Μοντέλα επίδοσης ασύρματων δικτύων 4ης γενιάς με χρήση χρονοπρογραμματιστή

Abstract

Στις μέρες μας έχει δημιουργηθεί η ανάγκη για διακίνηση τεράστιου όγκου δεδομένων, με ταχύτερο ρυθμό μετάδοσης και με αξιοπιστία. Τα δίκτυα 4ης γενιάς μπορούν να καλύψουν αυτές τις απαιτήσεις. Είναι βασισμένα στις ήδη υπάρχουσες τεχνολογίες ασύρματης δικτύωσης. Ο στόχος της 4ης Γενιάς είναι η απρόσκοπτη διασυνδεσιμότητα πολύτροπων τερματικών με δυνατότητα πρόσβασης σε διαφορετικές αρχιτεκτονικές-τεχνολογίες ασύρματης δικτύωσης (RATs) (κυψελωτά δίκτυα UMTS/HSDPA, ασύρματα μητροπολιτικά δίκτυα WiMAX, ασύρματα τοπικά δίκτυα WiFi) που διαφέρουν σε επίπεδο MAC, PHY. Στόχος της εργασίας είναι η διατύπωση ενός ενιαίου αναλυτικού μοντέλου, λαμβάνοντας υπόψη την ποικιλότητα των χαρακτηριστικών που παρουσιάζουν τα διαφορετικά RATs σε ΜΑC και PHY για την ανάλυση της επίδοσης των συστημάτων αυτών. Τα υπαρκτά αναλυτικά μοντέλα επίδοσης δεν παρουσιάζουν ενιαία αντιμετώπιση σε διαφορετικά RATs, είναι φοβερά πολύπλοκα, στερώντας κάθε διαίσθηση στην αλληλεπίδραση βασικών παραμέτρων του συστήματος. Επιπρόσθετα, η χρήση προσομοιώσεων με πληθώρα παραμέτρων καθιστά αρκετές φορές αδύνατη την σύγκριση και αναγωγή όλων των συστημάτων σε ένα ενιαίο και απλό τρόπο ανάλυσης της επίδοσης τους. Στην εργασία αυτή διατυπώνεται ένα αναλυτικό μοντέλο για μια ενιαία και απλή περιγραφή της αλληλεπίδρασης ΜΑC-PHY και των επιπτώσεών τους στον υπολογισμό της διεκπεραιωτικής ικανότητας του δικτύου (throughput) για κάθε RAT. Αναλύεται η επίδοση συστημάτων DS-CDMA και 802.16e. Χρησιμοποιούνται 3 διαφορετικοί ευκαιριακοί χρονοπρογραμματιστές: Proportional Fair, Maximum C/I και Maximum Rate.

Nowadays there is a great need for sending and receiving large amounts of data, ensuring faster transmission and reliability. 4th Generation can meet these requirements. It is based on existing wireless networking technologies. The objective of the 4th Generation is seamless connectivity of multimode terminals with access to different architectures, wireless networking technologies (RATs) (cellular networks, UMTS / HSDPA, wireless metropolitan area networks, WiMAX, wireless local area networks WiFi) that differ at MAC, PHY. The aim of this work is to present a single analytical model, taking into account the diversity of features in different RATs in MAC and PHY to analyze the performance of these systems. The existent analytical performance models do not show a unified approach to different RATs, are terribly complicated, depriving any insight on the interaction of key system parameters. Additionally, the use of simulations with many parameters make sometimes impossible to compare all systems in a unified and simple way to analyze their performance. This work presents an analytical model for a simple and unified description of the MAC-PHY interaction and their impact on the calculation of throughput of the network (throughput) for each RAT. Analyzing the performance of a DS-CDMA system and 802.16e. 3 different opportunistic schedulers are used: Proportional Fair, Maximum C/ I and Maximum Rate.