161 research outputs found

    Connectivity Management for HetNets based on the Principles of Autonomicity and Context-Awareness

    Get PDF
    Στο περιβάλλον του Διαδικτύου του Μέλλοντος, η Πέμπτη γενιά (5G) δικτύων έχει ήδη αρχίσει να καθιερώνεται. Τα δίκτυα 5G αξιοποιούν υψηλότερες συχνότητες παρέχοντας μεγαλύτερο εύρος ζώνης, ενώ υποστηρίζουν εξαιρετικά μεγάλη πυκνότητα σε σταθμούς βάσης και κινητές συσκευές, σχηματίζοντας ένα περιβάλλον ετερογενών δικτύων, το οποίο στοχεύει στο να καλυφθούν οι απαιτήσεις της απόδοσης ως προς την μικρότερη δυνατή συνολική χρονοκαθυστέρηση και κατανάλωση ενέργειας. Η αποδοτική διαχείριση της συνδεσιμότητας σε ένα τόσο ετερογενές δικτυακό περιβάλλον αποτελεί ανοιχτό πρόβλημα, με σκοπό να υποστηρίζεται η κινητικότητα των χρηστών σε δίκτυα διαφορετικών τεχνολογιών και βαθμίδων, αντιμετωπίζοντας θέματα πολυπλοκότητας και διαλειτουργικότητας, υποστηρίζοντας τις απαιτήσεις των τρεχουσών εφαρμογών και των προτιμήσεων των χρηστών και διαχειρίζοντας ταυτόχρονα πολλαπλές δικτυακές διεπαφές. Η συλλογή, η μοντελοποίηση, η διεξαγωγή συμπερασμάτων και η κατανομή πληροφορίας περιεχομένου σε σχέση με δεδομένα αισθητήρων θα παίξουν κρίσιμο ρόλο σε αυτήν την πρόκληση. Με βάση τα παραπάνω, κρίνεται σκόπιμη η αξιοποίηση των αρχών της επίγνωσης περιεχομένου και της αυτονομικότητας, καθώς επιτρέπουν στις δικτυακές οντότητες να είναι ενήμερες του εαυτού τους και του περιβάλλοντός τους, καθώς και να αυτοδιαχειρίζονται τις λειτουργίες τους ώστε να πετυχαίνουν συγκεκριμένους στόχους. Επιπλέον, χρειάζεται ακριβής ποσοτική αξιολόγηση της απόδοσης λύσεων διαχείρισης της συνδεσιμότητας για ετερογενή δίκτυα, οι οποίες παρουσιάζουν διαφορετικές στρατηγικές επίγνωσης περιβάλλοντος, απαιτώντας μια μεθοδολογία που να είναι περιεκτική και γενικά εφαρμόσιμη ώστε να καλύπτει διαφορετικές προσεγγίσεις, καθώς οι υπάρχουσες μεθοδολογίες στην βιβλιογραφία είναι σχετικά περιορισμένες. Tο σύνολο της μελέτης επικεντρώνεται σε δύο θεματικούς άξονες. Στο πρώτο θεματικό μέρος της διατριβής, αναλύεται ο ρόλος της επίγνωσης περιβάλλοντος και της αυτονομικότητας, σε σχέση με την διαχείριση της συνδεσιμότητας, αναπτύσσοντας ένα πλαίσιο ταξινόμησης και κατηγοριοποίησης, επεκτείνοντας την τρέχουσα βιβλιογραφία. Με βάση το προαναφερθέν πλαίσιο, ταξινομήθηκαν και αξιολογήθηκαν λύσεις για την υποστήριξη της κινητικότητας σε ετερογενή δίκτυα, οι οποίες δύνανται να θεωρηθούν ότι παρουσιάζουν επίγνωση περιβάλλοντος και αυτο-διαχειριστικά χαρακτηριστικά. Επιπλέον, μελετήθηκε κατά πόσον οι αποφάσεις που λαμβάνονται ως προς την επιλογή του κατάλληλου δικτύου, σύμφωνα με την κάθε λύση, είναι αποτελεσματικές και προτάθηκαν τρόποι βελτιστοποίησης των υπαρχουσών αρχιτεκτονικών, καθώς και προτάσεων προς περαιτέρω ανάπτυξη σχετικών μελλοντικών λύσεων. Στο δεύτερο θεματικό μέρος της διατριβής, αναπτύχθηκε μια ευέλικτη αναλυτική μεθοδολογία, περιλαμβάνοντας όλους τους παράγοντες που μπορούν να συνεισφέρουν στην συνολική χρονοκαθυστέρηση, λαμβάνοντας υπόψιν την σηματοδοσία, την επεξεργαστική επιβάρυνση και την συμφόρηση (μελέτη ουράς), επεκτείνοντας την τρέχουσα βιβλιογραφία. Η μεθοδολογία είναι περιεκτική, ενώ ταυτόχρονα προσφέρει κλειστού τύπου λύσεις και έχει την δυνατότητα να προσαρμόζεται σε διαφορετικές προσεγγίσεις. Προς απόδειξη αυτού, εφαρμόσαμε την μεθοδολογία σε δύο λύσεις με διαφορετική στρατηγική επίγνωσης περιβάλλοντος (μια μεταδραστική και μια προδραστική). Και για τις δύο προσεγγίσεις, τα αναλυτικά αποτελέσματα επιβεβαιώθηκαν από προσομοιώσεις, επιβεβαιώνοντας την αποτελεσματικότητα και την ακρίβεια της αναλυτικής μεθοδολογίας. Επιπλέον, αποδείχθηκε ότι η προδραστική προσέγγιση εμφανίζει καλύτερη απόδοση ως προς την συνολική χρονοκαθυστέρηση, ενώ χρειάζεται σημαντικά λιγότερους επεξεργαστικούς πόρους, παρουσιάζοντας πιθανά οφέλη και στην συνολική ενεργειακή κατανάλωση και στα λειτουργικά και κεφαλαιουχικά κόστη (OPEX και CAPEX)

    Mobility management in 5G heterogeneous networks

    Get PDF
    In recent years, mobile data traffic has increased exponentially as a result of widespread popularity and uptake of portable devices, such as smartphones, tablets and laptops. This growth has placed enormous stress on network service providers who are committed to offering the best quality of service to consumer groups. Consequently, telecommunication engineers are investigating innovative solutions to accommodate the additional load offered by growing numbers of mobile users. The fifth generation (5G) of wireless communication standard is expected to provide numerous innovative solutions to meet the growing demand of consumer groups. Accordingly the ultimate goal is to achieve several key technological milestones including up to 1000 times higher wireless area capacity and a significant cut in power consumption. Massive deployment of small cells is likely to be a key innovation in 5G, which enables frequent frequency reuse and higher data rates. Small cells, however, present a major challenge for nodes moving at vehicular speeds. This is because the smaller coverage areas of small cells result in frequent handover, which leads to lower throughput and longer delay. In this thesis, a new mobility management technique is introduced that reduces the number of handovers in a 5G heterogeneous network. This research also investigates techniques to accommodate low latency applications in nodes moving at vehicular speeds

    Fuzzy logic-based intelligent scheme for enhancing QoS of vertical handover decision in vehicular ad-hoc networks

    Get PDF
    The design of next generation networks in various technologies under the “Anywhere, Anytime” paradigm offers seamless connectivity across different coverage. A conventional algorithm such as RSSThreshold algorithm, that only uses the received strength signal (RSS) as a metric, will decrease handover performance regarding handover latency, delay, packet loss, and handover failure probability. Moreover, the RSS-based algorithm is only suitable for horizontal handover decision to examine the quality of service (QoS) compared to the vertical handover decision in advanced technologies. In the next generation network, vertical handover can be started based on the user’s convenience or choice rather than connectivity reasons. This study proposes a vertical handover decision algorithm that uses a Fuzzy Logic (FL) algorithm, to increase QoS performance in heterogeneous vehicular ad-hoc networks (VANET). The study uses network simulator 2.29 (NS 2.29) along with the mobility traffic network and generator to implement simulation scenarios and topologies. This helps the simulation to achieve a realistic VANET mobility scenario. The required analysis on the performance of QoS in the vertical handover can thus be conducted. The proposed Fuzzy Logic algorithm shows improvement over the conventional algorithm (RSSThreshold) in the average percentage of handover QoS whereby it achieves 20%, 21% and 13% improvement on handover latency, delay, and packet loss respectively. This is achieved through triggering a process in layer two and three that enhances the handover performance

    Vertical Handoff Target Selection in a Heterogeneous Wireless Network Using Fuzzy ELECTRE

    Get PDF
    Global connectivity is on the verge of becoming a reality to provide high-speed, high-quality, and reliable communication channels for mobile devices at anytime, anywhere in the world. In a heterogeneous wireless environment, one of the key ingredients to provide efficient and ubiquitous computing with guaranteed quality and continuity of service is the design of intelligent handoff algorithms. Traditional single-metric handoff decision algorithms, such as Received Signal Strength (RSS), are not efficient and intelligent enough to minimize the number of unnecessary handoffs, decision delays, call-dropping and blocking probabilities. This research presents a novel approach for of a Multi Attribute Decision Making (MADM) model based on an integrated fuzzy approach for target network selection

    5G: 2020 and Beyond

    Get PDF
    The future society would be ushered in a new communication era with the emergence of 5G. 5G would be significantly different, especially, in terms of architecture and operation in comparison with the previous communication generations (4G, 3G...). This book discusses the various aspects of the architecture, operation, possible challenges, and mechanisms to overcome them. Further, it supports users? interac- tion through communication devices relying on Human Bond Communication and COmmunication-NAvigation- SENsing- SErvices (CONASENSE).Topics broadly covered in this book are; • Wireless Innovative System for Dynamically Operating Mega Communications (WISDOM)• Millimeter Waves and Spectrum Management• Cyber Security• Device to Device Communicatio

    View on 5G Architecture: Version 1.0

    Get PDF
    The current white paper focuses on the produced results after one year research mainly from 16 projects working on the abovementioned domains. During several months, representatives from these projects have worked together to identify the key findings of their projects and capture the commonalities and also the different approaches and trends. Also they have worked to determine the challenges that remain to be overcome so as to meet the 5G requirements. The goal of 5G Architecture Working Group is to use the results captured in this white paper to assist the participating projects achieve a common reference framework. The work of this working group will continue during the following year so as to capture the latest results to be produced by the projects and further elaborate this reference framework. The 5G networks will be built around people and things and will natively meet the requirements of three groups of use cases: • Massive broadband (xMBB) that delivers gigabytes of bandwidth on demand • Massive machine-type communication (mMTC) that connects billions of sensors and machines • Critical machine-type communication (uMTC) that allows immediate feedback with high reliability and enables for example remote control over robots and autonomous driving. The demand for mobile broadband will continue to increase in the next years, largely driven by the need to deliver ultra-high definition video. However, 5G networks will also be the platform enabling growth in many industries, ranging from the IT industry to the automotive, manufacturing industries entertainment, etc. 5G will enable new applications like for example autonomous driving, remote control of robots and tactile applications, but these also bring a lot of challenges to the network. Some of these are related to provide low latency in the order of few milliseconds and high reliability compared to fixed lines. But the biggest challenge for 5G networks will be that the services to cater for a diverse set of services and their requirements. To achieve this, the goal for 5G networks will be to improve the flexibility in the architecture. The white paper is organized as follows. In section 2 we discuss the key business and technical requirements that drive the evolution of 4G networks into the 5G. In section 3 we provide the key points of the overall 5G architecture where as in section 4 we elaborate on the functional architecture. Different issues related to the physical deployment in the access, metro and core networks of the 5G network are discussed in section 5 while in section 6 we present software network enablers that are expected to play a significant role in the future networks. Section 7 presents potential impacts on standardization and section 8 concludes the white paper

    5G: 2020 and Beyond

    Get PDF
    The future society would be ushered in a new communication era with the emergence of 5G. 5G would be significantly different, especially, in terms of architecture and operation in comparison with the previous communication generations (4G, 3G...). This book discusses the various aspects of the architecture, operation, possible challenges, and mechanisms to overcome them. Further, it supports users? interac- tion through communication devices relying on Human Bond Communication and COmmunication-NAvigation- SENsing- SErvices (CONASENSE).Topics broadly covered in this book are; • Wireless Innovative System for Dynamically Operating Mega Communications (WISDOM)• Millimeter Waves and Spectrum Management• Cyber Security• Device to Device Communicatio

    Context awareness and related challenges: A comprehensive evaluation study for a context-based RAT selection scheme towards 5G networks

    Get PDF
    Ο αποτελεσματικός σχεδιασμός των δικτύων είναι απαραίτητος για να αντιμετωπιστεί ο αυξανόμενος αριθμός των συνδρομητών κινητού διαδικτύου και των απαιτητικών υπηρεσιών δεδομένων, που ανταγωνίζονται για περιορισμένους ασύρματους πόρους. Επιπλέον, οι βασικές προκλήσεις για τα συνεχώς αναπτυσσόμενα δίκτυα LTE είναι η αύξηση των δυνατοτήτων των υφιστάμενων μηχανισμών, η μείωση της υπερβολικής σηματοδότησης (signaling) και η αξιοποίηση ενός αποτελεσματικού μηχανισμού επιλογής τεχνολογίας ασύρματης πρόσβασης (RAT). Υπάρχουν ποικίλες προτάσεις στην βιβλιογραφία σχετικά με αυτές τις προκλήσεις, μερικές από τις οποίες παρουσιάζονται εδώ. Ο σκοπός της εργασίας αυτής είναι να ερευνήσει τις τρέχουσες εξελίξεις στα δίκτυα LTE σχετικά με την ενσωμάτωση EPC και WiFi και την επίγνωση πλαισίου (context awareness) στην διαχείριση κινητικότητας, και να προτείνει τον αλγόριθμο COmpAsS, έναν μηχανισμό που χρησιμοποιεί ασαφή λογική (fuzzy logic) για να επιλέξει την πιο κατάλληλη τεχνολογία ασύρματης πρόσβασης για τα κινητά. Επιπλέον, έχουμε ποσοτικοποιήσει το κόστος σηματοδότησης του προτεινόμενου μηχανισμού σε σύνδεση με τις σημερινές προδιαγραφές του 3GPP και εκτελέσαμε μια ολοκληρωμένη ανάλυση. Τέλος, αξιολογήσαμε τον αλγόριθμο μέσω εκτεταμένων προσομοιώσεων σε ένα πολύπλοκο και ρεαλιστικό σενάριο χρήσης 5G, που απεικονίζονται τα σαφή πλεονεκτήματα της προσέγγισής μας όσον αφορά τη συχνότητα μεταπομπών (handover) και τις μετρήσεις βασικών QoS τιμών, όπως ρυθμός μετάδοσης και καθυστέρηση.Effective network planning is essential to cope with the increasing number of mobile internet subscribers and bandwidth-intensive services competing for limited wireless resources. Additionally, key challenges for the constantly growing LTE networks is increasing capabilities of current mechanisms, reduction of signaling overhead and the utilization of an effective Radio Access Technology (RAT) selection scheme. There have been various proposals in literature regarding these challenges, some of which are discussed here. The purpose of this work is to research the current advances in LTE networks regarding EPC - WiFi integration and context awareness in mobility management, and propose the COmpAsS algorithm, a mechanism using fuzzy logic to select the most suitable Radio Access Technology. Furthermore, we quantify the signaling overhead of the proposed mechanism by linking it to the current 3GPP specifications and performing a comprehensive analysis. Finally, we evaluate the novel scheme via extensive simulations in a complex and realistic 5G use case, illustrating the clear advantages of our approach in terms of handover frequency and key QoS metrics, i.e. the user-experienced throughput and delay

    Review and analysis of networking challenges in cloud computing

    Get PDF
    Cloud Computing offers virtualized computing, storage, and networking resources, over the Internet, to organizations and individual users in a completely dynamic way. These cloud resources are cheaper, easier to manage, and more elastic than sets of local, physical, ones. This encourages customers to outsource their applications and services to the cloud. The migration of both data and applications outside the administrative domain of customers into a shared environment imposes transversal, functional problems across distinct platforms and technologies. This article provides a contemporary discussion of the most relevant functional problems associated with the current evolution of Cloud Computing, mainly from the network perspective. The paper also gives a concise description of Cloud Computing concepts and technologies. It starts with a brief history about cloud computing, tracing its roots. Then, architectural models of cloud services are described, and the most relevant products for Cloud Computing are briefly discussed along with a comprehensive literature review. The paper highlights and analyzes the most pertinent and practical network issues of relevance to the provision of high-assurance cloud services through the Internet, including security. Finally, trends and future research directions are also presented
    corecore