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 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 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 đào tạo quốc phòng học viện kỹ thuật quân Trần anh tối u hoá gán kênh cố định cho mạng di động tế bào luận văn thạc sĩ Kỹ thuật Hà Nội- 2005 giáo dục đào tạo quốc phòng học viện kỹ thuật quân Trần anh tối u hoá gán kênh cố định cho mạng di động tế bào Chuyên ngành: Kỹ thuật Vô tuyến điện tử 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 giáo dục đào tạo quốc phòng học viện kỹ thuật quân luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tên đề tài: Tối u hoá gán kênh cố định cho mạng di động tế bào Chuyên ngành: Kỹ thuật Vô tuyến điện tử thông tin liên lạc Mà số: 2.02.03 Ngày giao đề tài luận văn: 21 - 10 - 2004 Ngày hoàn thành luận văn: 16 - - 2005 Ngời thực hiện: Họ tên : Trần Anh Tấn Lớp: Cao học KT VTĐT TTLL Khoá:15 Hệ đào tạo: Tập trung Cán hớng dẫn: Họ 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 ký hiệu, chữ viết tắt BER Bit Error Ratio Tỷ lệ lỗi bit BS Base Station Trạm sở CDMA Code Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo mà Access 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 Chiến lợc vét cạn tần số Strategy Gán kênh cố định FCA Fixed Channel Assignment FDD Frequency Division Duplexing Song công phân chia theo tần số FEC Forward Error Correction Sửa lỗi hớng FFT Fast Fourier Transform BiÕn ®ỉi Fourier nhanh GA Genetic Algorithms Tht to¸n di trun LA Link Adaptation ThÝch nghi ®−êng trun LB Lower Bound CËn d−íi LOS Line Of Sight Tầm nhìn thẳng MS Mobile Station Máy di động NP Network Performance Chất lợng mạng OFDM Orthogonal Frequency Ghép kênh phân chia theo tần số trực Division Multiplexing giao PN Pseudorandom Noise Tạp âm giả ngẫu nhiên QAM Quadrature Amplitude Điều chế biên độ cầu phơng Modulation QoS Quality of Service Chất lợng dịch vụ R Requirement Exhaustive Chiến lợc vét cạn yêu cầu Strategy RF Radio Frequency Tần sè v« tun SA Simulated Annealing Kü tht đ m« SMK K.N Sivarajan, R.J McEliece Ba tác giả [26] and J.W Ketchum Tỷ số tín hiệu tạp ©m SNR Signal - to - Noise Ratio SINR Signal - to - Interference Noise Tû sè tÝn hiƯu trªn tạp âm xuyên Ratio nhiễu SIR Signal - to - Interference Ratio Tû sè tÝn hiƯu trªn xuyªn nhiƠu TDD Time Division Duplexing Song công phân chia theo thời gian TDMA UMTS Time Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo thời Access gian Universal Mobile Dịch vụ viễn thông di động toàn cầu Telecommunications Service UTRA UMTS Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS Mục lục Trang Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Mục lục Danh mục bảng I IV VIII Danh mục hình vẽ, đồ thị IX Mở đầu Chơng 1: Giới thiệu chung 1.1 Khái niệm tế bào 1.1.1 Tái sử dụng kênh mạng tế bào 1.1.2 Sự chia tách tế bào 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 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 mẫu gán kênh 19 2.2 Gán kênh động 23 2.2.1 DCA tËp trung 25 2.2.2 DCA kh«ng tËp trung 25 2.2.3 Chia tách kênh 28 2.2.4 Gán gói động 31 2.2.5 DCA mạng UTRA-TDD 32 2.3 Tối u hoá gán kênh mạng tế bào 33 2.3.1 Phơng pháp hạ xuống dốc 35 2.3.2 Phơng pháp ủ mô 35 2.3.3 Phơng pháp thuật toán di truyền 37 2.3.4 Gán kênh hệ thống W- CDMA 37 2.4 Dung lợng mạng tế bào phơng pháp nâng cao 38 dung lợng 2.4.1 Anten thích nghi 39 2.4.2 Phát 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 mạng 44 di động tế bào 3.1 Giới thiệu 44 3.2 Xây dựng toán 47 3.3 Những quy tắc kinh nghiệm 50 3.3.1 Hai phơng pháp xếp tế bào 50 3.3.2 Hai chiến lợc gán kênh 51 3.4 Gán kênh với việc xếp lại tế bào 51 3.4.1 Bốn thuật toán gán kênh 51 3.4.2 Độ phøc t¹p 54 3.4.3 VÝ dơ 54 3.5 Tèi −u việc gán kênh điểm nóng 57 3.5.1 Chiến lợc F chiến lợc R 57 3.5.2 Chiến lợc FR 59 3.6 Đánh giá chất lợng 63 3.6.1 Chất lợng thuật toán F/CR, F/DR, R/CR R/DR 67 3.6.2 ảnh hởng X Y chất lợng thuật 68 toán FR/CR FR/DR 3.6.3 Chất lợng thuật toán FR/CR FR/DR 68 3.7 KÕt ln 69 KÕt ln 70 Tµi liƯu tham khảo Danh mục bảng Trang Bảng 3.1 Phạm vi tần số nhận đợc F/CR, F/DR, R/CR 65 R/DR Bảng 3.2 Phạm vi tần số nhận đợc FR/CR FR/DR với 66 (7,2,5) yêu cầu kênh trờng hợp I Bảng 3.3 Phạm vi tần số nhận đợc FR/CR FR/DR với X vµ ≤ Y ≤ 66 XÐt mét ví dụ đơn giản, giả sử kênh đợc gán cho tế bào danh sách đà đợc xếp, tế bào tế bào khó khăn gán kênh sau xếp lại tế bào Vì kênh, chẳng hạn kênh 1, đợc gán hai lần cho tế bào Do việc gán kênh gán kênh cho tế bào khác, tế bào khó cho việc gán kênh Trái lại, chiến lợc F vấn đề Từ hai nhËn xÐt trªn, chóng ta cã thĨ thÊy r»ng hệ thống với thay đổi nhỏ yêu cầu kênh từ tế bào đến tế bào khác (hoặc yêu cầu kênh phân bố không đồng hơn), tối đa hoá số tế bào đồng kênh quan trọng Bởi vậy, chiến lợc R hớng tới cho chất lợng tốt Các hệ thống với yêu cầu kênh phân bố không đồng cao, điều quan trọng để thoả mÃn yêu cầu kênh tế bào khó khăn cho việc gán kênh Do đó, chiến lợc F hớng tới hoạt động tốt 3.5.2 Chiến lợc FR Để kết hợp u điểm chiến lợc R F, chiến lợc FR đà đợc đề xuất Đó chiến lợc gán kênh mức bao gồm gán kênh toàn sử dụng sử dụng chiến lợc R gán kênh cục sử dụng chiến lợc F Việc gán kênh toàn nhận dạng điểm nóng sử dụng chiến lợc R để tối đa hoá tế bào đồng kênh Việc gán cục tập trung gán kênh cho điểm nóng đà đợc xác nhận để xếp kênh cách chặt chẽ sử dụng chiến lợc F Khi kênh f đợc gán cho tế bào i (tế bào danh sách đà đợc xếp) gán toàn bộ, điểm nóng có tâm tế bào i (hoặc điểm nóng i) đợc xác nhận Rất khó khăn để có quy tắc ngỡng để xác định tế bào xuyên nhiễu tế bào i thuộc vào điểm nóng tế bào xuyên nhiễu không thuộc điểm nóng Chúng ta dùng phơng pháp kinh nghiệm cách xác định điểm nóng i chứa tế bào nằm phạm vi nhiễu tế bào i có yêu cầu kênh tơng đối cao Để đơn giản hoá tiến trình việc xác định tế bào với yêu cầu kênh tơng đối cao, định nghĩa tham số Y Giả sử tất tế bào xuyên nhiễu tế bào i tạo thành danh sách đợc xếp với độ khó gán kênh giảm dần Y tế bào danh sách đợc xếp, hay tế bào điểm nóng, đợc chọn để tham gia gán cục tiếp sau Giá trị Y đợc thay đổi để đạt đợc chất lợng khác Chú ý phơng pháp kinh nghiệm để nhận dạng điểm nóng Phơng pháp thật đơn giản nhng không tối u, có nhiều phơng pháp khác Ngay điểm nóng tế bào i đợc nhận dạng sử dụng phơng pháp trên, gán kênh toàn mở rộng để thực gán cục Gán cục sử dụng chiến lợc F để gán kênh cho tế bào điểm nóng điểm nóng i (nhng không bao gồm tế bào i) Trong gán kênh cục bộ, tế bào điểm nóng đợc phép nhận nhiều kênh hạng kênh phải nhỏ f + X , với X tham số nguyên khác đợc tạo ra/ điều chỉnh Trong thực tế, tìm đợc kênh với hạng nhỏ hay f (vì gán kênh toàn sử dụng chiến lợc R) vậy, kênh đợc chọn từ dÃy f + đến f + X gán cục Mục đích việc thiết lập giới hạn f + X để cực tiểu hoá xuyên nhiễu đợc tạo kênh đợc gán cách cục việc gán kênh Khi việc gán kênh cục đợc hoàn thành, việc gán kênh toàn đợc bắt đầu lại để gán kênh f tế bào danh sách đà xếp (sử dụng chiến lợc R) Nếu tế bào chấp nhận kênh f, tiếp tục với kênh f + Tiếp tục thủ tục tất yêu cầu kênh đợc thoả mÃn Việc kết hợp chiến lợc FR với phơng pháp xếp lại tế bào, có hai thuật toán gán kênh FR/CR FR/DR đà đạt đợc Lu ý xếp lại tế bào đợc sử dụng, tế bào đợc xếp lại sau lần gán kênh bất chấp gán kênh toàn hay gán kênh cục Tiếp theo, tóm tắt thuật toán FR/CR FR/DR nh sau: Gán toàn bé Input: C = [ cij] vµ M = (m1, m2, …, mN) Output: N(F*) For i = to N m’i = mi; f = 1; For i = to N if m’i = 0, di = else di = ∑Nj=1 m’j cij ; Sắp xếp tế bào thành danh sách có trật tự sử dụng thứ tự màu nút thứ tự cấp độ nút Tìm tế bào thứ i danh sách, cho việc gán kênh f cho tế bào i phù hợp với tất việc gán trớc Nếu tế bào i tìm ®−ỵc nÕu di ≠ m’i = m’i – 1, k = mi mi fik = f; nhảy đến bớc gán cục bộ; ngợc lại N(F*) = maxi,kfik EXIT; Ngợc lại f = f + nhảy đến bớc Gán cục counter = Khi counter ≤ Y thùc cho tế bào j với cij thùc hiÖn nÕu m’j = 0, dj = ; ngợc lại dj = Nk=1 mk cjk ; xếp tế bào với cij danh sách có thứ tự sử dụng thứ tự màu nút thứ tự cấp độ nút; bậc tế bào thứ danh sách dj 0, tìm kênh g với hạng nhỏ cho gán g cho tế bào j phù hợp với tất việc gán trớc f