Yıl 2019, Cilt 24 , Sayı 2, Sayfalar 239 - 254 2019-08-30

FFR TEKNİĞİ KULLANILAN ÇOK HÜCRELİ LTE-A SİSTEMLERİNDE KAYNAK ATAMA ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI
Comparision of Resource Allocation Algorithms on Multi-cell LTE-A Systems by Using FFR

Ahmet EMİR [1] , Hakan KAYA [2]


Gelişmiş Uzun Dönem Evrim (Long Term Evolution Advanced – LTE-A) sistemlerinde kaynak atamadaki amaç mevcut zaman ve frekans kaynağının kullanıcılar tarafından belirli ölçütlere göre etkin şekilde kullanılabilmesidir. Sistem kaynaklarının kullanıcılar arasında etkin bir biçimde paylaştırılması amacıyla çizelgeleme algoritmaları kullanılmaktadır. Bu çalışmada, çok hücreli LTE-A sistemlerinde hücreler arası frekans ataması için bir statik Hücreler Arası Girişim Uyumu (Intercell Interference Coordination- ICIC) tekniği olan Kesirsel Frekans Tekrar Kullanımı (Fractional Frequency Reuse-FFR) tekniği, ilk kez Genelleştirilmiş Oransal Adillik (Generalized Proportional Fair-GPF) ve Aritmetik Ortalama Metodu (Arithmetic Mean Method-AMM) çizelgeleyiciler için kullanılmıştır. En İyi Kanal Göstergeci (Best Channel Quality Indicator-BCQI), RR (Round Robin) ve Oransal Adillik (Proportional Fair-PF), AMM ve GPF Çizelgeleyicileri ortalama kullanıcı çıkış hızı, kenar kullanıcı hızı, tepe kullanıcı hızı ve adillik açısından karşılaştırılmıştır. Simülasyonlar sonucunda, çok hücreli LTE-A sistemlerinde FFR kullanılması koşulunda, GPF çizelgeleyicilerin diğer çizelgeleyicilere göre kenar kullanıcı hızlarını ve sistem adilliğini artırdığı gözlemlenmiştir.

The purpose of resource allocation in LTE-A (Long Term Evolution Advanced) systems is that the time frequency resource can be used effectively by the users according to specific parameters. Scheduling algorithms are used to efficiently allocate system resources among users. In this study, when allocating frequency among cells in multi-cell LTE-A systems, the Fractional Frequency Reuse (FFR) technique, a static ICIC (Intercell Interference Coordination) technique, was first used for GPF (Generalized Proportional Fair) and AMM (Arithmetic Mean Method) schedulers. BCQI (Best Channel Quality Indicator, RR (Round Robin) and PF (Proportional Fair), AMM and GPF schedulers were compared in terms of mean user throughput, edge user throughput, peak user throughput and fairness. As a result of the simulations, it was observed that GPF schedulers increased edge user throughputs and system fairness compared to other schedulers in case of using FFR in multicellular LTE-A systems.

  • 1. 3GPP TR 36.913 v.8.0.0 (2008). Requirements for Further Advancements for E-UTRA (LTE-Advanced) (Release 8), Erişim Adresi: http://www.qtc.jp/3GPP/Specs/36913-800.pdf. (Erişim Tarihi: 03.04.2017)
  • 2. 3GPP TS 36.106 v 8.7.0 (2012), LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); FDD repeater radio transmission and reception (Release 8), Erişim Adresi: https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/136100_136199/136106/08.07.00_60/ts_136106v080700p.pdf (Erişim Tarihi: 25.12.2017)
  • 3. Akkuzu B. (2014) Qos-Aware Scheduler For Self-Organizing Lte Networks, MsC Thesis, İstanbul Technical University, İstanbul.
  • 4. Ameigeiras P. , Navarro-Ortiz J. , Andres-Maldonado P. , Lopez-Soler J. M. , Lorca J. ,Perez-Tarrero Q. and Garcia-Perez R.(2016), 3GPP QoS-based scheduling framework for LTE, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2016, 1-14. doi: 10. 1186/s13638-016-0565-9
  • 5. Anonim (2018) LTE OFDM Technology, Erişim Adresi: https://www.tutorialspoint.com/lte/lte_ofdm_technology.htm (Erişim Tarihi 18:03.2018)
  • 6. Aramide S.O. , Barakat B. , Wang Y. , Keates S. and Arshad K. (2017), Generalized Proportional Fair (GPF) Scheduler for LTE-A, 9th Computer Science and Electronic Engineering (CEEC), Colchester, UK, 12-132. doi: 10. 1109/CEEC.2017. 8101612
  • 7. Büyükoğlu A. , Sağlam M. İ., Kavas A. and Kartal M.(2016), An Efficient Throughput Averaging Method for Proportional Fair Algorithm Used in Mobile Networks, Advances in Wireless and Optical Communications (RTUWO), Riga, Latvia,161-166. doi: 10.1109/RTUWO.2016.7821876
  • 8. Chen L. and Yuan D. (2010), Generalized frequency reuse schemes for OFDMA networks: Optimization and comparison, in IEEE 71st Vehicular Technology Conference (VTC2010-Spring), Taipei, Taiwan. doi: 10.1109 /VETECS.2010.5493830
  • 9. Dardouri S. and Bouallegue R. (2014) Comparative Study of Scheduling Algorithms for LTE Networks, International Journal of Electronics and Communication Engineering , 8(3), 467-472. doi: 10.1016/j.phycom.2013.11.009
  • 10. Ghosh A. , Ratasuk R. , B. Mondal, Mangalvedhe N. and Thomas T.(2010) , LTE-advanced: next-generation wireless broadband technology[Invited Paper], IEEE Wirel. Commun., 17(3) ,10-22. doi: 10.1109/MWC.2010.5490974
  • 11. Ikuno J. C. , Taranetz M. and Rupp M. (2013) , A Fairness-based Performance Evaluation of Fractional Frequency Reuse in LTE, 17th International ITG Workshop on Smart Antennas (WSA), Stutgart,Germany,
  • 12. Nardini G. , Stea G. ,Virdis A.,Sabella D., and Caretti M. (2016), . Practical large-scale coordinated scheduling in LTEAdvanced network, Wireless Networks, 22, 11-31. doi: 10. 1007 /s11276-015-0948-6
  • 13. Rahman M. and Yanikomeroglu H.(2010) , Enhancing cell-edge performance: a downlink dynamic interference avoidance scheme with inter-cell coordination, IEEE Transactions of Wireless Communications, 9(4), 1414–1425. doi: 10.1109 /TWC.2010.04.090256
  • 14. Rupp M. , Schwarz S. and Taranetz M. (2016), The Vienna LTE-Advanced Simulators: Up and Downlink,Link and System Level Simulation, Springer. , Singapore. doi: 10.1007/978-981-10-0617-3
  • 15. Sesia S. , Toufik I and Baker M.(2009), LTE: The UMTS Long Term Evolution:From Theort to Practice, Wiley Online Library. doi: 10. 1002/9780470742891
  • 16. Stoynov V. R. and Volkova-Jarvis Z. V.(2017), Performance Evaluation of Throughput Averaging Methods for the Proportional Fair Algorithm in Indoor Mobile Networks, 2017 13th International Conference on Advanced Technologies, Systems and Services in Telecommunications (TELSIKS), Nis, Serbia 232-235. doi: 10. 1109 /TELSKS.2017. 8246270
  • 17. Suliman M.A. and Ayoob D.S.A.(2015) , A Comparison Study Between the Downlink Packet Scheduling, Al-Rafidain Engineering, 23(3),27-40.
  • 18. Sun Z. , Yin C. and Yue G.(2006) , Reduced-Complexity Proportional Fair Sceduling for OFDMA Systems, International Conference on Communications, Circuits and Systems, Guilin,China , 1221-1225. doi: 10.1109/ICCCAS.2006.284866
  • 19. Trivedi R.D. ve Patel M. (2014) , Comparison of Different Scheduling Algorithm for LTE, International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 4(5), 334-339.
  • 20. Vienna LTE-A Downlink System Level Simulator v1.9 Q2-2016 (2016), Erişim Adresi:https://www.nt.tuwien.ac.at/research/mobile-communications/vccs/vienna-lte-a-simulators/lte-a-downlink-system-level-simulator/ (Erişim Tarihi: 10 Ocak 2017)
  • 21. Wengerter C. , Ohlhorst J. , and. Edler. von Elbwart A. G.(2005), Fairness and throughput analysis for generalized proportional fair frequency cheduling in OFDMA, IEEE 61st Veh. Technol. Conf. , 3(2), 0-4. doi: 10.1109/VETECS.2005.1543653.
  • 22. Xie Z. and Walke B.(2010), Frequency reuse techniques for attaining both coverage and high spectral efficiency in ofdma cellular systems, in IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC2010),Sydney, Australia. doi: 10. 1109 /WCNC.2010. 5506110
  • 23. Yıldız Ö and Sokullu R. (2017), A novel mobility aware downlink scheduling algorithm for LTE-A networks, International Conference on Ubiquitous and Future Networks (ICUFN), Milan, Italy, 300-305. doi: 10. 1109 /ICUFN.2017. 7993798
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Yazar: Ahmet EMİR (Sorumlu Yazar)
Kurum: Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği
Ülke: Turkey


Yazar: Hakan KAYA
Kurum: Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği
Ülke: Turkey


Tarihler

Başvuru Tarihi : 23 Temmuz 2018
Kabul Tarihi : 21 Mayıs 2019
Yayımlanma Tarihi : 30 Ağustos 2019

Bibtex @araştırma makalesi { uumfd446797, journal = {Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering}, issn = {2148-4147}, eissn = {2148-4155}, address = {}, publisher = {Bursa Uludağ Üniversitesi}, year = {2019}, volume = {24}, pages = {239 - 254}, doi = {10.17482/uumfd.446797}, title = {FFR TEKNİĞİ KULLANILAN ÇOK HÜCRELİ LTE-A SİSTEMLERİNDE KAYNAK ATAMA ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI}, key = {cite}, author = {EMİR, Ahmet and KAYA, Hakan} }
APA EMİR, A , KAYA, H . (2019). FFR TEKNİĞİ KULLANILAN ÇOK HÜCRELİ LTE-A SİSTEMLERİNDE KAYNAK ATAMA ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI. Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering , 24 (2) , 239-254 . DOI: 10.17482/uumfd.446797
MLA EMİR, A , KAYA, H . "FFR TEKNİĞİ KULLANILAN ÇOK HÜCRELİ LTE-A SİSTEMLERİNDE KAYNAK ATAMA ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI". Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering 24 (2019 ): 239-254 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/uumfd/issue/45830/446797>
Chicago EMİR, A , KAYA, H . "FFR TEKNİĞİ KULLANILAN ÇOK HÜCRELİ LTE-A SİSTEMLERİNDE KAYNAK ATAMA ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI". Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering 24 (2019 ): 239-254
RIS TY - JOUR T1 - FFR TEKNİĞİ KULLANILAN ÇOK HÜCRELİ LTE-A SİSTEMLERİNDE KAYNAK ATAMA ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI AU - Ahmet EMİR , Hakan KAYA Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.17482/uumfd.446797 DO - 10.17482/uumfd.446797 T2 - Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering JF - Journal JO - JOR SP - 239 EP - 254 VL - 24 IS - 2 SN - 2148-4147-2148-4155 M3 - doi: 10.17482/uumfd.446797 UR - https://doi.org/10.17482/uumfd.446797 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering FFR TEKNİĞİ KULLANILAN ÇOK HÜCRELİ LTE-A SİSTEMLERİNDE KAYNAK ATAMA ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI %A Ahmet EMİR , Hakan KAYA %T FFR TEKNİĞİ KULLANILAN ÇOK HÜCRELİ LTE-A SİSTEMLERİNDE KAYNAK ATAMA ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI %D 2019 %J Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering %P 2148-4147-2148-4155 %V 24 %N 2 %R doi: 10.17482/uumfd.446797 %U 10.17482/uumfd.446797
ISNAD EMİR, Ahmet , KAYA, Hakan . "FFR TEKNİĞİ KULLANILAN ÇOK HÜCRELİ LTE-A SİSTEMLERİNDE KAYNAK ATAMA ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI". Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering 24 / 2 (Ağustos 2019): 239-254 . https://doi.org/10.17482/uumfd.446797
AMA EMİR A , KAYA H . FFR TEKNİĞİ KULLANILAN ÇOK HÜCRELİ LTE-A SİSTEMLERİNDE KAYNAK ATAMA ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI. JFE. 2019; 24(2): 239-254.
Vancouver EMİR A , KAYA H . FFR TEKNİĞİ KULLANILAN ÇOK HÜCRELİ LTE-A SİSTEMLERİNDE KAYNAK ATAMA ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI. Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering. 2019; 24(2): 254-239.