Các người dùng di động CUE nằm trong khu vực ngăn chặn nhiễu (biểu diễn bởi hai hình tròn màu xanh như trong hình vẽ) sẽ không được phân bổ tài nguyên cho cặp truyền thông D2D.
2.2.4 Điều khiển công suất
Trong mô hình hệ thống được đề cập trên Hình 2.1, CUEs và cặp D2D cùng tồn tại trong hệ thống và cùng chia sẻ kênh tài nguyên [17]. Để đảm bảo truyền thông D2D, công suất phát của TUE ( ) nên được kiểm soát càng nhiều càng tốt. Mặt
UL ISA RUL UL P DL R RUL PDL PTUE PUL k UE P P
khác, nếu công suất phát của TUE ( ) quá nhỏ thì truyền thông D2D sẽ bị gây nhiễu bởi mạng di động, ngược lại, nếu công suất phát của TUE ( ) quá lớn sẽ gây nhiễu nghiêm trọng cho truyền thông di động. Do đó, nên được kiểm soát ở một mức hợp lý.
Trong luận văn này sẽ thiết lập thông số ở đường xuống. Một mặt, nhiễu từ BS tới truyền thông D2D ở đường xuống có thể được bù lại hiệu quả bằng cách điều khiển công suất. Mặt khác, nhiễu từ CUEs tới cặp D2D trong đường lên có liên quan đến sự phân bố của CUEs, nó là hoàn toàn ngẫu nhiên và không dễ kiểm soát.
Để quyết định công suất truyền tải của TUE ( ), BS thiết lập một mức SINR ngưỡng 𝜂 và công suất truyền tải tối đa của TUE ( ). Để đảm bảo chất lượng của truyền thông D2D, nên đáp ứng mức SINR ngưỡng càng nhiều càng tốt trên cơ sở không vượt quá mức công suất truyền tải tối đa của TUE.
SINR của RUE thứ l trong kênh tài nguyên thứ k phải thỏa mãn điều kiện:
SINR𝑅𝑈𝐸,𝑘𝑙 ≥ 𝜂 (2.12) Trong đó, được định nghĩa là:
𝑃𝑚𝑖𝑛 = 𝜂∑𝑀𝑘=1(𝑟𝑑(𝑘, 𝑙)𝑃𝐵𝑆𝐺𝐵𝑆,𝑅𝑈𝐸𝑘𝑙) + 𝜎2
𝐺𝑇𝑈𝐸𝑘𝑙,𝑅𝑈𝐸 (2.13)
Do đó, công suất phát 𝑃𝑇𝑈𝐸 là:
𝑃𝑇𝑈𝐸 = min(𝑃𝑚𝑖𝑛,𝑃𝑇𝑈𝐸𝑚𝑎𝑥) (2.14)
2.2.5 Phân bổ tài nguyên
Nhiễu giữa các CUE và cặp D2D là không thể tránh khỏi, các nguồn tài nguyên được phân bổ cho chúng phải trực giao. Trong phần này, BS cung cấp các kênh tài nguyên cấm của truyền thông D2D ở đường xuống, sau đó TUE xác định thêm các nguồn kênh tài nguyên cuối cùng trong đường lên [17].
Trong đường xuống (Downlink), để giảm thiểu nhiễu gây ra bởi truyền thông D2D, các nguồn tài nguyên của CUEs bên ngoài được phân bổ cho cặp D2D. Do đó, một kênh độc quyền D2DCH được thiết lập cho truyền thông D2D để ước lượng tính toán số CUEs dù cho nó có trong 𝐼𝑆𝐴𝐷𝐿 hay không. Trong D2DCH, TUE truyền một định danh để cho biết cặp D2D đang giao tiếp. Tất cả CUEs trong tế bào đều theo dõi kênh này. Khi công suất nhận lớn hơn , nó
TUE P TUE P TUE P TUE P TUE P TUEMAX P TUE P min P DL ISA DL P ,
cho biết CUE này sẽ bị ảnh hưởng bởi truyền thông D2D rất nhiều trong 𝐼𝑆𝐴𝐷𝐿. Sau khi nhận được thông tin phản hồi của CUEs trong 𝐼𝑆𝐴𝐷𝐿, BS thông báo cho TUE thông tin phân bổ nguồn tài nguyên của những CUEs này. Những nguồn tài nguyên này là tài nguyên không cho phép sử dụng cho việc truyền thông D2D.
Tiếp đến, ta sẽ thiết lập 𝐼𝑆𝐴𝑈𝐿 để xác định thêm các nguồn tài nguyên được sử dụng cuối cùng. RUE giám sát tất cả các kênh tài nguyên. Khi công suất nhận tại kênh tài nguyên nhất định lớn hơn 𝑃𝑈𝐿 sẽ cho biết việc CUE truyền tải trên tài nguyên này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến truyền thông D2D trong 𝐼𝑆𝐴𝑈𝐿. RUE báo cáo các thông tin về tài nguyên này cho TUE. Theo thông tin phản hồi từ BS và RUE, TUE thu thập thông tin về tất cả các tài nguyên bị cấm và xác định các tài nguyên có sẵn. Nếu không có tài nguyên sẵn có, truyền thông D2D nên chờ đợi để hạn chế nhiễu. Nhờ đó, BS có thể kiểm soát bán kính của ISA bằng cách thiết lập các thông số liên quan, và thông qua phân bổ nguồn tài nguyên, nhiễu giữa truyền D2D và mạng di động sẽ giảm và hiệu suất của hệ thống được cải thiện [3].
2.3 Phương pháp vùng hạn chế nhiễu ILA cho truyền thông D2D 2.3.1 Giới thiệu 2.3.1 Giới thiệu
Phương pháp kiểm soát vùng hạn chế nhiễu- ILA và kế hoạch phân bổ nguồn tài nguyên sẽ được xem xét. Trước tiên, vùng phủ của khu vực hạn chế nhiễu sẽ được tính toán. Tiếp đến, dựa trên vùng hạn chế nhiễu, lược đồ phân bổ nguồn tài nguyên cho truyền thông D2D được đề xuất [29].
Trong mô hình hệ thống Hình 2.3, truyền thông D2D và mạng di động cùng tồn tại trong hệ thống và chia sẻ cùng nguồn tài nguyên. Giả sử, BS có thể xác định năng lượng truyền tối đa cho truyền thông D2D và năng lượng truyền tối đa cho mỗi liên
kết D2D được giới hạn là .
Để tránh việc gây nhiễu nghiêm trọng, người sử dụng D2D và người dùng di động sử dụng chung nguồn tài nguyên sẽ được đặt xa nhau nhất có thể. Mặc dù vậy, độ lợi kênh của tất cả các liên kết trong tế bào không dễ đạt được. Do đó, một kế hoạch phân bổ nguồn tài nguyên cho truyền thông D2D dựa trên vị trí thông tin của người sử dụng để đạt được ba mục tiêu sau:
+ BS sẽ đặt quyền ưu tiên cho truyền thông di động cao hơn truyền thông D2D.
max
d
+ SINR của các liên kết D2D sẽ phải lớn hơn mức SINR tối thiểu để đảm bảo độ tin cậy của truyền thông D2D.
+ BS cần phân bổ hiệu quả các nguồn tài nguyên cho người sử dụng D2D mà xung quanh đó không có người dùng di động sử dụng cùng một nguồn tài nguyên để tối đa hóa tổng thông lượng của truyền thông di động và truyền thông D2D.
2.3.2 Mô hình hệ thống
Mô hình hệ thống gồm có M người sử dụng di động CUEs và N cặp D2D. Chúng được phân bố một cách ngẫu nhiên trong tế bào và chịu sự quản lý của BS [29]. Như trong Hình 2.3 bên dưới, người truyền D2D (TUE) truyền dữ liệu ở mức năng lượng
tới người nhận D2D (RUE). Khoảng cách từ BS đến TUE và RUE lần lượt là và . Khoảng cách giữa TUE và RUE là L. Người phát D2D (TUE) được đặt trong
vùng phủ có bán kính , người nhận D2D (RUE) được đặt trong vùng phủ có
bán kính . Vùng phủ và chính là vùng hạn chế nhiễu.
Truyền dữ liệu Nhiễu