Yeni nesil yeşil hücresel haberleşme sistemlerinde baz istasyonu anahtarlaması ile enerji verimli kullanıcı ataması
Energy efficient user association in next generation green cellular networks by base station switching
Yazar: ALİ YILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. TOLGA GİRİCİ
TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Hücresel haberleşme ağlarında yer alan kullanıcı araçları sayısı (cep telefonları,
tabletler v.b.) son on yılda büyük bir artış göstermiştir. Kullanıcı araçlarının artması 
ve bu araçların da yüksek veri hızına ihtiyaç duymaları hücresel haberleşme 
ağlarından büyük bir enerji ihtiyacına sebep olmuştur. Ortaya çıkan bu büyük enerji 
ihtiyacı, enerji verimli hücresel haberleşme ağlarına, hem akademi hem de endüstri 
tarafından ilgiyi arttırmıştır. Baz istasyonlarının harcadığı güç seviyesi, hücresel 
haberleşme ağlarının toplam güç harcama seviyesine bakıldığından çok yüksek bir 
paya sahiptir. Baz istasyonu anahtarlanmasıyla elde edilecek güç tasarruf seviyesi 
ile hücresel haberleşme ağları enerji verimli hale getirilebilmektedir. Bu çalışmada, 
kullanıcıların baz istasyonlarına atanması, önerilen baz istasyonu anahtarlama 
algoritmalarıyla gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde kullanıcı atamaları ve 
baz istasyonu anahtarlaması için fiyat tabanlı bir algoritma önerilmiştir, bu algoritma 
ile iletim yapmadığı halde sabit bit güç harcaması yapan baz istasyonları kapatılmış 
ve güç tasarrufu sağlanmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde ise kullanıcı atamaları 
ve baz istasyonu anahtarlaması heterojen ağda yapılırken, kullanıcılar arasında veri 
hızı kapsamında oransal adalet sağlanmış ve baz istasyonlarının güç harcaması 
için toplam güç harcama kısıtı belirlenmiştir. Yapılan simülasyonlarla önerilen 
algoritmaların yüksek performansa sahip oldukları görülmüştür.

Abstract:
The number of user devices in cellular communication networks (mobile phones, 
tablets, etc.) showed a large increase in the last ten years. These tools require high 
data rate which has led to a huge energy need in cellular communication networks. 
This emerging large energy requirement has increased interest in energy-efficient 
cellular communication networks. The power consumed by the base station level 
has a very large portion in the total power consumption of cellular communication 
networks. Cellular communication networks can be made energy efficient, with the 
power gained from base station switching. In this study, the user assignments to the 
base stations has been done by proposed base station switching algorithms. In the 
first section of the study, we proposed a pricing-based algorithm for user assignments 
and base station switching. In this algorithm we switched off the base stations, 
which consume power even though they do not transmit and power saving has been 
achieved. In the second part of the study, we consider a heterogeneous network. We 
did user assignments and base station switching while maximizing the proportional 
fairness between the users. In addition, we introduce a total power consumption 
constraint for base stations. Moreover we have showed with simulation studies that 
proposed algorithms have high performance results.