Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การปรับปรุงวิสัยสามารถและการจัดสรรสเปกตรัมในโครงข่ายเฟมโตเซลล์โดยกลยุทธ์ราคา, ความยุติธรรม และคุณภาพของบริการ

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

THROUGHPUT IMPROVEMENT AND SPECTRUM ALLOCATION IN FEMTOCELL NETWORKS BY PRICING STRATEGY, FAIRNESS AND QOS

Year (A.D.)

2014

Document Type

Thesis

First Advisor

วาทิต เบญจพลกุล

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมไฟฟ้า

DOI

10.58837/CHULA.THE.2014.1270

Abstract

ในปัจจุบันความต้องการปริมาณการใช้ข้อมูลในระบบโครงข่ายเซลล์ลูลาร์มีเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากมีอุปกรณ์ที่สามารถรองรับการใช้งานพร้อมโปรแกรมประยุกต์ที่หลากหลาย จึงทำให้เกิดปริมาณการรับส่งข้อมูลจำนวนมากที่สถานีฐานแมโครเซลล์ ส่งผลให้ความเร็วในการรับส่งข้อมูลของผู้ใช้งานลดลง ดังนั้นสถานีฐานเฟมโตเซลล์จึงเป็นทางเลือกหนึ่งในการแก้ปัญหา ซึ่งสามารถลดปริมาณการรับส่งข้อมูลจำนวนมากที่สถานีฐานแมโครเซลล์ รวมถึงสามารถเพิ่มความจุช่องสัญญาณและแก้ไขปัญหารัศมีการครอบคลุมของสัญญาณที่เข้าไม่ถึงสำหรับผู้ใช้งาน อย่างไรก็ตามปัญหาการแทรกสอดของสัญญาณระหว่างสถานีฐานแมโครเซลล์และสถานีฐานเฟมโตเซลล์จะเกิดขึ้นหากใช้ความถี่เดียวกัน ซึ่งปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการจัดสรรสเปกตรัมแบบแบ่งความถี่ระหว่างสถานีฐานแมโครเซลล์กับสถานีฐานเฟมโตเซลล์ แต่ยังมีปัญหาในการคำนวณหาอัตราส่วนการจัดสรรสเปกตรัมที่เหมาะสมสำหรับสถานีฐานแมโครเซลล์และสถานีฐานเฟมโตเซลล์ว่าควรเป็นจำนวนเท่าใด รวมถึงในการคำนวณหาจำนวนช่องสัญญาณย่อยที่เหมาะสมสำหรับสถานีฐานเฟมโตเซลล์ แต่ในงานวิจัยที่ผ่านมามีการใช้การจัดสรรสเปกตรัมแบบคงที่ (FSA) ซึ่งกำหนดอัตราส่วนสำหรับการจัดสรรสเปกตรัม และจำนวนช่องสัญญาณย่อยแบบคงที่ โดยไม่เปลี่ยนแปลงตามการเพิ่มขึ้นของจำนวนเฟมโตเซลล์ในโครงข่าย วิทยานิพนธ์ฉบับนี้จึงเสนอการหาอัตราส่วนที่เหมาะสมของสเปกตรัมที่เฟมโตเซลล์และแมโครเซลล์สามารถนำไปใช้งานได้ เมื่อจำนวนสถานีฐานเฟมโตเซลล์เพิ่มขึ้นในโครงข่าย รวมทั้งหาจำนวนช่องสัญญาณย่อยที่เหมาะสมสำหรับเฟมโตเซลล์ และปรับปรุงวิสัยสามารถในโครงข่าย โดยใช้กลยุทธ์ด้านราคามาพิจารณา เพื่อให้ผู้ให้บริการได้รับรายได้สูงสุด พร้อมทั้งพิจารณาความยุติธรรมและคุณภาพของบริการสำหรับผู้ใช้งานด้วย ซึ่งพบว่าวิธีที่นำเสนอนั้น ได้ค่าเฉลี่ยความจุช่องสัญญาณทั้งหมดในโครงข่ายมากกว่าวิธี FSA ในช่วงแรกของจำนวนเฟมโตเซลล์ แต่หลังจากนั้นจะน้อยกว่าวิธี FSA และเมื่อพิจารณาทางด้านค่าบริการพบว่า วิธีที่เสนอมีค่าบริการเมื่อใช้เฟมโตเซลล์ถูกกว่าแมโครเซลล์เสมอที่ทุกจำนวนเฟมโตเซลล์ ซึ่งจะดึงดูดให้ผู้ใช้บริการสนใจที่จะใช้บริการเฟมโตเซลล์มากขึ้น นอกจากนี้รายได้สูงสุดของผู้ให้บริการสำหรับวิธีที่เสนอนั้นมากกว่าวิธี FSA ทั้งหมดที่ทุกจำนวนเฟมโตเซลล์ และสุดท้าย เราได้จำนวนช่องสัญญาณย่อยที่เหมาะสมเพื่อนำไปใช้วางแผนในการจัดสรรสเปกตรัมอย่างมีประสิทธิภาพ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

At present, the demand for user capacity in the cellular network has been increasing due to having a smart device together with many application programs. The data stream will be transmitted considerably to the macrocell base station and this affects data speed of user. Thus, the femtocell base station becomes an alternative for the service provider to help to offload data from macrocell including to increase capacity and to solve coverage holes for user. However, the signal interference problem between macrocell and femtocell will occur when they use the same frequency. This problem can be solved by splitting spectrum between macrocell and femtocell. Nevertheless, it still faces problem to calculate the optimal spectrum ratios between macrocell and femtocell including the number of optimal sub-channels for femtocell. Previous works used fixed spectrum allocation (FSA), which specifies the fixed spectrum ratio and the fixed number of sub-channels that does not vary according to increased number of femtocells in the network. In this thesis, we propose a method to find optimal spectrum ratio between macrocell and femtocell when the number of femtocells increases in the network including the number of optimal sub-channels for femtocell and throughput improvement in the network by pricing strategy for maximum revenue of service provider while considering fairness and QoS for user. The proposed method gets more total expected capacity in the network than FSA when the number of femtocells is small, after that the capacity is less than that of FSA. When considering price of service we found that the proposed method gives cheaper price of femtocell service than that of macrocell service for all number of femtocells. This is attractive for the service users to increase their usage. Moreover, the proposed method gives more revenue to service provider than FSA in all number of femtocells. Finally, we get optimal number of sub-channels to be applied effective spectrum allocation plan.

Link to Full Text

Share

COinS