B GIO DC V O TO B CễNG THNG VIN NGHIấN CU IN T, TIN HC, T NG HO H MNH O Về MộT PHƯƠNG PHáP MớI ĐIềU KHIểN MƯợN, KHóA KÊNH TầN Số MạNG DI ĐộNG Tế BàO Chuyờn ngnh: K thut in t Mó s :62.52.70.01 LUN N TIN S K THUT NGI HNG DN KHOA HC PGS.TS Thỏi Quang Vinh H NI 2011 LI CAM OAN Tỏc gi xin cam ủoan tt c cỏc kt qu ủc trỡnh by lun ỏn l ca riờng tỏc gi, khụng chộp t bt k mt cụng trỡnh no khỏc 3 LI CM N Tỏc gi lun ỏn xin chõn thnh cm n v bit n sõu sc nht ủn Thy hng dn: PGS TS Thỏi Quang Vinh ủó tn tỡnh dy cụng hng dn v giỳp ủ tỏc gi hon thnh lun ỏn ny Tỏc gi xin chõn thnh cm n Thy GS TSKH Nguyn Xuõn Qunh, cỏc Thy v bn ủng nghip Vin Nghiờn cu in t, Tin hc, T ủng húa; Vin Cụng ngh Thụng tin ủó giỳp ủ v to ủiu kin thun li cho tỏc gi sut thi gian hc v nghiờn cu Xin chõn thnh cm n Giỏo s Yao- Tien Wang, Trng i hc Kainan, i Loan ủó cung cp thụng tin hu ớch ủ trờn c s ủú tụi hon thnh lun ỏn Cui cựng xin chõn thnh cm n gia ủỡnh v nhng ngi thõn ủó luụn chia s mi khú khn cựng tỏc gi v l ch da vng chc v vt cht v tinh thn sut thi gian thc hin v hon thnh lun ỏn H Ni, thỏng 10 nm 2011 MC LC Li cam ủoan .1 Li cm n MC LC Danh mc cỏc t vit tt Danh sỏch hỡnh v .9 Danh sỏch bng 11 M U .12 Chng TNG QUAN MNG DI NG T BO V CC PHNG PHP MN KHểA KấNH 20 1.1 M ủu 20 1.2 Mụ hỡnh mng di ủng t bo 23 1.2.1 Khỏi nim t bo 23 1.2.2 Kờnh, cp phỏt kờnh, tỏi s dng kờnh 25 1.3 Quỏ trỡnh chuyn giao (handoff) 37 1.4 Cỏc thut toỏn mn khúa kờnh 39 1.4.1 Mn, khúa kờnh 39 1.4.2 Thut toỏn mn, khoỏ kờnh ủn gin 40 1.4.3 Cỏc thut toỏn mn, khúa kờnh lai ghộp 42 1.4.4 Thut toỏn th trc tip 43 1.4.5 Thut toỏn cõn bng ti ủng mn kờnh chn lc 43 1.4.6 Thut toỏn cõn bng ti ủng mn kờnh chn lc phõn tỏn 45 1.4.7 Thut toỏn mn, khúa kờnh thớch nghi 46 1.5 Nhn xột cỏc thut toỏn mn, khúa kờnh 47 1.6 Kt lun 47 Chng MN, KHểA KấNH NG TRấN C S B IU KHIN LOGIC M V MNG N RON 49 2.1 M ủu 49 2.2 Thut toỏn mn kờnh FDCBS v NFDCBS 50 2.2.1 Mụ hỡnh h thng mng di ủng t bo 50 2.2.2 B ủiu khin mn kờnh trờn c s logic m 52 2.2.3 Pha quyt ủnh trng thỏi ti t bo 53 2.2.4 Pha tha thun vi t bo liờn quan 60 2.2.5 S di chuyn kờnh 61 2.2.6 Thut toỏn mn kờnh NFDCBS 62 2.3 ỏnh giỏ cỏc thut toỏn FDCBS v NFDCBS 65 2.4 Mt s ci tin thut toỏn mn kờnh NFDCBS 66 2.4.1 S dng b ủiu khin ANFIS thay cho b ủiu khin NFC 66 2.4.2 Ti u lut m ANFIS 70 2.5 Kt lun 73 Chng MN, KHểA KấNH NG PHN TN TRấN C S B IU KHIN N RON - M - SUBSETHOOD .75 3.1 M ủu 75 3.2 Xõy dng b ủiu khin mn kờnh DDBNFS 76 3.2.1 Mụ hỡnh mng di ủng t bo 76 3.2.2 B ủiu khin mn kờnh mng n ron m-subsethood(DDBNFS) 78 3.2.3 Thut toỏn ủiu khin mn kờnh cõn bng ti ủng phõn tỏn 100 3.3 Kt lun .102 Chng Mễ PHNG, NH GI KT QU 104 4.1 Mụ t mng di ủng mụ phng 104 4.2 Ci ủt v hun luyn NFS 107 4.2.1 Ci ủt b ủiu khin NFS bng Matlab 107 4.2.2 Phỏt sinh d liu hun luyn v hun luyn ANFIS, NFS, NFC 108 4.2.3 Kt qu hun luyn ANFIS, NFS, NFC 109 4.3 Kt qu mụ phng .109 4.4 ỏnh giỏ kt qu v so sỏnh .112 4.5 Kt lun .112 KT LUN .114 DANH MC CC CễNG TRèNH CễNG B 116 TI LIU THAM KHO 118 PH LC 126 DANH MC CC T VIT TT T vit tt Ting Anh Always Best Connected concept ABC AC Available Channels AMPS Advanced Mobile Phone System ANFIS Adaptive Neuro-Fuzzy Inference Systems BCO Borrowing with Channel Ordering BS Base Station BP Back Propagation CBWL Channel Borrowing Without Locking CD Code Division CDMA Code Division Multiplexing CP-Based- Compact Pattern Based DCA Dynamic Channel Assignment CNIR Carrier to Noise plus Interference Ratio CS Channel Segregation DAB/DVB Digital Audio Broadcast/Digital Video Broadcast Borowing with Direction DBCL Channel Locking DCA Dynamic Channel Assignment DBNFS Distributed dynamic channel D-LBSB borrowing based on Neural networks fuzzy subsethood Distributed-LBSB Ngha ting Vit Khỏi nim luụn kt ni tt nht S kờnh cho phộp ( cũn ri) H thng ủin thoi di ủng AMPS H thng suy din n ron- m thớch nghi Mn vi sp xp kờnh Trm c s Thut truyn ngc Mn kờnh khụng khoỏ Phõn chia theo mó a truy nhp phõn chia theo mó Phõn cm da trờn gỏn kờnh ủng T s cụng sut súng mang trờn õm v nhiu Chia tỏch kờnh K thut ting núi / hỡnh nh s mt ủt Mn kờnh vi khúa kờnh theo hng Gỏn kờnh ủng/Cp kờnh ủng Mn kờnh ủng phõn tỏn trờn c s mng n ron m- subsethood ETSI European Telecommunication Standard Institute EV-DO EVolution-Data Optimized LBSB phõn tỏn Vin tiờu chun vin thụng Chõu u Phỏt trin ti u húa d liu ETACS European Total Access Communications System Fixed Channel Assignment Fuzzy C-Means clustering Gỏn kờnh c ủnh Thut toỏn gom cm C-Mean m FCA FCM FD FDMA FDCBS FIFO FIS FlCA FLC GA GSM GPRS Frequency Division Frequency Division Multiplexing Access Fuzzy-based Dynamic ChannelBorrowing Scheme First In First Out Fuzzy Inference System Flexible Channel Assignment Fuzzy Logic Controller Generic Algorithm Global System for Mobile LSE MSC General Packet Radio Service Independent Component Analysis Internet Engineering Task Force International Mobile Telecommunication- Advance International Mobile Telecommunication at 2000 MHz Interim Standard 95 Internet Protocol Japanese Total Access Communications System Local Area Network Load Balancing with Selective Borrowing Locally Optimised Dynamic Assignment Strategy Least Square Error Mobile Switching Centre MS MIMO Mobile Station Multi Input- Multi Output MTSO Mobile Telephone Switching Office Neural-Fuzzy Controller ICA IETF IMT-A IMT-2000 IS-95 IP JTACS LAN LBSB LODA NFC Phõn chia theo tn s a truy nhp phõn chia theo tn s Mn kờnh ủng trờn c s logic m Hng ủi FIFO H thng suy din m Gỏn kờnh linh hot B ủiu khin logic m Thut gen H thng thụng tin di ủng ton cu Dch v vụ tuyn gúi chung Phõn tớch thnh phn ủc lp Nhúm ủc trỏch k thut Internet Di ủng quc t nõng cao Di ủng quc t hot ủng bng tn 2000 MHz Chun IS-95 Giao thc Internet H thng truy cp tng Nht Bn Mng cc b Cõn bng ti vi mn chn lc Chin lc gỏn kờnh phng ủng Sai s bỡnh phng ti thiu Trung tõm chuyn mch dch v di ủng Thit b di ủng H thng nhiu ủu vo nhiu ủu Tng ủi chuyn mch thoi di ủng B ủiu khin N ron M NFS Neural-Fuzzy Controller for the Dynamic ChannelBorrowing Scheme Noron- Fuzzy- Subsethood NMT Nordic MobileTelephone OFDMA Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Access Orthogonal Variable Spreading Factor Principal Component Analysis Personal Digital Assistant Personal Digital Cellular Post Switch Telephone Network NFDCBS OVSF PCA PDA PDC PSTN QoS RSS RMSE SB SHCB Subsethood TACS TD TDMA TL TSK xG UMTS UWB WCDMA WISDOM Quality of Service Received Signal Strengh Root Mean Square Error Simple Borrowing Simple Hybrid Channel Borrowing Scheme Total Access Communication System Time Division Time Division Multiplexing Access Traffic Load Takagi-Sugeno-Kang Model x Generic Universal Mobile Telephone System Ultra-WideBand Mn kờnh ủng trờn c s b ủiu khin N ron M B ủiu khin mng n ron m subsethood a truy cp phõn chia tn s trc giao Mó OVSF Phõn tớch thaanhf phn c bn Thit b k thut s h tr cỏ nhõn di ủng cỏ nhõn t bo s Mng ủin thoi chuyn mch cụng cng Cht lng dch v Cng ủ tớn hiu thu ủc Sai s bỡnh phng trung bỡnh Mn kờnh ủn gin Thut toỏn mn kờnh lai ghộp ủn gin Phộp ủo subsethood m H thng truy nhp tng Phõn chia theo thi gian a truy nhp phõn chia theo thi gian Ti lu lng Mụ hỡnh TSK Th h x (x=1,2,3,4,5) H thng di ủng UMTS Cụng ngh khụng dõy UWB a truy cp phõn chia mó bng Wideband Code Division thụng rng Multiple Access Wireless Innovative System for H thng phỏt minh vụ tuyn ủ Dynamic Operating Mega truyn thụng Mega ủng communications concept 10 DANH MC CC HèNH V Hỡnh 1.1: S phỏt trin qua cỏc th h ca mng di ủng t bo .20 Hỡnh 1.2: Mng di ủng t bo 23 Hỡnh 1.3: Cỏc phng phỏp truy cp N kờnh c bn 26 Hỡnh 1.4: Cỏch xỏc ủnh cỏc t bo ủng kờnh vi tham s shift i=3, j=2 28 Hỡnh 1.5: Nhúm kờnh .29 Hỡnh 1.6: Chuyn giao cng gia MS v cỏc BS 38 Hỡnh 1.7: Cng ủ tớn hiu v hin tng tr gia hai BS lin k ủ chuyn giao cú th xy 38 Hỡnh 1.8: Mn kờnh v khoỏ kờnh .41 Hỡnh 1.9: Phõn loi t bo lnh, t bo trung bỡnh, t bo núng .46 Hỡnh 2.1: Mng t bo vi t bo hỡnh lc giỏc 51 Hỡnh.2.2: B ủiu khin mn kờnh trờn c s logic m .52 Hỡnh 2.3: a) Hm liờn thuc s kờnh cho phộp;b) Hm liờn thuc ti lu lng .56 Hỡnh 2.4: Hm liờn thuc ủu m 60 Hỡnh 2.5: B ủiu khin NFC vi lut m singleton 63 Hỡnh 2.6: Hm liờn thuc hỡnh tam giỏc .64 Hỡnh 2.7: a) H thng suy din m ANFIS; b) Cu trỳc ANFIS 68 Hỡnh 2.8: Mng n ron hun luyn tỡm h s ca toỏn t m 72 Hỡnh 3.1: Phõn vựng mng di ủng ti u 77 Hỡnh 3.2: B ủiu khin mn kờnh ủng DBNFS 78 Hỡnh 3.3: M hoỏ tớn hiu kờnh cho phộp AC 80 Hỡnh 3.4: M hoỏ tớnh hiu ti lu lng TL .81 Hỡnh 3.5: Cỏc m ủu vi hm liờn thuc Gauss 82 Hỡnh 3.6: Cu trỳc mng n ron m s dng subsethood(NFS) 83 C Hỡnh 3.7: Trng hp 1: OL ,k =Ck 87 C Hỡnh 3.8: Trng hp 2: OL ,k > Ck 88 m m