Đánh giá hiệu năng hệ thống UAV hỗ trợ tán xạ ngược gói tin ngắn

Bài viết "Đánh giá hiệu năng hệ thống UAV hỗ trợ tán xạ ngược gói tin ngắn" đưa ra biểu thức thông lượng và tỉ lệ lỗi gói tin trung bình (BLER: block error rate) của thiết bị bay không người lái (UAV) hỗ trợ tán xạ ngược gói dữ liệu có kích thước hữu hạn. Giải bài toán tối ưu thông lượng trong điều kiện số bít truyền thay đổi và cố định số lần sử dụng kênh. Đánh giá phẩm chất hệ thống theo kênh truyền Nakagami-m, có ảnh hưởng của tia truyền thẳng (LoS: Line-of-Sight) và không có LoS (NLoS). Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá hiệu năng hệ thống UAV hỗ trợ tán xạ ngược gói tin ngắn Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG UAV HỖ TRỢ TÁN XẠ NGƯỢC GÓI TIN NGẮN Chu Tiến Dũng∗ , Vũ Anh Tuấn, Nguyễn Thị Thái Hòa∗ , Trần Mạnh Hoàng∗ ∗ Telecommunication University, Khánh Hòa, Vietnam Emails: chutiendung@tcu.edu.vn, vanhtuan@gmail.com, thaihoa.nhatrang@gmail.com, tranmanhhoang@tcu.edu.vn Tóm tắt nội dung—Bài báo đưa ra biểu thức thông lượng và nhà khoa học, gần đây đã có những công bố về hệ thống tỉ lệ lỗi gói tin trung bình (BLER: block error rate) của thiết UAV hỗ trợ truyền thông cũng như phương thức truyền tín bị bay không người lái (UAV) hỗ trợ tán xạ ngược gói dữ liệu hiệu dạng SP [7]–[9]. Cụ thể, các tác giả trong [7] đề xuất hệ có kích thước hữu hạn. Giải bài toán tối ưu thông lượng trong thống truyền SP từ trạm điều khiển đến đích thông qua UAV, điều kiện số bít truyền thay đổi và cố định số lần sử dụng kênh. Đánh giá phẩm chất hệ thống theo kênh truyền Nakagami-m, có trong đó UAV có khả năng thu thập năng lượng vô tuyến để ảnh hưởng của tia truyền thẳng (LoS: Line-of-Sight) và không duy trì hoạt động thu phát. Bài toán được thực hiện trong [7] có LoS (NLoS). Khảo sát ảnh hưởng của chiều dài gói tin, số là tối ưu quỹ đạo để đạt tốc độ dữ liệu tốt nhất. Tương tự như lượng bít truyền đến BLER trung bình của hệ thống. Kết quả [7], các tác giả trong [8] trình bày biểu thức tường minh của phân tích giải tích được kiểm chứng bằng kết quả mô phỏng tỉ lệ lỗi gói (BLER: Block Error Rate) cho hệ thống chuyển trên phần mềm MatLab, ngoài ra phần mềm Matlab cũng được tiếp SP bởi 2 UAV. Từ kết quả BLER đã nhận được bài báo sử dụng giải bài toán tối ưu thông lượng. khảo sát thông lượng SP đạt được của hệ thống đã đề xuất. Từ khóa: Thiết bị không người lái (UAV), tán xạ ngược, Xem xét UAV như trạm phát tín hiệu SP cho các trạm mặt đất kích thước gói tin hữu hạn, tỉ lệ lỗi chiều dài gói tin trung đã được các tác giả trong [9] khảo sát. Các nghiên vừa đề cập bình (BLER), thông lượng. chỉ dừng lại việc xem xét UAV hỗ trợ hoặc trực tiếp truyền tín hiệu SP, tuy nhiên chưa khảo sát khả năng tán xạ ngược I. GIỚI THIỆU từ các trạm mặt đất đến UAV. Ngày nay, sự phát triển của các hệ thống viễn thông và yêu Các nghiên cứu về BC trước đây chủ yếu tập trong cho các cầu chất lượng dịch vụ ngày càng cao, đặc biệt các hệ thống ứng dụng truyền thông khoảng cách ngắn, dung lượng nhỏ, và (IoT: Internet-of-Thing). Yêu cầu độ trễ thấp, độ chính xác các thiết bị cố định như việc cảm biến, giám sát, các ứng dụng cao (URLLC: Ultra-Reliable Low Latency Communications). ở smart-home, dịch vụ thanh toán điện tử [10]. Tuy nhiên, gần Do đó, các nghiên cứu về truyền thông gói ngắn (SP: Short- đây các nghiên cứu BC từ mặt đất đến UAV đã được khảo sát Packet) được xem như là một hướng nghiên cứu đầy hứa hẹn [11]–[15]. Cụ thể, trong [11] đã khảo sát vị trí tối ưu của cho việc đáp ứng độ trễ nhỏ hơn 0.1 ms và độ chính xác UAV cho hiệu quả năng lượng tốt nhât, đồng thời cũng chỉ ra 99.99999% [1]. Bên cạnh đó, để sử dụng hiệu quả năng lượng khoảng cách truyền tán xạ ngược từ mặt đất đến có thể đạt là bài toán lớn được xem xét trong các hệ thống viễn thông đến 2.8 km, khi thiết bị BC được đặt gần nguồn RF. Yang thế hệ thứ 5 và các hệ thống tiếp theo (5G: fifth-generation, và cộng sự trong [12] đã giải quyết bài toán tối ưu quỹ đạo 6G: sixth-generation). Các thiết bị vô tuyến hoạt động với bay của UAV nhằm mục đích tối thiểu tiêu tốn năng lượng sóng mang và nguồn năng lượng thụ động được đề cập như là của UAV bao gồm cả năng lượng đẩy và năng lượng thu phát. một phương pháp giải quyết bài toán năng lượng cho các thiết Trong đó, các nút BC được kích thích bởi các máy phát sóng bị vô tuyến [2]. Trong đó, các thiết bị sử dụng năng lượng, mang độc lập để truyền dữ liệu của chúng đến UAV. Các tác sóng mang của môi trường xung quanh hoặc thiết bị phát giả trong [13], [14] đã khảo sát khả năng bảo mật thông tin năng lượng, sóng mang chuyên dụng để kích thích phát dữ của các thiết bị BC trong quá trình phát tín hiệu của chúng liệu (BC: Backscatter Communication) và gọi đó là hệ thống đến UAV. Bằng cách thực hiện thuật toán lặp để tìm quỹ đạo truyền thông tán xạ ngược. Phương thức này được sử dụng cho UAV và tối ưu lập lịch cho các thiết bị BC nhằm tăng cho hầu hết các hệ thống cảm biến thu thập dữ liệu [3], [4]. dung lượng kênh chính, giảm dung lượng kênh nghe lén. Một Ngoài ra, sử dụng thiết bị không người lái (UAV: Unmanned khảo sát khác xem UAV là thiết bị BC [15], tín hiệu kích thích Aerial Vehicles) mang thiết bị thu-phát hỗ trợ truyền thông được thực hiện bởi trạm mặt đất. Tuy nhiên các công trình đã cũng được xem là giải pháp đầy tiềm năng trong tương lai. khảo sát hệ thống BC với phương thức truyền gói vô hạn, tức Đặc biệt khi cơ sở hạ tầng viễn thông bị quá tải hoặc bị phá là khảo sát dung lượng hệ thống dựa vào công thức Shannon. hủy bởi các thảm họa thiên nhiên, chiến tranh, và UAV hỗ trợ ...