GIAO TIẾP GÓI TIN NGẮN THU NĂNG LƯỢNG TỪ NHIỄU VỚI CÁC LỖI PHẦN CỨNG INTERFERENCE-ASSISTED ENERGY HARVESTING SHORT PACKET COMMUNICATIONS WITH HARDWARE IMPAIRMENTS
Tóm tắt
Thu năng lượng từ tần số vô tuyến mang đến một giải pháp tiềm năng để cung cấp năng lượng liên tục và tiện lợi cho các thiết bị Internet vạn vật (IoT) tiêu thụ ít năng lượng. Trong bài báo này, tác giả nghiên cứu hiệu suất tin cậy của một máy phát bị hạn chế năng lượng khi giao tiếp với một máy thu qua kênh Nakagami-m, trong đó các ảnh hưởng của lỗi phần cứng của bộ thu phát và mã hóa độ dài khối hữu hạn được xem xét đồng thời. Cụ thể, liên kết truyền thông giữa máy phát và máy thu hoạt động trong phạm vi phủ sóng của một hệ thống không dây hiện có, với tín hiệu tần số vô tuyến từ hệ thống này đóng vai trò như một tín hiệu năng lượng cho máy phát, vừa đóng vai trò như một tín hiệu nhiễu cho máy thu. Bằng cách sử dụng lý thuyết thông tin với độ dài khối hữu hạn, tác giả trước tiên đưa ra các biểu thức dạng đóng cho tỷ lệ lỗi khối trung bình (BLER) và BLER trung bình tiệm cận, cho phép tác giả định lượng mức độ mất mát về độ tin cậy. Sau đó, tác giả phân tích thông lượng hiệu quả của hệ thống và xác định độ dài khối tối ưu để tối đa hóa thông lượng hiệu quả. Kết quả phân tích mô phỏng máy tính xác nhận ngưỡng ngừng do khiếm khuyết phần cứng gây ra. Nếu vượt ngưỡng này, truyền thông tin không đáng tin cậy dù SNR là bao nhiêu.
Radio frequency energy harvesting offers a promising solution to provide low power Internet of Things (IoT) devices with convenient and perpetual energy supply. This research investigated the reliable performance of an energy-constrained transmitter communicating with a receiver over Nakagami-m channel, where the effects of transceiver hardware impairments and finite blocklength coding were jointly considered. Specifically, the communication link between the transmitter and receiver operated within the coverage of an existing wireless system, with radio frequency signal from the existing system serving as an energy signal for the transmitter while acting as an interference signal for the receiver. By utilizing the finite-blocklength information theory, we first derived average block error rate (BLER) and asymptotic average BLER in closed-form expressions, which enabled us to quantify the extent of reliability loss. Then, we analyzed effective throughput of the system and determine the optimal blocklength that maximized the effective throughput. Computer simulation analysis results confirm the outage threshold caused by hardware impairments. If this threshold is exceeded, reliable communication cannot be achieved regardless of the signal-to-noise ratio (SNR).
