Tek hücrede ve hücresel ağlarda çarpan çizgesi metodu kullanarak OFDMA kaynak tahsisi
OFDMA resource allocation using factor graph method in single cell and cellular networks
Yazar: TOLGA UYGUNOL
Danışman: DOÇ. DR. EMRE AKTAŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Karmaşık ve çok sayıda değişkene sahip fonksiyonlarla işlemyapmak genellikle zordur. Bu tür fonksiyonları yerel fonksiyonlarınçarpımı şeklinde yazmak bazı problemlerin çözümünde kolaylık sağlar.Çarpan çizgesi, evrensel fonksiyonun çarpanlarını ve değişkenlerin bu fonksiyonlarla olanilişkilerini görsel olarak ortaya koyar. Çarpan çizgesi üzerinde yürütülenmesaj aktarma algoritmaları ile evrensel fonksiyona ait bileşen fonksiyonlarrahatlıkla hesaplanabilir, bileşen fonksiyonu enbüyüten veya enküçültendeğerler bulunabilir. Çarpan çizgesi yaklaşımı olasılık problemlerinin çözümündeve kodlamada sıkça kullanılmaktadır. Yöntem, özellikle düşük yoğunluk eşlik kontrolükodlarının ve Turbo kodların çözülmesinde tatmin edici bir başarım göstermiştir.Bu tez kapsamında çarpan çizgesi yönteminin bir başka alan olan OFDMA kaynak tahsisiproblemine nasıl uygulanabileceği üzerinde durulmuştur. Tek hücrede ve hücresel ağlardaçözülmeye çalışılan kaynak tahsisi problemleri çarpan çizgesinin çözebileceği birforma getirilmiştir. Problem çözümü için çizgede yürütülen toplam-çarpımalgoritmasının çalışmadığı görülmüş yerine enbüyütme-çarpım ve enbüyütme-toplammesajlaşma algoritmaları türetilmiştir. Benzetim sonuçlarında çarpan çizgesininkaynak tahsisi problemlerinde kullanılabileceği görülmüştür. Çarpan çizgesi metoduözellikle hücresel ağlarda kullanıldığı zaman faydalı olacaktır. Bu yaklaşım ile hesaplama yükü bazistasyonları arasında paylaştırılmaktadır. Böylelikle kaynak tahsisi dağınık bazistasyonu işbirliği ile gerçekleştirilmektedir.

Abstract:
n general it is too complex to deal with complicated functions thathave many variables. Expressing these types of functions as factorsof local functions will simplify the solution of certain type of problems.Factor graph expresses the factors of the global function and the relationbetween variables and these factors visually. Marginal functions thatbelong to global function and maximizing or minimizing values of marginalfunctions will be easily computed by the message passing algorithm onfactor graphs. Factor graph approach is used frequently for the solutionof probabilistic problems and for coding. Specifically it has a satisfyingperformance for the decoding of low density parity check codesand Turbo codes. In the content of this thesis, emphasis is placed onthat how factor graph method can be utilized in another area such asOFDMA resource allocation. Resource allocation problems in single celland cellular networks are put into a form that the factor graph can be used with.It is observed that sum-product algorithm on factor graph does not work for thesolution of these problems; instead max-product and max-sum message passingalgorithms are derived. After simulations it is observed that factor graph canbe used for the solution of resource allocation problems. Factor graph methodwill be especially useful when utilizing for cellular networks. With that methodthe computational complexity will be distributed among base stations. By that wayresource allocation will be carried out with distributed base station cooperation.