Research Article

LSTM tabanlı Derin Sinir Ağı ile Beşinci Nesil Küçük Hücre Ağlarında El Değiştirme Tahmini

Volume: 8 Number: 1 June 30, 2021
EN TR

LSTM tabanlı Derin Sinir Ağı ile Beşinci Nesil Küçük Hücre Ağlarında El Değiştirme Tahmini

Abstract

Bu çalışmada, Uzun Kısa-Vadeli Hafıza (LSTM) tabanlı derin sinir ağı ile beşinci nesil küçük hücre ağlarında el değiştirme (handover, HO) tahminlerini gerçekleştiren yeni bir model geliştirilmiştir. İlk olarak HO tahmininde eğitim için kullanılacak olan veri seti Riverbed Modeler benzetim yazılımında tasarlanan benzetim senaryoları ile oluşturulmuştur. Bu senaryolar aracılığıyla sinir ağının veri kümesinde kullanılacak üç adet giriş (RSSI, SNR ve Jitter) değişkeni ve bir adet çıkış (istenen değer) değişkeni elde edilmiştir. Bu veri seti makine öğrenmesi algoritmalarından LSTM, SVM, Tree ve Lineer Regresyon teknikleri ile eğitilmiştir. LSTM tabanlı derin sinir ağı diğer regresyon algoritmaları ile karşılaştırılmış ve daha yüksek başarıma sahip olduğu tespit edilmiştir. LSTM için eğitilen modelin test sonuçları incelendiğinde; R2 0.94, MAE 0.3315, MSE 0.3670 ve RMSE değeri 0.6058 olarak bulunmuştur. LSTM tabanlı derin sinir ağlarının, regresyon işlemlerinde yüksek başarım gösterdiği görülmüştür. Sonuç olarak önerilen regresyon modeli ile 5G küçük hücre ağlarında HO kararlarının tahmin edilebildiği gösterilmiştir.

Keywords

References

  1. A. Çalhan and M. Cicioğlu, “Handover scheme for 5G small cell networks with non-orthogonal multiple access,” Comput. Networks, vol. 183, p. 107601, Dec. 2020, doi: 10.1016/j.comnet.2020.107601.
  2. M. Cicioğlu, “Performance Analysis of Handover Management in 5G Small Cells,” Comput. Stand. Interfaces, p. 103502, Dec. 2020, doi: 10.1016/j.csi.2020.103502.
  3. D. Muirhead, M. A. Imran, and K. Arshad, “A Survey of the Challenges, Opportunities and Use of Multiple Antennas in Current and Future 5G Small Cell Base Stations,” IEEE Access, vol. 4, pp. 2952–2964, 2016, doi: 10.1109/ACCESS.2016.2569483.
  4. “Ericsson Mobility Report,” Ericsson, 2020. https://www.ericsson.com/4adc87/assets/local/mobility-report/documents/2020/november-2020-ericsson-mobility-report.pdf (accessed Dec. 10, 2020).
  5. M. De Ree, G. Mantas, A. Radwan, S. Mumtaz, J. Rodriguez, and I. E. Otung, “Key Management for Beyond 5G Mobile Small Cells: A Survey,” IEEE Access, vol. 7, pp. 59200–59236, 2019, doi: 10.1109/ACCESS.2019.2914359.
  6. “Small cells - what’s the big idea? Femtocells are expanding beyond the home,” Small Cell Forum, 2014. https://scf.io/en/documents/030_-_Small_cells_big_ideas.php (accessed May 24, 2020).
  7. T. Bilen, B. Canberk, and K. R. Chowdhury, “Handover Management in Software-Defined Ultra-Dense 5G Networks,” IEEE Netw., vol. 31, no. 4, pp. 49–55, Jul. 2017, doi: 10.1109/MNET.2017.1600301.
  8. C. Çeken, S. Yarkan, and H. Arslan, “Interference aware vertical handoff decision algorithm for quality of service support in wireless heterogeneous networks,” Comput. Networks, vol. 54, no. 5, pp. 726–740, Apr. 2010, doi: 10.1016/j.comnet.2009.09.018.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

June 30, 2021

Submission Date

December 15, 2020

Acceptance Date

January 8, 2021

Published in Issue

Year 2021 Volume: 8 Number: 1

APA
Cicioğlu, M. (2021). LSTM tabanlı Derin Sinir Ağı ile Beşinci Nesil Küçük Hücre Ağlarında El Değiştirme Tahmini. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8(1), 90-99. https://doi.org/10.35193/bseufbd.840927
AMA
1.Cicioğlu M. LSTM tabanlı Derin Sinir Ağı ile Beşinci Nesil Küçük Hücre Ağlarında El Değiştirme Tahmini. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2021;8(1):90-99. doi:10.35193/bseufbd.840927
Chicago
Cicioğlu, Murtaza. 2021. “LSTM Tabanlı Derin Sinir Ağı Ile Beşinci Nesil Küçük Hücre Ağlarında El Değiştirme Tahmini”. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 8 (1): 90-99. https://doi.org/10.35193/bseufbd.840927.
EndNote
Cicioğlu M (June 1, 2021) LSTM tabanlı Derin Sinir Ağı ile Beşinci Nesil Küçük Hücre Ağlarında El Değiştirme Tahmini. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 8 1 90–99.
IEEE
[1]M. Cicioğlu, “LSTM tabanlı Derin Sinir Ağı ile Beşinci Nesil Küçük Hücre Ağlarında El Değiştirme Tahmini”, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 8, no. 1, pp. 90–99, June 2021, doi: 10.35193/bseufbd.840927.
ISNAD
Cicioğlu, Murtaza. “LSTM Tabanlı Derin Sinir Ağı Ile Beşinci Nesil Küçük Hücre Ağlarında El Değiştirme Tahmini”. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 8/1 (June 1, 2021): 90-99. https://doi.org/10.35193/bseufbd.840927.
JAMA
1.Cicioğlu M. LSTM tabanlı Derin Sinir Ağı ile Beşinci Nesil Küçük Hücre Ağlarında El Değiştirme Tahmini. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2021;8:90–99.
MLA
Cicioğlu, Murtaza. “LSTM Tabanlı Derin Sinir Ağı Ile Beşinci Nesil Küçük Hücre Ağlarında El Değiştirme Tahmini”. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol. 8, no. 1, June 2021, pp. 90-99, doi:10.35193/bseufbd.840927.
Vancouver
1.Murtaza Cicioğlu. LSTM tabanlı Derin Sinir Ağı ile Beşinci Nesil Küçük Hücre Ağlarında El Değiştirme Tahmini. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2021 Jun. 1;8(1):90-9. doi:10.35193/bseufbd.840927