V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: 1 TS Nguyễn Đình Long
3 PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT DÙNG PHÂN CỤM VÀ PHÂN BỔ
3.1.1 Phân bổ kênh truyền tối đa độ lợi kênh (SCA)
Phương pháp phân bổ kênh truyền đồng kênh (các tầng sử dụng chung nguồn tài nguyên tần số) được ưu tiên bởi các nhà mạng 1.4.2. Việc này nhằm tăng hiệu quả sử dụng nguồn tài nguyên tần số hạn hẹp nhưng đồng thời làm cho can nhiễu giữa các
tầng trở nên khó kiểm sốt. Do đó, nội dung này trình bày việc xây dựng bài tốn phân bổ kênh truyền tối đa độ lợi kênh để đảm bảo phục vụ các UE với đường truyền tốt nhất trong các kênh truyền có thể phân bổ. Việc phân bổ kênh truyền được chia thành hai bài toán tối ưu riêng biệt cho tầng macrocell và small cell.
A. Phân bổ kênh truyền cho các MUE: Xét một macrocell sử dụng MBS f để phục vụ Mf MUE. Bởi vì MBS sử dụng cơng nghệ mMIMO nên số lượng MUE trên mỗi kênh truyền con được phân bổ có ảnh hưởng về can nhiễu không đáng kể lẫn nhau khi được phục vụ bởi MBS. Do đó, mục tiêu phân bổ kênh truyền cho các MUE là tìm một kênh truyền con có độ lợi kênh lớn nhất cho mỗi MUE. Bài toán tối ưu được xây dựng như sau
max a(n)m,f Mf X m=1 N X n=1 VMm,na(n) m,f (3.1a) s.t. N X n=1 a(n)m,f = 1, m= 1, ..., Mf, (3.1b) a(n)m,f ∈ {0,1}, n= 1, ..., N,∀m∈ Mf, (3.1c) trong đó, VMm,n =tracen h(n)m,f o
. Ràng buộc (3.1b) cho biết trong một macro- cell f thì MUE f chỉ được phục vụ trên một kênh truyền con n duy nhất. Ràng buộc (3.1c) đảm bảo giá trị nhị phân thể hiện MUE m có được phục vụ bởi MBS f trên kênh truyền con n không.
B. Phân bổ kênh truyền cho các SUE: Sau khi phân cụm, các SBS được phân thành các cụm khác nhau để phục vụ các SUE một cách hiệu quả. Trong nội dung của luận văn, giả sử các SBS kết hợp với nhau để truyền tín hiệu (cooperative transmission) đến phục vụ các SUE. Tức là, để truyền tín hiệu đến SUE u trong cụm Ci thì tất cả các SBS b ∈ Ci sẽ truyền cùng một tín hiệu phát. Do đó, cơng suất tín hiệu mong muốn tại SUE usẽ được tăng cường so với việc một SUE được phục vụ duy nhất bởi một SBS. Để có thể phân bổ kênh truyền cho các SUE trong một cụm thì u cầu khơng có hai SUE bất kỳ được phân bổ một kênh truyền con, hay nói cách khác số lượng SUE trong cụm phải nhỏ hơn số lượng kênh truyền con (UCi < N,∀Ci ∈ C). Việc phân bổ kênh truyền con cho cụm Ci với mục tiêu được
mô tả bởi bài toán tối đa tổng của các giá trị VCu,n với VCu,n là tổng độ lợi kênh từ các SBS trong cụmCi đến SUEu trên kênh truyền conn. Bài toán tối ưu được mô tả như sau
max a(n)u,C i UCi X u=1 N X n=1 VCu,na(n) u,Ci (3.2a) s.t. UCi X u=1 a(n)u,Ci = 1, n= 1, ..., N, (3.2b) N X n=1 a(n)u,Ci = 1,∀u∈ UCi, (3.2c) a(n)u,Ci ∈ {0,1}, n= 1, ..., N,∀u∈ UCi, (3.2d) trong đó, VCu,n =Pb∈Ci|h(n)u,b|2 là tổng độ lợi kênh truyền từ các SBS trong cụm
Ci đến SUE u,a(n)u,Ci = 1 là biến thể hiện kênh truyền con nđược phân bổ cho SUE u phục vụ bởi cụm Ci, ngược lại bằng không nếu không được phân bổ. Ràng buộc
(3.2b) mô tả mỗi kênh truyền con chỉ phân bổ cho duy nhất một SUE trong cụm. Bên cạnh đó, ràng buộc (3.2c) thể hiện mỗi SUE trong một cụm chỉ được gán duy nhất một kênh truyền con. Và, ràng buộc (3.2c) để đảm bảo giá trị nhị phân cho a(n)u,Ci.