Công nghệ LTE đang được nghiên cứu và phát triển rộng rãi trên thế giới; cung cấp cho người dùng tốc độ truy cập dữ liệu nhanh lên đến hàng trăm Mbs thậm chí đạt 1Gbs, cho phép phát triển thêm nhiều dịch vụ truy cập sóng vô tuyến mới dựa trên nền tảng hoàn toàn IP… Hệ thống LTE sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM cho đường xuống. Trong hệ thống này thì mỗi người dung được cấp phát một số sóng mang con khác nhau và các sóng mang con này trực giao với nhau với hiệu suất sử dụng phổ cao và linh hoạt trong việc phân bổ tần số cho người dụng. Tuy nhiên hiệu suất của một mạng LTE đa tế bào (multicells) lại bị giảm đi đáng kể do có sự xuất hiện của nhiễu đồng kênh – CCI và nhiễu liên Cell – ICIC làm ảnh hưởng đến tín hiệu của hệ thống. Để giải quyết vấn đề này thì các nhà mạng đã phải sử dụng kết hợp nhiều kỹ thuật khác nhau sao cho phù hợp với tình trạng tín hiệu tại mỗi khu vực. Về cơ bản người ta sẽ kết hợp hai phương án đó là việc tái sử dụng tần số tại mỗi Cell và phối hợp các Cell trong 1 mạng cho phù hợp. Ngoài việc giúp giảm tránh nhiễu cho hệ thống, các kỹ thuật này còn giúp tối ưu được tài nguyên cho các nhà mạng (tần số, công suất, …). Trong đồ án: “ Kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn trong hệ thống 4G LTE” mà tôi trình bày dưới đây sẽ tổng hợp lại một kỹ thuật để tối ưu tần số, công suất tín hiệu trong một Cell di động cũng như đánh giá hiệu quả của các kỹ thuật này. Nội dung đồ án gồm có 3 chương: Chương 1: Truy nhập vô tuyến trong 4G LTE đường xuống. Nội dung của chương này sẽ trình bày về kiến trúc mạng và chế độ truy nhập trong LTE. Chương 2: Các loại nhiễu trong mạng 4G LTE đường xuống. Trong chương này tôi sẽ trình bày về các loại nhiễu trong hệ thống 4G LTE bao gồm: tạp âm Gauss trắng cộng, nhiễu liên ký tự ISI, nhiễu liên kênh ICI, nhiễu đồng kênh CCI, ….. Chương 3: Kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn trong 4G LTE. Chương 3 này sẽ trình bày cụ thể về kỹ thuật tái sử dụng tần số phân đoạn cũng như đánh giá hiệu quả của các phương pháp; đông thời đưa ra những đề xuất, nhận xét để sử dụng các kỹ thuật này cho phù hợp. Trong đồ án này do gấp nên mình mới mô phỏng FFR và mình tiếc là không có thời gian để mô phỏng thêm các kỹ thuật khác. Tuy nhiên nếu bạn nào tham khảo nên viết thêm mô phỏng SFR và có thể các kỹ thuật khác sẽ thấy được hiệu quả đáng kể của kỹ thuật này cũng như đạt được điểm đồ án tối đa. Bên cạnh đó còn 1 số sai xót do mình không biết nên dịch một số từ tiếng anh thế nào cho thỏa đáng nên nếu bạn nào tham khảo nên đọc thêm tài liệu tiếng anh trong phần tài liệu tham khảo tiếng Anh. Bản thân mình tự làm đồ án này mất khá nhiều thời gian nên muốn chia sẻ để mọi người có thêm tài liệu tham khảo.
Trang 1GVHD: Ths.CHU TUẤN LINH
KỸ THUẬT TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ PHÂN ĐOẠN
ĐỂ GIẢM NHIỄU CCI VÀ ICIC TRONG HỆ THỐNG 4G LTE
SVTH : ĐINH VĂN KHANG LỚP : D11VT6
MSV : B112101272
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG I
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Trang 2NỘI DUNG TRÌNH BÀY
TẠP ÂM AWGN, NHIỄU CCI, NHIỄU ICIC
1
2
3
CÁC KĨ THUẬT TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ
MÔ PHỎNG KĨ THUẬT FR1, FR3, FFR
Trang 3MỘT SỐ LOẠI NHIỄU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN
Tạp âm AWGN
Pn=B.N0
Pn=B.N0
Trang 4
Nhiễu đồng kênh CCI và liên Cell ICIC
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:
MỘT SỐ LOẠI NHIỄU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN
C/I=10log(Pc/Pi)
Trang 5
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM NHIỄU ICIC
Trang 6CÁC 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:
• 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<…<pq.)
• R = {r1, r2…………rs}: Bán kính của những vùng đồng tâm sử dụng tần số khác nhau trong 1 Cell (r1< r2 <…< rs.)
Mô hình kỹ thuật SFR
Trang 7KỸ THUẬT TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ CƠ BẢN
a Mô hình FR1
• B = {B1}, R = {c1} P= {p1}
• c1 = c2=…= c7 = {B(p1,r1)}
b Mô hình FR3
• 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)}
Trang 8KỸ 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)}
Trang 9KỸ 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)}
Trang 10KỸ 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)}
Trang 11KỸ 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) B6(p2, r2)}
Trang 12MÔ 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
Trang 13MÔ PHỎNG
Bảng các tham số sử dụng trong quá trình mô phỏng
Trang 14TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Abdel-Baset Hamza-Khaled Elsayed…., Advanced Performance Boosting Techniques in 4th Generation Wireless
Systems Work Package 4: Inter-Cell Interference Coordination, 13 -31 (2012).
2. Dimitrios Bilios - Christos Bouras, ,Optimization of Fractional Frequency Reuse in Long Term Evolution Networks
(2012)
3. Virpartap Singh & Gagandeep Kaur, Inter-Cell Interference Avoidance Techniques in OFDMA based Cellular
Networks: A Survey (2015).
4. T. Siva Priya, Optimised COST-231 Hata Models for WiMAX Path Loss Prediction in Suburban and Open Urban
Environments (2010).
Trang 15Thank You !
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
