DSpace at VNU: Tối ưu cấu trúc mạng di động thế hệ mới tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập...
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN MINH HƢỚNG TỐI ƢU CẤU TRÚC MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - Tháng 6/2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN MINH HƢỚNG TỐI ƢU CẤU TRÚC MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Truyền liệu Mạng máy tính Mã số: LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Trần Hồng Quân Hà Nội - Tháng 6/2015 Lời cảm ơn Trước tiên xin cảm ơn tới thầy cô giáo Trường Đại học Công nghệ Đại Học Quốc Gia Hà Nội, Viện Khoa học kỹ thuật Bưu điện tận tình bảo tơi suốt khóa học; Cảm ơn tập thể lớp K17 chuyên ngành Truyền liệu Mạng máy tính; Cảm ơn thầy với ý kiến góp ý q báu q trình tơi thực đề tài Đặc biệt, chân thành cảm ơn PGS.TS Trần Hồng Qn tận tình hướng dẫn, bảo tơi học tập nghiên cứu Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân bạn bè tơi, người ln khích lệ tơi suốt trình học tập nghiên cứu Do thời gian điều kiện có hạn nên luận văn khó tránh khỏi thiếu sót, tơi mong nhận góp ý từ q thầy bạn bè đồng nghiệp Lời cam đoan Tôi xin cam đoan kết đạt luận văn sản phẩm riêng cá nhân tôi, không chép người khác Trong toàn nội dung luận văn, điều trình bày cá nhân tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu trích dẫn rõ ràng Tất tài liệu mà tơi nghiên cứu, tổng hợp có phụ lục "Tài liệu tham khảo" cuối chương ghi chép rõ ràng Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm chịu hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan Hà Nội, ngày 06 tháng năm 2015 Nguyễn Minh Hướng MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT .9 Chƣơng 1: GIỚI THIỆU Error! Bookmark not defined 1.1 Một số đối tượng toán Error! Bookmark not defined 1.2 Phạm vi mục tiêu nghiên cứu Error! Bookmark not defined 1.3 Tổ chức luận văn Error! Bookmark not defined Chƣơng 2: MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI Error! Bookmark not defined 2.1 Giới thiệu Error! Bookmark not defined 2.2 Đặc điểm mạng NGN Error! Bookmark not defined 2.3 Khái niệm mạng LTE Error! Bookmark not defined 2.4 Kĩ thuật đa truy nhập mạng LTE Error! Bookmark not defined 2.4.1 OFDM Error! Bookmark not defined 2.4.2 OFDMA Error! Bookmark not defined 2.4.3 SC-FDMA Error! Bookmark not defined 2.5 Cấu trúc mạng LTE Error! Bookmark not defined 2.5.1 Thiết bị người dùng (UE) Error! Bookmark not defined 2.5.2 E-UTRAN Error! Bookmark not defined 2.5.3 Evolved Packet Core (EPC) Error! Bookmark not defined 2.6 Cấu trúc giao thức E-UTRAN Error! Bookmark not defined 2.6.1 Điều khiển vô tuyến (RLC) Error! Bookmark not defined 2.6.2 Điều khiển truy nhập trung gian (MAC) Error! Bookmark not defined 2.6.3 Các kênh logic kênh chuyển tải Error! Bookmark not defined 2.7 Tóm tắt chương Error! Bookmark not defined Chƣơng 3: CƠ SỞ LẬP KẾ HOẠCH MẠNG Error! Bookmark not defined 3.1 Những vấn đề thiết kế tế bào Error! Bookmark not defined 3.1.1 Phân loại tế bào Error! Bookmark not defined 3.1.2 Q trình tính tốn hệ thống tế bào Error! Bookmark not defined 3.2 Các mơ hình tính tốn Error! Bookmark not defined 3.3 Mơ hình Macrocell Error! Bookmark not defined 3.4 Mơ hình Microcell Error! Bookmark not defined 3.4.1 Mô hình Microcell hai chiều Error! Bookmark not defined 3.4.2 Mơ hình chiều Error! Bookmark not defined 3.5 Mơ hình truyền sóng nhà Error! Bookmark not defined 3.6 Tính tốn vùng phủ sóng Error! Bookmark not defined 3.7 Tính tốn lưu lượng Error! Bookmark not defined 3.8 Số kênh yêu cầu Error! Bookmark not defined 3.9 Tính tốn can nhiễu Error! Bookmark not defined 3.10 Tóm tắt chương Error! Bookmark not defined Chƣơng 4: TỐI ƢU MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ SAU Error! Bookmark not defined 4.1 Cực trị Error! Bookmark not defined 4.2 Phương pháp Gradient Error! Bookmark not defined 4.3 Qui hoạch tuyến tính Error! Bookmark not defined 4.4 Qui hoạch phi tuyến Error! Bookmark not defined 4.4.1 Qui hoạch dạng toàn phương: Error! Bookmark not defined 4.4.2 Phương pháp Hildreth-D'Esopo Error! Bookmark not defined 4.5 Các giải thuật cho toán tối ưu cấu trúc mạng di động hệ Error! Bookmark not defined 4.5.1 Thuật toán di truyền Error! Bookmark not defined 4.5.2 Thuật toán di truyền đa mục tiêu Error! Bookmark not defined 4.5.3 Thuật toán Tabu Search Error! Bookmark not defined 4.6 Mơ phỏng, tính tốn đánh giá Error! Bookmark not defined 4.6.1 Mơ phỏng, tính tốn xác suất chặn, số kênh tế bào Error! Bookmark not defined 4.6.2 Mô cường độ Erlang theo kênh Error! Bookmark not defined 4.6.3 Mô phỏng, tính tốn xác suất vùng phủ Error! Bookmark not defined 4.7 Tóm tắt chương Error! Bookmark not defined Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 5.1 Kết luận: Error! Bookmark not defined 5.2 Hướng nghiên cứu tiếp theo: Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 11 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Kiến trúc mạng NGN Error! Bookmark not defined Hình 2.2 Cấu trúc mạng LTE Error! Bookmark not defined Hình 2.3 Tín hiệu OFDM miền tần số miền thời gianError! Bookmark not defined Hình 2.4 Lập lịch phụ thuộc kênh hai người dùngError! Bookmark not defined Hình 2.5 Một ví dụ so sánh OFDMA SC-FDMA Error! Bookmark not defined Hình 2.6 Cấu trúc LTE E-UTRAN Error! Bookmark not defined Hình 2.7 Khối giao thức mặt phẳng người dùng Error! Bookmark not defined Hình 2.8 Cấu trúc giao thức tuyến xuống LTE Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Hình mẫu sử dụng lại tần số Error! Bookmark not defined Hình 3.2 Đường cong Erlang B Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Chia tế bào Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Lưu đồ tính tốn hệ thống tế bào Error! Bookmark not defined Hình 3.5 Can nhiễu lẫn hai tế bào Error! Bookmark not defined Hình 4.1 Diễn biến phương pháp Grandient với độ dốc âmError! Bookmark not defined Hình 4.2 Các thủ tục thuật tốn di truyền Error! Bookmark not defined Hình 4.3 Mơ cường độ lưu lượng ErlangB Error! Bookmark not defined Hình 4.4 Mơ cường độ (Erlang) theo kênh Error! Bookmark not defined Hình 4.5 Kết mơ xác suất vùng phủ Error! Bookmark not defined Hình 4.6 Kết mơ xác suất vùng phủ với ảnh hưởng fading Error! Bookmark not defined DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Các kênh chuyển tải MAC Error! Bookmark not defined Bảng 2.2 Các kênh logic MAC Error! Bookmark not defined Bảng 3.1 Một số đặc trưng tế bào Error! Bookmark not defined Bảng 4.1 Mơ tính xác suất chặn Error! Bookmark not defined Bảng 4.2 Các tham số mô xác suất vùng phủ Error! Bookmark not defined BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT ARQ Automatic Repeat Request ATM Asynchronous Transfer Mode AWGN Additive White Gaussian Noise BS Base station CA Carrier Aggregation CDMA Code division multiple access CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance DEM Digital elevation model DSDV Destination-Sequenced Distance Vector EUTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network EPC Evolved Packet Core FIFO First In First Out GPRS General Packet Radio Service GSM Global System for Mobile communication HARQ Hybrid Automatic Repeat Request HSPA High speed packet access IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineering I/O Input/output LAN Local Area Network LTE Long Term Evolution MAC Media Access Control MIMO Multiple input multiple output NGN Next Genaration Network OFDMA Orthogonal Frequency Domain Multiple Access PDN Packet Data Network PRnet Packet Radio Network QoS Quality of Service RNC Radio Network Controller SC-FDMA Single Carrier Frequency Domain Multiple Access SIM Subscriber Identity Module SINR Signal to Interference Noise Ratio TDMA Time Division Multiple Access UMTS Universal Mobile Telecommunications Systems USIM User Service Identity Module UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network WIFI Wireless Fidelity WiMAX World Interoperability for MicroAccess WLAN Wireless Local Area Network WWAN Wireless Wide Area Networks WCDMA Wideband Code Division Multiple Access 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt PGS.TS Nguyễn Đình Việt Bài giảng đánh giá hiệu mạng máy tính (2008) Trường Đại học Cơng nghệ - Đại học quốc gia Hà Nội TS Nguyễn Quý Minh Hiền Mạng viễn thông hệ sau (NGN) Viện khoa học kĩ thuật Bưu điện (2001) Tiếng Anh Ajay R Mishra Nokia Networks ADVANCED CELLULAR NETWORK PLANNING AND OPTIMISATION Ampereen teknillinen yliopisto, Julkaisu Future Mobile Communications: LTE Optimizat and Mobile Network Virtualization Faculty of Physics and Electrical Engineering, University of Bremen Ashutosh Dutta Systems Optimization for Mobility Management Christophe, Chevallier, Christopher Brunner, Andrea Garavaglia, Kevin P Murray, Kenneth R Baker WCDMA (UMTS) DEPLOYMENT HANDBOOK Gusshausstrasse 25/389 SIMULATIN THE LONG TERM EVOLUTION PHYSICAL LAYER, A-1040 Vienna, Austria Institute of Communications and Radio-Frequency Engineering Vienna University of Technology H.P Keelery, B Błaszczyszyny and M K Karray, SINR-based k-coverage probability in cellular networks with arbitrary shadowing Indoor Planning in Broadband Cellular Radio Network Tampere University of Technology 10 International Journal of Computer Applications Traffic Modeling in Mobile Communication Networks 11 Jaana Laiho and Achim Wacker Radio Network Planning and Optimisation for UMTS, Both of Nok ia Networks, Nok ia Group, Finland 12 John Wiley & Sons, Ltd 2007 WCDMA for UMTS-HSPA Evolution and LTE 13 John Wiley & Sons Ltd Fundamentals of Cellular Network Planning and Optimisation The Atrium, Southern Gate West Sussex POl9 8SQ, England 14 John Wiley & Sons, Ltd LTE for UMTS-OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access 15 John Wiley & Sons, Ltd LTE for 4G Mobile Broadband Air Interface Technologies and performance; Cambridge University Press 16 Jenhui Chen and Ching-Yang Sheng Threshold Scheme Based on SINR Variation in LTE-A Networks 11 17 Jukka Lempiäinen Matti Manninen RADIO INTERFACE SYSTEM PLANNING FOR GSM/GPRS/UMTS 18 J.L VAN DEN BERG Self-Organisation in Future Mobile Communication Networks 19 Lucas Benedičič OPTIMIZATION AND PARALLELIZATION METHODS FOR THE DESIGN OF NEXT-GENERATION RADIO NETWORKS 20 Maciej J Nawrocki Understanding UMTS Radio Network Modelling, Planning and Automated Optimisation 21 Maria-Gabriella Di Benedetto Self-Optimized Radio Resource Management Techniques for LTE-A Local Area Deployments 22 Michael Welzl Network Congestion Control Managing Internet Traffic Leopold Franzens University of Innsbruck 23 National institute of informaiton and Communications Technology New gerneration network 24 Robert Akl, Manju Hegde, Alex Chandra CDMA Capacity Allocation and Planning Washington University, Missouri USA 25 Rony Kumer Saha and A.B.M Siddique Hossain A MATLAB Based Cellular Mobile Communication Laboratory American International UniversityBangladesh 26 O Aydin, U Birkel, A.Gaertner, RM Goerner, M.Hahn, L Sanchez-Perez UMTS RADIO NETWORK PLANNING GUIDELINE 27 Systems AALTO UNIVERSITY Self-Optimization of Coverage and Capacity in LTE using Adaptive Antenna 28 Xiaoheng Tan, Jing Pei, Xudong Ma, Yonggang Tang, Zhenlin Huang Optimal Value of Energy Detection Based on Cooperative Spectrum Sensing 29 Xuemin Huang Automatic Cell Planning for Mobile Network Design: Optimization Models and Algorithms 30 http://www.mathworks.com/ 31 https://www.coursera.org/course/matlab 12 ... QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN MINH HƢỚNG TỐI ƢU CẤU TRÚC MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Truyền liệu Mạng máy tính Mã số: LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI... 4.5 Các giải thuật cho toán tối ưu cấu trúc mạng di động hệ Error! Bookmark not defined 4.5.1 Thuật toán di truyền Error! Bookmark not defined 4.5.2 Thuật toán di truyền đa mục tiêu Error!... Chƣơng 2: MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI Error! Bookmark not defined 2.1 Giới thiệu Error! Bookmark not defined 2.2 Đặc điểm mạng NGN Error! Bookmark not defined 2.3 Khái niệm mạng LTE