Tác động của nhiễu điện từ có tính đến yếu tố kênh truyền pha - đinh và lọc tuyến tính đến xác suất gián đoạn hoạt động trong mạng không dây

au về tác động của chúng 
đối với xác suất ngừng hoạt động (tỷ lệ theo dạng đa thức với α và Q). 
5. KHẢ NĂNG GIÁN ĐOẠN HOẠT ĐỘNG 
Trong mục này, khả năng gián đoạn hoạt động được đánh giá dựa trên những biểu thức 
xác suất gián đoạn hoạt động ở trên và sử dụng phương pháp trong [20]. Để biết được vị 
trí của nguồn nhiễu và giả định tín hiệu phân bố Gaussian, khả năng liên kết tức thời của 
một người dùng cụ thể có thể được biểu diễn bằng đại lượng C = ln(1 + SINR) tính theo 
[nat/s/Hz], trong đó, SINR = Ps/(P0 + PI) là tỉ số tín hiệu/(nhiễu+tạp) và Ps, PI là công suất 
tín hiệu và nhiễu. Trong tình huống nhiễu chi phối, P0 + PI ≈ PI sao cho SINR ≈ γ/d, trong 
đó, γ = Ps/P0, d = PI/P0 là SNR và INR. Chúng ta giả định rằng SNR cố định và INR tuân 
theo một trong các phân bố nêu trên. 
Về mặt khả năng, xác suất gián đoạn hoạt động là xác suất mà liên kết không thể hỗ trợ 
một tỷ lệ R, Pout = Pr {C < R}, và khả năng gián đoạn hoạt động Cε là tỷ lệ lớn nhất mà xác 
suất gián đoạn hoạt động không vượt quá ε [20] có thể được xác định từ Pout = Pr {C < Cε} 
= ε. Kết hợp với (5), (6) nhận được: 
ln 1C
D


 
  
 
 (30) 
trong đó, 1(1 )dD F 
  là tỉ số nhiễu/tạp INR gián đoạn hoạt động, nghĩa là tỉ số 
nhiễu/tạp không gây méo được yêu cầu để hỗ trợ xác suất gián đoạn hoạt động ε, và γ/Dε 
là tỷ lệ tín hiệu/nhiễu cần thiết để hỗ trợ khả năng gián đoạn hoạt động của Cε. Tại tỉ số tín 
hiệu/nhiễu cao và thấp, khả năng này có thể xấp xỉ bằng: 
   ln ln ,C D D      (khi SIR lớn) (31) 
,C D
D
 


  (khi SIR nhỏ) (32) 
Có thể thấy rằng lnγ và γ là dung lượng kênh AWGN ở tỉ số tín/tạp cao và thấp, còn 
lnDε và Dε thể hiện mất mát dung lượng do nhiễu, nó là cộng tính khi tỉ số tín/nhiễu lớn và 
là nhân tính khi tỉ số tín/nhiễu nhỏ. 
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử 
N. Đ. Trường, T. V. Nghĩa, B. H. Đăng, “Tác động của nhiễu điện từ  mạng không dây.” 118 
Để thấy hiệu quả của việc khử nhiễu đến khả năng gián đoạn hoạt động chúng ta sử 
dụng (10) để thu được 
/
max / ( ! )
v
v m
mkD N k  vì thế 
 
 
max
/
max
ln ln ln ! , high SIR
!
, low SIR
v
mk
v m
v v
N k
m mk
C
k
N

 



 

 



 (33) 
Như vậy, trong khi mất mát khả năng gián đoạn hoạt động là cộng tính và tỷ lệ với 
ln( ! )
v
k
mk
 ở tỉ số tín/nhiễu cao, tức là gần như tuyến tính theo 1/k, và nó là nhân tính và 
tỷ lệ với ( ! )
v
mkk  , nghĩa là theo hàm mũ ở tỉ số tín/nhiễu thấp. Từ đó, chúng ta kết luận 
rằng ảnh hưởng của nhiễu là phức tạp hơn nhiều ở SIR thấp. Cũng theo khía cạnh này, ảnh 
hưởng của nhiễu là tương tự như hiệu ứng pha-đinh của tín hiệu yêu cầu (xem [20]). 
Sử dụng (30) – (32) kết hợp với các kết quả trong mục 3 và 4 ở trên, tác động của 
những cách nhiễu khác nhau hoặc chỉ mình nó hoặc kết hợp với pha-đinh cũng có thể 
được phân tích. 
Phụ lục 1 
Chứng minh biểu thức (9): Xét xác suất gián đoạn hoạt động trong (7) 
 
   
21
0
0
( ) /
 ( ) / ( ) /
dout gs
D
d dgs gsD
II
f g F D g
f g F D g f g F D g




 
 

 
 (34) 
trong đó, 0 < ζ < 1 và sử dụng (8) khi D → ∞ nhận được 
 
max max/ /
1 / /0 0
max
/
( ) ( )
 / 1
D
m v m v
gs gsm v m v
m v
N N
I g f g dg g f g dg
D D
N
m v
D
 
 
  
 
 (35) 
Mặt khác, 
 2
1
( ) /
 ( )
gsD
D
gsD
I f g F D g dg
f g dg e I







 

 
 (36) 
và do đó, I2 có thể bị bỏ qua. 
Không chỉ cách chứng minh này đưa ra xấp xỉ nhỏ gọn cho xác suất gián đoạn hoạt 
động, mà còn cho chúng ta biết tại sao xấp xỉ này giữ nguyên: vì đoạn cuối của phân bố 
pha-đinh suy giảm nhanh hơn nhiều phân bố của Pa1 (so sánh (35) với (36)), đóng góp 
chủ yếu vào các sự kiện ngừng hoạt động đến từ nguồn nhiễu gần nhất không bị pha-
đinh mạnh. 
Rõ ràng là lập luận tương tự cũng được giữ nguyên cách khi (k – 1) nguồn nhiễu gần 
nhất bị khử bỏ, khi có pha-đinh là chuẩn log hoặc kết hợp (chuẩn log + Rayleigh), hoặc 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 61, 6 - 2019 119
khi quá trình pha-đinh là từ lớp rộng (dạng tổng quát) như trong (19) (ba loại sau yêu cầu 
sự sửa đổi nhỏ giới hạn trên trong (36), được đề xuất cho hướng phát triển tương lai). 
6. KẾT LUẬN 
Trong bài báo, các tác giả đã nghiên cứu tác động của nhiễu điện từ trường trong mạng 
không dây đến xác suất gián đoạn hoạt động trong điều kiện ảnh hưởng của pha-đinh và 
lọc tuyến tính dựa trên mô hình thống kê về nhiễu theo công suất của nguồn nhiễu gần 
nhất. Hiệu ứng pha-đinh được đưa vào phân tích cho một lớp phân bố tổng quát, cho các 
mô hình pha-đinh phổ biến riêng lẻ và cho sự tác động kết hợp của chúng cũng như kết 
hợp với hiệu quả loại bỏ nhiễu. Hiệu quả của việc lọc tuyến tính tại máy thu (ví dụ: bằng 
ăng-ten định hướng) được định lượng thông qua một bộ lọc thống kê mới, và cũng so sánh 
với việc khử hoàn toàn/một phần nguồn nhiễu gần nhất. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. S. Weber and J. G. Andrews, “Transmission Capacity of Wireless Networks”, Now 
Publishers, 2012, 174p. 
[2]. M. Franceschetti, M. D. Migliore and P. Minero, “The Capacity of Wireless 
Networks: Information-Theoretic and Physical Limits”, IEEE Transactions on 
Information Theory, vol. 55, no. 8, pp. 3413–3424, Aug. 2009. 
[3]. S. Weber, J. G. Andrews and N. Jindal, “An Overview of the Transmission Capacity 
of Wireless Networks”, IEEE Transactions on Communications, vol. 58, no. 12, pp. 
3593–3604, Dec. 2010. 
[4]. M. Hanggi and R. K. Ganti, “Interference in Large Wireless Networks”, Now 
Publishers, 2009, 126p. 
[5]. R. Vaze, “Transmission Capacity of Wireless Ad Hoc Networks with Energy 
Harvesting Nodes”, IEEE Global Conference on Signal and Information Processing, 
pp. 353-358, Dec. 2013. 
[6]. E.S. Sousa, Performance of a Spread Spectrum Packet Radio Network Link in a 
Poisson Field of Interferers, IEEE Transactions on Information Theory, vol. 38, no. 
6, pp. 1743-1754, Nov. 1992. 
[7]. V. Mordachev, “Mathematical Models for Radiosignals Dynamic Range Prediction 
in Space-Scattered Mobile Radiocommunication Networks”, IEEE VTC Fall, 
Boston, Sept. 24-28, 2000. 
[8]. M. Haenggi, “On Distances in Uniformly Random Networks”, IEEE Transactions on 
Information Theory, vol. 51, no. 10, pp. 3584-3586, Oct. 2005. 
[9]. J. Ilow, D. Hatzinakos, “Analytic Alpha-Stable Noise Modeling in a Poisson Field of 
Interferers or Scatterers”, IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 46, no. 6, 
pp. 1601-1611, Jun. 1998. 
[10]. J. Ilow, D. Hatzinakos, A. Venetsanopoulos, “Performance of FH SS Radio 
Networks with Interference Modeled as a Mixture of Gaussian and AlphaStable 
Noise”, IEEE Transactions on Communications, vol. 46, no. 4, pp. 509-520, Apr. 
1998. 
[11]. S. P. Weber et al, “Transmission Capacity of Wireless Ad Hoc Networks With 
Outage Constraints”, IEEE Transactions on Information Theory, vol. 51, no. 12, pp. 
4091-4102, Dec. 2005. 
[12]. S. P. Weber et al, “Transmission Capacity of Wireless Ad Hoc Networks With 
Successive Interference Cancellation”, IEEE Transactions on Information Theory, 
vol. 53, no. 8, pp. 2799-2814, Aug. 2007. 
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử 
N. Đ. Trường, T. V. Nghĩa, B. H. Đăng, “Tác động của nhiễu điện từ  mạng không dây.” 120 
[13]. A. Hunter, J. G. Andrews and S. Weber, “Capacity scaling of ad hoc networks with 
spatial diversity”, IEEE Int’l Symposium on Information Theory, pp. 1446-1450, 
Jun. 2007. 
[14]. Nguyễn Đức Trường, Trần Văn Nghĩa, Bùi Minh Tuấn, Nguyễn Đức Thế, “Xác suất 
gián đoạn hoạt động, mật độ nút trong mạng không dây và quan hệ của chúng để 
dung hòa lựa chọn”, Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, số 2/2019. 
[15]. C. A. Balanis, “Antenna Theory: Analysis and Design”, Wiley, New York, Dec. 2015. 
[16]. A. Hunter, J. G. Andrews and S. Weber, “Capacity scaling of ad hoc networks with 
spatial diversity”, IEEE Int’l Symposium on Information Theory, pp. 1446-1450, 
Jun. 2007. 
[17]. G. L. Stuber, Principles of Mobile Communication (4-th Ed.), Springer, 2017. 
[18]. G. Samorodnitsky and M. S. Taqqu, “Stable Non-Gaussian Random Processes”, 
Chapman&Hall/CRC, Boca Raton, 1994. 
[19]. M. Haenggi, “A Geometric Interpretation of Fading in Wireless Networks: Theory 
and Applications”, arXiv:0711.1890v1, Feb. 2008. 
[20]. D.N.C. Tse and P. Viswanath, “Fundamentals of Wireless Communications”, 
Cambridge University Press, 2005. 
ABSTRACT 
IMPACTS OF ELECTROMAGNETIC INTERFERENCES 
TO OUTAGE PROBABILITY IN WIRELESS NETWORKS 
IN ACCOUNTING FADING FACTORS AND LINEAR FILTERING 
In this paper, the outage probability in wireless networks based on a statistical 
model of nearest interferer’s power in accounting the impacts of fading factors 
and effect of linear filtering is analyzed. At the same time, the article also presents 
an evaluation of the outage capacity. The impact of a broad class of fading 
processes, the popular fading models and their combined fading models are 
included in the analysis. The analytical results in the article show that for all 
fading distributions, the outage event is dominated by the nearest interferer and is 
due to the nearest interferer’s power excesses noise power. The outage 
probabilities defined by total and maximum interference power are the same at the 
low outage region. This significantly simplifies the analysis and gives a closed-
form outage probability expression. 
Keywords: Wireless network; Outage probability; Network node density; Network node density – outage 
probability tradeoff relationship; Fading; Interference cancellation. 
Nhận bài ngày 12 tháng 3 năm 2019 
Hoàn thiện ngày 28 tháng 3 năm 2019 
Chấp nhận đăng ngày 17 tháng 6 năm 2019 
Địa chỉ: 1Cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng; 
 2 Đại học Vật lý kỹ thuật Mátxcơva, CHLB Nga; 
 3Trường Đại học công nghệ Giao thông Vận tải. 
 *Email: nguyenductruongttdl@gmail.com; nghiamosmipt@gmail.com.