Minimum length scheduling in wireless networks with successive interference cancellation
Ardışık enterferans silme özellikli kablosuz ağlarda çizelgenin optimize edilmesi
- Tez No: 367628
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SİNEM ÇÖLERİ ERGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 45
Özet
Kablosuz ağlarda cihazlarn ağa erişim sıralamasını düzenlemenin önemi gitgide artmaktadır. Günümüzde kablosuz ağlara bağlanan cihazların sayısı, ağın sahip olduğu kaynakların (bu kaynağı hava olarak tanımlayabiliriz) tersine gitgide artmaktadır. Bu cihaz artışı aynı kanal üzerinde daha çok sinyal gönderim isteği anlamına gelmekte, dolayısıyla kapasite sorunları yaşanarak sinyal çözümlemeyi engellemektedir. Geleneksel ağlar bu problemi çözmek icin enterferans imtina yolları kullanmakta, birbirine karışabilecek sinyalleri aynı anda göndermeyecek şekilde erişim sıralaması düzenlenmektedir. Fakat bu yöntem kanal kapasite kullanımını yüksek oranda düşürmekte ve simültane sinyal gönderimini kısaltmaktadır. Son zamanlarda yeni yöntem olarak Ardışık Enterferans Silme (AES) yöntemi kapasite arttırım için umut vadetmektedir. AES istenilen sinyale ulaşana kadar toplu gelen sinyalden en güçlü siynali çözümleyip çıkarır, dolayısıyla ardışık çözümleme uygulamasıdır. Bu yöntem ile birden çok sinyal aynı anda gönderilebilir ve gönderim kapasitesi arttırılabilir. Bu tez, AES kapasiteli Zaman Bölmeli Çoklu Erişim (ZBÇE) sistemlerinde aynı kanal kullanan cihazların kanala erişim çizelgesini ayarlayarak en kısa sürede iletim yapmalarını amaçlamaktadır. Tez iki fazdan oluşmakta olup ilki çoklu vericili, tek alıcılı değişken iletim hızlı sistemleri kapsamaktadır. İkinci faz ise çok vericili, cok alıcılı sistemleri incelemekte olup, veri iletim hızı sabit olan durumları incelemektedir. Çizelgeleme problemi iki faz için de np problem kategorisine girdiğinden dolayı optimum çizelgeye yakın sonuç veren fakat düşük karmaşıklığı olan buluşsal metotlara ihtiyaç duymaktadır. Bu tezdeki amaç iki farklı ağ grubu için bu gereksinimleri karşılayarak hızlı ve optimuma yakın sonuçlar üreten metotlar üretmektir. Her iki faz icin de ayrı ayrı çizelgeleme problem tanımları verilmekte, daha sonrasında da probleme uygun çözum metotları aktarılmaktadır. Son olarak verilen metotlar simüle edilerek hem teorik hem de hesaplama zamanı olarak optimum sonuçlarla karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Scheduling in wireless networks determines the sets of transmitter-receiver pairs, i.e. links, to be activated at any given time. The interference model used in the simultaneous link activation speci es both the design and performance of the scheduling algorithm. Interference avoidance model that allows a receiver to only decode one transmission at a time by considering all other transmissions as interference has been widely used in link scheduling algorithms. When the neighboring transmissions overlap in time, collision occurs and reception is not successful. The scheduling algorithms avoiding such overlaps in time and space however limits the capacity of wireless networks. Interference cancellation model aims to solve this problem by allowing multiple transmissions in the same neighborhood at a time through the decomposition of all the signals in a composite signal at the receivers. Among many interference cancellation techniques, Successive Interference Cancellation (SIC) appears to be the most promising due to its simplicity, overall system robustness and existing prototypes. SIC is based on decoding and subtracting the signals successively from the composite received signal starting with the strongest signal. In this thesis, we study the optimal scheduling problem for minimizing the length of the schedule required to satisfy the trac demands of the links in single-hop variable rate multiple access wireless networks and multi-hop xed rate wireless networks using SIC. The scheduling problems for both networks are proven to be NP-hard. In single-hop multiple access wireless networks, we propose a novel centralized algorithm based on Column Generation Method. This algorithm is based on decomposing the original problem into Restricted Master Problem (RMP) and Pricing Problem (PP), and approximating the exponentially complex PP by a greedy heuristic algorithm. In multi-hop wireless networks, we rst propose a novel centralized algorithm that includes the feasible links in the scheduled link set one by one in the increasing order of a novel metric called Interference E ect (IE). IE number of a link is de ned as the total Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio (SINR) drop of scheduled links if the link is scheduled to the time slot. We then propose a novel distributed algorithm that extends the Request-to-Send (RTS)/Clear-to-Send (CTS) mechanism of Carrier Sense Multiple Access (CSMA) protocol to enable further transmissions exploiting SIC. We demonstrate via simulations that the proposed algorithms perform very close to the optimal solution and much better than the previously proposed algorithms with runtime robust to the increasing number of the links and much smaller than that of the optimal algorithm.
Benzer Tezler
- NOMA tabanlı çoklu erişimde kullanıcı çizelgeleme ve yol atama tekniklerinin geliştirilmesi
Routing and scheduling techniques in NOMA-based multiple access
EZGİ METE
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TOLGA GİRİCİ
- Optimal resource allocation for delay and energy constrained wireless networks
Gecikme ve enerji kısıtlı kablosuz ağlarda optimal kaynak özgüleme
YALÇIN ŞADİ
Doktora
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SİNEM ÇÖLERİ ERGEN
- Topology design and scheduling in STDMA based wireless ad hoc networks
Ad hoc kablosuz ağlarda topoloji tasarımı ve zaman çizelgelemesi
SADETTİN ALP ERGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EZHAN KARAŞAN
- Optimal scheduling for full duplex wireless powered communication networks
Tam çift yönlü kablosuz güçlendirilmiş iletişim ağları için optimum zamanlama
MUHAMMAD SHAHİD IQBAL
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİNEM ÇOLERİ
- Scheduling algorithms for next generation cellular networks
Yeni nesil hücresel telsiz ağları için çizelgeleme algoritmaları
MEHMET KARACA
Doktora
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ERÇETİN