Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Anabilim Dalı / Telekomünikasyon Mühendisliği Bilim Dalı

A game-theoretic approach to uplink power control in CDMA networks

CDMA ağlarında yukarı yöndeki güç kontrolü için oyun kuramı yaklaşımı

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 295412 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

In wireless communication networks, fundamental resources that are bandwidth (spectrum) and power are limited. For this reason, efficient use of these resources becomes important. Therefore, power control is an essential requirement for radio resource management in the design of wireless systems, especially in direct-sequence code-division multiple-access (DS-CDMA) systems. Since DS-CDMA system is interference-limited, when a user acts selfishly to improve its quality-of-service (QoS) requirements by increasing its individual transmit power at the uplink that causes unnecessary interference to other users in the cell. QoS depends on the signal-to-interference ratio (SIR) and achieving a high SIR requires a high transmit power, though, resulting in a lower bit-error rate (BER) and thus higher throughput. Additionally, increasing the transmit power of a user expedites its battery drain, which reduces the satisfaction of the mobile user. Hence, SIR and transmit power become valuable commodities, thus a wireless user prefers to obtain high SIR and to consume low energy. Finding a good balance between two conflicting objectives is the main focus of the power control component of radio resource management in CDMA networks. Power control has mainly used to reduce co-channel interference and to guarantee SIR, resulting better QoS.In this thesis, one of the most common approaches to power control in wireless communication networks which is power balancing, also called SIR balancing is considered. Power balancing algorithms are simple and most of them can be implemented distributively, but have the disadvantage that convergence can be slow and it is guaranteed only if every mobile?s target SIR is feasible.In recent years, an alternative approach based on game theory has been used to study power control in data networks. In this thesis, the application of game theory for studying uplink power control in DS-CDMA network is considered. Power control problem is modeled as a N-person non-cooperative game in which each mobile user tries to maximize its own utility without any deal among the users. A utility function is defined for each user, which represents the user?s choice with respect to the SIR and the transmitter power. For a proper utility function, it is shown that there exists an optimum operating point referred to as a ?Nash equilibrium? that is unique.Furthermore, power balancing algorithm and game theoretic approach to uplink power control were implemented and analyzed based on power versus number of iterations. A comparison of simulation results are carried out. The game theoretic power control algorithm was shown to give better results compared to SIR balancing power control algorithm.

Summary:

Kablosuz iletişim ağlarında temel kaynaklar olan bant genişliği (spektrum) ve güç sınırlıdır. Bu nedenle, bu kaynakların verimli kullanımı önem kazanmıştır. Bu yüzden DS-CDMA türü çoklu erişimin kullanıldığı sistemlerde telsiz kaynaklarının yönetiminde güç kontrolü önemli bir gerekliliktir. DS-CDMA sistemi girişim kısıtlı olduğundan dolayı, herhangi bir kullanıcı bencilce hareket ederek, kullanıcıdan erişim noktasına olan kendi iletim gücünü arttırarak, kendi servis kalitesini arttırılabilir. Ancak bu artış diğer kullanıcılara için istenmeyen girişime sebebiyet verir. Servis kalitesi, sinyal girişim oranına (SIR) bağlıdır ve yüksek SIR elde etmek için yüksek iletim gücüne ihtiyaç vardır, bununla beraber bit hata oranı (BER) düşmekte ve böylece daha yüksek bir veri aktarımı elde edilmektedir. Ayrıca, kullanıcının iletim gücünü arttırması, pil tüketimini hızlandırmakta bu da kullanıcının memnuniyetini azaltmaktadır. Bu sebeple, SIR ve iletim gücü değerlerinin mobil kullanıcılar için önem kazanmaya başlar ve kullanıcılar bir yandan yüksek SIR elde etmek isterken aynı zamanda düşük enerji tüketmek ister. Bu iki çelişen amaç arasında iyi bir denge kurmak, DS-CDMA ağlarında telsiz kaynaklarının yönetiminin bir parçası olan güç kontrolünün ana odak noktasıdır. Güç kontrolü çoğunlukla ortak kanal girişimini azaltmak ve SIR değerini garanti altına alarak daha iyi bir servis kalitesi elde etmek amacıyla kullanılır.Bu tez çalışmasında, kablosuz haberleşme şebekelerinde güç kontrolü için en genel yaklaşımlardan biri olan güç dengeleme veya diğer adıyla SIR dengeleme yaklaşımı incelenmiştir. Güç dengeleme algoritmaları basit ve çoğu dağıtık olarak gerçekleştirilmektedir ancak yakınsama açısından oldukça yavaş olması dezavantajdır.Son yıllarda, oyun teorisi alternatif bir yaklaşım olarak veri şebekelerinde güç kontrolü çalışmaları için kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında, DS-CDMA sistemlerin yukarı yönde iletişimindeki güç kontrolü probleminin oyun teorisi yaklaşımıyla ele alınması incelenmiştir. Bu problem çok kullanıcılı ve kullanıcılar arasında herhangi bir işbirliğinin olmadığı ve her kullanıcının kendi kazancını maksimize etmeye çalıştığı N-oyunculu işbirliksiz bir oyun olarak modellenmiştir. Her kullanıcı için tanımlanan kazanç fonksiyonu, SIR ve iletim gücüne bağlı olarak kullanıcının tercihini gösterir. Her bir kullanıcı için enerji verimliliğine ve yüksek hizmet kalitesine teşvik edici kazanç fonksiyonları tanımlanmıştır. Kazanç fonksiyonuna bağlı olarak, belirtilen oyunda optimum çalışma noktası olarak ifade edilen bir adet ?Nash dengesinin? var olduğu gösterilmiştir.Bunun yanında, yukarı yöndeki güç kontrolü için güç dengeleme algoritması ve oyun kuramı yaklaşımı uygulanmış ve güce karşılık gelen iterasyon sayısı baz alınarak analiz edilmiştir. Benzetim sonuçları karşılaştırılmış ve oyun kuramı yaklaşımının, güç dengeleme algoritmasından daha iyi sonuçlar verdiği gösterilmiştir.