thithiviet
New Member
Download miễn phí Đề tài Phân bổ tài nguyên thích ứng và lập lịch động cho hệ thống vô tuyến thế hệ sau
Nội dung Trang
Lời nói đầu. i
Mục lục. iii
Danh mục hình vẽ và bảng biểu. v
Thuật ngữ. ix
Chương 1: Tổng quan về phân bổ tài nguyên và lập lịch trong thông tin vô tuyến
1
1.1. Mở đầu. 1
1.2. Tài nguyên và thích ứng. 1
1.3. Phân bổ tài nguyên và lập lịch trong hệ thống thông tin vô tuyến. 2
1.3.1. Phân bổ tài nguyên trong thông tin vô tuyến. 2
1.3.2. Lập lịch truyền dẫn trong thông tin vô tuyến. 8
1.4. Kết luận. 9
Chương 2: Đặc tính kênh vô tuyến di động và ước tính kênh.
10
2.1. Mở đầu. 10
2.2. Phân bố Rayleigh và Rice. 14
2.2.1. Phân bố Rayleigh. 14
2.2.2. Phân bố Rice. 17
2.3. Mô hình kênh phạm vi hẹp trong miền thời gian và tần số . 19
2.3.1. Đáp ứng xung kim kênh (CIR). 19
2.3.2. Mô hình kênh vô tuyến di động đa đường. 19
2.3.3. Mô hình kênh vô tuyến di động phạm vi hẹp miền thời gian. 20
2.3.3.1. Mô hình kênh vô tuyến di động băng hẹp miền thời gian. 20
2.3.3.2. Các thông số kênh miền thời gian. 23
2.3.4. Mô hình kênh trong miền tần số. 25
2.3.4.1 Phổ công suất trễ (DPS). 25
2.3.4.2. Các thông số kênh trong miền tần số. 25
2.4. Phân loại phađinh phạm vi hẹp. 26
2.5. Ước tính kênh MIMO-OFDM. 27
2.5.1. Mô hình hệ thống. 28
2.5.2. Ước tính thành phần đa đường của kênh. 29
2.6. Kết luận. 33
Chương 3: Phân bổ tài nguyên và lập lịch động cho đường xuống hệ thống CDMA20001xEV-DV 34
3.1. Mở đầu. 34
3.2. Bài toán phân bổ tài nguyên và lập lịch cho đường xuống của 1xEV-DV 34
3.2.1. Tối đa tốc độ dữ liệu và chất lượng dịch vụ trong đường xuống. 35
3.2.2. Tối đa doanh thu. 36
3.3. Mô hình hệ thống. 37
3.3.1. Quản lý tài nguyên trong đường xuống của 1xEV-DV. 40
3.3.2. Truyền tín hiệu hoa tiêu và thông tin phản hồi kênh đường xuống. 41
3.3.3. Cập nhật CSI và thuật toán quản lý tài nguyên. 42
3.3.3.1. Bài toán phân bổ tài nguyên. 42
3.3.3.2. Bài toán lập lịch. 44
3.3.3.3. Kết hợp bài toán lập lịch và bài toán phân bổ tài nguyên. 46
3.4. Giải thuật phân bổ tài nguyên và lập lịch động cho đường xuống hệ thống CDMA2001xEV-DV 48
3.5. Kết luận. 54
Chương 4: Phân bổ tài nguyên thích ứng cho hệ thống MIMO-OFDM đa người dùng 55
4.1. Mở đầu. 55
4.2. Phân bổ tài nguyên thích ứng trong hệ thống OFDM đa người dùng. 57
4.2.1. Mô hình hệ thống. 57
4.2.2. Phân bố công suất và cấp phát kênh con tối ưu. 59
4.2.3. Phân bố công suất và cấp phát kênh con cận tối ưu. 60
4.2.3.1. Cấp phát kênh con cận tối ưu. 61
4.2.3.2. Phân bố công suất tối ưu cho cấp phát kênh con cố định. 62
4.2.3.3. Sự hiện hữu của phương pháp phân bổ công suất . 66
4.2.3.4. Mức độ phức tạp. 67
4.2.4. Kết quả mô phỏng. 67
4.2.4.1. Hệ thống hai người dùng và mười kênh con. 67
4.2.4.2. So sánh theo công bằng tối đa. 68
4.2.4.3. So sánh theo dung lượng tổng tổng tối đa. 70
4.3. Dung lượng tổng của kênh quảng bá MIMO đa người dùng. 75
4.3.1. Mô hình hệ thống và cơ sở của chéo hoá khối. 75
4.3.2 Dung lượng tổng của chéo hoá khối với lựa chọn anten thu. 77
4.3.3 BD và DPC: Dung lượng tổng của tập các kênh cho trước. 79
4.3.4 BD và DPC: Dung lượng tổng ergodic trong các kênh pha đinh Rayleigh 81
4.3.4.1 Giới hạn dưới của dung lượng tổng ergodic theo BD. 81
4.3.4.2 Giới hạn trên đối với dung lượng tổng ergodic của DPC. 83
4.3.4.3 Giới hạn trên dung lượng tổng ergodic của DPC theo BD. 83
4.3.5 Kết quả. 84
4.4. Thuật toán lựa chọn người dùng cho hệ thống MIMO đa người dùng 88
4.4.1 Mô hình hệ thống . 89
4.4.2 Thuật toán lựa chọn người dùng có độ phức tạp thấp. 89
4.4.2.1 Thuật toán lựa chọn người dùng tựa tối ưu dựa vào dung lượng. 91
4.4.2.2 Thuật toán lựa chọn người dùng cận ưu dựa trên chuẩn Frobenius 92
4.4.3 Các kết quả mô phỏng . 93
4.5. Giải thuật và chương trình phô phỏng phân bổ tài nguyên thích ứng hệ thống MIMO-OFDM đa người dùng 95
4.6. Kết luận. 101
Kết luận. 104
Tài liệu tham khảo. 105
Phụ lục. 108
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Chương 1:TỔNG QUAN VỀ PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN VÀ LẬP LỊCH TRONG THÔNG TIN VÔ TUYẾN
1.1. MỞ ĐẦU
Với mục đích là có được cái nhìn tổng quan về phân bổ tài nguyên và lập lịch trong thông tin vô tuyến, chương này ta tổ chức như sau: phần 1.2. Tài nguyên và thích ứng; phần 1.3. phân bổ nguyên và lập lịch trong các hệ thống thông tin vô tuyến.
1.2. TÀI NGUYÊN VÀ THÍCH ỨNG
Để sử dụng, khai thác, tận dụng hiệu quả tài nguyên vốn có của môi trường truyền thông vô tuyến thì:
Trước hết là, khám phá tài nguyên, thuộc tính của môi trường truyền thông vô tuyến, chúng được xét trong các miền thời gian, tần số, mã và không gian và sự kết hợp giữa chúng. Kết quả là tập các thông số đặc trưng, các tính chất của chúng trong các miền xét tương ứng. Chẳng hạn như:
Trong miền mã, đó là các thuộc tính trực giao... của mã, các thông số quyết định đến chất lượng và dung lượng của hệ thống.
Trong miền thời gian, đó là các thuộc tính phađinh nhanh, chậm các thông số đặc trưng cũng như các thông số quyết định lên chất lượng và dung lượng của hệ thống. Ví dụ: Thông số thời gian nhất quán của kênh, từ đó xác định tính chất phađinh nhanh, chậm dựa trên mối quan hệ giữa thông số này với thông số thời gian bit Tb của tín hiệu mang tin...
Trong miền tần số, đó là các thuộc tính phađinh nhanh chọn lọc tần số và không chọn lọc tần số, cũng như các thông số quyết định lên chất lượng và dung lượng của hệ thống.
Trong miền không gian, cần nói đến tính chất phân tập không gian, tính tương quan và không tương quan giữa các kênh trong môi trường, cũng như các thông số đặc trưng quyết định lên chất lượng và dung lượng của hệ thống
Sau đó là, sử dụng tài nguyên đó vào mục đích truyền thông. Muốn vậy, cần chuyển tín hiệu mang tin ban đầu vào dạng phù hợp với môi trường truyền thông, hay nói cách khác tìm các giải pháp, công nghệ để biến đối tín hiệu ban đầu vào dạng có các thông số đặc trưng phù hợp với các thông số đặc trưng của môi trường truyền thông. Ví dụ: Để sử dụng cáp quang vào mục đích truyền thông, phải biến đối tín hiệu ban đầu (tín hiệu điện) vào dạng tín hiệu ánh sáng trước khi đưa lên sợi quang.
Cuối cùng là, trên cơ sở tập các thông số đặc trưng, các tính chất, các nhược điểm hạn chế của môi trường truyền thông, nghiên cứu đưa ra các công nghệ, giải pháp kỹ thuật để sử dụng hiệu quả tài nguyên cũng như việc khắc phục các nhược điểm của môi trường truyền thông. Các cơ chế, các công nghệ thích ứng, phân bổ, cấp phát tài nguyên động, cơ chế điều khiển luồng, công nghệ IP....là những minh họa điển hình cho vấn đề này. Dựa vào các đặc tính kênh trong các miền được xét, người ta đưa ra một số giải pháp công nghệ điển hình nhất như: Điều chế QAM thích ứng (AQAM); Mã hóa kênh thích ứng; Cân bằng kênh thích ứng; CDMA thích ứng; Chia sẽ mã động; Anten thích ứng; MIMO thích ứng; Phân bổ tài nguyên thích ứng trong các hệ thống OFDM (trên cơ sở các đặc tính kênh trong miền tần số, phân chia tài nguyên phổ tần của môi trường truyền và đưa ra các giải thuật cấp phát kênh con và phân bổ công suất cho các người dùng); Tạo búp sóng; Ghép kênh không gian....Ở một chừng mực nhất định, ta có thể tổng quát hóa ý tưởng xây dựng giải thuật thích ứng cho các công nghệ thích ứng bởi hình 1.1 dưới đây.
Hình 1.1. Minh họa ý tưởng về quá trình xây dựng kỹ thuật thích ứng
1.3. PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN VÀ LẬP LỊCH TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN
1.3.1. Phân bổ tài nguyên trong thông tin vô tuyến.
Trong hệ thống vô tuyến đường xuống, trạm gốc trao đổi thông tin với nhiều người dùng thông qua nguồn tài nguyên hữu hạn (công suất phát tổng và độ rộng băng tần khả dụng). Cách mà trạm gốc này cấp phát tài nguyên giữa nhiều người dùng là rất quan trọng đối với hiệu năng hệ thống. Những hệ thống vô tuyến thế hệ đầu thực hiện cấp phát tài nguyên tĩnh, trong đó trạm gốc phục vụ một người dùng trong một khe thời gian hay một băng tần đã được ấn định mà không phụ thuộc các kênh người dùng. Tuy nhiên, kênh vô tuyến thay đổi theo thời gian và lựa chọn tần số. Các kênh được chiếm dụng bởi các người dùng khác nhau và có tính độc lập cao do vị trí khác nhau. Trạm gốc thường cấp phát nguồn tài nguyên hữu hạn giữa các người dùng bằng cách xem xét các điều kiện kênh của người dùng và làm tăng hiệu năng của hệ thống. Hơn nữa, việc cấp phát tài nguyên thích ứng trong hệ thống đa kênh đường xuống là thách thức hơn vì mức độ chiếm dụng các nguồn tài nguyên một cách tùy ý. Nhiều kênh có thể được tạo ra trong miền tần số bằng cách dùng nhiều tần số sóng mang, điều chế đa sóng mang (MCM), hay trong miền không gian bằng cách dùng nhiều anten thu/phát tạo ra hệ thống nhiều đầu vào-nhiều đầu ra (MIMO). MCM và MIMO là hai kỹ thuật đã được chấp nhận trong nhiều tiêu chuẩn khác nhau. Gần đây cấp phát tài nguyên thích ứng trong hệ thống vô tuyến đa kênh đa người dùng đã tạo ra sự chú ý đáng kể, thu hút các nhà nghiên cứu cũng như nhà công nghiệp viễn thông.
Điều chế đa sóng mang
Điều chế đa sóng mang tận dụng hiệu quả băng tần để truyền dẫn tốc độ cao trong các hệ thống thông tin vô tuyến và hữu tuyến. Vì yêu cầu về tốc độ dữ liệu ngày càng cao, nên độ rộng băng tần truyền dẫn tăng đáng kể. Vì vậy, kênh vô tuyến thể hiện đặc tính đa đường trong miền thời gian hay tính cách chọn lọc trong miền tần số, nghĩa là khi tốc độ dữ liệu truyền trên kênh vô tuyến tăng lên thì kênh vô tuyến đó trở nên có tính chất chọn lọc tần số hay đa đường. Việc truyền dẫn thành công qua kênh lựa chọn tần số là phức tạp hơn so với kênh phẳng băng hẹp, bởi lẽ nhiễu giữa các ký hiệu ISI làm giảm hiệu năng hệ thống. Các kỹ thuật xử lý tín hiệu tiên tiến như: kỹ thuật cân bằng cũng đã được đề xuất để đối phó sự phân tán kênh. Điều chế đa sóng mang thực hiện chia toàn bộ băng tần thành nhiều kênh con song song (đồng thời). Một khi số lượng kênh con đủ lớn, thì đáp ứng tần số trong mỗi kênh con gần như là phẳng, điều này được thấy ở hình 1.2. Nhờ đó, việc thực hiện cân bằng cho mỗi kênh con dễ dàng hơn nhiều.
Hình 1.2 Điều chế đa sóng mang
Sơ đồ khối máy thu phát OFDM được cho ở hình 1.3. Chuỗi bit thông tin đầu vào nối tiếp được chuyển đổi thành các luồng song song. Sau khi điều chế biên độ cầu phương (QAM), các ký hiệu QAM được đưa vào khối biến đổi Fourier nhanh ngược (IFFT). Trước khi biến đổi song song-nối tiếp để tạo thành một ký hiệu OFDM trong miền thời gian, tiền tố tuần hoàn CP được chèn bằng cách sao chép lại mẫu IFFT cuối đưa vào đầu ký hiệu OFDM như một tiền tố tuần hoàn (CP). Một khi chiều dài CP lớn hơn phân tán kênh, ta chỉ cần thực hiện cân bằng một nhánh trong miền tần số trên mỗi kênh con để khôi phục tín hiệu phát. Các khối chức năng ở máy thu hoạt động ngược lại với các khối chức năng ở máy phát.
Hình 1.3 Sơ đồ khối máy phát thu OFDM
Do OFDM tạo ra nhiều kênh con đồng thời, nên kỹ thuật đa truy nhập dựa trên OFDM, được gọi l