Qos constrained semi-persistent scheduling of machine type communications in cellular networks
Hücresel ağlarda servis kalitesi kısıtları altında yarı kalıcı çizelgeleme
- Tez No: 456339
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SİNEM ÇÖLERİ ERGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 59
Özet
Makineler arası iletişimin hücresel ağlarda hızlı bir şekilde büyümesi, kısıtlı spektrum kaynaklarıyla bu makinelerin servis kalitesinin sağlanmasını önemli ölçüde zorlaştırmaktadır. Bu tezde, makineler arası iletişimin bağlanma ve çizelgeleme ek yükünün azaltılması amacıyla, makinelerin veri iletiminin periyodikliğini kullanarak, yarı kalıcı çizelgeleme için bir eniyileme çerçevesi önerilmiştir. Yarı kalıcı çizelgeleme, makinelerin ağa bağlanması ve çizelgelenmesi için gereken işaretleşme ek yükünün azaltılmasını sağlar. Eniyileme problemi, frekans kaynaklarının ağa yeni katılan makineler arası iletişim cihazları ve insandan insana iletişim cihazları arasında adil tahsis edilmesi için, makinelerin kullandığı frekans band sayısını minimize etmeyi amaçlar. Eniyileme probleminin kısıtlamaları makine arası iletişim cihazlarının periyodiklik ve zamanda sapma gereksinimlerinden oluşmaktadır. Problemin NP-Zor olduğu kanıtlanmıştır. Öncelikle, problemin en iyi çözümünü elde eden budamaya dayalı akıllı bir sayım metodu önerilmiştir. Daha sonra problemi çok terimli zamanda yaklaşık olarak çözen sezgisel bir algoritma önerilmiştir. Makinelerin zamanda sapma toleranslarının periyotlarına eşit olduğu durumda, önerilen sezgisel algoritmanın en iyi çözüme asimptotik yaklaşım oranının 2.33 olduğu kanıtlanmıştır. Ayrıca, ağa yeni katılan makinelerin çizelgelerinin dinamik olarak yönetilmesi için bir çağrı kabul denetimi mekanizması önerilmiştir. Tezde önerilen algoritmaların, daha önce ileri sürülen algoritmalara kıyasla, frekans bandını daha verimli kullandığı ve makinelerin servis kalitesi gerekliliklerini sağladığı kapsamlı simülasyonlarla gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
The dramatic growth of machine-to-machine (M2M) communication in cellular networks brings the challenge of satisfying the Quality of Service (QoS) requirements of a large number of machine-type communication (MTC) devices with limited radio resources. In this thesis, an optimization framework for semi-persistent scheduling of M2M transmissions based on the exploitation of the periodicity of their transmissions with the goal of reducing the overhead of connection and scheduling is proposed. Semi-persistent scheduling allows decreasing the overhead of the signaling required for connection initiation and scheduling.The goal of the optimization problem is to minimize the number of frequency bands used by MTC devices to allow fair resource allocation of newly joining machines and human-to-human communications. The constraints of the problem are jitter and periodicity requirements of MTC devices. The optimization problem is proved to be NP-hard. We first propose an efficient fathoming-based smart enumeration algorithm to find the optimal solution. Then, we propose a polynomial-time heuristic algorithm employing a fixed priority assignment according to QoS characteristics of devices. We prove that this heuristic algorithm provide an asymptotic approximation ratio of 2.33 to the optimal solution for the case where the jitter tolerance of devices are equal to their periods. We also propose a call admission control scheme to dynamically manage the scheduling of newly joining devices. Through extensive simulations, we demonstrate that the proposed algorithm performs better than the existing algorithms by providing a greater efficiency in frequency band usage and satisfying QoS requirements of MTC devices.
Benzer Tezler
- QoS-aware MAC protocol design for wireless multimedia sensor networks
Telsiz çoklu ortam algılayıcı ağlar için servis kalitesi bilinçli ortama erişim protokolü tasarımı
MEHMET AYKUT YİĞİTEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEM ERSOY
- Kablosuz tasarsız ağlar için servis kalitesi tabanlı yeni bir yönlendirme protokolü tasarımı
Quality of service based routing protocol design and implementation on mobile ad-hoc networks
SELMAN HIZAL
Doktora
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ZENGİN
- Kablosuz çokluortam algılayıcı ağlar için QoS destekli ve uyarlanabilir MAC protokolü tasarımı
Desing of a QoS supported and adaptive MAC protocol for wireless multimedia sensor networks
YUNUS ÖZEN
Doktora
Türkçe
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar ve Bilişim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CÜNEYT BAYILMIŞ
- Priority based multi-constrained quality of service routing in military applications
Askeri uygulamalarda çağrı önceliğine dayalı çoklu kısıtlamalı servis kalitesi yönlendirmesi
BORA ARAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiEnformatik Ana Bilim Dalı
DR. ALTAN KOÇYİĞİT
- A real time demonstrative analysis of lightweight payload encryption in resource constrained devices based on MQTT
MQTT'ye dayanan kaynak kısıtlı cihazlarda hafif yük şifrelemesinin gerçek zamanlı bir demonstrasyon analizi
NANABAYIN MENYAH
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ÖZMEN