طراحی بهینه سلولی در مخابرات سیار نسل سوم با استفاده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی سجاد، مشهد، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی سجاد مشهد، مشهد، ایران

چکیده

 در مخابرات سیار، طراحی سلولی یک مسأله بسیار پیچیده است که عواملی همانند مکان و شکل موانع موجود در محیط، تراکم جمعیت و شرایط محیطی دیگر در آن موثر است؛ در نتیجه، انجام بهینه آن با روش‌های کلاسیک به سادگی میسر نیست. در برخی از روش‌های طراحی سلولی، طراحان فقط مکان بهینه ایستگاه‌های پایه را تعیین می‌کنند و سپس با اندازه‌گیری‌های محیطی، به تنظیم پارامترهای همچون توان، شیب و ارتفاع آنتن می‌پردازند، در این مقاله، روشی نوین ارائه گردیده که در آن با استفاده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه، علاوه بر یافتن مکان بهینه ایستگاه‌های پایه مخابرات سیار نسل سوم، پارامترهای ارتفاع، توان و شیب آنتن هر کدام از این ایستگاه‌ها نیز به صورت همزمان و بهینه تعیین می‌شوند. هدف، کاهش همزمان تداخل و افزایش پوشش شبکه می‌باشد. کارآیی روش پیشنهادی با استفاده از نرم افزار شبیه‌سازی انتشار امواج USPSدر یک محدوده مشخص از منطقه آزادشهر مشهد که دانشگاه صنعتی سجاد در آن قرار دارد، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد روش پیشنهادی کارآیی بسیار خوبی دارد. همچنین، نسبت به روش‌هایی که فقط به مکان‌یابی ایستگاه‌های پایه می‌پردازند نیز  کارایی بهتری دارد و در بهترین حالت بیش از نود درصد ناحیه مورد بررسی، تحت پوشش مناسب شبکه قرار می‌گیرد.

کلیدواژه‌ها


S. Watanabe, T. Hiroyasu and M. Mikiand, “Parallel evolutionary multi-criterion optimization for mobile telecommunication networks optimization”, EUROGEN2001, Athens, Greece, pp.167–172, 2001.

 

H. Meunier, E.G. Talbi and P. Reininger, “A multiobjective genetic algorithm for radio network optimization,” Int. Workshop on emergent synthesis IWES'99, pp. 317–324, 2000.

 

P. Calegari, F. Guidec, P. Kuonen and F. Nielsen, “Combinatorial optimization algorithms for radio network planning,” Theoretical Computer Science (TCS), vol. 263, Issues 1-2, pp.235–245, 2001.

 

E. Alband and Chicano. F, “On the behavior of parallel genetic gorithms for optimal placement of antennae in telecommunications,” International Journal of Foundations of Computer Science, Vol 16, no 2, pp. 343–359, 2005.

 

R. S. Rambally and A. Maharaj, “Cell Planning Using Genetic Algorithm and Tabu Search,” International Conference on the Application of Information and Web Tecnologic, londan, pp. 640-645, 2009.

 

J. Yung, M. E. Aydin and C. Maple,“UMTS base station location planning: a mathematical model and heuristic optimization algorithms,” IEI communication, vol. 1, No. 5,pp. 1007-1014, 2007.

 

N. Lakshminarasimman, S. Baskar, A. Alphones, M. Willjuice Iruthayarajan, “Evolutionary multiobjective optimization of cellular base station locations using modified NSGA-II,” International Journal of Wireless Networks, Vol. 17, No 3, pp. 597-609, 2011.

 

Chen-Shu Wang, Yi-Dung Chen “Base Station Deployment with Capacity and Coverage in WCDMA Systems Using Genetic Algorithm at Different Height,” Genetic and Evolutionary  computing (ICGEC), pp. 546-549, 2012

 

[9] م. جعفری “جایابی ایستگاه های پایه و بهینه سازی آن با الگوریتم ژنتیک،” پایان‌نامه کارشناسی ارشد مخابرات، دپارتمان مهندسی برق، دانشگاه صنعتی سجاد، مشهد، 1391.

 

[10] ا. ا. اخلاقی, م. میر صالحی و ح. ضمیری، “طراحی شبیه ساز انتشار امواج رادیویی در محیط شهری،” دوازدهمین کنفرانس مهندسی برق ایران، مشهد، 1383

 

H. Zamiri, I. Ahadi-Akhlaghi, M. M. Mirsalehi and K. N. Plataniotis, “Mobile station positioning using radial basis function networks,”  PIMRC2004. IEEE  International Symposium, vol. 4, pp. 2797-2800, 2004.

 

GSM Cell Planning Workshop, Ericsson Radio Systems.