Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (727.08 KB, 9 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b>ĐẠI HỌC SÀI GÒN </b> <b>OF SAIGON UNIVERSITY </b>
Số 71 (05/2020) No. 71 (05/2020)
<i>Email: ; Website: />
<b>PHƯƠNG THỨC LỰA CHỌN RELAY TRONG TRUYỀN THÔNG D2D </b>
<b>VỚI ĐA TRUY NHẬP PHI TRỰC GIAO </b>
<i><b>Relay selection method in D2D communications with </b></i>
<i><b>non-orthogonal multiple access </b></i>
ThS. Phạm Minh Triết(1), ThS. Đặng Hữu Phúc(2), ThS. Kim Anh Tuấn(3)
(1),(2),(3)<sub>Trường Đại học Trà Vinh</sub>
<b>TĨM TẮT </b>
Truyền thơng trực tiếp giữa các thiết bị với phương thức đa truy nhập phi trực giao (NOMA) thu hút rất
nhiều sự quan tâm và là ứng cử viên cho mạng thế hệ thứ 5 (5G). Trong nghiên cứu này chúng tôi muốn
đưa ra phương pháp để chọn được kênh truyền tốt nhất giữa các thiết bị người dùng thông qua các bộ
chuyển tiếp khuếch đại (AF) dựa trên mơ hình NOMA. Nghiên cứu cũng phân tích đánh giá hiệu suất
của sơ đồ NOMA với các thông số của kênh truyền gần như hồn hảo, phân tích xác suất dừng và các
yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống để xây dựng các mơ hình tốn học dựa trên mơ hình hệ
thống theo phương pháp xác suất, sau đó thực hiện so sánh mơ phỏng Monte-Carlo để cho ra kết quả
phù hợp.
<i><b>Từ khóa: 5G, D2D, NOMA, relay, xác suất dừng </b></i>
<b>ABSTRACT </b>
Direct communication between the device to device with the non-orthogonal multi-access method
(NOMA) has attracted a lot of interest and is a candidate for the 5th generation network (5G). This
<i><b>Keywords: 5G, D2D, NOMA, relay, outage probability </b></i>
<b>1. Giới thiệu</b>
Đa truy nhập không phụ thuộc vào yếu
tố trực giao và truyền thông giữa các thiết
bị đã thu hút nhiều sự chú ý trên thế giới là
một trong những công nghệ quan trọng
trong mạng thế hệ mới. Đây được coi là
một trong những công nghệ hiện đại được
áp dụng trong các mạng di động với mục
thiết bị có thể truy cập vào mạng cùng lúc.
Để cải thiện hiệu suất của hệ thống các tác
giả trong [1] đã nghiên cứu giải pháp sử
dụng NOMA kết hợp với mạng đa anten. J.
Men và J. Ge đã đề xuất sơ đồ mới đó là
C-NOMA nhằm tối ưu tham số phân chia
công suất phát [2].
Nghiên cứu về cải thiện công suất
truyền trong mơ hình các mạng chuyển tiếp
[3] được mơ tả bởi nhóm Ding giúp tối ưu
Những kết quả của các tác giả trên cho
thấy hiệu suất của mô hình phụ thuộc vào
phương pháp chọn relay. Sơ đồ đấu nối
Device To Device (D2D) được coi là một
kỹ thuật tiên tiến giúp giảm lượng dữ liệu
Tận dụng ưu điểm của D2D và NOMA
[7]. Trong nghiên cứu này chúng tôi cung
cấp một sơ đồ D2D-NOMA với phương
thức là tín hiệu truyền từ thiết bị phát đến
các thiết bị thu thông qua các trạm relay và
đưa ra phương pháp lựa chọn phù hợp với
ảnh hương của kênh Fading Rayleigh xác
định. Với sơ đồ này chúng tôi đã khắc phục
được hạn chế của Men và Ge [2] vì mơ
hình này dùng đa anten phát đa anten thu
nên chi phí hệ thống sẽ rất cao và rất phức
tạp để tách tín hiệu ở đầu thu. Ngoài ra kết
quả nghiên cứu này sẽ giải quyết vấn đề sử
dụng hiệu quả phổ, xây dựng được công
thức tính xác suất dừng gần đúng nhất và
các công thức này được kiểm chứng bằng
phương pháp mô phỏng để xác định tính
chính xác của phân tích trong NOMA. Ưu
điểm của sơ đồ D2D-NOMA là có thể tìm
được lựa chọn kênh truyền tốt nhất.
<b>2. Mơ hình hệ thống </b>
Mơ hình cơ bản của đường xuống một
hệ thống NOMA bao gồm một thiết bị
(<i>U</i><sub>0</sub>), nhiều thiết bị khác (<i>U</i>1, <i>U</i>2…) được
đặt cách (<i>U</i><sub>0</sub>) một khoảng xa và <i>N</i> thiết bị
đặt ở trung gian giữa (<i>U</i>0) và (<i>U</i>1, <i>U</i>2…)
(R ,1 <i>R</i>2,...,<i>RN</i> với <i>N</i> 1), <i>U</i>0 muốn truyền
dữ liệu của đến (<i>U</i><sub>1</sub>, <i>U</i><sub>2</sub>…) sẽ được truyền
đến một trong <i>N</i> bộ chuyển tiếp, nó khơng
thể truyền ngay đến thiết bị <i>U</i>1, <i>U</i>2và <i>Ui</i>
bởi vì chúng có khoảng cách rất xa. Mỗi
thiết bị chỉ có một anten nên sẽ hoạt động ở
chế độ bán song công. Trong kiến trúc của
NOMA nó bao gồm hai khe thời gian liên
tiếp. Vì vậy lựa chọn thiết bị chuyển tiếp
được dựa vào một số thông số để lựa chọn.
Trong bài báo này để đơn giản trong q
trình tính tốn nên tác giả chọn hai thiết bị
di động ở xa (<i>U</i>0) để tính tốn đó là (<i>U</i>1,
2
của kênh Fading, nhiễu trắng giữa <i>U</i>0 và
<i>N</i>
<i>R</i> là <sub>0</sub> (0, <sub>0</sub> )
<i>N</i> <i>N</i>
<i>U R</i> <i>U R</i>
<i>h</i> <i>CN</i> Fading
0
(0, )
<i>N</i>
<i>R</i> <i>CN</i> <i>N</i>
<i>M</i> , nhiễu trắng giữa <i>RN</i> và <i>Ui</i>,
1,2
<i>i</i> là (0, )
<i>N</i> <i>i</i> <i>N</i> <i>i</i>
<i>R U</i> <i>R U</i>
<i>g</i> <i>CN</i> và (0, <sub>0</sub>)
<i>N</i> <i>i</i>
<i>R U</i> <i>CN</i> <i>N</i>
<i>M</i> .
1
<i>U</i> và <i>U</i><sub>2</sub> kết hợp với nhau dựa vào
NOMA.
<b>Hình 1.</b> Mơ hình hệ thống NOMA lựa chọn relay [8]
Trong khe thời gian thứ nhất, <i>U</i>0 sẽ
gửi dữ liệu của nó đến các R ,1 <i>R</i>2,...,<i>RN</i> được
thực hiện theo công thức sau:
0 1 0 01 2 0 02
<i>U</i> <i>U</i> <i>U</i> <i>U</i> <i>U</i>
<i>x</i> <i>P x</i> <i>P x</i> (1)
Với 1 và 2 là các hệ số phân bố
công suất.
01
<i>U</i>
<i>x</i> và <i>xU</i>02 là dữ liệu cho <i>U</i>1 và <i>U</i>2.
0
<i>U</i>
<i>P</i> là công suất phát của <i>U</i>0.
Dựa vào NOMA ta giả định 1 2 với
1 2 1
.
Tại<i>R<sub>N</sub></i> tín hiệu nhận được là:
0 0
0 1 0 01 2 0 02
<i>N</i> <i>N</i> <i>N</i>
<i>N</i> <i>N</i>
<i>R</i> <i>U R</i> <i>U</i> <i>R</i>
<i>U R</i> <i>U</i> <i>U</i> <i>U</i> <i>U</i> <i>R</i>
<i>y</i> <i>h</i> <i>x</i> <i>M</i>
<i>h</i> <i>P x</i> <i>P x</i> <i>M</i>
(2)
Giả định công suất truyền là như nhau,
1 2 ... <i>N</i> 0
<i>R</i> <i>R</i> <i>R</i> <i>U</i>
<i>P</i> <i>P</i> <i>P</i> <i>P</i> <i>P</i>. Tín hiệu trên nhiễu
trung bình SNR
0
0
<i>U</i>
<i>P</i>
<i>N</i>
, và biến ngẫu
nhiên là
0 0
2
<i>N</i>
<i>N</i> <i>U</i> <i>U R</i>
<i>H</i> <i>h</i> và
0
2
<i>N</i> <i>i</i>
<i>iN</i> <i>U</i> <i>R U</i>
<i>Q</i> <i>g</i> của
tín hiệu trên nhiễu cho <i>U</i>0<i>RN</i> và
<i>N</i> <i>i</i>
<i>R</i> <i>U</i> .
Trong khe thời gian thứ hai SINR tại
<i>N</i>
<i>R</i> của đường liên kết chọn <i>xU</i>01 được tính
như sau:
0 01
2 1
<i>N</i> <i>U</i>
<i>N</i>
<i>U R</i> <i>x</i>
<i>N</i>
<i>H</i>
<i>H</i>
(3)
Tại <i>RN</i> của đường liên kết <i>xU</i>02 SINR
được tính bằng cách triệt nhiễu liên tiếp và
được tính như sau:
0 <i>N</i>,<i>U</i>02 2
<i>U R</i> <i>x</i> <i>HN</i>
Với tín hiệu truyền tới từ <i>U</i>0, bộ
chuyển tiếp sẽ truyền
<i>N</i> <i>N</i>
<i>R</i> <i>N</i> <i>R</i>
<i>x</i> <i>G y</i> đến (<i>U</i><sub>1</sub>,
2
<i>U</i> ), độ lợi của bộ chuyển tiếp tại khe thời
0 0
2
2
0
<i>N</i>
<i>N</i>
<i>R</i>
<i>N</i>
<i>U</i> <i>U R</i>
<i>P</i>
<i>G</i>
<i>P</i> <i>h</i> <i>N</i>
(5)
Thơng tin tín hiệu được truyền đến <i>U</i>1
và <i>U</i><sub>2</sub> thông qua bộ chuyển tiếp bởi <i>R<sub>N</sub></i>
như sau:
1 1 1
1 0 0 01
1 0 0 02 1 1
1
2
<i>N</i> <i>N</i> <i>N</i> <i>N</i>
<i>N</i> <i>N</i>
<i>N</i> <i>N</i> <i>N</i> <i>N</i> <i>N</i>
<i>R U</i> <i>R U</i> <i>R</i> <i>R U</i>
<i>R U</i> <i>U R</i> <i>U</i> <i>U</i>
<i>R U</i> <i>U R</i> <i>U</i> <i>U</i> <i>R U</i> <i>R</i> <i>R U</i>
<i>y</i> <i>g</i> <i>x</i> <i>M</i>
<i>Gg</i> <i>h</i> <i>P x</i>
<i>Gg</i> <i>h</i> <i>P x</i> <i>Gg</i> <i>M</i> <i>M</i>
(6)
2 2 2
2 0 0 01
2 0 0 02 2 2
1
2
<i>N</i> <i>N</i> <i>N</i> <i>N</i>
<i>N</i> <i>N</i>
<i>N</i> <i>N</i> <i>N</i> <i>N</i> <i>N</i>
<i>R U</i> <i>R U</i> <i>R</i> <i>R U</i>
<i>R U</i> <i>U R</i> <i>U</i> <i>U</i>
<i>R U</i> <i>U R</i> <i>U</i> <i>U</i> <i>R U</i> <i>R</i> <i>R U</i>
<i>y</i> <i>g</i> <i>x</i> <i>M</i>
<i>Gg</i> <i>h</i> <i>P x</i>
<i>Gg</i> <i>h</i> <i>P x</i> <i>Gg</i> <i>M</i> <i>M</i>
Theo khe thời gian thứ nhất SINR ở
1
<i>U</i> của đường truyền từ trạm chuyển tiếp
đến <i>U</i><sub>1</sub> được tính như sau:
1 01
1 1
,
2 1 1 1
<i>N</i> <i>U</i>
<i>N</i> <i>N</i>
<i>R U x</i>
<i>N</i> <i>N</i> <i>N</i> <i>N</i>
<i>H Q</i>
<i>H Q</i> <i>H</i> <i>Q</i>
(7)
SINR ở <i>U</i>2 của đường truyền từ trạm
chuyển tiếp đến <i>U</i>2 để loại bỏ <i>xU</i>01, được
tính như sau:
2, 01 02
1 2
2 2 2 1
<i>N</i> <i>U</i>
<i>N</i> <i>N</i>
<i>R U x</i>
<i>N</i> <i>N</i> <i>N</i> <i>N</i>
<i>H Q</i>
<i>H Q</i> <i>H</i> <i>Q</i>
2 02
2 2
,
2 1
<i>N</i> <i>U</i>
<i>N</i> <i>N</i>
<i>R U</i> <i>x</i>
<i>N</i> <i>N</i>
<i>H Q</i>
<i>H</i> <i>Q</i>
(8)
<b>3. Xác suất dừng hoạt động </b>
Để đảm bảo được các yêu cầu về chất
lượng dịch vụ đòi hỏi phải xem xét đến yếu
tố xác suất dừng [8]. Vì vậy mỗi thiết bị
trong mơ hình sẽ được cung cấp các
ngưỡng SNR riêng
<i>i</i>
<i>th</i>
,<i>i</i>1, 2. Bước kế
tiếp sẽ phân tích xác suất dừng của hai thiết
bị được gửi dữ liệu đến là <i>U</i>1 và <i>U</i>2. Khi
phân tích mơ hình ta giả định các ngưỡng
SINR của (<i>U</i>1, <i>U</i>2) là như nhau
1 2
<i>th</i> <i>th</i> <i>th</i>
.
<i><b>3.1. Xác suất dừng ở </b>U</i>1<i><b> để lấy được </b></i>
<i><b>tín hiệu </b>xU</i><sub>01</sub>
Đầu tiên ta tính được xác suất dừng ở
nút chuyển tiếp được chọn <i>R<sub>N</sub></i>*có liên quan
đến tín hiệu <i>xU</i><sub>01</sub>và <i>xU</i>02.
Các hàm phân phối tích lũy (CDFs)
của biến ngẫu nhiên *
<i>N</i>
<i>H</i> và *
<i>iN</i>
<i>Q</i> theo công
thức trên là:
1 ( )
<i>N</i>
<i>N</i>
<i>N</i>
<i>th</i>
<i>H</i> <i>th</i>
<i>n</i>
<i>n</i>
<i>N</i>
<i>U R</i>
<i>N</i>
<i>n</i> <i>U</i>
<i>th</i>
<i>R</i>
<i>F</i>
<i>N</i>
<i>n</i>
<i>F</i>
<sub></sub>
(9)
Trong đó
*
0<i>R<sub>N</sub></i> 0 <i>U</i>0<i><sub>N</sub></i>
<i>U</i> <i>U</i> <i>R</i>
<sub></sub>và <sub>*</sub><i><sub>i</sub></i> <sub>0</sub> <sub>*</sub><i><sub>i</sub></i>
<i>N</i> <i>N</i>
<i>R U</i> <i>U</i> <i>R U</i>
đại diện giá trị trung bình SNRs của các
đường từ <i>U</i>0<i>RN</i>*và<i>RN</i>* <i>Ui</i>.
Trong mơ hình NOMA xác suất dừng
sẽ xảy ra nếu thực hiện chuyển tiếp khơng
thành cơng, vì vậy xác suất dừng được tính
tốn bằng cơng thức sau:
01 1 01
1 <i>R U xN</i> ,<i>U</i> <i>th</i> <i>R U xN</i> <i>U</i> <i>th</i>
<i>O</i> <i>Pr</i> <i>F</i> (10)
Trong đó
2 1 1
1 2
1 1
Pr
P
<i>R U xN</i> <i>U</i>
<i>N</i> <i>N</i>
<i>th</i> <i>th</i>
<i>N</i> <i>N</i> <i>N</i> <i>N</i>
<i>th</i> <i>th</i> <i>th</i> <i>th</i>
<i>N</i> <i>N</i> <i>N</i>
<i>H Q</i>
<i>H Q</i> <i>H</i> <i>Q</i>
<i>H</i> <i>Q</i> <i>Q</i>
<i>F</i>
<sub></sub>
(11)
Dựa vào công thức (11), nếu
1<i>N</i> 1 2 <i>th</i> <i>th</i> 0
<i>Q</i> <sub></sub> thì xác suất dừng sẽ
chắc chắn xảy ra, trong khi nếu
1<i>N</i> 1 2 <i>th</i> <i>th</i> 0
<i>Q</i> <sub></sub> hoặc <sub>1</sub>
1 2
<i>th</i>
<i>th</i>
<i>N</i>
<i>th</i>
<i>Q</i>
<sub> </sub>
,
1 01 1
1
1 1
1 1
1 2
1
1
1
<i>R U xN</i> <i>U</i> <i>N</i>
<i>N</i> <i>N</i>
<i>th</i>
<i>N</i> <i>N</i> <i>N</i>
<i>th</i>
<i>N</i> <i>N</i> <i>N</i>
<i>th</i>
<i>th</i>
<i>th</i> <i>Q</i>
<i>th</i> <i>th</i>
<i>H</i> <i>Q</i>
<i>th</i> <i>th</i>
<i>th</i>
<i>Q</i> <i>H</i> <i>Q</i>
<i>th</i>
<i>th</i>
<i>th</i>
<i>Q</i> <i>H</i> <i>Q</i>
<i>th</i>
<i>F</i> <i>F</i>
<i>z</i>
<i>F</i> <i>F</i> <i>f</i>
<i>z</i>
Với <i>f</i> là hàm mật độ xác suất (PDF)
của kênh , 1 <i>x</i>
<i>f</i> <i>x</i> <i>e</i>
.
Ta được:
<sub> </sub>
0 *
*1
0
,
1 01 1
1
*
1
1
1
1
1 1
1
<i>N</i>
<i>N</i>
<i>U</i>
<i>th</i>
<i>N</i>
<i>N</i>
<i>th</i>
<i>th</i> <i>Q</i>
<i>n</i>
<i>th</i>
<i>Q</i>
<i>th</i>
<i>n</i>
<i>th</i>
<i>t</i>
<i>N</i>
<i>n</i>
<i>h</i>
<i>n</i> <i>R U</i>
<i>U R</i>
<i>N</i>
<i>n</i>
<i>z d</i>
<i>F</i> <i>F</i>
<i>z</i>
<i>n</i>
<i>f</i> <i>z</i>
<i>N</i>
<i>z</i>
<i>n</i>
<i>z</i>
<i>n</i>
<i>z</i>
<sub></sub>
0 * *1
1
1
1
exp
1 ( 1
1
exp 2 2
)
<i>N</i>
<i>t</i> <i>N</i>
<i>N</i>
<i>h</i>
<i>n</i>
<i>t</i>
<i>R U</i>
<i>U R</i> <i>R U</i>
<i>h</i>
<i>z</i>
<i>d</i>
<i>k</i>
<i>N</i>
<i>N</i>
<i>n</i>
<i>z</i>
<sub></sub>
0 <i>N</i>* <i>N</i>* 1
<i>th</i> <i>th</i> <i>th</i>
<i>U R</i> <i>R</i> <i>U</i>
<i>n</i>
Kết quả xác suất dừng ở <i>U</i>1 để lấy
được tín hiệu
01
<i>U</i>
<i>x</i> được phân tích mơ tả như
sau:
0 * * 1
1
1 1
1
1
( )
1 1 exp 2 2
<i>N</i> <i>N</i>
<i>n</i>
<i>N</i>
<i>n</i> <i>U R</i>
<i>t</i>
<i>U</i>
<i>h</i>
(14)
<i><b>3.2. Xác suất dừng ở </b>U</i>2<i><b> để lấy được </b></i>
<i><b>tín hiệu </b></i>
02
<i>U</i>
<i>x</i>
Tại thiết bị <i>U</i>2 đầu tiên sẽ yêu cầu nhận
và loại trừ đi tín hiệu của <i>U</i>1, xác suất dừng
ở <i>U</i>2 phụ thuộc vào xác suất dừng ở giai
đoạn đầu tiên và giai đoạn thứ hai. Vì vậy
xác suất dừng ở <i>U</i>2được tính như sau:
1 2
* 2, 02
2 <i>R U xN</i> <i>U</i> <i>th</i> <i>RNU</i> <i>U</i> <i>th</i>
<i>I</i> <i>I</i>
<i>x</i>
<i>O</i> <i>Pr</i> <i>Pr</i>
(15)
Khi có xác suất dừng ở <i>U</i>1 để tìm được
tín hiệu <i>xU</i><sub>01</sub>, thì xác suất dừng ở <i>U</i>2 tìm
được tín hiệu
02
<i>U</i>
<i>x</i> theo công thức (16):
1 1 1
1
1 1
1
ex
(
2 2
)
p
<i>N</i> <i>U</i>
<i>N</i> <i>N</i>
<i>R U x</i>
0 * * 2
1
<i>N</i> <i>N</i>
<i>th</i> <i>th</i> <i>t</i>
<i>U R</i> <i>R</i> <i>U</i>
<i>h</i>
<i>n</i>
,
* 2 <sub>02</sub>
* *
,
* 2 <sub>02</sub>
* *
2 2
2
2
Pr
1
<i>R</i> <i>U</i> <i>x<sub>U</sub></i>
<i>N</i>
<i>R</i> <i>U</i> <i>x<sub>U</sub></i>
<i>N</i>
<i>th</i>
<i>N</i> <i>N</i>
<i>th</i>
<i>N</i> <i>N</i>
<i>H Q</i>
<i>H</i> <i>Q</i>
<i>I</i> <i>F</i>
(17)
*
*
,
* 2 02 *
*
0 *
2 2
2
2
2 2
2
2
2
1 2
2
2
1
1
Pr
1
<i>RNUxU</i>
<i>N</i> <i>N</i> <i>N</i>
<i>N</i>
<i>N</i>
<i>N</i>
<i>th</i> <i>N</i>
<i>N</i>
<i>th</i>
<i>th</i>
<i>th</i>
<i>Q</i> <i>Y</i> <i>Q</i>
<i>th</i>
<i>th</i>
<i>n</i>
<i>th</i>
<i>Q</i>
<i>t</i>
<i>N</i>
<i>n</i> <i>U R</i> <i>h</i>
<i>Q</i>
<i>Q</i>
<i>z</i>
<i>F</i> <i>F</i> <i>f</i> <i>z dz</i>
<i>z</i>
<i>z</i>
<i>n</i>
<i>F</i>
<i>F</i>
<i>n</i>
<i>z</i>
<i>N</i>
*2 0 *
2
2
*2
0 * *2
2
1 2
2
1
2
1
1
( ) ex
1
1
1 1 exp
1
1 1) exp
p
(
<i>N</i>
<i>n</i> <i>R U</i> <i>U R</i> <i>R U</i>
<i>N</i>
<i>n</i> <i>U R</i>
<i>Q</i>
<i>th</i>
<i>n</i>
<i>th</i>
<i>n</i>
<i>U</i>
<i>h</i>
<i>R</i>
<i>t</i>
<i>N</i> <i>z</i>
<i>n</i>
<i>f</i> <i>z dz</i>
<i>z</i>
2 1 2
2 <i>N</i> 2
<sub></sub>
0 * * 2
2 2
2
1
<i>N</i> <i>N</i>
<i>th</i> <i>th</i>
<i>U R</i> <i>R U</i>
<i>n</i>
<sub></sub> <sub></sub>
.<i>O</i>2 <i>I</i>1 <i>I</i>2 (19)
<i><b>3.3. Các tiêu chí để lựa chọn bộ relay </b></i>
Để tách tín hiệu
02
<i>U</i>
nó sẽ thu được tín hiệu của
01
<i>U</i>
<i>x</i> sau đó sử
dụng bộ lọc SIC để tách tín hiệu của nó. Vì
thế, xác suất dừng để thu được tín hiệu có
liên quan đến <i>U</i>1 và <i>U</i>2 nên được thực hiện
như sau:
<i>S</i> <i>O O</i>
(20)
Tiêu chí lựa chọn relay được xác định
như sau:
0
*
arg max
<i>N</i>
<i>U R</i>
<i>n</i> and *
1,2...,N
max <i><sub>n</sub></i>
<i>n</i>
<i>n</i>
<i>H</i> <i>H</i>
(21)
Trong đó
0 <i>N</i>
<i>U R</i>
là SNR tại bộ chuyển
tiếp <i>N. </i>
<b>4. Kết quả mô phỏng </b>
Trong phần này để mô tả xác suất
dừng và phương thức lựa chọn relay trong
truyền thông D2D được thực hiện bằng
phương pháp mô phỏng tiến hành tương
ứng. Các tham số được xác định giá trị cụ
thể để đưa ra các kết quả tương ứng để có
sự so sánh phù hợp. Những kết quả mô
phỏng được xử lý bằng phần mềm Matlab
dựa trên các công thức đã đưa ra sau đó so
sánh với phương pháp mô phỏng Monte
Carlo. Phương pháp mô phỏng Monte
Carlo là phương pháp thử thống kê biểu
diễn nghiệm các bài toán dưới dạng các
tham số và sử dụng dãy số ngẫu nhiên để
xây dựng mẫu từ đó thu được ước lượng
thống kê của các tham số. Nói cách khác,
phương pháp Monte Carlo cung cấp những
lời giải gần đúng cho các bài toán bằng
cách thực hiện các thí nghiệm lấy mẫu
thống kê sử dụng số ngẫu nhiên và được
Trong bài báo này tất cả những kết quả
mô phỏng đã được xử lý thơng qua việc lấy
trung bình của các thử nghiệm ngẫu nhiên
trong khoảng 6
10 . Trong bài báo này những
kết quả của nhóm tác giả được dùng để
đánh giá hiệu suất dừng của hai thiết bị
cách xa trong mơ hình NOMA với những
kết quả có được theo phương pháp mô
phỏng Monte Carlo.
Trong Hình 2 kết quả mô phỏng hiển
thị xác suất dừng SNR <i>U</i><sub>0</sub> khi số lượng
các bộ chuyển tiếp thay đổi giúp chuyển
tiếp tín hiệu để truyền thông giữa thiết bị
gần với thiết bị xa. Trong mô phỏng này
tác giả phân bổ công suất trong mơ hình
NOMA cho các thiết bị ở xa và kết quả cho
thấy mơ hình được đưa ra với nhiều trạm
chuyển tiếp sẽ có nhiều ưu điểm so với mơ
hình chỉ dùng một nút relay. Khi SNR lớn
thì khoảng cách hiệu suất sẽ tăng từ trong
<b>Hình 3.</b> Xác suất dừng tại <i>U</i>2, 1 0.8, <i>U R</i>0 <i>N</i> 1,<i>R UN</i> 2 1,<i>th</i>1.
Trong hình trên khi số lượng relay
cao thì xác suất dừng để tách tín hiệu của
2
<i>U</i> được cải thiện với tất cả các SNR có
<b>Hình 4.</b> So sánh xác suất dừng giữa <i>O</i>1 và <i>O</i>2, 1 0.8, <i>U R</i>0 <i>N</i> 1,<i>R UN</i> 1 10,<i>R UN</i> 2 1.
Trong Hình 4 cho thấy số lượng nút
chuyển tiếp trong mơ hình sẽ ảnh hưởng
nhiều đến xác suất dừng ở tất cả các SNR.
Với số lượng trạm chuyển tiếp được chọn
tại các giá trị SNR cụ thể của thiết bị phát,
tại <i>U</i>1 và <i>U</i>2có xác xuất dừng là gần giống
nhau và chỉ khác khi SNR lớn và chúng ta
Trong Hình 5 mô phỏng xác suất dừng
của hệ thống D2D-NOMA trong trường hợp
dùng một bộ relay và dùng ba bộ relay. Kết
quả trên cho thấy hệ thống D2D-NOMA khi
sử dụng ba bộ relay thì xác suất dừng của hệ
thống được cải thiện rất nhiều so với hệ
thống chỉ sử dụng một bộ relay.
<b>5. Kết luận </b>
Trong bài báo này tác giả đã xây dựng
mô hình kết hợp D2D và NOMA để đạt
được mục tiêu chính là nâng cao hiệu quả
phổ của mô hình và đã xây dựng được sơ
đồ lựa chọn nút chuyển tiếp để có được
điều kiện kênh truyền tốt nhất cho các thiết
bị. Hiệu suất của mơ hình đưa ra được
đánh giá dựa vào việc phân tích xác suất
dừng trong các phép toán, các hệ số phân
bố xác suất và xác suất dừng của mơ hình.
Thơng qua mơ phỏng đã chứng minh rằng
các kết quả của tác giả đưa ra là phù hợp.
Kết quả mơ phỏng có thể dễ dàng nhận ra
<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO </b>
[1] J. B. Kim, M. S. Song, I-H Lee, “Achievable rate of best relay selection for
non-orthogonal multiple access-based cooperative relaying systems”, <i>International </i>
<i>conference on information and communication technology convergence (ICTC), </i>960–
962, 2016.
[2] J. Men, J. Ge, “Non-orthogonal multiple access for multiple-antenna relaying
networks”, <i>IEEE Communications Letters, </i>19(10), 1686–1689, 2015.
[3] Z. Ding, H. Dai, H. V. Poor, “Relay selection for cooperative NOMA”, <i>IEEE </i>
<i>Communications Letters, </i>5(4), 416–419, 2016.
[4] Tan. N. Nguyen, Dinh-Thuan Do, P. T. Tran and M. Voznak, “Time Switching for
Wireless Communications with Full-Duplex Relaying in Imperfect CSI Condition”,
<i>KSII Transactions on Internet and Information Systems, </i>10(9), 4223-4239, 2016.
[5] T. L. Nguyen, Dinh-Thuan Do, “A new look at AF two-way relaying networks: energy
harvesting architecture and impact of co-channel interference”, <i>Annals of </i>
<i>Telecommunications, </i>72(11), 669-678, 2017.
[6] S. Lee, D. B. da Costa, T. Q. Duong, “Outage probability of Non-Orthogonal Multiple
Access Schemes with partial Relay Selection”, <i>2016 IEEE 27th Annual International </i>
<i>Symposium on Personal, Indoor, and Mobile Radio Communications (PIMRC)</i>, 1–6,
2016.
[7] M. Xu, F. Ji, M. W. Wen, W. Duan, “Novel receiver design for the cooperative
relaying system with non-orthogonal multiple access”, <i>IEEE Communications Letters, </i>
20(8), 1679–1682, 2016.
[8] Deyue Zou, Dan Deng, Yanyi Rao, Xingwang Li, Kai Yu, “Relay selection for
cooperative NOMA system over correlated fading channel”, <i>Article in Physical </i>
<i>Communication, </i>1-7, 2019.