V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: 1 TS Nguyễn Đình Long
3 PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT DÙNG PHÂN CỤM VÀ PHÂN BỔ
2.2 Các cách tiếp cận giải quyết vấn đề sử dụng kết hợp lý thuyết trò chơ
ưu hóa.
Sau khi sử dụng lý thuyết trị chơi, độ phức tạp của một bài toán tối ưu - một trong những yếu tố quan trọng trong tối ưu thời gian thực - giảm đi. Bài toán tối ưu ban đầu được chia thành nhiều bài toán tối ưu con cho các người chơi trong trị chơi. Phương pháp này có thể sử dụng tính tốn song song để giải và cập nhật phản hồi tốt nhất của mỗi người chơi. Thêm vào đó, bài tốn tối ưu khơng lịi ban đầu có thể được chuyển đổi sang nhiều bài tốn tối ưu lịi con cho các người chơi nếu hàm lợi ích của các người chơi này được thiết kế hiệu quả. Do đó, việc kết hợp lý thuyết trị chơi và tối ưu hóa là một hướng tiếp cận tiềm năng và phù hợp để áp dụng trong các ứng dụng thời gian thực với các mơ hình quy mơ lớn như UDN với lượng dữ liệu khổng lồ, số lượng các BS và UE rất lớn với nhiều tầng [151].
2.3 Mơ hình hệ thống UDN đề xuất nghiên cứuLuận văn xem xét truyền tín hiệu đường xuống (downlink transmission) trong Luận văn xem xét truyền tín hiệu đường xuống (downlink transmission) trong UDN với hai tầng gồm nhiều macrocell và nhiều small cell phân bố dày đặc trong các
macrocell. Các MBS và SBS sử dụng chung tài nguyên tần số gồmN kênh truyền con trực giao để phục vụ các UE. Lợi ích của việc sử dụng các kênh truyền con trực giao là để một BS có thể phục vụ nhiều UE đồng thời trên các kênh truyền này mà khơng gây ra can nhiễu lẫn nhau. Hình 2.3 mơ tả một macrocell cơ bản trong UDN với hai kênh truyền con. Trong tầng macrocell, một MBS sử dụng công nghệ massive MIMO (mMIMO) với T ăng ten được đặt tại trung tâm để phục vụM MUE. Giả sử số lượng ăng ten tại mỗi MBS lớn hơn nhiều so với số lượng MUE được phục vụ (T ≫M). Để phục vụ số lượng lớn U SUE, B SBS với một ăng ten phát đẳng hướng lắp trên mỗi SBS được phân bố ngẫu nhiên theo mơ hình PPP (independent homogeneous poisson point processes)Φvới mật độ λ trong vùng bao phủ của các macrocells (B > U) [33]. Như vậy, các UE nằm trong vùng bao phủ của một hoặc một vài small cells được xem là các SUE và được phục vụ bởi các SBS. Ngược lại, các UE không nằm trong vùng bao phủ của bất kỳ small cell nào thì chất lượng tín hiệu truyền khơng được đảm bảo nếu được phục vụ bởi các SBS, do đó chúng được phục vụ bởi các MBS và được gọi là các MUE. Việc phân bố ngẫu nhiên các small cells sẽ gây ra vấn đề can nhiễu vô cùng nghiêm trọng và làm mất tính hiệu quả của UDN. Do đó, các SBS được phân thành C cụm để phục vụ các SUE. Các ký hiệu chính sử dụng để triển khai các cơng thức và bài tốn tối ưu được cho trong bảng 2.1.
Bảng 2.1: Mô tả các ký hiệu tốn học chính được sử dụng. Ký hiệu Định nghĩa F {1,2, ..., F}: Là tập hợp các MBS B {1,2, ..., B}: Là tập hợp các SBS C {1,2, ..., C}: Là tập hợp các cụm SBS Ci {1,2, ..., Ci}: Là tập hợp các SBS trong cụm i U {1,2, ..., U}: Là tập hợp các SUE M {1,2, ..., M}: Là tập hợp các MUE
UCi {1,2, ..., UCi}: Là tập hợp các SUE phục vụ bởi cụmCi
Mf {1,2, ..., Mf}: Là tập hợp các MUE phục vụ bởi MBS f
s(n)m,f ∈C: Ký tự (symbol) tức thời mong muốn của MUE m phục vụ bởi MBS f trên kênh truyền con n
p(n)m,f E{s(n)m,fs(n)Hm,f }: Công suất phát của MBS f đến MUE m trên kênh truyền con n
s(n)u,b ∈C: Ký tự tức thời mong muốn của SUE m phục vụ bởi SBS b trên kênh truyền con n
p(n)u,b E{s(n)u,bs(n)Hu,b }: Công suất phát của SBS b đến SUE u trên kênh truyền con n
h(n)m,f ∈C1×T: Đáp ứng kênh truyền từ MBS f đến MUE m trên kênh truyền con n
h(n)m,b ∈C: Đáp ứng kênh truyền từ nguồn can nhiễu SBS b đến MUE m trên kênh truyền con n
h(n)u,b ∈C: Đáp ứng kênh truyền từ SBSb đến SUEu trên kênh truyền con n
h(n)u,f ∈C1×T: Đáp ứng kênh truyền từ nguồn can nhiễu MBSf đến SUE u trên kênh truyền con n
wm,f ∈CT×1: Vector tiền mã hóa tại MBS f để phục vụ MUEm a(n)m,f,
a(n)u,Ci
∈ {0,1}: Biến phân bổ kênh truyền
y(n)m,f Tín hiệu nhận được tại MUE m được phục vụ bởi MBS f trên kênh truyền con n
y(n)u,Ci Tín hiệu nhận được tại SUEu được phục vụ bởi cụm Ci trên kênh truyền con n
Iu,F(n) X f∈F
X
m∈Mf
a(n)m,f|h(n)u,fwm,f|2p(n)m,f: Công suất can nhiễu từ các MBS Iu,C\Ci(n) X Cj∈C\Ci X b′∈Cj X u′∈UCj
a(n)u′,Cj|h(n)u,b′|2p(n)u′,b′: Công suất can nhiễu từ những cụm khácCi
Icross-talk(n) X m′∈Mf\m
a(n)m′,f|h(n)m,fwm′,f|2p(n)m′,f: Công suất can nhiễu từ các người dùng (cross-talk interference) được phục vụ bởi MBSf đến người dùng m
Im,F \f(n) X f′∈F \f
X
m′∈Mf′
a(n)m′,f′|h(n)m,f′wm′,f′|2p(n)m′,f′: Công suất can nhiễu từ các MBS khácf Im,C(n) X Ci∈C X b∈Ci X u∈UCi
a(n)u,Ci|h(n)m,b|2p(n)u,b: Công suất can nhiễu từ các cụm SBS
C m 1 C m 2 C m C MBS SBS SUE MUE