Sử dụng mạng hàng đợi phân tích hiệu năng của mạng femtocell mật độ cao với các chuyển giao femtocell-To-femtocell

m nghiên cứu hiện nay, đặc biệt là chuyển giao femtocell-to-femtocell (inter-femto) trong mạng femtocell mật độ cao. Các giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ (QoS) nhờ các cải thiện cơ chế (hay thuật toán chuyển giao) đã và đang được nhiều nhà nghiên cứu và nhà mạng (carrier) đặt mục tiêu giải quyết. Nội dung bài bài này đề xuất sử dụng mô hình và mạng hàng đợi để phân tích hiệu năng của các femtocell trong đáp ứng yêu cầu chuyển giao. Từ khóa: 4G-LTE, chuyển giao femtocell-to-femtocell, mô hình mạng hàng đợi. 1. Đặt vấn đề Hiện nay, 4G-LTE đã và đang được triển khai cung cấp dịch vụ trên nhiều nước và mới ở Việt Nam. 4G-LTE cũng được quan tâm phát triển để trở thành giải pháp kết nối cho thành công của IoT (Internet of Things) cho thế hệ 5G tương lai. Tuy vậy, còn tồn tại vấn đề ràng buộc tài nguyên tần số. Bởi vì 4G LTE yêu cầu tần số cao trong hệ thống mạng truyền thông mới, thông thường chúng khai thác ở tần số cao hơn 2GHz. Thực tế khi lan truyền qua tường của khu nhà, sự suy hao của sóng điện từ tần số cao hơn 2GHz là đáng kể. Do đó để giải quyết vấn đề này mạng femtocell được đề xuất lắp đặt trong các môi trường trong nhà cho 4G LTE. Khi đó nhà mạng tế bào hai lớp 4G-LTE macrocell-femtocell. Trong đó, các macrocell của 4G-LTE là các trạm cơ sở-gọi là eNB đặt ngoài trời và các femtocell của 4G-LTE là các điểm truy nhập FAP (femtocell access point), được gọi là HeNB đặt trong nhà (khu nhà dân, nhà ga, trong các toa tầu, các trường học, các tòa nhà làm việc, các khu công cộng,...). Femtocell là một tế bào thu phát sóng radio rất nhỏ với bán kính vùng phủ sóng của nó khoảng 30m, và công suất thông thường khoảng < 100mW ở tần số 2.6GHz. Các FAP gửi tín hiệu radio ở mức 20 dBm, có bán kính vùng phủ nhỏ hơn 50 mét, phục vụ số ít người dùng di động đầu cuối (khoảng từ 4 đến 64 UE), với tốc độ dữ liệu cao ở môi trường trong nhà. Do đặc điểm vùng phủ sóng nhỏ và giá rẻ nên các nhà mạng có xu hướng lắp đặt mạng femtocell mật độ cao với nhiều nút truy nhập FAP (có thể hàng trăm FAP) để tăng chất lượng vùng phủ sóng của mạng tế bào 4G-LTE macrocell-femtocell. Thông thường, các sơ đồ phân bố tần số sóng mang được chia ra hai phương pháp [1]: phương pháp phân bố sóng mang riêng và phương pháp phân bố sóng mang chung. Trong phân bố riêng biệt từng tần số sóng mang khác nhau được ấn định riêng cho các macrocell và các femtocell (hình 1a). Theo cách này nhiễu giữa macrocell và femtocell sẽ không xẩy ra, nhưng mức độ sử dụng tần số sóng mang lại không hiệu quả. Trong phân bố tần số chung, các macrocell và femtocell được phân bố cùng tần số sóng mang (hình 1b). Như vậy, phương pháp phân bố tần số chung đảm bảo mức độ sử dụng tần số cao so với phương pháp phân bố tần số riêng biệt và người dùng trong femtocell có kết nối với người dùng trong macrocell với cùng một tiêu chuẩn thiết bị. Tuy vậy phải có giải pháp bổ sung để tránh nhiễu giữa macrocell và femtocell. Hình 1. Các phân bố sóng mang cho các macrocell và femtocell ISSN 2354-0575 Journal of Science and Technology64 Khoa học & Công nghệ - Số 15/Tháng 9 - 2017 Phụ thuộc vào cách phân bố kênh con, phân bố chung sóng mang có thể chia ra phương pháp phân bố trực giao và phương pháp phân bố đồng kênh [1]. Trong đó phân bố trực giao có hiệu suất hơn do nó cho phép kênh con dùng lại trong femtocell, và cũng không cần phải phân bổ tần số sóng mang riêng cho macrocell và femtocell để tránh nhiễu giữa chúng. Chuyển giao trong mạng thông tin di động 4G-LTE macrocell-Femtocell kéo theo giải quyết các vấn đề như: chuyển đổi địa chỉ IP, cường độ của tín hiệu nhận, nhiễu giữa các cell, nhiễu xuyên tường, trễ chuyển giao, loại dịch vụ sử dụng, chi phí truyền thông, v.v Khi tần xuất chuyển giao tăng lên thì những vấn đề này cũng phát sinh nhiều hơn, tỷ lệ chuyển giao không thành công có thể nhiều hơn, trễ chuyển giao (handover overhead) tăng, tỷ lệ mất gói dữ liệu cũng nhiều hơn, dẫn đến chất lượng dịch vụ giảm đi. Chuyển giao gồm 3 giai đoạn [2][3]: tìm mạng (Network Discovery), quyết định chuyển giao (Handover Decision) và thực hiện chuyển giao (Handover Execution). Trong giai đoạn tìm mạng, MS được trang bị nhiều giao tiếp để tìm và kết nối vô tuyến với các mạng, ví dụ: Bluetooth, WiFi, GSM (2G), GPRS (2.5G), 3G, 4G-LTE. Tùy thuộc vào môi trường mà MS đang di chuyển, vùng phủ sóng của các mạng cũng như mức tín hiệu từ các mạng được MS phát hiện. Ở giai đoạn quyết định chuyển giao, dựa vào mức tín hiệu nhận được, tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu, hay một số thống số khác tuỳ theo thuật toán (hay cơ chế) chuyển giao lựa chọn, MS sẽ lựa chọn mạng ứng viên phù hợp cho kết nối. 2. Các nghiên cứu liên quan Có một số đề xuất các sơ đồ giảm nhiễu dựa trên tạo cụm cho mạng femtocell được trình bày trong các tài liệu [4][5]. Nghiên cứu [6] đưa ra thuật toán tạo cụm và phân phối tài nguyên kênh được đề xuất cho mạng femtocell mật độ cao, như dựa vào xây dựng đồ thị nhiễu G={V, E, W} gồm tập hợp các đỉnh V là các FAP, tập hợp E các cạnh là các liên kết hai chiều giữa các FAP, và tập hợp W trọng số là các mức nhiễu giữa các FAP. Sau đó thực hiện phân phối kênh con với tối đa SINR. Nghiên cứu [7] cũng đưa ra mô hình mạng là đồ thị G = (V, E) vô hướng để hình thành cụm dựa vào phân phối công suất và kênh con như là bài toán tối ưu - tối đa thông lượng tổng của tất cả các FUE trong khi giảm nhiễu trong lớp mạng femtocell và kiểm soát nhiễu đến MUE dưới mức ngưỡng. Nghiên cứu [8] để xuất thuật toán FCRA phân phối tài nguyên dựa vào phân cụm của mạng OFDMA femtocell như là bài toán tối ưu Min-Max. Cũng các tác giả của [7], nghiên cứu [9] đề xuất thuật toán phân phối tài nguyên femtocell dựa vào chất lượng dịch vụ QP-FCRA (QoS-based Femtocell Resource Allocation Algorithm) cho các mạng OFDMA femtocell cho hai loại người dùng: người dùng ưu tiên cao (HP-High priority users) với các yêu cầu QoS cố định và trả phí cao, và người dùng nỗ lực tốt nhất (BE-Best effort users) với các loại ứng dụng khác nhau có yêu cầu ít tài nguyên hơn và có thể trả phí khác nhau. Nghiên cứu [10] đưa ra sơ đồ quản lý nhiễu phân lớp dựa vào phân cụm và phân phối tài nguyên cho các femtocell. Giải pháp có được nhờ sự chia sẻ nhiệm vụ giữa FGW và các FAP. FGW chịu trách nhiệm phân cụm, và CH được chọn làm nhiệm vụ phân phối tài nguyên cho các FAP trong cụm. Hàng đợi và chuỗi Markov (Markov chain) được một số nghiên cứu sử dụng trong nghiên cứu di động của MS trong các mạng thông tin di động. Nghiên cứu [11] đưa ra dự đoán hướng đi của người dùng MS sau một số di chuyển trong mạng 4G-LTE femtocell mật độ cao dựa vào chuỗi Markov, qua đó sự phân phối tài nguyên kênh con có thể được thực hiện trước cho nút FAP đích dự đoán. Nhờ vậy có thể giảm trễ thực hiện các chuyển giao. Nghiên cứu [12] sử dụng hàng đợi M/M/1/K để phân tích hiệu năng của FAP dung lượng hữu hạn với các thông số của chất lượng dịch vụ (QoS) như xác suất khóa gói tin, trễ gói và mức độ sử dụng với các dung lượng bộ đệm khác nhau. Nghiên cứu [13] sử dụng chuỗi Markov của lưu lượng của các lớp macrocell và femtocell trong LTE macrocell-femtocell để phân tích hiệu năng của các giải thuật chuyển giao đề xuất dựa vào sự tạo lập danh sách các cell kề cận. 3. Cơ sở khoa học và cơ sở thực tiễn 3.1. Cơ sở khoa học Sự đưa vào mạng femtocell làm phát sinh vấn đề chuyển giao của trạm di động UE (mobile phone) khi di chuyển từ kết nối macrocell (ngoài trời) vào trong nhà (kết nối với femtocell), và từ trong nhà ra ngoài trời trong khi duy trì kết nối cuộc gọi liền mạch (không đứt liên lạc). Chuyển giao là một phần cần thiết cho việc xử lý sự di động của người sử dụng đầu cuối. Nó đảm bảo tính liên tục của các dịch vụ vô tuyến khi người sử dụng di chuyển qua ranh giới các ô tế bào. 3.2. Cơ sở thực tiễn Ngày nay phần lớn lưu lượng dữ liệu được sử dụng ở môi trường trong nhà, khoảng hơn 50% dịch vụ gọi thoại và hơn 70% sử dụng dịch vụ dữ liệu được thực hiện bên trong các tòa nhà và văn phòng, do đó mà việc sử dụng các thiết bị femtocell sẽ là cách tốt nhất để giảm bớt tải cho hệ các macrocell của 4G-LTE. Nhưng việc sử dụng quá nhiều femtocell cũng sẽ mang lại vấn đề khó cho việc quản lý chúng, ví dụ như là có rất nhiều người dùng di chuyển một cách ngẫu nhiên, truy cập ra và vào hệ thống mạng di động tế bào cũng xảy ra ngẫu nhiên. Việc quản lý di động người dùng femtocell một cách tối ưu cũng sẽ làm cho hiệu năng của hệ thống truyền thông di động 4G-LTE đạt hiệu quả cao nhất. 4. Phân tích lưu lượng của mạng femtocell cho chuyển giao Inter-femto ISSN 2354-0575 Khoa học & Công nghệ - Số 15/Tháng 9 - 2017 Journal of Science and Technology 65 4.1. Tổng lưu lượng các cuộc gọi ở femtocell Trong môi trường trong nhà rộng lớn, mà ở đó có femtocell dày đặc các FAP, thì xác suất xẩy ra chuyển giao của UE giữa các FAP là rất lớn khi UE di chuyển. Do đó, trong nội dung của bài báo này nhóm nghiên cứu muốn đưa ra giải pháp phân tích lưu lượng trong mạng femtocell mật độ cao khi thiết bị đầu cuối động UE di chuyển giữa các femtocell. Đối với chuyển giao giữa các femtocell, trong khuôn khổ của bài báo chỉ xét các lưu lượng liên quan đến chuyển giao của UE giữa các femtocell. Khi đó, trong một FAP i có thể có các lưu lượng các cuộc gọi phát sinh: - ( )i fnm/ - các cuộc gọi mới từ các MT trong vùng phủ của FAP i. - i ( ) j ffm/ - các cuộc gọi chuyển giao inter- femto từ các femtocell j lân cận. - o( )ji fm/ - các cuộc gọi đến từ các femtocell j lân cận bị tràn. Các cuộc gọi chuyển giao từ các femtocell lân cận đến bị tràn là khi FAP i đã không còn dự trữ tài nguyên kênh cho cuộc gọi chuyển giao nữa, và khi đó cuộc gọi chuyển giao có thể bị rớt (drop calls) hoặc bị khóa (block calls). Như vậy tổng lưu lượng các cuộc gọi ở FAP sẽ là: ( ) ( ) ( ) ( ) i f i fn ji ff ji fom m m m= + +/// (1) Mỗi femtocell i của mạng femtocell có dung lượng C( )if đơn vị băng thông, và R f( )if là dự trữ băng thông của femtocell i cho các cuộc gọi chuyển giao. Nó tác dụng như là chính sách quản trị để đảm bảo ưu tiên các kết nối chuyển giao so với các kết nối mới phát sinh của femtocell i. Trong các hệ thống thông tin di động có hai loại ưu tiên được xét: ưu tiên cut-off và kênh giám sát tỷ lệ. Cho rằng n( )i f là số kết nối trong femtocell i (cho cả các cuộc gọi mới phát sinh trong femtocell i và các cho cả các cuộc gọi chuyển giao). Khi femtocell i ở trong trạng thái n C R( ) ( ) ( )if if iff# - , nó tiếp nhận các cuộc gọi mới và chuyển giao theo cả hai chính sách quản trị với xác suất các cuộc gọi mới được chấp nhận là ( )i fnr , và xác suất các cuộc gọi chuyển giao được chấp nhận f( ) i fr . Khi femtocell i ở trạng thái n C R)( ) ( ( )if if iff2 - , thì chỉ các yêu cầu chuyển giao được chấp nhận cho sơ đồ ưu tiên cut-off với ( )i fnr = 0 và f( )i fr = 1. Đối với sơ đồ kênh giám sát tỷ lệ, bên cạnh các yêu cầu chuyển giao, từng yêu cầu kết nối mới cũng được chấp nhận với giá trị nào đó của ( )i fnr . Khi đó, tổng lưu lượng các cuộc gọi ở femtocell i như sau: ( ) , , c if n C R if n C R ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) i f i fn ji ff i fo j Fj F i f i f i ff i fn i fn ji ff ji fo i f i f i ff j Fj F i o i a i o i a 2 # m m m m m r m m - = + + - + + !! !! Z [ \ ]]]] ]]]] // // (2) Trong đó c là số cuộc gọi. 4.2. Mô hình hàng đợi M/M/1/C( )if và CTMC của femtocell i Vì sự hữu hạn của tài nguyên kênh của femtocell nên femtocell được mô hình bởi hàng đợi M/M/1/C( )if , là dạng hàng đợi M/M/1/K, trong đó C( )if là kích thước đơn vị băng thông của femtocell. Cho rằng, tốc độ phục vụ cuộc gọi trung bình của femtocell i là ( )i fn , và tốc độ di động trung bình của UE (velocity) trong mạng femtocell là v(f). Trạng thái của femtocell được thể hiện bằng đồ thị của chuỗi Markov thời gian liên tục CTMC cho ở Hình 2. Trạng thái ban đầu của femtocell: không có cuộc gọi nào, trạng thái cuối khi femtocell có C( )if cuộc gọi kết nối. Hình 2. CTMC trạng thái của femtocell 4.3. Trễ chuyển giao Inter-femto Cho rằng ( )call fx - quãng thời gian cuộc gọi mà UE thực hiện thành công trong mạng femtocell, và nó là biến tùy tiện có phân bố mũ với giá trị trung bình E[ ( )call fx ]. Tốc độ phục vụ cuộc gọi trung bình trong mạng femtocell là [ ]E 1( ) ( )call f call fn x = . Trong khi thực hiện cuộc gọi, UE có thể di chuyển trong một vùng phủ của femtocell (FAP), nhưng cũng có thể đi qua một số femtocell, do đó ( )call fx có thể kéo dài một số đoạn thời gian , , ..., , ...,( ) ( ) ( ) ( )f f if nf1 2x x x x (Hình 3), nghĩa là ( ) ( )call f i f i n 1 x x= = / , trong đó ( )i fx - thời gian UE di chuyển trong một femtocell và thực hiện cuộc gọi. ISSN 2354-0575 Journal of Science and Technology66 Khoa học & Công nghệ - Số 15/Tháng 9 - 2017 Hình 3. Thời gian lưu trú và chiếm kênh trong mạng femtocell Cho rằng ( )res fx - thời gian lưu trú của UE trong một femtocell khi thực hiện cuộc gọi, và có phân bố mũ, giá trị trung bình là E[ ( )res fx ]. Nếu tốc độ di chuyển trung bình của UE đi qua một femtocell là v(f), thì [ ]E v 1( ) ( )res f fx = . Như vậy, khi UE đi qua các femtocell mà cuộc gọi còn tiếp tục liền mạch, thì UE đã thực hiện chuyển giao inter-femto (từ một femtocell đến một femtocell kề cận). Khi đó, thời gian chiếm tài nguyên kênh ( )ch fx của femtocell là thời gian mà UE tiêu phí trong femtocell trước khi đi qua các ranh giới của femtocell, hoặc là thời gian cho đến khi kênh của femtocell được giải phóng, nói cách khác min ,( ) ( ) ( )chf f f call resx x x= $ .. Vì ( )chfx là tối thiểu của hai biến tùy tiện ( )call fx , ( )res fx có phân bố mũ nên nó cũng có phân bố mũ với thông số v( ) ( ) ( )f f fch calln n= + , do đó, thời gian chiếm kênh của femtocell trung bình đối với cuộc gọi mới hoặc cuộc gọi chuyển giao là: [ ]E v 1 1( ) ( ) ( ) ( ) f f f fch ch call x n n = = + (3) ( ) call fx > ( )resfx , được xác định theo Luật Bayes của xác suất có điều kiện là: Xác suất xảy ra chuyển giao inter-femto trong mạng femtocell khi thời gian cuộc gọi dài hơn thời gian lưu trú của UE tại femtocell, nghĩa là { } { } { } [ ] [ ] [ ] P P P P P E E E v v ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ff f f f f f f f f f f f call res call res call call res call call 2x x x x x x x x n = = + = + = + $ . (4) Xác định số chuyển giao trung bình của một cuộc gọi thành công là n(ff) - là tỷ số của thời gian trung bình cuộc gọi thành công và thời gian lưu trú trung bình ở một femtocell: [ ] [ ] :n E E v v1 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ff ff ff f f f f res call call callx x n n = = =e do n (5) Nếu ở mỗi femtocell UE duy trì cuộc gọi liền mạch trong khi di chuyển, thì n = n(ff) là số femtocell mà UE di chuyển qua trong tiến trình duy trì cuộc gọi thành công. Khi đó từ (3) và (5) xác định thời gian chiếm kênh trung bình ở một femtocell khi có thực hiện chuyển giao inter-femto (n > 1) được xác định bằng: [ ] ( ) ( ) [ ]E v n E n 1 1 1 1 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )f f f ff f f ch call call callx n n x= + = + = + 4.4. Mạng hàng đợi mở của mạng femtocell Hình 4. Mạng hàng đợi mở của mạng femtocell (gồm hai femtocell kề cận) Chúng tôi đề xuất mạng hàng đợi gồm hai femtocell kề cận nhau để đảm bảo có chuyển giao inter-femto giữa chúng. Mỗi hàng đợi FAP có dạng M/M/1/C( )if , trong đó C( )if - kích thước hàng đợi - thể hiện dung lượng kênh tối đa mà FAP phân phối cho các cuộc gọi kết nối. Nguồn (Source) các cuộc gọi là tổng các cuộc gọi như công thức (1) có thể xuất hiện ở FAP1 hoặc FAP2 với xác suất 0.5. Mạng có các cuộc gọi được chia ra 3 lớp (job class): class 1 - các cuộc gọi mới với ( )fnm - chỉ định tuyến trong hàng đợi, class 2 - các cuộc gọi chuyển giao với - ( )ffm định tuyến giữa FAP1 và FAP2, và class 3 - các cuộc gọi chuyển giao bị tràn ( )fom - bị FAP loại bỏ - chỉ định tuyến đến Sink. Cho rằng tốc độ phục vụ trung bình tất cả các loại cuộc gọi đều bằng ( )fn . Sử dụng công cụ mô phỏng JMT 1.0.1 thực hiện mô phỏng và tính các thông số hiệu năng: Thời gian lưu trú trung bình của cuộc gọi tại FAP 1 và FAP 2 (Residence Time, seconds): E[ ( )res fx ], Thời gian đáp ứng trung bình (Response Time, seconds): E[ ( )ch fx ], và tỷ lệ rớt cuộc gọi của lưu lượng class 3 (Drop rate). Kết quả mô phỏng và tính các thông số hiệu năng được đưa ra ở các bảng 1-8 và Hình 5 được thực hiện theo ba kịch bản như sau: Kịch bản 1: Phân bố thời gian các cuộc gọi đến (Interarrival Time Distribution): Mean = 2s; λ = 0.5 cho tất cả các loại cuộc gọi, thời gian phục vụ trung bình của các cuộc gọi giống nhau: Mean = 2s, λ = 0.5, và C( )if = 200. Thực hiện tăng tốc độ đến của tất cả các cuộc gọi, tốc độ phục vụ của các femtocell không thay đổi. ISSN 2354-0575 Khoa học & Công nghệ - Số 15/Tháng 9 - 2017 Journal of Science and Technology 67 Bảng 1. Các giá trị của Response Time của FAP1 (seconds) Bảng 2. Các giá trị của Response Time của FAP2 (seconds) Bảng 3. Các giá trị của Drop Rate (class 3) của FAP1 (j/s) Bảng 4. Các giá trị của Drop Rate (class 3) của FAP2 (j/s) Nhận xét kết quả kịch bản 1: các bảng 1-4: Trong khoảng các cuộc gọi ở các FAP1 và FAP2 nhỏ hơn 200 thì FAP1 và FAP2 có đáp ứng lớn nhất 405.619 sec (FAP1) và 409.304 sec (FAP2) và tỷ lệ rớt cuộc gọi tăng tuyến tính của FAP1: từ 0.246 đến 0.381 và của FAP2: từ 0.246 đến 0.369. Điều này cho thấy khi tốc độ phục vụ các cuộc gọi của FAP1 và FAP2 bằng tốc độ đến của các cuộc gọi đến thì tỷ lệ rớt cuộc gọi thấp nếu số cuộc gọi đến FAP1 và FAP2 không vượt quá dung lượng kênh phân phối (200). Kịch bản 2: Phân bố thời gian các cuộc gọi đến (Interarrival Time Distribution): Mean = 2s; λ = 0.5 cho tất cả các loại cuộc gọi, thời gian phục vụ trung bình của các cuộc gọi giống nhau: Mean = 2s, λ = 0.5, và C( )if = 200. Thực hiện chỉ tăng tốc độ đến của các cuộc gọi tràn j/s (class 3), tốc độ phục vụ của các femtocell không thay đổi, thì tỷ lệ rớt cuộc gọi tăng (Hình 5): (13)-(14). a) b) Hình 5. Drop rate của các femtocell trong kịch bản 2 ISSN 2354-0575 Journal of Science and Technology68 Khoa học & Công nghệ - Số 15/Tháng 9 - 2017 Nhận xét kết quả kịch bản 2, Hình 5 (a)- (b): Khi tăng tốc độ đến của các cuộc gọi chuyển giao tràn giữa các femtocell, tỷ lệ rớt cuộc gọi tăng lên ở các FAP1 và FAP2. Kịch bản 3: Phân bố thời gian các cuộc gọi đến (Interarrival Time Distribution): Mean = 2s; λ = 0.5 cho tất cả các loại cuộc gọi, thời gian phục vụ trung bình của các cuộc gọi giống nhau: Mean = 2s, λ = 0.5, và C( )if = 100. Thực hiện chỉ tăng tốc độ đến của các cuộc gọi chuyển giao j/s (class 2), tốc độ phục vụ của các femtocell không thay đổi. Bảng 5. Các giá trị Response Time của FAP1 (seconds) Bảng 6. Các giá trị Response Time của FAP2 (seconds) Bảng 7. Drop rate ở FAP1 (j/s) Bảng 8. Các giá trị Drop rate ở FAP2 (j/s) Nhận xét kết quả kịch bản 3, các bảng 5-8: Trong khoảng các cuộc gọi ở các FAP1 và FAP2 nhỏ hơn 200 thì FAP1 và FAP2 có đáp ứng lớn nhất 405.840 sec (FAP1) và 407.402 sec (FAP2) và tỷ lệ rớt cuộc gọi tăng tuyến tính của FAP1: từ 0.247 đến 0.255 và của FAP2: từ 0.246 đến 0.255. Điều này cho thấy sự tăng tốc độ đến của các cuộc gọi chuyển giao giữa FAP1 và FAP2 đảm bảo tỷ lệ rớt cuộc gọi ở mức thấp hơn so với sự tăng các cuộc gọi tràn (kịch bản 2). 5. Kết luận Đề xuất mô hình hàng đợi M/M/1/C( )if (dạng M/M/1/K) cho các femtocell (FAP) với CTMC trạng thái và mạng hàng đợi mở gồm các hàng đợi M/M/1/C( )if để mô phỏng và tính một số thông số hiệu năng của femtocell đối với chuyển giao inter- femto trong điều kiện mạng femtocell mật độ cao khi các vùng phủ sóng của các femtocell chồng lấn nhau, là một trong những giải pháp có thể áp dụng trong nghiên cứu các cơ chế chuyển giao của mạng femtocell mật độ cao. Các kịch bản mô phỏng và các kết quả tính toán cho thấy tính hợp lý của mô hình đề xuất. Trong khuôn khổ của bài báo, chúng tôi chỉ nêu ví dụ minh họa ứng dụng của mô hình hàng đợi và mạng hàng đợi cho trường hợp phân tích hiệu năng của femtocell với các lượng các cuộc gọi, trong đó có chuyển giao inter-femto. ISSN 2354-0575 Khoa học & Công nghệ - Số 15/Tháng 9 - 2017 Journal of Science and Technology 69 Tài liệu tham khảo [1]. Sungkwan Youm, Jai-Jin Jung, Youngwoong Ko, and Eui-Jik Kim, “Resource Efficient Handover Strategy for LTE Femtocells”, Hindawi Publishing Corporation International Journal of Distributed Sensor Networks Volume 2015, Article ID 962837, 8 pages [2]. Tijane Fatima Zohra BADRI, SAADANE Rachid, Mohammed Wahbi, and Mbarki Samir, “Handover Management Scheme in LTE Femtocell Networks”. International Journal of Computer Science & Information Technology (IJCSIT) Vol 5, No 3, June 2013. [3]. K. Dimou, M. Wang, Y. Yang, M. Kazmi, A. Larmo, J. Pettersson, W. Muller, and Y. Timner, “Handover within 3GPP LTE: Design Principles and Performance,” in Vehicular Technology Conference Fall (VTC 2009-Fall), 2009 IEEE 70th, September 2009, pp. 1–5. [4]. A. Abdelnasser, E. Hossain, D.I. Kim, Clustering and resource allocation for dense femtocells in a two-tier cellular OFDMA network, IEEE Trans. Wirel. Commun. 13 (3) (2014) 1628–1641. http:// dx.doi.org/10.1109/TW.2014.011614.131163. [5]. A. Hatoum, R. Langar, N. Aitsaadi, R. Boutaba, G. Pujolle, Cluster-based Resource Management in OFDMA Femtocell Networks with QoS Guarantees, IEEE Trans. Veh. Technol. 63 (5) (2014) 2378–2391. [6]. Wei LI, Tao SU, Wei ZHENG, Xiangming WEN, “Clustering Based Resource Allocation for Inter-femtocell Interference Management”. Journal of Computational Information Systems 8: 4 (2012) 1457–1466. Available at [7]. Jingyi Dai, Shaowei Wang, “Clustering-based Interference Management in Densely Deployed Femtocell Networks”. Digital Communications and Networks 2(2016). [8]. A. Hatoum, N. Aitsaadi, R. Langar, R. Boutaba, G. Pujolle, “FCRA: Femtocell Cluster- Based Resource Allocation Scheme for OFDMA Networks”. IEEE International Conference on Communications (ICC) (2011), pp.1-6 June. [9]. A. Hatoum, N. Aitsaadi, R. Langar, R. Boutaba, G. Pujolle, “QoS-based Power Control and Resource Allocation in OFDMA Femtocell Networks”. [10]. Amr Abbelnasser, Ekram Hossain, and Dong In Kim, “Clustering and Resource Allocation for Dense Femtocells in a Two-Tier Cellular OFDMA Network”. IEEE Transactions on wireless communications, vol.13, NO.3, March 2014. [11]. Nurul’Ain Amirrudin et. al. “Mobility Prdiction via Markov Model in LTE Femtocell”. International Journal of Computer Applications (0975 – 8887) Volume 65– No.18, March 2013. [12]. Wanod Kumar, Samreen Aamir, Sara Qadeer, “Performance Analysis of a Finite Capacity Femtocell Network”, Mehran University Research Journal of Engineering & Technology, Volume 33, No. 1, January, 2014 [ISSN 0254-7821]. [13]. Mostafa Zaman Chowdhury and Yeong Min Jang, “Handover Management in High-dense femtocellular Networks”, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking. 20132013:6. https://doi.org/10.1186/1687-1499-2013-6. © Chowdhury and Jang; licensee Springer. 2013. Received: 1 November 2011. Accepted: 15 November 2012. Published: 7 January 2013. USING THE QUEUE NETWORK ANALYSES THE PERFORMANCE OF FEMTOCELL NETWORKS DENSELY WITH THE TRANSMISSIONS OF FEMTOCELL -TO- FEMTOCELL Abstract: Transmissions in 4G-LTE macocell-femtocell networks are of particular interest to research today, especially the transmissions of femtocell-to-femtocell (inter-femto) in high density femtocell networks. Solutions to improve Quality of Service (QoS) due to mechanism improvements (or transfer algorithms) have been targeted by many researchers and carriers. This article proposes using models and queue networks to analyze the performance of femtocell in meeting the transmission requirements. Keywords: 4G-LTE, femtocell-to-femtocell transmission, queue network model.