Tối ưu hóa gán kênh cố định cho các mạng di động tế bào

Tối ưu hóa gán kênh cố định cho các mạng di động tế bào

bộ giáo dục và đào tạo bộ quốc phòng học viện kỹ thuật quân sự Trần anh tấn tối u hoá gán kênh cố định cho các mạng di động tế bào luận văn thạc sĩ Kỹ thuật Hà Nội- 2005 bộ giáo dục và đào tạo bộ quốc phòng học viện kỹ thuật quân sự Trần anh tấn tối u hoá gán kênh cố định cho các mạng di động tế bào Chuyên ngành: Kỹ thuật Vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc M số: 2.02.03 luận văn thạc sĩ Kỹ Thuật ngời hớng dẫn khoa học: TS Đỗ quốc trinh Hà Nội - 2005 bộ giáo dục và đào tạo bộ quốc phòng học viện kỹ thuật quân sự luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tên đề tài: Tối u hoá gán kênh cố định cho các mạng di động tế bào Chuyên ngành: Kỹ thuật Vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc Mã số: 2.02.03 Ngày giao đề tài luận văn: 21 - 10 - 2004 Ngày hoàn thành luận văn: 16 - 5 - 2005 Ngời thực hiện: Họ và tên : Trần Anh Tấn Lớp: Cao học KT VTĐT và TTLL Khoá:15 Hệ đào tạo: Tập trung Cán bộ hớng dẫn: Họ và tên: Đỗ Quốc Trinh Cấp bậc: Thợng tá Học hàm, học vị: Tiến sỹ Đơn vị công tác: Học viện KTQS Hà Nội - 2005 Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt BER Bit Error Ratio Tỷ lệ lỗi bit BS Base Station Trạm cơ sở CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CR Node-Color Re-ordering Thứ tự lại màu nút CSI Channel State Information Thông tin trạng thái kênh DCA Dynamic Channel Assignment Gán kênh động DPA Dynamic Packet Assignment Gán gói động DR Node-Degree Re-ordering Thứ tự lại cấp độ nút F Frequency Exhaustive Strategy Chiến lợc vét cạn tần số FCA Fixed Channel Assignment Gán kênh cố định FDD Frequency Division Duplexing Song công phân chia theo tần số FEC Forward Error Correction Sửa lỗi hớng đi FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh GA Genetic Algorithms Thuật toán di truyền LA Link Adaptation Thích nghi đờng truyền LB Lower Bound Cận dới LOS Line Of Sight Tầm nhìn thẳng MS Mobile Station Máy di động NP Network Performance Chất lợng mạng OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao PN Pseudorandom Noise Tạp âm giả ngẫu nhiên QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phơng Q o S Quality of Service Chất lợng dịch vụ R Requirement Exhaustive Strategy Chiến lợc vét cạn yêu cầu RF Radio Frequency Tần số vô tuyến SA Simulated Annealing Kỹ thuật ủ mô phỏng SMK K.N. Sivarajan, R.J. McEliece and J.W. Ketchum Ba t ác giả trong [26] SNR Signal - to - Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm SINR Signal - to - Interference Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm xuyên nhiễu SIR Signal - to - Interference Ratio Tỷ số tín hiệu trên xuyên nhiễu TDD Time Division Duplexing Song công phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian UMTS Universal Mobile Telecommunications Service Dịch vụ viễn thông di động toàn cầu UTRA UMTS Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS 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 Chơng 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 Chơng 2: Các chiến lợc 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 Phơng pháp hạ xuống dốc nhất 35 2.3.2 Phơng pháp ủ mô phỏng 35 2.3.3 Phơng pháp thuật toán di truyền 37 2.3.4 Gán kênh trong các hệ thống W- CDMA 37 2.4 Dung lợng mạng tế bào và các phơng pháp nâng cao dung lợng 38 2.4.1 Anten thích nghi 39 2.4.2 Phát hiện đồng thời 40 2.4.3 Thích nghi đờng truyền 41 2.5 Kết luận 42 Chơng 3: Tối u 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 phơng pháp sắp xếp tế bào 50 3.3.2 Hai chiến lợc 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 u việc gán kênh tại các điểm nóng 57 3.5.1 Chiến lợc F và chiến lợc R 57 3.5.2 Chiến lợc FR 59 3.6 Đánh giá chất lợng 63 3.6.1 Chất lợng của thuật toán F/CR, F/DR, R/CR và R/DR 67 3.6.2 ả nh hởng của X và Y đối với chất lợng của các thuật toán FR/CR và FR/DR 68 3.6.3 Chất lợng của các thuật toán FR/CR và FR/DR 68 3.7 Kết luận 69 Kết luận 70 Tài liệu tham khảo Danh mục các bảng Trang Bảng 3.1 Phạm vi tần số nhận đợc bởi F/CR, F/DR, R/CR và R/DR 65 Bảng 3.2 Phạm vi tần số nhận đợc bởi FR/CR và FR/DR với (7,2,5) và yêu cầu kênh trờng hợp I 66 Bảng 3.3 Phạm vi tần số nhận đợc bởi FR/CR và FR/DR với 0 X 5 và 1 Y 3 66 [...]... 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: - Chơng 1: Giới thiệu tổng quan về mạng tế bào, bao gồm các vấn đề cơ bản nh tái sử dụng kênh, chia tách tế bào, chuyển giao và bài toán gán kênh cho mạng - Chơng 2: Giới thiệu các chiến lợc gán kênh và một số kỹ thuật nâng cao dung lợng mạng di động tế bào Trong đó đi vào phân tích hai chiến lợc gán. .. tế bào nhỏ hơn Các chiến lợc gán kênh hiệu quả là rất cần thiết để đạt hiệu quả trong việc tái sử dụng phổ tần Trong chơng này, trớc tiên chúng ta đa ra một tổng quan chung về vấn đề gán kênh trong môi trờng tế bào và sau đó thảo luận các chiến lợc gán kênh cơ bản 2.1 Gán kênh cố định cho các mạng tế bào Cách tiếp cận gán kênh tần số trong mạng tế bào khác nhau cơ bản với cách tiếp cận sử dụng cho mạng. .. gán kênh là: gán kênh cố định (FCA) và gán kênh động (DCA) Các phơng pháp tăng dung lợng mạng nh anten thích nghi, phát hiện đồng thời, thích nghi đờng truyền đợc giới thiệu một cách cơ bản nhất - Chơng 3: Nghiên cứu ý tởng 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 u hoá gán kênh. .. chia tách kênh DCA 30 Hình 2.7 (a) Các đờng tính toán xuyên nhiễu FDD 32 (b) Các đờng tính toán xuyên nhiễu TDD Hình 3.1 Gán kênh cố định trong hệ thống di động tế bào Hình 3.2 Kế hoạch gán kênh cho hệ thống 3 tế bào (a) Hệ thống 3 tế bào A, B, C (b) Không sắp xếp lại tế bào (c) Có sắp xếp lại tế bào và phơng pháp quyết định thứ 48 55-56 nhất (d) Có sắp xếp lại tế bào và phơng pháp quyết định thứ hai... để nghiên cứu vấn đề gán kênh Các mạng thông tin tế bào đợc đa ra nh graph hai chiều [5] với mỗi đỉnh đại di n một trạm cơ sở của một tế bào trong mạng và các ranh giới đại di n sự lận cận có tính địa lý của các tế bào Cụ thể, các mạng tế bào luôn luôn đợc thể hiện dới các hình lục giác và các hình lục giác này có thể đợc định nghĩa nh là các hình nhỏ đợc đa ra có giới hạn của mạng tam giác không giới... nhiên các tế bào không lân cận có thể sử dụng cùng kênh Ví dụ trong hình 1.2 các tế bào A và B là kế tiếp nhau, vì vậy chúng không thể sử dụng cùng kênh Tuy nhiên, các cuộc gọi trong các tế bào A và C có thể sử dụng cùng kênh Trong thực tế, ảnh hởng của việc xuyên nhiễu thờng không liên quan đến khoảng cách tuyệt đối, mà đến tỷ số khoảng cách giữa các tế bào với bán kính của các tế bào làm cho ý tởng mạng. .. việc tiếp cận nhóm tế bào để gán kênh không phải là một sự lựa chọn tốt cho việc gán các kênh trong hệ thống tế bào Thay vào đó, tiếp cận tối u có thể sử dụng mà không đòi hỏi gán kênh đồng đều hay gán kênh theo nhóm 2.2 Gán kênh động Việc thảo luận gán kênh cho tới nay đã đợc giả thiết là các kênh một khi đã gán, là gán kênh cố định tại sector Trong vài trờng hợp, có thể nhận thấy rằng phân bố lu lợng... và sự phức tạp của các tế bào nhỏ đã thúc đẩy việc nghiên cứu về việc sử dụng các kênh vô tuyến một cách có hiệu quả trong các mạng tế bào Nói chung, vấn đề gán kênh trong một mạng tế bào là vấn đề của việc gán các kênh tần số cho các phiên liên lạc sao cho tránh đợc sự xuyên nhiễu Mục đích là sử dụng số lợng kênh càng ít càng tốt để cung cấp cho lợng ngời sử dụng có thể ở mức tối đa với chất lợng dịch... hạn chế Kết quả là, các tần số vô tuyến phải đợc sử dụng một cách hiệu quả để thoả mãn những yêu cầu ngày càng cao Trong luận văn này, chúng ta nghiên cứu vấn đề gán kênh: làm thế nào để gán các kênh vô tuyến cho các cuộc gọi trong một mạng thông tin di động tế bào Sau đây là một số kiến thức cơ bản về các mạng tế bào và trình bày một cách khái quát vấn đề gán kênh 1.1 Khái niệm tế bào Sự tăng trởng... 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 u gán kênh cố định cho các mạng di động tế bào Chơng 1 Giới thiệu chung Thông tin vô tuyến tế bào đã trở thành một phần quan trọng của cơ sở hạ tầng thông tin Mặt khác, phổ tần vô tuyến cấp phát cho hệ thống di động tế bào