Thesis etd-04072014-103919 |
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Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
MATTIACCI, SIMONE
URN
etd-04072014-103919
Thesis title
Interference mitigation and User Association algorithms for resource optimization in future DenseNets
Department
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Course of study
INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI
Supervisors
tutor Ing. Morelli, Arianna
relatore Prof. Luise, Marco
relatore Prof. Giannetti, Filippo
relatore Prof. Luise, Marco
relatore Prof. Giannetti, Filippo
Keywords
- ABS
- access selection
- dense networks
- eNB scheduling
- interference mitigation
- LTE-A
- resource optimization
- user association
Graduation session start date
28/04/2014
Availability
Full
Summary
In English:
In this work we propose some methods to face the incoming dense and multi-layer LTE-A like networks. A method to tackle the User Association(or Access Selection) issue in a scenario with Macro-cells and femto-cells is shown, taking into account two imminent problems of DenseNets: the backhaul constraints and the control overhead, such as handover events. Then we propose an algorithm, called Demand-Supply algorithm, to approximate the formulated mathematical model. Furthermore, the increase of network node density, due to the several subscriber access points and to a quick increase of mobile devices, has a negative consequence: the inter-cell interference. We formulate two scheduling algorithms, which determine the nodes can be activated to simultaneously transmit, without causing excessive interference to the other nodes. The proposed algorithms are based on time scheduling and they are in line with the ABS(Almost Blank Subframe) technique, recently standardized at the 3GPP. An algorithm is the improvement of BASICS algorithm, BASICS+, and the other one is based on a novel heuristic approach, min-distance scheduling algorithm. By means of simulations, we test the effectiveness of algorithms realized. Ultimately, we propose a functional scheme architecture of a DenseNet central controller, which includes both functionalities studied: User Association and Scheduling techniques.
In Italiano:
In questo lavoro di Tesi proponiamo alcuni metodi per affrontare le imminenti reti dense e multi-layer con tecnologia LTE-A o analoga. Mostriamo un metodo per trattare la questione della Associazione d’Utente (o Selezione all’Accesso) in uno scenario con Macro-celle e femto-celle, considerando due problemi imminenti delle DenseNets: i vincoli del backhaul e il sovraccarico delle informazioni di controllo, ad esempio per gli eventi di handover. Proponiamo quindi un algoritmo per approssimare il modello matematico formulato, e viene chiamato Demand-Supply. Inoltre, l’aumento della densità dei nodi di rete, causato dall’elevato numero di access point degli utenti privati e dal rapido aumento dei dispositivi mobili, ha una conseguenza negativa: l’interferenza inter-cella. Cosi formuliamo due algoritmi, i quali determinano quali nodi possono essere attivati per trasmettere contemporaneamente e cosi produrre un livello di interferenza accettabile sugli altri nodi. Gli algoritmi che mostriamo sono basati sullo scheduling temporale e sono seguono la tecnica ABS (Almost Blank Subframe), recentemente proposta dal 3GPP. Un algoritmo è il miglioramento dell’algoritmo BASICS, BASICS+, mentre l’altro è basato su un nuovo ed euristico approccio, l’algoritmo di scheduling a min-distanza. Attraverso simulazioni testiamo la bontà degli algoritmi realizzati. Infine proponiamo uno schema architetturale funzionale di un controller centrale per DenseNets, che include entrambe le funzionalità studiate: l’Associazione d’utente e le tecniche di Scheduling.
In this work we propose some methods to face the incoming dense and multi-layer LTE-A like networks. A method to tackle the User Association(or Access Selection) issue in a scenario with Macro-cells and femto-cells is shown, taking into account two imminent problems of DenseNets: the backhaul constraints and the control overhead, such as handover events. Then we propose an algorithm, called Demand-Supply algorithm, to approximate the formulated mathematical model. Furthermore, the increase of network node density, due to the several subscriber access points and to a quick increase of mobile devices, has a negative consequence: the inter-cell interference. We formulate two scheduling algorithms, which determine the nodes can be activated to simultaneously transmit, without causing excessive interference to the other nodes. The proposed algorithms are based on time scheduling and they are in line with the ABS(Almost Blank Subframe) technique, recently standardized at the 3GPP. An algorithm is the improvement of BASICS algorithm, BASICS+, and the other one is based on a novel heuristic approach, min-distance scheduling algorithm. By means of simulations, we test the effectiveness of algorithms realized. Ultimately, we propose a functional scheme architecture of a DenseNet central controller, which includes both functionalities studied: User Association and Scheduling techniques.
In Italiano:
In questo lavoro di Tesi proponiamo alcuni metodi per affrontare le imminenti reti dense e multi-layer con tecnologia LTE-A o analoga. Mostriamo un metodo per trattare la questione della Associazione d’Utente (o Selezione all’Accesso) in uno scenario con Macro-celle e femto-celle, considerando due problemi imminenti delle DenseNets: i vincoli del backhaul e il sovraccarico delle informazioni di controllo, ad esempio per gli eventi di handover. Proponiamo quindi un algoritmo per approssimare il modello matematico formulato, e viene chiamato Demand-Supply. Inoltre, l’aumento della densità dei nodi di rete, causato dall’elevato numero di access point degli utenti privati e dal rapido aumento dei dispositivi mobili, ha una conseguenza negativa: l’interferenza inter-cella. Cosi formuliamo due algoritmi, i quali determinano quali nodi possono essere attivati per trasmettere contemporaneamente e cosi produrre un livello di interferenza accettabile sugli altri nodi. Gli algoritmi che mostriamo sono basati sullo scheduling temporale e sono seguono la tecnica ABS (Almost Blank Subframe), recentemente proposta dal 3GPP. Un algoritmo è il miglioramento dell’algoritmo BASICS, BASICS+, mentre l’altro è basato su un nuovo ed euristico approccio, l’algoritmo di scheduling a min-distanza. Attraverso simulazioni testiamo la bontà degli algoritmi realizzati. Infine proponiamo uno schema architetturale funzionale di un controller centrale per DenseNets, che include entrambe le funzionalità studiate: l’Associazione d’utente e le tecniche di Scheduling.
File
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Tesi_Mattiacci.pdf | 3.65 Mb |
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