انطباق قدرت و مدولاسیون در سیستم های سلولی با استفاده از روش بهینه سازی tabu search

یکی از مهمترین نیازمندی های نسلهای آتی سیستمهای مخابرات سیار سلولی، تامین گذردهی (throughput) بالا جهت پشتیبانی از کاربردهایی است، که نرخ داده بالایی را بخصوص در ارتباط (لینک) مستقیم مطالبه می کنند. در ارتباط مستقیم یک سیستم سلولی، انتخاب پارامترهای ارسال مربوط به هر یک از کاربران هم-کانال، نه تنها در کیفیت ارتباط مربوط به آن کاربر خاص، بلکه در تمام ارتباطات (لینکهای) هم-کانال تاثیر می گذارد. از این رو، به منظور بیشینه (ماکزیمم) کردن کل گذردهی، انطباق همزمان قدرت و مدولاسیون، (یعنی انتخاب بهینه سطوح قدرت و مراتب مدولاسیون، با توجه به شرایط کانال مستقیم و برای هریک از کاربران هم-کانال) بسیار مهم است. این انطباق بهینه سطوح قدرت و مراتب مدولاسیون، یک مساله بهینه سازی غیرخطی و مشروط می باشد، که در صورت محدود بودن سطوح قدرت و مدولاسیون ارسالی، مساله مذکور یک مساله بهینه سازی n-p-complete است. بنابراین، روش بهینه سازی شناخته شده ای برای حل این مسئله موجود نیست. به علاوه، روشهای پیشنهادی انطباق قدرت و مدولاسیون، که مبتنی بر محاسبه گرادیان تابع هدف (کل گذردهی) می باشند، پتانسیل بالایی جهت همگرایی به ماکزیمم های محلی تابع هدف را دارند. در این پایان نامه، مساله انطباق همزمان قدرت و مدولاسیون، با استفاده از دو روش بهینه سازی فوق رهگشا (meta-heuristic): tabu search (ts) و (sa) simulated annealing)، مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از این روشها، احتمال به دام افتادن در ماکزیمم محلی را کم کرده، و احتمال یافتن ماکزیمم فراگیر را افزایش می دهد. نتایج بدست آمده از شبیه سازی ها حاکی از بهبود قابل ملاحظه در کل گذردهی حاصل از بکارگیری روشهای فوق رهگشا (بخصوص tabu search) نسبت به روش مبتنی بر گرادیانی است که در این پایان نامه شرح داده شده است. از لحاظ زمان مورد نیاز برای همگرایی، روش مبتنی بر گرادیان، از دو روش دیگر (ts و sa) بهتر است، ولی پتانسیل این روش به همگرایی به ماکزیمم های محلی، حاکی از ضعف بالقوه این روش در فراهم آوردن گذردهی بالا است. در این راستا، با توجه به زمان اجرای الگوریتم مبتنی بر ts، که بین دو روش مبتنی بر گرادیان و الگوریتم مبتنی بر sa است، و باتوجه به گذردهی حاصله از بکارگیری آن، که به مراتب نسبت به دو روش دیگر بیشتر است، بکارگیری ts جهت انطباق قدرت و مدولاسیون بسیار نویدبخش به نظر می رسد.