a. Kết quả mô phỏng:
Hình 3.9: Phần trăm TS mỗi user dùng RR chiếm được (SNR=10dB).
Hình 3.10: Thông lượng trung bình của các user Greedy Scheduling (SNR=10dB).
Hình 3.11: Phần trăm TS mỗi user dùng Greedy chiếm được (SNR=10dB.
Hình 3.13: Phần trăm TS mỗi user dùng PF chiếm được (SNR=10dB).
Hình 3.14: Thông lượng trung bình của các user WPF(4,2,1) Scheduling (SNR=10dB).
Hình 3.15: Phần trăm TS mỗi user dùng WPF(4,2,1) chiếm được (SNR=10dB).
b. Bảng tổng hợp kết quả mô phỏng:
Bảng 3.1: Thông lượng trung bình trên mỗi TS (Bits/s/Hz).
RR Greedy PF WPF(4,2,1) User 1 2.9040 4.9975 4.9722 3.7716 User 2 2.9001 4.9940 4.9728 3.7724 User 3 2.9053 4.9971 4.9887 3.7599 User 4 2.9144 4.9970 4.9842 3.8053 User 5 2.9295 5.0137 5.0044 3.7866 User 6 2.9203 5.0113 4.9828 3.7824 User 7 2.8984 5.0166 5.0075 3.7845 User 8 2.9101 5.0052 4.9933 3.7689 User 9 2.8873 5.0080 4.9967 3.7985 User 10 2.8832 5.0064 4.9914 3.8133 User 11 2.9050 4.9938 4.9795 3.7827 User 12 2.8905 5.0176 5.0058 3.7775 User 13 2.9065 5.0034 4.9834 3.7938 User 14 2.8782 4.9981 4.9916 3.7917 User 15 2.9324 5.0067 4.9824 3.7963
Bảng 3.2: Phần trăm TS mỗi user chiếm được (%). RR Greedy PF WPF(4,2,1) User 1 6.6667% 6.4717% 6.6583% 6.5900% User 2 6.6667% 6.5467% 6.6667% 6.4900% User 3 6.6667% 6.7267% 6.6767% 6.7833% User 4 6.6667% 6.7733% 6.6867% 6.6350% User 5 6.6667% 6.7750% 6.6683% 6.7867% User 6 6.6667% 6.4683% 6.6567% 6.7650% User 7 6.6667% 6.6617% 6.6417% 6.6317% User 8 6.6667% 6.6233% 6.6417% 6.6483% User 9 6.6667% 6.8117% 6.6767% 6.6400% User 10 6.6667% 6.7233% 6.6750% 6.5967% User 11 6.6667% 6.7383% 6.6833% 6.6650% User 12 6.6667% 6.7050% 6.6483% 6.8000% User 13 6.6667% 6.6483% 6.6733% 6.8067% User 14 6.6667% 6.7850% 6.6783% 6.4900% User 15 6.6667% 6.5417% 6.6683% 6.6717%
Bảng 3.3: Tổng thông lượng trung bình của toàn hệ thống (Bits/s/Hz).
RR Greedy PF WPF(4,2,1)
Throughput
(Bits/s/Hz) 2.9043 5.0044 4.9891 3.7857
Kết quả % TS trong bảng 3.2 được tính bằng cách lấy số TS mà từng user chiếm được trong mỗi loại scheduling như: RR, Greedy, PF, WPF(4,2,1) chia cho tổng số TS mô phỏng (trong trường hợp này là 60 000) rồi nhân cho 100%.
c. Nhận xét:
- Trong môi trường fading đồng nhất, thông lượng trung bình và phần trăm TS chiếm được của mỗi user trong hệ thống (ứng với từng loại scheduling) xấp xỉ như nhau, đảm bảo sự công bằng cho tất cả các user.
- Còn xét theo độ lợi phân tập đa user thì Greedy Scheduling giúp tổng thông lượng trung bình của hệ thống đạt tối đa. Đồng thời cũng làm tăng thông lượng trung bình của từng user trong khi vẫn đảm bảo công bằng giữa các user.
- Vậy, Greedy Scheduling là sự lựa chọn tốt nhất trong môi trường fading đồng nhất.
- Kết quả mô phỏng phù hợp với lý thuyết đã khảo sát.
3.4. Ảnh hưởng của các phương pháp Scheduling trong môi trường fading không đồng nhất:
Xét một cell gồm có 1 BS, 15 user với SNR trung bình tăng từ 1dB đến 15 dB. Giá trị trong PF và WPF(4,2,1) bằng 1000.
* Các thông số mô phỏng:
- Số lượng user trong hệ thống:15 user. - Công suất phát chuẩn hóa tại BS: P=1.
- Kênh truyền fading: = với 5 user (user 11:user 15) có = 1; 5 user (user 6:user 10) có = 1/2 và 5 user (user 1:user 5) có = 1/3.
- Các phương pháp Scheduling sử dụng: Round Robin, Greedy, PF và WPF Scheduling.
- Hệ số của PF Scheduling: = 1000. - Số Time Slot: 60 000 TS.
a. Kết quả mô phỏng:
Hình 3.18: Thông lượng trung bình của các user RR Scheduling (SNR từ 1 dB đến 15 dB).
Hình 3.19: Phần trăm TS mỗi user dùng RR chiếm được (SNR từ 1 dB đến 15 dB).
Hình 3.20: Thông lượng trung bình của các user Greedy Scheduling (SNR từ 1 dB đến 15 dB).
Hình 3.21: Phần trăm TS mỗi user dùng Greedy chiếm được (SNR từ 1 dB đến 15 dB).
Hình 3.22: Thông lượng trung bình của các user PF Scheduling (SNR từ 1 dB đến 15 dB).
Hình 3.23: Phần trăm TS mỗi user dùng PF chiếm được (SNR từ 1 dB đến 15 dB).
Hình 3.24: Thông lượng trung bình của các user WPF(4,2,1) Scheduling (SNR từ 1 dB đến 15 dB).
Hình 3.25: Phần trăm TS mỗi user dùng WPF(4,2,1) chiếm được (SNR từ 1 dB đến 15 dB).
Hình 3.26: Tổng thông lượng trung bình của toàn hệ thống.
b. Nhận xét:
- Với RR Scheduling, các user nhận được số TS bằng nhau, thông lượng trung bình của các user tăng dần từ user 1 đến user 15 ứng với SNR trung bình tăng từ 1dB đến 15dB (Hình 3.18 và 3.19). Do đó, thông lượng trung bình của toàn bộ hệ thống đạt được thấp nhất (Hình 3.26).
- Greedy Scheduling, do luôn chọn user có kênh truyền tốt nhất để truyền nên thông lượng trung bình toàn hệ thống cao nhất (Hình 3.26). Các user có SNR trung bình cao như: user 13 (13dB), user 14 (14dB), user 15 (15dB) có xác suất có kênh truyền tốt cao hơn các user còn lại nên chiếm được nhiều TS hơn và có thông lượng trung bình cao hơn. Đặc biệt, user 1 (SNR trung bình 1dB) không có được kênh truyền tốt nhất nên không được truyền (không chiếm được TS) và thông lượng trung bình bằng 0 (Hình 3.20 và 3.21).
- PF và WPF Scheduling, đảm bảo cho tất cả các user đều được truyền kể cả user có SNR thấp như user 1. Độ lợi phân tập đa user đạt được phụ thuộc vào giá trị của . Ảnh hưởng của đối với PF Scheduling sẽ được khảo sát trong phần 3.5 tiếp theo dưới đây.
3.5. Ảnh hưởng của giá trị đối với PF Scheduling:
Theo công thức (22) ở chương 2, càng nhỏ thì ảnh hưởng của tốc độ hiện tại
[ ] trong công thức càng lớn. Ta sẽ mô phỏng với 3 giá trị là 2, 1000 và 10^6.
* Các thông số mô phỏng:
- Số lượng user trong hệ thống:15 user và số time slot: 60 000 TS.
- Công suất phát chuẩn hóa tại BS: P=1 và SNR trung bình: SNR=[1:1:15] dB. - Kênh truyền fading: = với 5 user (user 11:user 15) có = 1; 5 user (user 6:user 10) có = 1/2 và 5 user (user 1:user 5) có = 1/3.
- Phương pháp scheduling sử dụng: PF Scheduling.
- Hệ số của PF Scheduling: gồm 3 giá trị = 10^ , = 1000 và = 2
a. Với = ^ :
Hình 3.27: Thông lượng trung bình của các user PF Scheduling (với SNR=1:15dB và =10^ ).
Hình 3.28: Phần trăm TS mỗi user dùng PF chiếm được (với SNR=1:15dB và =10^ ).
b. Với =1000:
Hình 3.29: Thông lượng trung bình của các user PF Scheduling (với SNR=1:15dB và =1000).
Hình 3.30: Phần trăm TS mỗi user dùng PF chiếm được (với SNR=1:15dB và =1000).
c. Với =2:
Hình 3.31: Thông lượng trung bình của các user PF Scheduling (với SNR=1:15dB và =2).
Hình 3.32: Phần trăm TS mỗi user dùng PF chiếm được (với SNR=1:15dB và =2).
d. Nhận xét:
PF Scheduling là một cải tiến của Greedy Scheduling để vừa đảm bảo tận dụng được độ lợi phân tập đa user (tăng thông lượng trung bình của toàn hệ thống), đồng thời vẫn đảm bảo các user có SNR trung bình không tốt cũng được truyền ở mức độ nhất định để giảm độ trễ.
- Khi rất lớn ( = 10^ ) hình 3.27 và 3.28, PF Scheduling gần giống với Greedy Scheduling hình 3.20 và 3.21.
- Khi nhỏ ( = 2) hình 3.31 và 3.32, PF Scheduling gần giống với Round Robin Scheduling hình 3.18 và 3.19.
- Khi nằm ở khoảng giữa ( = 1000) hình 3.29 và 3.30, PF Scheduling vừa
đạt được độ lợi phân tập vừa giảm độ trễ. Do đó trong các mô phỏng ở phần 3.3 và 3.4,
3.6. WPF Scheduling:
WPF Scheduling phân chia các user vào các nhóm có cùng SNR trung bình để linh hoạt trong việc chọn user nhằm đạt mục tiêu về: thông lượng trung bình (độ lợi đa user) và mức độ công bằng (độ trễ). Trong mô phỏng này, ta xét hệ thống gồm 15 user chia làm 3 nhóm có SNR trung bình như sau:
Bảng 3.4: SNR trung bình của các user trong hệ thống.
Nhóm SNR trung bình
Nhóm 1 (User 11:15) 20dB (Zone 1: Vùng gần BS)
Nhóm 2 (User 6:10) 10dB (Zone 2: Vùng giữa)
Nhóm 3 (User 1:5) 1dB (Zone 3: Vùng xa BS)
Lần lượt tiến hành mô phỏng với 3 loại WPF Scheduling: WPF(1,1,1), WPF(4,1,1) và WPF(1,1,4). WPF(a,b,c) với a:b:c là tỷ lệ TS cấp phát cho Zone 1, Zone 2 và Zone 3.
* Các thông số mô phỏng:
- Số lượng user trong hệ thống:15 user. - Công suất phát chuẩn hóa tại BS: P=1.
- Kênh truyền fading: = với 5 user (user 11:user 15) có = 1; 5 user (user 6:user 10) có = 1/2 và 5 user (user 1:user 5) có = 1/3.
- SNR trung bình: như bảng 3.4.
- Phương pháp scheduling sử dụng: WPF Scheduling. - Hệ số của PF Scheduling: = 1000.
a. Kết quả mô phỏng: