CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / A crescente demanda de mercado por serviÃos sem fio e a escassez de recursos de rÃdio apela mais do que nunca para a melhoria do desempenho dos sistema de comunicaÃÃo sem fio. Desse modo, à obrigatÃrio garantir o provimento de melhores serviÃos de rÃdio e aperfeiÃoar a cobertura e a capacidade, com isso aumentando o nÃmero de consumidores satisfeitos. Esta dissertaÃÃo lida com algoritmos de escalonamento, buscando a maximizaÃÃo e o controle adaptativo do Ãndice de satisfaÃÃo no enlace direto de uma rede de acesso baseado em frequÃncia, OFDMA (do inglÃs Orthogonal Frequency Division Multiple Acess , considerando diferentes modelos de trÃfego para serviÃos de tempo nÃo real, NRT (do inglÃs Non-Real Time ), e de tempo real, RT (do inglÃs Real Time ); e condiÃÃes de canal mais realistas, por exemplo, CSI imperfeitas. Com o intuito de resolver o problema de maximizaÃÃo de satisfaÃÃo com menor complexidade, uma abordagem com otimizaÃÃo de mÃltiplas camadas usa a teoria da utilidade para formular o problema como uma maximizaÃÃo de soma de taxa ponderada. Este estudo à focado no desenvolvimento de um framework baseado em utilidade empregando a funÃÃo log-logÃstica deslocada, que devido Ãs suas caracterÃsticas permite novas estratÃgias de escalonamento de priorizaÃÃo baseada em QoS e oportunismo de canal, para uma alocaÃÃo de potÃncia igualitÃria entre os recursos de frequÃncia. Visando a maximizaÃÃo da satisfaÃÃo de usuÃrios de serviÃos NRT e RT, dois algoritmos de escalonamento sÃo propostos: MTSM e MDSM, respectivamente. A modificaÃÃo dos parÃmetros da funÃÃo de utilidade log-logÃstica descolocada permite a implementaÃÃo de diferentes estratÃgias de distribuiÃÃo de recursos. Buscando controlar os nÃveis de satisfaÃÃo dos usuÃrios de serviÃos NRT, dois algoritmos adaptativos de escalonamento sÃo propostos: ATES e ASC. O algoritmo ATES realiza um controle da satisfaÃÃo mÃdia pela mudanÃa dinÃmica do parÃmetro de escala, permitindo uma estratÃgia estÃvel para lidar com o dilema entre satisfaÃÃo e capacidade. O algoritmo ASC à capaz de garantir uma variaÃÃo dinÃmica do parÃmetro de formato, garantindo um controle rigoroso dos nÃveis de satisfaÃÃo dos usuÃrios. SimulaÃÃes no nÃvel do sistema indicam o cumprimento do objetivo de desenvolvimento de algoritmos de escalonamento eficientes e de baixa complexidade capazes de maximizar e controlar os Ãndices de satisfaÃÃo. Estas estratÃgias podem ser Ãteis para o operador da rede, que se torna capaz de projetar e operar a rede de acordo com um perfil de satisfaÃÃo de usuÃrio. / The increasing market demand for wireless services and the scarcity of radio resources calls more than ever for the enhancement of the performance of wireless communication systems. Nowadays, it is mandatory to ensure the provision of better radio services and to improve coverage and capacity, thereby increasing the number of satisfied subscribers. This thesis deals with scheduling algorithms aiming at the maximization and adaptive control of the satisfaction index in the downlink of an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) network, considering different types of traffic models of Non-Real Time (NRT) and Real Time (RT) services; and more realistic channel conditions, e.g., imperfect Channel State Information (CSI). In order to solve the problem of maximizing the satisfaction with affordable complexity, a cross layer optimization approach uses the utility theory to formulate the problem as a weighted sum rate maximization. This study is focused on the development of an utility-based framework employing the shifted log-logistic function, which due to its characteristics allows novel scheduling strategies of Quality of Service (QoS)-based prioritization and channel opportunism, for an equal power allocationn among frequency resources. Aiming at the maximization of the satisfaction of users of NRT and RT services, two scheduling algorithms are proposed: Modified Throughput-based Satisfaction Maximization (MTSM) and Modified Delay-based Satisfaction Maximization (MDSM), respectively. The modification of parameters of the shifted log-logistic utility function enables different strategies of distribution of resources. Seeking to track satisfaction levels of users of NRT services, two adaptive scheduling algorithms are proposed: Adaptive Throughput-based Efficiency-Satisfaction Trade-Off (ATES) and Adaptive Satisfaction Control (ASC). The ATES algorithm performs an average satisfaction control by adaptively changing the scale parameter, using a feedback control loop that tracks the overall satisfaction of the users and keep it around the desired target value, enabling a stable strategy to deal with the trade-off between satisfaction and capacity. The ASC algorithm is able to ensure a dynamic variation of the shape parameter, guaranteeing a strict control of the user satisfaction levels. System level simulations indicate the accomplishment of the objective of development of efficient and low complexity scheduling algorithms able to maximize and control the satisfaction indexes. These strategies can be useful to the network operator who is able to design and operate the network according to a planned user satisfaction profile.

ANTONIOLI, R. P. Adaptive radio resource allocation algorithm for user satisfaction maximization in multiple services wireless networks 2017. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Renato Vasconcelos (ppgeti@ufc.br) on 2017-09-08T17:54:33Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_rpantonioli.pdf: 2283273 bytes, checksum: 32511d6360c80cf9a9c0da22fd48abd9 (MD5) / Rejected by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br), reason: Prezado Roberto, No sumário deixe o mesmo espaço entre as linhas para não caracterizar destaque entre as partes. O espaçamento entre as linhas deve ser igual em todo o sumário. Na lista de referencias vc está entrando com o nome dos autores da ordem direta. Ex E. B. Rodrigues A ABNT orienta que a entrada deva ser pelo ultimo nome, seguido do pré nome e em letras maiúsculas. Ex RODRIGUES, E. B. A informação de volume, número e paginas nos periódicos deve ser v. n. p. e não vol. (jun 8) pp. A ABNT orienta que o destaque do titulo deve ser feito com uso de negrito ou itálico. Não deve ser usado aspas para destacar. Marlene Rocha 3366-9620 on 2017-09-08T18:25:36Z (GMT) / Submitted by Renato Vasconcelos (ppgeti@ufc.br) on 2017-09-11T12:20:00Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_rpantonioli.pdf: 2271870 bytes, checksum: 26e03c37f9813aef148e10fd485d638e (MD5) / Rejected by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br), reason: Prezado Roberto, Acredito que vc não observou bem o template pois nele o Sumário deve ter o alinhamento das referencias e Apêndices logo abaixo da letra C de conclusão e não volta pra margem abaixo do numeral como vc fez. Coloca-se Apendice A Seguido do título; Apendice A1 seguido do título e assim sucessivamente. Na lista de referencias e não bibliografia, quando se faz a referencia do artigo de periódico, o que fica em negrito é o nome da revista e não o titulo do artigo. Sempre oriento para seguir o template, pois nem sempre consigo alertar para todas as informações que devem ser normalizadas. Marlene Rocha on 2017-09-11T14:19:49Z (GMT) / Submitted by Renato Vasconcelos (ppgeti@ufc.br) on 2017-09-12T13:24:24Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_rpantonioli.pdf: 2272891 bytes, checksum: 4c42510647ca99464e990e3112f1daca (MD5) / Rejected by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br), reason: Roberto, Não sei se me fiz entender, caso contrário peço desculpas e vou tentar ser mais clara. Falta ainda corrigir pra ficar no padrão ABNT: 1. Como sua dissertação é em língua inglesa, apenas a capa, a folha de rosto (que segue a capa) e a ficha devem ser em português, a folha de aprovação vc já coloca em ingles. A capa está certo, mas na folha de rosto vc tem que colocar que é dissertação, pois no Brasil tese é para doutorado. Logo corrija na folha de rosto a informação de dissertação. A ficha está certo. 2. Na folha de aprovação, como já falei é toda em inglês. Traduza colocando sempre dissertação pois aqui esse é o termo correto. O resto está tudo normalizado. Espero ter sido clara. Qualquer dúvida estou a disposição. Marlene 3366-9620 on 2017-09-12T13:44:08Z (GMT) / Submitted by Renato Vasconcelos (ppgeti@ufc.br) on 2017-09-12T16:06:27Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_rpantonioli.pdf: 2272907 bytes, checksum: 8152058c23c3f80ddeda29cdb7dd8cb9 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-09-12T17:17:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_rpantonioli.pdf: 2272907 bytes, checksum: 8152058c23c3f80ddeda29cdb7dd8cb9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-12T17:17:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_rpantonioli.pdf: 2272907 bytes, checksum: 8152058c23c3f80ddeda29cdb7dd8cb9 (MD5) Previous issue date: 2017-08-10 / The enriched service scope, the steep increase in mobile traffic volume, and the ever increasing number of connected devices in mobile networks coupled with the scarcity of electromagnetic spectrum have raised the importance of designing flexible and ingenious means to guarantee high user satisfaction levels. Therefore, in order to capture and maintain a representative share of the wireless communication market, effective ways to manage the scarce physical resources of cellular networks are fundamental for cellular network operators. The Radio Resource Allo- cation (RRA) algorithms are responsible for performing such a relevant and arduous task. The efficiency of such algorithms is essential so that there exists a fair resource allocation among users and the Quality of Service (QoS) requirements of each individual user are met, thus guar- anteeing high user satisfaction levels. The recent scenarios of cellular networks are composed of a wide range of available services for mobile users, which demand conflicting QoS requirements. In order to achieve the objective of user satisfaction maximization in such networks, we formulate a utility-based cross-layer opti- mization problem targeted at maximizing the user satisfaction in multi-service cellular networks. The optimal solution of the proposed problem is very hard to be found. Thus, we mathematically manipulate the problem and derive a low complexity suboptimal solution from which we design an adaptive RRA technique. Our technique is composed of user weights and an innovative ser- vice weight that is adapted to meet the satisfaction target of the most prioritized service chosen by the network operator. Furthermore, the proposed algorithm is scalable to several classes of service and can be employed in the current and future generations of wireless systems. The performance evaluation of the proposed algorithm was conducted by means of system-level simulations in various scenarios. The evaluation was performed considering different multi- service scenarios. Then, the performance was evaluated considering imperfect Channel State Information (CSI) estimation at the transmitter. Significant gains in the overall system capacity were obtained in comparison with four benchmarking algorithms from the literature, demon- strating that the adaptability and service prioritization of the proposed algorithm are effective towards the objective of simultaneously maximizing the user satisfaction for multiple services. / O escopo enriquecido de serviços, o aumento acentuado do volume de tráfego móvel e o nú- mero cada vez maior de dispositivos conectados nas redes móveis, acompanhado pela escassez do espectro eletromagnético, aumentaram a importância de projetar meios flexíveis e engenho- sos para garantir altos níveis de satisfação dos usuários. Portanto, para capturar e manter uma participação representativa no mercado das comunicações sem fio, mecanismos efetivos para gerenciar os recursos físicos escassos das redes celulares são fundamentais para as operadoras das redes celulares. Os algoritmos de alocação dos recursos de rádio (do inglês, Radio Resource Allocation (RRA)) são os responsáveis por executar essa tarefa tão relevante e árdua. A eficiên- cia desses algoritmos é essencial para que exista uma alocação justa de recursos entre os usuários e os requisitos individuais de qualidade de serviço (do inglês, Quality of Service (QoS)) de cada usuário sejam atendidos, garantindo assim altos níveis de satisfação dos usuários. Os cenários atuais das redes celulares são compostos por uma ampla gama de serviços disponí- veis para usuários móveis, que exigem requisitos de QoS conflitantes. Para alcançar o objetivo de maximizar a satisfação dos usuários nessas redes, formulamos um problema de otimização baseado na teoria da utilidade considerando múltiplas camadas que visa maximizar a satisfação dos usuários em redes celulares com múltiplos serviços. A solução ótima do problema proposto é muito difícil de ser encontrada. Dessa forma, nós manipulamos matematicamente o problema e derivamos uma solução subótima de baixa complexidade a partir da qual nós desenvolvemos um mecanismo adaptativo de RRA. Nosso mecanismo é composto por prioridades relacionadas aos usuários e uma inovadora prioridade relacionada ao serviço que é adaptada para atender um objetivo de satisfação dos usuários de um serviço com maior prioridade escolhido pela opera- dora da rede. Além disso, o algoritmo proposto é escalável para várias classes de serviço e pode ser empregado nas gerações atuais e futuras de sistemas celulares. A avaliação de desempenho do algoritmo proposto foi realizada por meio de simulações sistêmi- cas em vários cenários. A avaliação foi realizada considerando diferentes cenários com múltiplos serviços. Então, o desempenho foi avaliado considerando estimativa imperfeita da informação do estado de canal (do inglês, Channel State Information (CSI)) no transmissor. Ganhos signi- ficativos foram obtidos na capacidade total do sistema em comparação com quatro algoritmos encontrados da literatura, demonstrando que a adaptabilidade e priorização do serviço feita pelo algoritmo proposto são eficazes para atingir o objetivo de maximizar simultaneamente a satisfa- ção dos usuários para múltiplos serviços.