Handover optimalizálás több rádiós technológia között

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Cinkler Tibor
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

A számítógépes hálózatok robbanásszerű fejlődése nagyszámú felhasználó egyidejű kommunikációját

teszi lehetővé. Az adatforgalom egyszerűbben és zökkenőmentesebben lenne

megvalósítható, ha fix térbeli pozíciók és időben állandó folyamatok lennének. Azonban

ezek egyike sem teljesül a valóságban.

A térbeli mozgásunk miatt szükségünk van vezetéknélküli kommunikációs csatornákra is.

A dolgozat 2. fejezetében ezen hálózatok áttekintésével foglalkozunk, többek közt tárgyaljuk

a Wi-Fi-t, az LTE-t és az 5G-t, valamint a különböző csatornák közötti adatforgalom

átadását, azaz handover létrejöttét és különböző megvalósulási formáit.

A hálózatokban létrejövő adatforgalom időben dinamikusan változik. A felhasználók igényeinek

kielégítése érdekében méreteznünk kell a hálózatot. Időben változó folyamatok

matematikai modellezése történhet differencia egyenletrendszerek segítségével, amelynek

paramétereit a felhasználók habitusa és az általuk letölteni kívánt adatmennyiség határoz

meg. Mérnöki szempontból fontos, hogy a kívánt referenciaértékekre be tudjuk állítani

a hálózatunkat, ezért szeretnénk ezekre stabilizálni, irányítani a modellünket. Az ehhez

szükséges matematikai hátteret foglaljuk össze a 3. fejezetben. Egy, az irodalomból ismert

modell bemutatása és általánosítása történik meg a 4. fejezetben. Azonban ez a modell a

valóságban lezajló folyamatok jellemzésére nem teljesen alkalmas, ezért megalkotunk egy

új, saját modellt. Bemutatjuk az 5. fejezetben, hogy ennek segítségével hogyan lehet egy

hálózatot megtervezni. Természetesen a paraméterek becsült értékei miatt előfordulhat,

hogy a legkörültekintőbb tervezés mellett is túlterheljük a rendszert. Ennek elkerülésére

többféle megoldás is kínálkozik. Egyrészt a hálózatot a kívánt referenciaértékekre lehet stabilizálni

úgy, hogy a túlterhelést okozó felhasználókat eltávolítjuk a hálózatból. Ez azonban

nem túl felhasználóbarát megoldás, ezért a 6. fejezetben új eszköz implementálásával oldjuk

meg a problémát. Ez az ú.n. CAPEX-OPEX tervezés.

Mivel a valóságban a kapcsolatok valamilyen késleltetéssel jönnek létre, ezért szükséges ennek

tanulmányozása is. Ezt mutatjuk be a 7. fejezetben, ahol a korábban stabilisan működő

hálózatunkban a késleltetés növekedésével egyre nagyobb amplitúdójú rezgések alakulnak

ki, amely a hálózat túlterhelését okozza.

Tervezéskor tehát nem lehet ad-hoc módon eszközöket implementálni, lehetőség szerint

minél pontosabban kell a paramétereket megbecsülni, készen kell állni egy esetleges túlterhelés

optimális kezelésére, és a valóságos folyamatokban késleltetéssel is számolnunk kell.

Ezeket a vizsgálatokat végeztük el ebben a dolgozatban az önállóan alkotott modellünk

segítségével, és szimuláltuk Wolfram Mathematica segítségével írt programunkkal.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.