Tìm điểm cân bằng truyền tin trong mạng Femtocell sử dụng thuật toán Gradient Search

- TÌM ĐIỂM CÂN BẰNG TRUYỀN TIN TRONG MẠNG FEMTOCELL SƢ̉ DỤNG.
- LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG.
- LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGH Ệ ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG.
- Chƣơng I: Tổng quan về hê ̣ thống thông tin di đô ̣ng sƣ̉ du ̣ng Femtocell.
- Nguyên ly ́ hoa ̣t đô ̣ng của Femtocell.
- Các kiến trúc kết nối từ Femtocell đến mạng lõi di động.Error! Bookmark not defined..
- Kiến trúc dựa trên UMTS.
- Kiến trúc dựa trên giải pháp UMA/GAN .
- Kiến trúc dựa trên IMS.
- Mạng Femtocell nhận thức cho thế hệ di động sau 4GError! Bookmark not defined..
- Đề xuất mô hình kiến trúc mạng Femtocell nhận thứcError! Bookmark not defined..
- Chƣơng II: Lý thuyết trò chơi và mô hình Lý thuyết trò chơi áp du ̣ng cho ma ̣ng vô tuyến Femtocell.
- Nội dung của Lý thuyết trò chơi.
- Các yếu tố của Lý thuyết trò chơi.
- Biểu diễn trò chơi.
- Phân loại trò chơi.
- Dựa vào kết quả của trò chơi.
- Dựa vào thông tin của người chơi.
- Ứng dụng của Lý thuyết trò chơi.
- Áp dụng mô hình lý thuyết trò chơi cho mạng Femtocell .Error! Bookmark not defined..
- Phương pháp Gradient.
- Chƣơng IV: Mô phỏng và đánh giá việc áp thuâ ̣t toán Gradient Search tìm điểm cân bằng tốc đô ̣ truyền tin cho ma ̣ng Femtocell.
- Thế kỷ XXI đang chứng kiến sự phát triển ma ̣nh mẽ và không ngừng của ngành công nghiê ̣p Điê ̣n tử Viễn thông nói chung và Thông tin Di đô ̣ng nói riêng..
- Đi cùng với s ự phát triển của xã hội, nhu cầu đối với thông tin di đô ̣ng ngày càng cao.
- Ngày nay, yêu cầu công việc khiến cho con người có xu hướng dành nhiều thời gian trong nhà, văn pho ̀ng công ty, nhà xưởng hơn ngoài trời.
- Xu hướng này ảnh hưởng tới sự phát triển của các dịch vụ truyền thông, trong đó có thông tin di động..
- Chính vì vậy, ngoài Macro cell vốn được xem như một cấu trúc truyền thống cho mạng thông tin di động tế bào, Femtocell đang nổi lên như một giải pháp cho các nhà.
- phục vụ đối tượng người dùng trong nhà (Indoor.
- Một phương thức mạng di động mới ra đời sẽ kéo theo nhiều kỹ thuật, yêu cầu đi kèm nhằm nâng cao chất lươ ̣ng di ̣ch vụ.
- Trong luâ ̣n văn này trình bày các kiến thức tổng quan về ma ̣ng thông tin di đô ̣ng Femtocell , liên hê ̣ và áp du ̣ng mô hình Thuyết Trò Chơi (Game Theory) cho mạng Femtocell và tập trung nghiên cứu phương pháp tìm kiếm điểm cân bằng về tốc đô ̣ truyền tin trong mạng Femtocell truy cập đóng trên quan điểm của Lý thuyết trò.
- Thuật toán được đề xuất để thực hiện việc tìm kiếm điểm cân bằ ng là thuật toán Gradient Search..
- Chương I: Tổng quan về hê ̣ thống thông tin di đô ̣ng sử du ̣ng Femtocell..
- Chương II: Mô hình Lý thuyết trò chơi áp du ̣ng cho ma ̣ng vô tuyến Femtocell .
- Chương III: Các thuật toán tối ưu áp dụng cho việc tìm kiếm điểm cân bằng..
- Chương IV: Mô phỏng và đánh giáviệc áp dụng thuâ ̣t toán Gradient Searchtìm điểm cân bằng tốc đô ̣ truyền tin cho ma ̣ng Femtocell.
- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.
- Hình 1.1: Mô hi ̀nh mô ̣t Femtocell.
- Hình 1.2: Nguyên tắc hoa ̣t đô ̣ng của Femtocell.
- Hình 1.3: Kiến trúc Femtocell.
- Hình 1.4: Kiến trúc Femtocell dựa trên giải pháp Iub-trên-IP.
- Hình 1.5: Kiến trúc Femtocell dựa trên giải pháp Iu trên IP.
- Hình 1.6: Kiến trúc giải pháp dựa trên IMS/ SIP.
- Hình 1.7: Các vấn đề nhiễu đồng lớp Femtocell.
- Hình 1.8: Các giải pháp chống nhiễu đồng lớp.
- Hình 1.9: Nhiễu xuyên lớp.
- Hình 1.10: Mô hình Beamforming.
- Hình 1.11: Kỹ thuật xử lý kết nối.
- Hình 1.12: Phương pháp tiếp câ ̣n CoMP.
- Hình 1.13: Mô hình Femtocell nhận thức.
- Hình 2.1: Các yếu tố của lý thuyết trò chơi.
- Hình 2.2: Minh họa trò chơi được biểu diễn dạng chuẩn tắc.
- Hình 2.3: Minh họa trò chơi được biểu diễn dạng mở rộng.
- Hình 2.4: Biểu diễn một trò chơi bất đối xứng.
- Hình 2.5: Biểu diễn một trò chơi có tổng bằng không.
- Hình 2.6: Biểu diễn một trò chơi không hoàn hảo.
- Hình 2.7: Mô hình ma ̣ng Femtocell.
- Hình 3.1: Minh họa thuật toán Gradient search.
- Hình 4.1: Biểu đồ thể hiện tốc độ thu tin toàn cục ứng với số lượng người dùng.
- Hình 4.2: Biểu đồ thể hiện tốc độ thu tin toàn cục ứng với số anten.
- Hình 4.3: So sánh số bước lặp của hai phương pháp tối ưu ứng với số anten.
- 7 Chƣơng I: Tổng quan về hê ̣ thống thông tin di đô ̣ng sƣ̉ du ̣ng Femtocell.
- Mỗi femtocell chỉ là một trạm thu phát di động nhỏ trong mạng thông tin di động kiểu tế bào, trong đó tích hợp nhiều chức năng của BSC (Base Station Controller) và một số chức năng của MSC (Mobile Switching Center)..
- Femtocell được kết nối đến mạng của các nhà cung cấp dịch vụ qua đường truyền băng rộng (như DSL hoặc cáp quang).
- Mục đích của các femtocell là dùng để phủ sóng bên trong các tòa nhà, bên trong các công ty, cho phép những nhà cung cấp dịch vụ mở rộng phạm vi phủ sóng ở những khu vực trong khu dân cư sóng yếu hoặc các cao ốc và tầng hầm.
- Vì thế, femtocell như một cổng kết nối của mạng thông tin di động tế bào đặt tại nhà khách hàng và có thể xem là sự kết hợp giữa mạng cố định và mạng di động..
- Hình 1.1.
- Mô hình một Femtocell.
- Ngày nay, femtocells nhận được nhiều sự quan tâm, bởi vì những lợi ích mà nó mang lại đối với cả người dùng và nhà cung cấp dịch vụ.
- Đối với các nhà cung cấp dịch vụ di động, việc triển khai femto BSs cung cấp chi phí rất thấp cho việc phủ sóng indoor.
- Vì vậy các nhà cung cấp dịch vụ có thể tập trung chi phí và tài nguyên của họ cho mạng outdoor .
- Đối với người dùng, việc sử dụng Femtocell cải thiện các dịch vụ liên tục (bao hàm triple-play: voice, video, and data) xuyên suốt cả.
- Bên cạnh đó, femtocell đóng góp trong việc tiết kiệm pin cho thiết bị người dùng(UE).
- Nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng của Femtocell..
- Điểm truy nhập Femtocell được kết nối bởi DSL băng thông rộng hoặc kết nối IP để giao diện với mạng GSM hoặc UMTS chuyển mạch gói và các mạng chuyển mạch kênh.
- Điều này đảm bảo dịch vụ liên tục và có tính tương thích cao với các mạng đã tồn tại và tra ́nh đươ ̣c tránh được những yêu cầu về tính thích ứng với các thiết bị cầm tay..
- -Về nguyên tắc, Femtocell kết nối đường dữ liệu đến các nhà cung cấp dịch vụ của mạng di động thông qua các đường truyền băng thông rộng như cáp đồng (DSL) hoặc cáp quang và thường hỗ trợ từ hai đến năm điện thoại di động trong khu vực đó..
- Về điều khiển, Femtocell kết nối đường điều khiển (báo hiệu) đến các trạm BSC, tổng đài MSC của mạng di động và hoạt động theo sự điều khiển của các trạm này.
- Mục đích của Femtocell là phủ sóng trong khu vực của nó và có thể xem đây là một cổng kết nối đến mạng di động và là sự kết hợp giữa mạng cố định và mạng di động..
- Hình 1.2.
- Nguyên tắc hoạt động của Femtocell.
- Cải thiện vùng phủ ở những nơi mà macrocell không phủ sóng tới.
- 9 Femtocell cung cấp hiệu suất tần số vô tuyến cao, làm cho tốc độ truyền dữ liệu tới thiết bị đầu cuối cao..
- Ngoài ra, nguồn pin cũng là một trong những vấn đề lớn nhất trong việc cung cấp các dịch vụ dữ liệu tốc độ cao cho các thiết bị đầu cuối di động..
- Sử dụng femtocell “xanh” hơn so với macrocell..
- Femtocell cung cấp giải pháp lý tưởng cho mạng hội tụ di động cố định FMC (Fixed Mobile Convergence)..
- Femtocell giữ vai trò quan trọng trong việc truyền thông di động băng rộng và phủ sóng mọi nơi..
- Những yêu cầu tương hợp đòi hỏi sự phát triển của các kiến trúc thông thường và các chuẩn công nghệ phù hợp để đảm bảo ghép nối tương thích cho các điểm truy nhập và mạng.
- Để đạt được mục tiêu này, Femtocell đã phát triển một kiến trúc được biểu diễn ở Hình 1.3, với các thuộc tính tiêu chuẩn được định nghĩa cho cả điểm truy nhập femto (FAP-Femto Access Point) và cổng kết nối Femto (FGW-Femto Gateway)..
- Các cổng kết nối Femto (FGW) gồm các chức năng điển hình sau:.
- 3GPP RANAP, đồng bộ và cung cấp định thời cho mạng.
- Cùng với những định nghĩa này, diễn đàn Femto và 3GPP vẫn cần phải tiến hành nhiều công việc trong thời gian tới để có thể định nghĩa các kiến trúc bao gồm một kiến trúc cơ sở “luh” với “lucs” và“lups” hướng tới CN.
- Các nhà cung cấp yêu cầu các giao thức và giao tiếp tiêu chuẩn phải được sử dụng giữa điểm truy nhập Femto và cổng kết nối Femto, giữa cổng kết nối Femto và mạng di động.
- Trong phát triển dài hạn, phải đảm bảo tính tương hợp hoàn toàn giữa FAP và FGW từ tất cả các nhà cung cấp.
- Giao diện giữa cổng kết nối Femto và điểm truy nhập Femto (biết tới với tên.
- Triển khai giao diện kiểm tra mở trong cổng kết nối Femto để đảm bảo tính tương hợp trên Fa (luh)..
- Hình 1.3.
- Kiến trúc Femtocell..
- Có thể thấy kiến trúc này gồm hai thành phần chính là HNB (Femtocell) và HNB gateway (Femto Gateway).
- Home NodeB (HNB): được kết nối với một dịch vụ băng rộng gia đình hiện có, một HNB cung cấp vùng bao phủ vô tuyến trong một căn hộ theo chuẩn của thiết bị.
- Trần Cao Quyền, Phạm Ngọc Linh (2014), “Áp dụng lý thuyết trò chơi vào hệ thống 5G sử dụng MIMO kích thước lớn đa người dùng”, Hội nghị Quốc gia về Điện tử- Truyền thông (REV 2014).