إدارة الموارد الديناميكية الذكية في شبكات النفاذ إلى الراديو السحابية باستخدام الخوارزميات المستوحاة من الطبيعة

الملخص

طرحت شبكات النفاذ إلى الراديو السحابيّة كحل واعد لدعم متطلبات الجيل الخامس بتحقيق الإدارة المركزيّة، وتقليل التكاليف، وزيادة كفاءة الطاقة، والكفاءة الطيفيّة، والمعالجة التعاونيّة من خلال تجميع وحدات معالجة النطاق الأساسي  (BBU) Baseband Unitفي تجمع مركزي سحابي، غير أنّ النشر عالي الكثافة للخلايا الصغيرة Small cells الداعمة للخلايا الماكرويّة Macro cells، يزيد صعوبة إدارة الموارد، ويجعل منها مشكلة تحسين من النوع NP-hard يحتاج حلها إلى اختيار خوارزميات مناسبة تلائم طبيعة المشكلة من جهة، وتحقق جودة الخدمة من جهة أخرى، ونظراً لمرونة الخوارزميات الذكيّة المستوحاة من الطبيعة، وقدرتها على التكيّف مع تغيّر حركة بيانات المستخدمين، ندرس إحداها ألا وهي خوارزمية SA-PSO الهجينة المؤلفة من مرحلتين مرحلة الاختيار الديناميكي للرؤوس الراديويّة النشطة باستخدام خوارزمية (SA) Simulated Annealing، ثم مرحلة تجميع الرؤوس الراديوية البعيدة(RRHs) Remote Radio Heads ، وربطها بتجمعات BBU السحابية بما يضمن موازنة الحمولة بين هذه الوحدات، وذلك باستخدام خوارزمية أسراب الطيور Particle Swarm Optimization (PSO). نأخذ بعين الاعتبار التغيّر الديناميكي في حركة بيانات المستخدمين خلال أربع وعشرين ساعة بهدف دراسة تأثير المد والجزر Tidal Effects على أداء الخوارزميات المدروسة. أظهرت النتائج تفوق خوارزمية SA-PSO على خوارزمية (HDSO) Heuristic Dynamic Switch off الديناميكية من حيث تخفيض معدل استخدام الرؤوس الراديوية بما يقارب 13.81٪ عند انخفاض حركة البيانات و14.36٪ في ساعات الذروة مع تحقيق جودة الخدمة المطلوبة.