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: Belirtilmemiş.
Özet
Kablosuz a ğlarda cihazlar n a ğa erişim s ıralaması nı düzenlemenin önemi gitgide artmaktadı r. Günümüzde kablosuz a ğlara ba ğlanan cihazlar ın sayı sı , a ğı n sahip oldu ğu kaynakları n (bu kayna ğı hava olarak tanı mlayabiliriz) tersine gitgide artmaktadır. Bu cihaz art ışı ayn ı kanal üzerinde daha çok sinyal g önderim iste ği anlamı na gelmekte, dolay ıs ıyla kapasite sorunlar ı ya şanarak sinyal çözümlemeyi engellemektedir. Geleneksel a ğlar bu problemi ç özmek i cin enterferans imtina yolları kullanmakta, birbirine kar ışabilecek sinyalleri aynı anda göndermeyecek şekilde eri şim sı ralaması d üzenlenmektedir. Fakat bu y öntem kanal kapasite kullan ımını y üksek oranda d üşürmekte ve sim ültane sinyal g önderimini kısaltmaktadır. Son zamanlarda yeni yöntem olarak Ardışık Enterferans Silme (AES) yöntemi kapasite arttırım i çin umut vadetmektedir. AES istenilen sinyale ulaşana kadar toplu gelen sinyalden en güçlü siynali ç özümleyip çıkarır, dolayısıyla ardışık çözümleme uygulamasıdır. Bu yöntem ile birden çok sinyal ayn ı anda gönderilebilir ve gönderim kapasitesi arttırılabilir. Bu tez, AES kapasiteli Zaman B ölmeli Çoklu Erişim (ZBÇE) sistemlerinde aynı kanal kullanan cihazlar ın kanala eri şim çizelgesini ayarlayarak en k ısa sürede iletim yapmalarını amaçlamaktadır. Tez iki fazdan oluşmakta olup ilki çoklu vericili, tek al ıcılı değişken iletim hızlı sistemleri kapsamaktadı r. İkinci faz ise çok vericili, cok alıcılı sistemleri incelemekte olup, veri iletim hı zı sabit olan durumları incelemektedir. Çizelgeleme problemi iki faz i çin de np problem kategorisine girdi ğinden dolayı optimum çizelgeye yak ın sonu ç veren fakat d üşük karma şıklığı olan bulu şsal metotlara ihtiya ç duymaktad ır. Bu tezdeki ama ç iki farkl ı a ğ grubu i çin bu gereksinimleri karşı layarak h ızlı ve optimuma yak ın sonu çlar üreten metotlar üretmektir. Her iki faz i cin de ayrı ayrı çizelgeleme problem tan ımları verilmekte, daha sonrasında da probleme uygun çöz um metotları aktar ılmaktadı r. Son olarak verilen metotlar sim üle edilerek hem teorik hem de hesaplama zamanı olarak optimum sonu çlarla kar şılaştırılmıştır.
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 tra c 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
- 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 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
- 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
- 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