Optimal power allocation for cognitive LTE-femtocell networks based on game theory

• Autorzy: Martyna J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/59.2017.8-9.90

Warianty tytułu

PL

Optymalna alokacja mocy w sieciach femtokomórkowych LTE oparta o teorię gier

• Konferencja: XXXIII Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki (XXXIII ;13-15.09.2017 ; Warszawa, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, a new power control scheme for cognitive LTE-femtocell networks based on game theory is proposed. The problem is formulated as a coalition graph game problem to maximise throughput and system fairness. Then, a heuristic low-complexity algorithm to solving so presented problem is given. Simulation results have validated that the proposed scheme is effective in managing the cognitive femtocell network.

PL

W tym artykule proponuje się nowy schemat kontroli mocy dla sieci kognitywnych femtokomórek LTE oparty o teorię gier. Problem jest sformułowany jako gra koalicyjna, maksymalizująca przepustowość i sprawiedliwość systemu. Następnie, przedstawiono heurystyczny algorytm o małej złożoności dla rozwiązanie tego problemu. Wyniki symulacji potwierdziły, że proponowany schemat jest efektywny dla zarządzanie femtokomórką kognitywną LTE.

Słowa kluczowe

EN

cognitive radio networks; game theory; LTE-femtocells; power allocation

PL

alokacja mocy; kognitywne sieci radiowe; komórki LTE; teoria gier

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 8-9
• Strony: 1067--1071, CD
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Martyna J.

• Faculty of Mathematics and Computer Science, Jagiellonian University, Prof. Łojasiewicza Street 6, 30-348 Cracow

Bibliografia

• [1] Mansfield G., “Femtocells in the US Marketbusiness drivers and consumer propositions,” in FemtoCells Europe, ATT, June 2008.
• [2] Chandrasekhar, Vikram, Jeffrey G. Andrews, Tarik Muharemovic, Zukang Shen, and Alan Gatherer. "Power control in two-tier femtocell networks." IEEE Trans. on Wireless Comm. 8, no. 8 (2009).
• [3] Cheung, Wang Chi, Tony QS Quek, Marios Kountouris. "Throughput optimization, spectrum allocation, and access control in two-tier femtocell networks." IEEE Journal on Selected Areas in Communications 30, no. 3 (2012): 561-574.
• [4] Andrews, Jeffrey G., Holger Claussen, Mischa Dohler, Sundeep Rangan, Mark C. Reed. "Femtocells: Past, present, and future." IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 30, no. 3 (2012): 497-508.
• [5] Huang, Li, Guangxi Zhu, Xiaojiang Du. "Cognitive femtocell networks: an opportunistic spectrum access for future indoor wireless coverage." IEEE Wireless Communications 20, no. 2 (2013): 44-51.
• [6] Gupta, Nitish Kumar, Adrish Banerjee. "Power and subcarrier allocation for OFDMA femto-cell based underlay cognitive radio in a two-tier network." In Internet Multimedia Systems Architecture and Application (IMSAA), 2011 IEEE 5th International Conference on, pp. 1-6. IEEE, 2011. Fig. 5. Allocated power to FAP versus average number of SUs.
• [7] Martínez-Vargas, Anabel, Ángel G. Andrade, Roberto Sepúlveda, and Oscar Montiel Ross. "An Admission Control and Channel Allocation Algorithm Based on Particle Swarm Optimization for Cognitive Cellular Networks." (2014): 151-162.
• [8] Saadat, Salman, Da Chen, Tao Jiang. "QoS Guaran- Teed Resource Allocation Scheme for Cognitive Femtocells in LTE Heterogeneous Networks with Universal Frequency Reuse." Mobile Networks and Applications 21, no. 6 (2016): 930-942.
• [9] Kpojime, Harold O., Ghazanfar A. Safdar. "Interference mitigation in cognitive-radio-based femtocells." IEEE Comm. Surveys & Tutorials 17, no. 3 (2015): 1511-1534.
• [10] Meinilä, Juha, Pekka Kyösti, Tommi Jämsä, and Lassi Hentilä. "WINNER II channel models." Radio Technologies and Concepts for IMT-Advanced (2009): 39-92.
• [11] Han, Zhu, Zhu Ji, KJ Ray Liu. "Fair multiuser channel allocation for OFDMA networks using Nash bargaining solutions and coalitions." IEEE Trans. on Comm. 53, no. 8 (2005): 1366-1376.
• [12] Ma, Chuan, Guanding Yu, Jietao Zhang. "A node grouping algorithm for joint relay selection and resource allocation in cooperative cognitive radio networks." In Wireless Communications and Signal Processing (WCSP), Int. Con. pp. 1-5. IEEE, 2011.
• [13] Apt, Krzysztof R., Andreas Witzel. "A generic approach to coalition formation." International Game Theory Review 11, no. 03 (2009): 347-367.
• [14] Boyd, Stephen, Lieven Vandenberghe. Convex optimization. Cambridge University Press, 2004.
• [15] IEEE 802.22, “Cognitive Wireless Regional Area Network”, https://standards.ieee.org/about/get/802/ 802.22.html], 2011.
• [16] Qi, Qilin, Andrew Minturn, Yaoqing Yang. "An efficient water-filling algorithm for power allocation in OFDM-based cognitive radio systems." In Systems and Informatics (ICSAI), 2012 International Conference on, pp. 2069-2073. IEEE, 2012.