Tải bản đầy đủ
2 Một số phương pháp đã sử dụng.

2 Một số phương pháp đã sử dụng.

Tải bản đầy đủ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 2/22

gian. Các đường truyền bit có thể được sử dụng liền mạch với các hệ thống phức
tạp hơn trong hệ thống các giao thức.
Vì các thiết bị đầu cuối không dây có sự xung đột trên cùng một giải phổ, kế quả
cho thấy nhiễu đã làm giảm tốc độ truyền tải khi kích thước mạng tăng lên. Các
phương án gần đây về truyền thông hợp tác đã chỉ ra rằng điều này có thể khắc phục
bằng cách áp dụng phương pháp mới ở tầng vật lý. Ý tưởng là người dùng nên
chuyển tiếp các thông điệp của nha.

Cho đến nay, hầu hết các phương án được đề xuất dựa vào một trong ba chiến lược
chuyến tiếp cốt lõi sau đây:


Decode-And-Forward: Relay giải mã ít nhất một phần của thông điệp. Các bi

thu được sau đó được mã hóa lại rồi đưa vào mạng truyền thông hợp tác để chuyển
đến Relay tiếp theo. Mặc dù phương án này mang lại những lợi ích đang kể, nhưng
rào cản cuối cùng lại là hạn chế giao thoa do số lương thông điệp truyền đi gia tăng.


Compress-and-Forward: Các tín hiệu thu được ở Relay là véc tơ lượng tử và

thông tin này được truyền tới đích. Nếu đích nhận được thông tin từ nhiều Relay,
nó có thể coi là kênh đa đầu vào và đa đầu ra (MIMO). Tuy nhiên, vì không có giải
mã ở các nút trung gian nên nhiều luôn được tạo ra khi các thông điệp đi qua mạng.


Anlify-and-Forward: Relay hoạt động như một bộ lặp và truyền một thông

điệp tương tự như tín hiệu nó nhận được. giống như Compress-and-Forward,
phương án này chuyển đổi mạng thành một kênh MIMO lớn với khả năng khuếch
đại thông điệp. Tuy nhiên, nhiễu cũng được tạo ra với mỗi lần truyền lại.


Compute-and-Forward: Như ta đã thấy ở cả phương án trên thì tầm quan trọng

trong việc thiết kế các chương trình truyền thông điệp đang tin cậy trong mạng
truyền thông hợp tác là câu hỏi làm thế nào để giải quyết với nhiễu khi thông điệp
đi qua nhiều node khác nhau và nhiễu cộng hưởng tại các node đích. Ở trong
Decode-and-Forward, các Relay có thể loại bỏ hoàn toàn nhiễu bằng cách giải mã
từ gốc trước khi chuyển chúng đến đích. Tuy nhiên phương án này vẫn bị xung đột

Compute-and-Forward

SVTH: Nguyễn Văn Đức

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 3/22

nếu có nhiều máy phát trong mạng. Một phương án khác là cố gắng sử dụng kỹ
thuật giảm nhiễu có sẵn trong các kênh MIMO, trong đó có thể khai thác các tương
tác giữa các tín hiệu nhiễu. Amplify-and-Forward và Compress-and-Forward là 2
phương án nằm trong cố gắng này. Nhiễu không được gỡ bỏ, nhưng trong Phương
án

Compute-and-Forward

SVTH: Nguyễn Văn Đức

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 4/22

CHƯƠNG 2. COMPUTE-AND-FORWARD
2.1 Nested Lattcie codes.
Như đã được đề cập đến ở trên, các liên kết thú vị lấy ý tưởng chính từ mạng lưới tổ
ong và sơ đồ mã hóa cho các Relay, đặc biệt là đối với phương pháp Compute-andForward. Mạng lưỡi tổ ong rất cho ra kết quả rất hoàn hảo trong tất cả các khía cạnh
khi kích thước mạng đi đến vô cùng. Trong đề tài này, một số định nghĩa cơ bản và
các phương trình đưa ra với mạng tổ ong cũng đã từng được nhắc đến trong lĩnh
vực Lý Thuyết Thông Tin.

Hình 1: Mã hóa ngẫu nhiên

Hình 2:Mã hóa cấu trúc

( Random coding)

(Structured coding)

Định nghĩa 1: Mạng n chiều Λ được định nghĩa bởi một tập hợp các véc tơ cơ bản
g1, g2, ..., gn ∈ Rn. Mạng lưới Λ bao gồm tất cả các kết hợp không tách rời của các
vectơ cơ sở, tức là:

Λ = { λ = Gi :∈ Z n }
Trong đó Z

= { 0, ±1, ±2,...}

Compute-and-Forward

;

G = { g1, g 2,..., g n }

SVTH: Nguyễn Văn Đức

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 5/22

Định nghĩa 2: Các vector lân cận liên quan đến C được cho bởi:

Q( x) = arg min x − λ
λ∈Λ

Trong đó:

là chuẩn hóa của vector.

Voronoi của của Λ, ký hiệu là V, là một tập các điểm trong

gần nhất với mã làm

việc bằng 0, tức là, V0 = (x: Q (x) = 0}. Các Voronoi có mối liên hệ với mỗi
λ ∈ Λ là tập hợp các điểm X sao cho Q (x) = λ.
Định nghĩa 3: X liên quan đến mạng tinh thể Λ được định nghĩa là:

x mod Λ = x − Q( x)
Định nghĩa 4: Khoảng thời gian chuyển giao giữa 2 tinh thể trong mạng lưới tổ ong
Λ được cho như sau:

1
= EU
σ Λ2
n
Trong đó:

2



2

ν

x dx
v

U là một vector ngẫu nhiên phân bố đồng đều trên V và

Compute-and-Forward

SVTH: Nguyễn Văn Đức

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 6/22

Định nghĩa 5: Mạng lưới tổ ong (lattice) (Λ1, Λ2) được gọi là lồng nhau nếu Λ2 ⊂
Λ1, tức là ở đó tồn tại mà trận sinh tương ứng G1 và G2 như vậy G2 = G1.J, trong
đó J là một ma trận vuông n × n . Mà các phần tử của nó lớn hơn 1. Các điểm của
bộ

tạo thành một mã định trước của một mạng lưới tổ ong.

Hình 3: Mã lưới lồng nhau.
(1) Hình dạn thô của lưới.
(2) Mã hóa mạng tinh thể.

Compute-and-Forward

SVTH: Nguyễn Văn Đức

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 7/22

Định nghĩ 6: Tốc độ mã hóa của mạng lưới tổ ong lồng nhau được cho bởi :

R=

v
1
1
log C = log 2
n
n
v1

Cuối cùng, chúng ta có được 1 số tính chất của hoạt động mô phỏng :

2.2 Mô hình hệ thống Compute-and-Forward.
Một thiết kế truyền thông điển hình, trong đó phương pháp Compute-and-Forward
với các mã lưới tổ ong lồng vào nhau đã được chứng minh là có lợi được mô tả
trong Hình 3. Trong mô hình này, có K Relay phát gửi K thông điệp độc lập đến
đích. Mỗi Relay được giả định là bị nhiễu đa người dùng (multi-user interference)
từ K máy phát. Tuy nhiên, các tín hiệu nhiễu có cùng cấu trúc, nghĩa là, tất cả máy
phát đang truyền các thông điệp từ cùng một bảng chữ cái. Sau đó, mỗi Relay cố
giải mã một hàm số tuyến tính của các tin tức truyền đi, và sau đó chuyển tiếp các
thông điệp đến đích. Với vấn đề này, ta giả định rằng các kênh từ các relay đến đích
đủ tốt để được xem là một kênh không lỗi (error-free). Đích sẽ kết hợp tất cả các
chức năng này và chuyển đổi chúng thành K thông điệp riêng biệt ban đầu.

Hình 4: Mô hình hệ thống.
Compute-and-Forward

SVTH: Nguyễn Văn Đức

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 8/22

Giả sử rằng chúng ta có một mạng lưới n chiều Λ với moment thứ hai



vùng Voronoi V. Chúng ta chọn một mạng tinh thể Λ_C sao cho mã C=Λ_C∩V bao
gồm

từ mã. P(i,max) là công suất tối đa mà máy phát thứ i có thể truyền tải.

Giả sử rằng máy phát thứ i muốn truyền từ mã w_i đến đích.
Mã hóa: Để truyền tin tức w_i, máy phát thứ i truyền tín hiệu như sau:
i

P
=  i ÷( [ wi − ui ] mod Λ )
 P

Với Pi là công suất truyền của máy phát thứ i và u_i là vector được phân bố đồng
đều trong vùng Varanoi của Λ và độc lập với w_i. Ta thấy rằng x_i cũng độc lập với
w_i và phân bố đều trong vùng Varanoi của Λ. Tín hiệu thu được tại relay thứ k
được cho bởi:

K

yk =∑
( jik xi ) +nk
i =1

Giải mã: Relay thứ k thử giải mã chính xác hàm số tuyến tính (…) từ tín hiệu thu
được, với m_ik là một vài số nguyên đã được thiết kế trước bởi Relay. Để làm điều
đó, relay tính toán như sau:

Compute-and-Forward

SVTH: Nguyễn Văn Đức