Age aware power allocation for energy-efficient wireless networksusing RSMA
RSMA kullanan enerji-verimli kablosuz ağlar için bilgi yaşına duyarlı güç tahsisi
- Tez No: 828204
- Danışmanlar: PROF. DR. EZHAN KARAŞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 205
Özet
5G'nin ticari kullanımları ile, 5G ötesi ve 6G ağlara ilişkin araştırmalar başlatılmıştır. Gelecek nesil ağların ihtiyaç ve taleplerini karşılama kapsamında, öngörülen kullanım üç kullanım durumu olarak beklenilmektedir: yoğun Makine-Tipi Haberleşme (MTC), yüksek-güvenilir düşük-gecikmeli haberleşme, ve geliştirilmiş taşınabilir geniş bant. Tez, yoğun Makine-Tipi Haberleşme (mMTC) kullanım durumuna yoğunlaşmaktadır. Yeşil haberleşme ve ağ oluşumu başlığı altında araştırılan tüketimi azaltmaya yönelik enerji verimliliği; Yoğun Makine Tipi Haberleşme araştırmalarının tamamlayıcı alt alanlardan biridir. Yoğun Makine Tipi Haberleşme, endüstriyel ve tıbbi Nesnelerin İnterneti (IoT) tipi teknolojiler, yoğun giriş için ağ oluşturma yetenekleri ve geliştirilmiş haberleşme yanında sürdürülebilirlik ve güç verimliliğini de gerektirecektir. Veri Hızı Ölçütlemeli Çoklu Erişim (RSMA) üzerindeki araştırma ilerlemesi; geniş ağ yükleri aralığında, 5G'de kullanılan geleneksel giriş şemalarına göre; spektral verimlilik, enerji verimliliği, güvenilirlik, Nitelikli Servis (QoS) ve serbestlik derecesi geliştirmeleri için bir aday yoğun giriş şeması sunmaktadır. Bu tez kapsamında Ağın beklenen Bilgi Yaşı (AoI) ağırlıklı kullanımını en aza indirmek için, bir yaşa duyarlı güç tahsis politikası önermekteyiz. Bu, AoI konsepti ile RSMA çerçevesini birleştiren, bilgimiz dahilinde literatürdeki ilk çalışmadır. Aşağı bağlantı aktarımı için, beklenen AoI kullanımı ağırlıklı toplamının (WSAoI) en aza indirilmesini Markov Karar Süreci (MDP) olarak formüle etmekteyiz ve WSAoI'yı en aza indirmek için, RSMA, OMA, ve NOMA arasında seçim yapacak en uygun baz istasyonu politikasını ve alt uygun politikasını araştırmaktayız. En uygun bir politikanın varlığını kanıtlıyoruz. Hesap karmaşıklığı eylem elemesi, ve en uygun performansa yakın bir başarıyı gösteren bir standart altı politika kullanılarak azaltılmaktadır. WSAoI ile ağ enerji verimliliği arasındaki dengeyi de araştırmaktayız. Uyarlamalı RSMA ¸seması, WSAoI açısından, uyarlamalı RSMA/NOMA/OMA ve OMA/NOMA şemalarına göre daha üstün performans göstermektedir. Örneğin, ¨ RSMA seçildiğinde, performans ölçüsü olan WSAoI, seçili 14, 15 ve 16 dB SNR değerleri için NOMA/OMA durumuna göre ortalama %35.8, %15.7, ve %12.7 daha iyidir. Ortak ve ¨özel mesajlar için hedeflenen veri hızlarının, WSAoI'yı en aza indiren güç tahsisinde ¨önemli bir rol oynadığı gözlenmektedir. Genel olarak, sinyal gürültü oranı arttıkça politikanın RSMA modunda ¸çalışma olasılığının arttığı görülmektedir. NOMA/OMA yerine RSMA kullanılırsa, güç tüketiminde; seçili 4, 3 ve 2 WSAoI değerleri için ortalama %65.8, %62.3, ve %59.6 tasarruf sağlanabilir.
Özet (Çeviri)
With the commercial deployments of 5G, research in Beyond 5G (B5G) and 6G networks has started. Within the context of meeting all needs and demands of future generation networks, the predicted usage is envisaged in three cases: massive Machine-Type Communications (MTC), ultra-reliable low-latency communications, and enhanced mobile broadband. This thesis focuses on massive Machine-Type Communications (mMTC). Energy efficiency, under the banner of green communications and networking is one of the branches complementary to the research conducted on MTC. mMTC, industrial and medical Internet of Things (IoT) type technologies will demand not only networking capabilities for massive access, enhanced communications, but also sustainability and power efficiency. Rate Splitting Multiple Access (RSMA) presents a candidate massive access scheme with spectral efficiency, energy efficiency, reliability, Degree-of-Freedom (DoF) and Quality of Service (QoS) enhancements in most of user deployments and network loads over traditional access schemes used in 5G. Within the scope of the thesis, we propose an age-aware power allocation policy for minimizing the network's Weighted-Sum Average AoI (WSAoI). To our knowledge, this is the first work in the literature which combines the Age of Information (AoI) concept and RSMA framework. For downlink communication, we formulate the network's WSAoI minimization as a Markov Decision Process (MDP) and investigate an optimal as well as suboptimal policies for the Base Station (BS) to select a scheme among RSMA, Orthogonal Multiple Access (OMA), and Nonorthogonal Multiple Access (NOMA). We prove existence of an optimal policy. Complexity of computation is reduced by using an action elimination technique, and by using a sub-optimal policy with performance close to the optimal. We also investigate the tradeoff between energy and the WSAoI of the network. The adaptive RSMA only scheme outperforms adaptive RSMA/NOMA/OMA and OMA/NOMA on the basis of network's WSAoI. For example, when RSMA is selected, the performance metric, WSAoI, at 14, 15, and 16 dB SNR values, is on average, respectively 35.8%, 15.7%, and 12.7% less than the NOMA/OMA cases. Overall, it is seen that, the optimum policy becomes more likely to operate in the RSMA mode with an increase in Signal to Noise Ratio (SNR). By using RSMA scheme instead of NOMA/OMA scheme, power consumption can be saved in average 65.8%, 62.3%, and 59.6% for the selected WSAoI values of 4, 3, and 2, respectively.
Benzer Tezler
- Çeşitli büyüklüklerdeki alışveriş mekanlarını aydınlatma sistemleri tasarım ilkeleri
Designing principles of lighting systems in store designs of various types
HALE İKİZLER
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET Ş. KÜÇÜKDOĞU
- Gezgin haberleşme sistemleri için yalın zamanlama algoritması
Lean scheduling algorithm for wireless communication
MEHMET İZZET SAĞLAM
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Sigortada dağıtım ve tutundurma metodları
Başlık çevirisi yok
BANU GÖNENÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
SigortacılıkMarmara ÜniversitesiSigortacılık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN GÜRBÜZ
- Gsm sektörü için müşteri merkezli bilgi yönetimi değerlendirme modeli tasarımı ve bir uygulama
The design of customer centric knowledge mangement assessment model for gsm ındustry and an aplıcatıon
ATİK KULAKLI
- Müşteri odaklılığın satış performansına etkisi ve bir araştırma
Impact of customer orientation on sales performance and a research
SEZİN CANAY ACAR