Skip to main content
SUPERVISOR
ابوالفضل مهبدنیا (استاد مشاور) محمدجواد امیدی (استاد راهنما) حسین سعیدی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Atefeh Hajijamali Arani
عاطفه حاجی جمالی آرانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1391

TITLE

Improving Energy Effeciency for Downlink in Heterogeneous Networks Based on ON-OFF Switching Approach and Resource Allocation in Base Stations
The deployment of heterogeneous networks (HetNets)can significantly boost the network capacity . However , a dense deployment of base stations () leads toincreased total energy consumption , and consequently increased co-channel interference (CCI) . In this dissertation , todeal with these problems , self-organizing mechanisms are proposed for channel andpower allocation procedures which are performed in a distributed manner . A dynamic channel allocation mechanism is proposed , in which the problem is modeled as a noncooperative game , and a no-regret learning algorithm is applied for solvingthe game . Furthermore , we propose another channel allocation algorithm executed ateach user equipment (UE) , in which each UE reports the channel with minimum CCI toits associated BS . Then , the BS selects its channel based on these reports . To combat the energy consumption problem , choose their transmission power by employing ON-OFFswitching schemes . Furthermore , we investigate the impact of the number of energy-savingmodes for on improving the energy efficiency . To address UE's mobility problem , we propose a handoff algorithm based on BS's estimated load . In order to avoid frequent BS's switchings , we formulate the ON/OFF switching problem as a satisfactiongame . To solve the game , two fully distributed algorithms are applied .
امروزه تعداد مشترکان موبایل بیش ازنیمی از جمعیت جهان است. بدیهی است که متناسب با افزایش تعداد مشترکان، حجم داده‌یمورد نیاز نیز رشد خواهد کرد. این امر موجب افزایش تقاضا برای تعداد بیشتر ایستگاه‌هایپایه می‌شود . در این راستا ، استقرار شبکه‌های ناهمگن متشکل از ایستگاه‌های پایه‌ی ماکرو و ایستگاه‌های پایه‌ی سلولیکوچک به عنوان یک رویکرد کلیدی برای پاسخگویی به این حجم داده در نظر گرفته می‌شودکه می‌تواند موجب هدایت بار ترافیکی از ایستگاه‌های پایه‌ی ماکرو به ایستگاه‌‌هایپایه‌ی سلولی کوچک ‌شود. بنابراین انتظار می‌رود که شبکه‌های بی‌سیم نسل آینده بهسمت تراکم و ناهمگنی بیشتر حرکت کنند تا به هدف دسترسی به نرخ داده‌ی زیاد در همهجا دست‌یابند. اگرچه استقرار تعداد زیادی ایستگاه پایه در شبکه می‌تواند چالش‌هاییرا به وجود آورد. از مهم‌ترین این چالش‌ها می‌توان به افزایش انرژی مصرفی شبکه‌هایبی‌سیم اشاره کرد که ازنتایج نامطلوب آن ، افزایش انتشار دی‌اکسید کربن و تاثیرات زیست محیطی و همچنینافزایش هزینه‌های عملیاتی اپراتورها است. بنابراین افزایش مصرف انرژی به عنوان یک مساله‌ینگران‌کننده‌‌ در حوزه‌ی مخابراتی مطرح شده و مورد توجه صنعت و دانشگاه قرار گرفتهاست. از طرفی ایستگاه‌های پایه بخش عمده‌ی انرژی شبکه را مصرف می‌کنند که اینمقدار حدود 60 تا 80 درصد انرژی مصرفی کل شبکه است. بنابراین بهینه‌سازی مصرف انرژی ایستگاه‌های پایه‌تاثیر زیادی روی بهره‌وری انرژی کل شبکه می‌گذارد. در این تحقیق، برای بهبود بهره‌وریانرژی در یک شبکه‌ی ناهمگن دو رده‌ای از رویکردهای حالت خواب فرصت‌طلبانه‌ درایستگاه‌های پایه استفاده شده که به صورت کاملا توزیع شده پیاده‌سازی می‌شوند.همچنین تاثیر تعداد حالت‌های کاری ایستگاه پایه روی مصرف انرژی بررسی شده است. علاوه‌بر ‌این در شبکه‌های متراکم، مساله‌ی تداخل هم کانالی به عنوان یک چالش مهم وگلوگاهی برای بهبود کارایی شبکه در نظر گرفته می‌شود که می‌تواند کارایی شبکه راتحت تاثیر خود قرار دهد. اما تعداد کانال‌های مخابراتی محدود است، بنابراین تخصیصکانال‌ها به ایستگاه‌های پایه به صورت کا رآمد از جمله مسائل مهم در شبکه‌هایمخابراتی محسوب می‌شود. برای مساله‌ی تخصیص کانال میان ایستگاه‌های پایه، دورویکرد تخصیص کانال به صورت توزیع شده ارائه شده است. در رویکرد اول، ایستگاه‌هایپایه کانال ارسالی خود را بر اساس یک الگوریتم یادگیری انتخاب می‌کنند. در رویکرددوم، ایستگاه‌های پایه کانال خود را بر اساس اطلاعات دریافتی از سوی کاربرانانتخاب می‌کنند. مساله‌ی دیگری که نیاز هست در طراحی الگوریتم‌های تعیین توان وحالت کاری ایستگاه‌های پایه در نظر گرفته شود تعداد روشن و خاموش شدن ایستگاه‌هایپایه است. این مساله می‌تواند بر طول عمر دستگاه‌ها و تجهیزات ایستگاه‌های پایهتاثیر گذارد. بر این اساس، دورویکرد تعیین توان ارسالی مبتنی بر سطح رضایت ایستگاه‌های پایه پیشنهاد شده است کهبه طور چشمگیری می‌توانند تعداد سوئیچ‌ها را کاهش دهند. همچنین با تعیین مقدارمناسب برای آستانه‌ی رضایت ، این رویکردها می‌توانند مصرف انرژی ایستگاه پایه رانیز کاهش دهند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی