مديريت وقفه در شبكه هاي سلولي ناهمگن مبتني بر يادگيري ماشين

كارشناسي ارشد

اخيرا مساله مديريت وقفه مورد توجه محققين قرار گرفته است. عوامل مختلفي مانند نصب نادرست سلول‌ها در شبكه مخابرات بي سيم و بروز مشكل در منبع تغذيه سلول‌ها مي‌تواند سبب كاهش نسبت سيگنال به تداخل به علاوه نويز در يك ارتباط مخابراتي بين فرستنده و گيرنده شود؛ در صورتي كه SINR كمتر از مقدار آستانه مشخصي گردد، وقفه رخ مي‌دهد. در اين شرايط اولين گام، تشخيص وقفه و سپس جبران آن مي‌باشد. با گسترش شبكه‌هاي مخابراتي و افزايش پيچيدگي آنها لازم است فرايند مذكور با روش‌هاي خودكار انجام گيرد. از اين رو مي‌توان از روش‌هاي يادگيري ماشين استفاده كرد. براي تشخيص وقفه لازم است به گزارشات ارسالي متعدد كاربران به سلول‌ها توجه شود تا بتوان الگويي براي وقوع وقفه به دست آورد. دومين گام اساسي براي مقابله با وقفه جبران اثر وقفه در شبكه مي‌باشد كه بايد در فرايند تعاملي با محيط صورت پذيرد. روش‌هاي يادگيري تقويتي بيشترين موفقيت را در اين زمينه به دست آورده‌اند. در كارهاي پيشين براي تشخيص وقوع وقفه از روش هاي تشخيص ناهنجاري استفاده شده است. در اين روش يك بار شبكه در حالت عادي و سپس در وضعيت وقفه راه‌اندازي مي‌شود و كاربران پارامترهاي مورد نظر را اندازه‌گيري مي‌كنند. سپس روش k نزديك‌ترين همسايه به كمك اندازه‌هاي به دست آمده از وضعيت عادي شبكه، تشخيص وقفه را انجام مي‌دهد. اگر اندازه‌هاي آزمايشي در كلاس اندازه‌هاي وضعيت عادي شبكه قرار‌‌نگيرند، ناهنجاري رخ داده‌است. براي جبران وقفه نيز محققين از الگوريتم منتقد-بازيگر استفاده‌ كرده‌اند. در اين روش با استفاده از تنظيم توان سلول‌هاي اطراف سعي در افزايش SINRكاربران بوده ‌است. در اين پژوهش با توجه به ماهيت جرياني گزارشات توليدي در شبكه سلولي، از درخت تصميم بسيار سريع تطبيق پذير با مفهوم استفاده مي‌نماييم كه ناحيه تحت منحني مشخصه عملكرد سيستم را به ميزان 5.7 درصد نسبت به روش K-NNAD بهبود مي‌دهد كه نشانگر تشخيص سريعتر وقوع وقفه است . همچنين براي جبران وقفه با استفاده از يادگيري تقويتي، مدلي بر اساس شبكه عصبي عميق ارائه مي‌دهيم تا ضمن حفظ اتصالات سلول‌هاي فمتو و ماكرو با يكديگر، نرخ انتقال كاربران را بيشينه نماييم. با اين روش وقفه تمام كاربران را جبران مي‌كنيم و سطح SINR كاربران را به بيش از مقدار آستانه مي‌رسانيم. همچنين براي سلول‌هاي ماكرو 95.81 درصد اتصالات ممكن و براي سلول‌هاي فمتو 96.7 درصد اتصالات ممكن بين سلول ها حفظ مي‌شود درحال كه درصد اتصالات براي سلول‌هاي ماكرو در [2] 95 درصد مي‌باشد.

193728

دانشگاه علم و صنعت ايران

مخابرات - سيستم

دكتر وحيد طباطباوكيلي