LTE heterojen hücresel ağlarda güç ayarlamasıyla girişim yönetimi
Power adjustment based interference management in LTE heterogeneous cellular networks
Yazar: MUSTAFA ÇAKIR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AYKUT KALAYCIOĞLU
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Heterojen hücresel ağların bir bileşeni olan femto hücrelerin makro hücre ve diğer femto hücreler
ile aynı frekans bandını kullanması sonucu ortaya çıkan girişimin güç ayarlaması yapılarak
azaltılması, mobil kullanıcılara daha iyi bir servis sağlanması amaçlanmıştır. Oyun kuramına
dayalı merkezi olmayan bir algoritma ve merkezi çalışan iki adet farklı algoritma C++ dilinde
açık kaynak kod ile yazılmış bir benzetici üzerinde çalıştırılmıştır. Bu algoritmalar ana hedef
olarak sinyal-girişim ve gürültü oranı çok kötü durumda olan kullanıcıların sinyal-girişim ve
gürültü oranını arttırmaya yönelik tasarlanmıştır. Oyun kuramlı algoritmanın 4 dB olarak seçilen
eşik sinyal-girişim ve gürültü oranını, merkezi algoritmanın ise 5. seviye eşik kanal kalite
belirteci değerini karşılayıp karşılamadıkları sabit güç ile çalışılan durum ile kıyaslanmıştır. Bu
karşılaştırma işlemi için seçilecek ana benzetim ortamı bir adet makro baz istasyonu ve bu baz
istasyonunun kapsama alanı içerisinde 3GPP standartında verilen 5 × 5 çerçeve yapısında toplam
25 adet daireye sahip bir apartmanda bulunan femto hücre erişim noktaları seçilmiştir. Çoklu
benzetimler sonucunda oyun kuramına dayalı çalışan merkezi olmayan güç kontrol algoritması
kullanıcıların % 98,3'ünü eşik değerinin üstünde tutarken, merkezi algoritma kullanıcıların
hepsini belirlenen eşik seviyesinin üstünde tutmayı başarmıştır. Bu değerler sabit güçlü durum
için sırasıyla % 86,3 ve % 94,4 olmuştur. Ayrıca bu algoritmalar mobil kullanıcılar için aktarım
hızı, paket kayıp oranı, spektral verimlilik ve öz kaynakların adil paylaşımı açısından
değerlendirilmiştir.

Abstract:
In this thesis, providing better service for the mobile users is aimed by decreasing interference
which results from femtocells using the same spectrum with other femtocells and macrocells.
This is accomplished by power adjustment. Two algorithms, one of which is a game theory based
distributed algorithm and the other is a centralized one, are developed and added to an
open-source simulator written in C++ language. These algorithms are designed to increase
signal-to-interference-plus-noise (SINR) ratio of the users experiencing low SINR values. It is
evaluated that the game theory algorithm and fixed power systems are providing the selected
threshold signal-interference and noise ratio of 4 dB to mobile users. For centralized power
system, the threshold level is selected as level 5 of CQI. For the comparison of these system, it is
decided that one macro base station and femtocells in the 5x5 grid apartment which includes 25
rooms and in the coverage of macro station. This building structure is given in the 3GPP
standards. As a result of multiple simulations, game theory based distributed power control
algorithm achieved 98.3% of mobile user experiencing SINR levels higher than the threshold and
the centralized algorithm had 100% of users above the threshold. However, that ratio is remained
86.3% and 94.4%in fixed power systems, respectively. Moreover, these algorithms have been
evaluated in terms of transmission rate, packet loss rate, spectral efficiency and fairness index for
mobile users.