Μοντελοποίηση του χρονοπρογραμματισμού πακέτων σε δίκτυο WCDMA

Abstract

Η συνεχιζόμενη αύξηση του αριθμού των χρηστών σταθερής και κινητής επικοινωνίας σε συνδυασμό με την ολοένα αυξανόμενη ζήτηση για υπηρεσίες ήχου, εικόνας και δεδομένων μέσω των σύγχρονων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων, οδηγούν στην ανάγκη για εξεύρεση νέων και σύγχρονων μεθόδων κάλυψης των αναγκών αυτών. Μία τέτοια μέθοδος είναι για παράδειγμα η επεξεργασία και η εφαρμογή νέων και σύγχρονων αλγορίθμων στα συστήματα αυτά όπου μπορούν κι αξιοποιούν στο μέγιστο δυνατό τον υπάρχον εξοπλισμό τους αλλά και το διατιθέμενο εύρος ζώνης των καναλιών. Με την ανάλυση μιας τέτοιας μεθόδου θα ασχοληθούμε στην παρούσα διπλωματική εργασία. Θα αναλύσουμε τον τρόπο λειτουργίας και εφαρμογής ενός σύγχρονου αλγόριθμου συμπίεσης εύρους ζώνης σε συστήματα 3ης γενιάς (3G), τεχνολογίας WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access), τα οποία είναι συστήματα που εξυπηρετούν διαφορετικές κατηγορίες κίνησης με διαφορετικές απαιτήσεις εύρους ζώνης. Ο αλγόριθμος που θα αναλύσουμε μελετά την συμπίεση εύρους ζώνης σε κλήσεις που ήδη εξυπηρετούνται από το σύστημα. Η συμπίεση εύρους ζώνης αποσκοπεί στην απελευθέρωση εύρους ζώνης προς όφελος νέων κλήσεων, ενώ δεν αλλοιώνει τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των κλήσεων που ήδη εξυπηρετούνται. Έτσι θα εξετάσουμε τις κλήσεις οι οποίες μπορούν και μεταβάλλουν το εύρος ζώνης που έχουν δεσμεύσει από το σύστημα (ελαστικός ρυθμός μετάδοσης) προκειμένου να δεχτεί το σύστημα περισσότερες κλήσεις. Η διπλωματική αυτή εργασία χωρίζεται σε πέντε κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο περιγράφονται οι βασικές έννοιες και ορολογίες τις οποίες θα συναντήσουμε στη συνέχεια, όπως για παράδειγμα τι καλείται κλήση, τι είναι ο χρόνος εξυπηρέτησης μιας κλήσης, τι ορίζεται φορτίο κίνησης κλπ [1]. Επίσης αναλύεται το μοντέλο απωλειών μίας κατηγορίας τηλεπικοινωνιακής κίνησης. Στο δεύτερο κεφάλαιο θα αναλύσουμε το μοντέλο απωλειών πολυδιάστατης τυχαίας κίνησης (Erlang Multirate Loss Model) με πολιτική πλήρους διάθεσης (Complete Sharing Policy) του εύρους ζώνης και την εφαρμογή της φόρμουλας των Kaufman – Roberts [2], [3], με σκοπό τον υπολογισμό της πιθανότητας απώλειας κλήσεων. Στο τρίτο κεφάλαιο θα παρουσιάσουμε έναν αλγόριθμο συμπίεσης του εύρους ζώνης των κλήσεων καθώς και την εφαρμογή του αλγορίθμου αυτού σε δίκτυο WCDMA όπως περιγράφεται στην εργασία [4]. Κύριο χαρακτηριστικό του αλγορίθμου είναι ότι βασίζεται στην φόρμουλα των Kaufman-Roberts και δίνει την δυνατότητα υπολογισμού της πιθανότητας απώλειας κλήσεων με ελαστικό ή μη ελαστικό εύρος ζώνης. Στο τέταρτο κεφάλαιο θα παραθέσουμε μερικά παραδείγματα και διαγράμματα καθώς και τα συμπεράσματα από την παρούσα διπλωματική εργασία. Τέλος στο πέμπτο κεφάλαιο θα αναπτύξουμε τις δυνατότητες και τις προοπτικές που απορρέουν για μελλοντικές εργασίες.