زمان‌بندی هماهنگ عادلانه در شبکه‌های LTE-A با سلول‌های قطاع‌بندی‌شده
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوترمجید عبیری 1 , مهری مهرجو 2 * , رشید عباس‌پور قادی 3
1 - دانشگاه سیستان و بلوچستان
2 - دانشگاه سیستان و بلوچستان
3 - دانشگاه سیستان و بلوچستان
کلید واژه: ارسال هماهنگ چند‌نقطه‌ای زمان‌بندی عادلانه سیستم‌های LTE-A قطاع‌بندی نسل چهارم مخابرات سلولی,
چکیده مقاله :
در این تحقیق، روش زمان‌بندی هماهنگ عادلانه در شبکه‌های LTE-A را معرفی می‌کنیم که در آن سلول‌ها به آنتن‌های چندقطاعه مجهز بوده و برای افزایش گذردهی کاربران، قطاع‌ها از باند فرکانسی یکسان استفاده می‌کنند. برای کاهش تداخل هم‌کانال ارسال بین قطاع‌ها و کاربران به صورت هماهنگ‌شده خواهد بود. به عبارت دیگر اگر تداخل هم‌کانال از یک مقدار آستانه کمتر باشد، چندین قطاع هم‌زمان می‌توانند ارسال داده انجام دهند. طرح زمان‌بندی هماهنگ عادلانه از تمایز فضایی (قطاع‌بندی) برای ارسال هم‌زمان و طرح ارسال پویا با معیار عدالت آلفا استفاده می‌کند. در ادامه روش زمان‌بندی ابتکاری جهت کاهش پیچیدگی طرح زمان‌بندی ارائه شده است. سپس اثر استفاده از ارسال هماهنگ چند‌نقطه‌ای با زمان‌بندی هماهنگ عادلانه در کاهش تداخل و افزایش میزان گذردهی کاربران ارزیابی می‌گردد. نتایج این ارزیابی نشان می‌دهد با استفاده از زمان‌بندی هماهنگ عادلانه ضمن کاهش تداخل، میزان گذردهی کاربران در شبکه افزایش می‌یابد.
In this paper, we propose a coordinated fair scheduling (CFS) scheme for LTE-Advanced networks where the cells are equipped with multiple sector antennas. To enhance the network spectral efficiency and throughput, the sectors use the same frequency bands. However, to reduce the co-channel interference, the transmissions from the sectors to the users are coordinated. In other words, multiple sectors are allowed to transmit simultaneously, if the occurred co-channel interference is less than a threshold value. The scheduling scheme takes advantage of the user's diversity in space to transmit to the users with good channel conditions while maintaining fairness among the users using the alpha-fair criterion. Furthermore, a heuristic approach is proposed to reduce the computational complexity of the scheduling scheme. The performance of the proposed CFS scheme and the heuristic approach are evaluated using simulation results. The simulation results show that using coordinated fair scheduling improves system performance and increases cell throughput.
[1] 3GPP Technical Report 36.913, Requirements for Further Advancements for E-UTRA (LTE-Advanced), Jun. 2008.
[2] M. Sawahashi, Y. Kishiyama, A. Morimoto, D. Nishikawa, and M. Tanno, "Coordinated multipoint transmission/reception techniques for LTE-advanced [coordinated and distributed MIMO]," IEEE Trans. Wireless Communications, vol. 17, no. 3, pp. 26-34, Jun. 2010.
[3] S. Sun, Q. Gao, Y. Peng, Y. Wang, and L. Song, "Interference management through CoMP in 3GPP LTE-advanced networks," IEEE Wireless Communications, vol. 20, no. 1, pp. 59-66, Feb. 2013.
[4] L. Venturino, A. Zappone, C. Risi, and S. Buzzi, "Energy-efficient scheduling and power allocation in downlink OFDMA networks with base station coordination," IEEE Trans. Wireless Communications, vol. 14, no. 1, pp. 1-14, Jan. 2014.
[5] W. Yu, T. Kwon, and C. Shin, "Multicell coordination via joint scheduling, beamforming, and power spectrum adaptation," IEEE Trans. on Wireless Communications, vol. 12, no. 7, pp. 1-14, Jul. 2013.
[6] P. Mitran, C. Rosenberg, J. Sydor, J. Luo, and S. Shabdanov, "On the capacity and scheduling of a multi-sector cell with co-channel interference knowledge," in Proc. 9th IFIP Annual Mediterranean Ad Hoc Networking Workshop, 8 pp., Aug. 2010.
[7] J. Mo and J. Walrand, "Fair end-to-end window-based congestion control," IEEE/ACM Trans. on Networking, vol. 8, no. 5, pp. 556-567, Oct. 2000.
[8] E. Altman, K. Avrachenkov, and A. Garnaev, "Generalized α-fair resource allocation in wireless networks," in Proc. 47th IEEE Conf. on Decision and Control, pp. 2414-2419, 9-11 Dec. 2008.
[9] C. Touati, E. Altman, and J. Galtier, "Generalized Nash bargaining solution for bandwidth allocation," Computer Networks, vol. 50, no. 17, pp. 3242-3263, Dec. 2006.
[10] ر. عباس‌پور قادی، کاهش تداخل هم‌کانال با استفاده از آنتن‌های هوشمند در شبکه‌ی سلولی، پايان‌نامه كارشناسي ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان، بهمن 1390.