Vartotojų sukuriamų srautų balansavimas heterogeninio korinio ryšio tinkluose

Abstract

Disertacijoje nagrinėjami heterogeninių korinio ryšio tinklų talpos ir paslaugų kokybės užtikrinimo klausimai, taikant vartotojų srauto balansavimą. Pagrindiniai tyrimo objektai yra vartotojų sukuriamo balso ir duomenų srauto balansavimas tinkle. Srauto balansavimas yra svarbi sritis šių dienų telekomunikacijose, kai perduodamų duomenų srautai auga milžiniškais tempais. Įvairiapusiška ir lanksti vartotojų srauto balansavimo metodika leidžia efektyviai valdyti srautą tinkle, sumažinant tinklo apkrovą ir investicijas. Pagrindinis disertacijos tikslas – ištirti išplėstines vartotojų srautų balansavimo galimybes korinio ryšio sistemose. Darbe siekiama įvertinti srauto balansavimo įtaką tinklo vartotojams bei tinklui. Darbe sprendžiami du pirmieji uždaviniai apima: balso paslaugų vartotojų srauto analizę, pagal vartotojų buvimo vietą, bei balso srauto balansavimą, taikant tarpsisteminius srauto balansavimo metodus. Kiti du uždaviniai siejami su vartotojų siunčiamo duomenų srauto augimu, kuris sukelia tinklo ląstelių persipildymą. Duomenų srauto valdymui taikomi paslaugų klasifikavimo pagal QoS ir tarpsluoksnio balansavimo metodai, kurie remiasi mažomis ląstelėmis. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai, priedai, reziumė anglų kalba. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos bei disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius yra skirtas literatūros analizei. Jame aptariama srautų balansavimo samprata bei poreikis. Skyriuje pateikiama išsami srauto balansavimo metodų apžvalga, analizuojami konkretūs balso ir duomenų balansavimo būdai. Antrame skyriuje nagrinėjamas balso srauto pasiskirstymas realus korinio ryšio tinkle pagal surinktus metaduomenis. Skyriuje pateiktos srauto charakteristikos. Iš tinklo veiklos rodiklių nustatyta balso balansavimo įtaka tinklui ir vartotojams. Trečiasis skyrius atskleidžia duomenų srauto QoS prioriteto reikšmę paslaugų kokybei vienodomis ir skirtingomis ryšio kanalo sąlygomis. Tarpsluoksnio srauto balansavimo atveju pateiktas femto zoną reprezentuojantis modelis ir įvertinta ryšio paslaugų vartotojų patiriama paslaugų kokybė femto zonose. Tyrimai atliekami realiomis radijo aplinkos sąlygomis. Disertacijos tema paskelbti 7 moksliniai straipsniai recenzuojamuose mokslo leidiniuose: 4 straipsniai mokslo žurnaluose referuojamuose kitose tarptautinėse duomenų bazėse ir 3 straipsniai konferencijų medžiagose. Di-sertacijos tema perskaityti 7 pranešimai Lietuvos ir užsienio šalių konferencijose.

The dissertation investigates the issues of capacity and quality of services in heterogeneous cellular networks, when load balancing is applied. The main objects of research involve load balancing of users voice and data traffic. Load balancing is especially important topic in nowadays telecommunications, when amount of tranferred data is increasing drastically. Multidimensional and flexible methodolody allows to control users‘ generated traffic effectively, at the same time reducing the load of network and investments for capacity expansion. The main purpose of dissertation is exploring the opportunities of extended voice and data load balancing. Also, it focuses on impact on customers and network. The first task of the thesis includes: the analysis of voice traffic distribution and balancing, when load is balanced based on inter system load balancing strategies. The second task is related to growing data traffic from the users, which causes an overload of cells. The control of data volume is organised applying differentiated services based on QoS and inter-layer load balancing. The dissertation consists of introduction, 3 chapters, general conclusions, references and list of authors publications, annexes, summary in english. The introduction reveals the investigated problem, importance of the thesis and the object of research and describes the purpose and tasks of the thesis, research methodology, scientific novelty, the practical significance of results and defended statements. At the end of introduction the list of author’s publications and the structure of dissertation are presented. Chapter 1 reviews used literature. The conception and need of traffic balancing are discussed and the strategies used for balancing are deeply overviewed. In addition, the concrete methods used for voice and data management are analysed. Chapter 2 analyzes the distribution of voice traffic, based on collected metadata measurements in commercial network. Also, contains obtained characteristics. The impact of load balancing for customers and network is provided. Chapter 3 reveals the importance of QoS priority for data services, under the same and different radio environment. In case of inter-layer load balancing the model representing femto zones is introduced. Service level evaluation results are presented, when femto zone is used for load balancing in live heterogeneous cellular networks. 7 articles focusing on the subject of dissertation are published, 4 of them in peer-reviewed scientific publications in other international databases, 3 in conference proceedings. 7 presentations on the subject were presented in conferences at national and international level.