Phân bổ tài nguyên vô tuyến trong mạng di động với MIMO OFDMA RELAY

Phân bổ tài nguyên vô tuyến trong mạng di động với MIMO OFDMA RELAY

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN TRONG MẠNG DI ĐỘNG VỚI MIMO-OFDMA RELAY Giảng viên hướng dẫn : TS PHẠM DOÃN TĨNH Sinh viên thực : DƯƠNG THÁI HỌC Lớp : K15NC Khóa : Hệ : HÀ NỘI 1-2016 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN TRONG MẠNG DI ĐỘNG VỚI MIMO-OFDMA RELAY Giảng viên hướng dẫn : TS PHẠM DOÃN TĨNH Sinh viên thực : DƯƠNG THÁI HỌC Lớp : K15NC Khóa : Hệ : HÀ NỘI 1-2016 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CN ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN Độc lập - Tự – Hạnh phúc ĐỀ TÀI THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên: DƯƠNG THÁI HỌC Lớp: K15NC Khoá: Ngành đào tạo: Hệ đào tạo: ĐHCQ 1/ Tên đồ án tốt nghiệp: Phân bổ tài nguyên vô tuyến mạng di động với mimo-ofdma relay 2/ Nội dung đồ án: 1/ Giới thiệu 2/ Mô hình hệ thống 3/ Phương Pháp Phân Bổ Tần Số Dựa Trên Việc Tái Sử Dụng Từng Phần 4/ Mô 5/ Kết luận 3/ Cơ sở liệu ban đầu …………… ……… ……….………………………………………………………………… …………………… ……….………………………………………………………………… 4/ Ngày giao đồ án: 12/01/2016 5/ Ngày nộp đồ án: 23/02/2016 TRƯỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học MỞ ĐẦU Đối với sinh viên nay, thực tập hoạt động có vai trò quan trọng không trình học tập, mà quan trọng công việc sinh viên sau Là sinh viên năm cuối Khoa Điện tử - Thông tin, Viện Đại học Mở Hà Nội, có định hướng rõ ràng ngành học mình, học phần “Thực tập tốt nghiệp Đại học” thực có ích cho em bạn sinh viên khác Khoa, hội để chúng em tích lũy học vấn, kinh nghiệm, áp dụng kiến thức học vào thực tế, nhìn nhận, đánh giá cách tổng quát môi trường làm việc nơi thực tập Cũng nhờ đợt thực tập này, chúng em rèn luyện kiến thức thực tế như: biết chủ đô ̣ng liên ̣ và tim ̀ kiế m các doanh nghiêp, ̣ sở nghiên cứu để đăng kí thực tâ ̣p, có hô ̣i đươ ̣c tham gia Ngày hội hướng nghiệp tuyển dụng (Open Door Day) FPT Software… GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh SVTH: Dương Thái Học Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học LỜI CẢM ƠN Trên thực tế thành công mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập trường đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý Thầy Cô, gia đình bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Điện tử - Thông tin, Viện Đại học Mở Hà Nội với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Và đặc biệt, đợt thực tập Nếu lời hướng dẫn, dạy bảo thầy cô em nghĩ thu hoạch em khó hoàn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Bài báo cáo thực tập thực khoảng thời gian gần tháng Bước đầu vào thực tế em hạn chế nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi thiếu sót điều chắn, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô bạn học lớp để kiến thức em lĩnh vực hoàn thiện Em xin gởi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc thầy cô Viện Đại học Mở Hà Nội, đặc biệt thầy cô Khoa Điện tử - Thông tin trường tạo điều kiện cho em để em hoàn thành tốt báo cáo thực tập Và em xin chân thành cám ơn thầy Phạm Doãn Tĩnh nhiệt tình hướng dẫn em hoàn thành tốt khóa thực tập Trong trình thực tập, trình làm báo cáo thực tập, khó tránh khỏi sai sót, mong Thầy, Cô bỏ qua Đồng thời trình độ lý luận kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên báo cáo tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp Thầy, Cô để em học thêm nhiều kinh nghiệm hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp tới Em xin chân thành cảm ơn! GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh SVTH: Dương Thái Học Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học NHẬN XÉT (Của quan thực tập, có) ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh SVTH: Dương Thái Học Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: Chọn đề tài thực tập 1.1 Công việc giao thời gian thực tập CHƯƠNG 2: NỘI DUNG thực tập 2.1 Giới thiệu 2.2 Mô hình hệ thống 2.3 Phương pháp phân bố tần số dựa việc tái sử dụng phần 12 2.3.1 Equal bandwidth per link (EBPL) 13 2.3.2 Equal bandwidth per mobile station (EBPM) 13 2.3.3 Equal Bandwidth Per Access-Link (EBPA) 14 2.4 Mô 16 KẾT LUẬN 20 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 21 GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh SVTH: Dương Thái Học Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH Hình 2.1: Cấu trúc relay mạng di động Hình 2.2: Tái sử dụng cứng nhắc mềm dẻo 10 Hình 2.3: Phân bổ phổ tần 19 cell đề xuất tái sử dụng cứng nhắc 12 Hình 2.4: Phân bổ phổ tần 19 cell đề xuất tái sử dụng mềm dẻo 15 Hình 2.5: Các tham số đầu vào 17 Hình 2.6: Dung lượng cell với tái sử dụng cứng nhắc 17 Hình 2.7: Dung lượng cell với tái sử dụng mềm dẻo 18 Hình 2.8: Mô tả tác động lên SINR 18 Hình 2.9: So sánh dung lượng hai phương pháo tái sử dụng phổ 19 GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh SVTH: Dương Thái Học Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiplex Access BS: Base Station MS: SINR: Mobile Station Singal to Interference plus Noise Ratio EBPL: EBPM: Equal Bandwidth Per Link Equal Bandwidth Per Mobile Station EBPA: Equal Bandwidth Per Access-Link GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh SVTH: Dương Thái Học Chương 1: Chọn đề tài thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỀ TÀI THỰC TẬP 1.1 Công việc giao thời gian thực tập Trong thời gian tháng thực tập, em chọn tìm hiểu đề tài “Phân bố tài nguyên vô tuyến mạng di động với MIMO-OFDMA relay” Dưới hướng dẫn TS Phạm Doãn Tĩnh Đây là mô ̣t đề tài nghiên cứu khoa ho ̣c mới, có số kết thực nghiệm trình phát triển Với đề tài này, em hoàn thành đề tài thời gian thực tập Sau các nô ̣i dung mà em làm thời gian thực tập GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC TẬP 2.1 Giới thiệu Sự phát triển nhanh truyền thông di động dẫn đến nhu cầu người sử dụng dịch vụ tương lai gần Với yêu cầu khắt khe tiêu chí mạng 4G [1-3] thúc đẩy nghiên cứu giúp tăng thông lượng vùng phủ Một giải pháp hứa hẹn công nghệ relay mà nâng cao hiệu suất mạng di động Với giải pháp tăng cường relay đem lại hai lợi thế: Thứ nhất, thay triển khai thêm nhiều trạm BS ta thêm vào RSs mà gia tăng vùng phủ BS đem lại dịch vụ với giá thành thấp [4-5] Thứ hai, việc thêm vào RSs gia tăng thông lượng nhờ việc sử dụng lại tài nguyên vô tuyến Tuy nhiên, tăng cường relay gặp phải số vấn đề định Thêm vào RSs đồng nghĩa với thông tin liên lạc qua nhiều chặng Do cần có chế quản lý tài nguyên vô tuyến cho khai thác lợi ích từ tăng cường relay Orthogonal frequency division multiplex access (OFDMA) đề xuất công nghệ hứa hẹn cho hệ thống không dây băng rộng tương lai Nhưng tại, giảm thiểu nhiễu code division multiplex access (CDMA) làm Do việc phân bổ tài nguyên vô tuyến điều quan trọng việc thiết kế hệ thống Hệ thống MIMO với nhiều anten điểm phát điểm thu gia tăng đáng kể dung lượng kênh truyền không dây Sự kết hợp relay OFDMA MIMO gọi MIMO-OFDMA relay giải pháp hấp dẫn việc tăng hiệu suất hệ thống Mặc dù số nghiên cứu hoàn thành mạng MIMO-OFDMA truyền thống, chúng áp dụng cho MIMO-OFDMA relay Bởi việc phân bổ tài nguyên chặng khác cần phải phối hợp để tránh tình trạng thiếu liệu hay tràn liệu node relay Một số lợi ích từ việc tái sử dụng phổ trình bày [8] [9] Bài báo này, tác giả tập trung phân tích phương pháp phân bổ tài nguyên dựa tái sử dụng phần phổ 2.2 Mô hình hệ thống Chúng ta giả thiết hệ thống di động OFDMA-MIMO bao gồm 19 cell hình 1.6 RSs phân bổ rìa cell liên kết với BS Bán kính cell R khoảng cách từ BS đến FRN R1 Tỷ số R1/R thiết lập 2/3 báo Trong cell, người dùng kết nối tới BS với chặng kết nối tới FNR với hai chặng Tuy nhiên việc lựa chọn kết nối đến BS hay FNR phụ thuộc vào thuật toán khoảng cách, thuật toán pathloss thuật toán SINR [10] GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học Hình 2.1: Cấu trúc relay mạng di động Trong báo này, tác giả tập trung quan tâm đến đương downlink Nguyên tắc phổ vô tuyến dựa chế tái sử dụng phần mềm cứng minh họa hình 2.2 GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học Hình 2.2:Tái sử dụng cứng nhắc mềm dẻo Đối với tái sử dụng cứng, phổ tần chia thành nhiều phổ cố định mà phân bổ tới cell theo mẫu định trước Đối với tái sử dụng mềm dẻo phổ tần chia thành nhiều phổ cố định nhiên cell phổ tần phân cho người dùng xa phần lại phân cho người dùng gần trạm BS Trong hình 2.2, với tái sử dụng cứng ta có tần số FBM FBF cố định dùng cho BS-MSs BS-FRNs Đối với vùng ngoài, FFMA, FFMB FFMC tần số sử dụng cho đường FRN-MSs cell A, B C Với tái sử dụng mềm dẻo cell A: Trong vùng trong, tần số F1 sử dụng cho FRN-MSs với vùng F2 F3 lần lướt sử dụng cho BS-FRN BS-MS Tương tự cell B C Đối với tăng cường MIMO-OFDMA relay cho mạng di động, đường liên kết BS-FRN coi line of sight (LOS) với điều kiện kênh truyền tốt giả thiết đường liên kết khác none line of sight (NLOS) Trước hết số giả thiết thiết lập sau:  Hệ thống đầy tải  MS phân bố tất cell khác GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 10 SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học  Hiệu ứng fading bị bỏ qua  Suy hao, ký hiệu PL cho công thức: 𝑃𝐿 = ( 4𝜋𝑘 𝐿2 𝛾 ) 𝑑𝑦,𝑚,𝑥 10𝜉/10 (1) Với 𝑓𝑐 phổ trung tâm người dùng thứ y, C tốc độ ánh sáng, 𝑑𝑦,𝑚,𝑥 khoảng cách người dùng y BS, 𝛾 hệ số suy hao Theo [9] tỷ số SINR nhận MS thứ o liên kết với BS thứ s sóng mang thứ m là: 𝑛 𝑛 𝑛 𝑆𝐼𝑁𝑅𝑜,𝑚,𝑠 = 𝑃𝑜,𝑚,𝑠 𝐺𝑜,𝑚,𝑠 /(𝑃0 + 𝐼𝑜,𝑚,𝑞 ) 𝑁 ′ ′ ′ 𝑡 𝑛 𝑛 𝑛 𝑛 𝑛 𝑛 𝑛 𝑆𝐼𝑁𝑅𝑜,𝑚,𝑠 = (𝑃𝑜,𝑚,𝑠 |𝑔𝑜,𝑚,𝑠 ℎ𝑜,𝑚,𝑠 | ) (𝑃0 + ∑19 𝑞=1 ∑𝑛=1 (𝑃𝑜,𝑚,𝑞 |𝑔𝑜,𝑚,𝑞 ℎ𝑜,𝑚,𝑞 | + 𝑞≠𝑠 −1 𝑞≠𝑠 𝑛′ 𝑛′ 𝑛′ ∑𝑛′′ =1 𝑃𝑜,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 |𝑔𝑜,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 ℎ𝑜,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 | ) (2) Với hai chặng, SINR nhận MS thứ j với FRN thứ k BS thứ s với sóng mang thứ m z: 𝑛 𝑛 𝑛 𝑆𝐼𝑁𝑅𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁 = (𝑃𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁 |𝑔𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁 ℎ𝑛 | ) (𝑃0 + 𝑘 𝑘 𝑘 𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑘 ′ 𝑁 ′ ′ 𝑞≠𝑠 ′ ′ ′ 𝑡 𝑛 𝑛 𝑛 𝑛 𝑛 𝑛 −1 + ∑19 (3) 𝑞=1 ∑𝑛=1 (𝑃𝑗,𝑚,𝑞 |𝑔𝑗,𝑚,𝑞 ℎ𝑗,𝑚,𝑞 | + ∑𝑛 ′′ =1 𝑃𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 |𝑔𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 ℎ𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 | )) 𝑞≠𝑠 Tương tự, SINR nhận FRN thứ k nhận tín hiệu từ BS thứ s sóng mang thứ m là: 𝑛 𝑛 𝑛 𝑆𝐼𝑁𝑅𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁 = (𝑃𝑘,𝑚,𝐹𝑅𝑁 |𝑔𝑘,𝑚,𝐹𝑅𝑁 ℎ𝑛 | ) (𝑃0 + 𝑘 𝑘 𝑘,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑘 𝑘 𝑁 ′ ′ ′ 𝑞≠𝑠 ′ ′ ′ 𝑡 𝑛 𝑛 𝑛 𝑛 𝑛 𝑛 −1 + ∑19 𝑞=1 ∑𝑛=1 (𝑃𝑘,𝑚,𝑞 |𝑔𝑘,𝑚,𝑞 ℎ𝑘,𝑚,𝑞 | + ∑𝑛 ′′ =1 𝑃𝑘,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 |𝑔𝑘,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 ℎ𝑘,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 | )) (4) 𝑞≠𝑠 Theo Shannon, ta tính dung lượng từ BS tới MSj là: 𝑁 𝑇 𝑛 𝑛 ∑𝑛𝑚=1(𝜌𝑖,𝑚,𝑠 𝜂𝑖,𝑚,𝑠 = ∑𝑛=1 𝑙𝑜𝑔2 (1 + 𝜅 𝑆𝐼𝑁𝑅𝑖,𝑚,𝑠 )) (5) Với băng thông Blink thông lượng cell là: 𝐶𝑖,𝑚,𝑠 = 𝐵𝑙𝑖𝑛𝑘−𝑜𝑛𝑒 𝜂𝑘,𝑚,𝑠 (6) 𝐶𝑗,𝑚,𝑠 = 𝐵𝑙𝑖𝑛𝑘−𝑡𝑤𝑜 𝑚𝑖𝑛(𝜂𝑘,𝑚,𝑠 , 𝜂𝑘,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑘 ) (7) 𝑁 𝑁 𝑜𝑛𝑒 𝑡𝑤𝑜 𝐶𝑗,𝑚,𝑠 = 𝐵𝑙𝑖𝑛𝑘−𝑜𝑛𝑒 ∑𝑖=1 𝐶𝑖,𝑚,𝑠 + 𝐵𝑙𝑖𝑛𝑘−𝑡𝑤𝑜 ∑𝑗=1 𝐶𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑘 GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 11 (8) SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học Từ công thức (8) ta thấy băng thông dung lượng có liên hệ Trong phần tiếp theo, dựa vào chế tái sử dụng phần giải vấn đề tối ưu hóa dung lượng 2.3 Phương pháp phân bố tần số dựa việc tái sử dụng phần Để xem xét hiệu suất hệ thống, tác giả định nghĩa hệ số tái sử dụng phổ 𝑅𝑒𝑓𝑓 : 𝑅𝑒𝑓𝑓 = 𝐵𝑎𝑙𝑙 /𝐵𝑐𝑒𝑙𝑙−𝑒𝑓𝑓 (9) Với 𝐵𝑎𝑙𝑙 tổng băng thông 𝐵𝑐𝑒𝑙𝑙_𝑒𝑓𝑓 băng thông hữu dụng cell, mà dùng đề liên kết băng thông 𝐵𝐵𝑀_𝑐𝑒𝑙𝑙 𝐵𝐵𝑓_𝑐𝑒𝑙𝑙 băng thông cho 𝐹𝐵𝑀 𝐹𝐵𝑓 𝑅𝑒𝑓𝑓 là: 𝑅𝑒𝑓𝑓 = (3𝐵𝐹𝑀−𝑐𝑒𝑙𝑙 + 𝐵𝐵𝑀−𝑐𝑒𝑙𝑙 + 𝐵𝐵𝐹−𝑐𝑒𝑙𝑙 )/(𝐵𝐵𝑀−𝑐𝑒𝑙𝑙 + 𝐵𝐵𝐹−𝑐𝑒𝑙𝑙 ) (10) Trong cell tác giả giả thiết người dùng chặng I người dùng hai chặng j sử dụng 𝐵𝐵𝑀_𝑙𝑖𝑛𝑘 , 𝐵𝐹𝑀_𝑙𝑖𝑛𝑘 𝐵𝐵𝐹_𝑙𝑖𝑛𝑘 để kết nối BS với MSi, FRNk với MSj BS với FRNk cách riêng biệt Hình 2.3:Phân bổ phổ tần 19 cell đề xuất tái sử dụng cứng nhắc GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 12 SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học Ta thấy băng thông liên kết phụ thuộc đề án phân bổ liên kết người sử dụng chặng hai chặng Trong phần kế tiếp, tác giả đề xuất ba phương pháp 2.3.1 Equal bandwidth per link (EBPL) Trong phần này, tác giả đề xuất băng thông tất đường dẫn 𝐵𝐵𝑀−𝑙𝑖𝑛𝑘 = 𝐵𝐹𝑀−𝑙𝑖𝑛𝑘 = 𝐵𝐵𝐹−𝑙𝑖𝑛𝑘 = 𝐵𝑙𝑖𝑛𝑘 (11) Từ công thức (11) băng thông đường dẫn dung lượng tính sau: 𝐵𝑙𝑖𝑛𝑘 = 𝐵𝑎𝑙𝑙 𝑁𝑡𝑤𝑜 = [ 𝐶𝑐𝑒𝑙𝑙 = (12) 𝑅𝑒𝑓𝑓 𝑁𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑅𝑒𝑓𝑓 −1 𝑁𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 ] 𝑁𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 −𝑁𝑡𝑤𝑜 𝐵𝑙𝑖𝑛𝑘 (∑𝑖=1 𝜂𝑖,𝑚,𝑠 (13) 𝑁 𝑡𝑤𝑜 + ∑𝑗=1 min(𝜂𝑘,𝑚,𝑠 , 𝜂𝑖,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑘 )) (14) Công thức (14) cho biết số người dùng tối đa hai chặng 2.3.2 Equal bandwidth per mobile station (EBPM) Trong phương pháp băng thông thiết kế sau: Băng thông đương dẫn dung lượng cell biểu diễn sau: GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 13 SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học 2.3.3 Equal Bandwidth Per Access-Link (EBPA) Trong đề xuất này, băng thông thiết kế là: Tương tự, ta xác định băng thông dung lượng cell sau Với đề xuất sử dụng lại phần cách mềm dẻo hình 2.4 B1, B2, B3 biểu thị băng thông F1, F2, F3 đó: Với: GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 14 SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học Hình 2.4:Phân bổ phổ tần 19 cell đề xuất tái sử dụng mềm dẻo Từ hình 2.4 thấy phân bổ phổ tần đề xuất tái sử dụng phổ tần mềm dẻo phức tạp so với đề xuất tái sử dụng cứng rắn Để giảm bớt phức tạp, cho F1 cho FRNs-MSs, F2 cho BS-FRNs F3 cho BS-MSs Sử dụng công thức [2-5] dung lượng cell tính sau: Tương tự cho ba đề xuất dùng để phân bổ phổ tài nguyên Trong EBPL băng thông thiết kế cell nên ta xác định băng thông sau: Tương tự cho EBPM: Đối với EBPA: GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 15 SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học Dung lượng cell đượng dẫn trực tiếp qua hai chặng là: Từ đó, ta thấy tốc độ người dùng cell không phụ thuộc vào đường dẫn trực tiếp hay qua hai chặng mà phụ thuộc vào chế định tuyến người dùng Tập hợp X={x1, x2, … xNtotal} với: Tốc độ liệu MS thứ i là: Kết hợp (31)-(33) (36) ta được: Với 𝜑𝑖 hệ số băng thông đường dẫn, đường dẫn khác ta có: Kết hợp (37) (38) dung lượng là: 2.4 Mô Trong phần này, tác giả sử dụng matlab để mô dung lượng cell với băng thông đường dẫn khác dựa tái sử dụng phần Các tham số thể qua hình 2.5 GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 16 SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học Hình 2.5:Các tham số đầu vào Hình 2.6:Dung lượng cell với tái sử dụng cứng nhắc Hình 2.6 mô tả dung lượng cell băng thông đường dẫn khác với đề xuất tái sử dụng phần cứng nhắc Chúng ta thấy dung lượng tối đa EBPL EBPA EBPM khác Với EBPL đạt dung lượng lớn 𝑅𝑒𝑓𝑓 1.6 EBPA EBPM đạt dung lượng lớn với 𝑅𝑒𝑓𝑓 1.8 2.0 GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 17 SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học Hình 2.7:Dung lượng cell với tái sử dụng mềm dẻo Hình 2.7 mô tả dung lượng cell băng thông đường dẫn khác với đề xuất tái sử dụng phần mềm dẻo Chúng ta thấy EBPA đạt dung lượng cao nhất, sau EBPM EBPL Hình 2.8:Mô tả tác động lên SINR Hình 2.8 mô tả tác động lên SINR Với phương pháp truyền thống SINR rìa cell thấp Tuy nhiên SINR cải thiện cách rõ rệt hai phương pháp tái sử dụng cứng nhắc tái sử dụng mềm dẻo Và qua so sánh ta dễ dàng thấy phương pháp tái sử dụng phần mềm dẻo tốt so với phương pháp lại GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 18 SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học Hình 2.9:So sánh dung lượng hai phương pháo tái sử dụng phổ Hình 2.9 mô tả dung lượng hai phương pháp tái sử dụng phổ Từ ta thấy phương pháp tái sử dụng phổ cách mềm dẻo tốt phương pháp lại GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 19 SVTH: Dương Thái Học Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học KẾT LUẬN Tuy thời gian thực học phần “Thực tập tốt nghiệp” không dài, lại khoảng thời gian có ý nghĩa sinh viên năm cuối Qua thời gian thực tập, em có nhìn cụ thể, rõ ràng công việc liên quan đến ngành học sau trường Kỳ thực tập tốt nghiệp giúp em nắm rõ yêu cầu công việc để từ tự trang bị thêm kiến thức cho phù hợp với công việc Việc thực tập kiểm tra thực tế nhỏ để em có dịp xem xét cách xác khả năng, lực kiến thức Tuy nhiên, báo cáo em nhiều thiếu sót hiểu biết hạn chế, mong đóng góp thầy cô để kiến thức em hoàn thiện Một lần nữa, em xin cảm ơn Khoa Điện tử - Thông tin, Viện Đại học Mở Hà Nội đặc biệt thầy TS Phạm Doãn Tĩnh tận tình bảo, giúp đỡ em hoàn thành báo cáo Em xin chân thành cảm ơn! GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 20 SVTH: Dương Thái Học Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO F Akyildiz and D M Gutierrez-Estevez, Physical Communication 3, 217 (2010) B Clerckx, A Lozano, S Sesia, C van Rensburg, and C B Papadias (eds.), EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking 2009, (2009) J Parikh and A Basu, International Journal of Computer Applications (09758887) 13, 17 (2011) L Wang, Y Ji, F Liu, and J Li, IEEE IWCMC Proceedings 177 (2008) R Pabst, B H Walke, D C Schultz, P Herhold, H Yanikomeroglu, S Mukherjee, H Viswanathan, M Lott, W Zirwas, M Dohler, H Aghvami, D D Falconer, and G P Fettweis, IEEE Commun Mag 42, 80 (2004) Z Tang and G Wei, Proc IEEE Wireless Communications and Networking Conference WCNC, Budapest, Hungary (2009), pp 1–5 W H Park and S Bahk, Computer Communications 32, 703 (2009) M Liang, F Liu, Z Chen, Y F Wan, and D C Yang, Proceeding of IEEE Vehicle Technology Conference, Barcelona, Spain (2009), pp 1–5 10 N N Van, F Liu, P Wang, and J Wang, 7th International Conference on Wireless Communications, Networking and Mobile Computing (Wicom2011), Wuhan, China, August (2011) 11 H Hu, Master of Applied Science (2003) 12 V Sreng, H Yanikomeroglu, and D D Falconer, IEEE VTC’2003 3, 1949 (2003) 13 T Liu, M Rong, and H Shi, IEEE Proc WCNC Las Vegas; IEEE 1, 177 (2006) 14 R Pabst, N Esseling, and B Walke, Journal of Communications and Networks 7, 104 (2005) 15 P H J Chong and C Leung, Int Journal of Wireless Information Networks 10, 17 (2003) A Pattavina, S Quadri, and V Trecordi, Wireless Networks 5, 299 (1999) GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 21 SVTH: Dương Thái Học [...]... kết hợp của relay OFDMA và MIMO được gọi là MIMO- OFDMA relay là một giải pháp hấp dẫn trong việc tăng hiệu suất hệ thống Mặc dù một số nghiên cứu đã hoàn thành đối với mạng MIMO- OFDMA truyền thống, nhưng chúng không thể áp dụng cho MIMO- OFDMA relay Bởi vì việc phân bổ tài nguyên trong các chặng khác nhau cần phải cùng phối hợp để tránh tình trạng thiếu dữ liệu hay tràn dữ liệu tại các node relay Một... trình bày trong [8] và [9] Bài báo này, tác giả tập trung phân tích phương pháp phân bổ tài nguyên dựa trên tái sử dụng từng phần phổ 2.2 Mô hình hệ thống Chúng ta giả thiết hệ thống di động OFDMA -MIMO bao gồm 19 cell như hình 1.6 RSs lần lượt được phân bổ ở rìa cell và liên kết với các BS Bán kính của cell là R và khoảng cách từ BS đến FRN là R1 Tỷ số R1/R được thiết lập là 2/3 trong bài báo Trong một... phát triển nhanh của truyền thông di động dẫn đến nhu cầu của người sử dụng dịch vụ trong tương lai gần Với nhưng yêu cầu khắt khe trong các tiêu chí của mạng 4G [1-3] đã thúc đẩy sự nghiên cứu giúp tăng thông lượng và vùng phủ Một trong những giải pháp hứa hẹn nhất đó chính là công nghệ relay mà có thể nâng cao hiệu suất của mạng di động Với giải pháp tăng cường relay có thể đem lại hai lợi thế: Thứ... relay Orthogonal frequency division multiplex access (OFDMA) đã được đề xuất như là một công nghệ hứa hẹn cho hệ thống không dây băng rộng trong tương lai Nhưng hiện tại, nó không thể giảm thiểu nhiễu được như code division multiplex access (CDMA) có thể làm Do đó việc phân bổ tài nguyên vô tuyến là một điều hết sức quan trọng đối với việc thiết kế hệ thống Hệ thống MIMO với nhiều anten tại cả điểm... đem lại dịch vụ với giá thành thấp hơn [4-5] Thứ hai, việc thêm vào các RSs có thể gia tăng thông lượng nhờ việc sử dụng lại tài nguyên vô tuyến Tuy nhiên, tăng cường relay cũng gặp phải một số vấn đề nhất định Thêm vào các RSs đồng nghĩa với thông tin được liên lạc qua nhiều chặng Do đó cần có một cơ chế quản lý tài nguyên vô tuyến sao cho có thể khai thác được các lợi ích từ tăng cường relay Orthogonal... FRN-MSs trong cell A, B và C Với tái sử dụng mềm dẻo thì trong cell A: Trong vùng trong, tần số F1 được sử dụng cho FRN-MSs và với vùng ngoài F2 và F3 lần lướt được sử dụng cho BS-FRN và BS-MS Tương tự đối với các cell B và C Đối với tăng cường MIMO- OFDMA relay cho mạng di động, thì đường liên kết BS-FRN được coi là line of sight (LOS) với điều kiện kênh truyền tốt và giả thiết các đường liên kết khác... nhiên trong một cell thì một trong các phổ tần con được phân cho các người dùng ở xa và phần còn lại được phân cho các người dùng ở gần trạm BS hơn Trong hình 2.2, với tái sử dụng cứng ta có tần số FBM và FBF là cố định và được dùng lần lượt cho BS-MSs và BS-FRNs Đối với vùng ngoài, FFMA, FFMB và FFMC lần lượt là tần số được sử dụng cho đường FRN-MSs trong cell A, B và C Với tái sử dụng mềm dẻo thì trong. .. của cell như sau Với đề xuất sử dụng lại từng phần một cách mềm dẻo như trong hình 2.4 B1, B2, B3 lần lượt biểu thị băng thông của F1, F2, F3 do đó: Với: GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 14 SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học Hình 2.4 :Phân bổ phổ tần trong 19 cell dưới đề xuất tái sử dụng mềm dẻo Từ hình 2.4 chúng ta thấy rằng phân bổ phổ tần trong đề xuất tái... downlink Nguyên tắc của phổ vô tuyến dựa trên cơ chế tái sử dụng từng phần mềm hoặc cứng được minh họa trong hình 2.2 GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 9 SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học Hình 2.2:Tái sử dụng cứng nhắc và mềm dẻo Đối với tái sử dụng cứng, phổ tần được chia thành nhiều phổ con cố định mà được phân bổ tới cell theo một mẫu định trước Đối với tái... dùng có thể được kết nối tới BS với một chặng hoặc kết nối tới FNR với hai chặng Tuy nhiên việc lựa chọn kết nối đến BS hay FNR còn phụ thuộc vào thuật toán khoảng cách, thuật toán pathloss và thuật toán SINR [10] GVHD: TS Phãm Doãn Tĩnh 8 SVTH: Dương Thái Học Chương 2: Nội dung thực tập Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học Hình 2.1: Cấu trúc relay trong mạng di động Trong bài báo này, tác giả chỉ tập ... NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN TRONG MẠNG DI ĐỘNG VỚI MIMO-OFDMA RELAY Giảng viên hướng dẫn : TS PHẠM DOÃN TĨNH Sinh viên thực... ĐỀ TÀI THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên: DƯƠNG THÁI HỌC Lớp: K15NC Khoá: Ngành đào tạo: Hệ đào tạo: ĐHCQ 1/ Tên đồ án tốt nghiệp: Phân bổ tài nguyên vô tuyến mạng di động với mimo-ofdma. .. tài nguyên vô tuyến mạng di động với MIMO-OFDMA relay Dưới hướng dẫn TS Phạm Doãn Tĩnh Đây là mô ̣t đề tài nghiên cứu khoa ho ̣c mới, có số kết thực nghiệm trình phát triển Với đề tài này,