Μονάδα:
Κατεύθυνση Ηλεκτρονική και Ραδιοηλεκτρολογία (Ρ/Η, με πρόσθετη εξειδίκευση στις Τηλεπικοινωνίες και στην επεξεργασία και διοίκηση της Πληροφορίας)Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2017-11-05
Συγγραφέας:
Αλεβιζάκη Βικτωρία-Μαρία
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Άννα Τζανακάκη, Επίκουρη Καθηγήτρια, Τμήμα Φυσικής, ΕΚΠΑ
Δημήτριος Φραντζεσκάκης, Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής, ΕΚΠΑ
Έκτορας Νισταζάκης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής, ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Optimization of wireless networks in 5G
Γλώσσες εργασίας:
Αγγλικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Βελτιστοποίηση των ασύρματων δικτύων στα δίκτυα Πέμπτης Γενιάς
Περίληψη:
Οι απαιτήσεις των δικτύων 5ης γενιάς και της γκάμας των κάθετων υπηρεσιών που προσφέρουν για τη λειτουργία τους και τους τελικούς χρήστες, καθώς και το πρωτοφανές επίπεδο κλιμάκωσης (x1000) στον αριθμό των διασυνδεδεμένων στοιχείων, το υψηλό εύρος ζώνης, η χαμηλή καθυστέρηση και η πανταχού παρούσα κάλυψη, εισάγουν την ανάγκη για μια κοινή, ευέλικτη και ανοικτή υποδομή δικτύου που περιλαμβάνει μια ποικιλία προηγμένων διασυνδεδεμένων τεχνολογιών δικτύων πρόσβασης. Προκειμένου να αντιμετωπιστούν οι περιορισμοί των σημερινών ασύρματων δικτύων πρόσβασης (Radio Access Network - RAN), έχουν προταθεί τα νέφη ασύρματων δικτύων πρόσβασης (Cloud-RAN - C-RAN), τα οποία εισάγουν αυξημένες απαιτήσεις σχετικά με το εύρος ζώνης μεταφοράς και επιβάλλουν αυστηρούς περιορισμούς καθυστέρησης και συγχρονισμού. Με σκοπό την ελλάττωση των αυστηρών απαιτήσεων των C-RAN, αλλά και τη ταυτόχρονη εκμετάλλευση των οφελών της κεντροποίησης και του συντονισμού που προσφέρουν, έχει προταθεί η υιοθέτηση εναλλακτικών αρχιτεκτονικών που αξιοποιούν την επιλογή ευέλικτων λειτουργικών διαχωρισμών. Η ιδέα των λειτουργικών διαχωρισμών βασίζεται στη μεταφορά μερικών λειτουργιών μακρία από την τοπική μονάδα (Remote Unit - RU), και στη τοποθέτηση και επεξεργασίας τους σε μια κεντρική μονάδα (Central Unit - CU).
Στην παρούσα διπλωματική εργασία, η έννοια των ευέλικτων λειτουργικών διαχωρισμών αντιμετωπίζεται με τον κατάλληλο συνδυασμό των εξυπηρετητών με χαμηλή ισχύ επεξεργασίας (cloudlets) και των σχετικά μεγάλης κλίμακας κέντρων δεδομένων (Data Centers – DCs) που τοποθετούνται στις περιοχές πρόσβασης (access) και κορμού (core) αντίστοιχα. Οι απαιτήσεις απομακρυσμένης επεξεργασίας που σχετίζονται με μερικές από τις επιλογές του λειτουργικού διαχωρισμού, επιβάλλουν την ανάγκη για υψηλό ρυθμό μεταφοράς για τη διασύνδεση των τοπικών μονάδων με την απομακρυσμένη μονάδα. Από την άλλη πλευρά, η μεταβλητότητα των απαιτήσεων απομακρυσμένης επεξεργασίας στις διάφορες επιλογές λειτουργικού διαχωρισμού, εισάγει την ανάγκη για ένα δίκτυο μεταφοράς που προσφέρει δυνατότητες κοκκώδους και ελαστικής κατανομής πόρων. Η επιλογή του βέλτιστου λειτουργικού διαχωρισμού εκτελείται με δυναμικό τρόπο μέσω ενός νέου μαθηματικού μοντέλου που βασίζεται στην εξελικτική θεωρία παιγνίων (Evolutionary Game Theory - EGT). Αυτό το μοντέλο επιτρέπει στους διαχειριστές του δικτύου να προσαρμόζουν δυναμικά την επιλογή λειτουργικού διαχωρισμού, με στόχο να ελαχιστοποιούν μονομερώς τις λειτουργικές δαπάνες τους όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας. Η ταχύτητα σύγκλισης και η σταθερότητα του προτεινόμενου συστήματος αναλύονται θεωρητικά για διάφορα σενάρια και περιπτώσεις χρήσης. Τέλος, προσδιορίζεται αναλυτικά η επίδραση των διαφόρων παραμέτρων που χαρακτηρίζουν το δίκτυο 5G (όπως για παράδειγμα το εύρος ζώνης, το κόστος μετάδοσης, η κατανάλωση ενέργειας κ.λπ.) στην επιλογή του βέλτιστου λειτουργικού διαχωρισμού.
Στο Κεφάλαιο 2 παρουσιάζονται οι απαιτήσεις των δικτύων πέμπτης γενιάς – η πύκνωση (densification) και η κεντροποίηση του δικτύου. Το Κεφάλαιο 3 εισάγει την έννοια της ευέλικτης κεντροποίησης των ασύρματων δικτύων. Αναλύονται πέντε πιθανοί λειτουργικοί διαχωρισμοί και υπολογίζεται ο απαιτούμενος ρυθμός για κάθε διαχωρισμό. Στο Κεφάλαιο 4 εξετάζεται ένα μοντέλο ισχύος του σταθμού βάσης, καθώς και ένα μοντέλο για την κατανάλωση ισχύος του δικτύου. Στο Κεφάλαιο 5 γίνεται αναφορά στην Εξελικτική Θεωρία Παιγνίων, την οποία θα χρησιμοποιήσουμε ως μαθηματικό εργαλείο για να προσεγγίσουμε το πρόβλημα των ευέλικτων διαχωρισμών. Στο Κεφάλαιο 6 χρησιμοποιέιται η Εξίσωση του Πολλαπλασιαστή, προκειμένου να εντοπίσουμε το βέλτιστο λειτουργικό διαχωρισμό. Τέλος, στο Κεφάλαιο 7 εξετάζουμε την εξάρτηση της επιλογής του βέλτιστου διαχωρισμού με τις παραμέτρους του συστήματος, χρησιμοποιώντας αριθμητικά παραδείγματα.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λέξεις-κλειδιά:
C-RAN, Cloud, Διαχωρισμός Λειτουργιών, Εξελικτική Θεωρία Παιγνίων, Εξίσωση Πολλαπλασιαστή
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
15
