A game-theoretic approach to uplink power control in CDMA networks
CDMA ağlarında yukarı yöndeki güç kontrolü için oyun kuramı yaklaşımı
- Tez No: 295412
- Danışmanlar: PROF. DR. M. ERTUĞRUL ÇELEBİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Telekomünikasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
Kablosuz iletişim ağlarında temel kaynaklar olan bant genişliği (spektrum) ve güç sınırlıdır. Bu nedenle, bu kaynakların verimli kullanımı önem kazanmıştır. Bu yüzden DS-CDMA türü çoklu erişimin kullanıldığı sistemlerde telsiz kaynaklarının yönetiminde güç kontrolü önemli bir gerekliliktir. DS-CDMA sistemi girişim kısıtlı olduğundan dolayı, herhangi bir kullanıcı bencilce hareket ederek, kullanıcıdan erişim noktasına olan kendi iletim gücünü arttırarak, kendi servis kalitesini arttırılabilir. Ancak bu artış diğer kullanıcılara için istenmeyen girişime sebebiyet verir. Servis kalitesi, sinyal girişim oranına (SIR) bağlıdır ve yüksek SIR elde etmek için yüksek iletim gücüne ihtiyaç vardır, bununla beraber bit hata oranı (BER) düşmekte ve böylece daha yüksek bir veri aktarımı elde edilmektedir. Ayrıca, kullanıcının iletim gücünü arttırması, pil tüketimini hızlandırmakta bu da kullanıcının memnuniyetini azaltmaktadır. Bu sebeple, SIR ve iletim gücü değerlerinin mobil kullanıcılar için önem kazanmaya başlar ve kullanıcılar bir yandan yüksek SIR elde etmek isterken aynı zamanda düşük enerji tüketmek ister. Bu iki çelişen amaç arasında iyi bir denge kurmak, DS-CDMA ağlarında telsiz kaynaklarının yönetiminin bir parçası olan güç kontrolünün ana odak noktasıdır. Güç kontrolü çoğunlukla ortak kanal girişimini azaltmak ve SIR değerini garanti altına alarak daha iyi bir servis kalitesi elde etmek amacıyla kullanılır.Bu tez çalışmasında, kablosuz haberleşme şebekelerinde güç kontrolü için en genel yaklaşımlardan biri olan güç dengeleme veya diğer adıyla SIR dengeleme yaklaşımı incelenmiştir. Güç dengeleme algoritmaları basit ve çoğu dağıtık olarak gerçekleştirilmektedir ancak yakınsama açısından oldukça yavaş olması dezavantajdır.Son yıllarda, oyun teorisi alternatif bir yaklaşım olarak veri şebekelerinde güç kontrolü çalışmaları için kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında, DS-CDMA sistemlerin yukarı yönde iletişimindeki güç kontrolü probleminin oyun teorisi yaklaşımıyla ele alınması incelenmiştir. Bu problem çok kullanıcılı ve kullanıcılar arasında herhangi bir işbirliğinin olmadığı ve her kullanıcının kendi kazancını maksimize etmeye çalıştığı N-oyunculu işbirliksiz bir oyun olarak modellenmiştir. Her kullanıcı için tanımlanan kazanç fonksiyonu, SIR ve iletim gücüne bağlı olarak kullanıcının tercihini gösterir. Her bir kullanıcı için enerji verimliliğine ve yüksek hizmet kalitesine teşvik edici kazanç fonksiyonları tanımlanmıştır. Kazanç fonksiyonuna bağlı olarak, belirtilen oyunda optimum çalışma noktası olarak ifade edilen bir adet ?Nash dengesinin? var olduğu gösterilmiştir.Bunun yanında, yukarı yöndeki güç kontrolü için güç dengeleme algoritması ve oyun kuramı yaklaşımı uygulanmış ve güce karşılık gelen iterasyon sayısı baz alınarak analiz edilmiştir. Benzetim sonuçları karşılaştırılmış ve oyun kuramı yaklaşımının, güç dengeleme algoritmasından daha iyi sonuçlar verdiği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In wireless communication networks, fundamental resources that are bandwidth (spectrum) and power are limited. For this reason, efficient use of these resources becomes important. Therefore, power control is an essential requirement for radio resource management in the design of wireless systems, especially in direct-sequence code-division multiple-access (DS-CDMA) systems. Since DS-CDMA system is interference-limited, when a user acts selfishly to improve its quality-of-service (QoS) requirements by increasing its individual transmit power at the uplink that causes unnecessary interference to other users in the cell. QoS depends on the signal-to-interference ratio (SIR) and achieving a high SIR requires a high transmit power, though, resulting in a lower bit-error rate (BER) and thus higher throughput. Additionally, increasing the transmit power of a user expedites its battery drain, which reduces the satisfaction of the mobile user. Hence, SIR and transmit power become valuable commodities, thus a wireless user prefers to obtain high SIR and to consume low energy. Finding a good balance between two conflicting objectives is the main focus of the power control component of radio resource management in CDMA networks. Power control has mainly used to reduce co-channel interference and to guarantee SIR, resulting better QoS.In this thesis, one of the most common approaches to power control in wireless communication networks which is power balancing, also called SIR balancing is considered. Power balancing algorithms are simple and most of them can be implemented distributively, but have the disadvantage that convergence can be slow and it is guaranteed only if every mobile?s target SIR is feasible.In recent years, an alternative approach based on game theory has been used to study power control in data networks. In this thesis, the application of game theory for studying uplink power control in DS-CDMA network is considered. Power control problem is modeled as a N-person non-cooperative game in which each mobile user tries to maximize its own utility without any deal among the users. A utility function is defined for each user, which represents the user?s choice with respect to the SIR and the transmitter power. For a proper utility function, it is shown that there exists an optimum operating point referred to as a ?Nash equilibrium? that is unique.Furthermore, power balancing algorithm and game theoretic approach to uplink power control were implemented and analyzed based on power versus number of iterations. A comparison of simulation results are carried out. The game theoretic power control algorithm was shown to give better results compared to SIR balancing power control algorithm.
Benzer Tezler
- Femtocell desing for data communications in mobile networks
Mobil şebekelerde veri iletimi için femto hücre tasarımı
TEZCAN ÇOĞALAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKadir Has ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL PANAYIRCI
- Stratejik karar alma sürecinde oyun teorisi yaklaşımı ve bir uygulama
A game theoretic approach to strategic decision making process and an application
YASEMİN BAKSİ KARATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
EkonometriMarmara ÜniversitesiEkonometri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAİT ERDAL DİNÇER
- A Game theoretic approach to objects mooving problem with mobile robots
Gezgin robotlarla cisim taşıma problemine oyun kuramsal bir yaklaşım
CEM SERKAN KARAGÖZ
Doktora
İngilizce
2001
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. IŞIL BOZMA
- A Game-theoretic approach to assembly
Başlık çevirisi yok
CEM SERKAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
1993
Mühendislik BilimleriBoğaziçi ÜniversitesiKontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. IŞIL BOZMA
- Hayvan çiftleştirme programlarının oluşturulmasında oyun teorisi yaklaşımı
A game theoretic approach to build mating programs for livestocks
EBRU ERGÜNEŞ BERKİN
Doktora
Türkçe
2017
BiyoistatistikOndokuz Mayıs ÜniversitesiZootekni Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ÖNDER
YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR HAKAN AYDOĞMUŞ