Τεχνικές ανάθεσης πόρων δικτύων σε πολυχρηστικά συστήματα πολλαπλής - εισόδου - πολλαπλής - εξόδου

Abstract

Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής είναι η μελέτη της απόδοσης πολυχρηστικών συστημάτων πολλαπλής εισόδου – πολλαπλής εξόδου (ΜΙΜΟ) ως συνάρτηση της προσφερόμενης τηλεπικοινωνιακής κίνησης. Για να αντιμετωπιστεί η συνεχής αύξηση της ροής των δεδομένων, η αυξημένη χωρητικότητα καθώς και η καλύτερη ποιότητα υπηρεσιών, οι φορείς κινητής τηλεφωνίας αλλάζουν σταδιακά τον τρόπο με τον οποίο διαμορφώνουν τα δίκτυά τους και στρέφονται προς την δικτύωση πέμπτης γενιάς. Η ανάπτυξη των λειτουργιών δικτύου και η εξέλιξη της αρχιτεκτονικής τους, έχουν επηρεαστεί και αλλάξει σημαντικά από την εμφάνιση δύο νέων τεχνολογιών, τη δικτύωση που έχει καθοριστεί από το λογισμικό (SDN) και η λειτουργία Virtualization (NFV). Οι αλλαγές που θα έρθουν, θα επιφέρουν μείωση του κόστους, ενίσχυση της ευελιξίας και της επεκτασιμότητας του δικτύου και μείωση του χρόνου διάθεσης νέων εφαρμογών και υπηρεσιών. Στη παρούσα διπλωματική εφαρμόζονται γνωστά μοντέλα τηλεπικοινωιακής κίνησης, όπως το μοντέλο πολυδιάστατης κίνησης, καθώς και τα μοντέλα επανάκλησης, μονής ή και πολλαπλής, σε ένα κυψελωτό δίκτυο βασιζόμενο σε SDN/NFV, το οποίο χρησιμοποιεί μία κεραία ΜΙΜΟ. Το μοντέλο επανάκλησης εφαρμόζεται ώστε να επιτευχθεί μείωση της πιθανότητας απώλειας κλήσεων, καθώς εάν μία κλήση απορριφθεί από το σύστημα λόγω των χαρακτηριστικών της, μπορεί να προσπαθήσει ξανά με μειωμένες απαιτήσεις σε εύρος ζώνης, ώστε να γίνει αποδεκτή και να μην χαθεί. Η αποτελεσματικότητα του μοντέλου επανάκλησης αποδεικνύεται μέσα από την σύγκριση των αποτελεσμάτων της πιθανότητας απώλειας κλήσης των δύο μοντέλων, ως συνάρτηση του προσφερόμενου τηλεπικοινωνιακού φορτίου κίνησης.

Abstract In this diploma thesis, the evaluation of the performance of multiuser input – multiple output (MIMO) systems is performed, as a function of the offered traffic load. To address the ever increasing data flow, increased capacity, and better quality of service, mobile operators are gradually changing the way they configure their networks and switch to fifth generation networking. The development of network functions and the evolution of their architecture have been significantly affected by the advent of two new technologies, software-defined networking (SDN) and Virtualization (NFV). The changes that will come will reduce costs, enhance network flexibility and scalability, and reduce the time available for new applications and services. In this diploma thesis, well-studied teletraffic engineering models, like the multirate loss model and the single/multiple retry models are applied in an SDN/NFV based mobile network that utilizes a MIMO antenna. The retry model is applied in order to reduce the blocking probability, since it considers that if a call is blocked, then it can retry with reduced bandwidth requirements in order to be accepted for service. The effectiveness of the retry model is showed through the comparison of blocking results of the two models, as a function of the offered traffic load