CHƯƠNG 2 :KỸ THUẬT CHUYỂN TIẾP
2.5. CÁC CƠ CHẾ BẮT CẶP CHO VIỆC LỰA CHỌN NÚT CHUYỂN
TIẾP [9]
Trong một mạng với nhiều nút chuyển tiếp và nhiều UE hiện diện trong cùng một cell, một điều quan trọng là lựa chọn một nút chuyển tiếp bắt cặp với một UE để đạt được đầu ra tốt nhất với độ trì hỗn xử lý nhỏ. Cơ chế bắt cặp cũng phục vụ cho mục đích chọn lựa nút chuyển tiếp để định tuyến trong mạng chuyển tiếp có nhiều hơn 02 chặng. Có 02 kiểu cơ chế bắt cặp cho việc lựa chọn chuyển tiếp: cơ chế bắt cặp tập trung và cơ chế bắt cặp phân phối.
Trong cơ chế bắt cặp tập trung, một eNodeB sẽ phục vụ như một nút trung tâm để tập hợp tất cả các thơng tin vị trí và kênh truyền được yêu cầu từ tất cả các RN và UE trong vùng lân cập của nó và sau đó làm các quyết định bắt cặp cho tất cả chúng.
Trong cơ chế bắt cặp phân phối, mỗi RN chọn một UE thích hợp bằng cách dùng thông tin kênh cục bộ và một cơ chế điều khiển truy cập môi trường cạnh tranh.
35
2.5.1. Cơ chế bắt cặp tập trung
Trong cơ chế bắt cặp tập trung, mỗi RN nhận diện một tập các UE nó có thể phục vụ trong vùng lân cận nó và kiểm tra điều kiện kênh truyền (chất lượng dịch vụ) cho các tuyến giữa RN và eNodeB và giữa RN và mỗi UE trong tập phục vụ này. Thông tin này cần được cập nhật và báo cáo định kỳ đến eNodeB để nắm bắt được những thay đổi động của láng giềng và những điều kiện kênh truyền tại mỗi RN. Sau khi nhận các cập nhật từ tất cả các RN trong cùng một cell, eNodeB tương ứng sẽ tạo một ma trận 02 chiều C = ci,j
với các hàng và cột của nó tương ứng với số nhận diện các UE và các RN. Trong ma trận C, phần tử ci,j (ci,j 0) đại diện cho tốc độ dữ liệu đạt được trên truyền dẫn 02 chặng khi UE thứ i được phục vụ bởi RN thứ j. Nếu UE thứ i không nằm trong tập dịch vụ của RN thứ j, ci,j sẽ được thiết lập về 0.Mặt khác, ci,j có thể được tính tốn dựa trên các điều kiện kênh truyền tức thời giữa UE thứ i và RN thứ j, và giữa RN thứ j và eNodeB.
Với điều kiện này, mỗi RN có thể phục vụ chỉ một UE tại một thời điểm. Mục tiêu của cơ chế bắt cặp tập trung là để tăng tối đa số lượng UE được phục vụ. Cụ thể, eNodeB sẽ điều khiển ma trận C bằng cách giữ cho nhiều hàng khác 0 (có nghĩa là có ít nhất một phần tử dương tồn tại trong mỗi hàng), trong khi duy trì tối đa một phần tử khác 0 trong mỗi cột bởi vì một RN không thể phục vụ đồng thời nhiều hơn một UE.Để đạt được mục tiêu này, eNodeB tìm và giữ các hàng với chỉ một phần tử khác 0, đó là các UE với độ ưu tiên cao được ghép đơi với chỉ RN của chúng.Nếu có nhiều UE độ ưu tiên cao chia sẻ cùng một RN thì UE với tốc độ dữ liệu đạt được lớn nhất sẽ được chọn. Kết quả là, các hàng tương ứng với những UE khác sẽ được loại ra khỏi ma trận C. Một RN chỉ được chọn một UE, nó khơng thể được chọn bởi bất kì một UE nào khác trong tập dịch vụ của nó. Vì vậy eNodeB sẽ
36
đưa về 0 những giá trị trong cột mà RN được chọn đang định vị, ngoại trừ hàng tương ứng với UE được bắt cặp với nó.
Với thủ tục tương tự, eNodeB sẽ kiểm tra và giữ các hàng còn lại, thực hiện với nhiều phần tử khác 0 và tiếp tục cập nhật đến ma trận C bằng cách thiết lập về các giá trị 0 vào cột mỗi lần một RN thích hợp bắt cặp với một UE mới. Cuối cùng, tất cả các cột chỉ chứa một phần tử khác 0 (đó là UE và RN bắt cặp).Và kết quả bắt cặp này được phân phát đến tất cả các RN và UE trong cùng một cell.
2.5.2. Cơ chế bắt cặp phân phối
Để giảm việc trao đổi thông tin định kỳ trong cơ chế bắt cặp tập trung, cơ chế bắt cặp phân phối được sử dụng.Cơ chế bắt cặp phân phối dựa trên kỹ thuật điều khiển truy cập môi trường cạnh tranh. Cụ thể, một kênh thơng tin chung có nhiều slot được chia sẻ bởi tất cả các RN trong cùng một cell. Mỗi N slot được hợp thành nhóm vào trong một đoạn bắt cặp, và một thủ tục bắt cặp hoàn chỉnh sẽ chứa M đoạn bắt cặp. Các thơng số N và M có thể được điều chỉnh theo mật độ của RN và UE trong mỗi cell.
Trong cơ chế bắt cặp phân phối, mỗi RN nhận diện một tập các UE trong vùng phục vụ của nó.Nó cũng đánh giá điều kiện kênh truyền giữa nó và eNodeB, và giữa nó với các UE trong tập dịch vụ của nó. Sau đó, trong đoạn bắt cặp đầu tiên, các RN với tập dịch vụ một UE chọn ngẫu nhiên một khe thời gian từ N slot trong đoạn bắt cặp này để phân phối đến UE ghép đơi của nó. Nếu có nhiều RN chọn cùng một khe thời gian để thông báo đến các UE được phục vụ của chúng, một đụng độ xảy ra, và các RN còn lại sẽ thực hiện trở lại trong đoạn bắt cặp kế tiếp. Các RN khác với tập dịch vụ chứa nhiều hơn một UE sẽ lắng nghe bản tin phân phối trong đoạn bắt cặp đầu tiên và sau đó cập nhật các tập dịch vụ của chúng bằng cách loại bỏ các UE đã được bắt cặp đó. Đoạn bắt cặp thứ hai là cho các RN bị đụng độ trong đoạn
37
bắt cặp đầu tiên và các RN mới thêm.Mỗi RN có một tập dịch vụ được cập nhật mới với chỉ một UE.Các RN sẽ chọn khe thời gian riêng của chúng để thông báo cho các UE bắt cặp của chúng.Đụng độ bắt cặp có thể xảy ra và các RN còn lại (với tập dịch vụ nhiều hơn một UE) sẽ cập nhật các tập dịch vụ của chúng sau khi nghe được các UE được bắt cặp thành cơng. Tiến trình tương tự sẽ tiếp tục trong các đoạn bắt cặp tiếp theo, cho đến đoạn bắt cặp cuối cùng (thứ M). Trong đoạn bắt cặp này, mỗi RN (khơng được bắt cặp) cịn lại sẽ chọn một UE từ tập dịch vụ hiện tại của nó và thơng báo sự chọn lựa bắt cặp này tại một khe thời gian ngẫu nhiên. Đụng độ bắt cặp trong đoạn cuối cùng này sẽ không được giải quyết và một thủ tục bắt cặp mới sẽ được bắt đầu khi một láng giềng của RN bị thay đổi do bởi sự di động của người dùng hay bởi điều kiện kênh truyền thay đổi.
Bằng việc sử dụng mức ưu tiên cao cho các RN với tập dịch vụ một UE, cơ chế bắt cặp phân phối có thể giảm được đụng độ ghép đôi một cách hiệu quả, gia tăng được xác suất ghép đôi thành công.
38
KẾT LUẬN CHƯƠNG
Trong chương này đã trình bày các loại nút chuyển tiếp dùng trong mạng 4G, phân tích chức năng và nhiệm vụ của từng loại, phân tích cơ chế bắt cặp lựa chọn nút chuyển tiếp để cho chất lượng tín hiệu tốt nhất.
Trong chương tiếp theo, sẽ phân tích một cách chi tiết các đặc tính của hệ thống chuyển tiếp, phân tích tỉ số SER của tín hiệu bằng cơng thức lý thuyết.
39
CHƯƠNG 3
PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG PHỐI HỢP CHUYỂN TIẾP
GIỚI THIỆU CHƯƠNG
Thông tin phối hợp là một phương pháp thông tin mới cung cấp phân tập không gian để chống lại fading trong mạng vô tuyến. Trong thông tin phối hợp, tín hiệu thu là sự kết hợp của tín hiệu phát từ nút nguồn và từ các nút chuyển tiếp. Trong chương này, sẽ phân tích đặc tính của hệ thống sử dụng kỹ thuật phối hợp với 02 loại nút chuyển tiếp AF và DF.
3.1. HỆ THỐNG PHỐI HỢP VỚI NÚT CHUYỂN TIẾP AF [11] 3.1.1. Mơ hình hệ thống