Có một số các giải pháp khác nhau cho vấn đề RRM trong các mạng không dây hiện nay. Chúng ta có thể tạm chia các mô hình giải pháp đó ra làm hai nhóm là nhóm các thiết kế RRM tĩnh (fixed design) và nhóm các thuật toán RRM động (dynamic RRM algorithms).
Trong một mô hình RRM tĩnh, các quyết định quản lý tài nguyên đƣợc thực hiện chỉ một lần, thƣờng là trƣớc khi hệ thống đƣợc triển khai. Một khi quyết định này đƣợc đƣa ra, để thay đổi phạm vi và cách thức hoạt động thì không thể tái cấp phát lại tài nguyên hệ thống mà bắt buộc phải dừng hoạt động của hệ thống và tiếp tục đƣa ra một quyết định khác. Nếu các mạng không dây là tĩnh và xác định (derterministic) thì các thiết kế và cấp phát tĩnh là đủ để sử dụng. Tuy nhiên, một đặc điểm quan trọng và cố hữu của mạng không dây đó là tính di động và phân phối tải nên mọi giả thiết xem xét trong thiết kế và cấp phát tĩnh sẽ thay đổi liên tục trong khi hệ thống hoạt động. Nói cách khác, tất cả quyết định cấp phát là có xu hƣớng thay đổi trong các mạng vô tuyến thực tế. Do đó ở đây mô hình tĩnh không còn thích hợp nữa, thay vào đó nếu ta thực hiện đáp ứng các thay đổi trên thì có thể cải thiện đáng kể hiệu năng của các mạng vô tuyến.
Bây giờ ta sẽ nói đến các thuật toán RRM động. Có hai cách tiếp cận cơ bản tới RRM động đó là các thuật toán RRM động tập trung và các thuật toán RRM động phân tán. Trong RRM tập trung, quyền quản lý tập trung về một điểm (một trạm gốc BS trong mạng), trạm đó sẽ thu thập thông tin từ các node mạng khác trong mạng, tính toán thay đổi trong cấp phát tài nguyên và thông báo lại sự thay đổi đó cho toàn thể các node mạng khác. Trong RRM phân tán, mỗi một thành phần mạng (các node mạng) đều thu thập các thông tin và tự điều chỉnh thay đổi các chiến lƣợc cấp phát tài nguyên. Chú ý rằng các thuật toán RRM động phân tán thƣờng ít xảy ra quá tải hơn các thuật toán RRM động tập trung. Tuy nhiên hoạt động của các thuật toán phân tán có thể khó dự đoán riêng rẽ từng hành động thay đổi độc lập của từng node mạng, và sự thay đổi của node mạng này có thể gây ảnh hƣởng tới hoạt động của node mạng khác trong mạng. Do đó trƣớc khi áp
Số hóa bởi Trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ dụng các thuật toán phân tán vào thực tế thì ngƣời ta thƣờng dùng các phƣơng pháp mô phỏng trên máy tính để phân tích hoạt động của mạng trƣớc. Hơn nữa, nếu không đạt đến một trạng thái hội tụ ổn định, thì nhiều băng thông của hệ thống sẽ bị mất bởi sự quá tải của các bản tin báo hiệu về sự thay đổi diễn ra trong quản lý và cấp phát tài nguyên.
Một ví dụ điển hình cho thuật toán RRM động phân tán đó là thuật toán Iterative Waterfilling [6]. Thuật toán này hoạt động dựa trên ý tƣởng loại bỏ, không cấp phát các kênh con khi tỉ số tín hiệu trên nhiễu cộng tạp âm (SINR) nhỏ hơn một mức ngƣỡng nào đó đƣợc chọn. Nếu thuật toán này đƣợc thực hiện sẽ tối đa thông lƣợng của hệ thống dựa trên một ràng buộc về công suất (mức ngƣỡng đƣợc chọn sao cho tổng công suất cấp phát cho các kênh con bằng với công suất đó chọn (giới hạn) của hệ thống. Tuy nhiên việc sử dụng thuật toán này lại làm tăng độ phức tạp trong quản lý tài nguyên vô tuyến.
Hình 3.2 Thuật toán waterfilling cổ điển cho điều khiển cấp phát công suất
(Nguồn: [6] trong Tài liệu tham khảo, trang 687)
Trong hình 3.2 là đồ thị mô tả thuật toán waterfilling cổ điển cho điều khiển cấp phát công suất. Ở đây công suất cấp phát cho các sóng mang con xi đƣợc đƣa ra bởi công thức:
xi ( i1) 1 i L (3.1)
Trong đó xi là công suất cấp phát cho kênh con thứ i, L là số kênh con, i là độ lợi (gain) của kênh con thứ i, và là “mực nƣớc” (waterlevel) đƣợc chọn để thỏa mãn ràng buộc công suất ∑i xi = PT. Hàm nhận giá trị bằng x khi x dƣơng, và bằng 0 với các trƣờng hợp còn lại.
Số hóa bởi Trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ Nhìn chung trong các mô hình multi-cell, những ngƣời dùng riêng lẻ khó mà biết đƣợc các điều kiện kênh truyền của những ngƣời dùng khác trong những cell khác. Do đó, những ngƣời dùng trong những cell khác nhau không thể cùng vận hành hiệu quả với nhau, tất cả đều cố gắng tối đa hóa hiệu năng sử dụng kênh của mình mà không quan tâm đến hoạt động của những ngƣời khác trong một mô hình phân tán. Từ đó cần phải đề xuất một giải pháp để kiểm soát hoạt động của những ngƣời dùng, hay những nhà cung cấp khác nhau để cùng nhau vận hành, điều phối trong sử dụng và cấp phát tài nguyên để đạt đƣợc hiệu suất sử dụng cao nhất, ít nhiễu nhất, ít tốn kém nhất.