Performance Analysis of Joint Base-Station Multiantenna Multibeam and Channel Assignment Scheme for Hierarchical Cellular System

Different from the traditional configuration of hierarchical cellular, we introduce the joint base-station multi-antenna multi-beam and channel assignment scheme for hierarchical cellular in this paper. The proposed scheme is based on multi-beam base-station antenna splitting in the elevation-radiating plane, and a dynamic channel allocation scheme by combining the adaptive antenna technologies. Simulation results show that the proposed configuration of the hierarchical cellular can enhance the spectral efficiency remarkably

Optimal channel assignment and power control in wireless cellular networks

Wireless mobile communication is a fast growing field in current telecommunication industry. In a wireless cellular network, channel assignment is a mechanism that assigns channels to mobile users in order to establish a communication between a mobile terminal and a base station. It is important to determine an optimal allocation of channels that makes effective use of channels and minimizes call-blocking and call-dropping probabilities. Another important issue, the power control, is a problem of determining an optimal allocation of power levels to transmitters such that the power consumption is minimized while signal quality is maintained. In wireless mobile networks, channels and transmitter powers are limited resources. Therefore, efficient utilization of both those resources can significantly increase the capacity of network. In this thesis, we solve such optimizations by the hybrid channel assignment (HCA) method using integer linear programming (ILP). Two novel sets of ILP formulation are proposed for two different cases: Reuse Distance based HCA without power control, and Carrier-to-Interference Ratio based HCA combined with power control. For each of them, our experimental results show an improvement over other several approaches

Un cadre économique pour le routage et l'allocation de canaux dans les réseaux maillés sans fil avec la radio cognitive

Les réseaux maillés sans fil avec la radio cognitive sont constitués des routeurs de maille avec la capacité cognitive qui sont interconnectés entre eux par des liaisons sans fil permettant l’acheminement du trafic en relais et certains d’entre eux jouent le rôle de passerelle afin d’accéder au réseau internet. La capacité cognitive est une manière économique pour augmenter la bande passante disponible, mais elle nécessite un mécanisme de gestion adaptative de bande passante pour faire face aux dynamiques des activités des utilisateurs primaires. Dans cette thèse, nous modélisons les opérations conjointes d'allocation des canaux et le routage des connexions des usagers secondaires (sans licence d’accès) dans les réseaux maillés sans fil avec la radio cognitive. Le processus d'allocation des canaux inclut les opportunités de réutilisation des canaux afin d’améliorer la performance du réseau. On définit un cadre économique pour l'adaptation et le contrôle des ressources du réseau qui nous permet l’intégration du processus de routage avec celui d’allocation de canaux avec le but de la maximisation du profit du réseau. Le cadre économique est basé sur la notion du prix caché dépendant de l’état du noeud qui est dérivée de la théorie de la décision de Markov en mode décomposé. Les prix cachés des noeuds sont utilisés comme les métriques de routage tandis que leurs valeurs moyennes sont utilisées pour allouer des canaux parmi les différents noeuds. Le déploiement de ce modèle décomposé possède l’avantage d’implémentation décentralisée des processus utilisés dans le cadre économique qui permet leurs exécutions en temps réel. Les routages des connexions des usagers secondaires sont réalisés sans endommager les transmissions des usagers primaires et sans créer de l’interférence avec les transmissions d’autres usagers secondaires. Les canaux cognitifs sont utilisés de manière opportuniste et l’accès prioritaire de l’usager primaire dans sa bande de fréquence (son canal) est modélisé par la préemption. Les connexions d’usagers secondaires sont considérées homogènes et nous abordons uniquement l'adaptation de capacité à court terme dans lequel le nombre de canaux disponibles au réseau est constant et par ailleurs nous présumons aussi qu'il y a toujours un nombre suffisant d'interfaces radio lorsque les canaux sont réaffectés aux noeuds. Les résultats sont portés sur les deux cas de non-réutilisation et de réutilisation des canaux et pour chaque cas la performance obtenue confirme le modèle théorique d’optimisation présenté dans les chapitres correspondants. Par ailleurs, deux approches heuristique et analytique de calcul de la capacité sont comparées manifestant les mêmes performances. Les résultats de simulation illustrent la maximisation du profit du réseau et l'efficacité du schéma d'allocation des canaux proposé qui est intégré avec l'algorithme de réutilisation des canaux