Placement of 5G RAN slices in multi-tier open ran 5g networks with flexible functional splits
5g radyo erişim ağ dilimlerinin esnek fonksiyonel bölmelerle çok katmanlı O-RAN 5G ağlarına yerleştirilmesi
- Tez No: 694582
- Danışmanlar: PROF. DR. ERTAN ONUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Ağ dilimleme kavramı, yazılım tanımlı ağ ve ağ işlevi sanallaştırma teknolojilerinin gelişmesiyle birlikte, aynı fiziksel ağ altyapısında farklı amaçlar için birbirinden mantıksal olarak yalıtılmış ağları mümkün kıldığı için son zamanlarda ilgi çekici bir konu haline gelmiştir. Ağ fonksiyonlarının sanallaştırılması, farklı 5G radyo erişim ağı gereksinimlerini karşılayan radyo erişim ağı fonksiyonlarının bölünüp dağıtık şekilde yerleştirilebilmesini sağlayarak daha esnek ağ yapılarına imkan tanımaktadır. Ağ fonksiyonlarının bölünmesi, uca yerleştirilmiş radyo birimi (RU), kullanıcılara yakın bölgelere yerleştirilen dağıtık birim (DU) ve diğerlerine kıyasla daha merkezi olarak yerleştirilen merkezi birim (CU) arasındaki radyo erişim ağı fonksiyonlarının dağılımına karar verilmesi olarak ifade edilebilir. Bu çalışmada, çok katmanlı bir 5G radyo erişim ağı mimarisinde sanallaştırılmış radyo erişim ağı fonksiyonlarının yerleştirilmesini, her ağ dilimi için farklı fonksiyonel bölme seçeneklerini ayrı ayrı ele alarak, Karışık Tam Sayılı Kuadratik Kısıtlı Programlama (MIQCP) problemı olarak formülize ettik. Ayrıca, en uygun azaltma stratejisine dayanan bir sezgisel algoritma olan FlexBFDP algoritmasını tasarlayıp literatürdeki başka bir sevgisel algoritmayla kıyasladık. Farklı işlevsel bölme seçenekleriyle yaptığımız deneyler, her ağ dilimi için farklı bölme seçeneği kullanılan esnek işlevsel bölmenin, her ağ diliminin aynı fonksiyonel bölme seçeneğini kullandığı sabit fonksiyonel bölmeye kıyasla farklı ağ dilimi gereksinimlerini daha iyi karşıladığını gösterdi. Gurobi çözücüsünün çözümleri, FlexBFDP algoritması ve literatürde mevcut olan algoritmanın çözümlerini karşılaştıran deneylerimiz, FlexBFDP algoritmasının son teknoloji algoritmadan daha iyi performans gösterdiğini gösterdi. Optimizasyon hedefi açısından üç Gurobi çözümünden ikisi FlexBFDP algoritmasından daha iyi performans gösterse de, FlexBFDP algoritmasının bir sonuç bulma süresi Gurobi çözümlerine kıyasla çok daha az zaman aldığı için büyük ölçekli ağ yapılarında FlexBFDP algoritmasının kullanılması daha uygun olabilir. Sonuçlarımız, MIPGap 0.01 ve 0.1 parametrelerini kullanan Gurobi çözümlerinin birbirine çok benzer performans gösterdiğini ve FlexBFDP algoritmasına kıyasla %21'e kadar daha iyi performans gösterdiğini, fakat ağ dilimi sayısı arttıkça FlexBFDP algoritmasının MIPGap 1 parametresi kullanılan Gurobi çözümünden %26'ya kadar, literatürdeki algoritmadan ise %140'a kadar daha iyi performans gösterdiğini gösterdi.
Özet (Çeviri)
The network slicing concept has gained much attention with the development of software-defined network and network function virtualization technologies, enabling logically isolated networks for different purposes in the same network infrastructure. The virtualization of network functions enables functional split of radio access network functions, which can fulfill different 5G radio access network requirements. Functional split can be expressed as deciding the distribution of radio access network functionalities between the radio unit placed at the edge, the distributed unit placed close to the users, and the central unit placed centrally. In this thesis, we considered the placement of virtualized radio access network functions in a multi-tier 5G radio access network architecture and formulated the problem as a Mixed-Integer Quadratically Constrained Programming, considering different functional split options for each network slice separately. Furthermore, a heuristic approach based on the best fit decreasing strategy, FlexBFDP, is proposed and compared with a state-of-the-art solution existing in the literature. Our experiments with different functional split options showed that flexible functional split utilizes physical network resources and satisfies different network slice requirements better than fixed functional split options. Moreover, our experiments comparing the solutions of the Gurobi solver, FlexBFDP, and the state-of-the-art algorithm showed that FlexBFDP outperforms the state-of-the-art algorithm. Even though two out of three Gurobi solutions outperform FlexBFDP in terms of optimization objective, FlexBFDP is preferable in terms of computation time as it takes less time to find a solution. Our results showed that Gurobi solutions with MIPGap 0.01 and 0.1 perform very similar to each other and achieves up to 21% more objective value compared to the FlexBFDP approach, while FlexBFDP outperforms the solution with MIPGap 1 by up to 26%, and the state-of-the-art by up to 140% when the number of network slice requests increases.
Benzer Tezler
- Bir insansız hava aracı baz istasyonunun uçuş dinamikleri kısıtları altında konuşlandırılması
Deployment of an unmanned aerial vehicle base station under flight dynamics constraints
MERVE ÇİĞDEM İPEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CENK TOKER
- 6 GHZ altında 5G baz istasyonları için çift kutuplu antisimetrik yarık kuplajlı yama anten tasarımı
Design of a dual polarized antisymmetric slot coupled patch antenna for sub – 6 GHZ 5G base stations
BURAK UZMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇİYDEM
- Coordinated multipoint-aware baseband unit placement in cloudRAN
Bulut radyo erişim şebekelerinde koordine çoklu nokta ilişkilerine göre temel bant ünitesi yerleşimi
ANIL ÜZÜMCÜOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. TUNA TUĞCU
- Şehirsel yerleşmelerde açık ortak kullanım alanlarının değişimi Bahçeşehir-Kuzguncuk örnekleri üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ŞEBNEM YÜKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. CENGİZ GİRİTLİOĞLU
- A novel beam steerable antenna array system for 5G mm-wave applications
5g milimetre dalga uygulamaları için özgün bir ışın huzmesi yönlendirilebilen anten dizin sistemi
AMIR MOHSEN AHMADI NAJAFABADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM TEKİN