تخصيص منابع و كنترل تداخل در شبكه هاي دسترسي راديويي ابري

كارشناسي ارشد

در اين پايان نامه، به مسئله مديريت منابع و ايستگاه¬هاي پايه در ارتباط فروسو شبكه¬هاي دسترسي راديويي ابري ( C-RAN ) پرداخته شده است. در شبكه نسل پنجم ( 5G )، از ايستگاه¬هاي پايه چند لايه با توان¬هاي ارسالي متفاوت براي گسترش پوشش¬دهي و بهبود ظرفيت شبكه استفاده خواهد شد. در بين فناوري¬هاي موجود براي تحقق شبكه نسل پنجم، C-RAN به دليل پردازش متمركز و تخصيص توام منابع، موجب كاهش بيشتري در هزينه¬ها و مصرف انرژي مي¬شود. از اين رو C-RAN بيشتر مورد توجه محققين و صنعت مخابرات قرار گرفته است. در معماري C-RAN ايستگاه¬هاي پايه از طريق ارتباط پشتيبان ( Backhaul ) با ظرفيت محدود به مخزن واحدهاي باندپايه متصل مي¬شوند. همچنين كاربران به زير مجموعه¬اي از ايستگاه¬هاي پايه كه اصطلاحا به آن خوشه گفته مي¬شود، متصل مي¬شوند. مخزن واحدهاي باندپايه، داده¬هاي كاربران را به خوشه¬ي مرتبط به هر كاربر ارسال مي¬كند و سپس ايستگاه¬هاي پايه در هر خوشه از طريق شكل¬دهي پرتو هماهنگ به كاربران سرويس مي¬دهند. هدف اصلي اين پايان نامه، بررسي مسئله تخصيص منابع با در نظر گرفتن محدوديت¬هاي موجود در منابع راديويي در اين شبكه¬ها مي¬باشد. به همين منظور الگوريتم¬هاي كارآمد براي حل مسئله بهينه¬سازي توام تحت معيارهاي زير ارائه شده است: 1) كمينه¬سازي مجموع توان مصرفي شبكه، 2) بيشينه¬سازي سود (نرخ) سيستم. در معيار اول، به مسئله بهينه¬سازي مجموع توان مصرفي سيستم با در نظر گرفتن قيدهاي نرخ آستانه كاربران و بودجه توان ايستگاه¬هاي پايه پرداخته خواهد شد. مجموع توان مصرفي سيستم، شامل توان ارسالي ايستگاه¬هاي پايه، توان فعال¬سازي ايستگاه¬هاي پايه و توان وابسته به بار ترافيك ارتباط پشتيبان مي¬باشد. در تابع هدف اين مسئله، عبارت ناپيوسته و نامحدب تابع شاخص وجود دارد. براي حل اين مشكل از توابع هموار، لگاريتم و نمايي براي تقريب تابع شاخص استفاده مي¬شود. سپس حل اين مسئله بهينه¬سازي با تبديل به فرم مسئله برنامه¬ريزي نيمه معين ( Semi Definite Programming ) انجام مي-گردد. در معيار دوم، به مسئله بيشينه¬سازي مجموع نرخ وزن¬دهي شده كاربران با در نظر گرفتن قيدهاي بودجه توان ايستگاه¬هاي پايه، ظرفيت محدود ارتباط پشتيبان و كنترل تداخل پرداخته خواهد شد. به طور كلي مسئله بيشينه¬سازي نرخ، NP-hard مي¬باشد. به همين منظور از هم¬ارزي بين مسئله بيشينه¬سازي نرخ و كمينه¬سازي متوسط مجذور خطاي وزن¬دهي شده، براي حل اين مسئله استفاده مي¬گردد. واژه‌هاي كليدي: شبكه دسترسي راديويي ابري، كمينه¬سازي توان، بيشينه¬سازي مجموع نرخ كاربران، كمينه¬سازي متوسط مجذور خطا.

189723

دانشگاه علم و صنعت ايران

مخابرات - سيستم

دكتر بهمن ابوالحسني