در این مقاله، راهکار واگذاری داده کاربران شبکه سلولی به فمتوسل و استفاده از فناوری ارتباط دوسویه هم فرکانس (IBFD) به منظور افزایش گذردهی شبکه و بهره وری طیفی پیشنهاد شده است. برای ارسال ترافیک کاربران به ماکروسل در مسیر فراسو، از واگذاری ترافیک به فمتوسل استفاده می شود. به عبارتی تمام یا بخشی از ترافیک کاربران به جای ارسال مستقیم به ماکروسل، ابتدا به فمتوسل ارسال شده و سپس به ماکروسل ارسال می گردد. همچنین فناوری IBFD که ارسال و دریافت هم زمان در یک باند فرکانسی را انجام می دهد نیز در فمتوسل به کار گرفته شده و چند حالت زمان بندی ارسال ترافیک پیشنهاد می گردد. علاوه بر این، تعداد و موقعیت بهینه کاربرانی که ترافیک داده خود را با IBFD یا بدون آن به فمتوسل واگذار می کنند تعیین می شود.نتایج شبیه سازی موید بهبود گذردهی شبکه به واسطه افزایش بهره وری فرکانس و کاهش توان مصرفی است.

شبکه های فمتوسل یکی از راه کارهای جدید در زمینه مخابرات سلولی می باشند که به منظور افزایش ظرفیت و کیفیت سرویس به وجود آمده اند. پیدایش این شبکه ها در مخابرات سلولی علی رغم تمام مزایایی که داشته، چالش های خاص خود را نیز به همراه داشته، که یکی از مهم ترین آن ها بحث تداخل است. در این مقاله با استفاده از فن آوری فراپهن باند به عنوان راهکاری موثر در راستای کاهش پدیده تداخل سعی در بهبود کارایی کاربران در این شبکه ها داریم. فن آوری فرا پهن باند از پالس های ضربه سان استفاده می کند. استفاده از این پالس ها انرژی سیگنال را روی پهنای باند بسیار گسترده ایی توزیع کرده و سطح چگالی طیف توان بسیار پایینی را نتیجه می دهد. لذا سیستم های مبتنی بر فن آوری مذکور روی سیستم های باند باریکی که در محدوده فرکانسی بسیار گسترده ی این فن آوری قرار دارند کمترین تداخل را ایجاد می کند. همچنین سیستم های باند باریک مجاور، تداخل بسیار ناچیزی روی سیستم های فراپهن باند ایجاد می کند. در نتیجه به نظر می رسد با به کارگیری این نوع ارسال در شبکه های فمتوسل، کاربران فمتوسل و ماکروسل می توانند بدون ایجاد تداخل قابل ملاحظه ایی بر روی یکدیگر به فعالیت بپردازند. در این مقاله به منظور سنجش کارایی استفاده از این تکنیک، به محاسبه احتمال خاموشی کاربر ماکروسل که از ایستگاه پایه ی فمتوسل های مجاورش سیگنال تداخل دریافت می کند و همچنین احتمال خاموشی کاربر فمتوسل که در مجاورت کاربران ماکروسل قرار دارد و از آن ها سیگنال تداخل دریافت می کند می پردازیم.

شبکه های چندسطحی که شامل ماکروسل و فمتوسل هستند، منجر به افزایش ظرفیت شبکه و بهبود کیفیت سرویس های ارائه شده به کاربران در شبکه های سلولار می شوند. تخصیص زیرکانال مشترک بین کاربران سطوح مختلف، باعث ایجاد تداخل بین سطحی بین کاربران می گردد که به دلیل اولویت بالاتر کاربران ماکروسل، حضور کاربران فمتوسل نباید مانع دست یابی این کاربران به حداقل کیفیت سرویس خود شوند. در این مقاله یک روش کنترل توان و تخصیص زیرکانال در حالت فروسو و در دو سطح ماکروسل و فمتوسل مبتنی بر OFDMA با هدف بیشینه کردن مجموع نرخ کاربران فمتوسل ها، به نحوی که حداقل کیفیت سرویس برای همه کاربران ماکروسل و کاربران حساس به تاخیر فمتوسل ها رعایت گردد ارائه می دهیم. در سطح ماکروسل دو مساله متفاوت را به صورت جداگانه در نظر می گیریم. مساله اول با هدف بیشینه نمودن مجموع آستانه تداخل بین سطحی قابل تحمل برای کاربران ماکروسل و مساله دوم با هدف کمینه کردن مجموع توان ارسالی ماکروسل بیان می شود. مساله در سطح فمتوسل، با هدف بیشینه نمودن مجموع نرخ داده کاربران فمتوسل ها بیان می گردد. برای حل مساله اول در سطح ماکروسل از الگوریتم مجارستانی که یک روش بهینه انتساب است استفاده می نماییم. همچنین برای حل مساله دوم از یک روش مکاشفه ای برای تخصیص زیرکانال و از روش دوگان لاگرانژ برای کنترل توان استفاده می گردد. برای حل مساله در سطح فمتوسل نیز ابتدا با استفاده از یک روش مکاشفه ای، تخصیص زیرکانال صورت می گیرد و سپس با استفاده از روش دوگان لاگرانژ که یکی از روش های حل مسایل بهینه سازی محدب است، کنترل توان صورت می پذیرد. در انتها عملکرد این روش با تحلیل نتایج حاصل از شبیه سازی بررسی می گردد.

تخصیص منابع همواره یکی از چالش های اساسی در طراحی شبکه های بی سیم سلولی بوده است. تخصیص مناسب منابع شبکه که به بیانی دقیق تر شامل انتخاب ایستگاه پایه مناسب و تخصیص پهنای باند کافی برای کاربران می باشد، نقش مؤثری در کاهش تداخل، تأمین انتظارات و تضمین الزامات کیفیت سرویس کاربر ایفا می کند. در این مقاله، رویکردی مبتنی بر چارچوب ریاضی نظریه بازی برای حل مسأله انتخاب ایستگاه پایه در شبکه های بی سیم دو-رده ای فمتوسل ارائه می شود. در رویکرد پیشنهادی، رفتار رقابتی کاربران شبکه برای در اختیار گرفتن منابع مورد نیاز به شکل یک بازی تکاملی فرمول بندی می شود. در رویکرد پیشنهادی همچنین، احتمال انتخاب یک ایستگاه پایه، محاسبه بار سلولی هر ایستگاه پایه و تجزیه و تحلیل احتمال رد تقاضای کاربر از طرف ایستگاه پایه را محاسبه می کنیم. رویکرد پیشنهادی ضمن بیشینه سازی نرخ گذردهی شبکه، الزامات کیفیت سرویس کاربران شبکه را نیز تأمین می کند. در نهایت، یک الگوریتم غیر متمرکز یادگیر مبتنی بر یادگیری EXP3 برای همگرایی مسأله به تعادل تکاملی به عنوان پاسخ بازی ارائه می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی نیازهای کیفیت سرویس کاربران شبکه را تأمین می کند و عملکرد مطلوب را به دست می آورد.

روش های موجود در زمینه مدیریت دست به دست شدن سیگنال در شبکه های مخابرات سلولی نمی توانند به طور هم زمان تعداد رخدادهای غیر ضروری و تاخیر تصمیم را در سطح پایینی نگه دارند. هدف اصلی این مقاله ارائه روش هوشمندی است تا علاوه بر این که به درخواست های ضروری اجازه رخ دادن می دهد، تعداد رخدادهای غیر ضروری آن را نیز کمینه کند و به این ترتیب موجب بهبود کارایی کلی شبکه شود. به منظور دست یابی به چنین هدفی، در روش پیشنهادی از دانش جغرافیایی برگرفته از نقشه های ساختمان توام با روش خوشه بندی طیفی در نواحی تحت پوشش فمتوسل استفاده می شود. بدین سبب نیاز به توسعه خوشه بندی طیفی مبتنی بر اطلاعات جغرافیایی است. نتایج به دست آمده از روش پیشنهادی روی داده ها و شبیه سازی های انجام گرفته، بیانگر این است که این روش نسبت به سایر روش ها با افزایش احتمال تخصیص کاربر به سلول مناسب، به شکل قابل قبولی قادر به مدیریت پدیده دست به دست شدگی در لایه ناهمگن فمتوسل- ماکروسل است.