Θέματα διαχείρισης πόρων, έλεγχος αποδοχής κλήσεων και αξιολόγηση επίδοσης σε ασύρματα ευρυζωνικά δίκτυα επικοινωνιών
Authors: Στρατογιάννης Δημήτριος 
Published: August 2021

Στην παρούσα διατριβή, κύριος στόχος αποτελεί η μελέτη των θεμάτων της Διαχείρισης Πόρων και του Ελέγχου Αποδοχής Κλήσεων σε συνδυασμό με την Αξιολόγηση Επίδοσης των σχετικών αλγορίθμων με στόχο την παροχή ποιότητας υπηρεσίας (QoS) σε ασύρματα ευρυζωνικά δίκτυα επικοινωνιών. Η έρευνα που παρουσιάζεται στην παρούσα διατριβή λαμβάνει υπόψη τις προδιαγραφές των τεχνικών προτύπων και τις εξελίξεις που δημιουργήθηκαν τα τελευταία χρόνια για τα ασύρματα δίκτυα δίνοντας έμφαση στα κυψελωτά τηλεπικοινωνιακά συστήματα που γνωρίζουν μεγάλη απήχηση. Στο 1° κεφάλαιο της διατριβής παρέχεται μια γενική παρουσίαση των τεχνολογιών ασυρμάτων επικοινωνιών με ειδικές αναφορές στα ειδικά προβλήματα διαχείρισης πόρων κάθε μιας. Στο 2° κεφάλαιο δίνεται έμφαση στη μελέτη και περιγραφή των μηχανισμών παροχής ποιότητας υπηρεσίας με ιδιαίτερο βάρος στις παραμέτρους QoS που προδιαγράφονται, με στόχο τη βέλτιστη εκμετάλλευση του πόρων του δικτύου και την υποστήριξη των διαρκώς αναπτυσσόμενων πολλαπλών κλάσεων υπηρεσιών. Έπειτα παρουσιάζονται τα επικρατέστερα μοντέλα δικτυακών υπηρεσιών σε συνδυασμό με τις κατάλληλες αρχιτεκτονικές που αναμένονται να προσφέρουν τις αναγκαίες λύσεις για την παροχή QoS. Στα πλαίσια του 3ου κεφαλαίου γίνεται εκτενής επισκόπηση και μελέτη στη διεθνή βιβλιογραφία για την επίλυση του σχετικών προβλημάτων και ειδικότερα των αλγορίθμων που έχουν ήδη προταθεί. Στη συνέχεια, προτείνονται αλγόριθμοι ελέγχου αποδοχής κλήσεων για ασύρματα ευρυζωνικά δίκτυα επικοινωνιών που βασίζονται στην ανάπτυξη των μοντέλων πιθανοτικού ελέγχου αποδοχής κλήσεων. Οι πιθανοτικοί αλγόριθμοι ελέγχου αποδοχής κλήσεων που προτείνονται έχουν ως στόχο τον προοδευτικό έλεγχο της ροής τηλεπικοινωνιακού φορτίου κάθε τύπου με σκοπό την αύξηση της απόδοσης του δικτύου και τη βέλτιστη χρήση των διατιθέμενων πόρων. Οι νέοι προτεινόμενοι αλγόριθμοι οι οποίοι λαμβάνουν υπόψη την τρέχουσα κατάσταση του δικτύου αποσκοπούν στην εξασφάλιση της παροχής QoS στις υποστηριζόμενες κλάσεις υπηρεσιών. Η μελέτη των προτεινόμενων αλγορίθμων πραγματοποιείται με χρήση Μαρκοβιανού μοντέλου και παρέχονται αναλυτικοί τύποι για τον υπολογισμό των πιθανοτήτων μη αποδοχής κλήσεων. Επιπλέον, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των σχετικών προσομοιώσεων για την επιβεβαίωση της ακρίβειας του προτεινόμενου μοντέλου σε συνδυασμό με την εξέταση της περίπτωσης της λογαριθμοκανονικής κατανομής για το χρόνο εξυπηρέτησης των κλήσεων. Στη συνέχεια, στο 4° κεφαλαίο, ακολουθεί η περαιτέρω αξιολόγηση της επίδοσης των προτεινόμενων σχημάτων του πιθανοτικού ελέγχου αποδοχής κλήσεων με βάση νέα κριτήρια που αφορούν τις επιδόσεις του μηχανισμού απόδοσης προτεραιότητας, την αξιολόγηση της δικαιοσύνης του πιθανοτικού σχήματος ελέγχου αποδοχής κλήσεων στην εξυπηρέτηση των κλήσεων καθώς και τα επίπεδα απόδοσης του αλγορίθμου ως προς τη διεκπεραιωτικότητα των κλήσεων. Επίσης, στο 5° κεφάλαιο επεκτείνοντας την αρχική προσέγγιση αναπτύσσονται τεχνικές βελτιστοποίησης των προτεινόμενων μοντέλων πιθανοτικού ελέγχου αποδοχής κλήσεων με χρήση θεωρίας παιγνίων και τεχνικών διαπραγμάτευσης τιμολόγησης σε συνδυασμό με την ενσωμάτωση τους στο υπάρχον μοντέλο. Μέσα από την βελτιστοποίηση, ενισχύονται ο δυναμικός χαρακτήρας του σχήματος και η λειτουργία του, παρουσιάζοντας σημαντικά βελτιωμένα αποτελέσματα επίδοσης. Τέλος, στο 6° κεφάλαιο παρουσιάζονται συνοπτικά τα συμπεράσματα της όλης ερευνητικής εργασίας και τονίζονται τα σημεία στα οποία προάγεται η επιστήμη ενώ επιπλέον γίνονται και οι υποδείξεις για μελλοντική έρευνα.