Download miễn phí Tối ưu hoá gán kênh cố định cho các mạng di động tế bào
Mở đầu
Trong hai thập kỷ qua, nhu cầu phát triển điện thoại vô tuyến và các dịch vụ
dữ liệu vô tuyến ngày càng tăng mạnh. Nhu cầu các dịch vụ vô tuyến của mạng tế
bào đang tăng với tốc độ rất cao trong mỗi năm và tại những vùng đô thị nhu cầu
này đã vượt quá dung lượng khả dụng. Nhiều kỹ thuật khác nhau được sử dụng để
tăng dung lượng hệ thống. Các kỹ thuật được sử dụng bao gồm chia nhỏ tế bào, chỉ
định phổ tần mới, các phương pháp đa truy cập mới (TDMA, CDMA) và gán kênh
động. Đối với hệ thống tế bào với phổ tần cố định được gán và sử dụng công nghệ
ghép kênh cụ thể, dung lượng của một hệ thống phụ thuộc vào hiệu quả của chiến
lược gán kênh đã sử dụng. Mặc dù có rất nhiều đề xuất đối với chiến lược gán kênh
động, tất cả các hệ thống tế bào hiện có đều sử dụng gán kênh cố định vì hiệu quả
chi phí của nó và chất lượng dịch vụ có thể đoán trước. Chính vì vậy, tối −u gán
kênh cố định là vấn đề được đặc biệt quan tâm đối với các mạng di động tế bào. ở
nước ta hiện nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của mạng viễn thông, mạng
thông tin di động tế bào đã trở thành một phần cơ sở hạ tầng thông tin không thể
thiếu được. Xuất phát từ lý do đó, tui chọn đề tài: “Tối ưu hoá gán kênh cố định
cho các mạng di động tế bào” cho luận văn của mình.
Bố cục luận văn gồm các phần sau:

- Chương 1: Giới thiệu tổng quan về mạng tế bào, bao gồm các vấn đề cơ bản
như tái sử dụng kênh, chia tách tế bào, chuyển giao và bài toán gán kênh cho mạng.
- Chương 2: Giới thiệu các chiến lược gán kênh và một số kỹ thuật nâng cao
dung lượng mạng di động tế bào. Trong đó đi vào phân tích hai chiến lược gán
kênh là: gán kênh cố định (FCA) và gán kênh động (DCA). Các phương pháp tăng
dung lượng mạng như anten thích nghi, phát hiện đồng thời, thích nghi đường
truyền được giới thiệu một cách cơ bản nhất.
- Chương 3: Nghiên cứu ý tưởng cơ bản của việc sắp xếp các tế bào thành danh
sách có thứ tự, sau đó thực hiện gán kênh. Xem xét bài toán gán kênh cố định, vấn
đề gán kênh có sắp xếp lại tế bào, tối ưu hoá gán kênh tại các điểm nóng. Tổng
cộng có sáu thuật toán gán kênh, cụ thể là các thuật toán F/CR, F/DR, R/CR,
R/DR, FR/CR và FR/DR đã đợc đề xuất.
Cuối cùng là đánh giá và kết luận về việc tối ưu gán kênh cố định cho các
mạng di động tế bào.



Mục lục
Trang
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt I
Mục lục IV
Danh mục các bảng VIII
Danh mục các hình vẽ, đồ thị IX
Mở đầu 1
Chương 1: Giới thiệu chung 3
1.1 Khái niệm tế bào 3
1.1.1 Tái sử dụng kênh trong các mạng tế bào 5
1.1.2 Sự chia tách tế bào 9
1.1.3 Chuyển giao 10
1.2. Gán kênh 11
Chương 2: Các chiến lược gán kênh 13
2.1 Gán kênh cố định cho các mạng tế bào 13
2.1.1 Tỷ số S/I mục tiêu 15
2.1.2 Khoảng cách sử dụng lại tần số 18
2.1.3 Sắp xếp tế bào và các mẫu gán kênh 19
2.2 Gán kênh động 23
2.2.1 DCA tập trung 25
2.2.2 DCA không tập trung 25
2.2.3 Chia tách kênh 28
2.2.4. Gán gói động 31
2.2.5 DCA đối với các mạng UTRA-TDD 32
2.3 Tối −u hoá gán kênh trong các mạng tế bào 33
2.3.1 Phương pháp hạ xuống dốc nhất 35
2.3.2 Phương pháp ủ mô phỏng 35
2.3.3 Phương pháp thuật toán di truyền 37
2.3.4 Gán kênh trong các hệ thống W- CDMA 37
2.4 Dung lượng mạng tế bào và các phương pháp nâng cao
dung lượng
38
2.4.1 Anten thích nghi 39
2.4.2 Phát hiện đồng thời 40
2.4.3 Thích nghi đường truyền 41
2.5 Kết luận 42
Chương 3: Tối ưu hoá gán kênh cố định trong mạng
di động tế bào
44
3.1 Giới thiệu 44
3.2 Xây dựng bài toán 47
3.3 Những quy tắc kinh nghiệm cơ bản 50
3.3.1 Hai phương pháp sắp xếp tế bào 50
3.3.2 Hai chiến lược gán kênh 51
3.4 Gán kênh với việc sắp xếp lại tế bào 51
3.4.1 Bốn thuật toán gán kênh 51
3.4.2 Độ phức tạp 54
3.4.3 Ví dụ 54
3.5 Tối ưu việc gán kênh tại các điểm nóng 57
3.5.1 Chiến lược F và chiến lược R 57
3.5.2 Chiến lược FR 59
3.6 Đánh giá chất lượng 63
3.6.1 Chất lượng của thuật toán F/CR, F/DR, R/CR và R/DR 67
3.6.2 ảnh hưởng của X và Y đối với chất lượng của các thuật
toán FR/CR và FR/DR
68
3.6.3 Chất lượng của các thuật toán FR/CR và FR/DR 68
3.7 Kết luận 69
Kết luận 70
Tài liệu tham khảo

http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/06/23/toi_uu_hoa_gan_kenh_co_dinh_cho_cac_mang_di_dong_t.3hKOmq8PTz.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-30784/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

sù miªu t¶ ®Çy ®ñ viÖc sö dông GA cho bµi to¸n g¸n kªnh cã
thÓ t×m thÊy trong [10]. ViÖc sö dông GA cho g¸n kªnh trong c¸c hÖ thèng tÕ bµo
®−îc miªu t¶ trong [20], [23].
Gièng nh− SA, GA cung cÊp mét c¸ch cã hÖ thèng viÖc dù ®o¸n ®Ó ®¹t ®−îc d©n
sè thÝch nghi tèt t¨ng lªn lµm cho sù thùc hiÖn c«ng viÖc tèt h¬n cña viÖc ®¹t ®−îc
c¸c môc tiªu m¹ng. Nã còng t¹o ra sù miÔn gi¶m hîp lý khái bÕ t¾c trong cùc tiÓu
ho¸ côc bé; nh−ng còng nh− víi SA, nã cã thÓ cÇn tÝnh to¸n chuyªn s©u cho c¸c
m¹ng lín.
2.3.4 G¸n kªnh trong c¸c hÖ thèng W- CDMA
§èi víi c¸c hÖ thèng W- CDMA, kü thuËt ®a truy nhËp ®−îc thiÕt kÕ ®Ó phï
hîp víi m«i tr−êng nhiÒu xuyªn nhiÔu trong ®ã mçi kªnh tÇn sè ®−îc sö dông trªn
mçi sector. Sù ph©n biÖt gi÷a c¸c tÝn hiÖu ®−êng xuèng vµ ®−êng lªn ®¹t ®−îc qua
viÖc sö dông c¸c m· kh¸c nhau. ViÖc g¸n c¸c m· cho c¸c tÝn hiÖu kªnh ®−êng lªn
vµ ®−êng xuèng ®−îc thùc hiÖn trong thêi gian thùc bëi phÇn cøng m¹ng v× c¸c
®−êng truyÒn gi÷a c¸c BS vµ c¸c MS lµ cÇn thiÕt cho liªn l¹c. V× lý do nµy, kÕ
ho¹ch g¸n kªnh lµ kh«ng cÇn thiÕt.
Tuy nhiªn, cã c¸c m· t¹p ©m gi¶ ngÉu nhiªn (PN) ®−îc sö dông ®Ó ph©n biÖt
c¸c m· tr¶i sö dông trªn mét sector víi c¸c m· tr¶i trªn mét sector kh¸c. §«i khi,
xung ®ét trong c¸c m· PN cã thÓ n¶y sinh ra t¹i c¸c vÞ trÝ trong vïng phôc vô mµ tû
sè møc tÝn hiÖu vµ c¸c trÔ thêi gian gi÷a hai BS cã cïng mét xung ®ét m· PN.
Ph−¬ng tr×nh liªn quan víi viÖc tÝnh to¸n c¸c vïng xung ®ét PN tiÒm tµng cho c¸c
hÖ thèng IS - 95 CDMA cã thÓ t×m thÊy trong [29]. C¸c ph−¬ng ph¸p t−¬ng tù cã
thÓ quy ho¹ch m· x¸o trén trong dÞch vô viÔn th«ng di ®éng toµn cÇu (UMTS) W -
CDMA. C¸c ph−¬ng ph¸p m· x¸o trén W - CDMA kh¸c ®−îc th¶o luËn trong [17].
§èi víi TD - CDMA sö dông trong UTRA - TDD, cã kh¶ n¨ng cho xuyªn
nhiÔu tõ sector ®Õn sector kh¸c vµ tõ MS ®Õn MS kh¸c, ®iÒu ®ã ®−îc chØ ra trong
h×nh 2.7. Phô thuéc vµo viÖc ®ång bé khung gi÷a c¸c tÕ bµo l©n cËn vµ sù chØ ®Þnh
c¸c khe thêi gian gi÷a ®−êng lªn vµ ®−êng xuèng, xuyªn nhiÔu gi÷a c¸c tÕ bµo cã
thÓ xuÊt hiÖn víi UTRA - TDD, ®Æc biÖt khi ph©n bè l−u l−îng lµ kh«ng ®ång ®Òu
cao. §iÒu nµy ®−îc xö lý c¬ b¶n b»ng sö dông c¸c DCA chø kh«ng ph¶i quy ho¹ch
m¹ng. Sö dông DCA cho viÖc truy nhËp v« tuyÕn mÆt ®Êt UMTS (UTRA)TDD ®·
®−îc th¶o luËn trong môc 2.2.5.
2.4 Dung l−îng m¹ng tÕ bµo vµ c¸c ph−¬ng ph¸p n©ng cao dung l−îng
Mét ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ dung l−îng m¹ng lµ tÝnh to¸n d÷ liÖu kh¶ dông
bps/Hz cña ®é réng b¨ng tÇn trªn km2 cña vïng phôc vô. Trong vÝ dô trªn, 6 MHz
b¨ng th«ng ®−îc dïng cho mçi sector phôc vô. NÕu hiÖu qu¶ cña ®iÒu chÕ vµ m·
ho¸ lµ 3.2 bps/Hz, vÝ dô (tiªu biÓu lµ 16- QAM m· ho¸), vµ b¸n kÝnh phôc vô cña
mçi tÕ bµo lµ 10 km (104 km2/sector), th× dung l−îng cì kho¶ng 183kbps/km2.
B¸n kÝnh phôc vô cho hÖ thèng tÕ bµo ®−îc thiÕt lËp ®Ó ®¹t ®−îc ®é s½n sµng
tuyÕn thÝch hîp víi c¸c møc c«ng suÊt sector tiªu biÓu. Tuy nhiªn, mÉu sö dông l¹i
tÇn sè ®−îc dùa trªn tû sè gi÷a b¸n kÝnh phôc vô tÕ bµo R vµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c
tÕ bµo D. NÕu c«ng suÊt BS ®−îc gi¶m ®i, sao cho b¸n kÝnh phôc vô chØ lµ 5 km,
vïng phôc vô sector gi¶m xuèng cßn 26.2 km2 vµ dung l−îng t¨ng lªn cì
733kbps/km2. TÊt nhiªn, viÖc c©n b»ng nhiÒu tÕ bµo vµ BS lµ cÇn thiÕt ®Ó bao phñ
cïng mét vïng phôc vô, do vËy chi phÝ h¹ tÇng m¹ng t¨ng lªn mét c¸ch tû lÖ ®Ó ®¹t
®−îc dung l−îng cao h¬n.
§é kh¶ dông dung l−îng sö dông mét trong c¸c chiÕn l−îc g¸n kªnh ®−îc
miªu t¶ trong c¸c môc tr−íc bÞ h¹n chÕ bëi xuyªn nhiÔu gi÷a c¸c tÕ bµo quyÕt ®Þnh
c¸c tÇn sè cã thÓ t¸i sö dông ë møc ®é nµo. ViÖc tiÕp cËn ®· sö dông ®Ó c¶i thiÖn
t×nh huèng: (1) t×m c¸ch ®Ó khö hay lo¹i bá xuyªn nhiÔu trªn kªnh ®−îc chän, (2)
®èi víi SINR kªnh cho tr−íc, lµm thÝch nghi c¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu chÕ vµ m· ho¸
®Ó ®¹t ®−îc tû lÖ lçi thÊp h¬n t¹i tèc ®é d÷ liÖu cao nhÊt cã thÓ. Mét vµi kü thuËt
nµy sÏ ®−îc th¶o luËn trong c¸c môc sau. An ten thÝch nghi, ph¸t hiÖn ®ång thêi vµ
thÝch nghi ®−êng truyÒn lµ ba c¸ch tiÕp cËn cã thÓ ®−îc sö dông ®Ó triÖt xuyªn
nhiÔu.
2.4.1 An ten thÝch nghi
NÕu anten thÝch nghi ®−îc sö dông ®Ó triÖt xuyªn nhiÔu, kho¶ng c¸ch tÕ bµo
cho viÖc sö dông l¹i tÇn sè cã thÓ gi¶m ®i vµ dung l−îng cña m¹ng ®−îc t¨ng lªn.
Sù triÖt xuyªn nhiÔu th«ng qua viÖc sö dông anten MS cã h−íng tÝnh cao trong c¸c
m¹ng LOS lµ lý do c¨n b¶n dung l−îng cña c¸c m¹ng nµy lín h¬n c¸c hÖ thèng tÕ
bµo.
¶nh h−ëng nµy cã thÓ ®−îc tÝnh mét c¸ch xÊp xØ bëi viÖc thõa nhËn tû sè môc
tiªu ®−îc sö dông trong (2.11) ®Ó x¸c ®Þnh c¸c tÝn hiÖu sector nµo sÏ xung ®ét víi
sector kh¸c bÞ gi¶m bëi mét l−îng ph¶n ¸nh kh¶ n¨ng cña anten triÖt xuyªn nhiÔu
tõ c¸c tÕ bµo kh¸c. Khi t¨ng gi¸ trÞ triÖt nhiÔu nµy, viÖc sö dông l¹i tÇn sè cã thÓ
xÕp chÆt h¬n vµ theo ®ã dung l−îng cña hÖ thèng ®−îc t¨ng lªn.VÝ dô, nÕu mét an
ten thÝch nghi lµm gi¶m sù ®ãng gãp xuyªn nhiÔu ®−îc biÓu diÔn qua NI trong
(2.11) bëi mét hÖ sè c¶i thiÖn anten thÝch nghi lµ α = 1/4 (khö xuyªn nhiÔu 6 dB),
sù t¨ng dung l−îng tõ C ®Õn C’ lµ:
NÕu sè mò suy gi¶m ®−êng truyÒn ë môc tr−íc ®−îc sö dông lµ n = 4.38, dung
l−îng m¹ng ®−îc t¨ng lªn mét hÖ sè lµ 1.88. §èi víi c¸c gi¸ trÞ nhá h¬n n, nh− víi
hÖ thèng LOS cã thÓ mong ®îi sù c¶i thiÖn lín h¬n, bëi giíi h¹n dung l−îng lµ phô
thuéc nhiÒu vµo xuyªn nhiÔu khi tæn thÊt ®−êng truyÒn gi÷a m¸y thu vµ c¸c m¸y
ph¸t xuyªn nhiÔu trong m¹ng lµ thÊp h¬n.
KÕt qu¶ m« pháng trong [9] gåm cã ¶nh h−ëng cña viÖc t¹o chïm tia t¹i sector vµ
sù triÖt xuyªn nhiÔu tõ mét anten thÝch nghi t¹i MS. Sö dông c¸c kü thuËt nµy, tû lÖ
truyÒn l¹i gãi gi¶m xuèng mét c¸ch ®¸ng kÓ khi c¸c kü thuËt n©ng cao bæ sung nµy
®−îc sö dông, cho biÕt sù c¶i thiÖn vÒ QoS khi sö dông anten thÝch nghi. §iÒu nµy
lµ hÖ qu¶ trùc tiÕp cña viÖc triÖt xuyªn nhiÔu.
2.4.2 Ph¸t hiÖn ®ång thêi
Ph¸t hiÖn ®ång thêi ®−îc sö dông trong c¸c kªnh ®−êng lªn trong hÖ thèng
CDMA. Trong vai trß nµy, nã cã kh¶ n¨ng triÖt tÊt c¶ c¸c xuyªn nhiÔu trong tÕ bµo
vµ cã kh¶ n¨ng t¨ng dung l−îng bëi hÖ sè lµ 2.8. Nã còng gi¶m nhÑ t¶i thùc hiÖn
®iÒu khiÓn c«ng suÊt nhanh vµ chÝnh x¸c.
Kh¸i niÖm ph¸t hiÖn ®ång thêi hay ph¸t hiÖn ®a ng−êi sö dông cã thÓ ®−îc
sö dông réng r·i h¬n ®Ó triÖt xuyªn nhiÔu tõ mäi nguån bªn ngoµi nÕu ®· biÕt vÒ tÝn
hiÖu xuyªn nhiÔu vµ th«ng tin tr¹ng th¸i kªnh (CSI) gi÷a m¸y xuyªn nhiÔu vµ m¸y
thu n¹n nh©n (bÞ nhiÔu). ThËm chÝ viÖc lo¹i trõ xuyªn nhiÔu kh«ng ®Çy ®ñ còng cã
thÓ cung cÊp ®é lîi dung l−îng tû lÖ víi møc ®é triÖt nhiÔu. HiÖn nay, UMTS TDD
n
CC /2
'
α= (2.14)
W- CDMA lµ c«ng nghÖ duy nhÊt cã thÓ øng dông cho m¹ng b¨ng réng cè ®Þnh tÕ
bµo bao gåm ph¸t hiÖn ®ång thêi lµ mét phÇn ®Æc ®iÓm kü thuËt cña nã.
2.4.3 ThÝch nghi ®−êng truyÒn
ThÝch nghi ®−êng truyÒn (LA) lµ mét kü thuËt söa ®æi ®Æc ®iÓm cña tÝn hiÖu
(®iÒu chÕ vµ m· ho¸), møc c«ng suÊt ph¸t, hay tham sè cña mét anten thÝch nghi
(nÕu ®−îc sö dông), ®Ó duy tr× chÊt l−îng ®−êng truyÒn khi ®Æc tÝnh cña c¸c kªnh
thay ®æi hay gi¶m ®i so víi c¸c ®iÒu kiÖn danh ®Þnh cña chóng. C¸c kü thuËt nh−
thÕ cã thÓ ®−îc øng dông cho c¸c ®−êng truyÒn riªng biÖt ®¬n lÎ sao cho chóng cã
thÓ ®¸p øng viÖc thay ®æi c¸c ®iÒu kiÖn m«i tr−êng ®−êng truyÒn nh− m−a mï, pha-
®inh ®a ®−êng... LA còng cã thÓ ®−îc øng dông cho c¸c ®−êng truyÒn trong c¸c
m¹ng LOS vµ m¹ng tÕ bµo tron...

---