Increasing Total Throughput, Reducing Outage to Zero, and Reducing Power Consumption in a Cellular Network
Subject Areas : ICTMohsen Seyyedi Saravi 1 , Mohammadreza Binesh Marvasti 2 * , Seyedeh Leili Mirtaheri 3 , Seyyed Amir Asghari 4
1 - Student at Azad University, Qom Branch
2 - دانشگاه خوارزمی
3 -
4 - دانشگاه خوارزمی
Keywords: Cellular network, Throughput, Power consumption, Outage,
Abstract :
Quality assurance of providing remote services in cellular networks necessitates attention to significant criteria such as throughput, power consumption, and interference in these networks. Accordingly, this paper presents a framework for optimizing these criteria by assuming a limited transmission capacity for mobile nodes in a wireless cellular network as limitations in the transmission capacity often exist both in terms of hardware, battery limitations, and regulatory rules in the real world. In presenting this framework, a new idea was proposed once the existing methods were examined and their advantages and disadvantages were compared, respectively. After the formula was proved, the idea's simulation steps were performed via MATLAB. Present methods either increased the throughput by assuming unlimited transmission power or prevented some nodes from accessing the communication service. The simulation results showed that the proposed algorithm reduced the power consumption of mobile nodes in the network by a quarter in addition to increasing the throughput by 27%, and further operated in a way that no node would lose communication service
[1] M. Rasti, A. R. Sharafat, and J. Zander, “A Distributed Dynamic Target-SIR-Tracking Power Control Algorithm for Wireless Cellular Networks,” IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 59, no. 2, pp. 906–916, Feb. 2010.
[2] Carlos Gandarillas ; Carlos Martín-Engeños ; Héctor López Pombo ; Antonio G. Marques, “Dynamic transmit-power control for WiFi access points based on wireless link occupancy 2014 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), 2014.
[3] M. Rasti, A. R. Sharafat, and J. Zander, “Pareto and Energy-Efficient Distributed Power Control with Feasibility Check in Wireless Networks,” IEEE Trans. Inf. Theory, Volume: 57, no. 1, pp. 245–255, Jan. 2011.
[4] Sheyda Zarandi ; Mehdi Rasti, “Energy efficient resource allocation in two-tier heterogeneous network with inband full-duplex communications”, IEEE Conferences Iranian Conference on Electrical Engineering (ICEE), pp. 2072 – 2077, 2017.
[5] Kamal Singh, “Optimal Power Control in Decentralized Gaussian Multiple Access Channels”, IEEE Communications Letters, Volume: 22, Journal Article, Publisher: IEEE, 2018 .
[6] Sixing Yin; Lihua Li; F. Richard Yu. “Resource Allocation and Base station Placement in Downlink Cellular Networks Assisted by Multiple Wireless Powered UAVs”. IEEE Transactions on Vehicular Technology, pp. 2171 – 2184, 2020.
[7] Z. Chen; k. Chi; K. Zheng; Y. Li; X. Liu. "Common Throughput Maximization in Wireless Powered Communication Network with Non-C\Orthogonal Multiple Access". IEEE Transactions on Vehicular Technology, pp:7692 – 7706, 2020.
[8] J. Zhao; F. Shen; J. Joung. Throughput Maximization with Rate-Dependent Power Consumption in Battery-Limited Multiuser Networks. IEEE Transactions on Vehicular Technology; pp: 1141 – 1146, 2020.
دو فصلنامه علمي فناوري اطلاعات و ارتباطات ایران | سال چهاردهم، شماره‌هاي 53 و 54، پاییزو زمستان 1401 صفحات: 63 تا 77 |
|
Increasing the Total Throughput and Zeroing the Request Rejection (Outage) in a Cellular Network
Mohsen Seyyedi Saravi* , Mohammadreza Binesh Marvasti **, Seyyed Amir Asghari Tochaei**, Seyyedeh Leili Mir Taheri**
*Ph.D. Student, Faculty of Computer Engineering, Islamic Azad University (Qom Branch) Iran
**Department of Electrical and Computer Engineering, Kharazmi University, Iran
Abstract
Guaranteeing high-quality remote services in cellular networks requires considering important criteria such as throughput, power consumption, and interference in these networks. Regarding the ever-existing limitations in sending power, in terms of hardware and battery limitations and regulatory laws in the real world, the preset study develops a framework to optimize these criteria by assuming. In this process, the limitation of the sending power of mobile nodes in a Wireless cellular network is taken into account. To this end, a novel method is proposed by reviewing the existing methods and comparing their advantages and disadvantages. The method is analytically modeled and then simulated in the MATLAB environment. The previous methods either increase the throughput by assuming an unlimited transmission power or prevent access of some nodes to the communication service. The simulation results showed that the proposed algorithm increases throughput by 27% and reduces the power consumption of mobile nodes in the network to a quarter. Moreover, it works such that no node does not lose its communication service.
Keywords: cellular network, throughput, power consumption, outage
افزایش مجموع گذردهی و به صفر رساندن رد درخواست
در یک شبکه سلولی
محسن سیدی ساروی1°*، محمدرضا بینش مروستی**، سید امیر اصغری ** سیده لیلی میرطاهری**
*دانشجوی دکترا ، دانشکده مهندسی کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قم
**دکترا ، گروه مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه خوارزمی
تاریخ دریافت: 28/06/1400 تاریخ پذیرش:24/05/1401
نوع مقاله: پژوهشی
چکیده
تضمین کیفیت ارائه سرویسهای از راه دور در شبکههای سلولی، نیازمند توجه به معیارهای مهمی مانند گذردهی، مصرف توان و تداخل در این شبکههاست. از آنجاییکه همیشه محدودیت در توان ارسال چه از نظر محدودیتهای سخت افزاری و باتری و چه از نظر قوانین رگولاتوری در دنیای واقعی وجود دارند، در این مقاله یک چارچوب برای بهینه ساختن این معیارها با فرض محدودیت توان ارسال گرههای متحرک در یک شبکه سلولی بیسیم ارائه میگردد. برای ارائه این چارچوب، ابتدا بعد از مطالعه روشهای موجود و مقایسه معایب و مزایای آنها، یک ایده جدید مطرح شد و بعداز اثبات فرمولی این ایده، مراحل شبیهسازی آن در نرم افزار متلب انجام گردید. روشهایی که تاکنون ارائه شده بودند، یا با فرض نامحدود بودن توان ارسال، گذردهی را افزایش میدادند و یا باعث عدم دستیابی برخی از گرهها به سرویس ارتباطی میشدند. نتایج حاصل از شبیهسازی نشان میدهد که الگوریتم پیشنهادی، علاوه بر افزایش 27 درصدی گذردهی، مصرف توان گرههای متحرک در شبکه را هم به یک چهارم کاهش میدهد و همچنین به شکلی عمل میکند تا هیچ گرهای، سرویس ارتباطی خود را از دست ندهد.
واژگان کلیدی: شبکه سلولی، گذردهی، مصرف توان، رد درخواست
[1] ° نویسنده مسئول: محمدرضا بینش مروستی m.seyyedi@aut.ac.ir
1. مقدمه
ارتباطات به بزرگترین انگیزه برای توسعه فناوری در قرن 21 تبدیل شده است. توسعه ارتباطات به تجارت، صنعت، فرهنگ و روابط بین انسانها کمک میکند. از نظر فنی، جنبههای مختلفی در این ارتباط حائز اهمیت میباشد. دستگاههای ارتباطی مانند گوشیهای هوشمند، معمولاً بیسیم هستند و بنابراین ملاحظات خاصی برای آنها وجود دارد، مانند اهمیت مصرف انرژی، محدودیت باتری، و مسایل امنیتی. یکی از معیارهای مهم در کارایی یک سیستم ارتباطی شامل چندین کاربر، مجموع گذردهی آن سیستم است که شاخصی برای اندازهگیری بهرهوری و ضمانت کیفیت سرویس در آن شبکه میباشد. گذردهی در یک سیستم ارتباطی، با جنبههای مختلفی از سیستم مانند کیفیت کانال، نویز محیط، توان ارسال سیگنال، محدودیتهای رگولاتوری در توان ارسال سیگنال، فرکانس و الگوریتمهای مورد استفاده در دستگاه، ارتباط دارد. با توجه به اهمیت گذردهی یک سیستم شامل دستگاههای ارتباطی و تلفنهای هوشمند که عموماً در شبکههای سلولی باهم ارتباط برقرار میکنند، هم از نظر ارتقاء کیفیت کانال جهت دریافت و ارسال داده و هم از نظر محدودیت انرژی برای ارسال پیغام با توجه به بیسیم بودن این سیستمها، ارائه روشی برای افزایش گذردهی، کاهش مصرف توان و نیز کاهش رد درخواست با استفاده از کنترل توان پویا توسط هر گره، اهمیت پیدا میکند. منظور از کنترل توان پویا، تغییر توان ارسال سیگنال بصورت لحظهای، به منظور حفظ پایداری سیستم و همچنین استفاده حداکثری از ظرفیت کانال برای ارسال پیغام است. این افزایش توان باید به شکلی باشد تا نویز و تداخل غیرقابل کنترل روی سایر دستگاههایی که در این سیستم قرار دارند، ایجاد نشود. موارد فوق نشان میدهد که ضرورت استفاده از روشها و ابزارهای جدید برای افزایش بهرهوری در این حوزه، دارای اهمیت است. روش پیشنهادی در این مقاله به گرههای بیسیمی که در یک شبکه سلولی قرار دارند، اجازه میدهد تا با حداکثر توان ارسال، البته تا جاییکه منجر به ایجاد تداخلی بیش از حد تحمل گرههای دیگر نشود و باعث قطع شدن ارتباط سایر گرهها با شبکه نگردد، گذردهی خود را بالا برده و در نتیجه گذردهی کل سیستم افزایش یابد. در روشهای قبلی، معمولاً یک جنبه مانند نرخ رد درخواست گرهها در شبکه و یا افزایش گذردهی شبکه بدون توجه به محدودیتهای فیزیکی مصرف انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. در روش پیشنهادی ما، علاوه بر اینکه سه معیار افزایش گذردهی، به صفر رساندن نرخ رد درخواست گرههای موجود در شبکه و کاهش مصرف انرژی در نظر گرفته شده است، محدودیتهای مربوط به توان بیشینه نیز لحاظ گردیده است. روش پشنهادی در فاز مقدماتی از روشها و الگوریتمهای پیشین استفاده میکند، اما در جاییکه ادامه کار منجر به رد درخواست برخی از گرهها و یا استفاده از توان غیرمجاز یا غیرعملی توسط برخی از گرهها میشود، از فرمول پیشنهادی که در همین مقاله مورد اثبات قرار گرفته است استفاده میکند تا برخلاف روشهای قبل، بتواند در هر سه معیار مورد نظر که در بالا به آنها اشاره گردید، بهبود ایجاد نماید. اثبات فرمولی در این مقاله منجر به ارائه فرمول جدید محاسباتی شده است و نتایج شبیهسازیهایی که با دادههای یکسان بین الگوریتمهای پیشین و روش پیشنهادی در محیط MATLAB انجام گرفته است، صحت نتایج را ثابت میکند.
1-2. بیان مساله
کاربرانی که باهم در یک شبکه سلولی قرار دارند و با گوشیها و دستگاههای هوشمند باهم به تبادل پیغام میپردازند، بصورت تصادفی در یک محیط محدود پراکنده شده و با ارتباط بیسیم، یک شبکه را تشکیل میدهند و مجهز به باتری برای تامین انرژی مصرفی میباشند. منظور از محیط محدود، یک سلول مخابراتی است که امروزه در شبکههای سلولی مخابراتی مورد توجه قرار میگیرد. یکی از اهدف این تحقیق، افزایش گذردهی این سیستم بوسیله کنترل توان هر کاربر است. میتوانیم از کلمه گره1 بجای کاربر استفاده کنیم. هر گره، وقتی پیغامی را در قالب یک سیگنال ارسال میکند، SINR2 خودش را دارد. یکی از معیارهای مهم در ارزیابی کارایی یک سیستم ارتباطی شامل چندین کاربر، مجموع گذردهی آن سیستم است که شاخصی برای اندازهگیری بهرهوری و ضمانت کیفیت سرویس در آن شبکه میباشد. گذردهی در یک سیستم ارتباطی، با جنبههای مختلفی مانند کیفیت کانال، نویز محیط، توان ارسال سیگنال، محدودیتهای رگولاتوری در توان ارسال سیگنال و فرکانس و همچنین الگوریتمهای مورد استفاده در دستگاه، ارتباط دارد. مجموع SINR تمام گرهها بعنوان شاخصی از گذردهی کل سیستم است که دستیابی به کیفیت مناسبی از سرویس را نشان میدهد. ابهامات مساله، عبارتست از چگونگی پراکندگی گرهها، متفاوت بودن SINR آنها و تغییراتی که ممکن است در SINR بسته به نوع کاربرد ایجاد شود، اولویتبندی گرهها برای دسترسی به کانال که میتواند کاربردهای متنوعی برای این نوع شبکهها را تعریف نماید. تفاوت در SINR از آنجا ناشی میشود که کیفیت سرویس در سرویسهای مختلف، باهم فرق دارد. مثلاً تضمین کیفیت شبکه برای انتقال یک فایل در مقایسه با تضمین کیفیت شبکه برای برقراری یک مکالمه تصویری بین دو کاربر، باهم متفاوت است. متغییرهای اصلی عبارتند از توان ارسال داده توسط هر گره، بهرهمسیر و نیز تداخل کل سیستم بر روی یک گره و تداخلی که یک گره برای سایر گرهها ایجاد میکند، تداخل موثر، SINR و نویز محیط که بسته به شرایط کاربرد و محیط های مختلف کاری، متغییر است. در این میان، مدیریت تداخل نیز بسیار مهم است، زیرا اگر مدیریت نشود، بیشتر از دو گره نمیتوانند باهمدیگر ارتباط برقرار کنند. هرچه فاصله دو گره که باهم ارتباط بیسیم دارند بیشتر شود، تضعیف سیگنال نیز بیشتر خواهد بود. در حالت متمرکز، باید سیگنالهای کنترلی از مرکز ارسال شود و پهنای باند را اشغال میکند و نیاز به همزمانی نیز دارد. بنابراین اگر سیستم توزیعشده باشد نیاز به هماهنگی از یک گره مرکزی نداشته و از سربار شدن سیگنالهای کنترلی، ایجاد گلوگاه در مدیریت و سایر مسایل اجتناب میشود.
1-3. فرضیه های تحقیق
فرضیههای این تحقیق عبارتند از:
1. دستگاههای هوشمند یا گرهها، بصورت تصادفی و توزیع پواسون در یک سلول مخابراتی پراکنده شدهاند و بهره مسیر متفاوتی از هم دارند.
2. گرههای موجود در یک شبکه سلولی مخابراتی، میتوانند با کنترل پویای توان ارسال سیگنال، نسبت به افزایش SINR خود و بهبود کیفیت ارتباطات، اقدام کنند.
3. افزایش توان ارسال سیگنال گرهها، میتواند باعث ایجاد تداخل و نویز روی ارتباط سایر گرههای موجود در آن سلول و یا حتی سلولهای مجاور در شبکه شود.
4. افزایش گذردهی کل سیستم در یک شبکه سلولی مخابراتی، باید بدون حذف سایر گرههای ضعیفتر (از نظر کیفیت کانال ارتباطاتی و یا از نظر وضعیت باتری) انجام شود.
5. باید یک مصالحه بین توان ارسال سیگنال، توان و مصرف باتری و همچنین تداخل و نویز قابل تحمل در محیط برای دستیابی به بهترین گذردهی در سیستم برقرار شود.
1-4. روش تحقیق
در این مقاله، ایده اصلی با استفاده از فرمولهای ریاضی، اثبات میشود. برای تایید نتایج عملی، کدنویسی و شبیهسازی الگوریتم پیشنهادی برمبنای اثبات فرمولی، در نرم افزار MATLAB انجام شده است. دادههای مورد نیاز در شبیهسازی، توسط توابع تصادفی با توزیع پواسون، در نرم افزار MATLAB در بازههای منطقی تولید شده و عملیات شبیهسازی الگوریتم قبلی و پیشنهادی، با همان دادهها انجام شدهاست. نتایج حاصله از شبیهسازی، در پارامترهای مورد نظر تحقیق مانند مجموع گذردهی سیستم، مصرف توان و رد درخواست با نتایج حاصل از شبیهسازی الگوریتم قبلی با همین دیتاست موجود، مقایسه گردیده است.
ادامه این مقاله بهصورت زیر ساماندهی شده است:
در بخش دوم، کارهای پیشین مورد بررسی و مرور قرار میگیرد و در بخش سوم، مدل سیستم ارائه میشود. در بخش چهارم، الگوریتمهای فعلی مرتبط با موضوع مقاله بیان شده و در بخش پنجم، روش پیشنهادی ارائه و بعداز اثبات فرمولی، شبیهسازی میشود و نتایج حاصل از شبیهسازی، مورد بررسی و مقایسه قرار میگیرد، و در نهایت در بخش ششم، نتیجهگیری تحقیق بیان میشود.
2. کارهای پیشین
فعالیتهای مختلفی برروی ارزیابی و یا افزایش گذردهی در پروتکل‌های ارتباطی بیسیمِ شبکههای سلولی انجام شدهاست. در طول دهه 90، تحقیقات زیادی انجام گرفت و نتیجه این شد که با استفاده از روشهای متمرکز و نه توزیعشده، میتوان به بهینه سازی روشهای کنترل توان ارسال توسط گرهها برای دستیابی به SINR مورد نظر دست یافت.
در پژوهشی در سال 2010، روشهای اصلی کنترل توان ردیاب هدف SINR پویای توزیعشده از جمله 3TPC و OPC4 بصورت دقیق بررسی شدهاند ]1[ و سپس با استفاده از مزیت هرکدام از این روشها، روش جدیدی به نام DTPC5 معرفی گردیدهاست. این روش جدید، علاوه بر اینکه دستیابی تمام گرهها به SINR هدف را تضمین میکند، بلکه حداکثر توان کل سیستم و بهینهسازی آن را نیز فراهم مینماید. ضعف این روش در این است که توان ارسال گرهها بهصورت نامحدود درنظر گرفته شدهاست، درحالیکه در عمل، محدودیتهای سختافزاری و رگولاتوری وجود دارد. در این مقاله ]2[، یک طرح DTPC ساده اما جدید برای نقاط دسترسی 802.11n ارائه شد. کاهش توان ارسال، تداخل در سلول مورد نظر و سلولهای مجاور را کاهش می دهد و از این رو مزایایی را برای همه WLAN های مجاور ایجاد میکند. طرح DTPC در یک شبیهساز مورد آزمایش قرار گرفت و مزایای نظری فوق مورد تأیید قرار گرفت. در ]3[ مشکل حذف تدریجی کاربران در شبکههای بیسیم در جاییکه تعداد اندکی از گرهها باید حذف شوند تا سیستم برای سایر گرهها پایدار باشد مطرح شد و یک روش کنترل توان توزیعشده با حذف موقت و بررسی پایداری سیستم DFC6 ارائه گردید. این روش از دست دادن گرهها در یک سیستم را به مقدار کمینه میرساند و مصرف توان ارسال را نیز در گرهها کاهش میدهد. در تحقیق دیگری، صرفهجویی در مصرف باتری گرهها با توجه به محدودیت ظرفیت ذخیرهسازی باتری در شبکههای بیسیم مورد توجه قرار گرفت و یک راهبرد کنترل توان برخط نیز ارائه گردید ]4[. در مقاله دیگری در سال 2018، کنترل توان بهینه در کانالهای دسترسی چندگانه گاوسی غیرمتمرکز مورد بررسی گرفت، به طوری که میانگین توان مصرف شده توسط گرهها در کل سیستم، حداکثر باشد ]5[.
در سال 2020، کاری مشابه تحقیق ما انجام گرفت، اما با این روش که ایستگاههای پایه7 که در شبکههای سلولی ثابت هستند، بصورت متحرک و با استفاده از فناوری پهباد، متحرک در نظر گرفته شدند ]6[. این پهبادها با دریافت اطلاعات دستگاهها برای حل 3 مشکل فرعی شامل ارتباط کاربران، تخصیص منابع و محل قرارگیری ایستگاه پایه، با استفاده از الگوریتمی مبتنی بر روش جریمه و بهینهسازی متوالی محدب8 بعنوان روش پیشنهادی فعالیت میکنند. در نهایت حتی با افزوده شدن تعداد این ایستگاهها یا پهبادها، سربار حاصل از افزونگی ارتباطی به علت تبادل پیغام بالای این روش در شبکه، از حد مورد قبول فراتر رفت. درهمین سال مقاله دیگری شبکههای ارتباطی بیسیم با مجموعهای از گرهها را در نظر گرفت که به یک هاب متصل میباشند. نویسندگان این مقاله فرض کردند که انرژی این گرهها، از طریق انرژی فرکانس رادیویی تامین میشود و هدف آن به حداکثر رساندن گذردهی گرهها در این سیستم است. در این سیستم برای کاهش مصرف انرژی، تداخلها شناسایی و مدام برطرف میشود. نتایج شبیهسازی و اثبات فرمولی در این تحقیق نشان داد که این راه حل، فعلاً غیر قابل اجراست ]7[.
در مقالهای دیگر، یک سیستم با چند گره در نظر گرفته شده و تمرکز این تحقیق نیز بر مصرف باتری و دوام آن قرار داده شده است ]8[. هر دستگاه با یک باتری و با ظرفیت محدود در این سیستم قرار گرفت. حداکثر توان عملیاتی و جمع حداکثر توان مصرفی بعنوان دو مشکل برای بهینهسازی سیستم معرفی شدند. شبیهسازیهای عددی در این تحقیق نشان داد که با استفاده از الگوریتمهای پیشنهادی، توان عملیاتی مورد انتظار از سیستم بالا میرود. در این تحقیق، مصرف باتری کم شده و در نتیجه تعداد گرههایی که در محیط قرار دارند و به شبکه متصل شدهاند افزایش مییابد، در حالیکه در روش پیشنهادی ما در این مقاله، تمرکز بر افزایش گذردهی و افزایش توان عملیاتی تا حد ممکن و در راستای افزایش گذردهی و عدم حذف گره ضعیف از سیستم قرار گرفته است.
در این مطالعه ]9[، طرح کنترل توانی پیشنهاد شده است که در آن ابتدا الزامات کاربر اولویتدار برآورده شده و سپس تا حد امکان تعداد زیادی از کاربران عادی به SINR های هدف خود میرسند. علاوه بر این، اگر یک کاربر عادی به SINR هدف خود رسیده باشد، نیازی به بهروز رسانی سطح توان ارسال خود ندارد، بلکه فقط کاربران عادی که به SINR هدف خود نرسیده باشند، سطح توان ارسال خود را افزایش میدهند. نتایج شبیهسازی نشان میدهد طرح پیشنهادی از نظر مصرف توان و کارایی بهتر از TPC و در شرایط خاصی نیز بهتر از OPC عمل میکند.
در پژوهش دیگری ]10[، تخصیص توان در شبکه های سلولی با در نظر گرفتن محو شدن ناکاگامی9 پیشنهاد شده است. محو شدن ناکاگامی برای پراکندگی چند مسیری در خوشه‌های متفاوتی از امواج منعکس شده رخ میدهد. در هر خوشه، فازهای تک تک امواج منعکس شده تصادفی هستند، اما زمان تاخیر تقریباً برای همه امواج برابر است. هدف این پژوهش بهینهسازی مصرف انرژی دستگاهها و گذردهی شبکه با توجه به محدودیتهای احتمال رد درخواست است و در آن الگوریتمهای تخصیص توان برای به حداکثر رساندن توان و بهرهوری انرژی و با روش دیفرانسیل و تفریقی و تکرار شوندگی ارائه شده است.
در مقاله دیگری ]11[ احتمال رد درخواست و نسبت SINR بعنوان مشکلات تخصیص توان در نظر گرفته شده و با استفاده از نظریه Perron-Frobenius و برنامه نویسی هندسی (GP10) به ارائه راه حل پرداخته است. نتایج ارائه شده نشان میدهد طرح‌های تخصیص توان پیشنهادی عملکرد بهتری نسبت به کنترل توان ردیابی SINR هدف نسبت به الگوریتمهای TPC، OPC و DFC دارد. اما الگوریتم DTPC که شکل کاملتر و بهینهتر این الگوریتمها میباشد، در این مقاله مورد بررسی و مقایسه قرار نگرفته است. در حالیکه ما در این پژوهش با تمرکز بر بهینهساختن DTPC، روش پیشنهادی خود را ارائه میدهیم.
3. مدل سیستم
تداخل به این معنی است که توان یک گره در گره دیگر، اثر منفی داشته باشد. در CDMA12 هم در مدل تک سلولی و هم در مدل چند سلولی تداخل وجود دارد. زیرا حاملها در فضای کد از هم جدا هستند و در فضای زمان و فرکانس، باهم یکی میباشند. بنابراین گرههای داخل یک سلول هم بر روی هم تداخل دارند.
در شبکههای ارتباطی بیسیم، مساله کنترل توان از دو جنبه اهمیت دارد، اول اینکه گرهها متحرک هستند و برای تامین انرژی به برق شهر متصل نمیباشند، دوم اینکه تغییرات در توان ارسال، از نظر تداخل بر روی گرهها دیگر حایز اهمیت است. زیرا بر روی کیفیت سرویس آنها تاثیر میگذارد. در این مقاله برای بررسی اثر توان ارسالی یک گره بر روی سایر گرهها، یک مدل تک سلولی را در نظر گرفته شده که در آن از روش CDMA استفاده میشود.
3-3. توان ارسال13 و توان بیشینه
اندازه توان ارسال، تداخل و سایر معیارهای موثر در موضوع مورد نظر با روابط ریاضی نشان داده میشوند. توان ارسال با 
و توان بیشینه، با 
نشان داده میشود. توان ارسالی هر گره، باید عددی مثبتی بوده و از صفر بزرگتر باشد و مقدار آن نمیتواند از مقدار بزرگتر باشد (
). توان ارسالی بیشینه، مقداری است که سیستم بهعلت مقرراتی که رگولاتور تعیین کرده و یا محدودیتهای سختافزاری، قادر به افزایش توان بیشتر از آن نمیباشد. توان دریافتی و یا اثر توان در گیرنده، با 
نشان دادهمیشود و طبق رابطه (1)، از ضرب بهرهمسیر14 در توان ارسالی محاسبه میشود:
| (1) |
| (2) |
| (3) |
| (4) |
Ri(p)= | (5) |
| (6) |
| (7) |
| (8) |
| (9) |
| (10) |
| (11) | |||
| (12) | |||
| (13) |
| (14) |
| (15) |
| (16) |
| (17) |
| (18) |
| (19) |
| (20) |
| (21) |
| (22) |
| (23) |
| (24) |
فرمول محاسبه حداقل توانِ گره i یا در رابطه (3)، SINR برای گره j با نماد
Related articles
The rights to this website are owned by the Raimag Press Management System. |
