خوارزمية تمييزيّة لتخصيص الموارد ذاتيّة التنظيم بناءً على مخطّط إعادة استخدام التردّد الجزئي لتحسين معدّل الخدمة والإنتاجيّة في شبكات LTE-A الهجينة

الملخص

يعالج هذا البحث مَسألة إدارة الموارد الراديويّة Radio Resource Management (RRM) في الشبكات الهجينة Heterogeneous Networks (Het Nets)  والمكوَّنة من خلايا ماكرو Macro Cells وخلايا صغيرة Small Cells (فيمتو  Femto- بيكوPico) لنظام LTE-A. يتجلّى الهدف الرئيسي لنشر خلايا فيمتو وبيكو، جَنباً إلى جَنب مع خلايا ماكرو في الشبكة الهجينة، في تحسين التغطية، وسعة الشبكة، وجودة الخدمة للمستخدمين الذين يطلبون الاتصال وخاصّة مع ازدياد أعدادهم، في الوقت نفسه تصبح الآليّة التقليديّة في تخصيص الموارد الراديويّة للمستخدمين غير متناسبة مع تقنيّات تنسيق التداخل المألوفة مثل تقنيّات إعادة استخدام التردد الجزئي Fractional Frequency Reuse (FFR)، بالأخذ بالحسبان أنَّ طرائق تخطيط الخلايا الصغيرة عشوائيّة ولا يكون مركز التحكُّم في الشبكة على معرفة دوريّة بأماكن أو مواقع نَشرِها، ناهيك عن كون مواقع المستخدمين عشوائيّة أيضاً في مراكز وحواف مناطق التغطية للشبكة، فلا يمكن بالتالي التنبؤ بها لإجراء التخصيص الراديوي المناسب. هذا ما يجعل مسألة تنسيق التداخل وإدارة تخصيص الموارد مسألتين مترابطتين تصميميّاً في الشبكات الهجينة. بكلمات أخرى، تُصبح مَسألة إدارة الموارد الراديويّة أصعب مع ازدياد التداخل بنمطيه Co-Layer Interference وCross-Layer Interference خاصّة مع تخطيط أعداد أكبر من الخلايا الصغيرة وازدياد كثافة المستخدمين. جَرى في هذا البحث مراجعة استراتيجيّات تخصيص الموارد المتاحة في

الأدبيّات لشبكة LTE-A الهجينة. اقتُرِحَ بعد ذلك مخطَّط تخصيص موارد مُنظَّم ذاتيّاً Self-Organized Reuse Resources Allocation (SORRA) يعتمد على البحث عن أفضل عنقود مميَّز Best Idiosyncratic Cluster من الخلايا يحيط بكل مستخدم على حِدا لتنفيذ التخصيص المناسب للموارد المتاحة وفي نفس الوقت للتقليل من تداخل الخلايا في الوصلة الهابطة. وبالتالي، تحسين كلّاً من معدَّل الخدمة Service Rate، وإنتاجيّة الشبكة Network Throughput. جرى مقارنة أداء الخوارزميّة المُقترحة مع المخطّطات التقليديّة مثل إعادة استخدام الطيف التردّدي الصارم Strict FFR، والمرن Soft FFR. استُتخلِصَت نتائج المحاكاة باستخدام منصّة ماتلاب MATLAB Platform.