Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu kỹ thuật truyền gia tăng trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật truyền gia tăng trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật truyền gia tăng trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật truyền gia tăng trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật truyền gia tăng trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật truyền gia tăng trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật truyền gia tăng trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật truyền gia tăng trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật truyền gia tăng trong mạng vô tuyến thu thập năng lượngNghiên cứu kỹ thuật truyền gia tăng trong mạng vô tuyến thu thập năng lượng
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG - NGUYỄN ĐĂNG QUANG NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TRUYỀN GIA TĂNG TRONG MẠNG VÔ TUYẾN THU THẬP NĂNG LƯỢNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2016 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG - NGUYỄN ĐĂNG QUANG NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TRUYỀN GIA TĂNG TRONG MẠNG VÔ TUYẾN THU THẬP NĂNG LƯỢNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Mã số: 60.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS VÕ NGUYỄN QUỐC BẢO THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2016 i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô công tác Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, người truyền đạt kiến thức quý báo, phương pháp nghiên cứu cho thời gian học Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông Tôi xin chân thành cám ơn Thầy PGS.TS Võ Nguyễn Quốc Bảo trực tiếp hướng dẫn khoa học để hoàn thành tốt luận văn Tôi xin cảm ơn gia đình, với bạn bè tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập thực luận văn TP.HCM, ngày tháng năm 2016 Học viên thực luận văn Nguyễn Đăng Quang ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác TP.HCM, ngày tháng năm 2016 Học viên thực luận văn Nguyễn Đăng Quang iii MỤC LỤC Lời cảm ơn i Lời cam đoan ii Mục lục iii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt vi Danh mục hình .viii MỞ ĐẦU Chương - TỔNG QUAN VỀ MẠNG THU THẬP NĂNG LƯỢNG 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Tổng quan mạng thu thập lượng 1.3 Các phương pháp thu thập lượng 1.3.1 Thu thập sử dụng (HU) 1.3.2 Thu thập lưu trữ sử dụng (HSU) 1.3.3 Thu thập sử dụng lưu trữ (HUS) 1.4 Mạng truyền thông hợp tác truyền gia tăng 1.5 Kết luận Chương - KỸ THUẬT TRUYỀN GIA TĂNG SỬ DỤNG MẠNG THU THẬP NĂNG LƯỢNG 2.1 Mô hình hệ thống 2.1.1 Mô hình hệ thống sử dụng kỹ thuật truyền thông cộng tác gia tăng 2.1.2 Mô hình sử dụng kỹ thuật SSC (Switch and Stay Combining) 2.2 Kỹ thuật chuyển tiếp tín hiệu 10 2.2.1 Kỹ thuật khuếch đại chuyển tiếp (AF) 11 2.2.2 Kỹ thuật giải mã chuyển tiếp (DF) 13 iv 2.3 Kỹ thuật lựa chọn nút chuyển tiếp 14 2.3.1 Kỹ thuật lựa chọn nút chuyển tiếp đơn phần 14 2.3.2 Kỹ thuật lựa chọn nút chuyển tiếp toàn phần 15 2.4 Kỹ thuật phân tập thu 16 2.4.1 Kỹ thuật kết hợp lựa chọn (SelectionCombining) 18 2.4.2 Kỹ thuật kết hợp tỷ số tối đa (Maximal Ratio Combining) 19 2.5 Kỹ thuật phân chia lượng 21 2.5.1 Phương pháp phân chia lượng theo thời gian 21 2.5.2 Phương pháp phân chia lượng theo công suất 24 2.6 Phân tích đánh giá hiệu hệ thống 28 2.6.1 Phân tích xác suất dừng mô hình truyền thông cộng tác gia tăng 31 2.6.1.1 Xét mô hình nút chuyển tiếp 31 2.6.1.1.1Mô hình nút chuyển tiếp, nút đích sử dụng kỹ thuật kết hợp lựa chọn (SC) 31 2.6.1.1.2Mô hình nút chuyển tiếp, nút đích sử dụng kỹ thuật kết hợp tỷ số tối đa (MRC) 33 2.6.1.2 Mô hình hệ thống sử dụng nhiều nút chuyển tiếp 36 2.6.1.2.1Mô hình hệ thống nhiều nút chuyển tiếp, nút đích sử dụng kỹ thuật kết hợp lựa chọn(SC) 37 2.6.1.2.2Mô hình hệ thống nhiều nút chuyển tiếp, nút đích sử dụng kỹ thuật kết hợp tỷ số tối đa (MRC) 38 2.6.2 Phân tích xác suất dừng mô hình hệ thống sử dụng kỹ thuật SSC 41 2.7 So sánh hiệu hoạt động mô hình truyền thông cộng tác tăng cường với mô hình khác 48 2.7.1 Mô hình truyền thông cộng tác thông thường 48 2.7.2 Mô hình chuyển tiếp hai chặng 48 2.7.3 Mô hình truyền trực tiếp 49 v 2.8 Số khe thời gian sử dụng trung bình 50 2.9 Kết luận chương 50 Chương - MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN 51 Chương - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết Tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AF Amplify-and-Forward Khuếch đại chuyển tiếp DF Decode-and-Forward Giải mã chuyển tiếp S Source Nút nguồn R Relay Nút chuyển tiếp D Destination Nút đích TS Time switching Phân chia theo thời gian PS Power splitting Phân chia theo công suất EH Energy Harvesting Thu thập lượng RF Radio frequency Sóng vô tuyến HU Harvest-use Thu thập sử dụng HSU Harvest-store-use Thu thập lưu trữ sử dụng HUS Harvest-use-store Thu thập sử dụng lưu trữ CDF Cumulative Distribution Function Hàm phân bố xác suất tích lũy PDF Probability Density Function Hàm mật độ phân bố xác suất SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tính hiệu nhiễu SC Selection Combining Kết hợp lựa chọn MRC Maximal Ratio Combining Kết hợp theo tỷ lệ lớn vii OP Outage Probability MIMO Multi-Input Multi-Output ACK Acknowledgement NACK Negative Acknowledgement SSC Swith and Stay Combining Xác suất dừng viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1.Mô hình thu thập lượng mạng vô tuyến Hình 2.1.Mô hình truyền thông cộng tác gia tăng Hình 2.2.Các giai đoạn cộng tác mạng chuyển tiếp gia tăng .9 Hình 2.3 Mô hình kỹ thuật SSC .10 Hình 2.4 Mô hình kênh truyền ba đầu cuối 11 Hình 2.5 Mô hình nút chuyển tiếp khuếch đại chuyển tiếp 11 Hình 2.6 Mô hình giải mã chuyền tiếp 14 Hình 2.7 Kỹ thuật lựa chọn nút chuyển tiếp đơn phần trênh kênh S-R 15 Hình 2.8 Kỹ thuật lựa chọn nút chuyển tiếp toàn phần 16 Hình 2.9.Bộ phân tập thu tuyến tính[54] 17 Hình 2.10 Kỹ thuật SC .18 Hình 2.11 Kỹ thuật MRC 19 Hình 2.12 Kỹ thuật phân chia lượng theo thời gian nút chuyển tiếp 21 Hình 2.13 Quá trình thu thập phân chia lượng theo thời gian nút chuyển tiếp .22 Hình 2.14 Kỹ thuật phân chia lượng theo công suất nút chuyển tiếp 25 Hình 2.15.Quá trình thu thập phân chia lượng theo công suất nút chuyển tiếp .25 Hình 2.16 Mô hình truyền trực tiếp 49 Hình 3.1 Xác suất dừng mô hình nút chuyển tiếp, R sử dụng kỹ thuật TS, D sử dụng kỹ thuật SC: th 4; d sr 0.4; drd 0.6; 0.25 52 Hình 3.2 Xác suất dừng mô hình nút chuyển tiếp, R sử dụng kỹ thuật SP, D sử dụng kỹ thuật SC với giá trị th 4; 0.25; .53 55 Hình 3.4.Xác suất dừng mô hình nhiều chuyển tiếp, R sử dụng kỹ thuật TS,D sử dụng kỹ thuật SC: th 4; 0.25; 0.2 Hình 3.5 Xác suất dừng mô hình nhiều chuyển tiếp, R sử dụng kỹ thuật PS,D sử dụng kỹ thuật SC: th 4; 0.25; 1; 0.2 Trong Hình 3.3 hình 3.4 đánh giá hiệu hoạt động hệ thống có nhiều nút chuyển tiếp Dựa vào hai hình vẽ trênta thấy tăng số lượng nút chuyển tiếp hiệu hoạt động mạng tăng Tuy nhiên, việc tăng số nút chuyển tiếp dẫn đến việc thiết bị thu chuyển mạch liên tục nhằm chọn nhánh tốt để truyền liệu 56 Hình 3.6.Xác suất dừng mô hình nút chuyển tiếp, R sử dụng kỹ thuật TS,D sử dụng kỹ thuật MRC: th 4; 0.2; 0.25 Trong Hình 3.5, cho kết hệ số chuyển đổi lượng tỷ lệ nghịch với xác suất dừng hệ thống Có điều hệ số tăng dẫn đến lượng thu thập tăng Vì vậy, lượng dành cho trình chuyển tiếp tín hiệu đến nút đích tăng Hình 3.7.Xác suất dừng mô hình nút chuyển tiếp, R sử dụng kỹ thuật PS,D sử dụng kỹ thuật MRC với giá trị: th 4; 0.2; 0.25 Trong Hình 3.5, phân tích ảnh hưởng trình chuyển đổi tín hiệu băng gốc thông qua hệ số µ Theo phân tích Chương 2, 57 chuyển đổi tín hiệu băng gốc gây nhiễu, trình ảnh hưởng đến chất lượng hoạt động hệ thống như: hệ số µ tăng hoặt giảm xác suất dừng hệ thống giảm tăng, hay nói mộ cách khác hệ số µ giá trị xác suất dừng tỷ lệ nghịch với Hình 3.8.xác suất dừng mô hình nhiều nút chuyển tiếp, R sử dụng kỹ thuật TS, D sử dụng kỹ thuật MRC: 0.2; 0.25; th Hình 3.9 Xác suất dừng mô hình nhiều nút chuyển tiếp, R sử dụng kỹ thuật PS, D sử dụng kỹ thuật MRC: 0.2; 0.25; 1; th Hình 3.8, 3.9 vẽ xác suất dừng hệ thống với nhiều nút chuyển tiếp, nhìn vào hai hình ta thấy số nút chuyển tiếp tăng hiệu hoạt động mạng lớn 58 Hình 3.10 Xác suất dừng mô hình kỹ thuật SSC nút R dùng kỹ thuật phân chia lượng theo thời gian với giá trị: 0.25; Cth 2; 0.1 Hình 3.11 Xác suất dừng mô hình SSC, nút chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật phân chia lượngtheo công suất với giá trị: 0.2; 1; Cth 2; 0.25 Trong Hình 3.10;3.11 vẽ xác suất dừng mô hình sử dụng kỹ thuật SSC Căn vào hai hình trên, nhận thấy trường hợp T 22C có xác th suất dừng bé 59 Hình 3.12.Số khe thời gian sử dụng kỹ thuật truyền thông cộng tác gia tăng với giá trị: th 2, 4,8 Ở Hình 3.10 ta thấy, số khe thời gian sử dụng trung bình dùng để truyền liệu thành công từ nguồn đến đích Trong mô này, mô hệ thống với ngưỡng so sánh khác th 2; th 4; th 8 Kết cho thấy, số khe thời gian trung bình sử dụng nằm khoảng từ đến khe Điều chứng tỏ hiệu sử dụng phổ kỹ thuật truyền thông công tác gia tăng so với phương pháp truyền thông cộng tác thông thường 60 Hình 3.13.Xác suất dừng mô hình khác nhau, với giá trị: 0.3; th 4; 0.25 Dựa vào Hình 3.11 cho thấy hiệu mô hình truyền thông cộng tác tăng cường với mô hình khác Xác suất dừng mô hình truyền thông cộng tác nhỏ so với mô hình khác 61 Chương - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong luận văn này, học viên nghiên cứu, kết hợp hai kỹ thuật : kỹ thuật truyền gia tăng kỹ thuật thu thập lượng mạng vô tuyến Các kết đạt luận văn là: Kết mô thực tế lý thuyết tính toán trùng khít hoàn toàn hợp lý với lý thuyết Các kết tính luận văn hoàn toàn chưa công bố trước Mô hình đề xuất giúp tăng hiệu sử dụng phổ hệ thống Các biểu thức tính toán xác suất dừng đánh giá công cụ toán học mô Monte-Carlo Đánh giá ảnh hường thông số lên chất lượng hoạt động hệ thống Luận văn chứng minh rằng, xác suất dừng kỹ thuật truyền thông cộng tác tăng cường với xác suất kỹ thuật truyền thông cộng tác.Trong kỹ thuật truyền gia tăng, xác suất dừng mô hình có nút D sử dụng kỹ thuật MRC để giải mã tín hiệu thấp so với mô hình nút D sử dụng kỹ thuật SC Việc tích hợp kỹ thuật thu thập lượng nút chuyển tiếp giúp kéo dài thời gian hoạt động hệ thống Hướng mở đề tài: Mở rộng, nghiên cứu mô hình truyền thông cộng tác gia tăng nhiều chặng Mở rộng, nghiên cứu mô hình kỹ thuật SSC với nhiều nút chuyển tiếp Qua tăng hiệu hoạt động mạng Xem xét đề tài kênh truyền khác 62 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A Scaglione, D L Goeckel, and J N Laneman, "Cooperative Communications in Mobile Ad Hoc Networks," IEEE Signal Processing Magazine, pp 18-29, September 2006 [2] A Nosratinia, T E Hunter, and A Hedayat, "Cooperative communication in wireless networks," IEEE Communications Magazine, vol 42, pp 74-80, 2004 [3] K J R Liu and Books24x7 Inc (2009) Cooperative communications and networking [Text.] [4] J N Laneman, D N C Tse, and G W Wornell, "Cooperative diversity in wireless networks: Efficient protocols and outage behavior," IEEE Transactions on Information Theory, vol 50, pp 3062-3080, 2004 [5] J N Laneman, "Limiting analysis of outage probabilities for diversity schemes in fading channels," in Global Telecommunications Conference, 2003 GLOBECOM '03 IEEE, 2003, pp 1242-1246 vol.3 [6] J N Laneman and Massachusetts Institute of Technology Dept of Electrical Engineering and Computer Science., "Cooperative diversity in wireless networks : algorithms and architectures," Thesis Ph D Massachusetts Institute of Technology Dept of Electrical Engineering and Computer Science 2002., MIT, 2002 [7] H Zhu, T Himsoon, W P Siriwongpairat, and K J R Liu, "Resource Allocation for Multiuser Cooperative OFDM Networks: Who Helps Whom and How to Cooperate," Vehicular Technology, IEEE Transactions on, vol 58, pp 2378-2391, 2009 [8] A S Ibrahim, A K Sadek, S Weifeng, and K J R Liu, "Cooperative communications with relay-selection: when to cooperate and whom to cooperate 63 with?," Wireless Communications, IEEE Transactions on, vol 7, pp 2814-2827, 2008 [9] T Himsoon, S Weifeng, and K J R Liu, "Differential modulation for multi-node amplify-and-forward wireless relay networks," in Wireless Communications and Networking Conference, 2006 WCNC 2006 IEEE, 2006, pp 1195-1200 [10] T Himsoon, W P M Siriwongpairat, S Weifeng, and K J R Liu, "Decode-and-forward differential modulation scheme with threshold-based decision combining," in Wireless Communications and Networking Conference, 2006 WCNC 2006 IEEE, 2006, pp 1189-1194 [11] H A Suraweera, D S Michalopoulos, and G K Karagiannidis, "Semi- blind amplify-and-forward with partial relay selection," Electronics Letters, vol 45, pp 317-319, 2009 [12] D B da Costa and S Aissa, "End-to-End Performance of Dual-Hop Semi- Blind Relaying Systems with Partial Relay Selection," IEEE Transactions on Wireless Communications, vol 8, pp 4306-4315, 2009 [13] V N Q Bao and H Y Kong, "Partial Relay Selection for Decode and Forward over Rayleigh Fading Channels," 한국통신학회, 한국통신학회논문지, vol 34, pp 523-529, 2009 [14] V N Q Bao and H Y Kong, "Diversity Order Analysis of Dual-hop Relaying with Partial Relay Selection," IEICE Trans Commun, vol E92-B, pp 3942-3946, Dec 2009 [15] V N Q Bao and H Y Kong, "Partial Relay Selection for Decode-and- Forward over Rayleigh Fading Channels," The Journal of Korea Information and Communications Society, vol 34, pp 523-529, 2009 64 [16] I Krikidis, J Thompson, S McLaughlin, and N goertz, "Amplify-and- Forward with Partial Relay Selection," IEEE Communications Letters, vol 12, pp 235-237, 2008 [17] A Bletsas, A Khisti, and M Z Win, "Opportunistic cooperative diversity with feedback and cheap radios," Wireless Communications, IEEE Transactions on, vol 7, pp 1823-1827, 2008 [18] A Bletsas, H Shin, and M Z Win, "Cooperative Communications with Outage-Optimal Opportunistic Relaying," IEEE Transactions on Wireless Communications, vol 6, pp 3450-3460, September 2007 [19] A Bletsas and A Lippman, "Implementing Cooperative Diversity Antenna Arrays with Commodity Hardware," IEEE Communications Magazine, pp 33-40, December 2006 [20] A Bletsas, A Khisti, D P Reed, and A Lippman, "A Simple Cooperative Diversity Method Based on Network Path Selection," IEEE Journal on Select Areas in Communications, vol 24, pp 659-672, March 2006 [21] K Jiawen, Y Rong, S Maharjan, Z Yan, H Xumin, X Shengli, et al., "Toward secure energy harvesting cooperative networks," Communications Magazine, IEEE, vol 53, pp 114-121, 2015 [22] X Jie, D Lingjie, and Z Rui, "Cost-aware green cellular networks with energy and communication cooperation," Communications Magazine, IEEE, vol 53, pp 257-263, 2015 [23] P Kamalinejad, C Mahapatra, S Zhengguo, S Mirabbasi, V C M Leung, and G Yong Liang, "Wireless energy harvesting for the Internet of Things," Communications Magazine, IEEE, vol 53, pp 102-108, 2015 65 [24] D Mishra, S De, S Jana, S Basagni, K Chowdhury, and W Heinzelman, "Smart RF energy harvesting communications: challenges and opportunities," Communications Magazine, IEEE, vol 53, pp 70-78, 2015 [25] L Mohjazi, M Dianati, G K Karagiannidis, S Muhaidat, and M Al- Qutayri, "RF-powered cognitive radio networks: technical challenges and limitations," Communications Magazine, IEEE, vol 53, pp 94-100, 2015 [26] Z Nan, F R Yu, and V C M Leung, "Wireless energy harvesting in interference alignment networks," Communications Magazine, IEEE, vol 53, pp 72-78, 2015 [27] O Ozel, K Tutuncuoglu, S Ulukus, and A Yener, "Fundamental limits of energy harvesting communications," Communications Magazine, IEEE, vol 53, pp 126-132, 2015 [28] V Raghunathan, S Ganeriwal, and M Srivastava, "Emerging techniques for long lived wireless sensor networks," Communications Magazine, IEEE, vol 44, pp 108-114, 2006 [29] Z Caijun, Z Gan, Z Zhaoyang, and G K Karagiannidis, "Optimum Wirelessly Powered Relaying," Signal Processing Letters, IEEE, vol 22, pp 17281732, 2015 [30] D Mishra and S De, "Optimal Relay Placement in Two-Hop RF Energy Transfer," Communications, IEEE Transactions on, vol 63, pp 1635-1647, 2015 [31] I Krikidis, S Timotheou, S Nikolaou, Z Gan, D W K Ng, and R Schober, "Simultaneous wireless information and power transfer in modern communication systems," Communications Magazine, IEEE, vol 52, pp 104-110, 2014 [32] r Karalis, J D Joannopoulos, and M S ´, "Efficient wireless non-radiative mid-range energy transfer," Annals of Physics, 2008 66 [33] D.-T Do, "Time Power Switching Based Relaying Protocol in Energy Harvesting Mobile Node: Optimal Throughput Analysis," Duy Tan University (DTU), 2015; [34] A A Nasir, X Zhou, S Durrani, and R A Kennedy, "Relaying Protocols for Wireless Energy Harvesting and Information Processing," 25 Jun 2013 [35] S Sudevalayam and P Kulkarni, "Energy Harvesting Sensor Nodes: Survey and Implications." [36] M.-L Ku, W Li, Y Chen, and K J R Liu, "Advances in Energy Harvesting Communications: Past, Present, and Future Challenges." [37] S Ulukus, A Yener, E Erkip, O Simeone, M Zorzi, P Grover, et al., "Energy Harvesting Wireless Communications: A Review of Recent Advances," 24 Jan 2015 [38] T Renk, "Cooperative Communications: Network Design and Incremental Relaying," 2010 [39] S Ikki and M H Ahmed, "PHY 50-5 - Performance Analysis of Incremental Relaying Cooperative Diversity Networks over Rayleigh Fading Channels," in Wireless Communications and Networking Conference, 2008 WCNC 2008 IEEE, 2008, pp 1311-1315 [40] S S Ikki, M Uysal, and M H Ahmed, "Performance Analysis of Incremental-Relay-Selection Decode-and-Forward Technique," in Proc IEEE Global Telecommunications Conf GLOBECOM 2009, 2009, pp 1-6 [41] S S Ikki, M Uysal, and M H Ahmed, "Performance Analysis of Incremental-Best-Relay Amplify-and-Forward Technique," in Global Telecommunications Conference, 2009 GLOBECOM 2009 IEEE, 2009, pp 1-6 67 [42] V N Q Bao and H Y Kong, "Performance Analysis of Incremental Selection Decode-and-Forward Relaying over Rayleigh Fading Channels," in IEEE International Conference on Communications Workshops, 2009 ICC Workshops 2009., 2009, pp 1-5 [43] V N Q Bao and H Y Kong, "Incremental relaying for partial relay selection," IEICE Trans Commun., vol E93-B, pp 1317-1321, May 2010 [44] D S Michalopoulos and G K Karagiannidis, "Distributed Switch and Stay Combining (DSSC) with a Single Decode and Forward Relay," Communications Letters, IEEE, vol 11, pp 408-410, 2007 [45] T.-T Thanh, D.-H Tuan, and B Vo Nguyen Quoc, "Outage probability of selection relaying networks with distributed switch and stay combining over Rayleigh fading channels," in Communications and Electronics (ICCE), 2010 Third International Conference on, 2010, pp 61-64 [46] V N Q Bao, N T Duc, and H D Chien, "Incremental Cooperative Diversity for Wireless Networks under Opportunistic Spectrum Access," International Conference on Advanced Technologies for Communications, 2011 [47] P Tarasak, H Minn, and Y H Lee, "Analysis of Incremental Relaying Protocol with RCPC in Cooperative Diversity Systems," IEEE Xplore, pp 25372541, 2005 [48] J N Laneman, "COOPERATIVE DIVERSITY Models, Algorithms, and Architectures," Department of Electrical Engineering University of Notre Dame [49] B S Salama Said Ikki, M.Sc., "Performance Analysis of Cooperative- Diversity Networks With Different Relaying and Combining Techniques," August,2008 [50] X Lei, L Fan, P Fan, R Q Hu, and X Wang, "Outage Probability and BER of Switch-and-Stay Combining in Two-Way Relay Systems with Analog Network 68 Coding," IEEE Wireless Communications and Networking Conference, pp 33973402, 2013 [51] T T Duy and H Y Kong, "On Performance Evaluation of Hybrid Decode- Amplify-Forward Relaying Protocol with Partial Relay Selection in Underlay Cognitive Networks," JOURNAL OF COMMUNICATIONS AND NETWORKS, vol VOL 16, OCTOBER 2014 [52] B K Chalise, Y D Zhang, and M G Amin, "A Novel Partial Relay Selection Method for Amplify-and-Forward Relay Systems," Globecom 2012 Wireless Communications Symposium, pp 4917-4922 [53] V N Q Bao, T T Duy, T Q Duong, D B d Costa, and M Elkashlan, "Proactive Relay Selection with Joint Impact of Hardware Impairment and Cochannel Interference," IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS, VOL X, NO X, X [54] A Goldsmith, "WIRELESS COMMUNICATIONS," Stanford University, 2004 [55] J Hu and N C Beaulieu, "Performance Analysis of Decode-and-Forward Relaying with Selection Combining," IEEE Communications Letters, vol 11, pp 489-491, June 2007 [56] V N Q Bao, T Q Duong, and N N Tran, "Ergodic capacity of cooperative networks using adaptive transmission and selection combining," in Signal Processing and Communication Systems, 2009 ICSPCS 2009 3rd International Conference on, 2009, pp 1-6 [57] V N Q Bao and H Y Kong, "General Expression for BER with MRC Reception over Rayleigh Fading Paths," The Journal of Korea Information and Communications Society, vol 33, pp 1053-1062, 2008 69 [58] H V Khuong and H Y Kong, "General Expression for pdf of a Sum of Independent Exponential Random Variables," IEEE Communications Letters, vol 10, pp 159-161, March 2006 [59] Z Ding, S M Perlaza, I n Esnaola, and H V Poor, "Power Allocation Strategies in Energy Harvesting Wireless Cooperative Networks," IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS, vol 13,, pp 846-860, FEBRUARY 2014 [60] S S Ikki and M H Ahmed, "Performance Analysis of Cooperative- DiversityNetworks With Different Relaying and Combining Techniques," IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS vol VOL 59, August 2008 [...]... và năng lượng đến các thiết bị chuyển tiếp Điều này làm tăng thời gian và hiệu quả hoạt động hệ thống vô tuyến Luân văn tập trung nghiên cứu vấn đề kết hợp giữa hai kỹ thu t thu thập năng lượng và kỹ thu t truyền gia tăng trong mạng vô tuyến Luận văn sẽ được chia thành các chương như sau: - Chương 1: tổng quan về mạng thu thập năng lượng - Chương 2: kỹ thu t truyền gia tăng trong mạng thu thập năng lượng. .. - Kỹ thu t phân chia năng lượng theo thời gian (TS) - Kỹ thu t phân chia năng lượng theo công suất (PS) Năng lượng sóng vô tuyến R d RD d SR hrd hsr Dữ liệu truyền đi D S S Nút nguồn R Nút chuyển tiếp D Nút đích Hình 1.1 Mô hình thu thập năng lượng trong mạng vô tuyến 1.3 Các phương pháp thu thập năng lượng 1.3.1 Thu thập sử dụng (HU) Nút chuyển tiếp thu thập năng lượng trực tiếp từ hệ thống, năng lượng. .. đây, kỹ thu t truyền gia tăng được chuyển hóa thành kỹ thu t chuyển tiếp và giữ và được nghiên cứu trong các bài báo sau [44, 45] 6 Một số nghiên cứu chỉ ra rằng phương pháp truyền gia tăng trong mạng vô tuyến thu thập năng lượng hiệu suất lỗi phụ thu c vào giá trị ngưỡng ở phí thu Các giá trị ngưỡng này phụ thu c vào ứng dụng của mạng vô tuyến [46, 47] Ý tưởng cơ bản của phương pháp truyền gia tăng. .. thể tham gia vào qua trình hợp tác theo các giao thức: truyền lặp lại [7-10], lựa chọn từng phần [11-16], và lựa chọn toàn phần [17-20] Bên cạnh truyền thông hợp tác, thu thập năng lượng vô tuyến để cung cấp năng lượng truyền phát cho mạng vô tuyến cũng là một hướng nghiên cứu nhận được sự quan tâm gần đây [21-28] Với thu thập năng lượng, các nút thu có thể vừa thu thập năng lượng và thu thập thông... dụng cho mạng chuyển tiếp hai chặng mà nút chuyển tiếp hoàn toàn hoạt động dựa vào năng lượng thu thập [29-31] 3 Như vậy, việc kết hợp ưu điểm của hai kỹ thu t : thu thập năng lượng cho nút chuyển tiếp và kỹ thu t truyền gia tăng đem lại cái ưu điểm sau: - Giảm tải lên nút chuyển tiếp - Cải thiện hiệu suất phổ tần của mạng - Cải thiện độ lợi phân tập của mạng 1.2 Tổng quan mạng thu thập năng lượng Ngày... mô hình hệ thống cộng tác gia tăng với mô hình truyền thông cộng tác thông thường 8 Chương 2 - KỸ THU T TRUYỀN GIA TĂNG SỬ DỤNG MẠNG THU THẬP NĂNG LƯỢNG 2.1 Mô hình hệ thống 2.1.1 Mô hình hệ thống sử dụng kỹ thu t truyền thông cộng tác gia tăng hsr1 R hsr2 R hsr3 R hsd S D hsrN S hrd Nút nguồn R R Nút chuyển tiếp D Nút đích Hình 2.1 Mô hình truyền thông cộng tác gia tăng Trong mô hình khảo sát, chúng... nút chuyển tiếp trong quá trình chọn lựa[18] 2.4 Kỹ thu t phân tập thu Kỹ thu t phân tập là một trong những phương pháp được dùng để hạn chế ảnh hưởng của fading Trong hệ thống vô tuyến, kỹ thu t phân tập dùng để lảm giảm ảnh hưởng cùa fading đa tia, tăng độ tin cậy của việc truyền dữ liệu mà không phải tăng công suất phát hoặc tăng băng thông .Kỹ thu t phân tập cho phép bộ thu (receiver) thu được nhiều... để tăng cường thời gian hoạt động của mạng vô tuyến, qua đó nâng cao được chất lượng hoạt động, giúp cải thiện các vấn đề của hệ thống như: tạo ra được tính bền vững trong hoạt động, giảm sự phụ thu c vào nguồn năng lượng điện hoạt năng lượng pin Ngoài ra, công nghệ thu thập năng lượng tạo ra tính bền vững và tạo ra thời gian hoạt động gần như vĩnh viễn trong mạng vô tuyến thông qua việc cung cấp năng. .. động, năng lượng của sóng vô tuyến xung quanh…, nhưng nạp không dây vẫn là cách thu n tiện và dễ dàng nhất Trong đó, công nghệ thu thập năng lượng (EH) bằng sóng vô tuyến (RF) là công nghệ mới nhất hiện nay và đang trong quá trình nghiên cứu để hoàn thiện, nó cho phép các thiết bị không dây nạp năng lượng từ các trạm vô tuyến Sự phát triển của các thiết bị chuyển hóa sóng vô tuyến thành điện năng và... ai2 i 1 N 0 i 1 i 1 (2.17) 21 Kỹ thu t phân chia năng lượng Trong mỗi chu kỳ truyền dữ liệu, khung thời gian T được chia thành những khe thời gian (sub block) thu thập năng lượng, truyền và chuyển tiếp dữ liệu Nút chuyển tiếp thu thập năng lượng theo hai phương pháp: phân chia theo thời gian, phân chia theo công suất Chúng ta sẻ phân tích mô hình sử dụng kỹ thu t lựa chọn toàn phân.Chúng ta giả ... thống vô tuyến Luân văn tập trung nghiên cứu vấn đề kết hợp hai kỹ thu t thu thập lượng kỹ thu t truyền gia tăng mạng vô tuyến Luận văn chia thành chương sau: - Chương 1: tổng quan mạng thu thập lượng. .. - NGUYỄN ĐĂNG QUANG NGHIÊN CỨU KỸ THU T TRUYỀN GIA TĂNG TRONG MẠNG VÔ TUYẾN THU THẬP NĂNG LƯỢNG Chuyên ngành: KỸ THU T VIỄN THÔNG Mã số: 60.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THU T NGƯỜI HƯỚNG DẪN... tác gia tăng với mô hình truyền thông cộng tác thông thường Chương - KỸ THU T TRUYỀN GIA TĂNG SỬ DỤNG MẠNG THU THẬP NĂNG LƯỢNG 2.1 Mô hình hệ thống 2.1.1 Mô hình hệ thống sử dụng kỹ thu t truyền