Tính xác suất nghẽn trong hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thông minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - HỒNG LONG TÍNH XÁC SUẤT NGHẼN TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA SỬ DỤNG ANTEN THÔNG MINH Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2011 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS Đỗ Hồng Tuấn Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày …… tháng …… năm …… Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Tp HCM, ngày tháng năm 2011 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Hoàng Long Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 31/7/1983 Nơi sinh: Kiên Giang Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử MSHV: 01408375 I- TÊN ĐỀ TÀI: Tính xác xuất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thơng minh II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tìm hiểu tổng quan hệ thống anten thông tin di động số phương pháp giảm nghẽn sử dụng anten đẳng hướng - Xây dựng công thức tổng quát tính xác suất nghẽn nhiều lớp dịch vụ với diện nhiều hot-beam - Thực mơ trường hợp có lớp dịch vụ, hai lớp dịch vụ ba lớp dịch vụ với diện hot-beam hai hot-beam tương ứng - Đánh giá hiệu giảm nghẽn phương pháp gán lại búp sóng tình có nhiều hot-beam cell III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 14/2/2011 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01/7/2011 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS ĐỖ HỒNG TUẤN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CN BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH QL CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Em xin gửi đến thầy Đỗ Hồng Tuấn lời cảm ơn chân thành Thầy trực tiếp hướng dẫn, bảo tạo điều kiện thuận lợi tài liệu để em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Điện - Điện tử trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh, người truyền đạt kiến thức cho em định hướng nghiên cứu cho em suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Cuối em xin cảm ơn gia đình bạn bè giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn Hoàng Long Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN MỤC LỤC Trang DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH BẢNG BIỂU TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN LỜI NÓI ĐẦU 10 PHẦN I : LÝ THUYẾT CƠ SỞ 12 CHƯƠNG I : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 12 1.1 Lưu lượng cấp độ dịch vụ 12 1.2 Hệ thống thông tin di động tổ ong 13 1.3 Các phương pháp giảm nghẽn sử dụng anten đẳng hướng 15 1.3.1Cell splitting 15 1.3.2 Sectoring 16 1.3.3 Mượn kênh 17 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ ANTEN 19 2.1 Anten đẳng hướng 19 2.2 Anten định hướng 20 2.3 Hệ thống anten phân tán 20 2.4 Anten thông minh 22 2.4.1 Hệ thống anten chuyển mạch búp sóng 24 2.4.2 Hệ thống anten mảng thích nghi 26 Chương III : XÂY DỰNG CÔNG THỨC TỔNG QUÁT 31 3.1 Điều kiện chấp nhận gọi sử dụng anten đẳng hướng 31 3.2 Điều kiện chấp nhận gọi sử dụng anten thông minh 32 3.3 Lý thuyết tính xác suất nghẽn 34 3.3.1 Trường hợp hot-beam lớp dịch vụ 34 3.3.2 Trường hợp hai hot-beam lớp dịch vụ 41 3.3.3 Trường hợp nhiều lớp dịch vụ khơng có diện hot-beam 44 3.4 Xây dựng công thức tổng quát 45 3.4.1 Trường hợp nhiều hot-beam, lớp dịch vụ 45 3.4.2 Trường hợp nhiều hot-beam, nhiều lớp dịch vụ khác 46 3.5 Giải thuật chương trình tổng quát 48 3.6 Giao diện chương trình mơ 55 PHẦN II KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 58 Chương IV : Một hot-beam 58 4.1 Một lớp dịch vụ 58 4.2 Hai lớp dịch vụ 62 4.3 Ba lớp dịch vụ 72 4.3.1 Tính xác suất nghẽn theo lưu lượng tải cần truyền 72 4.3.2 Tính xác suất nghẽn theo thơng số khác ( độ rộng búp chính, suy hao búp phụ ) 79 Chương V: hai hot-beam 83 Tính xác suất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng 1/109 HVTH: HỒNG LONG anten thơng minh Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN 5.1 Một lớp dịch vụ 83 5.2 Hai lớp dịch vụ 87 CHUƠNG VI: Kết luận hướng phát triển 108 Tài liệu tham khảo 109 Tính xác suất nghẽn hệ thống thơng tin di động CDMA sử dụng anten thơng minh 2/109 HVTH: HỒNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Lưu lượng: muốn truyền, truyền, nghẽn 13 Hình 1.2 Hệ thống thơng tin di động tổ ong 14 Hình 1.3 Khái niệm Cell 14 Hình 1.4 Khái niệm biên giới Cell 15 Hình 1.5 Phân chia cell 16 Hình 1.6 (a) 120 ° sectoring; (b) 60 ° sectoring 17 Hình 1.7 Kịch mượn kênh 18 Hình 2.1 Anten đẳng hướng vùng phủ sóng 19 Hình 2.2 Anten định hướng vùng phủ sóng 20 Hình 2.3 Sự cải thiện hiệu ứng fading đa đường anten phân tán chuyển mạch 21 Hình 2.4 Sự cải thiện độ tăng ích anten phân tán phối hợp 22 Hình 2.5 Mơ tả hệ thống anten thơng minh 23 Hình 2.6 Các hệ thống anten thông minh khác 23 Hình 2.7 Vùng phủ sóng anten chuyển búp (a) anten mảng thích nghi (b) 26 Hình 2.8 So sánh dạng búp sóng mà anten chuyển búp (màu đỏ) anten thích nghi (màu xanh nước biển) chọn tín hiệu( màu xanh cây) nhiễu ( màu vàng) 27 Hình 2.9 Đặc tuyến phủ sóng loại anten môi trường khác 27 Hình 2.10 Anten thích nghi hỗ trợ hai thuê bao kênh thông thường lúc cell 28 Hình 3.1 Giản đồ xạ anten 33 Hình 3.2: Cell phân bố lưu lượng M = ( HB ) 36 Hình 3.3 : Cell phân bố lưu lượng sau BR M = (1HB) 40 Hình 3.4: Cell phân bố lưu lượng trường hợp hai hot-beam (M = 8) 41 Hình 3.5: Cell phân bố lưu lượng sau BR trường hợp hai hot-beam 41 Hình 3.6 Lưu đồ giải thuật tính xác suất nghẽn hai hot-beam hai lớp dịch vụ 50 Hình 3.7 Giao diện chương trình 55 Hình 3.8 Giao diện chương trình tính xác suất nghẽn theo lưu lượng tải cần truyền 56 Hình 3.9 Giao diện chương trình tính xác suất nghẽn theo hệ số khác 57 Hình 4.1 : Xác suất nghẽn tính theo lưu lượng tải cần truyền (Elang/cell)  = 30  = 60 Hình 4.2: Xác suất nghẽn theo tỷ số lưu lượng tải  = 30 tải đề nghị lightly loaded beam 0.8 x FLT / búp sóng (= 2.8533 Erlangs) 60 Tính xác suất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thơng minh 3/109 HVTH: HỒNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Hình 4.3: Xác suất thực gọi (3-D) trường hợp lớp dịch vụ hàm lưu lượng tải cần truyền 63 Hình 4.4 : Xác suất nghẽn (3-D) trường hợp lớp dịch vụ hàm lưu lượng tải cần truyền 64 Hình 4.5 : Xác suất nghẽn (đường bao) trường hợp lớp dịch vụ hàm lưu lượng tải cần truyền 64 Hình 4.6 Xác suất nghẽn (3-D) hot-beam trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB,2SC ,  =2) 66 Hình 4.7 Xác suất nghẽn (đường bao) hot-beam trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC ,  =2 ) 66 Hình 4.8 Xác suất nghẽn (3-D) light beam trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC ,  =2 ) 67 Hình 4.9 Xác suất nghẽn (contour) light beam trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC ,  =2 ) 67 Hình 4.10 Xác suất nghẽn tổng (3-D) trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC ,  =2 ) 68 Hình 4.11 Xác suất nghẽn tổng (contour) trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC ,  =2 ) 68 Hình 4.12 Xác suất nghẽn (3D) hot-beam thứ sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC ,  =2 ) 69 Hình 4.13 Xác suất nghẽn (contour) hot-beam thứ sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC ,  =2 ) 69 Hình 4.14 Xác suất nghẽn (3D) hot-beam thứ hai sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC ,  =2 ) 70 Hình 4.15 Xác suất nghẽn (contour) hot-beam thứ hai sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC ,  =2 ) 70 Hình 4.16 Xác suất nghẽn tổng (3-D) sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC ,  =2 ) 71 Hình 4.17 Xác suất nghẽn tổng (contour) sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC ,  =2 ) 71 Hình 4.18 Xác suất nghẽn hot-beam trước sử dụng phương pháp BR ( HB, 3SC ,  =3 ) 73 Hình 4.19 Xác suất nghẽn light beam trước sử dụng phương pháp BR ( HB, 3SC ,  =3 ) 73 Hình 4.20 Xác suất nghẽn hot-beam sau sử dụng phương pháp BR ( HB, 3SC ,  =3 ) 74 Tính xác suất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thơng minh 4/109 HVTH: HỒNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Hình 4.21 Xác suất nghẽn tổng trước sử dụng phương pháp BR ( HB, 3SC ,  =3 ) 74 Hình 4.22 Xác suất nghẽn tổng sau sử dụng phương pháp BR ( HB, 3SC ,  =3 ) 75 Hình 4.23 Xác suất nghẽn hot-beam trước sử dụng phương pháp BR ( HB, 3SC ,  =2 ) 76 Hình 4.24 Xác suất nghẽn light beam trước sử dụng phương pháp BR ( HB, 3SC ,  =2 ) 77 Hình 4.25 Xác suất nghẽn hot-beam sau sử dụng phương pháp BR ( HB, 3SC ,  =2 ) 77 Hình 4.26 Xác suất nghẽn tổng trước sử dụng phương pháp BR ( HB, 3SC ,  =2 ) 78 Hình 4.27 Xác suất nghẽn tổng sau sử dụng phương pháp BR ( HB, 3SC ,  =2 ) 78 Hình 4.28 Xác suất nghẽn tổng tính theo độ rộng búp 80 Hình 4.29 Xác suất nghẽn tổng tính theo suy hao búp phụ 80 Hình 4.30 Xác suất nghẽn tổng tính theo tỷ số lưu lượng tải 81 Hình 4.31 Xác suất nghẽn tổng tính theo hệ số SNIR 81 Hình 4.32 Xác suất nghẽn tổng tính theo cơng suất nhiễu 82 Hình 4.33 Xác suất nghẽn tổng tính theo cơng suất chuẩn hóa 82 Hình 5.1 Xác suất nghẽn tổng sau sử dụng phương pháp BR theo tỷ số góc quay ( 1 =2 , 2 =3, S =64 lưu lượng cần truyền 55 erlang) 84 Hình 5.2 Xác suất nghẽn hai hot-beam lớp dịch vụ (S=96, 1 =2, 2 =3) 85 HB, 1SC , Hình 5.3 Xác suất nghẽn hai hot-beam lớp dịch vụ ( S=96, 1 =1.5 , 2 =2 ) 86 Hình 5.4 Xác suất nghẽn (đường bao) hot-beam thứ trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) 88 Hình 5.5 Xác suất nghẽn (3-D) hot-beam thứ trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) 88 Hình 5.6 Xác suất nghẽn (đường bao) hot-beam thứ hai trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) 89 Hình 5.7 Xác suất nghẽn (3-D) hot-beam thứ hai trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment 89 Hình 5.8 Xác suất nghẽn (3-D) light beam ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) 90 Tính xác suất nghẽn hệ thống thơng tin di động CDMA sử dụng anten thông minh 5/109 HVTH: HOÀNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Hình 5.9 Xác suất nghẽn (contour) light beam ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) 90 Hình 5.10 Xác suất nghẽn (3-D) hot-beam thứ sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) 91 Hình 5.11 Xác suất nghẽn (contour) hot-beam thứ sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment 91 Hình 5.12 Xác suất nghẽn (3-D) hot-beam thứ hai sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) 92 Hình 5.13 Xác suất nghẽn (contour) hot-beam thứ hai sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment 92 Hình 5.14 Xác suất nghẽn (3-D) hot-beam thứ ba sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) 93 Hình 5.15 Xác suất nghẽn (contour) hot-beam thứ ba sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment 93 Hình 5.16 Xác suất nghẽn (3-D) hot-beam thứ tư sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) 94 Hình 5.17 Xác suất nghẽn (contour) hot-beam thứ tư sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment 94 Hình 5.18 Xác suất nghẽn tổng (3-D) trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) 95 Hình 5.19 Xác suất nghẽn tổng (contour) trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) 95 Hình 5.20 Xác suất nghẽn tổng (3-D) sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) 96 Hình 5.21 Xác suất nghẽn tổng (contour) sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) 96 Hình 5.22 Xác suất nghẽn (đường bao) hot-beam thứ trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment 98 Hình 5.23 Xác suất nghẽn (đường bao) hot-beam thứ hai trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) 98 Hình 5.24 Xác suất nghẽn (contour) light beam( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) 99 Tính xác suất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thơng minh 6/109 HVTH: HỒNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Hình 5.20 Xác suất nghẽn tổng (3-D) sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) Hình 5.21 Xác suất nghẽn tổng (contour) sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) Tính xác suất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thơng minh 96/109 HVTH: HỒNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Bảng 5.5 Các thông số dùng cho mô phỏng( HB, 2SC , S2 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, = 20) Thông số Giá trị Mô tả Rcell km Bán kính cell  req 7dB SINR yêu cầu  45 Độ rộng búp anten D 10 dB Suy hao búp phụ P 1W Giá trị cơng suất chuẩn hóa 0.1 W Cơng suất nhiễu 40 Hệ số trải phổ lớp dịch vụ thứ 20 Hệ số trải phổ lớp dịch vụ thứ 2 Tỷ số lưu lượng tải hb1 Tỷ số lưu lượng tải hb2 0.6 Tỷ số góc quay NI s1 s2 1 2 r Tính xác suất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thơng minh 97/109 HVTH: HỒNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Hình 5.22 Xác suất nghẽn (đường bao) hot-beam thứ trước sử  dụng phương pháp Beam Reassignment(2 HB, 2SC , =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Hình 5.23 Xác suất nghẽn (đường bao) hot-beam thứ hai trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Tính xác suất nghẽn hệ thống thơng tin di động CDMA sử dụng anten thơng minh 98/109HVTH: HỒNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Hình 5.24 Xác suất nghẽn (contour) light beam( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Hình 5.25 Xác suất nghẽn (contour) hot-beam thứ sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Tính xác suất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thông minh 99/109HVTH: HOÀNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Hình 5.26 Xác suất nghẽn (contour) hot-beam thứ hai sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Hình 5.27 Xác suất nghẽn (contour) hot-beam thứ ba sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Tính xác suất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thơng minh 100/109 HVTH: HỒNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Hình 5.28 Xác suất nghẽn (contour) hot-beam thứ tư sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Hình 5.29 Xác suất nghẽn tổng (contour) trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Tính xác suất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thơng minh 101/109 HVTH: HỒNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Hình 5.30 Xác suất nghẽn tổng (contour) sau sử dụng phương pháp BR( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Hình 5.31 Xác suất nghẽn (3-D) hot-beam thứ trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Tính xác suất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thông minh 102/109 HVTH: HOÀNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Hình 5.32 Xác suất nghẽn (3-D) hot-beam thứ hai trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment ( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Hình 5.33 Xác suất nghẽn (3-D) light beam( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Tính xác suất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thơng minh 103/109 HVTH: HỒNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Hình 5.34 Xác suất nghẽn (3-D) hot-beam thứ sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Hình 5.35 Xác suất nghẽn (3-D) hot-beam thứ hai sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Tính xác suất nghẽn hệ thống thơng tin di động CDMA sử dụng anten thông minh 104/109 HVTH: HOÀNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Hình 5.36 Xác suất nghẽn (3-D) hot-beam thứ ba sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Hình 5.37 Xác suất nghẽn (3-D) hot-beam thứ tư sau sử dụng phương pháp Beam Reassignment( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Tính xác suất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thơng minh 105/109 HVTH: HỒNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Hình 5.38 Xác suất nghẽn tổng (3-D) trước sử dụng phương pháp Beam Reassignment( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Hình 5.39 Xác suất nghẽn tổng (3-D) sau sử dụng phương pháp Beam( HB, 2SC , 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20) Tính xác suất nghẽn hệ thống thơng tin di động CDMA sử dụng anten thông minh 106/109 HVTH: HOÀNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Trường hợp 1 =2 , 2 =3 , S1 =40, S = 20, xác suất nghẽn HB thứ hai lớn xác suất nghẽn HB thứ có tỷ số lưu lượng tải lớn Xác suất nghẽn bốn HB ( tỷ số góc quay r = 0.7 ) lớn LB nhỏ xác suất nghẽn HB có tỷ số lưu lượng tải lớn ( HB thứ ) Khi hệ số trải phổ thấp xác suất nghẽn tiến nhanh đến giá trị cưc đại 1, chênh lệch giá trị xác nghẽn không nhiều Điều dẫn đến xác suất nghẽn tổng trước sau sử dụng phương pháp BR xấp xỉ Đây điểm hạn chế phương pháp BR hệ số trải phổ thấp số lớp dịch vụ tăng lên Xác suất nghẽn tổng trước sử dụng phương pháp BR ( 1 =2 , 2 =3 , S1 =64, S = 32) 0.5 ( lưu lượng tải cần truyến lớp dịch vụ thứ Erlang, lưu lượng tải cần truyến lớp dịch vụ thứ hai 10 Erlang ) Sau sử dụng phương pháp BR xác suất nghẽn tổng 0.475 Điều cho thấy tăng giá trị hệ số trải phổ phương pháp BR cho hiệu tốt việc giảm nghẽn Tính xác suất nghẽn hệ thống thơng tin di động CDMA sử dụng anten thông minh 107/109 HVTH: HOÀNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN CHUƠNG VI: Kết luận hướng phát triển Ta xây dựng công thức tổng quát để tính xác suất nghẽn hệ thống CDMA nhiều lớp dịch vụ với diện nhiều hot-beam Phương pháp BR có hiệu trường hợp nhiều hot-beam, nhiều lớp dịch vụ Để tăng hiệu phương pháp BR ta tăng suy hao búp phụ, giảm độ rộng beam, tăng công suất phát, giảm công suất nhiểu, giảm SNIR yêu cầu Từ xác suất nghẽn tính ta xây dựng hệ thống sector động với anten có thơng số độ rộng beam suy hao búp phụ theo yêu cầu thiết kế Hướng phát triển đề tài xây dựng cơng thức tổng qt để tính xác suất nghẽn với giản đồ xạ anten thực tế độ rộng beam khơng Tính xác suất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thơng minh 108/109 HVTH: HỒNG LONG Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Điện Tử CBHD: TS ĐỖ HỒNG TUẤN Tài liệu tham khảo [1] Zhigang Rong & Theodore S Rappaport, “Wireless Communications: Principles & Practice”, Prentice Hall, 2002 ISBN 0-13-485202-8 [2] J Wu, J Chung, C Wen, ”Hot-spot traffic relief with a tilted antenna in CDMA cellular networks,” IEEE Trans Vehicular Technology, vol 47, NO 1, FEBRUARY 1998 [3] Hyunduk Kang, Seokjin Sung, Insoo Koo, Kiseon Kim, “On Blocking Probability of Multi-Beam CDMA Systems Using SBF Array antennas”, Wireless Personal Communications: An International Journal Volume 35 Issue 1-2, October 2005 [4] Ivica S teva novi´c, Anja Skrivervik and Juan R Mosig “Smart Antenna Systems for Mobile Communications”, January 2003 [5] John A Gubner, “Probability and Random Processes for Electrical and Computer Engineers”, Cambridge University Press; edition (June 5, 2006) [6] C Hartmann, “On Capacity and Blocking of Multi Service CDMA Systems with Smart antennas”, VTC'2002 Fall, IEEE Vehicular Technology Conference September 2002 [7] C Joseph, J.R Liberti, and T.S Rapporport, “Smart antennas for Wireless Communications: IS-95 and Third Generation CDMA Applications”, Prentice Hall PTR, 1999 [8] Harri Holma, Antti Toskala, “WCDMA for UMTS: Radio Access for Third Generation Mobile Communications”, 3rd Ed, Wiley, 2004 [9] Vijay K Garg, “WIRELESS COMMUNICATIONS AND NETWORKING”, Morgan Kaufmann Publishers, 2007 [10] http://www.tapchibcvt.gov.vn/ [11] http://en.wikipedia.org/ Tính xác suất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thông minh 109/109 HVTH: HỒNG LONG LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: HOÀNG LONG Ngày sinh: 31/07/1983 Lý lịch: Nơi sinh : thị xã Rạch Giá, huyện Châu Thành, tỉnh Kiên Giang Thường trú : Tam Hiệp, Biên Hòa, Đồng Nai Tạm trú : 27/19/7 Nguyễn Văn Săng, Quận Tân Phú, TP Hồ Chí Minh Dân tộc : Kinh Điện thoại : 0908175285 Tôn giáo: Không Email: hoanglongdtvt2001@yahoo.com Quá trình đào tạo: Đại học Chế độ học : Chính quy Thời gian : Từ 5/9/2001 đến 30/06/2007 Nơi học : Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Ngành học : Điện tử - Viễn thông Cao học Chế độ học : Chính quy Thời gian : Từ 5/9/2008 đến Nơi học : Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Ngành học : Kỹ thuật Điện tử Q trình cơng tác Từ 7/2007 – 6/2008: Kỹ sư phần mềm Công ty Global CyberSoft Từ 6/2008 – 9/2009: Kỹ sư phần mềm Công ty IBM Việt Nam ... TÀI: Tính xác xuất nghẽn hệ thống thông tin di động CDMA sử dụng anten thông minh II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tìm hiểu tổng quan hệ thống anten thông tin di động số phương pháp giảm nghẽn sử dụng. .. báo trường hợp tống quát, tính xác suất nghẽn hệ thống CDMA nhiều lớp dịch vụ sử dụng anten Tính xác suất nghẽn hệ thống thơng tin di động CDMA sử dụng anten thông minh 10/109 HVTH: HOÀNG LONG... triển hệ thống anten thông minh cho hệ thống thông tin di động hệ Tiếp theo ta trình bày tổng quan loại anten thông minh nghiên cứu phát triển 2.4 Anten thông minh Anten thông minh hệ thống gồm