Báo Cáo Thực Tập - Dương Thái Học

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Báo cáo thực tập Viện Đại học Mở Khoa Điện tử - Thông tin. Đề tài: PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN TRONGMẠNG DI ĐỘNG VỚI MIMO-OFDMA RELAY

Citation preview

Bo co thc tp tt nghip i hc VIN I HC M H NIKHOA CNG NGH IN T - THNG TIN

BO CO THC TP TT NGHIP I HC

ti: PHN B TI NGUYN V TUYN TRONG MNG DI NG VI MIMO-OFDMA RELAY Ging vin hng dn: TS. PHM DON TNH

Sinh vin thc hin: DNG THI HC

Lp : K15NC

Kha:

H:

H NI 1-2016Bo co thc tp tt nghip i hc

GVHD: TS. Phm Don Tnh20SVTH: Dng Thi HcVIN I HC M H NIKHOA CNG NGH IN T - THNG TIN

BO CO THC TP TT NGHIP I HC

ti: PHN B TI NGUYN V TUYN TRONG MNG DI NG VI MIMO-OFDMA RELAY Ging vin hng dn: TS. PHM DON TNH

Sinh vin thc hin: DNG THI HC

Lp : K15NC

Kha:

H:

H NI 1-2016

VIN I HC M H NICNG HO X HI CH NGHA VIT NAMc lp - T do Hnh phc

KHOA CN IN T - THNG TIN

TI THC TP TT NGHIP I HC

H v tn sinh vin: DNG THI HCLp: K15NC Kho: Ngnh o to: H o to: HCQ1/ Tn n tt nghip:Phn b ti nguyn v tuyn trong mng di ng vi mimo-ofdma relay 2/ Ni dung chnh ca n:1/ Gii thiu2/ M hnh h thng3/ Phng Php Phn B Tn S Da Trn Vic Ti S Dng Tng Phn4/ M phng5/ Kt lun3/ C s d liu ban u..........4/ Ngy giao n: 12/01/20165/ Ngy np n: 23/02/2016

TRNG KHOA GIO VIN HNG DN

(K, ghi r h tn)(K, ghi r h tn)

M Ui vi sinh vin hin nay, thc tp l mt hot ng c vai tr quan trng khng ch i vi qu trnh hc tp, m cn quan trng i vi c cng vic ca sinh vin sau ny. L sinh vin nm cui ca Khoa in t - Thng tin, Vin i hc M H Ni, c nh hng r rng hn v ngnh hc ca mnh, th hc phn Thc tp tt nghip i hc thc s rt c ch cho em cng nh cc bn sinh vin khc trong Khoa, l c hi chng em c th tch ly hc vn, kinh nghim, p dng cc kin thc c hc vo thc t, c th nhn nhn, nh gi mt cch tng qut v mi trng lm vic ca ni mnh thc tp. Cng nh t thc tp ny, chng em c rn luyn nhng kin thc thc t nh: bit chu ng lin h va tim kim cac doanh nghip, c s nghin cu ng ki thc tp, co c hi c tham gia Ngy hi hng nghip v tuyn dng (Open Door Day) ca FPT Software

LI CM NTrn thc t khng c s thnh cng no m khng gn lin vi nhng s h tr, gip d t hay nhiu, d trc tip hay gin tip ca ngi khc. Trong sut thi gian t khi bt u hc tp ti trng n nay, em nhn c rt nhiu s quan tm, gip ca qu Thy C, gia nh v bn b. Vi lng bit n su sc nht, em xin gi n qu Thy C Khoa in t - Thng tin, Vin i hc M H Ni cng vi tri thc v tm huyt ca mnh truyn t vn kin thc qu bu cho chng em trong sut thi gian hc tp ti trng. V c bit, trong t thc tp ny. Nu khng c nhng li hng dn, dy bo ca cc thy c th em ngh bi thu hoch ny ca em rt kh c th hon thin c. Mt ln na, em xin chn thnh cm n thy. Bi bo co thc tp thc hin trong khong thi gian gn 1 thng. Bc u i vo thc t ca em cn hn ch v cn nhiu b ng. Do vy, khng trnh khi nhng thiu st l iu chc chn, em rt mong nhn c nhng kin ng gp qu bu ca qu Thy C v cc bn hc cng lp kin thc ca em trong lnh vc ny c hon thin hn.Em xin gi li cm n chn thnh v s tri n su sc i vi cc thy c Vin i hc M H Ni, c bit l cc thy c Khoa in t - Thng tin ca trng to iu kin cho em em c th hon thnh tt bi bo co thc tp ny. V em cng xin chn thnh cm n thy Phm Don Tnh nhit tnh hng dn em hon thnh tt kha thc tp.Trong qu trnh thc tp, cng nh l trong qu trnh lm bi bo co thc tp, kh trnh khi sai st, rt mong cc Thy, C b qua. ng thi do trnh l lun cng nh kinh nghim thc tin cn hn ch nn bi bo co khng th trnh khi nhng thiu st, em rt mong nhn c kin ng gp Thy, C em hc thm c nhiu kinh nghim v s hon thnh tt hn bi lun vn tt nghip sp ti.Em xin chn thnh cm n!

NHN XT(Ca c quan thc tp, nu c)....................................

MC LCM U1CHNG 1:Chn ti thc tp71.1Cng vic c giao trong thi gian thc tp7CHNG 2:NI DUNG thc tp82.1Gii thiu82.2M hnh h thng82.3Phng php phn b tn s da trn vic ti s dng tng phn122.3.1Equal bandwidth per link (EBPL)132.3.2Equal bandwidth per mobile station (EBPM)132.3.3Equal Bandwidth Per Access-Link (EBPA)142.4M phng16KT LUN20DANH MC TI LIU THAM KHO21

DANH MC CC BNG, S , HNH Hnh 2.1: Cu trc relay trong mng di ng9Hnh 2.2: Ti s dng cng nhc v mm do10Hnh 2.3: Phn b ph tn trong 19 cell di xut ti s dng cng nhc12Hnh 2.4: Phn b ph tn trong 19 cell di xut ti s dng mm do15Hnh 2.5: Cc tham s u vo17Hnh 2.6: Dung lng trong cc cell vi ti s dng cng nhc17Hnh 2.7: Dung lng trong cc cell vi ti s dng mm do18Hnh 2.8: M t tc ng ln SINR18Hnh 2.9: So snh dung lng i vi hai phng pho ti s dng ph19

K HIU CC CM T VIT TT

OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiplex Access BS: Base StationMS: Mobile StationSINR: Singal to Interference plus Noise RatioEBPL: Equal Bandwidth Per Link EBPM:Equal Bandwidth Per Mobile Station EBPA:Equal Bandwidth Per Access-LinkBo co thc tp tt nghip i hc

GVHD: TS. Phm Don Tnh17SVTH: Dng Thi HcChn ti thc tpCng vic c giao trong thi gian thc tpTrong thi gian 1 thng thc tp, em chn tm hiu ti Phn b ti nguyn v tuyn trong mng di ng vi MIMO-OFDMA relay. Di s hng dn ca TS. Phm Don Tnh. y la mt tai nghin cu khoa hoc cn mi, c mt s kt qu thc nghim v ang trong qu trnh pht trin. Vi ti ny, em hon thnh ti trong thi gian thc tp. Sau y l cac ni dung m em lm c trong thi gian thc tp.Bo co thc tp tt nghip i hc Chng 1: Chn ti thc tp

NI DUNG thc tpGii thiuS pht trin nhanh ca truyn thng di ng dn n nhu cu ca ngi s dng dch v trong tng lai gn. Vi nhng yu cu kht khe trong cc tiu ch ca mng 4G [1-3] thc y s nghin cu gip tng thng lng v vng ph. Mt trong nhng gii php ha hn nht chnh l cng ngh relay m c th nng cao hiu sut ca mng di ng.Vi gii php tng cng relay c th em li hai li th: Th nht, thay v trin khai thm nhiu trm BS ta c th thm vo cc RSs m c th gia tng vng ph ca BS v em li dch v vi gi thnh thp hn [4-5]. Th hai, vic thm vo cc RSs c th gia tng thng lng nh vic s dng li ti nguyn v tuyn. Tuy nhin, tng cng relay cng gp phi mt s vn nht nh. Thm vo cc RSs ng ngha vi thng tin c lin lc qua nhiu chng. Do cn c mt c ch qun l ti nguyn v tuyn sao cho c th khai thc c cc li ch t tng cng relay. Orthogonal frequency division multiplex access (OFDMA) c xut nh l mt cng ngh ha hn cho h thng khng dy bng rng trong tng lai. Nhng hin ti, n khng th gim thiu nhiu c nh code division multiplex access (CDMA) c th lm. Do vic phn b ti nguyn v tuyn l mt iu ht sc quan trng i vi vic thit k h thng. H thng MIMO vi nhiu anten ti c im pht v im thu c th gia tng ng k dung lng ca knh truyn khng dy. S kt hp ca relay OFDMA v MIMO c gi l MIMO-OFDMA relay l mt gii php hp dn trong vic tng hiu sut h thng. Mc d mt s nghin cu hon thnh i vi mng MIMO-OFDMA truyn thng, nhng chng khng th p dng cho MIMO-OFDMA relay. Bi v vic phn b ti nguyn trong cc chng khc nhau cn phi cng phi hp trnh tnh trng thiu d liu hay trn d liu ti cc node relay. Mt s li ch t vic ti s dng ph c trnh by trong [8] v [9]. Bi bo ny, tc gi tp trung phn tch phng php phn b ti nguyn da trn ti s dng tng phn ph. M hnh h thngChng ta gi thit h thng di ng OFDMA-MIMO bao gm 19 cell nh hnh 1.6 RSs ln lt c phn b ra cell v lin kt vi cc BS. Bn knh ca cell l R v khong cch t BS n FRN l R1. T s R1/R c thit lp l 2/3 trong bi bo. Trong mt cell, mt ngi dng c th c kt ni ti BS vi mt chng hoc kt ni ti FNR vi hai chng. Tuy nhin vic la chn kt ni n BS hay FNR cn ph thuc vo thut ton khong cch, thut ton pathloss v thut ton SINR [10].

Cu trc relay trong mng di ngTrong bi bo ny, tc gi ch tp trung quan tm n ng downlink. Nguyn tc ca ph v tuyn da trn c ch ti s dng tng phn mm hoc cng c minh ha trong hnh 2.2.

Ti s dng cng nhc v mm do

i vi ti s dng cng, ph tn c chia thnh nhiu ph con c nh m c phn b ti cell theo mt mu nh trc. i vi ti s dng mm do th ph tn c chia thnh nhiu ph con c nh tuy nhin trong mt cell th mt trong cc ph tn con c phn cho cc ngi dng xa v phn cn li c phn cho cc ngi dng gn trm BS hn. Trong hnh 2.2, vi ti s dng cng ta c tn s FBM v FBF l c nh v c dng ln lt cho BS-MSs v BS-FRNs. i vi vng ngoi, FFMA, FFMB v FFMC ln lt l tn s c s dng cho ng FRN-MSs trong cell A, B v C. Vi ti s dng mm do th trong cell A: Trong vng trong, tn s F1 c s dng cho FRN-MSs v vi vng ngoi F2 v F3 ln lt c s dng cho BS-FRN v BS-MS. Tng t i vi cc cell B v C. i vi tng cng MIMO-OFDMA relay cho mng di ng, th ng lin kt BS-FRN c coi l line of sight (LOS) vi iu kin knh truyn tt v gi thit cc ng lin kt khc l none line of sight (NLOS). Trc ht mt s gi thit c thit lp nh sau: H thng l y ti. MS c phn b u trn tt c cc cell khc nhau. Hiu ng fading b b qua. Suy hao, k hiu l PL c cho bi cng thc: (1)Vi l ph trung tm ca ngi dng th y, C l tc nh sng, l khong cch gia ngi dng y v BS, l h s suy hao. Theo [9] t s SINR nhn c ti MS th o lin kt vi BS th s trn sng mang con th m l:

(2)Vi hai chng, SINR nhn c ti MS th j vi FRN th k v BS th s vi sng mang con th m l z: (3)Tng t, SINR nhn c ti FRN th k nhn tn hiu t BS th s trn sng mang con th m l: (4)Theo Shannon, ta c th tnh c dung lng t BS ti MSj l: (5)Vi bng thng l Blink thng lng ca mt cell s l: (6) (7) (8)T cng thc (8) ta thy bng thng v dung lng l c lin h. Trong phn tip theo, da vo c ch ti s dng tng phn chng ta s gii quyt vn ti u ha dung lng.Phng php phn b tn s da trn vic ti s dng tng phn xem xt hiu sut ca h thng, tc gi nh ngha h s ti s dng ph : (9)Vi l tng bng thng v l bng thng hu dng i vi tng cell, m c dng lin kt cc bng thng. v l bng thng cho v khi s l: (10)Trong mt cell tc gi gi thit rng ngi dng mt chng I v ngi dng hai chng j s s dng , v kt ni BS vi MSi, FRNk vi MSj v BS vi FRNk mt cch ring bit.

Phn b ph tn trong 19 cell di xut ti s dng cng nhc

Ta c th thy rng bng thng lin kt ph thuc v n phn b lin kt v ngi s dng trong mt chng v hai chng. Trong phn k tip, tc gi xut ba phng php. 0. Equal bandwidth per link (EBPL)Trong phn ny, tc gi xut bng thng trn tt c ng dn l bng nhau. (11)

T cng thc (11) bng thng ng dn v dung lng c tnh nh sau: (12)(13) (14)

Cng thc (14) cho bit s ngi dng ti a trong hai chng. Equal bandwidth per mobile station (EBPM) Trong phng php ny bng thng c thit k nh sau:

Bng thng ca ng dn v dung lng ca cell c biu din nh sau:

Equal Bandwidth Per Access-Link (EBPA)Trong xut ny, bng thng c thit k s l:

Tng t, ta c th xc nh c bng thng v dung lng ca cell nh sau

Vi xut s dng li tng phn mt cch mm do nh trong hnh 2.4. B1, B2, B3 ln lt biu th bng thng ca F1, F2, F3 do :

Vi:

Phn b ph tn trong 19 cell di xut ti s dng mm do

T hnh 2.4 chng ta thy rng phn b ph tn trong xut ti s dng ph tn mm do phc tp hn so vi xut ti s dng cng rn. gim bt phc tp, chng ta cho rng F1 cho FRNs-MSs, F2 cho BS-FRNs v F3 cho BS-MSs. S dng cng thc [2-5] dung lng ca cell c tnh nh sau:

Tng t cho c ba xut u c dng phn b ph ti nguyn. Trong EBPL do bng thng c thit k bng nhau trong cc cell nn ta c th xc nh c bng thng nh sau:

Tng t cho EBPM:

i vi EBPA:

Dung lng ca cell trong ng dn trc tip hoc qua hai chng l:

T , ta c th thy rng tc ca ngi dng trong cc cell khng ch ph thuc vo ng dn trc tip hay qua hai chng m cn ph thuc vo c ch nh tuyn ca ngi dng. Tp hp X={x1, x2, xNtotal} vi:

Tc d liu ca MS th i l:

Kt hp (31)-(33) v (36) ta c:

Vi l h s bng thng ng dn, trong cc ng dn khc nhau ta c:

Kt hp (37) v (38) dung lng c th l:

M phngTrong phn ny, tc gi s s dng matlab m phng dung lng cell vi cc bng thng ng dn khc nhau v da trn ti s dng tng phn. Cc tham s c th hin qua hnh 2.5.

Cc tham s u vo

Dung lng trong cc cell vi ti s dng cng nhc

Hnh 2.6 m t dung lng ca cell trong cc bng thng ng dn khc nhau vi xut ti s dng tng phn cng nhc. Chng ta c th thy c dung lng ti a ca EBPL EBPA v EBPM l khc nhau. Vi EBPL t dung lng ln nht khi l 1.6 th EBPA v EBPM t dung lng ln nht ln lt vi l 1.8 v 2.0.

Dung lng trong cc cell vi ti s dng mm do

Hnh 2.7 m t dung lng ca cell trong cc bng thng ng dn khc nhau vi xut ti s dng tng phn mm do. Chng ta c th thy EBPA t c dung lng cao nht, sau ln lt l EBPM v EBPL.

M t tc ng ln SINR

Hnh 2.8 m t tc ng ln SINR. Vi cc phng php truyn thng SINR ti ra ca cell l rt thp. Tuy nhin SINR c ci thin mt cch r rt i vi c hai phng php ti s dng cng nhc v ti s dng mm do. V qua so snh ta c th d dng thy c phng php ti s dng tng phn mm do l tt hn so vi phng php cn li.

So snh dung lng i vi hai phng pho ti s dng ph

Hnh 2.9 m t dung lng i vi hai phng php ti s dng ph trn. T ta thy phng php ti s dng ph mt cch mm do l tt hn i vi phng php cn li. Bo co thc tp tt nghip i hc Chng 2: Ni dung thc tp

KT LUN

Tuy thi gian thc hin hc phn Thc tp tt nghip l khng di, nhng li l mt khong thi gian rt c ngha i vi nhng sinh vin nm cui. Qua thi gian thc tp, em c mt ci nhn c th, r rng hn v cc cng vic lin quan n ngnh hc ca mnh sau khi ra trng. K thc tp tt nghip gip em nm r hn yu cu ca cng vic t t trang b thm kin thc cho mnh ph hp vi cng vic. Vic thc tp cng l mt bi kim tra thc t nh em c dp xem xt mt cch chnh xc nht kh nng, nng lc v kin thc ca mnh. Tuy nhin, bn bo co ca em cn nhiu thiu st do hiu bit cn hn ch, rt mong s ng gp ca thy c kin thc ca em c hon thin hn.Mt ln na, em xin cm n Khoa in t - Thng tin, Vin i hc M H Ni v c bit l thy TS Phm Don Tnh tn tnh ch bo, gip em hon thnh bo co ny.Em xin chn thnh cm n!

DANH MC TI LIU THAM KHO

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 (0975-8887) 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. 15.8. 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. 15.10. 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 VTC2003 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).