Đang tải... (xem toàn văn)
TÌM HIỂU GIẢI mã và CHUYỂN TIẾP mô HÌNH bán SONG CÔNG THEO GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT TÌM HIỂU GIẢI mã và CHUYỂN TIẾP mô HÌNH bán SONG CÔNG THEO GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT TÌM HIỂU GIẢI mã và CHUYỂN TIẾP mô HÌNH bán SONG CÔNG THEO GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT TÌM HIỂU GIẢI mã và CHUYỂN TIẾP mô HÌNH bán SONG CÔNG THEO GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT
TÌM HIỂU GIẢI MÃ VÀ CHUYỂN TIẾP MƠ HÌNH BÁN SONG CÔNG THEO GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DF Decode-and -forward PSR Power Splitting-based Relaying HD Half-duplex AF Amplify-and-forward PDF Probability density function CDF Cumulation distribution function Trang 5/16 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu Do nhu cầu ngày cao xã hội thông tin liên lạc,mà đặc biệt thơng tin di động Đòi hỏi tín hiệu di động phải truyền xa liên tục, nhiểu trường hợp thiết bị cần cấp nguồn lắp đặt phức tạp bất khả thi trình lắp đặt Thấy tầm quan trọng vấn đề đó, việc truyền tín hiệu tối ưu tốn lượng nhất, lý để bắt đầu nghiên cứu đề tài Trong đề tài tìm hiểu giải mã chuyển tiếp mơ hình bán song công theo giao thức phân chia công suất Qua đề tài tìm hiểu mơ hình bán song cơng, giao thức phân chia cơng suất (PSR), giả mã mà chuyễn tiếp mơ hình 1.2 Mục tiêu đề tài: Tìm hiểu mơ hình truyền bán song cơng (Haft-duplex), phương thức truyền tín hiệu mơ hình Tìm hiểu giải mã chuyển tiếp mơ hình (PSR) Xây dựng mơ hình cơng thức phân chia theo cơng suất, mơ matlab để xác định cơng thức tốn học chứng minh có xác hay khơng CHƯƠNG 1.3 Mơ hình: Phân Chia Cơng Suất MƠ HÌNH BÁN SONG CƠNG HD Trang 6/16 HÌNH 2.1 MƠ HÌNH HD • Receiver: thiết bị phát • Transmitter:thiết bị thu 1.4 Bán Song Cơng Trên đường truyền dẫn,tín hiệu truyền từ thiết bị sang thiết bị khác, từ nơi phát tới nơi thu Thực tế mổ hình giải mã chuyển tiếp mơ hình bán song cơng theo giao thức phân chia cơng suất, tín hiệu truyền từ nơi phát (Source) tới trạm Relay cuối tới đích đến (Destination) Giữi hai luồng liệu nguồn tin, truyền theo hướng thời điểm, đơn vị thời gian Một thiết bị đóng vai trò thu phát thực vai trò đơn vị thời gian HÌNH 2.2 MƠ HÌNH GIẢI MÃ VÀ CHUYỂN TIẾP (PSR) [1] Với đề tài quan tâm tín hiệu truyền từ S (source) sang R (relay), từ R sang D (destination), truyền bán song cơng Để đơn giản hóa việc xây dựng cơng thức cho mơ hình ta bỏ qua khoảng cách từ S sang R từ R sang D, xem khoảng cách Phân Chia Công Suất Trang 7/16 CHƯƠNG GIẢI MÃ VÀ CHUYỂN TIẾP (DF) MƠ HÌNH BÁN SONG CÔNG (HD) THEO GIAO THỨC PHÂN CHIA CÔNG SUẤT (PSR) 1.5 Mơ hình: DF (Decode-and –forward) giải mã chuyển tiếp (HÌNH 2.2), tín hiệu truyền từ S sang D khoảng đơn vị thời gian T Trong thời gian T/2 truyền từ S sang R T/2 lại truyền từ R sang D PSR phân chia công suất, với công suất phát đủ đê truyền từ S sang D Sẽ sữ dụng 1-ρ cồng suất để truyền từ S tới R Tại R cơng suất lại truyền tiếp sang D, khơng có việc khuyết đại tín hiệu R đê truyền tiếp Nhiễu R khơng phải khuyết đại, ưu điểm mơ hình HÌNH 3.1 MƠ HÌNH PHÂN CHIA CƠNG SUẤT [2] 1.6 Xây dựng cơng thức Tỉ số tín hiệu nhiễu R: Tỉ số tín hiệu nhiễu D: = Xác suất dừng hệ thống: (với ngưỡng) Thông lượng (Throughput): Throughput=(1-Pout).R/2 Công thức Pout chứng minh: Pout Phân Chia Công Suất Trang 8/16 Trong đó: δ : Ngưỡng để hệ thống dừng R : tốc độ bit, đợn vị bit/s/hz η : hiệu suất chuyển đổi lượng Các giá trị lại tham khảo phần phụ lục A Phân Chia Công Suất Trang 9/16 CHƯƠNG MƠ PHỊNG ĐỀ TÀI Để kiểm tra lại cơng thức chứng minh có hay không,các giá trị Pout, Ps, p, R (tốc độ bit) phụ thuộc Qua ta xác định giá trị Ps, p, R sau cho tối ưu Các giá trị kiểm tra lập trình Matlab, vẽ đồ thị Chúng ta khảo sát hai giá trị Pout Throughput theo hai trường hợp lý thuyết công thức chứng minh để xác nhận trình chứng minh có hay khơng 1.7 Khảo sát giá trị Pout Throughput theo Ps HÌNH 4.1 KHẢO SÁT Pout THEO Ps Ta nhận thấy giá trị hai đường simulation analysis trùng hoàn toàn, cơng thức chứng minh hồn tồn Phân Chia Công Suất Trang 10/16 Trong trường hợp cơng suất phát Ps (dB) xác xuất dừng lớn Do gái trị Ps tối ưu phát lớn 30 (dB) tối ưu, xác suất dừng hệ thống tiến HÌNH 4.2 KHẢO SÁT THROUGHPUT THEO Ps Trong trường hợp ta khảo sát giá trị throughput theo Ps, hình vẽ giá trị mà đồ thị vẽ trái ngược hoàn toàn với đường Pout (HÌNH 4.1) 1.8 Khảo sát giá trị Pout theo ρ Phân Chia Cơng Suất Trang 11/16 HÌNH 4.3 KHẢO SÁT Pout THEO ρ Trong đồ thị ta khảo sát giá trị Pout theo hệ số công suất ρ, đường simulation đường analysis trùng hoàn toàn, cho thấy công thức chứng minh đứng khảo sát với ρ Giá trị ρ tối ưu để xác xuất hệ thống dừng nhỏ ρ lớn 0.5, xác xuát dừng tiến Phân Chia Cơng Suất Trang 12/16 HÌNH 4.4 KHẢO SAT THROUGHPUT THEO ρ Trong đồ thị ta khảo sát giá trị throughput theo ρ, đường throughput simulation trung hoàn toàn với đường throughput analysis, công thức chứng minh trường hợp 1.9 Khảo sát giái trị Pout theo R (tốc độ bit/s/Hz) Phân Chia Công Suất Trang 13/16 HÌNH 4.5 KHẢO SÁT Pout THEO R Trong đồ thị ta khảo sát giá trị Pout theo tốc độ bit R, giá trị R lớn xác xuất dừng hệ thống lớn ngược lại Do tốc độ bit R tối ưu cho hệ thống từ 2-5 bit/s/hz Phân Chia Công Suất Trang 14/16 HÌNH 4.6 KHẢO SÁT THROUTHPUT THEO R CHƯƠNG Phân Chia Công Suất NHẬN XÉT Trang 15/16 1.10 Nhận xét kết đồ án Kết đồ án đáp ứng yêu cầu đề tài, đảm bảo nhiệm vụ đề Qua nâng cao hiểu biết mạng 5G mà trọng tâm phân chia cơng suất mơ hình bán song cơng theo giao thức phân chia công suất 1.11 Nhận xét trình thực đồ án Trong trình làm gặp nhiều khó khăn kiến thức với tài liệu đa phần tiếng anh Nhưng qua trình nghiêm cứu hướng dẫn giảng viên hướng dẫn hồn thành nhiệm vụ Qua đồ án nâng cao khả tính tốn cơng thức tốn học, khả lập trình matlab Phân Chia Công Suất Trang 16/16 CHƯƠNG KẾT LUẬN 1.12 Kết luận Kết mô cho thấy công thức chứng minh đúng,các giá trị mô đứng tính tốn 1.13 Hướng phát triển: Qua đồ án nghiên cứu tiếp tục full-duplex (FH), mơ hình sử dụng nút chuyển tiếp (AF) hệ thống bán song cơng, có thu hoạch lượng Phân Chia Công Suất Trang 17/16 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh: [1] Wireless Information and Power Transfer with Full Duplex Relaying Caijun Zhong, Senior Member, IEEE, Himal A Suraweera, Member, IEEE, Gan Zheng, Senior Member, IEEE , Ioannis Krikidis, Senior Member, IEEE, and Zhaoyang Zhang Member, IEEE ,Borkakati R P.,Virmani S S (1997), Genetics of thermosensitive genic male sterility in Rice, Euphytica 88, pp 17 [2] Relaying Protocols for Wireless Energy Harvesting and Information Processing Ali A Nasir, Student Member, IEEE, Xiangyun Zhou, Member, IEEE, Salman Durrani, Senior Member, IEEE, and Rodney A Kennedy, Fellow, IEEE [3] On the Performance of Decode-and-Forward Half-Duplex Relaying with Time Switching Based Energy Harvesting in the Condition of Hardware Impairment Phân Chia Cơng Suất Trang 18/16 PHỤ LỤC A • Tín hiệu truyền từ S tới R (), bao gồm tích độ lợi kênh truyền h với cơng suất phát nhiễu thiết bị R: (1) • Tín hiệu truyền từ R tới D (), bao gồm tích độ lợi kênh truyền g với công suất () cộng với nhiễu thiết bị D: (2) • Tỉ số tín hiệu nhiễu R: • Tỉ số tín hiệu nhiễu D: = = • Suy ra: (với ngưỡng) • Mối liên hệ SNR với R(tốc độ bit): => • Đặc x=|và y=| đó: =1=1- • Đặt Từ đồ thị ta suy sau: • Để giải ta dựa vào hàm mật độ xác suất (PDF) hàm phân phối xác xuất (CDF): Theo hàm mật độ xác suất Khi đó: = [F( dy = Phân Chia Cơng Suất Trang 19/16 • Suy ra: = Phân Chia Công Suất ... tài tìm hiểu giải mã chuyển tiếp mơ hình bán song công theo giao thức phân chia công suất Qua đề tài tìm hiểu mơ hình bán song cơng, giao thức phân chia cơng suất (PSR), giả mã mà chuyễn tiếp. .. hình 1.2 Mục tiêu đề tài: Tìm hiểu mơ hình truyền bán song cơng (Haft-duplex), phương thức truyền tín hiệu mơ hình Tìm hiểu giải mã chuyển tiếp mơ hình (PSR) Xây dựng mơ hình cơng thức phân chia. .. cơng thức cho mơ hình ta bỏ qua khoảng cách từ S sang R từ R sang D, xem khoảng cách Phân Chia Công Suất Trang 7/16 CHƯƠNG GIẢI MÃ VÀ CHUYỂN TIẾP (DF) MÔ HÌNH BÁN SONG CƠNG (HD) THEO GIAO THỨC PHÂN