CHANNEL ASSIGNMENT IN MOBILE RADIO NETWORKS

1997 ◽  
Author(s):  
Αθανάσιος Γκιορτζής
Keyword(s):  
Linear Programming ◽  
Branch And Bound ◽  
Integer Linear Programming ◽  
Channel Assignment ◽  
Assignment Problem ◽  
Coupling Factor ◽  
Radio Networks ◽  
Benchmark Problems ◽  
Channel Assignment Problem ◽  
Fixed Channel Assignment

Η ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΑΥΤΗ ΕΞΕΤΑΖΕΙ ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΗΣ ΑΝΑΘΕΣΗΣ ΤΩΝ ΔΙΑΘΕΣΙΜΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ, ΓΝΩΣΤΟΥ ΣΑΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΑΝΑΘΕΣΗΣ ΚΑΝΑΛΙΩΝ (CHANNEL ASSIGNMENT PROBLEM - CAP), ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ. ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΗΣ ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΧΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΘΕΣΗΣ ΚΑΝΑΛΙΩΝ, (FIXED CHANNEL ASSIGNMENT PROBLEM - FCA), ΔΙΑΤΥΠΩΝΕΤΑΙ ΣΑΝ ΕΝΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΑΚΕΡΑΙΟΥ ΓΡΑΜΜΙΚΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ, (INTEGER LINEAR PROGRAMMING - ILP), ΜΕ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΥΣ ΣΤΗ ΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑ ΧΡΗΣΗΣ ΚΑΙ ΤΗ ΖΗΤΗΣΗ ΤΩΝ ΔΙΑΘΕΣΙΜΩΝ ΚΑΝΑΛΙΩΝ. Η ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΕΙΝΑΙ ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΕΥΕΛΙΚΤΗ. ΕΧΕΙ ΕΠΕΚΤΑΘΕΙ ΕΠΙΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΧΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΘΕΣΗΣ ΚΑΝΑΛΙΩΝ (FCA), ΜΕ ΜΕΓΙΣΤΗ ΧΡΗΣΗ (MAXIMUM PACKING - MP). ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΛΥΣΗ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΠΟΥ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΙ ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ, ΠΡΟΤΕΙΝΕΤΑΙ ΚΑΙ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΕΝΑΣ ΕΙΔΙΚΟΣ "BRANCH AND BOUND" ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ. ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΠΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΕΤΑΙ ΕΦΑΡΜΟΣΤΗΚΕ ΣΕ ΕΝΑ ΑΡΙΘΜΟ ΑΠΟ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΑ ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ (BENCHMARK PROBLEMS), ΤΑ ΟΠΟΙΑ ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΣΤΗΝ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ. ΜΕ ΣΚΟΠΟ ΝΑ ΑΥΞΗΘΕΙ ΠΑΡΑΠΕΡΑ ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΤΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ ΠΟΥ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΕΠΙΛΥΘΟΥΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΗΝ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ, ΠΡΟΤΕΙΝΕΤΑΙ ΜΙΑ ΝΕΑ ΤΕΧΝΙΚΗ ΔΙΑΣΠΑΣΗΣ ΓΙΑ FCA ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ. Η ΑΡΧΗ ΑΥΤΗΣ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΔΙΑΣΠΑΣΗΣ ΕΙΝΑΙ ΠΡΩΤΑ ΝΑ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΕΙ, ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΝΑ ΔΙΑΙΡΕΙ, ΤΟ ΑΡΧΙΚΟ ΜΕΓΑΛΟ FCA ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΣΕ ΕΝΑ ΑΡΙΘΜΟ ΑΠΟ ΜΙΚΡΟΤΕΡΑ ΣΥΝΔΕΔΕΜΕΝΑ ILP ΥΠΟΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ. ΜΕ ΣΚΟΠΟ ΝΑ ΒΡΕΘΕΙ ΜΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΗ, Η ΠΕΡΙΠΟΥ ΒΕΛΤΙΣΤΗ, ΔΙΑΙΡΕΣΗ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΕΝΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΠΡΟΤΕΙΝΕΤΑΙ Η ΙΔΕΑ ΤΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΣΥΖΕΥΞΗΣ (COUPLING FACTOR). (ΠΕΡΙΚΟΠΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗΣ)

On the Use of Particle Swarm Optimization Techniques for Channel Assignments in Cognitive Radio Networks

2012 ◽  
pp. 202-214 ◽  
Author(s):  
Hisham M. Abdelsalam ◽  
Haitham S. Hamza ◽  
Abdoulraham M. Al-Shaar ◽  
Abdelbaset S. Hamza
Keyword(s):  
Cognitive Radio ◽  
Cognitive Radio Networks ◽  
Channel Assignment ◽  
Assignment Problem ◽  
Pso Algorithm ◽  
Radio Networks ◽  
Optimization Techniques ◽  
Secondary Users ◽  
Swarm Optimization ◽  
Channel Assignment Problem

Efficient utilization of open spectrum in cognitive radio networks requires appropriate allocation of idle spectrum frequency bands (not used by licensed users) among coexisting cognitive radios (secondary users) while minimizing interference among all users. This problem is referred to as the spectrum allocation or the channel assignment problem in cognitive radio networks, and is shown to be NP-hard. Accordingly, different optimization techniques based on evolutionary algorithms were needed in order to solve the channel assignment problem. This chapter investigates the use of particular swarm optimization (PSO) techniques to solve the channel assignment problem in cognitive radio networks. In particular, the authors study the definitiveness of using the native PSO algorithm and the Improved Binary PSO (IBPSO) algorithm to solve the assignment problem. In addition, the performance of these algorithms is compared to that of a fine-tuned genetic algorithm (GA) for this particular problem. Three utilization functions, namely, Mean-Reward, Max-Min-Reward, and Max-Proportional-Fair, are used to evaluate the effectiveness of three optimization algorithms. Extensive simulation results show that PSO and IBPSO algorithms outperform that fine-tuned GA. More interestingly, the native PSO algorithm outperforms both the GA and the IBPSO algorithms in terms of solution speed and quality.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document