Đồ án tốt nghiệp đại học: Kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn để giảm nhiễu CCI và ICIC trong hệ thống 4G LTE

LOGOHỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG I

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
KỸ THUẬT TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ PHÂN ĐOẠN 
ĐỂ GIẢM NHIỄU CCI VÀ ICIC TRONG HỆ THỐNG 4G LTE

GVHD: Ths.CHU TUẤN LINH
SVTH : ĐINH VĂN KHANG
LỚP    : D11VT6
MSV   : B112101272
1


NỘI DUNG TRÌNH BÀY

1

TẠP ÂM AWGN, NHIỄU CCI, NHIỄU ICIC

2

CÁC KĨ THUẬT TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ

3

MÔ PHỎNG KĨ THUẬT FR1, FR3, FFR

2

 

MỘT SỐ LOẠI NHIỄU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN
Tạp âm AWGN
Pn=B.N0

Pn=B.N0
3


MỘT SỐ LOẠI NHIỄU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN
Nhiễu đồng kênh CCI và liên Cell ICIC

C/I=10log(Pc/Pi)
Pc = Công suất tín hiệu thu mong muốn.
Pi = Công suất nhiễu thu được
Để đánh giá mức độ ảnh hưởng của tạp âm và nhiễu, đồ án sử dụng 
tham số SỈN được tính như sau:

4


CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM NHIỄU ICIC

5


CÁC THAM SỐ CƠ BẢN

Các tham số cơ bản để mô hình hóa các kỹ 

thuật
Gọi C1, C2….C7 là tên gọi của
các Cell trong 1 cụm 7 Cell điển
hình trong mạng đa tế bào. Các
kỹ thuật tái sử dụng tần số dựa
trên việc tối ưu 3 tham số:

Mô hình kỹ thuật SFR
•

•

•

B = {B1, B2...........B7}: tổ hợp các băng tần (sub-band) được phân bổ
cho mỗi Cell.
P = {p1, p2,……….pq}: tổ hợp mức công suất phát đối với băng tần con
trong 1 Cell (p1< p2<…R = {r1, r2…………rs}: Bán kính của những vùng đồng tâm sử dụng tần
số khác nhau trong 1 Cell (r1< r2 <…< rs.)
6


KỸ THUẬT TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ CƠ BẢN

a.

Mô hình FR1

b. Mô hình FR3 

•

•.
•.

B = {B1}, R = {c1} P= {p1}
c1 = c2=…= c7 = {B(p1,r1)}

•
•

•

7

B = {B1,B2,B3}, R = {r1} P= {p1}
c1= {B1(p1,r1) B2(0,0) B3(0,0)}
c2 = c4 = c6 = {B1(0,0) B2(p1,r1)
B3(0,0)}
c3 = c5 = c7= {B1(0,0) B2(0,0)
B3(p1,r1)}


KỸ THUẬT TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ TỪNG PHẦN PFR
PFR - Partial Frequency Reuse

•

B = {B1,B2,B3, B4}

•

R = {r1,r2}

•

P = {p1, p2}

•
•
•

c1= {B1(p1,r1) B2(p1,r2) B3(0,0) B4(0,0)}
c2 = c4 = c6 = {B1(p1,r1) B2(0,0) B3(p1,r2) B4(0,0)}
c3 = c5 = c7= {B1(p1,r1) B2(0,0) B3(0,0) B4(p1,r1)}
8


KỸ THUẬT TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ MỀM ­ SFR
SFR - Soft Frequency Reuse
•

B={B1,B2,B3}

•

R={r1,r2}

•

P={p1,p2}

•
•
•

C1= { B1(p1, r1) B2(p1, r1)
B3(p2 , r2)}
C2=C4=C6={ B1(p1, r1), B2(p2, r2) B3(p1, r1)}
C3=C5=C7={ B1(p2, r2),
B2(p1, r1) B3(p1, r1)}
9


KỸ THUẬT TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ PHÂN ĐOẠN MỀM ­ SFFR
SFFR - Soft Fractional Frequency Reuse
•

B={B1,B2,B3,B4}

•

R={r1,r2}

•

P={p1,p2}

•
•

•

C1= { B1(p1, r1) B2(p1, r1) B3(p1, r1) B4(p2 , r2)}
C2=C4=C6= {B1(p1, r1), B2(p1, r1) B3(p2 , r2)} B4(p1, r1)}
C3=C5=C7= {B1(p1, r1),
B2(p2, r2) B3(p1 , r1)} B4(p1,
r1)}
10


KỸ THUẬT TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ PHÂN ĐOẠN TIÊN TIẾN ­ EFFR

EFFR - Enchanced Fractional Frequency Reuse
•

B= { B1,B2,B3, B4,B5, B6}

•

R= {r1,r2}

•

P= {p1,p2}

•
•

•

C1= { B1(p2, r2) B2(p1, r1) B3(x,x) B4(p1 ,r1) B5(x,x) B6(p2, r2)}
C2=C4=C6= { B1(x,x) B2(p1, r1) B3( p2,r2) B4(p1 ,r1) B5(x,x)
B6(p2, r2)}
C3=C5=C7= { B1(x,x) B2(p1, r1) B3( x,x) B4(p1 ,r1) B5( p2,r2)
11


MÔ PHỎNG
Mô tả quá trình mô phỏng
Sử dụng mô hình mạng gồm 19 Cell có
kích thước đồng nhất với mật độ người
dùng phân bố đều trên Cell, tính toán các
trên Cell trung tâm.
Thực hiện mô phỏng 3 kĩ thuật FR1, FR3
và FFR để tối ưu 2 tham số cho FFR là:
•
Bán kính vùng trung tâm Cell thông
qua tham số SINR
•
Băng tần phân bổ cho vùng trung tâm
Cell

12


MÔ PHỎNG
CÁC CÔNG THỨC DÙNG CHO MÔ PHỎNG
Tổn hao do môi trường tính theo mô hình COST 231 Hata cho khu đô thị:

f (Mhz) là tần số sóng mang; Hb , Hr chiều cao anten phát, anten thu,

d(Km) là khoảng cách giữa anten thu và anten phát
ah m = 3.2(log10 (11.75 H r )) 2 − 4.97
Với vùng đô thị: cm=3 dB,

•

•

Tỷ số tỷ hiệu trên tổng nhiễu và tạp âm: SINRx,n=
G b,x

Pb,n

h b,x,n

σ2n
k
j

G j,x Pj,n h j,x,n

Pthu
=
Pawgn +Pnhieu

là tổn hao do môi trường giữa anten phát b và aten thu x
là công suất phát sóng mang n của trạm gốc b.
là hệ số suy hao năng lượng do pha đinh gây ra trên kênh.
là công suất của tạp âm AWGN.

G b,x Pb,n h b,x,n
σ2n +

k
j

G j,x Pj,n h j,x,n

là tổng công suất nhiễu của tất cả các trạm gốc khác mà tần số n thuộc dải tần
mà nó phát. Với j là chỉ số của Cell và k là số lượng tế bào đồng kênh.

13


MÔ PHỎNG
CÁC CÔNG THỨC DÙNG CHO MÔ PHỎNG
Dung lượng sóng mang con tính theo định lý Shannon:

Cx ,n = ∆f .log 2 (1 + SINR x ,n )
∆f là băng tần cấp phát cho mỗi sóng mang con.

SINRx,n là tỷ số tín hiệu trên tạp âm và nhiễu tại vị trí aten thu.
Gọi Nx là số sóng mang con người dung x được phân bổ, dung lượng người
dung bằng:
Cx = N.Cx,n
Tham số đánh giá mức đồng đều về mặt dung lượng ở các vị trí cách trạm gốc
khoảng cách Ri là:

Với X là số người dung trong Cell, maxCRi là dung lượng tại vùng vành khuyên
bán kính Ri và Ri-1

14


MÔ PHỎNG
Bảng các tham số sử dụng trong quá trình mô phỏng
Giá trị

Đơn vị

Băng thông hệ thống

20

Mhz

Băng tần của nhóm sóng mang con

15

Khz

Tần số sóng mang

2000

Mhz

Bán kính Cell

1000

m

40

m

Mô hình kênh

3GPP Typical Urban

 

Tổn hao do môi trường

Cost 231 Hata Model

dB

Công suất phát của BS

46

dBm

Mật độ phổ công suất tạp âm

­174

Dbm/Hz

Ngưỡng SINR
Mật độ người dung
Băng tần vùng trung tâm Cell

8
0.02
15

dB
Người/m2
Mhz

Tham số

Khoang giao nhau giua 2 Cell

15


TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1.

2.

3.

4.

Abdel-Baset Hamza-Khaled Elsayed…., Advanced Performance
Boosting Techniques in 4th Generation Wireless Systems Work
Package 4: Inter-Cell Interference Coordination, 13 -31 (2012).
Dimitrios Bilios - Christos Bouras, ,Optimization of Fractional
Frequency Reuse in Long Term Evolution Networks (2012).
Virpartap Singh & Gagandeep Kaur, Inter-Cell Interference
Avoidance Techniques in OFDMA based Cellular Networks: A
Survey (2015).
T. Siva Priya, Optimised COST-231 Hata Models for WiMAX Path
Loss Prediction in Suburban and Open Urban Environments (2010).

16


LOGO

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Thank You !

17