Algoritmi di scheduling per sistemi ad accesso radio con antenne intelligenti
Autore
Emanuele Geraci - Politecnico di Milano - [2002-03]
Documenti
Abstract
Le tecniche di beam-forming per arrays di antenne adattative (antenne intelligenti) permettono di ridurre la mutua interferenza tra trasmissioni simultanee in sistemi wireless, mediante la separazione angolare dei terminali attivi.
Al livello di gestione delle risorse radio, le informazioni della direzione di arrivo dei segnali possono essere tenute in conto dall’algoritmo di scheduling in modo che le trasmissioni di terminali troppo vicini siano schedulate in differenti time-slots, mentre quelle di terminali con una sufficiente separazione angolare avvengano simultaneamente.
Si propone un nuovo approccio al problema dello scheduling con antenne intelligenti, usando i metodi dell’ottimizzazione combinatoria.
Basandosi su un modello semplificato del sistema si formula il seguente problema di ottimizzazione: l’insieme di terminali in cella deve essere suddiviso in sottoinsiemi disgiunti in modo che sia minimizzato il numero di time-slots necessari per trasmettere tutti i dati pacchetti.
Il problema viene affrontato con un approccio greedy seguito da una fase di ricerca locale per il miglioramento delle soluzioni.
Ad ogni iterazione greedy si risolve il sottoproblema della selezione dell’insieme di terminali tra quelli non ancora selezionati che possono trasmettere simultaneamente e complessivamente di massima priorità. Per la risoluzione del sottoproblema è stato progettato un algoritmo esatto a complessità polinomiale e uno euristico con prestazioni vicine all’esatto ma molto più veloce.
Si sono confrontati gli algoritmi di scheduling progettati sia in ambiente off-line sia on-line.
Al livello di gestione delle risorse radio, le informazioni della direzione di arrivo dei segnali possono essere tenute in conto dall’algoritmo di scheduling in modo che le trasmissioni di terminali troppo vicini siano schedulate in differenti time-slots, mentre quelle di terminali con una sufficiente separazione angolare avvengano simultaneamente.
Si propone un nuovo approccio al problema dello scheduling con antenne intelligenti, usando i metodi dell’ottimizzazione combinatoria.
Basandosi su un modello semplificato del sistema si formula il seguente problema di ottimizzazione: l’insieme di terminali in cella deve essere suddiviso in sottoinsiemi disgiunti in modo che sia minimizzato il numero di time-slots necessari per trasmettere tutti i dati pacchetti.
Il problema viene affrontato con un approccio greedy seguito da una fase di ricerca locale per il miglioramento delle soluzioni.
Ad ogni iterazione greedy si risolve il sottoproblema della selezione dell’insieme di terminali tra quelli non ancora selezionati che possono trasmettere simultaneamente e complessivamente di massima priorità. Per la risoluzione del sottoproblema è stato progettato un algoritmo esatto a complessità polinomiale e uno euristico con prestazioni vicine all’esatto ma molto più veloce.
Si sono confrontati gli algoritmi di scheduling progettati sia in ambiente off-line sia on-line.
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