Geniş bant kod bölmeli çoklu erişim sistemlerinde ayrık frekans planlaması için optimizasyon
Optimization for discrete frequency planning in multiple access systems with broadband code division
Yazar: SENCER AKSOY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN ÖZKARACA
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilişim Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
İletişim alanındaki en önemli problemlerden biri frekans planlamadır. Frekansların bir hücresel ağın baz istasyonlarına atanması belirsiz çok terimli tam olarak bilinen sert bir tümleşik optimizasyon problemidir. Bu probleme birçok farklı sezgisel algoritma, yerel arama algoritmaları ve yapay sinir ağları gibi teknikler uygulanmıştır. Bunlardan Genetik Algoritmalar (GA) ve Benzetimli Tavlama (BT) algoritmaları birçok problemin çözümü için kullanılan optimizasyon yöntemlerinin başında gelmektedir. Daha iyi sonucu elde etmek adına birçok defa modifiye edilmiş ve başka algoritmalar ile melez olarak kullanılmışlardır. Bu çalışmada, GA ve BT algoritmaların Geniş Bant Kod Bölmeli Çoklu Erişim Sistemlerinde (WCDMA-3.5G-3.75G) frekans planlaması için hangisinin en iyi sonucu verdiği ve bu planlamanın sonucu nasıl değiştirdiği analiz edilmiştir. Çalışmada, WCDMA sistemleri için işletmecilere ayrılmış sınırlı sayıdaki frekansın (taşıyıcı), baz istasyonu hücrelerine, amaç fonksiyonunda en az girişim değerini yakalayacak şekilde, hangi algoritma ile dağıtılabileceği araştırılmıştır. Çalışmada gerçek sistem verileri kullanılmıştır. Bu çalışma neticesinde GA, %1 mutasyon ve %80 çaprazlama oranında, sahada çalışan mevcut plana göre 268000 olan uygunluk değerini 53999 seviyelerine kadar düşürdüğü gözlemlenmiş ve %79'luk bir iyileşme elde edilmiştir. BT ile yapılan deneyler sonucunda uygunluk değeri maksimum 141235 değerine kadar indirilebilmiştir. Sonuç olarak, GA, BT algoritmasına göre daha az iterasyonda, dolayısıyla daha kısa çevrim süresi ile daha iyi sonuç verdiği gözlemlenmiştir.

Abstract:
One of the most important problems in the field of communication is frequency planning. The assignment of frequencies to base stations of a cellular network is a rigid integrated optimization problem known as Nondeterministic Polynomial Complete. Many different heuristic algorithms, local search algorithms and artificial neural networks have been applied to this problem. One of these genetic algorithms (GA) and simulated annealing (SA) are one of the methods that are used for optimization to the solution of many problems. They were modified several times in order to obtain better results and were used as hybrids with other algorithms. In this study, it was analyzed which of the GA and SA algorithms is best suited for frequency planning in Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA-3.5 G-3.75 G) and how it changes the result of this planning. In this study, it was investigated which algorithms could be distributed to the base station cells of a limited number of frequencies (carriers) reserved for operators in WCDMA systems in order to capture the least interference as the objective function. The real system data was used in this study. As a result of this study, GA was observed to reduce the compliance value of 268.000 according to the current plan working in the field by 1% mutation and 80% diagonally, and a 79% improvement was observed. As a result of the experiments carried out with SA, the conformity value can be reduced to a maximum of 141235. Consequently, GA has been observed to provide better results in less iteration than SA algorithm, hence shorter cycle time.