CẤP PHÁT tài NGUYÊN CHO v2v TRONG MẠNG DI ĐỘNG THẾ hệ 5 (có code)

CẤP PHÁT tài NGUYÊN CHO v2v TRONG MẠNG DI ĐỘNG THẾ hệ 5 (có code) CẤP PHÁT tài NGUYÊN CHO v2v TRONG MẠNG DI ĐỘNG THẾ hệ 5 (có code) CẤP PHÁT tài NGUYÊN CHO v2v TRONG MẠNG DI ĐỘNG THẾ hệ 5 (có code) CẤP PHÁT tài NGUYÊN CHO v2v TRONG MẠNG DI ĐỘNG THẾ hệ 5 (có code) CẤP PHÁT tài NGUYÊN CHO v2v TRONG MẠNG DI ĐỘNG THẾ hệ 5 (có code)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CẤP PHÁT TÀI NGUYÊN CHO V2V TRONG MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ 5

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VIII DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT IX

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE ADVANCED 1

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1.1 Công nghệ LTE ADVANCED 1

1.1.2 Kỹ thuật kết hợp cộng gộp các sóng mang 2

1.1.3 Kỹ thuật MIMO-Multiple Input Multiple Output 3

1.1.4 Công nghệ chuyển tiếp (Relay node) 5

1.1.5 Kỹ thuật điều khiển giảm can nhiễu tăng cường giữa các tế bào eICIC 6 1.1.6 Kỹ thuật phối hợp đa điểm CoMP (Coordinated MultiPoint) 9

1.1.7 Kỹ thuật SC – FDMA đường lên trong LTE – A 9

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 10

1.3 HƯỚNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 11

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ D2D VÀ V2V TRONG THẾ HỆ 5G 12

2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ D2D TRONG MẠNG 5G 12

2.1.1 Khái niệm công nghệ D2D 12

2.1.2 Mô hình hệ thống và công thức tính toán D2D 12

2.1.3 Quản lý tài nguyên trong D2D 15

2.1.4 Tối ưu hóa cấp phát tài nguyên và năng lượng trong D2D 17

2.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ V2V TRONG MẠNG 5G 19

2.2.1 Khái niệm công nghệ V2V 19

2.2.2 Mô hình hệ thống và công thức tính toán V2V 20

2.2.3 Quản lý tài nguyên trong V2V 22

2.2.4 Tối ưu hóa cấp phát tài nguyên và năng lượng trong V2V 22

CHƯƠNG 3 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG SINGLE CELL CỦA D2D, V2V 24

3.1 THIẾT LẬP GIÁ TRỊ MÔ PHỎNG TRONG D2D VÀ V2V 24

3.2 THIẾT KẾ TỔN HAO ĐƯỜNG TRUYỀN PATHLOSS MODEL 26

3.3 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRÊN PHẦN MỀM MATLAB 27

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG, ĐÁNH GIÁ VÀ THẢO LUẬN 30

4.1 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM MATLAB 30

4.1.1 Kết quả mô phỏng Capacity của D2D SingleCell trong chế độ Randoms 30

4.1.2 Kết quả mô phỏng Outage của D2D SingleCell trong chế độ Randoms 33

4.1.3 Kết quả mô phỏng tối ưu hóa tài nguyên và năng lượng cho CUE và DUE Capacity SingleCell trong V2V 35

4.2 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 38

4.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

TIẾNG VIỆT 39

TIẾNG ANH 39

HÌNH 1.2 SỬ DỤNG ĐA ĂNG – TEN MIMO [1] 4

HÌNH 1.3 CÔNG NGHỆ CHUYỂN TIẾP [1] 5

HÌNH 1.4 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN GIẢM CAN NHIỄU TĂNG CƯỜNG GIỮA CÁC TẾ BÀO[1] 6

HÌNH 1.5 KỸ THUẬT LẬP DỊCH CHÉO SÓNG MANG [1] 7

HÌNH 1.6 XỬ DỤNG KHUNG CON GẦN NHƯ TRỐNG ABS [1] 8

HÌNH 1.7 KỸ THUẬT PHỐI HỢP ĐA ĐIỂM COMP [1] 9

HÌNH 1.8 SƠ ĐỒ KHỐI SC-FDMA ĐƯỜNG LÊN TRONG LTE-A [2] 10

HÌNH 1.9 SỰ KHÁC NHAU SC-FDMA VÀ _OF_DMA [2] 10

HÌNH 2.1 MÔ HÌNH HỆ THỐNG GIAO TIẾP TRONG D2D 12

HÌNH 2.2 NHIỄU CỦA D2D TRONG CHẾ ĐỘ UNDERLAY MODE 13

HÌNH 2.3 NHIỄU CỦA D2D TRONG CHẾ ĐỘ CELLULAR MODE 15

HÌNH 2.4 MÔ TẢ THUẬT TOÁN ROUND ROBIN 16

HÌNH 2.5 BIỂU DIỄN QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN D2D [3] 17

HÌNH 2.6 QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN D2D NGOÀI VÙNG CHO PHÉP[3] 18

HÌNH 2.7 TỐI ƯU HÓA TÀI NGUYÊN VÀ NĂNG LƯỢNG D2D [3] 19

HÌNH 2.8 MÔ HÌNH GIAO TIẾP XE CỘ KÍCH HOẠT D2D CHO LIÊN KẾT V2V [4] 20 HÌNH 2.9 NHIỄU TRONG GIAO TIẾP V2V KÍCH HOẠT D2D 21

HÌNH 2.10 QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN TRONG V2V [3] 22

HÌNH 2.11 TỐI ƯU HÓA TÀI NGUYÊN VÀ NĂNG LƯỢNG TRONG V2V [3] .23 HÌNH 3.1 QUÁ TRÌNH TẠO RA CÁC CUE, D2D TRONG SINGLE CELL 29

HÌNH 3.2 QUÁ TRÌNH TẠO RA CÁC CUE, DUE TRONG SINGLE CELL 29

HÌNH 4.1 CAPACITY D2D TRONG CHẾ ĐỘ RANDOMS 30

HÌNH 4.2 CAPACITY CUES TRONG CHẾ ĐỘ RANDOMS 31

HÌNH 4.3 CAPACITY TOTAL CELL TRONG CHẾ ĐỘ RANDOMS 31

HÌNH 4.4 CAPACITY CUE KHI KHOẢNG CÁCH THAY ĐỔI 32

HÌNH 4.5 CAPACITY D2D KHI KHOẢNG CÁCH THAY ĐỔI 32

HÌNH 4.6 OUTAGE CELL 33

HÌNH 4.7 OUTAGE D2D 33

HÌNH 4.8 OUTAGE CUES 34

HÌNH 4.9 TỐI ƯU HÓA TÀI NGUYÊN, NĂNG LƯỢNG CELL 35

HÌNH 4.10 TỐI ƯU HÓA TÀI NGUYÊN, NĂNG LƯỢNG CUES 35

HÌNH 4.11 TỐI ƯU HÓA TÀI NGUYÊN, NĂNG LƯỢNG DUE 36

HÌNH 4.12 TỐI ƯU HÓA TÀI NGUYÊN VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA CUE KHI TỐC ĐỘ DUES THAY ĐỔI 37

HÌNH 4.13 TỐI ƯU HÓA TÀI NGUYÊN VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA DUE KHI TỐC ĐỘ DUES THAY ĐỔI 37

BẢNG 1.2 SO SÁNH CÁC PHIÊN BẢN LTE VÀ LTE-A 2

BẢNG 1.3 SO SÁNH ĂNG-TEN LTE VÀ LTE-A 4

BẢNG 3.1 THIẾT LẬP GIÁ TRỊ MÔ PHỎNG D2D 24

BẢNG 3.2 THIẾT LẬP GIÁ TRỊ MÔ PHỎNG V2V 25

BẢNG 3.3 THIẾT LẬP CÁC THÔNG SỐ TỔN HAO ĐƯỜNG TRUYỀN SUI PATHLOSS MODEL 26 BẢNG 3.4 THIẾT LẬP CÁC THÔNG SỐ CỦA WINNER II PATHLOSS MODEL27

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

3GPP 3rd Generation Partnership Project

4G Fourth-Generation

5G 5th-Generation Wireless Systems

AWGN Additive White Gaussian Noise

BS Base Station

CELLM Cellular Mode

CoMP Coordinated MultiPoint

Hybrid ARQ Hybrid Automatic Repeat Request

IDFT Inverse Discrete Fourier transform

IEEE Institute _of_ Electrical and Electronics EngineersITU International Telecommunication Union

LTE Long Term Evolution

LTE-A Long Term Evolution Advanced

MIMO Multiple-Input And Multiple-Output

_OF_DMA Orthogonal Frequency-Division Multiple AccessPRB Physical Resource Block

SCCPCH Secondary Common Control Physical ChannelSC-FDMA Single-Carrier Frequency-Division Multiple AccessTTI Transmission Time Interval

UE User Equipment

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 1/47

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LTE

ADVANCED

1.1 Giới thiệu chung

1.1.1 Công nghệ LTE ADVANCED

- LTE ADVANCED (viết tắt của cụm từ Long Term Evolution- Advanced) là

một chuẩn truyền thông kết nối không dây tốc độ cao cho các thiết bị di động,

đã được chính thức đệ trình bởi tổ chức 3GPP tới ITU-T năm 2009 và đượcphát hành vào năm 2012 Mục tiêu của 3GPP LTE Advanced là đạt được vàvượt qua các yêu cầu của ITU (Tổ chức viễn thông quốc tế thuộc Liên hiệpquốc)

- LTE-A Release 10 là phiên bản được phát triển lên từ mạng 4G LTE Release

8,9 nhằm đáp ứng được tiêu chuẩn yêu cầu tổ chức IMT-Advanced LTE-Avẫn giữ lại các kỹ thuật _OF_DMA, SC-FDMA, Hybrid ARQ, MIMO…

- Điểm nổi bật của công nghệ LTE-A:

 Carrier Aggregation : Kết hợp cộng gộp các sóng mang con

 MIMO-Multiple Input Multiple Output: Sử dụng đa Antenna đầu vào, đaAntenna đầu ra

 Relay Node : Trạm chuyển tiếp

 Coordinated Multipoint – CoMP: Phối hợp đa điểm

- Thông tin về đặt tính LTE –A được thể hiện ở bảng bên dưới, so với 4G LTE

thì LTE chỉ đạt tốc độ DL đạt ~300Mbps, UL ~75Mbps, độ trễ truyền dữ liệu

~10ms

CẤP PHÁT TÀI NGUYÊN CHO V2V

LTE LTE Advanced

Release 8 Release 9 Release 10 Release 11 Release 12

and BeyondFDD and

TDD

Support

Enhanced voicefallback

(CSFB),VoLTE,LTE Broadcast(eMBMS)

CarrierAggregation,relays,

HelNets(eICIC/IC),CoMP,MIMO

Realizes fullbenefits _of_

HetNets(eICIC/IC)

LTE Direct,HetNets

enhancements,Multiflow,Wifiinterwoking

Bảng 1.2 So Sánh các phiên bản LTE và LTE-A

1.1.2 Kỹ thuật kết hợp cộng gộp các sóng mang

- Kỹ thuật kết hợp cộng gộp sóng mang (carrier aggregation): Cho phép cácsóng mang thành phần - được cộng gộp vào nhau trên các băng tần khác nhau và tạothành một kênh sóng mang lớn có tốc độ băng thông rất lớn lên đến 100 Mhz

- Trong chuẩn của LTE-A, băng thông thành phần sóng mang là: 1.4, 3, 5, 10,15Mhz và 20 Mhz Sóng mang thành phần được ký hiệu CC (Component Carrier) Bảng 1.1 So Sánh thông số LTE và LTE-A

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 3/47

- Mỗi kênh tần số được phép cộng gộp 5 thành phần sống mang con Do đó kỹthuật này đêm lại băng thông cao gấp 5 lần băng thông LTE thông thường

1.1.3 Kỹ thuật MIMO-Multiple Input Multiple Output

- Ở những trạm thu phát sóng và các thiết bị đầu cuối di động MIMO cho phép

sử dụng kết hợp nhiều ăng-ten để gửi và nhận dự liệu

- Trong chuẩn LTE-A sử dụng 8 cặp ăng-ten tải xuống và 4 cặp ăng-ten tải lên.Điều này có sự khác biệt rất rõ so với số lượng ăng-ten ở LTE được mô tả ở bảngdưới:

Bảng 1.3 So sánh Ăng-ten LTE và LTE-A CẤP PHÁT TÀI NGUYÊN CHO V2V

Hình 1.1 Thành phần sóng mang CC [1]

Chức năng của MIMO:

 Tại rìa của các cell, và trong lúc xe cộ đang di chuyển với tốc độ caothường hay xảy ra nhiễu tín hiệu Vì vậy các bộ ăng-ten thu phát MIMO

sẽ tập trung tín hiệu đường truyền vô tuyến vào hướng cụ thể điều nàygiúp khả năng thu được tín hiệu mạnh hơn

 Ở môi trường tín hiệu ít xảy ra nhiễu hoặc người dùng đúng gần trạmphát, hoặc đứng yên, thì các ăng-ten MIMO sẽ thực hiện kỹ thuật Ghépkênh không gian, các ăng-ten phát ra các luồng tín hiệu song song đếnăng-ten thu, điều này giúp cho việc nhận dữ liệu có tốc độ nhanh, gấp 8

lần

1.1.4 Công nghệ chuyển tiếp (Relay node)

Hình 1.2 Sử dụng đa Ăng – ten MIMO [1]

Downlink Uplink

Ăng ten LTE -A 2x4 4x4

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 5/47

- Công nghệ chuyển tiếp được dùng để mở rộng vùng phủ sóng tới những nơi

có tín hiệu yếu

- Chế độ Relay node được bật lên khi trạm thu phát gặp sự cố không hoạt động,

hoặc những nơi có vùng phủ tín hiệu yếu thông qua liên kết Backhaul, Relaynode lúc này sẽ nhận thông tin tín hiệu từ trạm BS sau đó lập tức giải mã dữliệu và chuyển phát đến thiết bị đầu cuối của người dùng đang được kết nối

- Hiệu quả: Mở rộng vùng phủ sống, hạn chế nhiễu, tăng số lượng kết nối

người dùng đến Trạm BS, Relay node có thể sử dụng chung phổ tần số củatrạm thu phát để liên lạc với trạm thu phát và với các thiết bị đầu cuối dễdàng

các tế bào eICIC

- eICIC (enhanced Inter-Cell Interference Coordination) Kỹ thuật enhancedInter-Cell Interference Coordination được gọi là mạng phức hợp

các cell lớn hơn có công phát lớn sẽ dễ dàng xảy ra tình trạng nhiễu chính vìvậy kỹ thuật này sẽ giúp giải quyết hiện tượng nghẽn mạng

- Giao thức eICIC của LTE-A được xây dựng dựa trên kỹ thuật điều khiển

giảm can nhiễu giữa các tế bào ICIC (Inter-Cell Interference Coordination)của LTE vốn để giúp giảm can nhiễu giữa hai cell lớn (macro cell) trongmạng đồng nhất (Homogeneous network)

CẤP PHÁT TÀI NGUYÊN CHO V2V

Hình 1.3 Công nghệ chuyển tiếp [1]

Hình 1.4 Kỹ thuật điều khiển giảm can nhiễu tăng cường giữa các tế bào[1]

- Đặc điểm ICIC: giảm được công xuất phát, tần số, thời gian, các trạm BS có

thể sử dụng chung tài nguyên tần số để liên lạc với người dùng nằm ở ngoàirìa cell, phát các tín hiệu điều khiển trong đó có chứa các thông tin vềquản lý như lịch trình hoạt động, các yêu cầu phát lại, và các chỉ dẫn đểgiải mã ,có thể chịu được lượng can nhiễu tương đối cao

- Trong cùng một cell, khi các cell lớn lấn át tín hiệu của các cell nhỏ, thì việc

kết nối giữa các thiết bị đầu cuối và trạm thu phát sẽ trở nên khó khăn hơn,hiện tượng nhiễu xuất hiện, giao thức eICIC sẽ xử lý:

 Xử dụng kỹ thuật lập dịch chéo sóng mang CCS (cross-carrier scheduling)qua việc kiểm tra các trạm phát có sử dụng kỹ thuật kết hợp cộng gộpsóng mang hay không, sau đó sẽ sử dụng những kênh sóng mang riêngbiệt không trùng với kênh sóng mang cộng gộp để gửi tín hiệu điều khiển

đi thông qua

kênh đường xuống PDCCH (Physical Downlink Control Channel)

PDCCH có thể được truyền đi kênh lưu lượng với công suất cao

CCS: Trong Marco Cell lớn, vòng tròn màu xanh dương biểu thị thànhphần sóng mang chính PCC (Primary Component Carrier), màu xanh lá

Sóng mang PCC phát ra công xuất cao hơn sóng SCC do đó cell sửdụng PCC để phục vụ, và ngược lại ở small cell Khu vực màu đỏ đượcchỉ định dùng cho kênh điều khiển vật lý đường xuống PDCCH mangthông tin điều khiển đường xuống DCI (Downlink Control

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 7/47

Information) để sắp xếp người dùng sử dụng kênh qua kênh mang dữliệu PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)

thì lúc này các users ở vùng biên của small cell sẽ sử dụng chung tần sốcủa Marco cell trong khung con trống ABS (Almost Blank Subframe)trong các khoản thời gian khác nhau để chúng truyền dữ liệu và tín hiệuđiều khiển và ngược lại đối với các user vùng biên Marco, việc sửdụng khung con gần như trống ABS hiệu quả là ít xảy ra can nhiễu.Được biễu diễn ở hình bên dưới

1.1.6 Kỹ thuật phối hợp đa điểm CoMP (Coordinated MultiPoint)

CẤP PHÁT TÀI NGUYÊN CHO V2V

Hình 1.6 Xử dụng khung con gần như trống ABS [1]

Hình 1.5 Kỹ thuật lập dịch chéo sóng mang [1]

Hình 1.7 Kỹ thuật phối hợp đa điểm CoMP [1]

- Phối hợp đa điểm cho phép một thiết bị đầu cuối cùng một lúc trao đổi dữ

liệu với nhiều trạm thu phát, và các trạm BS cùng lúc trao đổi dữ liệu vớithiết bị di động

- Nét đứt chấm tròn biểu thị thiết bị di động tải dữ liệu lên trạm BS, mũi tên

nét liền màu đen biểu thị cho trạm BS truyền dữ liệu xuống thiết bị di động.Thiết bị di động có thể truyền dữ liệu lên các trạm BS (Nét đứt chấm tròn) lâncận việc này giúp làm giảm công xuất phát cho thiết bị, các trạm BS lân cậnnhận tín hiệu và truyền cùng lúc đến các thiết bị cuối theo mũi tên nét liềnmàu đen

- Các trạm phát cùng lúc truyền dữ liệu đến 1 thiết bị điện thoại theo hình mũi

tên liền màu đỏ giúp cho chúng nhận được tín hiệu nhiều hơn, nhanh chóng,đặt biệt là các thiết bị ở ngoài rìa của cell nơi nhận tín hiệu rất yếu Giúp thiết

bị có khả năng kết nối mạng tốt hơn, ổn định hơn

1.1.7 Kỹ thuật SC – FDMA đường lên trong LTE – A

- Ở bộ máy phát SC-FDMA: Dữ liệu đầu vào tốc độ cao được chuyển đổi sang

tốc độ thấp hơn nhờ bộ S to P, sau được chuyển từ miền thời gian sang tần số(DFT) để trải thông tin, sau đó sắp xếp sóng mang con, phân bổ năng lượng, sau đó

dữ liệu được qua miền thời gian từ bộ IDFT, chuyển đổi dữ liệu song song sang nốitiếp và chèn tiền tố vòng (khoảng bảo vệ CP/PS), sau đó khuếch đại tín hiệu truyền

đi (Channel)

- Ở bộ máy nhận SC-FDMA thực hiện quá trình ngược lại.

Hình 1.8 Sơ đồ khối SC-FDMA đường lên trong LTE-A [2]

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 9/47

1.2 Mục tiêu đề tài

- Tìm hiểu về công nghệ D2D và V2V

- Tìm hiểu về kỹ thuật cấp phát tài nguyên và năng lượng trong mạng LTE-A

- Tìm hiểu kỹ thuật kết hợp cấp phát tài nguyên và năng lượng (hoặc tối ưu việccấp phát tài nguyên và năng lượng) trong mạng LTE-A

- Mô phỏng hệ thống single cell (multi users, hexagonal cell, log-normalshadowing, pathloss model,…) bằng MATLAB

- So sánh với các phương pháp khác

1.3 Hướng thực hiện đề tài

- Đọc và tham khảo các tài liệu, bài báo về công nghệ trong mạng 5G, tìm hiểu

lý thuyết về các kỹ thuật trong mạng 4G LTE

- Mô phỏng trên phần mềm matlab và tình toán kết quả, đổi chiếu so sánh lýthuyết

CẤP PHÁT TÀI NGUYÊN CHO V2V

Hình 1.9 Sự khác nhau SC-FDMA và OFDMA [2]

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ D2D VÀ V2V TRONG THẾ HỆ

5G

1.4 Giới thiệu về công nghệ D2D trong mạng 5G

1.1.8 Khái niệm công nghệ D2D

D2D (Device-to-Device) communication, công nghệ D2D cho phép Users cókhoảng cách gần nhau kết nối với nhau mà không cần phải thông qua trạm BS

1.1.9 Mô hình hệ thống và công thức tính toán D2D

D2D trong chế độ Underlay mode:

Trong chế độ Underlay mode, 2 users trao đỗi dữ liệu trực tiếp với nhau màkhông cần phải thông qua trạm BS đồng thời mượn tần số CUEs là kênh phụ.Hình 2.1 Mô hình hệ thống giao tiếp trong D2D

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 11/47

Công thức SINR của CUEs ở eNB:

Công thức SINR của D2D-Rx:

Tại D2D-Rx: SNR của D2D-Rx được tính: (Công xuất phát của D2D-Tx x

Độ lợi antenna từ D2D-Tx đến D2D-Rx) trên công xuất phát CUE x Nhiễucủa CUE + hệ số nhiễu

Trong đó:

CẤP PHÁT TÀI NGUYÊN CHO V2V

Hình 2.2 Nhiễu của D2D trong chế độ Underlay mode

Tín hiệu hữu ích (Useful signals) được biểu diễn bởi:

|h m ,n|2: Độ lợi antenna CUE đến eNB

|h k ,n|2: Độ lợi antenna của D2D-Tx đến eNB

Nhiễu tín hiệu ở enB:

N0B: Mật độ nhiễu phổ công xuất N0và băng thông kênh truyền B

p m , n,p k , n,p c ,n : Biểu thị công xuất phát tương ứng của CUE, D2D Tx, eNBKhi SINR>SINR min thì tốc độ bit được tính theo công thức Shannon:

R = B× log2(1+SINR

Γ ) (1.3)

Trong đó: Γ =−2

3 × ln(5 × BER ) và BER=0.00005 D2D trong chế độ Cellular mode:

Trong chế độ Cellular mode, liên kết giữa CUEs và D2D không được thiết lập, ởchế độ này, 2 users D2D giao tiếp với nhau phải thông qua trạm BS BS đóng vaitrò như là relay

Công thức SINR của CUEs ở eNB:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 13/47

SINR m ,n C∨D ,UL=p m ,n|h

m ,n| 2(N0B)

¿

(1.5)

Xác xuất dừng (Outage): Khi SINR < SINRmin

1.1.10 Quản lý tài nguyên trong D2D

Quản lý tài nguyên của giao tiếp D2D trong chế độ Underlay mode được chia rathành 2 phần: Tạo lịch trình phục vụ CUEs và D2Ds trong TTI, sau đó chỉ định,ghép nối các kênh con kết nối CUEs và D2Ds bằng thuật toán RoundRobin/Randoms Allocation/Randoms Pairing (Rnd2) scheme

CẤP PHÁT TÀI NGUYÊN CHO V2V

Hình 2.3 Nhiễu của D2D trong chế độ Cellular mode

Randoms Allocation/Randoms Pairing (Rnd2) scheme: Chọn ngẫu nhiên các cặp

D2D và CUE được phục vụ trong TTI hiện tại, sau đó gán những kênh con kết nốiđến các cặp D2D và CUE ngẫu nhiên

Round Robin/FARthest CUE selection for D2D pairing (RR-FAR): Chọn ngẫu

nhiên các cặp D2D và CUE được phục vụ trong TTI hiện tại dựa vào sơ đồ thuậttoán Round Robin, sau đó các kênh con gán chỉ định đến CUE theo lịch trình vàcuối cùng D2d đã được ghép nối với CUE theo lịch trình và khoảng cách CUE lúcnày xa nhất Việc CUE được chọn ở khoảng cách xa sẽ hạn chế được nhiễu tín hiệuxảy ra, đồng thời các kênh truyền cấp phát sẽ được tận dụng tối đa và liên tục, giúptiết kiệm băng thông

Mô tả thuật toán Round Robin: Cấp phát tài nguyên (resource allocation) trong 1single cell dựa trên thuật toán RR ta giả sử: Kênh truyền có 40 kênh, 90 users sửdụng

Round Robin sẽ tạo ra 1 chu kỳ/40 kênh liên tục đều nhau, các users ngẫu nhiên sẽđược kết nối với các kênh truyền theo lịch trình Mỗi users sử dụng một kênh, ngẫunhiên

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 15/47

Hình 2.4 Mô tả thuật toán Round Robin

Cấp phát năng lượng: Bằng cách giới hạn công xuất phát của các CUEs và D2D.Tính các giá SINR, loại bỏ các SINR<SINRmin Kết hợp thuật toán RR để quản lý tàinguyên

1.1.11 Tối ưu hóa cấp phát tài nguyên và năng lượng trong D2D

Việc quản lý tài nguyên cấp phát năng lượng được biểu diễn ởvùng cho phép giới hạn của công xuất P max c và P max d Đường l c và l d lầnlượt minimum SINR của CUE và D2D Giao giữa hai đường l c và l d

tạo thành một vùng giao nhau được chú thích dấu gạch, các giá trịnằm trong vùng này sẽ đạt yêu cầu tối thiếu SINRmin ,đảm bảo không bịOutage ,được mô tả hình 2.5

CẤP PHÁT TÀI NGUYÊN CHO V2V

Hình 2.5 Biểu diễn quản lý tài nguyên D2D [3]

Và ngược lại khi các giá và điểm A nằm ngoài vùng cho phépcủa công xuất phát (maximum) CUE và D2D không đạt yêu cầutiêu chuẩn tối ưu hóa Bởi vì vượt giới hạn công xuất phát tối đanên CUE không chia sẽ phổ cho cặp D2D Được mô tả hình 2.6.

Ý tưởng: Để tối ưu hóa tài nguyên và năng lượng bằng cách giớihạn công xuất phát P max c và P max d , đồng thời tăng công xuất phát củaCUE, D2D và giảm nhiễu D2D và CUE nhưng vẫn đảm bảo đượcQoS Được chỉ rõ trong hình các điểm C,D,E,F

Tại các vị trí này công xuất phát đạt tối ưu và nhiễu thấp

Hình 2.6 Quản lý tài nguyên D2D ngoài vùng cho phép[3]

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 17/47

1.5 Giới thiệu về công nghệ V2V trong mạng 5G

1.1.12 Khái niệm công nghệ V2V

V2V là viết tắt của Vehicular to Vehicular Communications, dựa trên công nghệ

D2D, là nền tảng cơ sở để phát triển cho công nghệ V2V, công nghệ cho phép các ô

tô kết nối với nhau trực tiếp ngoài ra có sự liên kết giữa V2I intrastructure)

(Vehicular-to-1.1.13 Mô hình hệ thống và công thức tính toán V2V

CẤP PHÁT TÀI NGUYÊN CHO V2V

Hình 2.7 Tối ưu hóa tài nguyên và năng lượng D2D [3]

Mô hình giao tiếp xe cộ kích hoạt D2D cho liên kết V2I và V2V được biểu thị ởhình bên dưới, bao gồm: Khi 2 CUE kết nối với nhau sẽ hình thành liên kết DUE

và kích hoạt D2D gọi là V2V, liên kết giữa CUEs với BS được gọi là liên kết V2I

Dựa trên công nghệ D2D, công thức tính toán V2V tương tự D2D:

Tốc độ bit được tính theo công thức Shannon:

R = B× log2(1+SINR

Trong đó: Γ =−2

3 × ln(5 × BER ) và BER=0.00005

Công thức SINR của CUEm ở eNB:

Hình 2.8 Mô hình giao tiếp xe cộ kích hoạt D2D cho liên kết

V2V [4]