Latency-rate downlink packet scheduler para redes LTE

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Franco, Fabian Maurice Malheiros
• Orientador(a): Wille, Emílio Carlos Gomes
• Banca de defesa: Wille, Emílio Carlos Gomes, Fonseca, Mauro Sergio Pereira, Albini, Luiz Carlos Pessoa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Sistemas de comunicação móvel; Comutação por pacotes (Transmissão de dados); Alocação de recursos; Multiplexação; Simulação (Computadores); Telecomunicações - Tráfego; Mobile communication systems; Packet switching (Data transmission); Resource allocation; Multiplexing; Computer simulation; Telecommunication - Traffic
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3844

O padrão Long Term Evolution (LTE) é a principal tecnologia utilizada em redes móveis 4G atualmente em todo o mundo. Sua arquitetura consiste basicamente em três componentes principais: um núcleo de rede, estação base e dispositivos de usuário. Os dispositivos de usuário podem requisitar serviços disponíveis na Internet, tais como serviços de voz, vídeo entre outros serviços de dados de transmissão não continua como páginas Web. O acesso a esses serviços são gerenciados pela estação base, a qual tem o papel de realizar o escalonamento de recursos, por meio de uma tecnologia de rede de acesso múltiplo, garantindo a qualidade de serviço ao usuário. Assim, um de seus principais desafios está relacionado ao atendimento de serviços que exigem baixas latências e largura de banda. Entre estes, destaque-se os serviços vídeo por seu constante crescimento em termos de consumo de dados em redes móveis. Neste contexto este trabalho apresenta o Latency-Rate Downlink Packet Scheduler (LR-DPS) para o escalonamento de recursos de tráfego downlink visando atender os requisitos de atraso máximo para tráfegos de taxa variável. Considerando que o escalonamento de recursos em redes LTE é um problema de otimização complexo, a principal contribuição do trabalho é uma nova arquitetura de escalonamento com provisão de QoS para delay máximo. A proposta e formulação do problema são apresentadas em três etapas hierárquicas. Na primeira etapa, o tráfego é condicionado por um balde de fichas. Na segunda etapa, por meio de um modelo analítico, o problema de atribuição de tempo total (ATT) é solucionado e tem-se um tempo total para transmissão de dados e as taxas individuais para atendimento ao delay máximo solicitado. Na terceira, os dados são alocados em blocos de recursos de forma equilibrada atendendo os requisitos da etapa anterior. A avaliação de desempenho utiliza o ns-3 como simulador de rede, com o qual são criados cenários realísticos que exploram características da rede LTE e do modelo LR-DPS. Como parâmetro de comparação, são utilizados os escalonadores Round Robin e Channel and QoS Aware. Os resultados das simulações realizadas com diferentes tráfegos de vídeo com taxa variável (VBR) mostram que o LR-DPS atendeu aos requisitos de QoS quando os demais escalonadores excederam em até 90% o delay máximo solicitado.