Interference-Aware Network Planning for Wireless Systems
A Unified Framework for User Association and Resource Allocation
Tid: Ti 2026-06-09 kl 10.00
Plats: ITRL, Drottning Kristinas Väg 40
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/67168051786
Språk: Engelska
Ämnesområde: Elektro- och systemteknik
Licentiand: Elisa Bin , Reglerteknik
Granskare: Professor Alexey Vinel, Karlsruhe Institute of Technology, Karlsruhe, Germany
Huvudhandledare: Professor Jonas Mårtensson, Reglerteknik; Adjunct professor Gabor Fodor, Reglerteknik
QC 20260518
Abstract
Denna avhandling behandlar nätverksplanering i interferensbegränsade trådlösa system, med fokus på kopplingen mellan långsiktiga infrastrukturbeslut och kortsiktig resursallokering. I takt med att nätverk blir tätare räcker inte traditionella metoder, där planering och drift behandlas separat, för att korrekt fånga effekten av nedlänksinterferens mellan celler på systemprestanda och dimensionering.
Ett interferensmedvetet ramverk för nedlänksbaserade flercellnät föreslås, där användarassociation, bandbreddsallokering och sändareffekt optimeras gemensamt inom en enhetlig SINR-baserad modell. En central egenskap i ramverket är att både bandbredd och effekt behandlas som optimeringsvariabler, vilket möjliggör en mer flexibel och realistisk beskrivning av resursallokering jämfört med modeller där en av dessa hålls konstant. Intercellinterferens inkluderas explicit genom en beräkningsmässigt hanterbar approximation, vilket gör det möjligt att integrera interferens i planeringsproblem.
Inom detta ramverk analyseras två centrala optimeringsproblem: effektminimering under minimikrav på datatakt samt maximering av den totala datatakten under resursbegränsningar. Genom att formulera båda problemen under samma antaganden tydliggörs de strukturella skillnaderna som uppstår beroende på vald målfunktion. Resultaten visar att maximering av total datatakt tenderar att ge ojämna resursfördelningar om inte ytterligare användarspecifika begränsningar införs, medan effektminimering i kombination med minimikrav på datatakt ger resurseffektiva lösningar som garanterar en lägsta servicenivå för alla användare och förhindrar att användare helt blir utan resurser.
Vidare påverkar interferensmedveten planering utformningen av nätet avsevärt. Metoder som bortser från interferens underskattar ofta resursbehovet, medan det föreslagna ramverket ger mer robusta och realistiska lösningar.
Ramverket utvidgas även till att inkludera UAV-assisterad nätverksplanering, där flygande basstationer kan användas för att hantera rumsliga och tidsmässiga variationer i trafik. Detta belyser ytterligare vikten av interferensmedveten modellering i framväxande, flexibla nätverksarkitekturer.
Sammanfattningsvis visar resultaten vikten av att gemensamt beakta planering och drift under explicit interferensmodellering och flexibel resursallokering, och ger insikter för utformningen av framtida trådlösa nätverk.