Một số biện pháp kỹ thuật quản lý và tối ưu tài nguyên vô tuyến.

- Hà Nội tháng 10 năm 2015 Nguyễn Tuấn Hiệu 2 LỜI NÓI ĐẦU Quản lý và tối ƣu tài nguyên vô tuyến trong mạng 4G là một vấn đề hết sức quan trọng và đƣợc nhiều ngƣời quan tâm nghiên cứu.
- Tuy nhiên việc nâng cấp về thiết bị cũng đạt tới một số giới hạn, do đó đòi hỏi phải có những biện pháp tối ƣu tài nguyên vô tuyến.
- Tài nguyên vô tuyến là hữu hạn, do đó cần phải có những biện pháp để tối ƣu nó.
- Phạm Minh Hà và PGS.TS Nguyễn Hữu Thanh, tôi đã đi vào nghiên cứu và tìm hiểu những phƣơng pháp để quản lý và tối ƣu tài nguyên vô tuyến mà cụ thể ở đây là tài nguyên băng thông.
- Để giải quyết vấn đề này tôi sẽ tìm hiểu một số thuật toán lập lịch và ánh xạ để có thể sử dụng băng thông một cách hiệu quả hơn.
- Đồng thời tôi sẽ mô phỏng những thuật toán mới trong bộ lập lịch và bộ sắp xếp dữ liệu nhằm tối ƣu hóa tài nguyên vô tuyến.
- Qua mô phỏng tôi sẽ phân tích kết quả và nêu lên biện pháp để quản lý và tối ƣu tài nguyên vô tuyến một cách tối ƣu nhất.
- Giới thiệu công nghệ LTE.
- Cấu trúc hệ thống LTE.
- 16 1.2.3 Các công nghệ sử dụng trong LTE.
- Giới thiệu công nghệ Wimax.
- 26 1.3.3 Cấu trúc hệ thống của Wimax.
- Các kỹ thuật sử dụng trong Wimax.
- 34 1.4 So sánh công nghệ Wimax và công nghệ LTE.
- Quản lí và tối ƣu tài nguyên vô tuyến.
- Một số biện pháp kỹ thuật quản lí và tối ƣu tài nguyên vô tuyến.
- Lập lịch sắp xếp dữ liệu.
- 60 2.3.1 Lập lịch.
- Sắp xếp dữ liệu.
- Tính công bằng.
- Thuật toán sắp xếp dữ liệu trong LTE.
- 72 2.5.2 Thuật toán TF-BMA.
- ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA THUẬT TOÁN LẬP LỊCH VÀ SẮP XẾP DỮ LIỆU.
- 83 3.1 Mô phỏng trong thuật toán lập lịch và ánh xạ trong LTE.
- Thuật toán lập lịch 2 bƣớc trong LTE [18.
- 83 3.1.2 Thuật toán sắp xếp dữ liệu trong LTE [16.
- Thông số hệ thống.
- Kết quả mô phỏng và đánh giá.
- Mô phỏng tối ƣu trong Wimax.
- Các bƣớc tiến hành mô phỏng.
- Tham số mô phỏng của hệ thống.
- Kết quả mô phỏng.
- Công nghệ đa ăng ten MISO.
- Công nghệ đa ăng ten MIMO.
- Mô hình hệ thống nhiễu đồng kênh.
- Cấu trúc bộ lập lịch và sắp xếp dữ liệu hai chiều trong OFDMA-TDD.
- Sắp xếp dữ liệu trong thuật toán eOCSA.
- Mô tả thuật toán quét “Bucket.
- Cấu trúc một khối tài nguyên trong LTE.
- Khối tài nguyên với 12 sóng mang phụ và 7 OFDM symbols.
- Các vùng trống khi sắp xếp các khối dữ liệu vào khung OFDMA.
- Xếp dữ liệu khi chỉ có môt MS đạt max trên kênh.
- Xếp dữ liệu khi chỉ có hai MS đạt max trên kênh, độ dài dữ liệu nhỏ.
- TH1 xếp dữ liệu khi chỉ có hai MS đạt max trên kênh.
- TH2 xếp dữ liệu khi chỉ có hai MS đạt max trên kênh.
- Số lƣợng khối tài nguyên ngƣời sử dụng tốt nhất[18.
- Thông lƣợng ngƣời sử dụng tốt nhất[18.
- So sánh tính công bằng của thuật toán so với PF và Round robin[18.
- Phân bố ngƣời dùng trong mô phỏng LTE.
- Mô phỏng thông lƣợng với kiểu phân bố Random[16.
- Mô phỏng thông lƣợng với kiểu phân bố Cell-Edge[16.
- Mô phỏng thông lƣợng với kiểu phân bố Cell-center[16.
- Tính công bằng với kiểu phân bố Random [16.
- Tính công bằng với kiểu phân bố Cell-edge [16.
- Tính công bằng với kiểu phân bố Cell-center [16.
- Sơ đồ khối hệ thống mô phỏng.
- 19 Thuật toán mô phỏng hệ thống.
- Mô hình mô phỏng wimax.
- Lƣu lƣợng hệ thống.
- Lƣu lƣợng hệ thống trung bình.
- Tốc độ truyền dẫn của hệ thống OFDM.
- So sánh công nghệ Wimax và công nghệ LTE.
- Thông số của ngƣời sử dụng trong thuật toán eOCSA.
- Các kí hiệu sử dụng trong thuật toán sắp xếp dữ liệu trong LTE.
- Thông số mô phỏng thuật toán lập lịch LTE.
- Thông số mô phỏng trong thuật toán sắp xếp dữ liệu LTE[16.
- Tham số mô phỏng của hệ thống Wimax.
- 103 8 CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AMC Adaptive Modulation and Coding ARQ Automatic Repeat Request CC Convolutional Coding CINR Carrier - to - Interference - and-Noise Ratio CQICH Channel Quality Indicator Channel CRC Cyclic Redundancy Checking CTC Convolutional Turbo Coding C/N Carrier - to - Noise Ratio DBPC-REQ Data Buoy Cooperation Panel-Request DFS Dynamic Frequency Selection DIUC Downlink Interval Usage Code DLFP Downlink Frame Prefix DRR Deficit Round Robin EDF Earliest Deadline First eOCSA enhanced One Column Striping with non-increasing Area FCH Frame Control Header FDD Frequency Division Duplexing FEC Forward Error Correction FFT Fast Fourier Transform FRR Fair Resource Rate FRS Fair Resource Scheduling FUSC Full Usage of the SubChannels FWA Fixed Wireless Access GMH General MAC Header HARQ Hyprid ARQ HBR Header Bandwidth Request 9 ICI Inter-Channel Interference IFFT Inverse Fast Fourier Transform IR Incremental Redundancy ISI Inter-Symbol Interference MAC Media Access Control MAC-CPS MAC Common Part Sub-Layer MAC-CPS MAC Common Part Sub-Layer MAC-CS MAC Service - specific Convergence Sub-Layer MCS Modulation and Coding Scheme MS Mobile Station MESH Multipoint to Multipoint MSDU MAC Service Data Unit OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access OPUSC Optional PUSC PDU Protocol Data Unit PF Proportional Fair PHS Payload Header Suppression PHY Physical PMP Point to Multipoint PSAM pilot symbol assisted modulation PUSC Partial Usage of the SubChannels QAM Quadrature Amplitude Modulation RNG–REQ Ranging – Request RR Round Robin RSSI Received Signal Strength Indicator SDMA Space Division Multiple Access SDU Service Data Unit 10 SFID Service Flow Identifier SNR Signal to Noise Ratio SS Subscriber Station SSU Specific Spectrum Users SOFDMA Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access TDD Time Division Duplexing TLV Type, Length, Value TUSC Tile Usage of SubChannels UCD Uniform Call Distribution UIUC Uplink Interval Usage Code WBA WideBand Access WFQ Weighted Fair Queuing WiMAX Worldwide interoperability of Microwave Access WRR Weighted Round Robin 11 PHẦN MỞ ĐẦU Luận văn tốt nghiệp “Một số biện pháp kỹ thuật quản lý và tối ƣu tài nguyên vô tuyến” tập trung giải quyết vấn đề quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến hiệu quả dựa vào thông số là lƣu lƣợng mạng và tính công bằng trong cấp phát băng thông, slot nhờ kỹ thuật OFDMA.
- Có rất nhiều phƣơng pháp để giải quyết vấn đề quản lý tài nguyên vô tuyến, ví dụ nhƣ điều khiển công suất, lựa chọn tần số động, yêu cầu lặp tự động, điều khiển thích ứng, chỉ thị chất lƣợng kênh truyền, các thuật toán lập lịch, ánh xạ dữ liệu… Với kỹ thuật OFDMA, tôi sử dụng các thuật toán lập lịch và ánh xạ dữ liệu, theo đó quá trình cấp phát tài nguyên thực hiện theo hai bƣớc: lập lịch và ánh xạ.
- Trong luận văn tôi xin trình bày một số biện pháp để tối ƣu bộ lập lịch và sắp xếp dữ liệu nhằm nâng cao tốc độ truyền dẫn trong khi đó vẫn đảm bảo tính công bằng trong cấp phát tài nguyên.
- Khi dữ liệu của ngƣời dùng tới bộ lập lịch thì tại bộ lập lịch sẽ có nhiệm vụ chọn ra ngƣời sử dụng phù hợp để truyền, cơ chế để chọn ngƣời sử dụng này dựa vào các thuật toán ở bộ lập lịch.
- Do LTE và Wimax là hai công nghệ khác nhau nên cách lập lịch trong bộ lập lịch trong hai công nghệ này cũng khác nhau, do đó trong luận văn tôi cũng đánh giá bộ lập lịch dựa trên hai công nghệ khác nhau này.
- Bộ lập lịch trong LTE đƣợc đề cập trong luận văn là bộ lập lịch hai lần.
- Trong khi đó bộ lập lịch trong công nghệ Wimax tôi xin đề xuất và mô phỏng sử dụng thuật toán FRS.
- Với thuật toán này sau khi dữ liệu ngƣời dùng đi qua bộ lập lịch này sẽ đƣợc lựa chọn theo một tiêu chí riêng để đảm bảo tính công bằng trong khi đó vẫn có tốc độ cao.
- Vấn đề thứ hai tôi sẽ đề cập trong luận văn là việc xắp xếp dữ liệu của ngƣời dùng.
- Do cấu trúc và kiều đóng khung của LTE và Wimax cũng khác nhau nên trong luận văn tôi cũng trình bày thuật toán để xắp xếp dữ liệu dựa trên hai công nghệ này.
- LTE thì dữ liệu ngƣời dùng đƣợc xắp xếp vào các khối tài nguyên, còn Wimax thì dữ liệu ngƣời dùng đƣợc xắp xếp và các khe dữ liệu.
- Đối với việc xắp xếp dữ liệu trong wimax tôi 12 đề xuất thuật toán TF-BMA để cải tiến bộ xắp xếp dữ liệu.
- Qua mô phỏng sẽ thể hiện đƣợc sự tối ƣu của thuật toán mới trong tăng thông lƣợng trong khi vẫn đảm bảo đƣợc tính công bằng.
- Chƣơng 2: Một số biện pháp để quản lý tài nguyên vô tuyến, một số kỹ thuật lập lịch, ánh xạ sử dụng công nghệ đa truy cập trong WiMAX, LTE.
- Ngoài các bộ lập lịch đã có tôi xin đề xuất các bộ lập lịch mới, với ƣu điểm về lƣu lƣợng so với các bộ lập lịch cũ và ƣu điểm về cấp phát tài nguyên công bằng.
- Kỹ thuật ánh xạ dữ liệu cũng là một biện pháp để nâng cao lƣu lƣợng của hệ thống nhờ việc sắp xếp hiệu quả dữ liệu.
- Ở đây tôi xin trình bày thuật toán mới kết hợp cùng với thuật toán quét mành trong việc sắp xếp dữ liệu.
- Mô tả các quá trình mô phỏng, các kết quả nhận đƣợc, nhận xét điểm vƣợt trội của thuật toán mới trong việc lý và tối ƣu tài nguyên vô tuyến.
- Tổng quan mạng 4G Ngành công nghệ viễn thông đã chứng kiến những phát triển ngoạn mục trong những năm gần đây.
- Khi mà công nghệ mạng thông tin di động thế hệ thứ ba 3G chƣa có đủ thời gian để khẳng định vị thế của mình trên toàn cầu, ngƣời ta đã bắt đầu nói về công nghệ 4G (Fourth Generation) từ nhiều năm gần đây.
- Giới thiệu công nghệ LTE Hệ thống 3GPP LTE, là bƣớc tiếp theo cần hƣớng tới của hệ thống mạng không dây 3G dựa trên công nghệ di động GSM/UMTS, và là một trong những công nghệ tiềm năng nhất cho truyền thông 4G.
- Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) đã định nghĩa truyền thông di động thế hệ thứ 4 là IMT Advanced và chia thành hai hệ thống dùng cho di động tốc độ cao và di động tốc độ thấp.
- 3GPP LTE là hệ thống dùng cho di động tốc độ cao.
- Ngoài ra, đây còn là công nghệ hệ thống tích họp đầu tiên trên thế giới ứng dụng cả chuẩn 3GPP LTE và các chuẩn dịch vụ ứng dụng khác, do đó ngƣời sử dụng có thể dễ dàng thực hiện cuộc gọi hoặc truyền dữ liệu giữa các mạng LTE và các mạng GSM/GPRS hoặc UMTS dựa trên WCDMA.
- Hệ thống sử dụng băng thông linh hoạt nhờ vào mô hình đa truy cập OFDMA và SC-FDMA.
- Thêm vào đó, để cải thiện tốc độ dữ liệu đỉnh, hệ thống LTE sử dụng hai đến bốn lần hệ số phổ cell so với hệ thống HSPA Release 6.
- Các mục tiêu của công nghệ này là: Tốc độ đỉnh tức thời với băng thông 20Mhz Tải lên 50Mbps Dung lƣợng dữ liệu truyền tải trung bình của một ngƣời dùng trên 1Mhz so với mạng HSDPA Rel.6.
- Ngoài ra hệ thống sẽ chạy hoàn toàn trên nền IP và hỗ trợ hai chế độ FDD và TDD.
- Tốc độ.
- Khả năng liên kết với các hệ thống UTRAN hiện có và các hệ thống không thuộc 3GPP cũng sẽ đƣợc đảm bảo.
- Cấu trúc hệ thống LTE Mục đích chính của LTE là tối thiểu hóa số node.
- Những eNodeB có tất cả những chức năng cần thiết cho mạng truy nhập vô tuyến LTE, kể cả những chức năng liên quan đến quản lý tài nguyên vô tuyến.
- Giao diện vô tuyến sử dụng trong E-UTRAN bây giờ chỉ còn là SI và X2

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt