Phân bổ tài nguyên vô tuyến trong mạng di động với MIMO OFDMA RELAY

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN

BÁO CÁO THỰC TẬP
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài: PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN TRONG
MẠNG DI ĐỘNG VỚI MIMO-OFDMA RELAY
Giảng viên hướng dẫn

: TS. PHẠM DOÃN TĨNH

Sinh viên thực hiện

: DƯƠNG THÁI HỌC

Lớp

: K15NC

Khóa

:

Hệ

:

HÀ NỘI 1-2016

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN

BÁO CÁO THỰC TẬP
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài: PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN TRONG
MẠNG DI ĐỘNG VỚI MIMO-OFDMA RELAY
Giảng viên hướng dẫn

: TS. PHẠM DOÃN TĨNH

Sinh viên thực hiện

: DƯƠNG THÁI HỌC

Lớp

: K15NC

Khóa

:

Hệ

:

HÀ NỘI 1-2016

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CN ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ TÀI THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên sinh viên: DƯƠNG THÁI HỌC
Lớp: K15NC

Khoá:

Ngành đào tạo:

Hệ đào tạo: ĐHCQ

1/ Tên đồ án tốt nghiệp:
Phân bổ tài nguyên vô tuyến trong mạng di động với mimo-ofdma relay

2/ Nội dung chính của đồ án:
1/ Giới thiệu
2/ Mô hình hệ thống
3/ Phương Pháp Phân Bổ Tần Số Dựa Trên Việc Tái Sử Dụng Từng Phần
4/ Mô phỏng
5/ Kết luận

3/ Cơ sở dữ liệu ban đầu

……………..………..……….………………………………………………………………….
……………………..……….………………………………………………………………….

4/ Ngày giao đồ án: 12/01/2016
5/ Ngày nộp đồ án:

23/02/2016

TRƯỞNG KHOA

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)


Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

MỞ ĐẦU
Đối với sinh viên hiện nay, thực tập là một hoạt động có vai trò quan trọng không chỉ
đối với quá trình học tập, mà còn quan trọng đối với cả công việc của sinh viên sau này. Là
sinh viên năm cuối của Khoa Điện tử - Thông tin, Viện Đại học Mở Hà Nội, có định hướng rõ
ràng hơn về ngành học của mình, thì học phần “Thực tập tốt nghiệp Đại học” thực sự rất có
ích cho em cũng như các bạn sinh viên khác trong Khoa, là cơ hội để chúng em có thể tích lũy
học vấn, kinh nghiệm, áp dụng các kiến thức đã được học vào thực tế, có thể nhìn nhận, đánh
giá một cách tổng quát về môi trường làm việc của nơi mình thực tập. Cũng nhờ đợt thực tập
này, chúng em đã được rèn luyện những kiến thức thực tế như: biết chủ đô ̣ng liên hê ̣ và tim
̀
kiế m các doanh nghiêp,

̣ cơ sở nghiên cứu để đăng kí thực tâ ̣p, có cơ hô ̣i đươ ̣c tham gia Ngày
hội hướng nghiệp và tuyển dụng (Open Door Day) của FPT Software…

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

1

SVTH: Dương Thái Học


Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp
đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời gian từ khi bắt
đầu học tập tại trường đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy
Cô, gia đình và bạn bè. Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa
Điện tử - Thông tin, Viện Đại học Mở Hà Nội đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để
truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Và
đặc biệt, trong đợt thực tập này. Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của các thầy cô
thì em nghĩ bài thu hoạch này của em rất khó có thể hoàn thiện được. Một lần nữa, em xin
chân thành cảm ơn thầy. Bài báo cáo thực tập thực hiện trong khoảng thời gian gần 1 tháng.
Bước đầu đi vào thực tế của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ. Do vậy, không tránh khỏi
những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu
của quý Thầy Cô và các bạn học cùng lớp để kiến thức của em trong lĩnh vực này được hoàn
thiện hơn.
Em xin gởi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với các thầy cô Viện Đại
học Mở Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô Khoa Điện tử - Thông tin của trường đã tạo điều kiện
cho em để em có thể hoàn thành tốt bài báo cáo thực tập này. Và em cũng xin chân thành cám
ơn thầy Phạm Doãn Tĩnh đã nhiệt tình hướng dẫn em hoàn thành tốt khóa thực tập.

Trong quá trình thực tập, cũng như là trong quá trình làm bài báo cáo thực tập, khó
tránh khỏi sai sót, rất mong các Thầy, Cô bỏ qua. Đồng thời do trình độ lý luận cũng như kinh
nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên bài báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất
mong nhận được ý kiến đóng góp Thầy, Cô để em học thêm được nhiều kinh nghiệm và sẽ
hoàn thành tốt hơn bài luận văn tốt nghiệp sắp tới.
Em xin chân thành cảm ơn!

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

2

SVTH: Dương Thái Học


Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

NHẬN XÉT
(Của cơ quan thực tập, nếu có)
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

3

SVTH: Dương Thái Học


Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: Chọn đề tài thực tập .................................................................................... 7
1.1

Công việc được giao trong thời gian thực tập ........................................................... 7

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG thực tập ................................................................................... 8
2.1

Giới thiệu ................................................................................................................. 8

2.2

Mô hình hệ thống ..................................................................................................... 8

2.3

Phương pháp phân bố tần số dựa trên việc tái sử dụng từng phần ........................... 12

2.3.1

Equal bandwidth per link (EBPL) ................................................................... 13

2.3.2

Equal bandwidth per mobile station (EBPM) .................................................. 13

2.3.3

Equal Bandwidth Per Access-Link (EBPA)..................................................... 14

2.4

Mô phỏng .............................................................................................................. 16

KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 20
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 21

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

4

SVTH: Dương Thái Học

Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH
Hình 2.1: Cấu trúc relay trong mạng di động .......................................................................... 9
Hình 2.2: Tái sử dụng cứng nhắc và mềm dẻo ...................................................................... 10
Hình 2.3: Phân bổ phổ tần trong 19 cell dưới đề xuất tái sử dụng cứng nhắc ........................ 12
Hình 2.4: Phân bổ phổ tần trong 19 cell dưới đề xuất tái sử dụng mềm dẻo .......................... 15
Hình 2.5: Các tham số đầu vào ............................................................................................. 17
Hình 2.6: Dung lượng trong các cell với tái sử dụng cứng nhắc ............................................ 17
Hình 2.7: Dung lượng trong các cell với tái sử dụng mềm dẻo ............................................. 18
Hình 2.8: Mô tả tác động lên SINR ...................................................................................... 18
Hình 2.9: So sánh dung lượng đối với hai phương pháo tái sử dụng phổ ............................... 19

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

5

SVTH: Dương Thái Học


Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
OFDMA:

Orthogonal Frequency Division Multiplex Access

BS:

Base Station

MS:
SINR:

Mobile Station
Singal to Interference plus Noise Ratio

EBPL:
EBPM:

Equal Bandwidth Per Link
Equal Bandwidth Per Mobile Station

EBPA:

Equal Bandwidth Per Access-Link

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

6

SVTH: Dương Thái Học


Chương 1: Chọn đề tài thực tập

Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỀ TÀI THỰC TẬP
1.1 Công việc được giao trong thời gian thực tập
Trong thời gian 1 tháng thực tập, em đã chọn tìm hiểu đề tài “Phân bố tài
nguyên vô tuyến trong mạng di động với MIMO-OFDMA relay”. Dưới sự hướng dẫn
của TS. Phạm Doãn Tĩnh. Đây là mô ̣t đề tài nghiên cứu khoa ho ̣c còn mới, đã có một
số kết quả thực nghiệm và đang trong quá trình phát triển.
Với đề tài này, em đã hoàn thành đề tài trong thời gian thực tập. Sau đây là các
nô ̣i dung mà em đã làm được trong thời gian thực tập.

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

7

SVTH: Dương Thái Học


Chương 2: Nội dung thực tập

Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC TẬP
2.1 Giới thiệu
Sự phát triển nhanh của truyền thông di động dẫn đến nhu cầu của người sử
dụng dịch vụ trong tương lai gần. Với nhưng yêu cầu khắt khe trong các tiêu chí của
mạng 4G [1-3] đã thúc đẩy sự nghiên cứu giúp tăng thông lượng và vùng phủ. Một
trong những giải pháp hứa hẹn nhất đó chính là công nghệ relay mà có thể nâng cao
hiệu suất của mạng di động.
Với giải pháp tăng cường relay có thể đem lại hai lợi thế: Thứ nhất, thay vì triển
khai thêm nhiều trạm BS ta có thể thêm vào các RSs mà có thể gia tăng vùng phủ của
BS và đem lại dịch vụ với giá thành thấp hơn [4-5]. Thứ hai, việc thêm vào các RSs có

thể gia tăng thông lượng nhờ việc sử dụng lại tài nguyên vô tuyến. Tuy nhiên, tăng
cường relay cũng gặp phải một số vấn đề nhất định. Thêm vào các RSs đồng nghĩa với
thông tin được liên lạc qua nhiều chặng. Do đó cần có một cơ chế quản lý tài nguyên
vô tuyến sao cho có thể khai thác được các lợi ích từ tăng cường relay.
Orthogonal frequency division multiplex access (OFDMA) đã được đề xuất như
là một công nghệ hứa hẹn cho hệ thống không dây băng rộng trong tương lai. Nhưng
hiện tại, nó không thể giảm thiểu nhiễu được như code division multiplex access
(CDMA) có thể làm. Do đó việc phân bổ tài nguyên vô tuyến là một điều hết sức quan
trọng đối với việc thiết kế hệ thống. Hệ thống MIMO với nhiều anten tại cả điểm phát
và điểm thu có thể gia tăng đáng kể dung lượng của kênh truyền không dây. Sự kết
hợp của relay OFDMA và MIMO được gọi là MIMO-OFDMA relay là một giải pháp
hấp dẫn trong việc tăng hiệu suất hệ thống.
Mặc dù một số nghiên cứu đã hoàn thành đối với mạng MIMO-OFDMA truyền
thống, nhưng chúng không thể áp dụng cho MIMO-OFDMA relay. Bởi vì việc phân
bổ tài nguyên trong các chặng khác nhau cần phải cùng phối hợp để tránh tình trạng
thiếu dữ liệu hay tràn dữ liệu tại các node relay. Một số lợi ích từ việc tái sử dụng phổ
được trình bày trong [8] và [9]. Bài báo này, tác giả tập trung phân tích phương pháp
phân bổ tài nguyên dựa trên tái sử dụng từng phần phổ.
2.2 Mô hình hệ thống
Chúng ta giả thiết hệ thống di động OFDMA-MIMO bao gồm 19 cell như hình
1.6 RSs lần lượt được phân bổ ở rìa cell và liên kết với các BS. Bán kính của cell là R
và khoảng cách từ BS đến FRN là R1. Tỷ số R1/R được thiết lập là 2/3 trong bài báo.
Trong một cell, một người dùng có thể được kết nối tới BS với một chặng hoặc kết nối
tới FNR với hai chặng. Tuy nhiên việc lựa chọn kết nối đến BS hay FNR còn phụ
thuộc vào thuật toán khoảng cách, thuật toán pathloss và thuật toán SINR [10].

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

8

SVTH: Dương Thái Học


Chương 2: Nội dung thực tập

Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

Hình 2.1: Cấu trúc relay trong mạng di động

Trong bài báo này, tác giả chỉ tập trung quan tâm đến đương downlink. Nguyên
tắc của phổ vô tuyến dựa trên cơ chế tái sử dụng từng phần mềm hoặc cứng được minh
họa trong hình 2.2.

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

9

SVTH: Dương Thái Học


Chương 2: Nội dung thực tập

Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

Hình 2.2:Tái sử dụng cứng nhắc và mềm dẻo

Đối với tái sử dụng cứng, phổ tần được chia thành nhiều phổ con cố định mà
được phân bổ tới cell theo một mẫu định trước. Đối với tái sử dụng mềm dẻo thì phổ
tần được chia thành nhiều phổ con cố định tuy nhiên trong một cell thì một trong các
phổ tần con được phân cho các người dùng ở xa và phần còn lại được phân cho các

người dùng ở gần trạm BS hơn.
Trong hình 2.2, với tái sử dụng cứng ta có tần số FBM và FBF là cố định và được
dùng lần lượt cho BS-MSs và BS-FRNs. Đối với vùng ngoài, FFMA, FFMB và FFMC lần
lượt là tần số được sử dụng cho đường FRN-MSs trong cell A, B và C. Với tái sử dụng
mềm dẻo thì trong cell A: Trong vùng trong, tần số F1 được sử dụng cho FRN-MSs và
với vùng ngoài F2 và F3 lần lướt được sử dụng cho BS-FRN và BS-MS. Tương tự đối
với các cell B và C.
Đối với tăng cường MIMO-OFDMA relay cho mạng di động, thì đường liên kết
BS-FRN được coi là line of sight (LOS) với điều kiện kênh truyền tốt và giả thiết các
đường liên kết khác là none line of sight (NLOS). Trước hết một số giả thiết được thiết
lập như sau:
 Hệ thống là đầy tải.
 MS được phân bố đều trên tất cả các cell khác nhau.

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

10

SVTH: Dương Thái Học


Chương 2: Nội dung thực tập

Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

 Hiệu ứng fading bị bỏ qua.
 Suy hao, ký hiệu là PL được cho bởi công thức:
𝑃𝐿 = (

4𝜋𝑘

𝐿2

𝛾

) . 𝑑𝑦,𝑚,𝑥 . 10𝜉/10

(1)

Với 𝑓𝑐 là phổ trung tâm của người dùng thứ y, C là tốc độ ánh sáng, 𝑑𝑦,𝑚,𝑥 là
khoảng cách giữa người dùng y và BS, 𝛾 là hệ số suy hao.
Theo [9] tỷ số SINR nhận được tại MS thứ o liên kết với BS thứ s trên sóng
mang con thứ m là:
𝑛
𝑛
𝑛
𝑆𝐼𝑁𝑅𝑜,𝑚,𝑠
= 𝑃𝑜,𝑚,𝑠
𝐺𝑜,𝑚,𝑠
/(𝑃0 + 𝐼𝑜,𝑚,𝑞 )
2

𝑁

′

′

2

′

𝑡
𝑛
𝑛
𝑛
𝑛
𝑛
𝑛
𝑛
𝑆𝐼𝑁𝑅𝑜,𝑚,𝑠
= (𝑃𝑜,𝑚,𝑠
. |𝑔𝑜,𝑚,𝑠
ℎ𝑜,𝑚,𝑠
| ) . (𝑃0 + ∑19
𝑞=1 ∑𝑛=1 (𝑃𝑜,𝑚,𝑞 . |𝑔𝑜,𝑚,𝑞 ℎ𝑜,𝑚,𝑞 | +

𝑞≠𝑠

2 −1
𝑞≠𝑠
𝑛′
𝑛′
𝑛′
∑𝑛′′ =1 𝑃𝑜,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 . |𝑔𝑜,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 ℎ𝑜,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 | )

(2)

Với hai chặng, SINR nhận được tại MS thứ j với FRN thứ k và BS thứ s với
sóng mang con thứ m là z:
2

𝑛
𝑛
𝑛
𝑆𝐼𝑁𝑅𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁
= (𝑃𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁
. |𝑔𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁
ℎ𝑛
| ) . (𝑃0 +
𝑘
𝑘
𝑘 𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑘
′

𝑁

′

′

2

𝑞≠𝑠

′

′

2

′

𝑡
𝑛
𝑛
𝑛
𝑛
𝑛
𝑛
−1
+ ∑19
(3)
𝑞=1 ∑𝑛=1 (𝑃𝑗,𝑚,𝑞 . |𝑔𝑗,𝑚,𝑞 ℎ𝑗,𝑚,𝑞 | + ∑𝑛 ′′ =1 𝑃𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 . |𝑔𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 ℎ𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 | ))

𝑞≠𝑠

Tương tự, SINR nhận được tại FRN thứ k nhận tín hiệu từ BS thứ s trên sóng
mang con thứ m là:
2

𝑛
𝑛
𝑛
𝑆𝐼𝑁𝑅𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁
= (𝑃𝑘,𝑚,𝐹𝑅𝑁
. |𝑔𝑘,𝑚,𝐹𝑅𝑁
ℎ𝑛
| ) . (𝑃0 +
𝑘
𝑘 𝑘,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑘

𝑘
𝑁

′

′

′

2

𝑞≠𝑠

′

′

2

′

𝑡
𝑛
𝑛
𝑛
𝑛
𝑛
𝑛
−1
+ ∑19

𝑞=1 ∑𝑛=1 (𝑃𝑘,𝑚,𝑞 . |𝑔𝑘,𝑚,𝑞 ℎ𝑘,𝑚,𝑞 | + ∑𝑛 ′′ =1 𝑃𝑘,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 . |𝑔𝑘,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 ℎ𝑘,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑞 | )) (4)

𝑞≠𝑠

Theo Shannon, ta có thể tính được dung lượng từ BS tới MSj là:
𝑁

𝑇
𝑛
𝑛
∑𝑛𝑚=1(𝜌𝑖,𝑚,𝑠
𝜂𝑖,𝑚,𝑠 = ∑𝑛=1
. 𝑙𝑜𝑔2 (1 + 𝜅. 𝑆𝐼𝑁𝑅𝑖,𝑚,𝑠
))

(5)

Với băng thông là Blink thông lượng của một cell sẽ là:

𝐶𝑖,𝑚,𝑠 = 𝐵𝑙𝑖𝑛𝑘−𝑜𝑛𝑒 . 𝜂𝑘,𝑚,𝑠

(6)

𝐶𝑗,𝑚,𝑠 = 𝐵𝑙𝑖𝑛𝑘−𝑡𝑤𝑜 . 𝑚𝑖𝑛(𝜂𝑘,𝑚,𝑠 , 𝜂𝑘,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑘 )

(7)

𝑁

𝑁

𝑜𝑛𝑒
𝑡𝑤𝑜
𝐶𝑗,𝑚,𝑠 = 𝐵𝑙𝑖𝑛𝑘−𝑜𝑛𝑒 ∑𝑖=1
𝐶𝑖,𝑚,𝑠 + 𝐵𝑙𝑖𝑛𝑘−𝑡𝑤𝑜 ∑𝑗=1
𝐶𝑗,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑘

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

11

(8)

SVTH: Dương Thái Học


Chương 2: Nội dung thực tập

Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

Từ công thức (8) ta thấy băng thông và dung lượng là có liên hệ. Trong phần
tiếp theo, dựa vào cơ chế tái sử dụng từng phần chúng ta sẽ giải quyết vấn đề tối ưu
hóa dung lượng.
2.3 Phương pháp phân bố tần số dựa trên việc tái sử dụng từng phần
Để xem xét hiệu suất của hệ thống, tác giả định nghĩa hệ số tái sử dụng phổ 𝑅𝑒𝑓𝑓 :

𝑅𝑒𝑓𝑓 = 𝐵𝑎𝑙𝑙 /𝐵𝑐𝑒𝑙𝑙−𝑒𝑓𝑓

(9)

Với 𝐵𝑎𝑙𝑙 là tổng băng thông và 𝐵𝑐𝑒𝑙𝑙_𝑒𝑓𝑓 là băng thông hữu dụng đối với từng
cell, mà được dùng đề liên kết các băng thông. 𝐵𝐵𝑀_𝑐𝑒𝑙𝑙 và 𝐵𝐵𝑓_𝑐𝑒𝑙𝑙 là băng thông cho
𝐹𝐵𝑀 và 𝐹𝐵𝑓 khi đó 𝑅𝑒𝑓𝑓 sẽ là:
𝑅𝑒𝑓𝑓 = (3𝐵𝐹𝑀−𝑐𝑒𝑙𝑙 + 𝐵𝐵𝑀−𝑐𝑒𝑙𝑙 + 𝐵𝐵𝐹−𝑐𝑒𝑙𝑙 )/(𝐵𝐵𝑀−𝑐𝑒𝑙𝑙 + 𝐵𝐵𝐹−𝑐𝑒𝑙𝑙 ) (10)
Trong một cell tác giả giả thiết rằng người dùng một chặng I và người dùng hai
chặng j sẽ sử dụng 𝐵𝐵𝑀_𝑙𝑖𝑛𝑘 , 𝐵𝐹𝑀_𝑙𝑖𝑛𝑘 và 𝐵𝐵𝐹_𝑙𝑖𝑛𝑘 để kết nối BS với MSi, FRNk với MSj
và BS với FRNk một cách riêng biệt.

Hình 2.3:Phân bổ phổ tần trong 19 cell dưới đề xuất tái sử dụng cứng nhắc

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

12

SVTH: Dương Thái Học


Chương 2: Nội dung thực tập

Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

Ta có thể thấy rằng băng thông liên kết phụ thuộc về đề án phân bổ liên kết và
người sử dụng trong một chặng và hai chặng. Trong phần kế tiếp, tác giả đề xuất ba
phương pháp.
2.3.1 Equal bandwidth per link (EBPL)
Trong phần này, tác giả đề xuất băng thông trên tất cả đường dẫn là bằng nhau.

𝐵𝐵𝑀−𝑙𝑖𝑛𝑘 = 𝐵𝐹𝑀−𝑙𝑖𝑛𝑘 = 𝐵𝐵𝐹−𝑙𝑖𝑛𝑘 = 𝐵𝑙𝑖𝑛𝑘

(11)

Từ công thức (11) băng thông đường dẫn và dung lượng được tính như sau:
𝐵𝑙𝑖𝑛𝑘 =

𝐵𝑎𝑙𝑙

𝑁𝑡𝑤𝑜 = [
𝐶𝑐𝑒𝑙𝑙 =

(12)

𝑅𝑒𝑓𝑓 .𝑁𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑅𝑒𝑓𝑓 −1

. 𝑁𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 ]
3
𝑁𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 −𝑁𝑡𝑤𝑜
𝐵𝑙𝑖𝑛𝑘 . (∑𝑖=1
𝜂𝑖,𝑚,𝑠

(13)
𝑁

𝑡𝑤𝑜
+ ∑𝑗=1
min(𝜂𝑘,𝑚,𝑠 , 𝜂𝑖,𝑚,𝐹𝑅𝑁𝑘 )) (14)

Công thức (14) cho biết số người dùng tối đa trong hai chặng.
2.3.2 Equal bandwidth per mobile station (EBPM)
Trong phương pháp này băng thông được thiết kế như sau:

Băng thông của đương dẫn và dung lượng của cell được biểu diễn như sau:

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

13

SVTH: Dương Thái Học


Chương 2: Nội dung thực tập

Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

2.3.3 Equal Bandwidth Per Access-Link (EBPA)
Trong đề xuất này, băng thông được thiết kế sẽ là:

Tương tự, ta có thể xác định được băng thông và dung lượng của cell như sau

Với đề xuất sử dụng lại từng phần một cách mềm dẻo như trong hình 2.4. B1,
B2, B3 lần lượt biểu thị băng thông của F1, F2, F3 do đó:

Với:

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

14

SVTH: Dương Thái Học

Chương 2: Nội dung thực tập

Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

Hình 2.4:Phân bổ phổ tần trong 19 cell dưới đề xuất tái sử dụng mềm dẻo

Từ hình 2.4 chúng ta thấy rằng phân bổ phổ tần trong đề xuất tái sử dụng phổ
tần mềm dẻo phức tạp hơn so với đề xuất tái sử dụng cứng rắn. Để giảm bớt phức tạp,
chúng ta cho rằng F1 cho FRNs-MSs, F2 cho BS-FRNs và F3 cho BS-MSs. Sử dụng công
thức [2-5] dung lượng của cell được tính như sau:

Tương tự cho cả ba đề xuất đều được dùng để phân bổ phổ tài nguyên. Trong
EBPL do băng thông được thiết kế bằng nhau trong các cell nên ta có thể xác định
được băng thông như sau:

Tương tự cho EBPM:

Đối với EBPA:
GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

15

SVTH: Dương Thái Học


Chương 2: Nội dung thực tập

Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

Dung lượng của cell trong đượng dẫn trực tiếp hoặc qua hai chặng là:

Từ đó, ta có thể thấy rằng tốc độ của người dùng trong các cell không chỉ phụ
thuộc vào đường dẫn trực tiếp hay qua hai chặng mà còn phụ thuộc vào cơ chế định
tuyến của người dùng. Tập hợp X={x1, x2, … xNtotal} với:

Tốc độ dữ liệu của MS thứ i là:

Kết hợp (31)-(33) và (36) ta được:

Với 𝜑𝑖 là hệ số băng thông đường dẫn, trong các đường dẫn khác nhau ta có:

Kết hợp (37) và (38) dung lượng có thể là:

2.4 Mô phỏng
Trong phần này, tác giả sẽ sử dụng matlab để mô phỏng dung lượng cell với các
băng thông đường dẫn khác nhau và dựa trên tái sử dụng từng phần. Các tham số được
thể hiện qua hình 2.5.

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

16

SVTH: Dương Thái Học


Chương 2: Nội dung thực tập

Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

Hình 2.5:Các tham số đầu vào

Hình 2.6:Dung lượng trong các cell với tái sử dụng cứng nhắc

Hình 2.6 mô tả dung lượng của cell trong các băng thông đường dẫn khác nhau
với đề xuất tái sử dụng từng phần cứng nhắc. Chúng ta có thể thấy được dung lượng
tối đa của EBPL EBPA và EBPM là khác nhau. Với EBPL đạt dung lượng lớn nhất
khi 𝑅𝑒𝑓𝑓 là 1.6 thì EBPA và EBPM đạt dung lượng lớn nhất lần lượt với 𝑅𝑒𝑓𝑓 là 1.8 và
2.0.

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

17

SVTH: Dương Thái Học


Chương 2: Nội dung thực tập

Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

Hình 2.7:Dung lượng trong các cell với tái sử dụng mềm dẻo

Hình 2.7 mô tả dung lượng của cell trong các băng thông đường dẫn khác nhau
với đề xuất tái sử dụng từng phần mềm dẻo. Chúng ta có thể thấy EBPA đạt được
dung lượng cao nhất, sau đó lần lượt là EBPM và EBPL.

Hình 2.8:Mô tả tác động lên SINR

Hình 2.8 mô tả tác động lên SINR. Với các phương pháp truyền thống SINR tại

rìa của cell là rất thấp. Tuy nhiên SINR được cải thiện một cách rõ rệt đối với cả hai
phương pháp tái sử dụng cứng nhắc và tái sử dụng mềm dẻo. Và qua so sánh ta có thể
dễ dàng thấy được phương pháp tái sử dụng từng phần mềm dẻo là tốt hơn so với
phương pháp còn lại.

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

18

SVTH: Dương Thái Học


Chương 2: Nội dung thực tập

Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

Hình 2.9:So sánh dung lượng đối với hai phương pháo tái sử dụng phổ

Hình 2.9 mô tả dung lượng đối với hai phương pháp tái sử dụng phổ trên. Từ đó
ta thấy phương pháp tái sử dụng phổ một cách mềm dẻo là tốt hơn đối với phương
pháp còn lại.

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

19

SVTH: Dương Thái Học


Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

KẾT LUẬN
Tuy thời gian thực hiện học phần “Thực tập tốt nghiệp” là không dài, nhưng đó
lại là một khoảng thời gian rất có ý nghĩa đối với những sinh viên năm cuối. Qua thời
gian thực tập, em đã có một cái nhìn cụ thể, rõ ràng hơn về các công việc liên quan
đến ngành học của mình sau khi ra trường. Kỳ thực tập tốt nghiệp giúp em nắm rõ hơn
yêu cầu của công việc để từ đó tự trang bị thêm kiến thức cho mình phù hợp với công
việc. Việc thực tập cũng là một bài kiểm tra thực tế nhỏ để em có dịp xem xét một
cách chính xác nhất khả năng, năng lực và kiến thức của mình. Tuy nhiên, bản báo cáo
của em còn nhiều thiếu sót do hiểu biết còn hạn chế, rất mong sự đóng góp của thầy cô
để kiến thức của em được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa, em xin cảm ơn Khoa Điện tử - Thông tin, Viện Đại học Mở Hà Nội
và đặc biệt là thầy TS Phạm Doãn Tĩnh đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em hoàn thành báo
cáo này.
Em xin chân thành cảm ơn!

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

20

SVTH: Dương Thái Học


Báo cáo thực tập tốt nghiệp đại học

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. F. Akyildiz and D. M. Gutierrez-Estevez, Physical Communication 3, 217
(2010).
2. B. Clerckx, A. Lozano, S. Sesia, C. van Rensburg, and C. B. Papadias (eds.),
EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking 2009, 3

(2009).
3. J. Parikh and A. Basu, International Journal of Computer Applications (09758887) 13, 17 (2011).
4. L. Wang, Y. Ji, F. Liu, and J. Li, IEEE IWCMC Proceedings 177 (2008).
5. R. Pabst, B. H. Walke, D. C. Schultz, P. Herhold, H. Yanikomeroglu, S.
Mukherjee, H. Viswanathan, M. Lott, W. Zirwas, M. Dohler,
6. H. Aghvami, D. D. Falconer, and G. P. Fettweis, IEEE Commun. Mag. 42, 80
(2004).
7. Z. Tang and G. Wei, Proc. IEEE Wireless Communications and Networking
Conference WCNC, Budapest, Hungary (2009), pp. 1–5.
8. W. H. Park and S. Bahk, Computer Communications 32, 703 (2009).
9. M. Liang, F. Liu, Z. Chen, Y. F. Wan, and D. C. Yang, Proceeding of IEEE
Vehicle Technology Conference, Barcelona, Spain (2009), pp. 1–5.
10. N. N. Van, F. Liu, P. Wang, and J. Wang, 7th International Conference on
Wireless Communications, Networking and Mobile Computing (Wicom2011),
Wuhan, China, August (2011).
11. H. Hu, Master of Applied Science (2003).
12. V. Sreng, H. Yanikomeroglu, and D. D. Falconer, IEEE VTC’2003 3, 1949
(2003).
13. T. Liu, M. Rong, and H. Shi, IEEE Proc. WCNC. Las Vegas; IEEE 1, 177
(2006).
14. R. Pabst, N. Esseling, and B. Walke, Journal of Communications and Networks
7, 104 (2005).
15. P. H. J. Chong and C. Leung, Int. Journal of Wireless Information Networks 10,
17 (2003).
A. Pattavina, S. Quadri, and V. Trecordi, Wireless Networks 5, 299 (1999).

GVHD: TS. Phãm Doãn Tĩnh

21

SVTH: Dương Thái Học