sdfsd
3.2 Relay trong LTE-Advanced Trong mạng không dây tế bào, con đường giao tiếp giữa UE và cơ sở hạ tầng mạng dễ bị làm hỏng tới nhiều yếu tố môi trường như là mất đường, fading … Khi tốc độ dữ liệu cao hơn, mạng yêu cầu SNR cao với cải thiện kinh phí liên kết. Do đó, một lựa chọn sẽ làm tăng công suất truyền tải của trạm gốc để duy trì được cùng mức độ phủ sóng, nhưng nó sẽ gây ra nhiễu trong mạng. Một lựa chọn khác sẽ là một mạng với cơ sở hạ tầng dày đặc hơn, nó sẽ giảm khoảng cách UE tới hạ tầng. Khi triển khai như vậy, UE sẽ trải nghiệm một mức độ SNR tốt tại với chi phí hoạt động và bảo trì cao. Relaying là một trong những kịch bản triển khai đầy hứa hẹn, triển khai trạm gốc công suất thấp như RN trong mạng vĩ mô được che phủ. Nó giảm khoảng cách hạ tầng cơ sở với UE với một chi phí giảm. Liên kết Relay giữa RN và Donor eNB mang cả lưu lượng dữ liệu các UE cũng như tín hiệu điều khiển của các RN. Nó cũng xử lý S1 (Gateway-eNB), X2 (eNB-eNB) và giao diện không khí LTE thường (eNB-UE). Tương tự, Direct Link và Access Link đề cập tới kết nối DeNB-UE và RN-UE tương ứng được chỉ như hình dưới. 3.3. Phân loại các Relay 1. Amplify-and-forward and Decode-and-forward Relaying - Amplify-and-forward Relaying (AF) AF là chuyển tiếp full duplex, khuếch đại tín hiệu thu được từ hop đầu tiên và truyền tới hop thứ hai. AF xử lý một nhược điểm của khuếch đại nhiễu với tín hiệu mong muốn cái mà làm suy giảm múc SINR cũng như giới hạn thông lượng của hệ thống. Trong chuyển tiếp AF, tín hiệu truyền trên access link có thể bị rò rỉ tới liên kết chuyển tiếp anten thu gây ra nhiểu Loop Interference (LI). Để tối thiểu ảnh hưởng của LI, tách các anten ra thích hợp được sử dụng cho mục địch truyền và nhận. Loại này của RN được đề xuất để triển khai nằm chính giữa ô để đạt được hiệu quả phổ cao. - Decode-and-forward Relaying Mặt khác, Decode-and-forward (DF) là một công nghệ chuyển tiếp, nơi mà toàn bộ tín hiệu thu được từ hop đầu tiên được decode và truyền lại sang máy thu thứ hai. Nó tăng độ trễ và phức tạp cho hệ thống trong quá trình mã hóa/mã hóa lại tín hiệu. Trong chuyển tiếp DF, thông lượng qua chuyển tiếp và access links có thể đạt tối đa, nếu tất cả các links đều bằng thông lượng. Hơn nữa, tài nguyên access link có thể tái sử dụng bởi nhiều RN trong cùng macrocell. DF RNs nhanh hơn AF RNs cả ở giữa ô cũng nhưng ở biên ô. 2. Infrastructure Based Relaying RN có thể được phân loại từ góc độ triển khai, nơi mà vùng phủ sóng được yêu cầu. Trong quá trình UE di chuyển trong mạng, RN có thể đi qua các mô hình sử dụng khác nhau. UE có thể di chuyển từ trong ra ngoài, được cung cấp bởi RN bên trong và RN bên ngoài mạng tương ứng. Tương tự,có thể trải nghiệm vùng phủ sóng trong xe bus hay tàu lửa, được cung cấp bởi RN gắn trên phương tiện di chuyển đó, - RN cố định RN cố định được triển khai để cải thiện độ phủ sóng của mạng và dung lượng tại biên của ô, các lỗ bao phủ nhờ vào bóng được chỉ trên hình 3.4. Chúng cũng được sử dụng để mở rộng vùng phủ mạng tới những người sử dụng bên ngoài vùng ô. RN có thể dễ dàng gắn trên các tháp, cột, đỉnh của tòa nhà. Độ cao anten phải được giữ thấp hơn so với trạm gốc. Các nhà điều hành mạng có thể dự định cho vị trí của RN để đạt được các điều kiện Line of Sight (LOS). - RN du mục RN du mục là bán tĩnh, cho phép tạm thời RN triển khai, để cung cấp thêm vùng phủ và dung lượng trong những vùng mà trạm gốc (như là eNB) hay RN cố định cung cấp vùng phủ xấu hay mạng bị tắc nghẽn được chỉ trên hình 3.5. Một ví dụ có thể khôi phục khẩn cấp những thiệt hại nơi mà các cơ quan cứ hộ trải nghiệm vấn đề tắc nghẽn mạng do có quá nhiều cuộc gọi trong vùng khẩn cấp. Chiều cao của anten tương đối thấp. Access link có thể trải nghiệm cả điều kiện kênh LOS và non-LOS (NLOS). Nó thường được trang bị pin để hoạt động. Những RN này có thể có cấu trúc vật lý giới hạn để giảm trọng lượng, kích thước và công suất sử dụng so với các RN truyền thống. - RN di động Mô hình này thường được gắn trên các xe cộ ( bus, train) nhằm cung cấp độ phủ sóng trong vùng phương tiện di chuyển, khi đi qua mạng. Nó kết nối với trạm gốc nhà tài trợ thông qua liên kết chuyển tiếp di động trong khi kết nối tới các UE trong vùng phương tiện xe cộ đối với liên kết truy nhập. Độ cao các anten của RN di động thường thấp hơn, do hạn chế về phương tiện và hoạt động an toàn. Hình 3.6 chỉ ra lược đồ của RN di động. 3. Protocol Based Relaying Các RN cũng có thể được phân loại dựa theo lớp giao thức được sử dụng. - RN layer 1 RN layer 1 có thể được xem như trạm lặp tương tự hoặc tăng cường, sở hữu một phần chức năng lớp vật lý, nó dễ dàng nhận các tín hiệu DeNB, khuếch đại và truyền tới UE. AF song công RN có thể xem như lầ RN layer 1.Nó cũng chứa nhược điểm khuếch đại nhiễu và thành phần tiếng ồn với tín hiệu mong muốn. Điều này làm hạn chế các mức tổng thể SINR và thông lượng mạng. Nó chứa một thời gian xử lý cao DeNB, điều này gây ra nhiễu trong ký tự ISI tại UE. Hơn nữa, loại này của RN giới hạn công suất tới UE trong quá trình truyền tải đường xuống, do các bộ khuếch đại. - RN layer 2 Loại này của RN kết hợp với các chức năng lớp 2, ví dụ, lớp điểu khiển truy nhập môi trường MAC. Nó cung cấp một chất lượng liên kết cao trong vùng phủ sóng RN bởi giải mã các tín hiệu thu được từ DeNB, mã hóa lại nó và truyền lại tới UE. Tương đối, nó đạt được mức hiệu năng tốt với giá hệ thống phức tạp và độ trễ liên kết so với RN layer 1. - RN layer 3 Một RN layer 3 bao gồm tất cả các chức năng giao thức eNB. RN layer 3 sử dụng một giao diện không khí thương LTE để kết nối với eNB thay vì sử dụng liên kết đường trục vi ba đắt hơn. Các chức năng của L3 bao gồm, giải điều chế và giải mã tín hiệu nhận được từ eNB, xử lý dữ liệu bởi mã hóa, kết hợp/chia ra và mã hóa/giải điều chế để truyền tới các UE. Nó xử lý một hiệu suất hệ thông tốt khi so sánh với L1 và L2 RN, nhưng giá thành đắt, hệ thống phức tạp và độ trễ xử lý dữ liệu người dùng. 4. Resource Usage Based Relaying Relaying cũng có thể được phân loại đối với chính sách sử dụng tài nguyên mạng trên relay và access links, được liệt kê bên dưới; - Inband Relaying Relay và access links chia sẻ cùng tài nguyên vô tuyến. Nó ảnh hưởng đến tốc độ dữ liệu đỉnh đạt được bởi relay người sử dụng nhờ vào việc phân bổ các khung con vô tuyến cho liên kết relay. Hơn nữa, liên kết relay có thể hoạt động với liên kết trực tiếp trên cùng tài nguyên phổ tần, nhưng cũng sẽ tạo ra nhiễu so với các UE không relay và làm xấu đi thông lường các UE. - Outband Relaying Relay và access link hoạt động trên phổ tần sóng mang khác nhau. Loại này relaying cải thiện dung lượng mạng với chi phí phổ lớn hơn yêu cầu cho liên kết relay. Relay link có thể hoạt động trực tiếp trên cùng tại nguyên phổ. 5. UE Knowledge Based Relaying - Transparent RN UE là không biết, giao tiếp với eNB được thực hiện trực tiếp đối với RN, trong khi UE ở trong vùng phủ eNB được chỉ trong hình 3.7. UE nhận lưu lượng dữ liệu đối với RN, trong khi tín hiệu điều khiển thu được trực tiếp từ eNB, điều này gây ra để tăng hiệu suất chuyển tiếp bởi nhiều tài nguyên có sẵn cho lưu lượn dữ liệu. Transparent relay mang lưu lượng dữ liệu eNB cả UL và DL. Transparent RN thường được triển khai cho mục đích nâng cao thông lượng - Non-transparent RN UE nhận biết giao tiếp với eNB được tiến hành đối với 1 RN được chỉ trên hình 3.7. Trong mô hình này, tất cả các UE-eNB liên quan đến lưu lượng dữ liệu cũng như tín hiệu điều khiển được tiến hành đối với RN. Non-transparent relay thường được triển khai tại biên ô, đạt được vùng phủ mở rộng. Transparent và Non-transparent có thể được triển khai trên cùng một mạng. 6. Type 1 and Type 2 Relaying - Type 1 RN RN loại 1 cơ bản được thiết kế cho mạng phân tán, nơi mà RN có thể thực hiện độc lập phương thức RRM, chỉ dựa trên thông tin cục bộ. Nó điều khiển ô của nó như eNB thường, sử dụng cùng cơ chế quản lý tài nguyên vô tuyến (RRM). Nó truyền nhận dạng ô của nó (ID), kênh đồng bộ, tín hiệu tham chiếu và kênh điều khiển tới các Ues. Cái khác với eNB là liên kết relay không dây để kết nối với mạng core đối với DeNB. Các UE relay xử lý RN loại 1 như eNB bởi trực tiếp nhận thông tin lập biểu và HARQ feedback. UE cũng được yêu cầu để gửi thông tin kênh điều khiển đến RN. RN loại 1 cần tương thích ngược với LTE phiên bản 8 để hỗ trợ các UE phiên bản 8. L3 relay là 1 ví dụ cho relay loại 1. - Type 2 RN Loại này được hiển thị như một phần của ô nhà tài trợ không có nhận dạng ô vật lý (ID). UE phiên bản 8 không biêt được RN loại 2 trong ô, nghĩa là nó là mạng RN trong suốt. Thông thường việc triển khai nó để nâng cao tín hiệu eNB trong ô của nhà tài trợ. Ví dụ như các trạm lặp thông minh, DF relay và L2 relay. 3.4. Relaying Advantages and Disadvantages 1. Thuận lợi - Mục đích của relaying là cung cấp tỉ lệ dữ liệu đỉnh để hỗ trợ các dịch vụ dữ liệu cao. Kết quả chỉ ra mạng relay ô tăng cường (REC) có hiệu suất đường xuống tốt hơn trong thông lượng của UE được so sánh với mạng chỉ có 1 hop eNB. - Các RN tăng cường thông lượng toàn mạng bởi việc xử lý hiệu quả tài nguyên làm việc. Kết quả được chỉ ra rằng UE đã trải nghiệm điều kiện truyền tốt tới các RN. Nó gọi ra các UE để bàn giao theo hướng các RN đặc biệt tại biên của ô, do đó, tăng dung lượng mạng cũng như cải thiện độ công bằng tài nguyên. Nó cũng cung cấp hiệu suất tốt tại biên ô bởi cho phép bởi mở rộng vùng phủ mạng. - Các RN là 1 giải pháp triển khai hiệu quả chi phí. Do quy hoạch site ít phức tạp hơn, hiệu quả chi phí và yêu cầu công suất thấp, chúng có thể được dễ dàng gắn trên các cấu trúc như cột đèn đường. Do đó, với vốn và chi phí hoạt động thấp, mạng REC tốt hơn mạng chỉ triển khai eNB. - RN mang lại một lợi nhuận SINR đáng kể trên relay link thông qua quy hoạch chỗ thích hợp. Nó cũng giảm fading tác động bởi việc lựa chọn vị trí tốt cho việc triển khai RN. 2. Disadvantages - Vùng phủ RN nhỏ - Trễ - Phức tạp