عنوان پایان‌نامه
ارسال سیگنالهای ویدئویی در شبکه های سلولی نسل پنجم
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق- مخابرات - شبکه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3157;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 80336;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3157;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 80336
- تاریخ دفاع
- ۰۸ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- حامد حسینی
- استاد راهنما
- وحید شاه منصوری
- چکیده
- گسترش سلول‌های کوچک به عنوان یکی از راه‌های امیدبخش برای افزایش ظرفیت و پوشش‌دهی شبکه‌های بیسیم در نظر گرفته می‌شود. شبکه‌هایی متشکل از ایستگاه‌های پایه مختلف، شبکه‌های سلولی ناهمگون نامیده می‌شوند. دراین شبکه‌ها معمولا به دلیل نواحی پوشش و باند فرکانسی مشترک، تداخل بین‌لایه‌ای و درون‌لایه‌ای مورد توجه قرار می‌گیرند . در این پایان‌نامه از ساختار شبکه‌های سلولی ناهمگون مبتنی بر فمتوسل برای ارسال ویدیو استفاده می‌کنیم. یکی از مهم‌ترین مسایل مد نظر در ارسال ویدیو، توجه به مسئله تاخیر در دریافت بسته‌های اطلاعاتی است. علاوه بر این ذات متغیر با زمان شبکه‌های مخابراتی بیسیم سبب می‌شود تا تضمین قیدهای تاخیر قطعی امری دشوار باشد. همچنین تضمین حداقل نرخ ارسال به تنهایی نمی‌تواند متضمن کیفیت ویدیوی نهایی باشد. در این پایان‌نامه با استفاده از نظریه ظرفیت موثر و قیدهای تاخیر آماری، مسئله تخصیص منابع در شبکه‌های دولایه مورد توجه قرار گرفته است. از طرفی نظریه بازی کاربرد گسترده‌ای در مخابرات یافته است. در مدل‌سازی مسئله نیز از نظریه‌بازی و بازی‌های همکارانه به فرم چانه‌زنی استفاده شده است. در این مسئله، با فرض کاربران به عنوان بازیگر، حل چانه‌زنی نش را مورد توجه قرار دادیم. در نهایت نشان می‌دهیم که روش ارائه شده سطح بالایی از عدالت بین کاربران ایجاد کرده و کارایی سیستم را از منظر مجموع سود کاهش نمی‌دهد. در بخش دیگری، برای حالتی که از مدولاسیون OFDMA استفاده شود نیز مسئله مشابهی را بررسی کردیم. این مسئله دارای هر دو نوع متغیر پیوسته و گسسته می‌باشد و حل آن در زمان چندجمله‌ای امکان‌پذیر نمی‌باشد. حل این مسائل به شکل گسترده‌ای مورد توجه قرار گرفته است. به دست آوردن حل‌های بهینه و دقیق از مسائل دارای متغیرهای پیوسته و گسسته به سادگی امکان‌پذیر نمی‌باشد. در روش به کار رفته در این پایان‌نامه مسئله اصلی را به دوزیر مسئله ساده‌تر تقسیم کرده و هرکدام را به طور مجزا حل نمودیم. لازم به ذکر است که در این حالت با در نظر گرفتن تداخل ناشی ار سلول‌های دیگر، فرم زیرمسئله توان به صورت نامحدب است. در نتیجه به منظور حل، نیازمند تقریب مسئله با مسئله‌ای محدب دارد. بدین ترتیب به کمک تقریب میانگین حسابی-هندسی ابتدا مسئله را تقریب زده و حل نمودیم. زیر مسئله دوم نیز به مسئله تخصیص زیرکانال بهینه اختصاص یافته است. زیرمسئله تخصیص کانال بخش گسسته‌ی مسئله است. این مسئله دودویی با استفاده از روش تابع هزینه به فرم پیوسته تبدیل شده است. نتایج به دست آمده در این بخش، مشابه با فصل قبلی بوده و روش ارائه شده، در این قسمت نیز سطح بالایی از عدالت و همگرایی نسبتا سریعی را ارئه می‌دهد.
- Abstract
- In order to compensate inefficiency of traditional macrocell base stations (MBS), femtocell base stations (FBS) are deployed in cell areas. This deployment can enhance the Quality of Service (QoS) for the users which have difficulty communicating with the MBS. However, the presence of FBSs causes interference for MBS that should be controlled. Guaranteed QoS such as delay-bounds is required in real-time video applications. Moreover, the rapid growth of mobile-video traffic and time varying nature of wireless channels make it difficult to guarantee stringent delay constraints. However, providing delay-bounds based on effective capacity looks more appropriate for unreliable channels. This thesis proposes a power allocation scheme based on Nash Bargaining Solution (NBS). NBS is a cooperative solution for Nash bargaining competitive game, which leads to a fair resource allocation and also satisfies the Pareto efficiency. We derive NBS in a tractable closed form formula by taking into account the delay-bounds and interference constraints. Analyzing the simulation results demonstrates that our proposed solution reaches a high level of fairness among users. In the second part, an OFDMA based two-tier network. The delay and interference constraints which also in the first problem has been eployed to guarantee quality of service, added to joint subcarrier and power allocation problem. Considering the effect of interference, the problem is formulated as a mixed integer non-linear programming. Solving this problem is not feasible in a polynomial time. To overcome this issue, at first we divided the problem into two separate sub-problem and solve the total problem in an iterative approach. One of sub-problems is power allocation problem. In this problem we assumed channel as a constant vector and solve a problem which its variable is only power. Another sub-problem is sub-channel allocation which is analogous to power allocation sub problem by considering power vector as constant and channel assignment coefficient as variables. Solving both of these two subproblems has also challenges. Power allocation problem needs to be convexified. We committed this by using Arithmatic Geometric Mean Approximation (AGMA) and then solved this sub-problem in an interative approach. Zero-one programming of sub-channel allocation is solved using penalty function. Simulation results in this part, shows similar results to the first problem. Keywords: Heterogeneous cellular networks, Statistical Quality of Service Guarantees, Game Theory, Nash Bargaining Solution(NBS), OFMDA, Convex Optimization
