Novo escalonador para rede LTE

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Renê Pomilio de
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3281
Resumo: A rede LTE foi desenvolvida para prover comunicação entre terminais com aplicações de voz, vídeo e dados com QoS (Qualidade de Serviço). Uma das maneiras para prover QoS é através de um escalonador de pacotes. A especificação do LTE deixa o desenvolvimento do escalonador, responsável por selecionar quem irá transmitir em um determinado instante, em aberto. Vários escalonadores existem na literatura, como Proportional Fair, Modified Largest Weighted Delay First, Exponential Proportional Fair, Frame Level Scheduler, entre outros. Como não foi encontrado até o presente momento um escalonador que garante o atraso solicitado pelo usuário e determina o número de usuários no sistema para garantir este atraso, o trabalho propõe um novo escalonador de pacotes em downlink para alcançar estes objetivos. Primeiramente, foram utilizados dois algoritmos no modelo adaptado para rede LTE, sendo eles o token bucket para moldar o tráfego de entrada do usuário impedindo congestionamento de pacotes, juntamente com o servidor LR (Latency Rate) que fornece os parâmetros da taxa de serviço do usuário e a quantidade de usuário para garantir o atraso solicitado. Com os valores do token bucket estipulados a partir do tamanho máximo do pacote da rede LTE, o tráfego de entrada do fluxo de vídeo do usuário foi moldado. O tamanho do token bucket, a taxa do token bucket e o atraso solicitado do usuário foram inseridos no servidor LR para obtenção da taxa de serviço do usuário e a quantidade de usuários no sistema. A taxa de serviço do usuário foi implementada no algoritmo escalonador PF para gerar a nova métrica de alocação do usuário. O novo escalonador intitulado PFLR (Proportional Fair - Latency Rate) foi implementado no simulador LTE-Sim e executadas simulações comparando com os escalonadores PF e MLWDF. As simulações executadas foram do delay médio por usuário, throughput médio por usuário, perda de pacote e fairness. Através dos resultados foi possível comprovar as vantagens do escalonador PFLR em garantir o atraso solicitado pelo usuário.
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Como não foi encontrado até o presente momento um escalonador que garante o atraso solicitado pelo usuário e determina o número de usuários no sistema para garantir este atraso, o trabalho propõe um novo escalonador de pacotes em downlink para alcançar estes objetivos. Primeiramente, foram utilizados dois algoritmos no modelo adaptado para rede LTE, sendo eles o token bucket para moldar o tráfego de entrada do usuário impedindo congestionamento de pacotes, juntamente com o servidor LR (Latency Rate) que fornece os parâmetros da taxa de serviço do usuário e a quantidade de usuário para garantir o atraso solicitado. Com os valores do token bucket estipulados a partir do tamanho máximo do pacote da rede LTE, o tráfego de entrada do fluxo de vídeo do usuário foi moldado. O tamanho do token bucket, a taxa do token bucket e o atraso solicitado do usuário foram inseridos no servidor LR para obtenção da taxa de serviço do usuário e a quantidade de usuários no sistema. A taxa de serviço do usuário foi implementada no algoritmo escalonador PF para gerar a nova métrica de alocação do usuário. O novo escalonador intitulado PFLR (Proportional Fair - Latency Rate) foi implementado no simulador LTE-Sim e executadas simulações comparando com os escalonadores PF e MLWDF. As simulações executadas foram do delay médio por usuário, throughput médio por usuário, perda de pacote e fairness. Através dos resultados foi possível comprovar as vantagens do escalonador PFLR em garantir o atraso solicitado pelo usuário.The LTE network was developed to provide communication between terminals with voice, video and data applications with QoS (Quality of Service). One of the ways to provide QoS is through a packet scheduler. The LTE specification do not define the development of the scheduler, which is responsible to select a user in a certain time slot. Several schedulers have been proposed in the literature, such as Proportional Fair, Modified Largest Weighted Delay First, Exponential Proportional Fair, Frame Level Scheduler, among others. As it has not been found to date a scheduler that guarantees the delay requested by the user and determines the number of users in the system to guarantee this delay, the work proposes a new downlink packet scheduler to achieve these goals. First, two algorithms were used in the model adapted for LTE network, being the token bucket to shape the user input traffic preventing packet congestion along with the Latency Rate (LR) server that provides the parameters of the user service rate and the amount of user to ensure the requested delay. With the token bucket values stipulated from the maximum packet size of the LTE network, the incoming traffic from the users video stream was wrapped. The size of the token bucket, the token bucket rate, and the requested user delay were entered into the LR server to obtain the user service fee and the amount of users in the system. The user service rate was implemented in the PF scheduler algorithm to generate the new user allocation metric. The new scheduler PFLR (Proportional Fair - Latency Rate) was implemented in the LTE-Sim simulator and executed simulations comparing with the PF and MLWDF schedulers. The simulations performed were the average delay per user, average throughput per user, packet loss and fairness. Through the results it was possible to prove the advantages of the PFLR scheduler in guaranteeing the delay requested by the user.Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPonta GrossaPrograma de Pós-Graduação em Ciência da ComputaçãoBrasilBrasilCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOCiência da ComputaçãoTelefone celularAlocação de recursosTecnologia streaming (Telecomunicação)Cell phonesResource allocationStreaming technology (Telecomunication)Novo escalonador para rede LTENew scheduler for LTE networkinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPonta GrossaPonta GrossaGóis, Lourival Aparecido dehttp://lattes.cnpq.br/6240013151229068Foronda, Augustohttp://lattes.cnpq.br/7103296555987124Senger, Luciano JoséMonteiro, Tânia LúciaRibeiro, Richard DuarteGóis, Lourival Aparecido dehttp://lattes.cnpq.br/2184083027742905Oliveira, Renê Pomilio deinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALPG_PPGCC_M_Oliveira, Renê Pomilio de_2018.pdfPG_PPGCC_M_Oliveira, Renê Pomilio de_2018.pdfapplication/pdf10694743http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3281/1/PG_PPGCC_M_Oliveira%2c%20Ren%c3%aa%20Pomilio%20de_2018.pdf87e6e83b582dea5e735b8a6b33318ea6MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3281/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52TEXTPG_PPGCC_M_Oliveira, Renê Pomilio de_2018.pdf.txtPG_PPGCC_M_Oliveira, Renê Pomilio de_2018.pdf.txtExtracted texttext/plain133058http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3281/3/PG_PPGCC_M_Oliveira%2c%20Ren%c3%aa%20Pomilio%20de_2018.pdf.txt4413b2cab7511adc343dde6a288c82dcMD53THUMBNAILPG_PPGCC_M_Oliveira, Renê Pomilio de_2018.pdf.jpgPG_PPGCC_M_Oliveira, Renê Pomilio de_2018.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1214http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3281/4/PG_PPGCC_M_Oliveira%2c%20Ren%c3%aa%20Pomilio%20de_2018.pdf.jpg56c07db1f8b271aa5e98600a3cdc85f5MD541/32812018-07-06 10:04:14.229oai:repositorio.utfpr.edu.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2018-07-06T13:04:14Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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