣời dùng là D1 và D2 với E x1

2

1

   P . Tổng công suất

và E x2

2

2

phát của trạm gốc  S  là PT  P1  P2 . Tín hiệu nhận đƣợc tại hai ngƣời dùng nhƣ
sau:
yi  hi x  ni ,

(1.1)

trong đó i  {1, 2} , hi là hệ số kênh truyền giữa S và Di , ni là nhiễu cộng hay
nhiễu Gauss của hệ thống. Mật độ phổ công suất nhiễu của ni là N 0,i . Trong kỹ
thuật NOMA đƣờng xuống, tín hiệu đƣợc phát đi tại S truyền tới hai ngƣời dùng
đều là x . Do đó sự phân tách tín hiệu tại phía các ngƣời dùng  Di  , với i  {1, 2}
cần đƣợc thực hiện để mỗi ngƣời dùng Di có thể nhận biết đƣợc tín hiệu của chính
nó. Để thực hiện đƣợc điều này thì tại mỗi Di cần phải sử dụng kỹ thuật khử nhiễu
tuần tự (SIC). Trong kỹ thuật này, dựa vào thông tin hệ số kênh truyền trƣớc đó
mà S sẽ phân bổ các mức công suất khác nhau, nếu ở gần sẽ phân bổ mức công
suất ít hơn và ở xa thì ngƣợc lại. Tiếp theo, ngƣời dùng sẽ tiến hành giải mã tín
hiệu nào có hệ số kênh truyền yếu nhất, quá trình này cứ tiếp tục cho đến khi giải
mã đƣợc tín hiệu của chính nó. Trong mô hình này, giả sử rằng h1 và h2 lần lƣợt là

2

2

h
h
hệ số kênh truyền của D1 và D2 , và 1  2 . Vì vậy, tại D1 sử dụng phƣơng
N 0,1 N 0,2
thức khử nhiễu tuần tự (SIC) nhƣ sau, D2 không thực hiện việc hủy nhiễu trƣớc vì
tín hiệu từ S truyền tới D1 trƣớc, tại D1 tiến hành giải mã tín hiệu x2 của D2
trƣớc và xem tín hiệu của D1 nhƣ là nhiễu. Vì vậy, tỉ số tín hiệu trên nhiễu  12 
của x2 tại D1 là

 12 

P2 h1

2

P1 h1  N 0,1
2

.

(1.2)


8

Trong (1.2), P2 là công suất đƣợc phân bổ cho D2 , P1 là công suất đƣợc

2

phân bổ cho D1 , h1 là độ lợi kênh truyền giữa S và D1 và N 0,1 đƣợc định nghĩa
là phƣơng sai của nhiễu cộng tại D1 .
Sau khi giải mã xong tín hiệu của D2 rồi, D1 tiến hành trừ tín hiệu x2 của

D2 ra và tiếp tục giải mã tín hiệu x1 của chính D1 . Ta có tỉ số tín hiệu trên nhiễu

 1  của

x1 tại D1 là
2

P h
1  1 1 .
N 0,1

(1.3)

Giả sử quá trình giải mã các tín hiệu x1 và x2 tại D1 thành công, và trong
quá trình truyền không xảy ra lỗi. Dựa vào tính chất quảng bá của kênh truyền vô
tuyến, D1 sẽ gửi một mã xác nhận để truyền tới các thiết bị khác để các thiết bị
khác nhận đƣợc. Tại D2 (không sử dụng SIC), sau khi đã nhận tín hiệu x từ S ,
cùng với mã xác nhận của D1 gửi tới nên tỉ số tín hiệu trên nhiễu  2  nhận đƣợc
tại D2 là

2 
Trong (1.4), h2

2

P2 h2

2

P1 h2  N 0,2
2

.

(1.4)

là độ lợi kênh truyền giữa S và D2 , N 0,2 đƣợc định nghĩa

là phƣơng sai của nhiễu Gauss tại D2 .
Từ hai phƣơng trình (1.3) và (1.4) ở trên, có thể thấy rằng việc phân bổ
công suất khác nhau cho mỗi Di sẽ ảnh hƣởng lớn đến hiệu suất của các ngƣời
dùng và cũng do các mô hình điều chế và mã hóa đƣợc dùng trong hệ thống để
truyền dữ liệu của mỗi Di . Sau khi D1 giải mã đƣợc tín hiệu của chính nó thì sẽ
quảng bá tới D2 để D2 biết đƣợc. Và tại D2 sau khi đã nhận đƣợc thông tin từ D1
thì xem tín hiệu của D1 là nhiễu thì tiến hành loại ra và giải mã tín hiệu của chính
nó.


9

1.3.3 Lợi ích của kỹ thuật NOMA
NOMA là một kỹ thuật ghép kênh mới nhằm mục đích cải thiện hiệu quả
phổ bằng cách sử dụng một tên miền mới, đó là miền công suất mà miền này
không đƣợc sử dụng trong các hệ thống trƣớc đó.

Không giống nhƣ kỹ thuật đa truy nhập trực giao thông thƣờng (OMA), sử
dụng ghép kênh theo miền thời gian hoặc tần số hay theo mã khác nhau để đảm
bảo chất lƣợng của hệ thống. Tuy nhiên, với nhu cầu ngày càng tăng cao bởi nhu
cầu sử dụng của các thiết bị trong tƣơng lai nên cần thiết phải có một kỹ thuật mới
để đáp ứng đƣợc yêu cầu. Đó là kỹ thuật ghép kênh theo miền mới, đó là miền
công suất. Bên cạnh việc phân bổ các nguồn công suất với các mức khác nhau cho
các ngƣời dùng khác nhau tùy theo điều kiện xa hoặc gần thì trong kỹ thuật ghép
kênh mới này cũng giúp cho khả năng giải mã tín hiệu của các ngƣời dùng đƣợc
tốt hơn, bởi vì các ngƣời dùng sẽ biết đƣợc thông tin hệ số kênh truyền của tất cả
các ngƣời dùng khác, qua đó sẽ nhận biết và giải mã đƣợc chính xác dữ liệu của
chính nó.

1.4

Các kỹ thuật chuyển tiếp

1.4.1 Giới thiệu
Đặc trƣng của mạng đa truy nhập không trực giao (NOMA) là các mạng tế
bào nhỏ, khi đó với mật độ ngƣời dùng nhiều thì xảy ra hiện tƣợng sẽ có một số
ngƣời dùng bị mất liên lạc với trạm gốc do bị che chắn hoặc nhiễu từ các thiết bị
điện tử khác hoặc di chuyển xa hơn vùng phủ sóng. Mặc dù kỹ thuật này sử dụng
phƣơng thức ghép kênh theo miền mới là miền công suất để đảm bảo cho các thiết
bị ở xa với sự phân bổ công suất nhiều hơn để dễ dàng kết nối hơn. Chính vì vậy,
để giải quyết vấn đề này thì cần phải có các thiết bị chuyển tiếp nhằm đảm bảo
chất lƣợng của hệ thống mà đặc trƣng là các nút chuyển tiếp, các nút chuyển tiếp
(node relay) đóng vai trò tiếp nhận, xử lý và truyền các tín hiệu mang thông tin.
Có nhiều mô hình kênh chuyển tiếp khác nhau nhƣ mô hình kênh chuyển tiếp đơn
giản và mô hình kênh chuyển tiếp hợp tác. Trong mô hình kênh chuyển tiếp đơn
giản, nút chuyển tiếp có nhiệm vụ là trợ giúp cho các đƣờng truyền trực tiếp giữa

10

nút nguồn và nút đích. Tuy nhiên, mô hình nút chuyển tiếp trong truyền thông hợp
tác đã đƣợc mở rộng hơn. Cụ thể, nút chuyển tiếp này là những đầu cuối cố định
và bản thân nó không chứa thông tin, hoặc có thể là những đầu cuối vừa có chức
năng phát thông tin của chính nó, vừa có chức năng nhƣ một đầu cuối để truyền
thông tin tới các đầu cuối khác để kết hợp các tín hiệu lại với nhau và cuối cùng
chọn ra đƣợc tín hiệu tốt nhất.

R

hSR

hRD

Nút chuyển tiếp

S

D

Nút nguồn

Nút đích

Hình 1.2: Mô hình chuyển tiếp đơn giản

R

hSR

S
Nút nguồn

Nút chuyển tiếp

hRD

D

hSD

Nút đích

Hình 1.3: Mô hình chuyển tiếp hợp tác

Trong hai loại hình nút chuyển tiếp trên, chuyển tiếp hợp tác đóng vai trò
quan trọng hơn do nút thực hiện chuyển tiếp là cố định. Bên cạnh đó, khi thực hiện
chức năng chuyển tiếp thì nút chuyển tiếp có các bƣớc xử lý dữ liệu đƣợc chuyển
tới, chính vì vậy sẽ tiêu tốn nhiều năng lƣợng hơn. Từ đó nảy sinh ra các vấn đề
nhƣ hao hụt năng lƣợng hoặc chuyển tiếp sai thông tin. Vì thế, tại mỗi nút chuyển
tiếp cần thực hiện các kỹ thuật để đảm bảo đƣợc chất lƣợng của tín hiệu chuyển
tiếp nhƣ: Kỹ thuật giải mã và chuyển tiếp (Decode – and – Forward, viết tắt là
DF). Hoặc kỹ thuật khuếch đại và chuyển tiếp (Amplify – and – Forward, viết tắt
là AF).


11

1.4.2 Kỹ thuật giải mã và chuyển tiếp (DF)
Trong kỹ thuật chuyển tiếp này, nút chuyển tiếp hoạt động nhƣ sau: Khi tín
hiệu từ nút nguồn đƣợc truyền tới nút chuyển tiếp thì nút này sẽ tiến hành xử lý tín
hiệu bằng cách giải điều chế tín hiệu từ nút nguồn ở pha truyền thứ nhất. Sau đó
tín hiệu đƣợc điều chế lại và truyền tới nút đích ở pha truyền tiếp theo.

1.4.3 Kỹ thuật khuếch đại và chuyển tiếp (AF)
Ở mô hình nút chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật khuếch đại và chuyển tiếp thì
nút chuyển tiếp chỉ đơn giản là khuếch đại tín hiệu nhận từ nút nguồn và chuyển
tiếp đến nút đích.

1.5

Các kỹ thuật NOMA hợp tác

1.5.1 Giới thiệu
Cũng giống nhƣ các mô hình đa truy nhập thông thƣờng nhƣ: Đa truy nhập
phân chia theo thời gian, tần số và đa truy nhập trực giao (OFDM). Mô hình đa
truy nhập không trực giao (NOMA) cũng xảy ra hiện tƣợng là sẽ có một số ngƣời
dùng ở điều kiện truyền khó khăn hơn vì lý do bị che chắn bởi vật cản, nhiễu từ
các thiết bị khác hoặc vì khoảng cách xa hơn mức cho phép và nhƣ vậy sẽ ảnh
hƣởng tới chất lƣợng tín hiệu nhận đƣợc của ngƣời dùng đầu cuối. Bên cạnh việc
sử dụng kênh chuyển tiếp để nâng cao chất lƣợng của hệ thống có thể vẫn chƣa
đảm bảo tối đa chất lƣợng của hệ thống. Chính vì vậy, kỹ thuật NOMA cũng cần
phải có sự hợp tác tại nút ngƣời dùng đầu cuối từ các kênh truyền khác nhau nhƣ
kênh truyền trực tiếp và kênh truyền chuyển tiếp để nâng cao chất lƣợng của hệ
thống hơn nữa. Để thực hiện quá trình hợp tác giữa các kênh truyền khác nhau thì
cần phải sử dụng các kỹ thuật hợp tác khác nhau nhƣ: Kỹ thuật kết hợp chọn lựa
(Selection Combining, viết tắt là SC), kỹ thuật kết hợp tỉ số tối đa (Maximal Ratio
Combining, viết tắt là MRC) hay kỹ thuật kết hợp độ lợi cân bằng (Equal Gain

Combining, viết tắt là EGC). Tùy theo điều kiện kênh truyền nhƣ thế nào mà
chúng ta sẽ sử dụng những kỹ thuật khác nhau để đảm bảo chất lƣợng của tín hiệu
đƣợc chuyển tới ngƣời dùng đầu cuối.


12

1.5.2 Kỹ thuật NOMA hợp tác DF
Nhƣ đã giới thiệu ở phần trên, xem xét mô hình hợp tác ở Hình 1.3, hoạt
động trong kỹ thuật NOMA hợp tác sử dụng kỹ thuật DF đơn giản gồm có một nút
nguồn  S  , một nút chuyển tiếp  R  và một nút đích  D  và sử dụng hai khe thời
gian để truyền đi. Trong khe thời gian đầu tiên, do tính chất quảng bá của kênh
truyền vô tuyến, tín hiệu x gồm nhiều tín hiệu của các nút đích khác nhau từ nút
nguồn đƣợc truyền tới nút chuyển tiếp và các nút đích. Tại nút chuyển tiếp, tín
hiệu nhận đƣợc sẽ tiến hành giải mã hoặc giải điều chế, lúc này tín hiệu đƣợc tái
tạo lại nhƣ ban đầu và nhiễu trong quá trình truyền cũng đƣợc khử hoàn toàn.
Trong khe thời gian thứ hai, nút đích không truyền tín hiệu và nút chuyển tiếp sẽ
truyền tín hiệu đến nút đích, lúc này tại nút đích gồm có 2 tín hiệu là từ nút nguồn
truyền tới và từ nút chuyển tiếp truyền tới. Lúc này tại nút đích sẽ tiến hành kết
hợp các tín hiệu từ các kênh lại với nhau để chọn ra tín hiệu tốt nhất. Sau đó tiếp
tục sử dụng kỹ thuật khử nhiễu tuần tự (SIC) để có đƣợc tín hiệu chính xác cho
từng nút đích khác nhau.

1.5.3 Kỹ thuật NOMA hợp tác AF
Cũng giống nhƣ mô hình ở Hình 1.3 trên, trong phần này xem xét tại nút
chuyển tiếp nhận đƣợc tín hiệu từ nút nguồn  S  , tuy nhiên tại nút chuyển tiếp

 R  không tiến hành giải mã hay giải điều chế mà tiếp tục khuếch đại tín hiệu với
một mức công suất nhất định để truyền đi và quá trình này xảy ra tuyến tính, tức là
bên cạnh việc khuếch đại tín hiệu đƣợc truyền đi thì nhiễu trong quá trình truyền

trƣớc đó cũng đƣợc khuếch đại và truyền đi theo, nhƣ vậy tín hiệu truyền đi sẽ
không đƣợc khử nhiễu và tại nút đích  D  sẽ tiến hành khử nhiễu tuần tự (SIC) để
nhận đƣợc tín hiệu chính xác và sau đó tiến hành kết hợp hai tín hiệu này lại với
nhau để có đƣợc tín hiệu tốt nhất.


13

1.6

Các kỹ thuật hợp tác

1.6.1 Kỹ thuật kết hợp lựa chọn (SC)
Kỹ thuật SC hoạt động trên nguyên tắc lựa chọn tín hiệu có tỉ số tín hiệu
trên nhiễu  SNR  tốt nhất trong số tất cả các tín hiệu nhận đƣợc từ các nhánh
khác nhau trƣớc đó rồi tiến hành đƣa vào xử lý. Trong kỹ thuật này, tại mỗi thời
điểm chỉ có một nhánh đƣợc sử dụng nên phƣơng pháp SC chỉ yêu cầu máy thu
đƣợc chuyển đến vị trí có ăng-ten tốt nhất. Tuy nhiên, kỹ thuật này đòi hỏi trên
mỗi nhánh phải có một bộ theo dõi SNR đồng thời và liên tục. Trong phƣơng
pháp SC, tín hiệu ngõ ra của bộ kết hợp có SNR chính là giá trị cực đại của SNR
trên tất cả các nhánh. Vì tại mỗi thời điểm chỉ có một tín hiệu của một nhánh đƣa
vào xử lý nên kỹ thuật này không yêu cầu sự đồng pha giữa các nhánh. Với

   max( i ) , trong đó  i là các tỉ số tín hiệu trên nhiễu từng nhánh vào, với
i  1, 2... N  và   là tỉ số tín hiệu trên nhiễu của nhánh vào tốt nhất.

1

2
TX

Máy Phát

3
   max( 1 ,  2 ,  3 )

RX

Máy thu

Hình 1.4: Mô hình kỹ thuật kết hợp chọn lựa (SC) với 3 anten thu

1.6.2 Kỹ thuật kết hợp tỉ số tối đa (MRC)
Các tín hiệu nhận đƣợc từ các nhánh đƣợc đánh giá và gán trọng số tỉ lệ dựa
theo tỉ số SNR riêng lẻ của chúng và sau đó đƣợc cộng lại (các tín hiệu này phải
đƣợc làm cho đồng pha trƣớc khi thực hiện quá trình cộng). Kỹ thuật này tạo ra tín
hiệu có tỉ số SNR trung bình là tổng của các SNR riêng lẻ của tín hiệu thu từ các
nhánh khác nhau. Chính vì vậy, ta có thể đạt đƣợc tỉ số SNR chấp nhận đƣợc
ngay cả khi không có tín hiệu từ nhánh nào có SNR đạt tiêu chuẩn. Đây là


14

phƣơng pháp khá tối ƣu nhƣng đòi hỏi phải biết các thông số của kênh truyền
(trạng thái thông tin kênh truyền, viết tắt là CSI).
Trong kỹ thuật MRC thì yêu cầu cần phải thu đƣợc tất cả các SNR từng
nhánh để đƣa vào xử lý, SNR ngõ ra của bộ kết hợp là tổng của các SNR thành
phần. SNR của tín hiệu thu đƣợc sẽ tăng tuyến tính theo số nhánh phân tập. Với
    1   2  ...   N , trong đó  1 ,  2 ,...,  N là các tỉ số tín hiệu từng nhánh và   là

tỉ số tín hiệu trên nhiễu tổng hợp từ các nhánh nhận vào.

1

2
TX
Máy Phát

3
   1   2   3

RX

Máy thu

Hình 1.5: Mô hình kỹ thuật kết hợp tỉ số lớn nhất (MRC) với 3 anten thu

1.6.3 Kỹ thuật kết hợp cân bằng (EGC)
Trong kỹ thuật MRC thì yêu cầu phải biết sự biến đổi của SNR trên từng
nhánh theo thời gian, tuy nhiên thông số này rất khó để đo đƣợc. Vì vậy, để đơn
giản kỹ thuật MRC ngƣời ta dùng kỹ thuật kết hợp độ lợi cân bằng EGC. Về bản
chất EGC cũng giống nhƣ MRC, đều sử dụng tất cả các tín hiệu thu đƣợc tại các
nhánh để đƣa vào xử lý, tuy nhiên, tỉ số SNR đầu ra trong phƣơng pháp EGC thỏa
điều kiện công suất nhiễu trên các nhánh nhƣ nhau. Tuy nhiên, hiệu quả của kỹ
thuật này có thể thấy là không cao nhƣ đối với kỹ thuật MRC nhƣng EGC dễ thực
thi trong thực tế hơn kỹ thuật MRC.


15

Chƣơng 2 – PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA

HỆ THỐNG NOMA HỢP TÁC VỚI NÚT CHUYỂN TIẾP
SỬ DỤNG KỸ THUẬT AF
2.1
2.1.1

Mô hình hệ thống
Mô tả hoạt động của mô hình đề xuất
Trong phần này, các thành phần chính của mô hình hệ thống NOMA hợp

tác với nút chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật AF sẽ đƣợc giới thiệu. Cụ thể nhƣ sau,
Học viên đề xuất một mô hình mạng hợp tác đa truy nhập không trực giao
(NOMA) đƣờng xuống bao gồm một nút nguồn  S  , một nút chuyển tiếp  R  và
hai nút đích, lần lƣợt là nút đích thứ nhất  D1  và nút đích thứ hai  D2  . Mỗi thiết
bị có 1 ăng-ten. Hệ thống hoạt động trên kênh truyền fading Rayleigh, ở chế độ
bán song công (half – Duplex), sử dụng giao thức khuếch đại chuyển tiếp ( AF ).
Trong mô hình đề xuất, nút D1 sử dụng hai kỹ thuật kết hợp khác nhau, đó là kỹ
thuật MRC và kỹ thuật SC.

2.1.1.1. Mô tả hoạt động của mô hình đề xuất sử dụng kỹ thuật MRC
ySD

D1

1

hSD

1

MR

ySRD

1

C

hRD
xR
1

S

x

hSR

ySR
R

hRD

2

yD

2

D2

Khe thời gian thứ nhất
Khe thời gian thứ hai

Hình 2.1: Mô hình đề xuất của hệ thống NOMA hợp tác sử dụng MRC

Theo nhƣ Hình 2.1, quá trình truyền dữ liệu từ S đến Di

i  1, 2 diễn ra trong hai khe thời gian.

 S  Di 

với


16

Trong khe thời gian thứ nhất, nút S truyền tín hiệu đồng thời đến nút D1
và R . Vì vậy, tín hiệu nhận đƣợc tại D1 là
ySD  hSD x  nSD .
1

1

(2.1)

1

Trong (2.1), x là tín hiệu của nút S , với x  x1  x2 , theo mô hình
NOMA trong [8], x1 và x2 lần lƣợt là tín hiệu của D1 và D2 , hSD là hệ số kênh
1

truyền từ S đến D1 và nSD là nhiễu Gauss tại D1 của hệ thống.
1

Tín hiệu nhận đƣợc tại R là

ySR  hSR x  nSR .

(2.2)

Trong (2.2), với hSR là hệ số kênh truyền từ S đến R , và nSR là nhiễu
Gauss tại R của hệ thống.
Sau khi nút R nhận đƣợc tín hiệu từ S là y SR thì sử dụng kỹ thuật khuếch
đại với một giá trị là  nhƣ trong [14] là
PR



PT hSR  N 0
2

(2.3)

.

Trong (2.3), PR đƣợc định nghĩa là giá trị công suất phát trung bình của

  với E . là toán tử kỳ vọng, P

nút chuyển tiếp  R  , PR  E xR

2

T

đƣợc định

 ,

nghĩa là giá trị công suất phát trung bình của nút nguồn  S  , với PT  E x
hSR

2

 

là độ lợi kênh truyền giữa S và R với giả sử rằng E hSR

2

2
SR

2

, và N 0

đƣợc định nghĩa là phƣơng sai của nhiễu Gauss trong hệ thống.
Vì vậy, tín hiệu nhận đƣợc tại R sau khi khuếch đại tín hiệu y SR với một
đại lƣợng  là

xR   ySR .

(2.4)

Tại khe thời gian thứ 2, nút S không truyền tín hiệu, và nút R sau khi đã
khuếch đại tín hiệu nhận đƣợc nhƣ ở công thức (2.4) thì tiếp tục truyền đến D1
và D2 .


17

Tín hiệu nhận đƣợc tại D1 từ R truyền tới đƣợc cho ở công thức sau:

ySRD  xR hRD  nRD ,
1

1

(2.5)

1

trong đó hRD là hệ số kênh truyền giữa R và D1 , và nRD là nhiễu Gauss trên
1

1

đƣờng truyền từ R đến D1 của hệ thống.
Thay (2.2) và (2.4) vào (2.5), ta có

ySRD    hSR x  nSR  hRD  nRD
1

1

1

(2.6)

  hSR hRD x   hRD nSR  nRD .
1

1

1

Đặt:

hSRD   hRD hSR ,
1

(2.7)

1

nSRD   hRD nSR  nRD .
1

1

(2.8)

1

Thay (2.7) và (2.8) vào (2.6), ta đƣợc
ySRD  xhSRD  nSRD .
1

1

(2.9)

1

Ta có tín hiệu nhận đƣợc tại D2 từ R truyền tới là
yD  hRD xR  nD .
2

2

(2.10)

2

Trong (2.10), hRD là hệ số kênh truyền từ R  D2 , và nD là nhiễu Gauss
2

2

tại D2 của hệ thống.
Tại nút D1 , sau khi nhận đƣợc tín hiệu từ R chuyển tới thì kết hợp với tín
hiệu nhận đƣợc từ S truyền tới trong khe thời gian thứ nhất ở công thức (2.1)
bằng cách sử dụng kỹ thuật kết hợp tỉ số lớn nhất (MRC) để có đƣợc tín hiệu tốt
nhất.
Tín hiệu nhận đƣợc tại D1 sau khi kết hợp là

*
y D  hSD
ySD  hSRD
ySRD
1

1

1

2

 hSD



1

1

x  hSRD

1

 hSD

1

2

 hSRD

1

1

2

2

*
*
x  hSD
nSD  hSRD
nSRD

xh

1

*
SD1

1

1

(2.11)

1

*
nSD  hSRD
  hRD nSR  nRD  .
1

1

1

1