COSTA NETO, F. H. Utility-based scheduling algorithms to enhance user satisfaction in OFDMA systems. 2016. 71 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-06-23T16:17:57Z
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Previous issue date: 2016-02-25 / 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. / A crescente demanda de mercado por serviços sem fio e a escassez de recursos de rádio apela mais do que nunca para a melhoria do desempenho dos sistema de comunicação sem fio. Desse modo, é obrigatório garantir o provimento de melhores serviços de rádio e aperfeiçoar a cobertura e a capacidade, com isso aumentando o número de consumidores satisfeitos. Esta dissertação lida com algoritmos de escalonamento, buscando a maximização e o controle adaptativo do índice de satisfação no enlace direto de uma rede de acesso baseado em frequência, OFDMA (do inglês Orthogonal Frequency Division Multiple Acess , considerando diferentes modelos de tráfego para serviços de tempo não real, NRT (do inglês Non-Real Time ), e de tempo real, RT (do inglês Real Time ); e condições de canal mais realistas, por exemplo, CSI imperfeitas. Com o intuito de resolver o problema de maximização de satisfação com menor complexidade, uma abordagem com otimização de múltiplas camadas usa a teoria da utilidade para formular o problema como uma maximização de soma de taxa ponderada. Este estudo é focado no desenvolvimento de um framework baseado em utilidade empregando a função log-logística deslocada, que devido às suas características permite novas estratégias de escalonamento de priorização baseada em QoS e oportunismo de canal, para uma alocação de potência igualitária entre os recursos de frequência. Visando a maximização da satisfação de usuários de serviços NRT e RT, dois algoritmos de escalonamento são propostos: MTSM e MDSM, respectivamente. A modificação dos parâmetros da função de utilidade log-logística descolocada permite a implementação de diferentes estratégias de distribuição de recursos. Buscando controlar os níveis de satisfação dos usuários de serviços NRT, dois algoritmos adaptativos de escalonamento são propostos: ATES e ASC. O algoritmo ATES realiza um controle da satisfação média pela mudança dinâmica do parâmetro de escala, permitindo uma estratégia estável para lidar com o dilema entre satisfação e capacidade. O algoritmo ASC é capaz de garantir uma variação dinâmica do parâmetro de formato, garantindo um controle rigoroso dos níveis de satisfação dos usuários. Simulações no nível do sistema indicam o cumprimento do objetivo de desenvolvimento de algoritmos de escalonamento eficientes e de baixa complexidade capazes de maximizar e controlar os índices de satisfação. Estas estratégias podem ser úteis para o operador da rede, que se torna capaz de projetar e operar a rede de acordo com um perfil de satisfação de usuário.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/18312 |
| Date | 25 February 2016 |
| Creators | Costa Neto, Francisco Hugo |
| Contributors | Rodrigues, Emanuel Bezerra, Maciel, Tarcísio Ferreira |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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