Chương 1: Tổng quan. Trong chương này sẽ trình bày tổng quan về tình hình nghiên cứu hiện nay, tính cấp thiết của đề tài: mục tiêu, nhiệm vụ, đối tượng và phạm vi, phương ph́ áp nghiên cứu, bố cục của đồ án. Chương 2: Tổng quan lý thuyết. Nội dung chương này sẽ trình bày về truyền thông hợp tác.
Bao gồm : Phân bổ, lựa chọn chuyển tiếp và mã hóa ngẫu nhiên và hàm mũ lỗi. Truyền thông qua nhiều chặng bao gồm :truyền thông chuyển tiếp dòng đa chặng, truyền thông chuyển tiếp đa nhánh đa chặng và cơ hội chuyển tiếp trong truyền thông chuyển tiếp đa bước.Giới thiệu về nhiễu trong truyền thông. Chương 3: Giới thiệu mạng chuyển tiếp hợp tác.Trong chương này giới thiệu một mạng hợp tác cơ bản là mạng hợp tác hai chặng, cho biết các cấu trúc cơ bản nhất của các mạng hợp tác được giới thiệu. Tập trung nghiên cứu về hàm mũ lỗi mã ngẫu nhiên (RCEE).
Kết quả cơ bản về xác suất lỗi và xác suất dừng cho mạng hợp tác tương tự như mạng chuyển tiếp hai chặng cũng sẽ được trình bày. Cuối cùng, chúng ta có thể lấy được kết quả dung lượng dừng của một mạng sử dụng các biểu thức hàm mũ lỗi để thiết lập công thức về thông lượng thu được của mạng vô tuyến hợp tác sự dụng giao thức TSR. Chương 4: Giới thiệu về sơ đồ khối và tính toán công thức. Trong chương này sẽ trình bày một hệ thống truyền thông không dây nơi thông tin được chuyển từ nút nguồn S tới nút đích D, thông qua một nút chuyển tiếp năng lượng hạn chế trung gian R, từ đó đưa ra giao thức thu thập năng lượng chuyển đổi theo thời gian (TSR).Trong chương này cũng sẽ đi phân tích để tìm ra công thức đánh giá thông lượng thu được khi có nhiễu phần cứng do phần cứng không hoàn hảo.
Chương 5: Lưu đồ thuật toán và kết quả mô phỏng. Đưa ra kết quả của thông lượng với các ảnh hưởng của thời gian truyền năng lượng, tốc độ truyền, khoảng cách giữa nguồn và nút chuyển tiếp cũng như khoảng cách giữa nút chuyển tiếp và đích.Từ đó đánh giá được ảnh hưởng của các thông số trên theo giao thức TSR trong mạng vô tuyến hợp tác trường hợp chậm trể có giới hạn. Chương 6: Kết luận và hướng phát triển. Trình bày những kết quả của đồ án đã đạt được và nêu ra một số hướng nghiên cứu và phát triển đề tài.
14 do an CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN LÍ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU THIỆU LÝ THUYẾT 2.1 Các kênh không dây Các kênh truyền thông không dây gặp nhiều khó khăn trong quá trình truyền tín hiệu vô tuyến. Có 2 loại khác nhau của fading tồn tại trong các kênh không dây fading vùng rộng và fading vùng hẹp. Fading vùng rộng đa ra sự suy giảm năng lượng tín hiệu trung bình trong khi di chuyển qua một khu vực rộng lớn. Hiện tượng này chịu ảnh hưởng do sự nhô lên của địa hình trên đờng truyền (ví dụ như các ngọn đồi, các cánh rừng, các biển quảng cáo, các toà nhà lớn) nằm giữa bên phát và bên thu.
Bên nhận thường được biểu diễn như cái bóng bởi sự nhô lên. Thống kê fading vùng rộng đã ra cách tính ước lượng: phần suy hao là hàm của khoảng cách. Ngược lại, Fading vùng hẹp là sự biến biên thiên biên độ của tín hiệu vô tuyến qua một khoảng cách ngắn hay một thời gian ngắn,fading gây ra bởi giao thoa giữa hai hay nhiều phiên bản của tín hiệu phát đến bộ thu tại thời điểm khác nhau.Những sóng này gọi là sóng đa đường,kết hợp ở anten thu làm thay đổi biên độ và pha của tín hiệu tùy theo sự phân bố mật độ thời gian truyền dẫn của các sóng và băng thông tín hiệu phát. Trong ứng dụng kênh vô tuyến di động, kênh là biến thiên theo thời gian bởi vì sự dịch chuyển giữa máy thu và máy phát.
Tốc độ thay đổi của kênh tác động nhanh chóng tới fading. Fading vùng hẹp còn đợc gọi là Rayleigh Fading bởi vì thành phần phản xạ đa đường có giá trị lớn và không có đờng truyền thẳng của tín hiệu. Fading vùng hẹp là vấn đề quan trọng trong hệ thống truyền thông không dây.Một kênh vô tuyến di động di chuyển trong một khu vực rộng phải xử lý các tín hiệu để tổng hợp các loại fading trong các vùng hẹp thành fading trong vùng rộng. Nhiều mô hình kênh đã được đề xuất trong vài thập kỷ qua để đặc trưng cho truyền tín hiệu cho điện thoại di động trong nhà và ngoài trời và hệ thống không dây khác.
Mô hình kênh truyền dẫn, chẳng hạn như Rayleigh và các mô hình Nakagami-mfading thường được sử dụng cho các mô hình kênh di động đô thị, trong khi mô hình Rician là thích hợp khi một liên kết trực tiếp chi phối giữa máy phát và máy thu tồn tại [1, 2]. Đối với hệ thống điện thoại di động hoạt động trên khắp các băng tần 800 và 900 MHz, mô hình fading Weibull được sử dụng cho môi trường trong nhà và ngoài trời .2 Truyền thông hợp tác Kể từ khi các kênh không dây thường gặp phải phản xạ và nhiễu xạ do fading đa đường, độ tin cậy của kênh truyền thông như vậy có thể có vấn đề. Có thể cải thiện độ 15 do an tin cậy mạng bằng ba cách sau: khắc phục theo tập trung trong không gian, phân tập theo tần số cận hoặc tính toán ảnh hưởng cùa Fading trong thiết kế. Khắc phục theo tập trung trong không gian: người ta sử dụng 2 hay nhiều anten phát, thu để phát và thu cùng 1 tín hiệu trên cùng 1 tần số.
Do trường nhận được tại điểm thu do đường đi của các tia khác nhau nên chúng ít khi bị Fading đồng thời.Phân tập theo tần số: sử dụng 1 anten phát và 1 anten thu để thu,phát cùng 1 tín hiệu nhưng trên 2 hay nhiều tần số khác nhau do vậy loại bỏ được nhiễu của các đài lân cận. Tùy thuộc vào việc thiết kế hệ thống có nhiều cơ chế khác nhau, chẳng hạn như thời gian đa dạng, đa dạng tần số, đa dạng không gian và đa dạng hợp tác vừa giới thiệu. Đề án đa dạng hợp tác có thể được xem như là một phần mở rộng của hệ thống đa dạng không gian, nơi mà các anten phân phối được đặt tại các nút chuyển tiếp phân bố trong không gian so với một nguồn đa ănten đơn hoặc nhận trong hệ thống phân tập không gian thông thường. như vậy các hệ thống truyền thông hợp tác cải thiện tăng sự đa dạng đáng kể.
Phân phối ănten theo cách này làm đơn giản các yêu cầu thiết kế của nhiều thiết bị truyền thông, kể từ khi các thiết bị điện thoại di động là quá nhỏ để đặt nhiều ănten trong nó. Các lợi ích hệ thống truyền thông hợp tác là giảm các yêu cầu về truyền tải điện năng cao trong một nút duy nhất, do đó làm giảm mức nhiễu trong mạng, vùng phủ sóng của mạng mở rộng đạt được khi nút được triển khai trên các cạnh hoặc gần điểm chết của vùng phủ sóng di động.3 Đánh giá hiệu suất mạng Trong các kênh truyền thông, mô hình hiệu suất hệ thống là rất quan trọng đối với bất kỳ hệ thống không dây để đánh giá hiệu suất hệ thống và độ tin cậy trước khi thực hiện. Tùy thuộc vào việc thiết kế hệ thống và môi trường nơi mà hệ thống sẽ được sử dụng, hiệu suất của hệ thống sẽ thay đổi. Nghiên cứu các hệ thống không dây với độ tin cậy và chất lượng dịch vụ (QoS) lớn đã được liên tục trong nhiều năm.
Tốc độ dữ liệu định sẵn của kênh có một mối quan hệ phi tuyến với xác suất lỗi hoặc xác suất dừng. Xác suất lỗi tăng theo cấp số nhân cho bất kỳ tỷ lệ vượt quá giới hạn vật lý của các kênh truyền thông, dung lượng kênh. Như vậy, nếu tỷ lệ dữ liệu trên yêu cầu là dưới công suất kênh chúng ta có thể đạt được nó với một tỷ lệ lỗi thấp tùy ý sử dụng điều chế khác nhau và hoặc phương án mã hóa kênh. Biện pháp thực hiện như xác suất lỗi bit (BEP), xác suất dừng (OP) và khả năng của một hệ thống thông tin liên lạc trên các mô hình kênh vô tuyến là trọng tâm chính của nghiên cứu.
Mặc dù có hệ thống kênh có nhiều thông số chịu trách nhiệm về hiệu suất của hệ thống, hầu hết các biện pháp thực hiện có thể được đơn giản như là một hàm của tín hiệu thu với nhiễu (SNR) trong 16 do an nhiễu hệ thống giới hạn hoặc tỷ lệ tín hiệu trên can nhiễu và nhiễu (SINR) trong mạng giao thoa. Ở đây, chúng tôi xác định xác suất lỗi ký tự SEP, xác suất dừng OP Xác suất lỗi bit: Xác suất lỗi bit được định nghĩa là xác suất Bit xS được gửi và các quyết định thu giải mã là x̂ sao cho xˆ xs .Thông thường, nếu chúng ta có số lượng nguồn bit càng tốt. là không gian mẫu của các bit truyền. Các BEP hoặc SEP thường có thể được định nghĩa như là một hàm phi tuyến của máy thu SNR hoặc SINR cho bất kỳ mạng vô tuyến.
Các BEP có điều kiện theo một số kênh fading định nghĩa như là: 2 (e | ) Ch( ) exp(ag ( ) )d (1.2) 1 Với C và a là hằng số tùy ý và h (ξ) và g (ξ) là hàm tùy ý của sai số tích phân [3]. Mối quan tâm của chúng ta là xây dựng xác suất lỗi trung bình, mà có thể thu được bằng cách tích hợp các BEP có điều kiện với các hàm xác suất SNR, đó là: Pe (e | ) f ( )d (1.3) f ( ) là hàm mật độ xác suất (PDF) của SNR hoặc SINR tại máy thu tức thời. Sau đó trong luận án này, xác suất lỗi sẽ được sử dụng để chỉ ra SEP.Một hàm sinh moment (MGF: A moment generating function) sẽ được sử dụng để thể hiện các kết quả SEP qua tín hiệu PSK M-ary: M sin 2 ( ) 1 (e | ) exp( sin 0 2 M ) d (1.4) Pe| là SEP có điều kiện. Bây giờ, lấy trung bình trong PDF kênh fading, các SEP trung bình được cho bởi: 17 do an M sin 2 ( ) 1 Pe 0 Exp( 0 sin 2 M ) f ( ) d d (1.
𝔼 sin 2 là viết tắt của các phép tính kỳ vọng thống kê.