Đánh giá hiệu năng mạng chuyển tiếp từng phần với đa anten thu trong truyền thông gói tin ngắn

Nguyễn Thị Yến Linh, Ngô Hoàng Tú, Võ Nguyễn Quốc Bảo  
ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG CHUYỂN TIẾP  
TỪNG PHẦN VỚI ĐA ANTEN THU TRONG  
TRUYỀN THÔNG GÓI TIN NGẮN  
Nguyễn Thị Yến Linh*, Ngô Hoàng Tú+ Võ Nguyễn Quốc Bảo*  
,
* Khoa Cơ bản 2, khoa Viễn thô ng 2, Học Viện Cô ng Nghệ Bưu Chính Viễn Thô ng  
+ Trường Đại học Giao Thô ng Vận Tải thành phố Hồ Chí Minh  
Tóm tắt- Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu mạng  
giải mã chuyển tiếp (DF) hai chặng trong truyền thông gói  
tin ngắn. Trong đó, nguồn sẽ lựa chọn một nút tốt nhất  
trong một tập đa nút để chuyển tiếp gói tin bằng cách sử  
dụng kỹ thuật lựa chọn chuyển tiếp một phần (PRS).  
Nguồn thu được thiết kế có M-anten và sử dụng giao thức  
phân tập tỉ số kết hợp cực đại (MRC) để thu nhận tín hiệu.  
Để đánh giá và so sánh hiệu năng hệ thống, chúng tôi đưa  
ra các biểu thức dạng chính xác và xấp xỉ của tỉ lệ lỗi khối  
(BLER) trong kênh truyền fading Rayleigh. Cuối cùng,  
chúng tôi thực hiện mô phỏng Monte Carlo để kiểm chứng  
kết quả lý thuyết và tìm ra giá trị tối ưu của số nút chuyển  
tiếp và số anten cũng như chứng minh các ưu điểm của mô  
hình hệ thống đã được đề xuất.  
hiệu suất của truyền thông gói ngắn với giá trị xấp xỉ gần  
đúng. Trong bài báo [9], Makki và các cộng sự đã đề xuất  
phương pháp tính gần đúng cho hàm Q_function. Phương  
pháp này giúp việc tính toán tỉ số lỗi khối dễ dàng hơn.  
Hay các tác giả trong bài báo [10] cũng cho thấy rằng chiều  
dài khối thích hợp cho công suất Ergodic tối ưu nhất trên  
tất cả kênh fading bán tĩnh.  
Bên cạnh đó, mạng chuyển tiếp ra đời với những ưu điểm  
như một giải pháp đầy hứa hẹn trong truyền thông vô tuyến  
[11], giải quyết các vấn đề về khoảng cách giữa hai thiết  
bị đầu cuối khi máy truyền và máy phát ở quá xa vượt  
ngoài khoảng công suất truyền khả dụng của máy phát  
hoặc có thể máy phát truyền được nhưng nếu tăng công  
suất phát quá lớn thì sẽ ảnh hưởng can nhiễu lớn lên các  
người dùng khác của hệ thống [12-14]. Nhiệm vụ của nút  
chuyển tiếp là thu thập tín hiệu từ nút trước nó, sau đó xử  
lý và chuyển tiếp tín hiệu đó đến nút tiếp theo đến khi tín  
hiệu đến được đích. Về cơ bản, có hai kỹ thuật xử lý tín  
hiệu được dùng ở nút chuyển tiếp là khuếch đại và chuyển  
tiếp (AF) [15-17] và giải mã và chuyển tiếp (DF) [18-20].  
Các kỹ thuật này đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi  
trong các mạng thông tin vô tuyến như mạng thông tin di  
động tế bào, ad-hoc di động [21, 22], mạng cảm biến  
không dây [23].  
Từ khóa- lựa chọn chuyển tiếp từng phần, fading  
Rayleigh, giải mã và chuyển tiếp, tỉ lệ lỗi khối, tỉ số kết  
hợp cực đại, truyền thông gói tin ngắn.  
I.  
GIỚI THIỆU  
Hiện nay, truyền thông thế hệ mới thứ năm (5G) được  
biết đến như là sự cải tiến vượt trội xa so với các mạng thế  
hệ trước đây. Mạng (5G) cũng là cơ sở quyết định trong  
việc hiện thực hóa kỷ nguyên Internet vạn vật (IoT) và xã  
hội siêu kết nối. Dịch vụ chính của mạng (5G) là băng  
thông di động nâng cao (eMBB), truyền thông loại máy  
(mMTC) và truyền thông độ trễ thấp cực kỳ đáng tin cậy  
(uRLLC), ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và  
xã hội [1-3]. Trong đó, uRLLC là dịch vụ trọng tâm của  
mạng 5G với yêu cầu độ tin cậy cực cao hơn 99.9999% và  
độ trễ dưới 1ms . Để đạt được các yêu cầu này, truyền  
thông gói ngắn với mã chiều dài khối ngắn được đưa vào  
hệ thống nghiên cứu như một phương pháp tiềm năng [4].  
Thực vậy, các gói tin ngắn là một dạng lưu thông điển hình  
được tạo ra bởi những cảm biến và được trao đổi chủ yếu  
trong truyền thông kiểu máy. Do vậy, truyền thông gói  
ngắn hỗ trợ chính cho các ứng dụng 5G và IoT như kết nối  
đám mây đáng tin cậy, điều phối không dây từ xe đến xe,  
báo động từ một bộ lớn cảm biến [4-7].  
Gần đây, các nhà khoa học bắt đầu quan tâm đến việc áp  
dụng mạng chuyển tiếp vào truyền thông sử dụng gói tin  
ngắn nhằm nâng cao hiệu năng hệ thống và đáp ứng các  
yêu cầu dịch vụ cho mạng 5G. Cụ thể, các tác giả trong  
[24] đã xem xét một giao thức chuyển tiếp trong đó độ lợi  
kênh của đường truyền trực tiếp và đường truyền có nút  
chuyển tiếp được tổng hợp tại máy thu theo giả định trạng  
thái thông tin kênh truyền hoàn hảo. Hay trong bài báo  
[25], các tác giả trong đã đề xuất một phương pháp  
“OccupyCoW” nhằm đáp ứng các yêu cầu về độ tin cậy và  
độ trễ cao thông qua mạng truyền thông hợp tác. Trong bài  
báo [26], Yulin Hu và các cộng sự đã nghiên cứu hiệu suất  
chuyển tiếp thông qua các kênh Rayleigh bán tĩnh dưới giả  
định chiều dài khối hữu hạn (FBL). Một cách cơ bản, các  
bài báo chủ yếu xem xét hai kịch bản chuyển tiếp trong bối  
cảnh FBL bao gồm kỹ thuật AF [27] và DF [28]. Bên cạnh  
đó, trong [29], tác giả đã chứng minh sự vượt trội của hiệu  
năng hệ thống sử dụng các kỹ thuật chọn lựa nút chuyển  
Cho đến nay, truyền thông gói ngắn đang được các nhà  
khoa học quan tâm. Cụ thể, Polyanskiy và các cộng sự đã  
tiên phong trong việc tìm ra công thức xấp xỉ của tốc độ  
mã hóa khối hữu hạn tối đa [8]. Từ đó, chúng ta có thể đo  
Tác giả liên hệ: Nguyễn Thị Yến Linh  
Email:linhnty.ncs@hcmute.edu.vn  
Đến tòa soạn: 10/2020; chỉnh sửa: 11/2020; chấp nhận đăng: 11/2020  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
53  
ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG CHUYỂN TIẾP TỪNG PHẦN VỚI ĐA ANTEN THU TRONG TRUYỀN THÔ NG GÓ I TIN  
NGẮN  
tiếp từng phần (PRS) và giao thức tỉ số kết hợp cực đại  
(MRC) trong thiết kế hệ thống với gói tin dài.  
một tập  
nút chuyển tiếp, chỉ có nút chuyển tiếp có tỷ số  
N
nhiễu tín hiệu cao nhất (SNR) mới được chọn để chuyển  
tiếp tín hiệu nhận được đến đích bằng kỹ thuật giải mã và  
chuyển tiếp (DF). Gọi Rb là nút chuyển tiếp được chọn  
Kế thừa các kết quả nghiên cứu trên và đề xuất hướng  
giải quyết mô hình mới trong truyền thông gói ngắn, bài  
báo này trước tiên tập trung vào các mạng chuyển tiếp hai  
chặng DF trong truyền thông gói ngắn, trong đó kỹ thuật  
PRS được sử dụng để truyền tín hiệu tại nút chuyển tiếp.  
Với mục tiêu tăng độ tin cậy và độ lợi phổ, chúng tôi áp  
dụng giao thức MRC cho thiết kế đa anten tại điểm đích.  
Tiếp đến, chúng tôi đưa ra các biểu thức dạng chính xác và  
xấp xỉ của tỉ số lỗi khối (BLER) thông qua kênh fading  
Rayleigh. Cuối cùng, mô phỏng Monte Carlo được thực  
hiện để kiểm chứng các kết quả lý thuyết và qua đó cũng  
chứng minh được ưu điểm hiệu năng của mô hình hệ thống  
mà chúng tôi đề xuất.  
trong bộ  
N
nút chuyển tiếp [30, 31], chúng ta có  
b = arg max SR  
,
(1)  
n
n=1,....,N  
với  
là tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) từ S → Rn. Ở  
SRn  
đây,  
tuân theo phân bố mũ và có giá trị trung bình là  
SRn  
P   
S
SRn  
(2)  
SR  
=
,
n
N0  
SR  
với  
P
là công suất của nguồn  
,
là độ lợi kênh  
S
S
n
Phần còn lại của bài báo được trình bày như sau. Phần II  
sẽ trình bày mô hình của hệ thống mạng chuyển tiếp hai  
chặng với đa nút chuyển tiếp và đa anten thu tại máy thu.  
Phương pháp phân tích theo mô hình đề xuất để đánh giá  
chất lượng của hệ thống với thông số tỉ lệ lỗi khối với cả  
hai dạng chính xác và xấp xỉ sẽ được chứng minh trong  
Phần III. Phần IV, chúng tôi sẽ tiến hành mô phỏng Monte-  
Carlo để kiểm chứng lại các kết quả lý thuyết trong phần  
III. Cuối cùng là phần kết luận của bài báo.  
trung bình cho đường truyền từ S → Rn và N0 là công  
suất nhiễu Gauss trắng cộng (AWGN) tại nút đích.  
Giả định kênh truyền giữa nguồn và đích là kênh fading  
Rayleigh bán tĩnh [32] và kênh truyền từ S → Rn và  
Rb → Dm là các kênh truyền fading Rayleigh độc lập và  
đồng dạng (i.i.d). Khi đó trong chặng 1, SNR trung bình  
tại mỗi nhánh  
đều bằng nhau và bằng SR , nghĩa là  
SRn  
= SR  
. Dựa vào phép khai triển nhị thức trong [33],  
SRn  
II. MÔ HÌNH HỆ THỐNG  
hàm phân phối tích lũy (CDF) của  
ra như sau  
có thể được đưa  
SRb  
 
M
R
1
N  
SR  
F
= 1−exp −  
( )  
SR  
b
Rb  
(3)  
N
N
n
n−1   
n  
SR  
=
−1  
1−exp −  
.
(
)
n=1  
RN  
Trong khe thời gian thứ hai, nút chuyển tiếp tốt nhất Rb  
User  
sử dụng kỹ thuật DF và giải mã thành công tín hiệu nhận  
được để truyền tín hiệu này đến đích. Tại nút đích, giao  
thức MRC được sử dụng nhằm cải thiện độ phân tập không  
gian hệ thống. Do đó, SNR của tín hiệu thu được sẽ tăng  
tuyến tính với số lượng nhánh phân tập và được xác định  
như sau  
BTS  
Hình 1 Mạng chuyển tiếp hai chặng với một user (nút nguồn),  
đa nút chuyển tiếp và một trạm BTS (nút đích) trong truyền  
thông gói tin ngắn.  
M
Trong bài báo này, chúng tôi xét một mạng hai chặng  
(4)  
R D  
=
,
RbDm  
b
S
bao gồm một user (đóng vai trò nguồn  
) có một anten,  
( )  
m=1  
N
user (đóng vai trò nút chuyển tiếp) sử dụng một anten  
với  
là tỉ số tín hiệu trên nhiễu nhận tại  
D
m . Do giả  
RbDm  
Rn n =1, N 1 và trạm thu (BTS) ( đóng vai trò nguồn thu  
(
)
)
sử kênh truyền từ Rb → Dm là các kênh truyền độc lập và  
đồng dạng (i.i.d.), chúng tôi cũng có  
1
D
) có  
anten Dm m =1, M như Hình 1. Giả định  
(
M
= R .  
bD  
(
)
RbDm  
rằng khoảng cách nút nguồn và đích là rất lớn,  
thể truyền tín hiệu đến ở khoảng cách rất xa không có  
chỉ có  
S
2
Chúng ta có thể thấy rằng  
h
có phân bố mũ nên  
k
S
D
bởi vì  
đường truyền trực tiếp giữa nguồn  
và đích  
( )  
( )  
sẽ có phân bố chi bình phương với kỳ vọng là  
RbDm  
thực tế ở khoảng cách quá xa tín hiệu từ nguồn phát đến  
MR  
2MR  
D . Trong trường hợp này,  
và phương sai là  
bD  
b
nguồn thu là rất yếu.  
hàm CDF của  
có thể thu được như sau  
D
Rb  
Quá trình truyền tin từ nút nguồn và nút đích thực hiện  
trong hai khe thời gian liên tiếp thông qua sự trợ giúp của  
các nút chuyển tiếp. Trong khe thời gian đầu tiên, nút  
nguồn sẽ truyền tín hiệu của nó tới tất cả các nút chuyển  
tiếp. Tại khe thời gian này, kỹ thuật PRS được sử dụng cho  
1 Giá trị  
và  
được sử dụng xuyên suốt bài báo.  
m =1, M  
n =1, N  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
54  
 
Nguyễn Thị Yến Linh, Ngô Hoàng Tú, Võ Nguyễn Quốc Bảo  
H  
N
N
n
n−1   
n  
SR  
SR v k  
−1  
−1  
1−exp −  
d  
(
(
)
  
b
n=1  
  
L
(11)  
N
N
n
n−1   
SR  
n
nH  
SR  
nL  
SR  
= v k  
−   
+
exp −  
−exp −  
.
)
(
)
H
L
n=1  
m−1  
Q .  
( )  
chúng tôi lấy xấp xỉ hàm  
như trong [34, CT. (14)],  
M
RbD  
C −r  
(
)
X
F
=1−exp −  
.
(5)  
( )  
đó là  
Q
  
với  
)
Rb  
(
D
m=1  
R D  
m−1 !  
(
)
V / k  
b
(
)
X
III. ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG  
1
X L  
1
2
Trong phần này, chúng tôi sử dụng thông số tỉ lệ lỗi khối  
để đánh giá hiệu năng của hệ thống sử dụng giao thức PRS  
và MRC trong chế độ FBL.  
Z   
=
−v k − L X H , (9)  
(
)
(
)
X
X
0
X L  
A. TỈ LỆ LỖI KHỐI DẠNG CHÍNH XÁC  
1
1
= 2r −1,  
v =  
,
với  
và  
H =+  
Chúng tôi giả sử rằng tổng độ dài khối truyền là  
có hai khe thời gian nên khối tin này sẽ được chia làm hai  
k
, do  
222r −1  
2v k  
1
k
.
L =−  
khối có chiều dài bằng nhau  
. Khi  
truyền bit  
S
2v k  
2
thông tin đến  
qua hai khe thời gian tốc độ mã hóa của  
D
Bằng cách thay (9) vào (8), chúng ta có  
hệ thống được xác định là  
2  
k
X  
f
dF  
Z   
d= Z   
(
)
)
( )  
(
)
( )  
X
X  
X
X  
r =  
.
(6)  
0
0
=   
= 0  
(10)  
Như đã được nghiên cứu trong truyền thông gói tin ngắn  
[34], với chiều dài khối k 100 tỉ lệ lỗi khối BLER có thể  
được xấp xỉ như trong [32, CT. (59)] và [35, CT. (4)] như  
sau  
= Z   
F
dZ   
( )  
− F  
(
( )  
(
)
X
X  
X  
X
0
H  
= v k  
F
d.  
( )  
X  
L  
Thay (3) vào (10), ta được tốc độ lỗi khối cho khe thời  
gian thứ nhất như trong (11).  
C −r  
(
)
X
X    
Q
,
(7)  
X  
V / k  
(
)
X
Đối với khe thời gian thứ hai, ta cũng thực hiện tương tự.  
Thay (5) vào (10), tỉ số lỗi khối  
ở khe thời gian  
BLER  
X SR ,R D ,  
với X là tốc độ lỗi khối trung bình,  
C = log 1+  
b
b
g,g  
(
)
thứ hai được đưa ra như trong (12), trong đó  
Gamma không hoàn  
là hàm  
(
)
(
)
là dung lượng kênh Shannon,  
X
2
X
thành  
với  
x tm−1 exp −t dt được xác định như trong [33].  
1
2
m, x = 0  
(
)
( )  
V = 1−  
log e là độ phân tán kênh  
(
)
(
)
X
2
2
1+  
(
)
X
.  
Q .  
( )  
  
truyền [8],  
là toán tử kỳ vọng và  
là hàm Q-  
1
t2  
function với  
Q x =  
( )  
exp −  
dt.  
2  
2
x
Từ (7), BLER có thể được viết lại như sau  
C −r  
(
)
X
(8)  
Q  
fd,  
( )  
X
X
V / k  
(
)
0
X
fX  
x
( )  
là hàm mật độ phân phối của biến ngẫu nhiên  
với  
.
X
C −r  
(
)
X
Do sự phức tạp của hàm  
nên rất khó để  
Q
V / k  
(
)
X
tìm ra biểu thức dạng đóng cho công thức (8). Do đó,  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
55  
 
ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG CHUYỂN TIẾP TỪNG PHẦN VỚI ĐA ANTEN THU TRONG TRUYỀN THÔ NG GÓ I TIN  
NGẮN  
m−1   
H  
R  
t=  
Rb  
H  
D
M
M
D
(
d=b v k  
1−  
tm−1 exp −t  
R D dt  
b
RbD  
1
R D v k 1−exp −  
(
)
  
(  
  
b
R D  
m−1 !  
m−1 !  
)
)
m=1  
m=1  
L  
L  
b
Rb  
(12)  
D
M
H  
L  
RbD  
= v k − −  
m,  
−  m,  
,
(  
H
L
m−1 !  
R D  
R D  
)
m=1  
b
b
m−1  
i   
−1 i  
H  
H  
i   
M
M
M
M
−1  
)
(
)
  
(  
(  
m−1 !  
1
1
i+m−1 d  
%
R D v k 1−  
d= v k 1−  
m−1  
RbD  
m−1  
  
b
m−1 !   
i! R D  
i=0 i!  
)
(
)
m=1  
i=0  
m=1  
RbD  
RbD  
L  
L  
b
−1 i  
Hi+m − Li+m  
i=0 i! i + m  
M
M
(
)
1
= v k − −  
.
m−1 !  
H
L
m−1  
RbD  
m−1  
(
)
m=1  
RbD  
(18)  
N  
N +1   
Nếu các nút chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật giải mã và  
chuyển tiếp có lựa chọn (SDF) thì tốc độ lỗi khối BLER  
toàn trình (e2e) có thể được tính thông qua (11) và (12)  
như sau  
H  
HN +1 − L  
SNR  
SR  
v k  
%
SR v k  
d=  
.
  
b
N +1  
L  
(17)  
Trong khe thời gian thứ hai, chúng ta cần xem xét bậc  
phân tập của hệ thống. Như đã biết, bậc phân tập tối đa của  
một hệ thống có anten là và khi bậc phân tập bằng  
e2e(SDF) = SR + 1−  
.
RbD  
(13)  
(
)
SRb  
b
M
M
Trong khi đó, nếu các nút chuyển tiếp sử dụng kỹ thuật  
giải mã và chuyển tiếp cố định (FDF) thì tốc độ lỗi khối  
BLER toàn trình e2e sẽ được tính như sau  
với  
, hệ thống được cho là đạt được bậc phân tập đầy  
M
đủ [37]. Trong trường hợp này, áp dụng (16) vào (5), sau  
đó thay vào (10), tỉ lệ lỗi khối BLER dạng xấp xỉ ở khe  
thời gian thứ hai có thể được tính như trong (18).  
e2e(FDF) = SR 1−  
+ 1−  
) (  
.
RbD  
(14)  
(
)
RbD  
SRb  
b
Mặt khác, ta cũng dễ thấy rằng giá trị của tỉ lệ lỗi khối  
B. TỈ LỆ LỖI KHỐI DẠNG XẤP XỈ  
từng chặng  
và  
rất nhỏ khi công suất nguồn phát  
SRb  
Rb  
D
R 0  
. Do đó, ta có có thể viết  
càng lớn, nghĩa là  
Tiếp theo, chúng tôi sẽ trình bày dạng xấp xỉ của tỉ lệ lỗi  
khối để có đánh giá khách quan hơn về hiệu năng của hệ  
SRb  
bD  
lại tỉ lệ lỗi khối toàn trình dạng xấp xỉ từ (13) và (14) như  
thống ở mức SNR trung bình  
cao. Dạng xấp xỉ này  
sau  
được xem như là một đường giới hạn trên (upper bound)  
cho các giá trị của tỉ lệ lỗi khối khi càng tăng SNR trung  
bình tiến ra vô cùng. Điều này có nghĩa là tỉ lệ lỗi khối toàn  
trình của hệ thống luôn đạt giá trị nhỏ hơn hoặc bằng giá  
trị đường giới hạn trên này cho dù có tăng SNR trung bình  
thế nào đi chăng nữa. Mặt khác, đây cũng là điều mà chúng  
ta mong muốn vì tỉ lệ lỗi khối càng nhỏ thì hiệu năng hệ  
thống càng được cải thiện.  
%
%
%
%
e2e(SDF ) e2e(FDF ) +.  
RbD  
(19)  
SRb  
IV. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN  
Trong phần này, chúng tôi sử dụng phương pháp mô  
phỏng Monte-Carlo trên phần mềm Matlab cho mô hình  
đề xuất để kiểm chứng lại các kết quả lý thuyết đã được  
trình bày ở phần III [38]. Đặc biệt, chúng tôi sẽ thảo luận  
về các đặc điểm hiệu năng hệ thống cũng như các thông số  
thiết kế hệ thống tối ưu cho mô hình mà chúng tôi đề xuất.  
Áp dụng vô cùng bé tương đương tại  
cho hàm  
x →0  
1−exp −x  
[36] như sau  
exp −x  
và khai triển Maclaurin cho hàm  
(
)
(
)
Các thông số được chúng tôi sử dụng để thực hiện mô  
phỏng như số bit thông tin là  
bit và chiều dài  
 = 256  
1−exp −x : x  
(15)  
(16)  
(
)
khối  
Để việc tính toán đơn giản chúng tôi giả  
m= 256.  
xi  
định rằng tổng khoảng cách truyền được chuẩn hóa với  
D=10 . Với giả định phân bổ vị trí nút chuyển tiếp ở ngay  
chính giữa nút nguồn và nút đích, khoảng cách đường  
D
exp −x  
−i +O x   
,
và  
(
)
(
)
   
i!  
i=0  
với  
là số bậc khai triển và O x là phần dư Peano  
truyền từ S → Rn và  
là d1 = d2 =  
Rb → D  
.
Hơn nữa,  
   
2
trong khai triển Maclaurin [37].  
chúng tôi giả sử xem xét mô hình suy hao đường truyền  
đơn giản [37] và kênh truyền thực tế với  
Như vậy, thay (15) vào (10), biểu thức dạng xấp xỉ của  
tỉ lệ lỗi khối BLER ở khe thời gian đầu tiên như sau  
−  
D
SR = R D  
=
với  
là hệ số suy hao đường  
 = 3  
b
2
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
56  
Nguyễn Thị Yến Linh, Ngô Hoàng Tú, Võ Nguyễn Quốc Bảo  
P
truyền. Mặt khác, chúng tôi gọi  
là SNR trung  
=  
N0  
bình của nguồn phân bổ năng lượng với  
là tổng năng  
P
lượng được phân bổ. Do N0 là hằng số nên chúng ta có  
thể hiểu rằng khi tăng SNR cũng có nghĩa là ta tăng công  
suất phát của nguồn cung cấp năng lượng. Trong mô hình  
này, chúng tôi giả sử hệ thống có phân bổ công suất đồng  
đều cho các nút phát trong mỗi chặng, nghĩa là  
P
.
P = P =  
S
Rb  
2
Đầu tiên, chúng tôi so sánh tỉ lệ lỗi khối BLER toàn trình  
trong hai trường hợp sử dụng kỹ thuật giải mã và chuyển  
tiếp cố định FDF và kỹ thuật giải mã và chuyển tiếp có  
chọn lọc SDF. Tỉ lệ lỗi khối toàn trình BLER được khảo  
sát như là một hàm của SNR trung bình  
với giả sử cố  
định số lượng nút chuyển tiếp N = 2 và số lượng anten tại  
máy thu như trong Hình 2.  
Hình 3 Ảnh hưởng chiều dài khối tin lên hiệu năng hệ thống  
k
M =2  
với  
và  
.
N = 2  
M = 2  
Tiếp theo, chúng tôi khảo sát tỉ lệ lỗi khối  
là một  
BLER  
hàm theo độ dài khối tin  
k
như Hình 3 với các giá trị SNR  
trung bình tăng lần lượt là 10, 15 và 20 dB. Các giá trị  
của N = 2 và  
được sử dụng để mô phỏng trong  
M =2  
hình này. Một lần nữa, các kết quả mô phỏng hoàn toàn  
trùng khớp với các kết quả lý thuyết và xác minh được tính  
đúng đắn trong phân tích lý thuyết của chúng tôi. Quan sát  
Hình 3, chúng ta có thể thấy rằng khi tăng giá trị của chiều  
dài khối tin  
k
và SNR trung bình  
thì hiệu năng hệ  
thống sẽ được cải thiện đáng kể. Hơn nữa, chúng ta đang  
khảo sát chế độ FBL với k 100 và dễ tính được giới hạn  
của hàm BLER toàn trình khi k →+là  
. Điều này có nghĩa là chúng ta không  
lim BLERe2e = 0  
k→+  
tìm được giá trị  
k
tối ưu xác định nào hết và làm chúng ta  
phải lưu ý rằng chiều dài khối tin vừa được đánh giá là  
k
càng tăng càng tốt, trong khi mục tiêu của truyền thông gói  
ngắn đó là độ dài khối càng ngắn thì độ trễ truyền sẽ được  
giảm. Do đó, chúng ta phải cân nhắc trong cả hai tình  
Hình 2 So sánh BLER giữa hai kỹ thuật SDF và FDF.  
Dễ thấy, kết quả mô phỏng (Simulation) hoàn toàn trùng  
khớp với kết quả lý thuyết (Analysis) và kết quả đường  
xấp xỉ (Asymptotic) hội tụ với các giá trị đường lý thuyết  
ở SNR trung bình cao, điều này chứng minh các kết quả  
phân tích lý thuyết của chúng tôi trong phần III là hoàn  
toàn chính xác. Từ Hình 2, chúng ta có thể dễ dàng nhận  
ra rằng tỉ lệ lỗi khối khi sử dụng kỹ thuật giải mã và chuyển  
tiếp cố định FDF nhỏ hơn so với khi sử dụng kỹ thuật giải  
mã và chuyển tiếp có chọn lọc SDF ở dải SNR trung bình  
huống về ưu nhược điểm của việc tăng hoặc giảm  
,
k
chúng ta sẽ chọn giá trị cụ thể phụ thuộc vào một yêu  
k
cầu chất lượng dịch vụ cụ thể. Ví dụ, một dịch vụ thoại yêu  
cầu tỉ lệ lỗi khối tối đa là 610−3 , thì giá trị của được  
k
chọn ứng với từng trường hợp công suất phát 10, 15 và 20  
dB là khoảng 1000, 400 và 200.  
Tiếp theo, chúng tôi so sánh sự ảnh hưởng của số lượng  
nút chuyển tiếp và số anten lên hiệu năng hệ thống  
N
M
thấp. Hay nói cách khác, hiệu năng hệ thống khi sử  
sử dụng kỹ thuật FDF qua Hình 4. Chúng tôi lựa chọn các  
dụng kỹ thuật FDF tốt hơn so với kỹ thuật SDF ở dải giá  
trị SNR trung bình thấp, cụ thể là dưới 10 dB như trong  
giá trị của  
và  
cụ thể trong các trường hợp so sánh  
N
M
như sau:  
Hình 2. Tuy nhiên, từ giá trị SNR trung bình  
cao hơn  
i) N =1 và  
cho trường hợp N M  
.
.
M =2  
10 dB, hiệu suất hệ thống của hai kỹ thuật là như nhau.  
Mặc dù, ở giá trị SNR trung bình cao, hiệu suất hệ thống  
của hai kỹ thuật này tương đương nhau nhưng chúng ta  
vẫn không thể phủ nhận rằng hiệu suất của kỹ thuật FDF  
tốt hơn so với kỹ thuật SDF về tổng thể trong toàn dải SNR  
ii) N =5 và M =3 cho trường hợp N M  
iii) N = M =6 cho trường hợp N = M  
.
Hình 4 cho chúng ta thấy rõ rằng tỉ lệ lỗi khối toàn trình  
sẽ gần bằng với tổng tỉ lệ lỗi khối của cả hai chặng trong  
trung bình . Do đó, chúng tôi sẽ sử dụng kỹ thuật FDF  
trường hợp ii) và iii) tương ứng với N M và N = M  
Tuy nhiên, trong trường hợp i) với N M , tỉ lệ lỗi khối  
toàn trình chỉ gần bằng tỉ lệ lỗi khối chặng 1 từ S → Rn  
Điều này có nghĩa là với số lượng và cho trước với  
.
để mô phỏng cho tất cả các khảo sát tiếp theo.  
.
N
M
N M , chúng ta chỉ cần thực hiện tính toán tỉ lệ lỗi khối  
chặng 1 là có thể ước lượng được hiệu năng toàn hệ thống.  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
57  
   
ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG CHUYỂN TIẾP TỪNG PHẦN VỚI ĐA ANTEN THU TRONG TRUYỀN THÔ NG GÓ I TIN  
NGẮN  
Đóng góp này có thể giúp chúng ta giảm thiểu được khối  
lượng tính toán phức tạp của thông số tỉ lệ lỗi khối trong  
chặng 2 từ Rb → Dm trong trường hợp triển khai thực tế  
đã có sẵn số lượng  
ta cũng thấy được tầm quan trọng của số lượng nút chuyển  
tiếp và số lượng anten trong triển khai thiết kế hệ thống.  
và  
với N M. Qua đó, chúng  
M
N
Hình 6 Ảnh hưởng của số lượng nút chuyển tiếp  
lên hiệu  
N
năng hệ thống với  
.
M = 3  
Cụ thể, Hình 5 chúng tôi khảo sát BLER là một hàm theo  
số lượng anten tại máy thu với giả sử cố định số lượng  
M
nút chuyển tiếp  
. Từ Hình 5, chúng ta có thể thấy  
N = 2  
BLER giảm khi tăng SNR trung bình  
. Ảnh hưởng đối  
với các giá trị của anten tại máy thu: i) khi  
thì  
M
M 3  
Hình 4 So sánh sự ảnh hưởng của số lượng nút chuyển tiếp  
N
BLER giảm đáng kể hay nói cách khác là hiệu năng hệ  
thống được cải thiện đáng kể; ii) trong khi M 3 thì  
BLER vẫn duy trì một mức giá trị không đổi. Mặt khác,  
trong thiết kế và triển khai hệ thống, đương nhiên là chúng  
ta sẽ mong muốn triển khai hệ thống sao cho hiệu năng tốt  
nhất mà lại ít thiết bị nhất có thể để tiết kiệm chi phí. Do  
và số anten  
lên hiệu năng hệ thống.  
M
Do đó, trong Hình 5 và Hình 6, chúng tôi khảo sát riêng  
lẻ mức độ ảnh hưởng của số lượng anten tại máy thu  
M
và số lượng nút chuyển tiếp  
lên hiệu năng hệ thống.  
N
Mục tiêu là tìm ra thống số thiết kế tối ưu cho  
và  
.
M
N
Một cách khách quan, trong cả hai hình, các kết quả lý  
thuyết hoàn toàn trùng khớp với kết quả mô phỏng. Điều  
này một lần nữa cho thấy các biểu thức phân tích của  
chúng tôi trong phần III là hoàn toàn chính xác.  
đó trong trường hợp này,  
là thông số thiết kế tối ưu  
M =3  
nhất của số lượng anten tại máy thu đảm bảo được hai tiêu  
chí đã được đề cập là tối ưu hiệu năng và tiết kiệm chi phí  
triển khai nhất có thể.  
Tương tự, trong Hình 6, chúng tôi khảo sát BLER là một  
hàm theo số lượng nút chuyển tiếp  
với giả sử cố định  
N
số lượng anten tại máy thu. Chúng tôi sẽ sử dụng giá trị tối  
ưu vừa tìm được trong khảo sát Hình 5 cho thiết  
M =3  
kế thông số hệ thống. Suy luận một cách tương tự, chúng  
ta cũng có: i) với thì hiệu năng hệ thống được cải  
N 4  
thiện đáng kể; ii) với  
Khi đó, giá trị số lượng nút chuyển tiếp  
, BLER không còn giảm nữa.  
N 4  
sẽ được  
N = 4  
chọn làm giá trị tối ưu cho các thiết kế hệ thống.  
N = 4  
Cuối cùng, chúng tôi sử dụng các giá trị tối ưu  
và  
M =3  
đã được khảo sát trong Hình 5 và Hình 6 để khảo  
sát hiệu năng hệ thống. Và cũng như đã đề cập, giá trị của  
chiều dài khối  
k
chỉ được chọn cụ thể phù hợp với một  
yêu cầu dịch vụ cụ thể. Trong Hình 7 này, chúng tôi khảo  
sát tỉ lệ lỗi khối BLER là một hàm theo SNR trung bình  
ba trường hợp tượng trưng điển hình của là k = 256  
k =1024  
k
,
Hình 5 Ảnh hưởng của số lượng anten  
lên hiệu năng hệ  
M
k = 512  
và  
. Trong Hình 7, chúng ta có thể thấy  
rằng các đường phân tích lý thuyết bao gồm cả đường  
dạng chính xác và dạng xấp xỉ đều hoàn toàn khớp  
thống với  
.
N = 2  
BLER  
với các kết quả mô phỏng. Hơn nữa, đường xấp xỉ hội tụ  
với đường phân tích lý thuyết và đường mô phỏng ở dải  
công suất phát cao cũng cho thấy rằng các giá trị của tỉ lệ  
lỗi khối luôn đạt giá trị nhỏ hơn hoặc bằng giá trị đường  
xấp xỉ này cho dù có tăng SNR trung bình thế nào đi chăng  
nữa. Ngoài ra, cũng dễ thấy rằng khi SNR trung bình  
càng tăng thì BLER càng giảm trong tất cả các trường hợp  
của k, kết hợp với phân tích đường xấp xỉ vừa rồi, chúng  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
58  
     
Nguyễn Thị Yến Linh, Ngô Hoàng Tú, Võ Nguyễn Quốc Bảo  
ta có thể kết luận rằng hiệu năng hệ thống luôn luôn được  
LỜI CẢM ƠN  
cải thiện khi chúng ta càng tăng SNR trung bình và luôn  
không vượt quá giá trị của đường giới hạn trên (đường xấp  
xỉ). Điều này đúng như chúng ta mong đợi. Mặc dù tăng  
công suất phát làm cho hiệu năng hệ thống được cải thiện  
nhưng chúng ta cũng không nên lạm dụng tăng công suất  
phát quá lớn sẽ có thể ảnh hưởng can nhiễu lớn lên các  
người dùng khác của hệ thống.  
Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi các nghiên cứu viên  
tại Phòng thí nghiệm thông tin vô tuyến và được tài trợ bởi  
Học Viện Công nghệ Bưu Chính Viễn Thông dưới mã số  
07-HV-2020-RD_CB2.  
TÀI LIỆU THAM KHẢO  
[1]  
P. Nouri, Hirley Alves, and Matti Latva-aho.,  
"On the performance of ultra-reliable decode and  
forward relaying under the finite blocklength,"  
presented at the 2017 European Conference on  
Networks and Communications (EuCNC), 2017.  
[2]  
Petar Popovski, Cedomir Stefanovi, Jimmy J.  
Nielsen, Elisabeth de Carvalho, Marko  
Angjelichinoski, Kasper F. Trillingsgaard, and  
Alexandru-Sabin Bana, "Wireless access for  
ultra-reliable  
low-latency  
communication:  
Principles and building blocks," IEEE Network  
vol. 32, no. 2, pp. 16-23, 2018.  
[3]  
[4]  
Luigi Atzori, Antonio Iera, Giacomo Morabito,  
"The internet of things: A survey," Computer  
networks, vol. 54, no. 15, pp. 2787-2805, 2010.  
E. Dahlman, Gunnar Mildh, Stefan Parkvall,  
Janne Peisa, Joachim Sachs, Yngve Selén, and  
Johan Sköld, "5G wireless access: requirements  
and realization," IEEE Communications  
Magazine vol. 52, no. 12, pp. 42-47, 2014.  
Hình 7 Ảnh hưởng của giá trị SNR trung bình lên hiệu năng  
hệ thống với  
và  
.
N = 4  
M = 3  
V. KẾT LUẬN  
[5]  
[6]  
S. C. a. J. Zhao, "The requirements, challenges,  
and technologies for 5G of terrestrial mobile  
telecommunication," IEEE Communications  
Magazine, vol. 52, no. 5, pp. 36-43, 2014.  
Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất mô hình mạng giải  
mã chuyển tiếp DF hai chặng kết hợp sử dụng kỹ thuật  
PRS cho đa nút chuyển tiếp và kỹ thuật MRC cho đa anten  
được thiết kế tại nút đích. Đặc biệt, chúng tôi tìm ra được  
các biểu thức tỉ lệ lỗi khối dạng chính xác và xấp xỉ qua  
kênh truyền fading Rayleigh và sử dụng mô phỏng Monte  
Carlo để kiểm chứng tính chính xác của mô hình đề xuất.  
Các kết luận chính của hệ thống như sau  
K. Begum, and Sunanda Dixit, "Industrial WSN  
using IoT: A survey," in 2016 International  
Conference on Electrical, Electronics, and  
Optimization Techniques (ICEEOT), 2016:  
IEEE.  
i) Với cùng một công suất nguồn phát thì hiệu năng hệ  
thống của FDF bằng với SDF ở giá trị SNR trung bình  
cao, trong khi với dải SNR trung bình thấp thì hiệu  
năng hệ thống của FDF tốt hơn hệ thống áp dụng kỹ  
thuật SDF.  
[7]  
[8]  
[9]  
A. Botta, et al., "Integration of cloud computing  
and internet of things: a survey," Future  
generation computer systems vol. 56, pp. 684-  
700, 2016.  
ii) Giá trị tối ưu của số lượng nút chuyển tiếp và số lượng  
anten tại máy thu tương ứng là 4 và 3 cho thiết kế hệ  
thống mô hình mà chúng tôi đề xuất. Ngoài ra, giả sử  
trong trường hợp triển khai thực tế đã có sẵn số lượng  
N M  
Y. Polyanskiy, H. V. Poor, and S. Verdú,  
"Channel coding rate in the finite blocklength  
regime," IEEE Transactions on Information  
Theory, vol. 56, no. 5, p. 2307, 2010.  
và  
với  
, chúng ta sẽ giảm thiểu được  
N
M
B. Makki, T. Svensson, and M. Zorzi, "Finite  
block-length analysis of the incremental  
khối lượng tính toán phức tạp của thông số tỉ lệ lỗi khối  
toàn trình. Tỉ lệ lỗi khối toàn trình trong trường hợp  
này sẽ gần bằng giá trị tỉ lệ lỗi khối của chặng truyền  
redundancy  
HARQ,"  
IEEE  
Wireless  
Communications Letters, vol. 3, no. 5, pp. 529-  
532, 2014.  
có chứa  
nút chuyển tiếp.  
N
k
iii) Đối với chiều dài khối tin , chúng ta chỉ xác định  
k
[10]  
[11]  
W. Yang, G. Durisi, T. Koch, and Y. Polyanskiy,  
"Quasi-static multiple-antenna fading channels at  
finite blocklength," IEEE Transactions on  
Information Theory, vol. 60, no. 7, pp. 4232-  
4265, 2014.  
được  
cụ thể trong một trường hợp yêu cầu chất  
lượng dịch vụ cụ thể.  
iv) Cuối cùng là khi càng tăng  
thì hiệu năng hệ thống  
càng được cải thiện đúng như mong đợi. Tuy nhiên,  
chúng ta cũng không nên lạm dụng tăng công suất phát  
quá lớn sẽ có thể ảnh hưởng can nhiễu lớn lên các  
người dùng khác của hệ thống.  
A. Nosratinia, Todd E. Hunter, and Ahmadreza  
Hedayat., "Cooperative communication in  
wireless networks," IEEE communications  
Magazine, vol. 42, no. 10, pp. 74-80, 2004.  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
59  
 
ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG CHUYỂN TIẾP TỪNG PHẦN VỚI ĐA ANTEN THU TRONG TRUYỀN THÔ NG GÓ I TIN  
NGẮN  
[12]  
P. Zhang, et al, "Cooperative localization in 5G  
networks: A survey," Ict Express vol. 3, no. 1, pp.  
27-32, 2017.  
Communication, Control and Automation (3CA),  
2010, vol. 1, pp. 22-25: IEEE.  
[23]  
T. D. Hieu, T. T. Duy, and S. G. Choi,  
"Performance evaluation of relay selection  
schemes in beacon-assisted dual-hop cognitive  
radio wireless sensor networks under impact of  
hardware noises," Sensors, vol. 18, no. 6, p. 1843,  
2018.  
[13]  
E. Ahmed, and Hamid Gharavi, "Cooperative  
vehicular networking:  
A
survey," IEEE  
Transactions on Intelligent Transportation  
Systems, vol. 19, no. 3, pp. 996-1014, 2018.  
[14]  
[15]  
K. Cichoń, Adrian Kliks, and Hanna Bogucka,  
"Energy-efficient cooperative spectrum sensing:  
A survey," IEEE Communications Surveys &  
Tutorials vol. 18, no. 3, pp. 1861-1886, 2016.  
[24]  
[25]  
Y. Hu, James Gross, and Anke Schmeink, "On  
the Performance Advantage of Relaying Under  
the Finite Blocklength Regime," IEEE  
Communications Letters vol. 19, no. 5, pp. 779-  
782, 2015.  
S. Dang, et al., "OFDM-IM based dual-hop  
system using fixed-gain amplify-and-forward  
relay with pre-processing capability," IEEE  
Transactions on Wireless Communications, vol.  
18, no. 4, pp. 2259-2270, 2019.  
V. N. Swamy, Sahaana Suri, Paul Rigge,  
Matthew Weiner, Gireeja Ranade, Anant Sahai  
and  
Borivoje  
Nikoli,  
"Cooperative  
communication for high-reliability low-latency  
wireless control," presented at the 2015 IEEE  
International Conference on Communications  
(ICC), 2015.  
[16]  
Nhu Tri Do, Daniel Benevides da Costa, Trung  
Q. Duong, Vo Nguyen Quoc Bao, and Beongku  
An, "Opportunistic scheduling for fixed-gain  
amplify-and-forward-based multiuser multirelay  
SWIPT cooperative networks," presented at the  
2017 International Conference on Recent  
[26]  
Y. Hu, Anke Schmeink, and James Gross,  
"Blocklength-limited performance of relaying  
under quasi-static Rayleigh channels," IEEE  
Transactions on Wireless Communications vol.  
15, no. 7, pp. 4548-4558, 2016.  
Advances  
in  
Signal  
&
Processing,  
Computing  
Telecommunications  
(SigTelCom), 2017.  
[17]  
[18]  
[19]  
T. Q. Duong, Daniel Benevides da Costa, Maged  
Elkashlan, and Vo Nguyen Quoc Bao, "Cognitive  
amplify-and-forward relay networks over  
Nakagami-m fading," IEEE Transactions on  
Vehicular Technology vol. 61, no. 5, pp. 2368-  
2374, 2012.  
[27]  
[28]  
Y. Gu, H. Chen, Y. Li, L. Song, and B. Vucetic,  
"Short-Packet Two-Way Amplify-and-Forward  
Relaying," IEEE Signal Processing Letters, vol.  
25, no. 2, pp. 263-267, 2018.  
O. L. A. López, R. D. Souza, H. Alves, and E. M.  
G. Fernández, "Ultra reliable short message  
relaying with wireless power transfer," in 2017  
Dac-Binh Ha, Tung Thanh Vu, Tran Trung Duy,  
and Vo Nguyen Quoc Bao, "Secure cognitive  
reactive decode-and-forward relay networks:  
With and without eavesdropper," Wireless  
Personal Communications vol. 85, no. 4, pp.  
2619-2641, 2015.  
IEEE  
International  
Conference  
on  
Communications (ICC), 2017, pp. 1-6: IEEE.  
[29]  
[30]  
[31]  
[32]  
V. N. Q. Bao, D. H. Bac, L. Q. Cuong, L. Q. Phu,  
and T. D. Thuan, "Performance analysis of partial  
relay selection with multi-antenna destination  
cooperation," presented at the ICTC 2011, 2011,  
September.  
N. A. Tuan, Vo Nguyen Quoc Bao, and Truong  
Trung Kien, "Performance Analysis of Energy  
Harvesting Two-Way Decode-and-Forward  
Relay Networks with Power Beacon over  
Nakagami-m Fading Channels," presented at the  
2018 International Conference on Advanced  
Technologies for Communications (ATC), 2018.  
Ioannis Krikidis, John Thompson, Steve  
McLaughlin, and Norbert Goertz, "Amplify-and-  
forward with partial relay selection," IEEE  
Communications letters, vol. 12, no. 4, pp. 235-  
237, 2008.  
[20]  
[21]  
Y. Lu, and Wai Ho Mow, "Low-complexity  
Detection and Performance Analysis for Decode-  
and-forward Relay Networks," presented at the  
V. N. Q. Bao and H. Y. Kon, "Diversity order  
analysis of dual-hop relaying with partial relay  
selection,"  
IEICE  
transactions  
on  
ICASSP  
2019-2019  
IEEE  
International  
communications, vol. 92, no. 12, pp. 3942-3946,  
2009.  
Conference on Acoustics, Speech and Signal  
Processing (ICASSP), 2019.  
W. Yang, G. Durisi, T. Koch, and Y. Polyanskiy,  
"Quasi-static multipleantenna fading channels at  
finite blocklength," IEEE Transactions on  
Information Theory, vol. 60, no. 7, p. 4232, 2014.  
B. An, Tran Trung Duy, and Hyung-Yun Kong,  
"A cooperative transmission strategy using  
entropy-based relay selection in mobile ad-hoc  
wireless sensor networks with Rayleigh fading  
environments," KSII Transactions on Internet  
and Information Systems (TIIS), vol. 3, no. 2, pp.  
147-162, 2009.  
[33]  
[34]  
I. S. Gradshteyn, and I. M. Ryzhik, Table of  
Integrals, Series, and Products, 7th ed. 2007.  
B. Makki, T. Svensson, and Z. Michele, "Finite  
Block-Length Analysis of the Incremental  
Redundancy HARQ," IEEE Wireless Commun.  
Lett., vol. 3, no. 5, pp. 529-532, Oct. 2014.  
[22]  
B. An and T. T. Duy, "A cooperative routing in  
mobile ad-hoc wireless sensor networks with  
Rayleigh fading environments," in 2010  
International  
Symposium  
on  
Computer,  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
60  
Nguyễn Thị Yến Linh, Ngô Hoàng Tú, Võ Nguyễn Quốc Bảo  
[35]  
Yuehua Yu, He Chen , Yonghui Li, Zhiguo Ding  
, and Branka Vucetic, "On the Performance of  
Non-Orthogonal Multiple Access in Short-Packet  
gồm: vô tuyến nhận thức, truyền thông hợp tác, đa truy  
nhập không trực giao và truyền thông gói tin ngắn.  
Communications,"  
IEEE  
Communications  
Letters, vol. 22, no. 3, pp. 590-593, 2018.  
Võ Nguyễn Quốc Bảo tốt nghiệp  
Tiến sĩ chuyên ngành vô tuyến tại  
Đại học Ulsan, Hàn Quốc vào năm  
[36]  
[37]  
G. Strang and E. P. Herman, "Calculus: Volume  
1 OpenStax," 2018.  
2010. Hiện nay, TS. Bảo là phó  
A. Goldsmith, Wireless communications  
(Copyright by Cambridge University Press).  
Stanford University, 2005.  
giáo sư của Bộ Môn Vô Tuyến,  
Khoa Viễn Thông 2, Học Viện  
Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông  
Cơ Sở Thành Phố Hồ Chí Minh và  
đồng thời là giám đốc của phòng thí  
[38]  
V. N. Q. Bao, Mô phỏng hệ thống truyền thông.  
Hà Nội: Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, p.  
267.  
nghiệm nghiên cứu vô tuyến (WCOMM). TS. Bảo hiện là  
thành viên chủ chốt (senior member) của IEEE và là tổng  
biên tập kỹ thuật của tạp chí REV Journal on Electronics  
and Communication. TS. Bảo đồng thời là biên tập viên  
(editor) của nhiều tạp chí khoa học chuyên ngành uy tín  
trong và ngoài nước, ví dụ: Transactions on Emerging  
Telecommunications Technologies (Wiley ETT), VNU  
Journal of Computer Science and Communication  
Engineering. TS. Bảo đã tham gia tổ chức nhiều hội nghị  
quốc gia và quốc tế, ví dụ: ATC (2013, 2014),  
NAFOSTED-NICS (2014, 2015, 2016), REV-ECIT 2015,  
ComManTel (2014, 2015), và SigComTel 2017. Hướng  
nghiên cứu hiện tại đang quan tâm bao gồm: vô tuyến nhận  
thức, truyền thông hợp tác, truyền song công, bảo mật lớp  
vật lý và thu thập năng lượng vô tuyến.  
BLOCK ERROR RATE ANALYSIS OF  
DUAL-HOP NETWORK WITH  
MULTIPLE RELAYS AND MULTIPLE  
RECEIVED ANTENNAS UNDER SHORT  
PACKET COMMUNICATIONS  
Abstract— This research investigates the effect of dual-  
hop decode-and-forward (DF) relay networks with a  
partial relay selection (PRS) strategy and maximal ratio  
combining (MRC) protocol under short packet  
communications, where the destination’s M-antenna is  
designed. For performance evaluation and comparison, we  
derive the exact and asymptotic closed-form expressions  
of block error rate (BLER) over Rayleigh fading channel.  
Eventually, we perform Monte Carlo simulations to verify  
our theoretical results and figure out the optimal value of  
relay numbers and antenna numbers as well as  
demonstrate the advantages of our proposed system  
model.  
Keywords—Block error rate, dual-hop network,  
partial relay selection, maximal ratio combining, short  
packet communications.  
Nguyễn Thị Yến Linh hiện đang  
là giảng viên thuộc Khoa Cơ Bản 2,  
Học Viện Công Nghệ Bưu Chính  
Viễn Thông Cơ Sở Thành Phố Hồ  
Chí Minh, nhận bằng Thạc sĩ vào  
năm 2008 tại Trường Khoa Học Tự  
Nhiên TP. HCM. Hiện nay, ThS  
Linh tham gia nhóm nghiên cứu tại  
phòng thí nghiệm thông tin vô  
tuyến (WCOMM). Hướng nghiên cứu chính như: Mạng  
ngẫu nhiên, thu thập năng lượng vô tuyến, bảo mật lớp vật  
lý.  
Ngô Hoàng Tú tốt nghiệp kỹ sư  
chuyên ngành Truyền thông và  
mạng máy tính tại Đại học Giao  
Thông Vận Tải thành phố Hồ Chí  
Minh vào năm 2020. Hiện nay, Ngô  
Hoàng Tú đang là giảng viên của bộ  
môn Kỹ thuật máy tính, Khoa Công  
nghệ thông tin, trường Đại học  
Giao Thông Vận Tải thành phố Hồ  
Chí Minh. Hướng nghiên cứu hiện tại đang quan tâm bao  
SOÁ 04A (CS.01) 2020  
TAÏP CHÍ KHOA HOÏC COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN VAØ TRUYEÀN THOÂNG  
61  
pdf 9 trang yennguyen 13720 Free
Bạn đang xem tài liệu "Đánh giá hiệu năng mạng chuyển tiếp từng phần với đa anten thu trong truyền thông gói tin ngắn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfdanh_gia_hieu_nang_mang_chuyen_tiep_tung_phan_voi_da_anten_t.pdf