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, Ã 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 Ã
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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:11017 |
| Date | 25 February 2016 |
| Creators | Francisco Hugo Costa Neto |
| Contributors | TarcÃsio Ferreira Maciel, Emanuel Bezerra Rodrigues, Yuri Carvalho Barbosa Silva, Leonardo Sampaio Cardoso |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia de TeleinformÃtica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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