Βέλτιστη Κατανομή Ισχύος Στη Ζεύξη Ανόδου Ασυρμάτων Κυψελωτών Δικτύων Δύο Επιπέδων

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της αποδοτικής κατανομής ισχύος, στην άνω ζεύξη ασύρματων κυψελωτών δικτύων δύο επιπέδων (Femtocell Networks).Στα πλαίσια αυτής της εργασίας έγινε χρήση της συνάρτησης χρησιμότητας, η οποία έχει εφαρμοστεί εκτενώς στον τομέα των οικονομικών επιστημών. Σκοπός της χρήσης της έννοιας αυτής είναι η έκφραση του βαθμού χρησιμότητας ενός χρήστη με κανονικοποιημένο τρόπο, λαμβάνοντας υπόψιν τις απαιτήσεις του σε πραγματική ρυθμαπόδοση και κατανάλωση ισχύος. Έμφαση δόθηκε στη θεώρηση των παρεμβολών που προέρχονται από τους χρήστες που εδρεύουν στην φεμτοκυψέλη και στην μακροκυψέλη, με απώτερο στόχο την ενεργειακά αποδοτική βελτιστοποίηση της λειτουργίας του συστήματος σε ένα αυτόνομο πλαίσιο λειτουργίας των χρηστών. Συνεπώς, το πρόβλημα της κατανομής ισχύος διαμορφώνεται με στόχο την ενεργειακή αποδοτικότητα και με τέτοιο τρόπο ώστε τα αποτελέσματα να προκύπτουν χωρίς την ανάγκη συνεργασίας μεταξύ των χρηστών.Κάθε χρήστης προσπαθεί ανεξάρτητα να μεγιστοποιήσει την απόδοσή του με βάση τους επιβληθέντες περιορισμούς, η οποία εκφράζεται μέσω της συνάρτησης χρησιμότητας. Αυτό το παίγνιο ελέγχου ισχύος μεταξύ των χρηστών καταλήγει σε σημείο ισορροπίας κατά Nash και με τη βοήθεια της θεωρίας του Nash αποδεικνύουμε την ύπαρξη και την μοναδικότητα του. Επιπλέον, παρουσιάζεται ένας κατανεμημένος επαναληπτικός αλγόριθμος, ο οποίος καταλήγει στην εύρεση αυτού του σημείου ισορροπίας κατά Nash.Εν κατακλείδι, μέσω της μοντελοποίησης της θεωρητικής γνώσης που συλλέχθηκε και στη συνέχεια των προσομοιώσεων που πραγματοποιήθηκαν, παρουσιάζεται και ταυτόχρονα αξιολογείται ο προτεινόμενος αλγόριθμος για τον έλεγχο της ισχύος στην άνω ζεύξη ασύρματων κυψελωτών δικτύων δύο επιπέδων.