Common Radio Resource Management Strategies for Quality of Service Support in Heterogeneous Wireless Networks

Hoy en día existen varias tecnologías que coexisten en una misma zona formando un sistema heterogéneo. Además, este hecho se espera que se vuelva más acentuado con todas las nuevas tecnologías que se están estandarizando actualmente. Hasta ahora, generalmente son los usuarios los que eligen la tecnología a la que se van a conectar, ya sea configurando sus terminales o usando terminales distintos. Sin embargo, esta solución es incapaz de aprovechar al máximo todos los recursos. Para ello es necesario un nuevo conjunto de estrategias. Estas estrategias deben gestionar los recursos radioeléctricos conjuntamente y asegurar la satisfacción de la calidad de servicio de los usuarios. Siguiendo esta idea, esta Tesis propone dos nuevos algoritmos. El primero es un algoritmo de asignación dinámica de recusos conjunto (JDRA) capaz de asignar recursos a usuarios y de distribuir usuarios entre tecnologías al mismo tiempo. El algoritmo está formulado en términos de un problema de optimización multi-objetivo que se resuelve usando redes neuronales de Hopfield (HNNs). Las HNNs son interesantes ya que se supone que pueden alcanzar soluciones sub-óptimas en cortos periodos de tiempo. Sin embargo, implementaciones reales de las HNNs en ordenadores pierden esta rápida respuesta. Por ello, en esta Tesis se analizan las causas y se estudian posibles mejoras. El segundo algoritmo es un algoritmo de control de admisión conjunto (JCAC) que admite y rechaza usuarios teniendo en cuenta todas las tecnologías al mismo tiempo. La principal diferencia con otros algorimos propuestos es que éstos últimos toman las dicisiones de admisión en cada tecnología por separado. Por ello, se necesita de algún mecanismo para seleccionar la tecnología a la que los usuarios se van a conectar. Por el contrario, la técnica propuesta en esta Tesis es capaz de tomar decisiones en todo el sistema heterogéneo. Por lo tanto, los usuarios no se enlazan con ninguna tecnología antes de ser admitidos.Calabuig Soler, D. (2010). Common Radio Resource Management Strategies for Quality of Service Support in Heterogeneous Wireless Networks [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7348Palanci

An optimum network selection solution for multihomed hosts using Hopfield Networks

This work introduces a Hopfield Neural Network approach to network selection for multihomed hosts which considers a range of relevant network parameters including available radio access technologies and traffic types (VoIP, video streaming, Web browsing and FTP-based). Also proposed is a novel utility function that further improves network selection. Results show that, in terms of QoS, the allocation obtained using proposed algorithm outperforms other two reference allocation schemes under a range of different scenarios

COST EFFICIENT PROVISIONING OF MASS MOBILE MULTIMEDIA SERVICES IN HYBRID CELLULAR AND BROADCASTING SYSTEMS

Uno de los retos a los que se enfrenta la industria de las comunicaciones móviles e inalámbricas es proporcionar servicios multimedia masivos a bajo coste, haciéndolos asequibles para los usuarios y rentables a los operadores. El servicio más representativo es el de TV móvil, el cual se espera que sea una aplicación clave en las futuras redes móviles. Actualmente las redes celulares no pueden soportar un consumo a gran escala de este tipo de servicios, y las nuevas redes de radiodifusión móvil son muy costosas de desplegar debido a la gran inversión en infraestructura de red necesaria para proporcionar niveles aceptables de cobertura. Esta tesis doctoral aborda el problema de la provisión eficiente de servicios multimedia masivos a dispositivos móviles y portables utilizando la infraestructura de radiodifusión y celular existente. La tesis contempla las tecnologías comerciales de última generación para la radiodifusión móvil (DVB-H) y para las redes celulares (redes 3G+ con HSDPA y MBMS), aunque se centra principalmente en DVB-H. El principal paradigma propuesto para proporcionar servicios multimedia masivos a bajo coste es evitar el despliegue de una red DVB-H con alta capacidad y cobertura desde el inicio. En su lugar se propone realizar un despliegue progresivo de la infraestructura DVB-H siguiendo la demanda de los usuarios. Bajo este contexto, la red celular es fundamental para evitar sobre-dimensionar la red DVB-H en capacidad y también en áreas con una baja densidad de usuarios hasta que el despliegue de un transmisor o un repetidor DVB-H sea necesario. Como principal solución tecnológica la tesis propone realizar una codificación multi-burst en DVB-H utilizando códigos Raptor. El objetivo es explotar la diversidad temporal del canal móvil para aumentar la robustez de la señal y, por tanto, el nivel de cobertura, a costa de incrementar la latencia de la red.Gómez Barquero, D. (2009). COST EFFICIENT PROVISIONING OF MASS MOBILE MULTIMEDIA SERVICES IN HYBRID CELLULAR AND BROADCASTING SYSTEMS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6881Palanci

Mejora de la Arquitectura de Acceso Radio UMTS mediante Multinodos B

Dada la creciente demanda de servicios multimedia en movilidad, las operadoras de telefonía móvil necesitan aumentar constantemente la capacidad de sus sistemas. En ocasiones la única solución posible para mejorar las prestaciones del sistema es incrementar el número de transmisores, siendo ésta una solución costosa. Además, en UMTS utilizar más emplazamientos macro-celulares no siempre garantiza una mayor capacidad del sistema, por los grandes problemas de interferencia mutua que sufren dos macro-celdas si se encuentran demasiado próximas. La única solución que se puede adoptar en estos casos es hacer uso de redes jerárquicas celulares, añadiendo micro-celdas que utilicen una frecuencia de portadora distinta. Esta Tesis Doctoral aporta una visión complementaria al despliegue de las redes jerárquicas y propone aprovechar dicho despliegue para modificar las redes de acceso radio UMTS con nueva arquitectura de nodos B múltiples o Multinodo B. El sistema a desarrollar utiliza la tecnología de nodos B UMTS a los que se conectan un número de antenas distribuidas en diferentes puntos del área de servicio, conformando el equivalente a un array distribuido espacialmente. La incorporación de técnicas de procesado en array junto con mecanismos de gestión dinámica de recursos y la tecnología de enlaces ópticos proporcionarán a este sistema una estructura de acceso radio óptima en entornos micro-celulares y en interiores, con gran flexibilidad y adaptabilidad. Las ventajas de utilizar esta configuración, que se detallan a lo largo de la Tesis Doctoral, son fundamentalmente la mejora de la capacidad de la red de acceso, minimización del impacto radioeléctrico y óptima gestión de recursos. En primer lugar, en esta Tesis Doctoral se demuestra que la nueva arquitectura radio es capaz de dotar al sistema UMTS de una diversidad espacial adicional, diversidad que mejorará los requerimientos de potencia recibida en los terminales, sobre todo en los escenarios micro-celulares. RespectoMonserrat Del Río, JF. (2007). Mejora de la Arquitectura de Acceso Radio UMTS mediante Multinodos B [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1937Palanci

A framework for traffic flow survivability in wireless networks prone to multiple failures and attacks

Transmitting packets over a wireless network has always been challenging due to failures that have always occurred as a result of many types of wireless connectivity issues. These failures have caused significant outages, and the delayed discovery and diagnostic testing of these failures have exacerbated their impact on servicing, economic damage, and social elements such as technological trust. There has been research on wireless network failures, but little on multiple failures such as node-node, node-link, and link–link failures. The problem of capacity efficiency and fast recovery from multiple failures has also not received attention. This research develops a capacity efficient evolutionary swarm survivability framework, which encompasses enhanced genetic algorithm (EGA) and ant colony system (ACS) survivability models to swiftly resolve node-node, node-link, and link-link failures for improved service quality. The capacity efficient models were tested on such failures at different locations on both small and large wireless networks. The proposed models were able to generate optimal alternative paths, the bandwidth required for fast rerouting, minimized transmission delay, and ensured the rerouting path fitness and good transmission time for rerouting voice, video and multimedia messages. Increasing multiple link failures reveal that as failure increases, the bandwidth used for rerouting and transmission time also increases. This implies that, failure increases bandwidth usage which leads to transmission delay, which in turn slows down message rerouting. The suggested framework performs better than the popular Dijkstra algorithm, proactive, adaptive and reactive models, in terms of throughput, packet delivery ratio (PDR), speed of transmission, transmission delay and running time. According to the simulation results, the capacity efficient ACS has a PDR of 0.89, the Dijkstra model has a PDR of 0.86, the reactive model has a PDR of 0.83, the proactive model has a PDR of 0.83, and the adaptive model has a PDR of 0.81. Another performance evaluation was performed to compare the proposed model's running time to that of other evaluated routing models. The capacity efficient ACS model has a running time of 169.89ms on average, while the adaptive model has a running time of 1837ms and Dijkstra has a running time of 280.62ms. With these results, capacity efficient ACS outperforms other evaluated routing algorithms in terms of PDR and running time. According to the mean throughput determined to evaluate the performance of the following routing algorithms: capacity efficient EGA has a mean throughput of 621.6, Dijkstra has a mean throughput of 619.3, proactive (DSDV) has a mean throughput of 555.9, and reactive (AODV) has a mean throughput of 501.0. Since Dijkstra is more similar to proposed models in terms of performance, capacity efficient EGA was compared to Dijkstra as follows: Dijkstra has a running time of 3.8908ms and EGA has a running time of 3.6968ms. In terms of running time and mean throughput, the capacity efficient EGA also outperforms the other evaluated routing algorithms. The generated alternative paths from these investigations demonstrate that the proposed framework works well in preventing the problem of data loss in transit and ameliorating congestion issue resulting from multiple failures and server overload which manifests when the process hangs. The optimal solution paths will in turn improve business activities through quality data communications for wireless service providers.School of ComputingPh. D. (Computer Science

Internet of Things 2.0: Concepts, Applications, and Future Directions

Applications and technologies of the Internet of Things are in high demand with the increase of network devices. With the development of technologies such as 5G, machine learning, edge computing, and Industry 4.0, the Internet of Things has evolved. This survey article discusses the evolution of the Internet of Things and presents the vision for Internet of Things 2.0. The Internet of Things 2.0 development is discussed across seven major fields. These fields are machine learning intelligence, mission critical communication, scalability, energy harvesting-based energy sustainability, interoperability, user friendly IoT, and security. Other than these major fields, the architectural development of the Internet of Things and major types of applications are also reviewed. Finally, this article ends with the vision and current limitations of the Internet of Things in future network environments