Phân tích hiệu năng của hệ thống truyền thông chuyển tiếp đường lên với thu thập năng lượng và kết hợp lựa chọn tại nút đích

Bài viết đề xuất mô hình truyền thông hai chặng đường lên với phương thức giải mã và chuyển tiếp (Decode and Forward-DF), ở đó nút chuyển tiếp hoạt động dựa trên cơ sở thu thập năng lượng bức xạ từ tần vô tuyến (RF) để cấp nguồn sử dụng cấu trúc chuyển mạch thời gian (TS). Nút đích được cấu hình nhiều anten và sử dụng kỹ thuật kết hợp lựa chọn (Selection Combining - SC) để nâng cao hiệu năng của hệ thống. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích hiệu năng của hệ thống truyền thông chuyển tiếp đường lên với thu thập năng lượng và kết hợp lựa chọn tại nút đích HộiHội Thảo Thảo QuốcGia Quốc Gia2015 2015 về về Điện Điện Tử, Truyền Thông Tử, Truyền ThôngvàvàCông CôngNghệ NghệThông Tin Tin Thông (ECIT 2015) (ECIT 2015) Phân Tích Hiệu Năng của Hệ Thống Truyền Thông Chuyển Tiếp Đường Lên với Thu Thập Năng Lượng và Kết Hợp Lựa Chọn tại Nút Đích Trần Mạnh Hoàng∗ , Nguyễn Thị Thái Hòa † , Trần Trung Duy ‡ , Võ Nguyễn Quốc Bảo ‡ ∗ Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự (email: hoangsqtt@gmail.com) † Đại Học Thông Tin Liên Lạc, Khánh Hòa (email: thaihoa.nhatrang@gmail.com) ‡ Phòng Thí Nghiệm Thông Tin Vô Tuyến (WCOMM) Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông Cơ Sở tại TP. Hồ Chí Minh (e-mail: {trantrungduy,baovnq}@ptithcm.edu.vn) Tóm tắt nội dung—Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất mô (Multi Input Multi Output) chuyển tiếp, và nghiên cứu sự cân hình truyền thông hai chặng đường lên với phương thức giải mã bằng tối ưu, giữa biến đổi năng lượng và tốc độ thông tin tiền và chuyển tiếp (Decode and Forward-DF), ở đó nút chuyển tiếp mã hóa. Với bài toán tối ưu phân chia công suất (cho xử lý hoạt động dựa trên cơ sở thu thập năng lượng bức xạ từ tần thông tin và mức năng lượng thu thập) thì hệ thống đạt hiệu vô tuyến (RF) để cấp nguồn sử dụng cấu trúc chuyển mạch thời gian (TS). Nút đích được cấu hình nhiều anten và sử dụng kỹ suất năng lượng tối đa cho cả nút nguồn và nút chuyển tiếp. thuật kết hợp lựa chọn (Selection Combining - SC) để nâng cao Nhưng ở đây, các tác giả chưa đánh giá các thông số hiệu hiệu năng của hệ thống. Chúng tôi phân tích xác suất dừng hệ suất của hệ thống, theo phương diện truyền dẫn như là xác thống trên kênh truyền pha-đinh Rayleigh và sử dụng phương suất lỗi và dung lượng kênh. Trong bài báo [9], các tác giả pháp mô phỏng Monte Carlo trên phần mềm Matlab được thực đã khảo sát hệ thống đa người dùng và nhiều chặng, với việc hiện để kiểm chứng kết quả phân tích lý thuyết. biến đổi năng lượng và thông tin đồng thời. Bài báo [9] đã Từ khoá - Truyền thông chuyển tiếp, thu thập năng lượng, giả sử rằng, nút chuyển tiếp có thể thực hiện đồng thời, xử lý nguồn một chiều. thông tin và trích một phần tín hiệu thu được để chuyển đổi thành năng lượng cung cấp nguồn cho hệ thống hoạt động. I. GIỚI THIỆU Nghiên cứu mô hình chuyển tiếp đơn giản hai chặng đã được Hiện nay, thông tin vô tuyến di động ngày càng được sử đề xuất trong [10] sử dụng phương thức giải mã và chuyển dụng rộng rãi và trở thành nhu cầu thiết yếu của con người. tiếp (Decode and Forward-DF), kết hợp thu thập năng lượng Các thiết bị này nhỏ gọn và được trang bị nhiều cảm biến cho từ sự can nhiễu từ môi trường xung quanh. Như vậy, tín hiệu phép hỗ trợ con người trong nhiều hoạt động hàng ngày. Một can nhiễu vào hệ thống trong khoảng thời gian thu thập sẽ trong những khó khăn cho các thiết bị thông tin di dộng là trở nên có ích, nhưng khoảng thời gian tiếp theo dành cho xử nguồn năng lượng sử dụng. Công nghệ pin hiện tại chỉ có thể lý thông tin thì bài báo chưa xem xét đến sự can nhiễu đó. giúp thiết bị hoạt động trong một khoản thời gian giới hạn Bài báo [11], [12] lần lượt nghiên cứu giao thức lựa chọn nút [1]. chuyển tiếp trong mạng thu thập năng lượng và giải bài toán Để giải quyết bài toán trên, các nhà khoa học trong những xác định vị trí tối ưu của nút chuyển tiếp trong mạng hai chặng năm gần đây quan tâm đến kỹ thuật thu thập năng lượng từ nhằm mục đích cực đại hiệu suất hệ thống. Cụ thể trong [11], sóng vô tuyến [2], [3]. Ý tưởng chính của kỹ thuật này là sử các tác giả đã phân tích hệ thống lựa chọn nút chuyển tiếp, để dụng năng lượng của tín hiệu ở băng tần vô tuyến, thu được ở cân bằng hiệu suất năng lượng tại máy thu với đại lượng cân máy thu, chuyển đổi thành nguồn điện một chiều (DC), cung bằng là lượng tin và năng lượng thu thập được. Bài báo này cấp năng lượng cho thiết bị thu/phát [4]. Công nghệ này cho đã giải quyết được bài toán tối ưu hiệu suất hệ thống; đặc biệt, phép hệ thống có thể duy trì hoạt động bình thường hoặc kéo các tác giả đã đưa ra những biểu thức toán học tường minh để dài thời gian sống của mạng vì không phụ thuộc vào việc cấp đánh giá hiệu năng hệ thống. Kế thừa và phát triển ý tưởng nguồn như hiện nay, đặc biệt lý tưởng cho các mạng vô tuyến của hệ thống truyền thông điểm-điểm, trong bài báo [13], các hoạt động trong những môi trường khắc nghiệt mà việc thay tác giả đã xem xét phương thức khuếch đại và chuyển tiếp thế hoặc nạp lại pin gặp nhiều khó khăn [5]. Tuy nhiên, do (Amplify and Forward-AF), ở đó, nút chuyển tiếp có nguồn hiệu suất chuyển dổi cũng như do hiệu ứng suy hao đườn ...