Στοχαστικές Πολυδιάστατες Τεχνικές Βελτιστοποίησης Για Την Σχεδίαση Δικτύων Ασυρμάτων Επικοινωνιών

Abstract

Τον τελευταίο καιρό έχει δοθεί ιδιαίτερη έμφαση στην εφαρμογή στοχαστικών τεχνικών βελτιστοποίησης για την επίλυση προβλημάτων που αφορούν το σχεδιασμό δικτύων ασυρμάτων επικοινωνιών. Το γεγονός αυτό οφείλεται στη δυνατότητα που έχουν να προσφέρουν λύσεις σε πολύπλοκα ζητήματα όπου απαιτείται η ικανοποίηση πολλαπλών κριτηρίων και περιορισμών. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής αρχικά εξετάζεται το πρόβλημα σχεδιασμού και βελτιστοποίησης ενός δικτύου 3ης γενιάς, σε συνδυασμό με εξελιγμένες τεχνικές, όπως οι έξυπνες κεραίες και τα συστήματα ΜΙΜΟ. Για αυτό το σκοπό αναπτύχθηκε μια κατάλληλη πλατφόρμα προσομοιώσεων, η οποία αποτελεί τον πυρήνα για τις διαδικασίες του σχεδιασμού και της διαχείρισης των πόρων του δικτύου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι με το σχεδιασμό που προκύπτει μπορεί να αυξηθεί σημαντικά η επίδοση του δικτύου, ενώ εξασφαλίζεται και η ισορροπία ανάμεσα σε αντικρουόμενα κριτήρια. Στη συνέχεια επιλύονται δύο βασικά προβλήματα που αφορούν τα δίκτυα ευρυεκπομπής της επίγειας ψηφιακής τηλεόρασης. Συγκεκριμένα, με τη βοήθεια των στοχαστικών αλγορίθμων, αντιμετωπίζεται το πρόβλημα ανάθεσης συχνοτήτων στις επιθυμητές περιοχές, καθώς και το πρόβλημα της μετάβασης από την αναλογική στην ψηφιακή τηλεόραση. Σε κάθε περίπτωση, οι στοχαστικοί αλγόριθμοι βελτιστοποίησης σε συνδυασμό με την σωστή μοντελοποίηση του εκάστοτε προβλήματος, αποδεικνύεται ότι αποτελούν ένα πολύ ισχυρό μαθηματικό εργαλείο για την υπολογιστικά πολύπλοκη απαιτούμενη διαδικασία του σχεδιασμού.