Δυναμική σχεδίαση adaptive δικτύων ασύρματης πρόσβασης υψηλών ταχυτήτων

Abstract

Οι σύγχρονες τάσεις και απαιτήσεις των ασύρματων δικτύων επικοινωνιών, μας οδηγούν στην ανάπτυξη συστημάτων πέραν της τρίτης γενιάς (Beyond 3G – B3G). Οι εξελίξεις των τελευταίων ετών μας οδήγησαν στην ανάπτυξη δικτύων υψηλών ταχυτήτων και προσαρμοστικών δικτύων (Adaptive Networks). Τα προσαρμοστικά δίκτυα έχουν την ικανότητα δυναμικής αναδιάρθρωσης (dynamic reconfiguration) με σκοπό την άμεση προσαρμογή τους σε ένα μεταβαλλόμενο περιβάλλον. Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται αλγόριθμος βελτιστοποίησης (optimization algorithm) δικτύου, με σκοπό να επιτευχθούν οι στόχοι των προσαρμοστικών δικτύων. Η διαχείριση και η αρχιτεκτονική των προσαρμοστικών δικτύων παίζουν σημαντικό ρόλο στην απόδοσή τους καθώς και στο κόστος λειτουργίας τους. Ο αλγόριθμος βελτιστοποίησης ανήκει στο διαχειριστικό κομμάτι των δικτύων αυτών, με στόχο την εύρεση της καλύτερης δυνατής διάρθρωσης του δικτύου σε δεδομένους πόρους δικτύου και φορτίο. Η έννοια του προσαρμοστικού δικτύου επεκτείνεται και στα στοιχεία τα οποία πρέπει και αυτά να έχουν την δυνατότητα προσαρμογής. Τέτοια στοιχεία είναι οι κεραίες (transceivers) και οι τερματικές συσκευές των χρηστών τα οποία θα πρέπει να αλλάξουν τον τρόπο λειτουργίας τους όταν τους ζητηθεί από την μεριά του δικτύου. Στις ενότητες της εργασίας παρουσιάζονται οι τεχνολογίες ασύρματης πρόσβασης (Radio Access Technologies – RATs) που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τα προσαρμοστικά δίκτυα, και γίνεται αναλυτική περιγραφή της διαχείρισης και της αρχιτεκτονικής δικτύου. Ακολουθεί η μαθηματική και διαγραμματική παρουσίαση του αλγόριθμου ώστε να γίνει αντιληπτός ο τρόπος λειτουργίας του. Επίσης, παρουσιάζεται λογισμικό το οποίο αναπτύχθηκε στα πλαίσια της εργασίας, και υλοποιεί τον αλγόριθμο βελτιστοποίησης. Στις τελευταίες ενότητες, παρουσιάζονται αναλυτικά ορισμένες ενδεικτικές περιπτώσεις που με την συμβολή του αλγόριθμου βελτιστοποίησης, το δίκτυο προσαρμόζεται στις αλλαγές που συμβαίνουν στην περιοχή κάλυψης. Τέλος, περιγράφονται τα συμπεράσματα καθώς και αρκετά ερευνητικά ζητήματα που προέκυψαν κατά την εκπόνηση της εργασίας.