Cuộc gọi xuất hiện (cuộc gọi mới và chuyển giao) tuân theo hàm phân bố Poát xông, thời gian giữ cuộc gọi giả sử tuân theo phân bố hàm mũ (hình 4.1). Số người sử
dụng kênh thu ựược thông qua mô phỏng LBSB và Adapt. Từựó phát sinh số người sử
dụng, tắnh ựược số kênh cho phép, tải lưu lượng và số kênh yêu cầu tại bước thời gian t
Mỗi mẫu có dạng:
{[Số kênh cho phép(AC) Tải lưu lượng(TL)]T, [số kênh yêu cầu(yd)]}
Quá trình huấn luyện với các tập dữ liệu gồm 500 mẫu và 300 mẫu kiểm tra thử, kết quả sai số huấn luyện (hình 4.2) cho thấy bộ ựiều khiển NFS cho kết quả sai số ắt hơn ANFIS, NFC và tốc ựộ hội tụ nhanh hơn. Kết quả chạy mô phỏng sẽ cho phép lưu các tham số tập luật mờ trong tệp ỘData.fisỢ. Tệp này sẽ ựược mở và truy suất trong quá trình thực hiện quyết ựịnh trạng thái tải tế bào và tắnh số kênh cho phép cho phép di chuyển.
4.2.3. Kết quả huấn luyện NFC, ANFIS và NFS
Hình 4.2: Qúa trình huấn luyện của NFC(Ổ*Ỗ), ANFIS(Ổ+Ỗ), NFS(ỔoỖ)
Hình 4.3: Xác xuất khóa cuộc gọi của các thuật toán khác nhau *: LBSB; o: Adapt; :NFDCBS; x: NFS
Hình 4.4: Xác xuất rớt cuộc gọi của các thuật toán khác nhau
Hình 4.5: Sự phức tạp truyền thông ựiệp của các thuật toán khác nhau *: LBSB; o: Adapt; : NFDCBS; x: NFS
Hình 4.6: Thời gian trễ thu kênh của các thuật toán khác nhau *: LBSB; o: Adapt; : NFDCBS; x: NFS
4.5. đánh giá kết quả và so sánh
Qua kết quả mô phỏng thu ựược (Hình 4.3, 4.4, 4.5, 4.6), thuật toán mượn kênh trên cơ sở subsethood cho thấy xác suất khóa kênh, xác suất rớt cuộc gọi thấp hơn so với các thuật toán của Yao-Tien Wang, LBSB (một ngưỡng) và thuật toán thắch nghi (2 ngưỡng), thời gian trễ thu kênh cũng thấp hơn, số tế bào nóng ắt hơn. Nhưng ựộ phức tạp thông ựiệp lớn hơn so với các thuật toán có sẵn. Nguyên nhân do thuật toán mới thực hiện trên cơ sở phân tán, việc thực hiện mượn kênh và cân bằng tải ựộng ựáp ứng phù hợp hơn nhưng sự trao ựổi thông ựiệp giữa các tế bào cũng tăng nhiều hơn so với mô hình tập trung. điều này hoàn toàn phù hợp với những ưu ựiểm của bộ ựiều khiển mượn, khóa kênh sử dụng bộ ựiều khiển logic mờ cho phép tránh ựược hiệu ứng quả
bóng bàn và phù hợp vì thông tin về số cuộc gọi không biết trước, thời gian thực hiện cuộc gọi và ựộ phức tạp trao ựổi thông ựiệp là bất ựịnh, không biết trước như ựã phân tắch trong chương 1, 2. Kết quả thuật toán DBNFS thể hiện cho kết quả tốt hơn các thuật toán FDCBS, NFDCBS nói riêng và các thuật toán sử dụng mạng nơ ron mờ
truyền thống nói chung nhờ chất lượng nâng cao bởi bộựiều khiển NFS. Bộ ựiều khiển này ựã tránh ựược phép toán t-norms, t-conorm, sử dụng phép ựo subsethood cho phép thực hiện thuật toán nhanh hơn, cho phép phát sinh tập luật ựiều khiển mờ có chất lượng tốt hơn, nhất là cho sự xấp xỉ tắn hiệu ựầu ra tốt hơn các bộ ựiều khiển mạng nơ
ron Ờmờ truyền thống.
4.6. Kết luận
Chương 4 ựã xây dựng mô hình mạng di dộng tế bào ựể thực hiện mô phỏng các thuật toán mượn, khóa kênh. đồng thời cũng xây dựng bộ ựiều khiển NFS bằng ngôn ngữ Matlab và thực hiện phát sinh tập dữ liệu ựể huấn luyện NFS. Sau ựó luận án ựã thực hiện chạy mô phỏng các thuật toán LBSB, Adapt, NFDCBS và thuật toán mới DBNFS. Kết quả mô phỏng ựã chứng tỏ phương pháp mới cho phép khắc phục ựược hạn chế của các thuật toán mượn, khóa kênh truyền thống, các thuật toán FDCBS và
NFDCBS. Kết quả mô phỏng cho thấy số tế bào có kênh rỗi cho phép nhiều hơn, xác suất khóa cuộc gọi, xác suất rớt cuộc gọi thấp hơn, thời gian thu thông tin tải tế bào và thu kênh ngắn hơn so với các phương pháp truyền thống mà tiêu biểu là LBSB, Adapt và các phương pháp mượn khóa kênh thông minh FDCBS, NFDCBS và thuật toán mượn kênh sử dụng ANFIS.
KẾT LUẬN
1) Những kết quả chắnh của luận án:
1. Luận án ựã khảo sát các phương pháp mượn , khóa kênh mạng di ựộng tế bào. Trên cơ sở ựó luận án ựã chỉ ra hạn chế của các thuật toán mượn, khóa kênh truyền thống và ựề xuất hướng nghiên cứu của luận án.
2. Cải tiến các phương pháp mượn kênh trên cơ sở bộ ựiều khiển logic mờ sử
dụng tri thức chuyên gia, và trên cơ sở bộ ựiều khiển mạng nơ ron mờ thắch nghi phát sinh tập luật mờ tự ựộng trên cơ sở tập dữ liệu huấn luyện, bằng cách sử dụng bộ ựiều khiển ANFIS và thực hiện tối ưu toán tử mờ. Sau ựó luận án cũng chỉ ra hạn chế cố
hữu của phương pháp do sử dụng bộ ựiều khiển mạng nơ ron mờ truyền thống và hạn chế do sử dụng phương pháp gán kênh tập trung.
3. Xây dựng phương pháp mượn khóa kênh mới trên cơ sở mạng nơ ron mờ sử
dụng phép ựo subsethood ựể phát sinh tập luật. đề xuất thuật toán huấn luyện mạng nơ
ron mờ-subsethood online và dạng bó. Từ ựó nâng cao dung lượng và chất lượng dịch vụ của hệ thống mạng di ựộng tế bào. đồng thời cũng chỉ ra ưu và nhược ựiểm của phương pháp gán kênh phân tán só với phương pháp gán kênh tập trung trong các phương pháp của Yao-Tien Wang.
4. Xây dựng hệ mô phỏng mạng di ựộng tế bào, tập dữ liệu huấn luyện, thực hiện mô phỏng các thuật toán mới, ựánh giá kết quả thuật toán mới và so sánh với các thuật toán có sẵn.
2) Hướng phát triển của luận án:
1. Tiếp tục nghiên cứu các phương pháp mượn, khóa kênh thông minh trong các hệ thông mạng di ựộng thế hệ mới như 4G, 5G và nhất là hệ thống mạng CR với tốc ựộ
cực cao, khả năng di ựộng cao, cung cấp dịch vụ phong phú với sự tối ưu và sử dụng mềm dẻo, hiệu quả phổ tần số giới hạn.
2. Xây dựng các bộựiều khiển mượn khóa kênh thông minh trên cơ sở công nghệ
FPGA kết hợp với khả năng sử lý nhanh của mạng nơ ron tế bào mờ. Từ ựó cho phép hệ thống ựáp ứng thời gian thực phù hợp với yêu cầu của mạng truyền dữ liệu tốc ựộ
cao hơn.
3. Tắch hợp phương pháp mượn kênh nói riêng, gán kênh nói chung với các phương pháp phân tách kênh sóng vô tuyến PCA, ICA...(xử lý tắn hiệu mù) ựể từ ựó tăng tắnh hiệu quả sử dụng tài nguyên của mạng.
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ
1 Do Huu Tri, Vu Duy Loi, Ha Manh Dao (2009), ỘImproved Frequency
Channel Borrowing and Locking Algorithm in Cellular Mobile SystemsỢ,
Proceedings of the 2009 11th International Conference on Advanced Communication Technology, volume 1, pages 214-217. Phoenix Park, Korea.
2 Thái Quang Vinh, Hà Mạnh đào, Hồ Sĩ Bàng (1999), ỘDecentralized stabilization of complaex systems under two layers by combination
structure of conventional and fuzzy controlsỢ, International Journal Of Uncertainty Fuzziness and Knowledge-Based Systems, Volume 7,
Number 4, World Scientific Publishing Company;
3 Hà Mạnh đào, Thái Quang Vinh (2010), ỘMượn kênh ựộng trên cơ sở bộ ựiều khiển nơ ron mờ sử dụng subsethoodỢ, Kỷ yếu Hội nghị Quốc gia lần 13: Một số vấn ựề chọn lọc của CNTT&Truyền thông, Hưng Yên, 19- 20/08/2010.
4 Thái Quang Vinh, Hà Mạnh đào (2011), ỘMột phương pháp mượn kênh cân bằng tải ựộng mạng di ựộng tế bàoỢ, Hội nghị toàn quốc về ựiều khiển và tựựộng hóa, VCCA-2011 procceding, Hà Nội, 25-26/11/2011.
5 Hà Mạnh đào, đỗ Hữu Trắ (2010), ỘMột phương pháp ựiều khiển mượn kênh tần số thông minh trong mạng di ựộng tế bào trên cơ sở hệ Mờ- Nơ
ronỢ, Tạp chắ Phát triển Khoa học&Công nghệ, đại học Quốc Gia TP. Hồ
Chắ Minh; ISSN 1859-0128; Tập 13, K3, 2010.
6 Hà Mạnh đào, Thái Quang Vinh (2010), ỘNghiên cứu bộ ựiều khiển thông minh trên cơ sở tắch hợp mạng nơ ron mờ với subsethood và ứng dụngỢ, Kỷ
yếu Hội nghị khoa học kỷ niệm 35 năm Viện KH&CN Việt Nam, ISBN 978-
7 đỗ Hữu Trắ, Vũ Duy Lợi, Hà Mạnh đào (2009), ỔỖMột sốựề xuất cải tiến
ựối với phương pháp cấp phát kênh tần số trong hệ thống di ựộng tế bàoỖỖ,
Tạp chắ chuyên san các công trình nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông, Tập V-1, Số 1(21), tháng 4/2009.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Cornelia-Ionela Badoi , Neeli Prasad ,Victor Croitoru , Ramjee Prasad (2010), Ộ5G
Based on Cognitive RadioỢ, Published online:8 July 2010, Springer Science Business
Media.
2. V. H. M ac Donald (1979), ỘAdvanced Mobile Phone Serviced: The Cellular ConceptỢ, The Bell System Journal, vol. 58(1), pp. 15-41.
3. William C.Y.Lee (1995), Mobile Cellular Telecommunications: Analog and Digital
Systems, Second Edition. McGraw-Hill, Inc. ISBN 0-07-038089-9.
4. S. W. Halpern (1983), ỘReuse partitioning in Cellular SystemsỢ, Proceeding of the
1983 33rd IEEE Vehicular Technology Conference, pp. 322-327, New York, NY, USA.
5. I.Katzela, M.Naghshineh (1999), ỘChannel Asignment Schemes for Cellular Mobile Telecommunication Systems: A Comprehensive SurveyỢ, IEEE Personal Communications Magazine, vol. 3(2), pp. 10-31.
6. Ming Zhang, Tak-Shing P. Yum (1989), ỘComparisions of Channel Assignment
Strategies in Cellular Mobile Telephone SystemsỢ, IEEE Transactions on Vehicular
Techonology, vol. 38(4), pp. 211-215.
7. Yongbing ZHANG (1999), ỘA New Adaptive Channel Assignment Algorithm in
Cellular Mobile SystemsỢ, Proc 32 nd Hawaii International Conference on System
Science .
8. H. Jiang and S.S. Rappaport (1999), ỘCBWL: A new channel assignment and
sharing method for cellular communication systemsỢ, IEEE Transactions on Vehicular
Technology, vol. 43(2), pp. 313-322
9. Tejaskuma Patel, Dinesh K. Anvekar, B.S. Sonder (1996), ỢDCBWL: A New Channel Borrowing Scheme for Mobile Cellular Communication SystemsỢ,
Processding of the 1996 IEEE International Conference on Personal Wireless Communications, pp. 163-167, New Delhi, India.
10. Guohong Cao, Mukesh Singhal (2000), ỘAn Adaptive Distributed Channel
Allocation Strategy for Mobile Cellular NetworksỢ , Journal of Parallel and
Distributed Computing 60, 451-473,
11. Berth Eklundhb(1986), ỘChannel Utilisation and Blocking Probability in a Cellular
Mobile Telephone System with Directed RetryỢ, IEEE Transactions and
Communications, volume 34(4), pp. 329-337.
12. Kwan Laurence Yeung, Tak-Shing P. Yum (1994), ỘCompact Pattern Based
Dynamic Channel Assignment for Cellular Mobile SystemsỢ, IEEE Transaction on
Vehicular Technology, Volume 43(4), pp. 892-896.
13. Sirin Tekinay, Bijan Jabbari (1991), ỘHandover and Channel Assignment in
Mobile Cellular NetworksỢ, IEEE Communications Magazine, volume 29(11), pp. 42-
46.
14. Lauro Ortigoza Ờ Guerrero, A. Hamid Aghvami (1998), ỘA Distributed Dynamic
Resource Allocation for a Hybrid TDMA/CDMA SystemỢ, IEEE Transaction on
Vehicular Technology, volume 47(4), pp. 1162-1178.
15. H. Furukawa, Y. Akaiwa (1993), ỘSelf Organized Reuse Partitioning, a Dynamic
Channel Assignment Method in Cellular SystemsỢ, Proceedings of the 1993 43rd IEEE Vehicular Technology Conference, pp. 524-527, New York, NY, USA. .
16. T. J. Kahwa and N. D. Georganas (1978), ỘA Hybrid Channel Assignment
Scheme in Large-Scale, Cellular Structure Mobile Communication SystemsỢ, IEEE
17. Said M. Elnoubi, Rajendra Singh, Someshwa C.Gupta (1982), ỘA new frequency
channel assignment algorithm in high capacity mobile communication systemsỢ, IEEE
Transactions on Vehicular Technology, volume VT-31(3), pp. 125-131.
18. David Everit and David Manfield (1989), ỘPerformance Analysis of Cellular
Mobile Communication Systems with Dynamic Channel AssignmentỢ, IEEE Journal
on Selected Areas in Communications, volume 7(8), pp. 1172-1180.
19. I.Chih-Lin, Pi-Hui Chao (1993), ỘLocal Packing-Distributed Dynamic Channel Allocation at Cellular Base StationỢ, Proceedings of IEEE Global Telecommunications Conference (GLOBECOM 93Ỗ), part 1, volume 1, pp. 293-301.
New York, NY, USA. .
20. I. Chih-Lin, Pi-Hui Chao (1994), ỘDistributed Dynamic Channel Allocation
Algorithms with Adjacent Channel ConstraintsỢ, Proceedings of the 1994 5th IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRCỖ 94), volume 1, pp. 169-177, Amsterdam, The Netherlands, .
21. H. Furukawa, Y. Akaiwa (1991), ỘChannel Segregation: A Distributed Channel
Allocation Scheme for Mobile Communication SystemsỢ, IEICE Transactions, volume
74, pp. 949-954.
22. Yoshihiko Akaiwa, Hidehiro Andoh (1993), ỘChannel Segregation-A Self Organised Dynamic Channel Allocation Method: Application to TDMA/FDMA
Microcellular SystemỢ, Journal Selected Areas in Communication, volume 11(6), pp.
949-954.
23. Jun Tajima, Kenji Imamura (1988), ỘA Strategy for Flexble Channel Assigment in
Mobile Communication SystemsỢ, IEEE Transactions on Vehicular Technology,
24. Kenvin A. West, Gordon L. Stuber (1994), ỘAn Aggressive Dynamic Channel
Assignment Strategy for a Microcellular EnvironmentỢ, IEEE Transactions on
Vehicular Technology, volume 43(4), pp. 1027-1038.
25. Nasif Ekiz, Tara Salih, Sibel Kủẫủkỏner and Kermal Fidanboylu (2005), ỘAn
Overview of Handoff Techniques In Cellular NetworksỢ, Proceedings of World
Academy of Science, Engineering and Technology, volume 6.
26. Gregory P. Pollioni (1996), ỘTrends in Handover DesignỢ, IEEE Communications
Magazine, volume 34, pp. 82-90.
27. Nishint D. Tripathi, Jeffrey H Reed and Hugh F. VanLandinoham (1998), ỘHandoff
in Cellular SystemsỢ, IEEE Personal Communications, volume 5, pp. 26-37.
28. Alexe E. Leu and Brian L. Mark (2002), ỘModeling and Analysis of Fast Handoff
Algorithms for Microcellular NetworksỢ, Proceeding of the 10th IEEE MASCOTSỖ2002, pp. 321-328.
29. Ozan K. Tonguz, Member, Evsen Yanmaz (2008), ỘThe Mathematical Theory of
Dynamic Load Balancing in Cellular NetworksỢ, IEEE Transactions on Mobile
Computing, Volume 7(12).
30. Sajal K.Das, Sanjoy K.Sen, Rajeev Jayaram, ỘA Dynamic Load Balancing Strategy for Channel Assignment Using Selective Borrowing in Cellular Mobile EnvironmentỢ,
Wireless Networks, volume 3, pp. 333-347.
31. Johan Karlsson, Berth Eklundh (1989), ỘA Cellular Mobile Telephone System with
Load Sharing-an enhancement of directory retryỢ, IEEE Transactions on
Communications, volume 37(5), pp. 530-535.
32. Yuhong Zhang, Ezzatollah Salari (2009), ỘA hybrid channel allocation algorithm with priority to handoff calls in mobile cellular networksỢ, Computer Communications,
33. B. Kosko (1990), ỢFuzzy entropy and conditioningỢ, Information Sciences, volume
40(20).
34. Kun-Nyeong Chang, Jong-Tock Kim, Choon-Sik Yim, and Sehun Kim (1998), ỘAn
Efficient Borrowing Channel Assignment Scheme for Cellular Mobile SystemsỢ, IEEE
Transactions on vehicular technology, volume 47(2).
35. Hua Jiang, Stephen S. Rappaport (1994), ỘChannel borrowing Without Locking for
Sectorized Cellular CommunicationsỢ, IEEE Transactions on vehicular technology,
volume 43(4).
36. L. Ortigoza-Guerrero and D. Lara-Rodriguez (1996), ỘDynamic channel
assignment strategy for mobile cellular networks based on compact...Ợ, Electronics
Letters Online No: 19960938.
37. Harilaos G. Sandalidis, Peter P. Stavroulakis, Joe Rodriguez-Tellez (1999), ỘBorrowing Channel Assignment Strategies Based on Heuristic Techniques for
Cellular SystemsỢ , IEEE Transactions on Neural Networks, volume 10(1).
38. Xiaowen Wu, Kwan L. Yeung,Jianhao Hu (2000), ỘEfficient Channel Borrowing Strategy for Real-Time Services in Multimedia Wireless NetworksỢ, IEEE
Transactions vehicular Technology, volume 49(4) .
39. Dong-Jun Lee, Dong-Ho Cho (2000), ỢPerformance Analysis of Channel-
Borrowing Handoff Scheme Based on User Mobility in CDMA Cellular SystemsỢ,
IEEE Transactions on Vehicular Technology, volume 49(6).
40. Somnath Sinha Maha Patra, Kousik Roy, Sarthak Banerjee, Deo Prakash Vidyarthi (2006), ỘImproved Genetic Algorithm for Channel Allocation with Channel Borrowing
in Mobile ComputingỢ, IEEE Transections on Mobile computing, volume 5(7).
41. Sitao Wu, Tommy W. S. Chow, Kai Tat Ng (2006), ỘUsing Cellular Probabilistic Self-Organizing Map in Borrowing Channel Assignment for Patterned Traffic LoadỢ,
42. H. Jiang, S.S. Rappaport (1998), ỘChannel Borrowing Without Locking for
Asynchronous Hybrid FDMA/TDMA Cellular CommunicationsỢ, Wireless Personal
Communications, pp. 233Ờ254, Kluwer Academic Publishers.
43. C.Y. Ngo and V.O.K. Li (1998), ỘFixed Channel Assignment in Cellular Radio
Networks using A Modified Genetic AlgorithmỢ, IEEE Transactions on Vehicular
Technology, vol.ume 47(1), pp. 163-72.
44. K.A. Smith (1998), ỘGenetic Algorithm for The Channel Assignment
ProblemỢ, Global Telecommunications Conference, GLOBECOM 1998, volume 4,
pp. 2013-2018..
45. R.A. Baloch I. Awan G. Min (2010), ỘA mathematical model for wireless channel
allocation and handoff schemesỢ, Telecommun Syst 45, pp. 275Ờ287.
46. Enrico Del Re, Romano Fantacci and Luca Ronga (1996), ỘA Dynamic Channel
Allocation Technique based on Hopfield Neural NetworksỢ, IEEE Transaction on
Vehicular Technology, volume 45(1), pp. 26-32.
47. Yao-Tien Wang, Jang-Ping Sheu (2006), ỘAdaptive channel borrowing for quality
of service in wireless cellular networksỢ, International Journal of Communication
Systems Int. J. Commun. Syst.
48. Yao-Tien Wang, Jang-Ping Sheu (2004), ỘA dynamic channel-borrowing approach
with fuzzy logic control in distributed cellular networksỢ, Simulation Modelling