Tiểu luận Môn Thông Tin Vô Tuyến Nghiên cứu các phương pháp cấp phát kênh động

Tiểu luận Môn Thông Tin Vô Tuyến Nghiên cứu các phương pháp cấp phát kênh động Trong truyền thông vô tuyến, nhất là trong lĩnh vực truyền thông di động, khái niệm ô tế bào được xem như một kĩ thuật đột phá nhằm giải quyết tình trạng tài nguyên tần số hạn hẹp trong khi số thuê bao ngày một gia tăng. Một vùng cần cung cấp dịch vụ truyền thông sẽ được chia thành các khu vực nhỏ hơn gọi là ô tế bào. Ở mỗi ô tế bào có một trạm gốc (base station) phủ sóng toàn bộ ô tế bào đó.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG BÀI TẬP LỚN Mơn Thơng Tin Vơ Tuyến Đề tài: Nghiên cứu phương pháp cấp phát kênh động (Dynamic channel allocation) Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Vũ Văn Yêm Nhóm sinh viên :Lớp KSTN-ĐTVT-K54 Nguyễn Tiến Đạt Nguyễn Đức Nam Hà Nội, 11-2012 Mục lục 1.Giới thiệu chung 2.Cấp phát kênh .4 2.1.Mục đích việc cấp phát kênh 2.2 Các phương thức cấp phát kênh 3.Cấp phát kênh động .5 3.1.Các phương pháp cấp phát kênh động 3.1.1.Cơ chế điều khiển tập trung 3.1.2.Cơ chế điều khiển phân tán 3.2.So sánh phương thức cấp phát kênh động với phương thức cấp phát kênh tĩnh 10 4.Mô 12 4.1 Các tham số đánh giá 12 4.2 Lưu đồ thuật tốn mơ 13 4.3 Quá trình mơ 17 4.4 Đánh giá kết nhận xét 19 4.4.1.Kết mô 19 4.4.2.Nhận xét kết luận 21 1.Giới thiệu chung Trong truyền thông vô tuyến, lĩnh vực truyền thông di động, khái niệm ô tế bào xem kĩ thuật đột phá nhằm giải tình trạng tài nguyên tần số hạn hẹp số thuê bao ngày gia tăng Một vùng cần cung cấp dịch vụ truyền thông chia thành khu vực nhỏ gọi ô tế bào Ở tế bào có trạm gốc (base station) phủ sóng tồn tế bào Mỗi trạm gốc cấp phát nhóm kênh tổng tất kênh toàn hệ thống để phục vụ kết nối thuê bao với trạm gốc Để đảm bảo không xảy nhiễu đồng kênh, trạm gốc tế bào cạnh cấp phát nhóm kênh khác Với việc thiết kế anten cho vùng phủ sóng giới hạn ô tế bào cho trước ô tế bào đủ xa Hình Mơ hình truyền thơng tế bào với nhóm tế bào tái sử dụng sử dụng nhóm kênh, miễn nhiễu đồng kênh không ảnh hưởng lớn tới chất lượng truyền thông, điều giúp tăng dung lượng tồn hệ thống Q trình chọn lọc cấp phát nhóm kênh cho tất trạm gốc hệ thống truyền thông tế bào gọi quy hoạch tái sử dụng tần số (frequency reuse) Hình mô tả việc chia nhỏ vùng cung cấp dịch vụ truyền thông di động thành ô tế bào Các tế bào kí hiệu giống nghĩa cấp phát nhóm kênh Như ta thấy, hai tế bào kề khơng sử dụng nhóm kênh Tổng số tất kênh cấp phát bảy ô tế bào A, B, C, D, E, F, G tổng số kênh toàn hệ thống, bảy tạo thành nhóm tế bào (cluster) Bài toán đặt cấp phát kênh để đạt hiệu sử dụng hệ thống tối đa điều kiện bị ràng buộc dải tần cho trước Bài báo cáo trình bày việc cấp phát kênh nói chung phương pháp cấp phát kênh động nói riêng 2.Cấp phát kênh 2.1.Mục đích việc cấp phát kênh Kênh (channel) hiểu theo nghĩa hẹp hệ thống mạng viễn thông đường kết nối vật lý cho phép thiết bị liên lạc với Ở số khu vực có lưu lượng gọi lớn, số kênh truyền khơng đủ dẫn đến tình trạng từ chối phục vụ, gây suy giảm chất lượng mạng viễn thơng Trong đó, số khu vực khác, lưu lượng gọi nhỏ, nhiều kênh truyền lại trở nên dư thừa, gây lãng phí Vì vậy, vấn đề quản lý tài nguyên kênh truyền toán cấp phát kênh quan trọng Trong hệ thống truyền thông tế bào, tiến hành cấp phát kênh cho ô tế bào phải xem xét điểm sau: - Số lượng kênh cấp phát cho tùy thuộc vào lưu lượng gọi, tức đảm bảo xác suất từ chối gọi nhỏ ngưỡng tiêu chuẩn - Khả xảy nhiễu đồng kênh ô tế bào lân cận, tức đảm bảo xác suất làm gián đoạn (rớt) môt gọi nhỏ ngưỡng tiêu chuẩn 2.2 Các phương thức cấp phát kênh Để đạt hiệu sử dụng phổ tăng số lượng thuê bao phục vụ điều kiện giới hạn tài nguyên tần số, ta buộc phải tái sử dụng tần số Như đề cập trên, việc cấp phát kênh, tái sử dụng tần số phải đảm bảo cho xác suất từ chối gọi xác suất rớt gọi phải mức chấp nhận Cấp phát kênh phân làm hai phương thức chính: cấp phát kênh tĩnh (fixed channel allocation) cấp phát kênh động (dynamic channel allocation) Hình mơ tả hai phương thức cấp phát kênh tĩnh cấp phát kênh động Trong phương thức cấp phát kênh tĩnh, ô tế bào cấp phát nhóm kênh định trước thường khơng thay đổi q trình hệ thống hoạt động Nếu thời điểm mà tất kênh ô tế bào bận, gọi đến bị từ chối cung cấp dịch vụ Để giải vấn đề này, người ta đưa phương pháp cho phép mượn số kênh rỗi từ ô tế bào khác Một trung tâm chuyển mạch MSC tạo thủ tục cho mượn kênh từ ô khác tới ô cần mượn đảm bảo chắn việc cho mượn kênh không gây việc gián đoạn từ chối phục vụ ô tế bào cho mượn Hình Minh họa cách thức cấp phát kênh tĩnh cấp phát kênh động Trong phương thức cấp phát kênh động, kênh không gán cho ô tế bào cách vĩnh viễn, mà cất “kho chứa” Khi phát sinh yêu cầu cần phục vụ từ phía thuê bao, trạm gốc làm thủ tục tìm kiếm kênh sẵn sàng phục vụ, sau đó, cấp phát số kênh để phục vụ kết nối liên lạc Thủ tục tìm kiếm gửi u cầu xin kênh từ trạm điều khiển trung tâm MSC tự động tìm kênh phục vụ gọi Khi gọi kết thúc, kênh truyền phục vụ gọi giải phóng Theo nguyên tắc tái sử dụng tần số, kênh cấp phát cho ô tế bào mà chưa cấp phát tế bào tế bào khác khơng thỏa mãn khoảng cách tái sử dụng tần số Để thực điều này, ta buộc phải biết kênh sử dụng, phân phối lưu lượng số cường độ sóng điện từ Chính điều làm tăng dung lượng lưu trữ yêu cầu lực tính tốn mạnh trạm (trạm gốc trạm MSC) điều khiển việc cấp phát kênh 3.Cấp phát kênh động 3.1.Các phương pháp cấp phát kênh động Để triển khai phương thức cấp phát kênh động hệ thống truyền thơng, cần có thuật tốn để điều khiển việc cấp phát Có hai loại thuật tốn điều khiển điều khiển theo chế tập trung điều khển theo chế phân tán Với chế điều khiển tập trung, trạm điều khiển trung tâm MSC tập hợp trạng thái kênh từ trạm gốc, từ đưa định cấp phát kênh theo thuật tốn để giảm thiểu xác suất từ chối gọi ô tế bào tương lai Khi số trạm gốc lớn, lượng thông tin cần phải xử lý lớn, phương pháp thích hợp với hệ thống truyền thơng có số lượng trạm gốc không nhiều Với phương pháp điều khiển phân tán, việc định cấp phát kênh thông qua trạm điều khiển trung tâm mà trạm gốc tế bào định Quyết định dựa vào khoảng cách đồng kênh, kết đo cường độ tín hiệu kết đo giá trị tỉ số CIR trạm gốc (C cơng suất tín hiệu sóng mang mong muốn nhận kênh I tổng công suất tín hiệu nhận kênh truyền đó, gọi công suất nhiễu đồng kênh) Nếu tỉ số vượt ngưỡng tối thiểu cho việc đảm bảo chất lượng đường truyền trạm gốc định kênh sẵn sàng phục vụ gọi Bảng phân loại số phương pháp cấp phát kênh động theo chế điều khiển tập trung chế điều khiển phân tán Cơ chế điều khiển tập trung Cơ chế điều khiển phân tán First Available (FA) Mean Square (MSQ) Nearest Neighbor (NN) Nearest Neighbor + (NN + 1) Ring – Clique Channel borrowing Hybrid Scheduled channel assignment Fixed – Dynamic adaptive Locally optimized dynamic assignment (LODA) Moving Direction (MD) Speed an Move Direction (SMD) Channel segregation Autonomous Reuse Partition (ARP) Flexible Reuse (FRU) All – Channel Concentric Allocation (ACCA) Bảng Các phương pháp cấp phát kênh động 3.1.1.Cơ chế điều khiển tập trung Khi gọi phát sinh, kênh rỗi từ “kho chứa” chọn cho tối đa hóa số số người dùng kênh giống nhau, đồng thời, tối thiểu hóa khoảng cách sử dụng kênh Một số thuật toán cấp phát kênh theo chế tập trung nêu bảng Phương pháp First Available (FA) phương pháp cấp phát động đơn giản theo chế tập trung Với phương pháp này, trạm điều khiển trung tâm kiểm tra tất kênh kho xem liệu dùng để phục vụ gọi hay không, sau đó, chọn kênh có danh sách kênh sẵn sàng phục vụ gọi Phương pháp tối thiểu hóa khối lượng cơng việc tính tốn vậy, phương pháp có hiệu tái sử dụng tần số tốt Cả ba phương pháp cấp phát MSQ (Mean SQuare), NN (Nearest Neighbor) NN + (Nearest Neighbor + 1) dựa nguyên tắc gán lại kênh cho tế bào cần cấp phát Hình mô tả việc cấp phát kênh cho ba phương pháp Giả sử vào thời điểm, gọi phát sinh ô tế bào số Trước đó, tế bào số sử dụng kênh b c, ô tế bào số sử dụng kênh a, ô tế bào số sử dụng kênh d, ô tế bào số sử dụng kênh b, ô tế bào số 10 sử dụng kênh a c Đồng thời giả thiết hệ thống có kênh a, b, c, d khoảng cách tái sử dụng tần số D = Vì kênh d sử dụng ô số tế bào số 4, nên cấp phát kênh d cho ô tế bào số được, kênh a, b, c thỏa mãn Đối với phương pháp NN, kênh cấp phát cho ô số giống với kênh tế bào gần với (thỏa mãn khoảng cách tái sử dụng), vậy, kênh b cấp phát cho ô số Đối với phương pháp NN + 1, Hình Minh họa phương pháp cấp kênh MSQ, NN NN + kênh dùng ô tế bào mà có khoảng cách tới cần cấp phát lớn khoảng cách tái sử dụng sẵn sàng cho việc cấp phát lại, vậy, kênh a c cấp phát cho số Còn với phương pháp MSQ, kênh cấp phát lại cho bình phương khoảng cách từ cần cấp phát tới ô tế bào sử dụng kênh nhỏ Trong trường hợp này, kênh a sử dụng ô số 10, tổng bình phương khoảng cách tới số 32, kênh b sử dụng ô số 9, tổng bình phương khoảng cách tới số 34, kênh c sử dụng ô số số 10, tổng bình phương khoảng cách tới số 41 Vậy, kênh a chọn dùng phương pháp cấp phát MSQ Phương pháp channel borrowing (mượn kênh) gần tương tự cấp phát kênh tĩnh Các kênh (nhóm kênh) cấp phát cho ô không thay đổi theo thời gian Khi phát sinh gọi ô tế bào, trạm gốc tế bào cấp phát kênh phục vụ gọi cịn kênh rỗi Tuy nhiên, tất kênh ô tế bào bị sử dụng, trạm gốc gửi yêu cầu tới trạm điều khiển trung tâm MSC để làm thủ tục xin mượn kênh từ ô tế bào lân cận Sau phục vụ xong gọi, kênh mượn giải phóng trả lại cho ô tế bào cho mượn Phương pháp hybrid kết hợp phương thức cấp phát động (hoàn toàn) cấp phát tĩnh Với phương pháp này, phần toàn kênh hệ thống truyền thông gán tĩnh cho ô tế bào, phần lại dự trữ Nếu ô tế bào, số lượng kênh tĩnh không đủ để phục vụ gọi đến, trạm điều khiển trung tâm cấp phát kênh cho ô theo cách thức cấp phát động So với phương pháp cấp phát động hoàn toàn khác, phương pháp giúp giảm bớt số lượng thiết bị điều khiển yêu cầu lực xử lý chúng Phương pháp MD (Moving Direction) sử dụng để giảm xác suất bị rớt gọi thuê bao di chuyển qua lại ô tế bào Với phương pháp MD (hình 4), thơng tin hướng di chuyển người dùng báo trạm điều khiển trung tâm Những người dùng di chuyển hướng cấp phát kênh Khi qua phân biên tế bào, kênh sử dụng trước thiết lập cho ô mà người dùng di chuyển đến, vậy, xác suất rớt gọi giảm bớt Tất nhiên, mơ hình hai chiều, nhiều vấn đề nảy sinh làm giảm chất lượng hệ thống truyền thơng Hình Minh họa cấp phát kênh động sử dụng phương pháp MD Phương pháp SMD (Speed and Moving Direction) phương pháp cải tiến phương pháp MD, áp dụng cho hệ thống truyền thông có thuê bao di chuyển tốc độ cao thuê bao di chuyển tốc độ thấp Các kênh hệ thống phân thành nhóm, nhóm dành cho thuê bao di chuyển tốc độ cao, nhóm dành cho thuê bao di chuyển tốc độ thấp Mỗi nhóm kênh cấp phát theo phương pháp MD cho nhóm đối tượng 3.1.2.Cơ chế điều khiển phân tán Khác với chế điều khiển tập trung thực trạm điều khiển trung tâm, chế điều khiển phân tán thực trạm gốc ô tế bào Trạm gốc tiến hành xác định ba tham số: khoảng cách đồng kênh (co – channel distance), cường độ tín hiệu tỉ số CIR kênh Sau đó, dựa vào ngưỡng cho trước, trạm gốc định kênh sẵn sàng phục vụ gọi Hình Tính tỉ số CIR Để xác định CIR, ta xét ví dụ hình Giả sử ta mong muốn thực truyền thông hai thiết bị T R Tuy nhiên, thiết bị sử dụng kênh truyền để giao tiếp với cịn thiết bị 1, 2, …, sử dụng kênh truyền để giao tiếp với thiết bị khác, điều gây nhiễu đồng kênh cho gọi T – R Chỉ số CIR tính R sau: CIR  Pdt t N o   Pdi i Trong đó, Pt cơng suất phát trung bình trạm T, dt khoảng cách từ trạm T đến R, α bậc suy hao khoảng cách truyền sóng, phụ thuộc vào mơi trường truyền sóng Tích Pdt cơng suất tín hiệu trạm T mà t trạm R nhận No nhiễu môi trường Pi di công suất phát trạm i khoảng cách từ trạm i tới trạm R Để đạt tỉ số CIR trạm R ngưỡng tối thiểu, có giải pháp Giải pháp thứ tăng khoảng cách di, nghĩa tăng khoảng cách tái sử dụng tần số Giải pháp thứ điều chỉnh công suất phát Pt giảm công suất nhiễu giao thoa đồng kênh để đạt tỉ số CIR cho phép Trong phương pháp channel segregation, trạm gốc giám sát trạng thái sử dụng (bận hay rỗi) kênh gán số ưu tiên cho kênh Khi phát sinh gọi, trạm gốc xem xét xem liệu kênh với số ưu tiên cao có rỗi khơng cách qt lượng kênh Nếu cơng suất tín hiệu kênh nhỏ ngưỡng cho trước, kênh xác định rỗi Nếu kênh rỗi, cấp phát số ưu tiên tăng lên Cịn trường hợp kênh bận, số ưu tiên bị giảm kênh có số ưu tiên cao thứ quét tiếp Nếu toàn kênh hệ thống bận xảy việc từ chối gọi Chỉ số ưu tiên xác định sau: P i   P i  N i   P i  N i  kênh rỗi, P  i   kênh bận N i   N i   P(i) đánh giá khả truyền thành công kênh i N(i) số lần kênh i truy cập Phương pháp ARP (Autonomous Reuse Partition) dựa khái niệm phân vùng tái sử dụng (reuse partition) kết hơp với đo tỉ số CIR thời gian thực Tất kênh sử dụng tất trạm gốc miễn thỏa mãn ngưỡng CIR tối thiểu Ở ơ, kênh có số CIR vượt ngưỡng tối thiểu xếp theo thứ tự Khi có yêu cầu kết nối từ thiết bị đầu cuối, kênh mà thỏa mãn ngưỡng điều kiện CIR đươc cấp phát Vì vậy, kênh tái sử dụng khoảng cách đồng kênh tối thiểu với cường độ tín hiệu mong muốn đủ tốt Phương pháp FRU (Flexible ReUse) cải tiến phương pháp ARP Trong phương pháp này, việc chọn kênh để cấp phát dựa ngưỡng CIR nhỏ Trong phương pháp ACCA, ô (cell) chia thành vùng đồng tâm Tất kênh mà hệ thống có cấp phát chế cho cell cách bình đẳng miền cấp phát số kênh cho mức tín hiệu thỏa mãn số CIR Đây phương pháp hiệu nhằm tăng dung lượng hệ thống Phương pháp thực điều khiển theo chế phân tán tự trị 3.2.So sánh phương thức cấp phát kênh động với phương thức cấp phát kênh tĩnh Trong phương thức cấp phát kênh tĩnh, kênh gán sẵn cho ô nên thiết bị điều khiển đơn giản so với cấp phát kênh động phương thức ứng dụng thực tế Tuy nhiên, điều kiện thay đổi mật độ lưu lượng, phương thức cấp phát tĩnh tỏ linh động, xác suất từ chối gọi cao so với phương thức cấp phát động Ngoài ra, xác suất bị rớt (gián đoạn) gọi qua vùng chuyển tiếp hai ô tế bào cao so với phương thức cấp phát động, hình mơ tả nhược điểm 10 Hình Minh họa khả bị rớt gọi chuyển vùng Phương thức cấp phát động giải nhược điểm phương thức cấp phát tĩnh Trong bối cảnh số lượng thuê bao ngày tăng nay, phương thức cấp phát động tỏ hiệu nhiều so với cấp phát tĩnh Tuy nhiên, trình bày trên, phương thức cấp phát động địi hỏi cấu hình cao phần cứng trạm gốc, lực xử lý tương đối mạnh trạm điều phối MSC cần có thuật tốn điều khiển việc cấp phát kênh Một nhược điểm khác phương thức cấp phát động xác suất từ chối gọi lớn so với phương thức cấp phát tĩnh điều kiện mật độ lưu lượng tải lớn, hình hình minh họa nhược điểm 11 Hình Minh họa khả bị từ chối gọi lưu lượng tải lớn cấp phát kênh động Hình Sự phụ thuộc xác suất từ chối gọi vào lưu lượng tải 4.Mô 4.1 Các tham số đánh giá Trong phần này, chúng em tiến hành mô phương thức cấp phát kênh động theo chế phân tán sử dụng phương pháp ARP Chúng em tập trung vào tính tốn hai tham số tỉ lệ từ chối gọi tỉ lệ rớt (gián đoạn) gọi Một 12 gọi bị từ chối (bị chặn) khơng tìm kênh thích hợp thỏa mãn tỉ số cơng suất sóng mang RF so với cơng suất nhiễu giao thoa đồng kênh, C/(N+I) C 1 Rcni    1 N  I N / C  I / C (C / N )  (C / I ) 1 Một gọi bị gián đoạn cấp phát kênh bị gián đoạn trước kết thúc gọi không thỏa mãn CNI Gọi callnum, blocknum forcenum số gọi yêu cầu, số gọi bị chặn số gọi gián đoạn ta có xác suất từ chối gọi Pbl xác suất gián đoạn gọi Pfo là: blocknum forcenum Pfo = Pbl  callnum callnum - blocknum 4.2 Lưu đồ thuật tốn mơ Chương trình mơ bao gồm công đoạn: a) Bước chuẩn bị: setup thông số ban đầu cho hệ thống số người dùng cell, cell chia thành mắt lưới… b) Vịng lặp: Chương trình kích hoạt vịng lặp while tới hết “timeend” Trạng thái người dùng cập nhật theo khoảng thời gian “timestep” Một vài số người dùng chứa ma trận userinfo userinfo(:,:,1): tọa độ x người dùng userinfo(:,:,2): tọa độ y người dùng userinfo(:,:,3): suy hao đường truyền người dùng (nếu kết nối) userinfo(:,:,4): trạng thái không kết nối, trạng thái kết nối userinfo(:,:,5): thời gian kết thúc gọi userinfo(:,:,6): kênh cấp phát (nếu kết nối) Trong chu kỳ vòng lặp, người dùng khởi tạo gọi, tìm kiếm kênh, cấp phát kênh, cấp phát lại kết thúc gọi dựa vào ma trận trạng thái Trong chu kỳ:  Bước 1: Cuộc gọi người dùng kết nối kết thúc người dùng hoàn thành gọi khoảng thời gian chu kỳ  Bước 2: Cuộc gọi người dùng kết nối kiểm tra lại Nếu tỉ số nhiễu khơng thỏa 13 mãn cấp phát lại kênh cách tìm kiếm kênh  Bước 3: Với tỉ lệ cho trước, người dùng chưa kết nối thực gọi mới, tìm kiếm kênh truyền phù hợp với tỉ số nhiễu cho trước  Bước 4: Quay trở lại bước c) Đầu ra: liệu đo tích lũy qua vịng lặp chứa ma trận check check2 Sự phân bố cell kĩ thuật đường bao cell (cell-wrapping) Trong chương trình mơ hệ thống gồm 19 cell hình lục giác có bán kính cell (đơn vị đo) Các cell xác định vị trí 19 trạm BS Vị trí trạm BS xác định file “basest.m”, cụ thể chứa ma trận 19x2 baseinfo Trong mô hệ thống cấp phát kênh động, không xét đến vị trí riêng rẽ cell mà cịn xét đến cell lân cận nhiễu đồng kênh nhiễu kênh lân cận có ảnh hưởng đáng kể tới hiệu hệ thống Ví dụ cell chịu ảnh hưởng nhiễu cell số 1, 4, 14, 15, 16 Các cell khác ảnh hưởng đến cell bỏ qua khoảng cách, xét đến cell lân cận Mặt khác, cell số nằm Hình Sự phân bố cell mơ đường bao, có cell lân cận 10, Như cell đường biên có hiệu khác với cell nằm bên cell số 1, 2… có hiệu cao hẳn có kênh lân cận Để mô cách đầy đủ hơn, cần kĩ thuật gọi cell-wrapping cho phép hiệu sử dụng cell Trong kĩ thuật này, cell đường bao coi cell lân cận cell nằm đối diện với Ở hình 2, có 19 cell (có màu) thật tồn tại, cell cịn lại cell có số thứ tự Chẳng hạn cell số khơng có cell lân cận 10 ,2 với mà lân cận cell 17,13 với 14 Và giả thuyết đưa ra, cell có cell lân cận Để thực kĩ thuật cell-wrapping này, ma trận 19x19 khởi tạo file “wrap.m” để chứa thông tin liên hệ cell Ví dụ wrapinfo(5,:) chứa thông 14 tin cell khác cell số 5, đặc biệt wrapinfo(5,2) tới wrapinfo(5,7) cell lân cận cell số Hình 10 Kỹ thuật cell-wrapping Kiến trúc lưới cell Trong hệ thống, phân bố người dùng thống toàn cell Một cell chia lưới thành mắt nhỏ Một mạng lưới khởi tạo đầu chương trình “cellmesh.m”, đầu số mắt lưới cell chứa ma trận tọa độ vị trí mắt meshposition 15 Hình biểu diễn phân bố mắt lưới cell trường hợp: “fineness” = 50, “fineness” = 40 Nhận thấy fineness lớn, mức độ mịn cell tăng Trong hệ thống mô phỏng, người dùng bắt đầu gọi, chương trình ngẫu nhiên tạo số nguyên khoảng từ đến số mắt lưới đặt người dùng vào vị trí cell Và kết người dùng nằm rải rác vị trí cell, đưa phân bố đồng người dùng tế bào Các thông số lưu lượng gọi Mỗi gọi khởi tạo tuân theo trình Poission với tốc độ tới trung bình “lamda”(cuộc gọi/h) Chúng ta sử dụng hàm “rand” kiểm tra người dùng không kết nối khoảng thời gian “timestep” Nếu giá trị hàm “rand” không vượt giá trị lamda*timestep/3600 giá trị biểu diễn tốc độ đến trung bình khoảng thời gian “timestep”, người dùng coi bắt đầu thực gọi, đếm vào giá trị callnum Mặt khác, gọi khởi tạo có giá trị thời gian chiếm giữ gọi riêng gọi kết thúc sau khoảng thời gian Thời gian giữ gọi tuân theo hàm mũ với giá trị trung bình “ht”(giây) Trong chương trình mơ phỏng, chúng em đưa giá trị thời gian giữ gọi đầu hàm “holdtime(ht)” Hình 11 Hàm mật độ thời gian giữ gọi Ngoài số lượng người dùng tham số quan trọng Ta thiết lập số lượng người dùng cell đánh giá ảnh hưởng biến động người dùng tới hệ thống Điều kiện truyền dẫn 16 Cường độ tín hiệu nhận được, ngồi tín hiệu truyền cịn có tín hiệu nhiễu giao thoa ảnh hưởng đến hệ thống Trong chương trình mơ phỏng, chúng em đưa hệ số suy giảm vật cản suy giảm khoảng cách tác nhân ảnh hưởng đến tín hiệu truyền Hình 12 Hàm mật độ suy giảm vật cản Với suy hao đường truyền tính theo hàm “dist(a,b,alpha)” alpha =3.5 hệ số suy giảm môi trường thành phố,đơ thị…Cịn a,b ma trận 1x2 chứa tọa độ điểm cần tính suy giảm 4.3 Quá trình mơ Q trình cấp phát kênh động Ban đầu, tín hiệu yêu cầu gửi từ người dùng khởi tạo gửi tới trạm gốc Công suất tín hiệu cho thơng số CNR, tương ứng với thông số mô “cnedge” (đo dB), ứng với khoảng máy phát máy thu Trong chương trình chính, khởi tạo vị trí người dùng trạm gốc, đưa giá trị suy hao đường truyền thông qua hàm “dist(here,there,alpha)” nhân với suy hao vật cản “shadow(sigma)” Sau đưa suy hao tín hiệu mong muốn truyền “dwave”, từ tính tỉ số CNR tín hiệu thu trạm gốc Tỉ số CNR tương ứng với biến “cn” có giá trị “power(10.0,cnedge/10.0) * dwave” 17 Sau tính CNR tín hiệu, tìm kiếm kênh thích hợp mà chưa sử dụng, phải thỏa mãn điều kiện nhiễu giao thoa “C/(N+I)” Việc tìm kiếm kênh truyền thích hợp “chn” thực thơng qua vịng lặp với số kênh “chnum” Trong trường hợp có người dùng khác cấp phát kênh “ch”, tính nhiễu giao thoa từ người dùng Trong vòng lặp “for around = 2:7”, biến “othercell = wrapinfo(numcell,around)” tương ứng với kênh truyền lân cận cell có thứ tự “numcell” Và sau đó, tính độ suy giảm tín hiệu “uwave” tín hiệu giao thoa từ kênh lân cận này, cách tính “dwave” Chúng ta có giá trị C/N “power(10.0,cnedge/10.0) * dwave” giá trị C/I tương ứng “dwave/uwave” Cùng với đó, ta tính tỉ số CNI “cnirdb” chương trình mơ Bước cuối cùng, kiểm tra xem giá trị thu C/(N+I) có thỏa mãn điều kiện giao thoa khơng, nghĩa xem có lớn giá trị ngưỡng C/(N+I) “cnirth” khơng Nếu tín hiệu thu lớn ngưỡng, gọi chấp nhận, kênh cấp phát cho người dùng Trong trường hợp này, hàm “holdtime” hoạt động, người dùng cấp phát kênh với thời gian kéo dài gọi, định đến thời gian gọi kết thúc Nếu điều kiện giao thoa không thỏa mãn, xem gọi bị chặn, số gọi bị chặn đếm thông qua biến “blocknum” Kiểm tra kênh cấp phát lại Chúng ta kiểm tra điều kiện giao thoa cho người dùng thời điểm Việc giống trình cấp phát kênh, tỉ số C/(N+I) kênh cấp phát cho người dùng kiểm tra Nếu tỉ lệ C/(N+I) kênh truyền không thỏa mãn, người dùng giải phóng khỏi kênh cấp phát 18 tìm kiếm kênh khác thích hợp tương tự trình cấp phát kênh Tại thời điểm này, khơng có kênh truyền thỏa mãn, coi gọi bị chặn, xem gọi bị bắt buộc kết thúc Trong trường hợp này, có biến “forcenum” đếm số gọi bị rớt Thông số đầu Cuối cùng, sau vịng lặp thực hiện, thơng tin tích lũy tính tốn lưu ma trận “output” Chúng ta có thơng số cần thiết “callnum”, “blocknum” “forcenum”, đó, tính tỉ lệ số gọi bị chặn Pbl, tỉ lệ số gọi buộc kết thúc Pfo theo công thức nêu Ở đây, chương trình thực lần mơ với tham số khác số người dùng “usernum” Các thơng số tính tốn lần mơ lưu toàn ma trận “output” output(1,: ) – số gọi output(2,:) – số gọi bị chặn output(3,:) – Tỉ lệ gọi bị chặn output(4,:) – Tỉ lệ gọi buộc kết thúc Chương trình bao gồm ma trận đầu khác “check” với “check2” tương ứng chứa tỉ lệ gọi bị chặn tỉ lệ số gọi bị kết thúc thời điểm thời điểm mơ phỏng.Tóm lại, ma trận “check” “check2” chứa thông tin thay đổi tương ứng thời điểm,từ ta định chiều dài vịng lặp cho chương trình mơ 4.4 Đánh giá kết nhận xét 4.4.1.Kết mô Với ma trận “output”, đánh giá kết mô qua tỉ lệ chặn gọi tỉ lệ gián đoạn gọi theo thời gian 19 Hình 13 Tỉ lệ gọi bị từ chối theo thời gian Hình 14 Tỉ lệ gián đoạn gọi theo thời gian 20 Sau chạy chương trình mơ ta thu kết quả: users Số gọi khởi tạo Số gọi bị chặn Tỉ lệ chặn gọi Tỉ lệ gián đoạn gọi Số người dùng 10 users 15 users 20 users 25 users 650 1413 2154 2911 3678 56 335 695 1155 1645 8,62% 23.71% 32.27% 29.68% 44.73% 5.6% 16.51% 21.8% 26.37% 28.78% 4.4.2.Nhận xét kết luận Qua q trình mơ phỏng, nhóm nhận thấy với số kênh cho phép sử dụng nhau,nếu số người dùng mà tăng tỉ lệ chặn gọi gián đoạn gọi tăng theo.Kết hoàn toàn phù hợp với logic thực tế 21 ... 2 .Cấp phát kênh .4 2.1.Mục đích việc cấp phát kênh 2.2 Các phương thức cấp phát kênh 3 .Cấp phát kênh động .5 3.1 .Các phương pháp cấp phát kênh. .. việc cấp phát kênh 3 .Cấp phát kênh động 3.1 .Các phương pháp cấp phát kênh động Để triển khai phương thức cấp phát kênh động hệ thống truyền thơng, cần có thuật tốn để điều khiển việc cấp phát. .. allocation) cấp phát kênh động (dynamic channel allocation) Hình mơ tả hai phương thức cấp phát kênh tĩnh cấp phát kênh động Trong phương thức cấp phát kênh tĩnh, tế bào cấp phát nhóm kênh định