ملاحظات کاهش احتمال قطعی و تداخل کاربران در شبکه های سلولی ناهمگن

با افزایش تعداد کاربران بی سیم یکی از راهکارهای پیشنهاد شده برای افزایش کارآیی شبکه توسط استاندارد lte بکارگیری شبکه ناهمگن شامل مجموعه ای از ایستگاههای پایه ماکرو، پیکو، فمتو، و رله های مخابراتی و آنتنهای توزیعی است. ایجاد چنین ساختاری همانند هر پدیده ی نوظهور دیگر در کنار مزایایی که ایجاد می کند چالش هایی را نیز برای اپراتورهای شبکه به همراه دارد. مطالعه و تحقیق پیرامون این چالش ها بطور گسترده ای توسط محققین صورت گرفته است. یکی از این چالش ها که ارتباط مستقیم با چالش های دیگر دارد تداخل ناشی از کاربران و ایستگاههای پایه در فراسو و فروسو است که تکنیک های مطرح شده برای کاهش آن معرفی -گردید. اهمیت تداخل از این جهت است که با افزایش آن کارآیی شبکه و در نتیجه احتمال پوشش کاربران کاهش می یابد. بنابراین ارائه ی روشی برای کاهش تداخل منجر به افزایش احتمال پوشش و بطور معادل کاهش احتمال قطعی می شود. یکی از راهکارهای کاهش تداخل بکارگیری الگوریتم های کنترل توان است. در این پایان نامه با معرفی مدل فرآیند نقطه ای پواسون که در طراحیِ شبکه بکارگرفته شد، رابطه ی احتمال پوشش و قطعی در چنین ساختاری به دست آمد. در ادامه مشاهده گردید که اثر نویز در شبکه قابل چشمپوشی است و بنابراین روابط احتمال پوشش و قطعی ساده تر می شود. براین اساس به دنبال ارائه ی راهکاری برای بهبود کارآیی شبکه و افزایش احتمال پوشش و در نتیجه کاهش تداخل بودیم و در این راستا یک الگوریتم کنترل توان مبتنی بر کاهش احتمال قطعی پیشنهاد شد و کارآیی آن در یک شبکه دو لایه ای و سپس در حالت کلی و در شبکه k لایه ای مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین ملاحظه شد که نتایجِ شبیه سازی ارائه شده ، نتایج ریاضی به دست آمده را تأیید می کند. تمامی شبیه سازی های انجام شده در این پایان نامه در حالت فروسو و با دسترسی باز انجام شده است. بنابراین کاربر هیچ گونه محدودیتی در انتخاب ایستگاه پایه ارائه دهنده ی سرویس نخواهد داشت. کاربرِ نوعی که در اینجا مورد مطالعه قرار گرفته است در مبدأ مختصات واقع شده است که البته این فرض هیچ لطمه ای به کلیتِ مسئله وارد نخواهد کرد. در مجموع در این پایان نامه یک الگوریتم کنترل توان بر مبنای کاهش احتمال قطعی پیشنهاد گردید. سپس شرایط همگرایی الگوریتم کنترل توان پیشنهادی بررسی شد. به منظور اطمینان یافتن از صحتِ نتایج ریاضی، با پیاده سازی الگوریتم کنترل توان پیشنهادی در یک شبکه سلولی ناهمگن مقایسه ای بین منحنی احتمال پوشش در دو حالت: 1) وقتی الگوریتم کنترل توان پیاده سازی نشده باشد، 2) وقتی الگوریتم کنترل توان پیاده سازی شده باشد، انجام گرفت. تغییر پارامترهای مختلف بکارگرفته شده در رابطه ی احتمال پوشش نشان داد که بکارگیری الگوریتم کنترل توان پیشنهادی، همواره کارآیی شبکه سلولی ناهمگن را با افزایش احتمال پوشش بهبود می دهد.