Algoritmo de escalonamento adaptativo para o tráfego Uplink em redes IEEE 802.16 com gerenciamento dinâmico de Polling
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2012 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14318 https://doi.org/10.14393/ufu.te.2012.70 |
Resumo: | The Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) technology, based on the IEEE 802.16 standard, is a solution for broadband wireless access metropolitan networks, developed to support a wide variability of real-time and non-real time applications. Different from the traditional wireless networks, the IEEE 802.16 standard defines, in the medium access layer, mechanisms to support the Quality of Service (QoS) for the applications. Among these mechanisms, we highlight the scheduling and the Connection Admission Control (CAC). However, the IEEE 802.16 does not define the policies that must be used in the implementation of the scheduling and CAC mechanisms. The scheduling mechanism aims at guarantying the efficient utilization of the bandwidth resources, and thus, promotes the effective use of the wireless link. The CAC mechanism aims at restricting the number of existing connections simultaneously in order to avoid that the wireless link is saturated. This thesis shows a new and efficient scheduling algorithm to uplink traffic in the Base Station (BS). The proposed algorithm is developed to be totally dynamic, mainly in networks that use adaptive modulation functions. Using a cross-layer approach, a deadline based scheme was developed, aiming at minimizing the end-to-end delay for the real-time applications. Moreover, the proposed algorithm interacts with the polling mechanism of the BS, and controls the periodicity of unicast polling to real-time and non-real-time applications, in accordance with the QoS requirements of the applications. Moreover, to avoid the wireless link being saturated for an excessive number of connections, a CAC mechanism that interacts with the proposed scheduling algorithm was developed. The CAC mechanism was also developed using a cross-layer approach. Simulations results show the efficiency of the proposed scheduling algorithm and of the CAC mechanism, mainly in environments where an adaptive modulation was used. |
id |
UFU_c004ac6debef892f439d9adbbc266e86 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufu.br:123456789/14318 |
network_acronym_str |
UFU |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFU |
repository_id_str |
|
spelling |
Algoritmo de escalonamento adaptativo para o tráfego Uplink em redes IEEE 802.16 com gerenciamento dinâmico de PollingAn Adaptive Scheduler Algorithm for Uplink Traffic in WiMAX Networks with Dynamic Polling ManagementIEEE 802.16WiMAXQoSEscalonamentoSistemas de comunicação sem fioSistemas de comunicação em banda largaAlgoritmoSchedulingCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThe Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) technology, based on the IEEE 802.16 standard, is a solution for broadband wireless access metropolitan networks, developed to support a wide variability of real-time and non-real time applications. Different from the traditional wireless networks, the IEEE 802.16 standard defines, in the medium access layer, mechanisms to support the Quality of Service (QoS) for the applications. Among these mechanisms, we highlight the scheduling and the Connection Admission Control (CAC). However, the IEEE 802.16 does not define the policies that must be used in the implementation of the scheduling and CAC mechanisms. The scheduling mechanism aims at guarantying the efficient utilization of the bandwidth resources, and thus, promotes the effective use of the wireless link. The CAC mechanism aims at restricting the number of existing connections simultaneously in order to avoid that the wireless link is saturated. This thesis shows a new and efficient scheduling algorithm to uplink traffic in the Base Station (BS). The proposed algorithm is developed to be totally dynamic, mainly in networks that use adaptive modulation functions. Using a cross-layer approach, a deadline based scheme was developed, aiming at minimizing the end-to-end delay for the real-time applications. Moreover, the proposed algorithm interacts with the polling mechanism of the BS, and controls the periodicity of unicast polling to real-time and non-real-time applications, in accordance with the QoS requirements of the applications. Moreover, to avoid the wireless link being saturated for an excessive number of connections, a CAC mechanism that interacts with the proposed scheduling algorithm was developed. The CAC mechanism was also developed using a cross-layer approach. Simulations results show the efficiency of the proposed scheduling algorithm and of the CAC mechanism, mainly in environments where an adaptive modulation was used.Doutor em CiênciasA tecnologia Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), baseada no padrão IEEE 802.16, é uma solução para redes de acesso sem fio de banda larga desenvolvida para dar suporte a uma grande variedade de aplicações de tempo real e não tempo real. Diferente das redes sem fio tradicionais, o padrão IEEE 802.16 define, na camada de controle de acesso ao meio, mecanismos para dar suporte à Qualidade de Serviço (Quality of Service - QoS) para as aplicações. Dentre tais mecanismos, destacam-se o escalonamento e o controle de admissão de conexões (Connection Admission Control - CAC). Entretanto, o padrão IEEE 802.16 não define as políticas que devem ser utilizadas na implementação de tais mecanismos. O mecanismo de escalonamento tem como objetivo garantir a utilização eficiente do recurso largura de banda e, desta forma, promover o uso eficaz do enlace sem fio. O mecanismo de CAC tem como objetivo restringir o número de conexões existentes simultaneamente na rede, a fim de evitar que o enlace sem fio seja saturado. Esta tese apresenta um novo e eficiente algoritmo de escalonamento para o tráfego uplink, a ser utilizado no escalonador uplink localizado na estação base (Base Station BS). O algoritmo proposto foi desenvolvido para ser totalmente dinâmico, principalmente em redes que utilizam as funções de modulação adaptativa. Utilizando uma abordagem cross-layer, um esquema baseado em deadlines foi desenvolvido. Seu objetivo é minimizar o atraso máximo fim a fim para as aplicações de tempo real. Além disso, o algoritmo proposto interage com o mecanismo de gerenciamento de polling da estação base, e controla a periodicidade do envio do polling unicast para as aplicações de tempo real e não tempo real, de acordo com os requisitos de QoS das aplicações. Ademais, para evitar que o enlace sem fio seja saturado por um número excessivo de conexões, desenvolveu-se um mecanismo de CAC que interage com o algoritmo de escalonamento proposto, o qual também utiliza a abordagem cross-layer. Resultados de simulação mostraram a eficiência do algoritmo de escalonamento proposto, bem como do mecanismo de CAC associado, principalmente em ambientes onde utilizou-se modulação adaptativa.Universidade Federal de UberlândiaBRPrograma de Pós-graduação em Engenharia ElétricaEngenhariasUFUGuardieiro, Paulo Robertohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787857H7Rosa, Pedro Frosihttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4791965U0Silva, éderson Rosa dahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4479414D5Borin, Juliana Freitaghttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4731432T0Melo, Cesar Augusto Vianahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4768564Y6Teixeira, Márcio Andrey2016-06-22T18:38:02Z2013-03-222016-06-22T18:38:02Z2012-08-09info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/pdfTEIXEIRA, Márcio Andrey. An Adaptive Scheduler Algorithm for Uplink Traffic in WiMAX Networks with Dynamic Polling Management. 2012. 154 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2012.70https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14318https://doi.org/10.14393/ufu.te.2012.70porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2022-09-30T16:41:35Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/14318Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2022-09-30T16:41:35Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Algoritmo de escalonamento adaptativo para o tráfego Uplink em redes IEEE 802.16 com gerenciamento dinâmico de Polling An Adaptive Scheduler Algorithm for Uplink Traffic in WiMAX Networks with Dynamic Polling Management |
title |
Algoritmo de escalonamento adaptativo para o tráfego Uplink em redes IEEE 802.16 com gerenciamento dinâmico de Polling |
spellingShingle |
Algoritmo de escalonamento adaptativo para o tráfego Uplink em redes IEEE 802.16 com gerenciamento dinâmico de Polling Teixeira, Márcio Andrey IEEE 802.16 WiMAX QoS Escalonamento Sistemas de comunicação sem fio Sistemas de comunicação em banda larga Algoritmo Scheduling CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
title_short |
Algoritmo de escalonamento adaptativo para o tráfego Uplink em redes IEEE 802.16 com gerenciamento dinâmico de Polling |
title_full |
Algoritmo de escalonamento adaptativo para o tráfego Uplink em redes IEEE 802.16 com gerenciamento dinâmico de Polling |
title_fullStr |
Algoritmo de escalonamento adaptativo para o tráfego Uplink em redes IEEE 802.16 com gerenciamento dinâmico de Polling |
title_full_unstemmed |
Algoritmo de escalonamento adaptativo para o tráfego Uplink em redes IEEE 802.16 com gerenciamento dinâmico de Polling |
title_sort |
Algoritmo de escalonamento adaptativo para o tráfego Uplink em redes IEEE 802.16 com gerenciamento dinâmico de Polling |
author |
Teixeira, Márcio Andrey |
author_facet |
Teixeira, Márcio Andrey |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Guardieiro, Paulo Roberto http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787857H7 Rosa, Pedro Frosi http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4791965U0 Silva, éderson Rosa da http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4479414D5 Borin, Juliana Freitag http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4731432T0 Melo, Cesar Augusto Viana http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4768564Y6 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Teixeira, Márcio Andrey |
dc.subject.por.fl_str_mv |
IEEE 802.16 WiMAX QoS Escalonamento Sistemas de comunicação sem fio Sistemas de comunicação em banda larga Algoritmo Scheduling CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
topic |
IEEE 802.16 WiMAX QoS Escalonamento Sistemas de comunicação sem fio Sistemas de comunicação em banda larga Algoritmo Scheduling CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
description |
The Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) technology, based on the IEEE 802.16 standard, is a solution for broadband wireless access metropolitan networks, developed to support a wide variability of real-time and non-real time applications. Different from the traditional wireless networks, the IEEE 802.16 standard defines, in the medium access layer, mechanisms to support the Quality of Service (QoS) for the applications. Among these mechanisms, we highlight the scheduling and the Connection Admission Control (CAC). However, the IEEE 802.16 does not define the policies that must be used in the implementation of the scheduling and CAC mechanisms. The scheduling mechanism aims at guarantying the efficient utilization of the bandwidth resources, and thus, promotes the effective use of the wireless link. The CAC mechanism aims at restricting the number of existing connections simultaneously in order to avoid that the wireless link is saturated. This thesis shows a new and efficient scheduling algorithm to uplink traffic in the Base Station (BS). The proposed algorithm is developed to be totally dynamic, mainly in networks that use adaptive modulation functions. Using a cross-layer approach, a deadline based scheme was developed, aiming at minimizing the end-to-end delay for the real-time applications. Moreover, the proposed algorithm interacts with the polling mechanism of the BS, and controls the periodicity of unicast polling to real-time and non-real-time applications, in accordance with the QoS requirements of the applications. Moreover, to avoid the wireless link being saturated for an excessive number of connections, a CAC mechanism that interacts with the proposed scheduling algorithm was developed. The CAC mechanism was also developed using a cross-layer approach. Simulations results show the efficiency of the proposed scheduling algorithm and of the CAC mechanism, mainly in environments where an adaptive modulation was used. |
publishDate |
2012 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2012-08-09 2013-03-22 2016-06-22T18:38:02Z 2016-06-22T18:38:02Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
TEIXEIRA, Márcio Andrey. An Adaptive Scheduler Algorithm for Uplink Traffic in WiMAX Networks with Dynamic Polling Management. 2012. 154 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2012.70 https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14318 https://doi.org/10.14393/ufu.te.2012.70 |
identifier_str_mv |
TEIXEIRA, Márcio Andrey. An Adaptive Scheduler Algorithm for Uplink Traffic in WiMAX Networks with Dynamic Polling Management. 2012. 154 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2012.70 |
url |
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14318 https://doi.org/10.14393/ufu.te.2012.70 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia BR Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica Engenharias UFU |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia BR Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica Engenharias UFU |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFU instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU) instacron:UFU |
instname_str |
Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
instacron_str |
UFU |
institution |
UFU |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFU |
collection |
Repositório Institucional da UFU |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
repository.mail.fl_str_mv |
diinf@dirbi.ufu.br |
_version_ |
1805569645193723904 |