A Novel Genetic Algorithmic Approach to Coordinate Base Station Transissions in LTE Cellular Networks

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία ασχολείται με το πρόβλημα των παρεμβολών που εμφανίζονται στα κυψελοειδή δίκτυα τεχνολογίας Long Term Evolution (LTE). Στην περίπτωση που οι σταθμοί βάσης (Base Station –BS) δε συνεργάζονται άμεσα και χρησιμοποιείται η τεχνική επαναχρησιμοποίησης μόνο μιας συχνότητας, υπάρχουν αρκετές πιθανότητες , να δημιουργηθούν κατερχόμενες μεταδόσεις ( downlink) την ίδια στιγμή , με αποτέλεσμα να οδηγήσει σε πολύ υψηλά επίπεδα παρεμβολών , ειδικά σε παρακείμενους σταθμούς βάσης. Κατ’ επέκταση θα υπάρξει σημαντική μείωση της απόδοσης του δικτύου. Η λύση που προτείνεται στην εργασία αυτή έχει ως εξής: Πρώτον διατυπώνεται ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης της ρυθμοαπόδοσης όσον αφορά τον χρονοπρογραμματισμό των σταθμών βάσης. Δεύτερον , παρατηρούνται διαφορετικές ρυθμοαποδόσεις (thoughput) , όταν προγραμματίζουμε τις μεταδόσεις των σταθμών βάσης με διαφορετική σειρά. Αυτό επιτυγχάνεται , τοποθετώντας τις μεταδόσεις αυτές σε subframes με συγκεκριμένο τρόπο. Με τη βοήθεια του λογισμικού MATLAB και της εργαλειοθήκης των Γενετικών Αλγόριθμων (GA), επιτυγχάνεται λύση, η οποία είναι σχεδόν βέλτιστη και παρέχεται σε μορφή ενός πίνακα. Ο πίνακας δείχνει τη σειρά μετάδοσης των σταθμών βάσης στο δίκτυο. Τέλος, η παραπάνω λύση συγκρίνεται με άλλες ήδη γνωστές –συμβατικές λύσεις και στη συνέχεια παρουσιάζονται τα αποτελέσματα , δείχνοντας έτσι τη σημαντική υπεροχή της πρώτης, επιβαρύνοντας ελάχιστα το Evolved Packet Core (EPC), στο οποίο υλοποιείται η προτεινόμενη προσέγγιση επίλυσης του προβλήματος των παρεμβολών. Η εργασία υποβλήθηκε προς εξέταση και συμμετοχή στο συνέδριο Future Network and Mobile Summit 2013, που θα διεξαχθεί στη Λισαβόνα της Πορτογαλίας.