Kablosuz ağlarda geometrik programlamaya dayalı giriş denetimi
Admission control in wireless networks based on geometric programming
Yazar: MURAT KAAN ÖZCAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. CENK TOKER
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Kablosuz ağlar = Wireless networks

Özet:
Kablosuz bir ağdaki tüm kullanıcıların, sağlıklı iletişim kurabilmek için belirli hizmet niteliği (QoS) ihtiyaçları bulunur. Ancak ağdaki kaynakların yetersizliğinden dolayı, kimi zaman tüm kullanıcıların bu ihtiyaçlarının karşılanabilmesi mümkün olmaz. Bu durumda tüm kullanıcılar arasından bir alt küme seçilir ve sadece bu kullanıcılara hizmet verilir. Bu yaklaşım literatürde giriş denetimi olarak adlandırılmaktadır. Söz konusu alt kümenin, hizmet verilen kullanıcı sayısını enbüyültme anlamında eniyi sonucu verecek şekilde seçilmesi probleminin, NP-Tam zorluk sınıfına ait bir problem olduğu literatürde bilinmektedir.Bu tezde, kablosuz bir ağdan belirli bir anda hizmet alabilecek kullanıcı sayısının enbüyütülmesi problemi incelenmiştir. Bu incelemede, desteklenen her kullanıcının hizmet niteliği gereksiniminin karşılanması ve tüm vericilerin çıkış güçlerinin üst limitlerinden doğan kısıtlar da dikkate alınmıştır. Problem öncelikle matematiksel olarak ifade edilmiş, daha sonra da geometrik programlama ile çözülebilecek özgün bir hale dönüştürülmüştür. Problemin bu halinin etkin bir şekilde çözülebilmesi için, eniyi-altı sonuçlar veren iki adet düşük karmaşıklığa sahip algoritma geliştirilmiştir.Yapılan benzetimler sonucunda, tezde önerilen eniyi-altı yöntemlerin, zamanın büyük çoğunluğunda eniyi çözümlerle aynı sonucu yakalayabildiği gözlenmiştir.Sonuç olarak, incelenen problemin genel bir yapıya sahip olması ve çözüm için kullanılan tekniklerin senaryo-bağımsız olmalarından hareketle, tezde önerilen yöntemlerin sadece burada verilen problemlere değil, kablosuz ağlardaki birçok problemin çözümüne yönelik çerçeve bir yapı oluşturmak için önemli bir aday olduğu değerlendirilmektedir. Bu fikir, bilişsel ağlar konusundaki benzer bir probleme, önerilen yöntemlerin kolaylıkla uygulanabildiğinin tezde ayrıca gösterilmesi ile de güçlü bir şekilde desteklenmiştir.

Abstract:
All users of a wireless network have a minimum quality of service (QoS) requirement in order to communicate successfully with its intended receiver. However, not all of the users may be fully supported by the network due to limited resources. In a case like this, a subset of users shall be selected and served by the network. This approach is called admission control in wireless networks. It is known from the literature that, the problem of finding the maximum set of supported users belongs to the class of NP-Complete problems.In this thesis, the problem of maximizing the number of supported users from a network is studied. Minimum QoS requirements and maximum transmitter power limitations are considered as the constraints of this problem. First, the problem is mathematically defined and then transformed into a novel form which is solvable by geometric programming. In order to solve this transformed problem, two different suboptimum solutions with significantly lower complexity are proposed.Performance of these suboptimum solutions are investigated under different scenarios. From the simulation results it is seen that, most of the time the proposed suboptimum solution finds the exact result of the optimum solution.Therefore, it is strongly emphasized that, due to the general form of the problem and the proposed solutions? scenario-independent structure, this work is a strong candidate to be a framework on the solution of many problems concerning wireless networks. This idea is strongly supported by applying the proposed solution to a similar problem concerning cognitive networks and its results are also given in the thesis.