Final report on the evaluation of RRM/CRRM algorithms

Deliverable public del projecte EVERESTThis deliverable provides a definition and a complete evaluation of the RRM/CRRM algorithms selected in D11 and D15, and evolved and refined on an iterative process. The evaluation will be carried out by means of simulations using the simulators provided at D07, and D14.Preprin

プライマリシステムの干渉制限を考慮した周波数共用のためのリソース割り当てに関する研究

In wireless communications, the improvement of spectral efficiency isrequired due to the shortage of frequency resource. As an effectivesolution, spectrum sharing has been attracted attention. A cognitiveradio is promising technology for realization of spectrum sharing. Inthe spectrum sharing, cognitive user (secondary user) has to protectlicensed user (primary user) according to the interference constraint.However, conventional metric of interference constraint cannot avoidlarge performance degradation in primary system with widely rangeof Signal to Noise Ratio (SNR) such as a cellular system. Additionally,conventional interference constraints do not considers schedulingbehavior in cellular system. In order to solve these problems, thispaper proposes novel metric of the interference constraint whichsupports the widely SNR region of the primary system, so calledcapacity conservation ratio (CCR). The CCR is defined as the ratio ofthe capacity of the Primary receiver without interference from thesecondary transmitter, to the decreased primary capacity due tointerference. Proposed interference constraint based on CCR canprotect primary capacities over the widely SNR region. In addition,scheduling behavior of the primary system can be protected by usingproposed interference constraint. In addition, we propose transmitpower control schemes: exact and simplified power control. The exactpower control can satisfy requirement of interference constraintwithout large margin; however, transmit power cannot be derivewithout numerical analysis. In contrast, transmit power isclosed-form solution in the simplified power control with satisfyingthe interference constraint. Finally, this thesis proposes the resourcescheduling under the interference constraint. Proposed schedulingachieves the high throughput and high user fairness in the secondarysystem without increasing feedback information compared withconventional algorithm.現在、無線通信において周波数リソース不足が深刻な問題となっており、抜本的な対策技術としてコグニティブ周波数共用が注目されている。本論文では、周波数共用において既存システムの周波数帯を他システム（2 次システム）が二次利用するために干渉制限指標及びリソース割り当てに関する研究を行った。一つ目の研究では、既存システムに与える与干渉状態の評価指標について提案を行い，幅広い通信品質の既存システムを保護可能な干渉制限について評価を行った．評価ではシステムのリンクが静的モデルおよび動的なリソース配分で変更される動的モデルを用いた．二つ目の研究では，その干渉制限達成可能な送信電力制御の検討を行った。送信電力制御を行う際に，外部からチャネル情報の一部のみが得られると仮定し，確率的に変動するフェージング要素について所望のアウテージ確率を満足できるように数値解析を行い，厳密設計および簡易設計について提案を行った．三つ目の研究では、既存システムが複数端末に対して無線リソースをスケジューリングするモデルへと拡張し，2 次システムが干渉を回避しつつ，効率的リソース割り当てに関する検討を行った。電気通信大学201

Resource Allocation and Service Management in Next Generation 5G Wireless Networks

The accelerated evolution towards next generation networks is expected to dramatically increase mobile data traffic, posing challenging requirements for future radio cellular communications. User connections are multiplying, whilst data hungry content is dominating wireless services putting significant pressure on network's available spectrum. Ensuring energy-efficient and low latency transmissions, while maintaining advanced Quality of Service (QoS) and high standards of user experience are of profound importance in order to address diversifying user prerequisites and ensure superior and sustainable network performance. At the same time, the rise of 5G networks and the Internet of Things (IoT) evolution is transforming wireless infrastructure towards enhanced heterogeneity, multi-tier architectures and standards, as well as new disruptive telecommunication technologies. The above developments require a rethinking of how wireless networks are designed and operate, in conjunction with the need to understand more holistically how users interact with the network and with each other. In this dissertation, we tackle the problem of efficient resource allocation and service management in various network topologies under a user-centric approach. In the direction of ad-hoc and self-organizing networks where the decision making process lies at the user level, we develop a novel and generic enough framework capable of solving a wide array of problems with regards to resource distribution in an adaptable and multi-disciplinary manner. Aiming at maximizing user satisfaction and also achieve high performance - low power resource utilization, the theory of network utility maximization is adopted, with the examined problems being formulated as non-cooperative games. The considered games are solved via the principles of Game Theory and Optimization, while iterative and low complexity algorithms establish their convergence to steady operational outcomes, i.e., Nash Equilibrium points. This thesis consists a meaningful contribution to the current state of the art research in the field of wireless network optimization, by allowing users to control multiple degrees of freedom with regards to their transmission, considering mobile customers and their strategies as the key elements for the amelioration of network's performance, while also adopting novel technologies in the resource management problems. First, multi-variable resource allocation problems are studied for multi-tier architectures with the use of femtocells, addressing the topic of efficient power and/or rate control, while also the topic is examined in Visible Light Communication (VLC) networks under various access technologies. Next, the problem of customized resource pricing is considered as a separate and bounded resource to be optimized under distinct scenarios, which expresses users' willingness to pay instead of being commonly implemented by a central administrator in the form of penalties. The investigation is further expanded by examining the case of service provider selection in competitive telecommunication markets which aim to increase their market share by applying different pricing policies, while the users model the selection process by behaving as learning automata under a Machine Learning framework. Additionally, the problem of resource allocation is examined for heterogeneous services where users are enabled to dynamically pick the modules needed for their transmission based on their preferences, via the concept of Service Bundling. Moreover, in this thesis we examine the correlation of users' energy requirements with their transmission needs, by allowing the adaptive energy harvesting to reflect the consumed power in the subsequent information transmission in Wireless Powered Communication Networks (WPCNs). Furthermore, in this thesis a fresh perspective with respect to resource allocation is provided assuming real life conditions, by modeling user behavior under Prospect Theory. Subjectivity in decisions of users is introduced in situations of high uncertainty in a more pragmatic manner compared to the literature, where they behave as blind utility maximizers. In addition, network spectrum is considered as a fragile resource which might collapse if over-exploited under the principles of the Tragedy of the Commons, allowing hence users to sense risk and redefine their strategies accordingly. The above framework is applied in different cases where users have to select between a safe and a common pool of resources (CPR) i.e., licensed and unlicensed bands, different access technologies, etc., while also the impact of pricing in protecting resource fragility is studied. Additionally, the above resource allocation problems are expanded in Public Safety Networks (PSNs) assisted by Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), while also aspects related to network security against malign user behaviors are examined. Finally, all the above problems are thoroughly evaluated and tested via a series of arithmetic simulations with regards to the main characteristics of their operation, as well as against other approaches from the literature. In each case, important performance gains are identified with respect to the overall energy savings and increased spectrum utilization, while also the advantages of the proposed framework are mirrored in the improvement of the satisfaction and the superior Quality of Service of each user within the network. Lastly, the flexibility and scalability of this work allow for interesting applications in other domains related to resource allocation in wireless networks and beyond

Cost based optimization for strategic mobile radio access network planning using metaheuristics

La evolución experimentada por las comunicaciones móviles a lo largo de las últimas décadas ha sido motivada por dos factores principales: el surgimiento de nuevas aplicaciones y necesidades por parte del usuario, así como los avances tecnológicos. Los servicios ofrecidos para términales móviles han evolucionado desde el clásico servicio de voz y mensajes cortos (SMS), a servicios más atractivos y por lo tanto con una rápida aceptación por parte de usuario final como, video telephony, video streaming, online gaming, and the internet broadband access (MBAS). Todos estos nuevos servicios se han convertido en una realidad gracias a los avances técnologicos, avances tales como nuevas técnicas de acceso al medio compartido, nuevos esquemas de codificiación y modulación de la información intercambiada, sistemas de transmisión y recepción basados en múltiples antenas (MIMO), etc. Un aspecto importante en esta evolución fue la liberación del sector a principios de los años 90, donde la función reguladora llevado a cabo por las autoridades regulatorias nacionales (NRA) se ha antojado fundamental. Uno de los principales problemas tratados por la NRA espcífica de cada nación es la determinación de los costes por servicios mayoristas, esto es los servicios entre operadores de servicios móvilles, entre los que cabe destacar el coste por terminación de llamada o de inteconexión. El servicio de interconexión hace posible la comunicación de usuarios de diferente operadores, así como el acceso a la totalidad de servicios, incluso a aquellos no prestados por un operador en concreto gracias al uso de una red perteneciente a otro operador, por parte de todos los usuarios. El objetivo principal de esta tesis es la minimización de los costes de inversión en equipamiento de red, lo cual repercute en el establecimiento de las tarifas de interconexión como se verá a lo largo de este trabajo. La consecución de dicho objetivo se divide en dos partes: en primer lugar, el desarrollo de un conjunto de algoritmos para el dimesionado óptimo de una red de acceso radio (RAN) para un sistema de comunicaciones móvilles. En segundo lugar, el diseño y aplicación de algoritmos de optimización para la distribución óptima de los servicios sobre el conjunto de tecnologías móviles existentes (OSDP). El modulo de diseño de red proporciona cuatro algoritmos diferenciados encargados del dimensionado y planificación de la red de acceso móvil. Estos algoritmos se aplican en un entorno multi-tecnología, considerando sistemas de segunda (2G), tercera (3G) y cuarta (4G) generación, multi-usuario, teniendo en cuenta diferentes perfiles de usuarios con su respectiva carga de tráfico, y multo-servicio, incluyendo voz, servicios de datos de baja velocidad (64-144 Kbps), y acceso a internet de banda ancha móvil. La segunda parte de la tesis se encarga de distribuir de una manera óptima el conjunto de servicios sobre las tecnologías a desplegar. El objetivo de esta parte es hacer un uso eficiente de las tecnologías existentes reduciendo los costes de inversión en equipamiento de red. Esto es posible gracias a las diferencias tecnológicas existente entre los diferentes sistemas móviles, que hacen que los sistemas de segunda generación sean adecuados para proporcionar el servicio de voz y mensajería corta, mientras que redes de tercera generación muestran un mejor rendimiento en la transmisión de servicios de datos. Por último, el servicio de banda ancha móvil es nativo de redes de última generadón, como High Speed Data Acces (HSPA) y 4G. Ambos módulos han sido aplicados a un extenso conjunto de experimentos para el desarrollo de análisis tecno-económicos tales como el estudio del rendimiento de las tecnologías de HSPA y 4G para la prestación del servicio de banda ancha móvil, así como el análisis de escenarios reales de despliegue para redes 4G que tendrán lugar a partir del próximo año coinicidiendo con la licitación de las frecuencias en la banda de 800 MHz. Así mismo, se ha llevado a cabo un estudio sobre el despliegue de redes de 4G en las bandas de 800 MHz, 1800 MHz y 2600 MHz, comparando los costes de inversión obtenidos tras la optimización. En todos los casos se ha demostrado la mejora, en términos de costes de inversión, obtenida tras la aplicación de ambos módulos, posibilitando una reducción en la determinación de los costes de provisión de servicios. Los estudios realizados en esta tesis se centran en la nación de España, sin embargo todos los algoritmos implementados son aplicables a cualquier otro país europeo, prueba de ello es que los algoritmos de diseño de red han sido utilizados en diversos proyectos de regulación

Journal of Telecommunications and Information Technology, 2014, nr 3

kwartalni

Cost based optimization for strategic mobile radio access network planning using metaheuristics

La evolución experimentada por las comunicaciones móviles a lo largo de las últimas décadas ha sido motivada por dos factores principales: el surgimiento de nuevas aplicaciones y necesidades por parte del usuario, así como los avances tecnológicos. Los servicios ofrecidos para términales móviles han evolucionado desde el clásico servicio de voz y mensajes cortos (SMS), a servicios más atractivos y por lo tanto con una rápida aceptación por parte de usuario final como, video telephony, video streaming, online gaming, and the internet broadband access (MBAS). Todos estos nuevos servicios se han convertido en una realidad gracias a los avances técnologicos, avances tales como nuevas técnicas de acceso al medio compartido, nuevos esquemas de codificiación y modulación de la información intercambiada, sistemas de transmisión y recepción basados en múltiples antenas (MIMO), etc. Un aspecto importante en esta evolución fue la liberación del sector a principios de los años 90, donde la función reguladora llevado a cabo por las autoridades regulatorias nacionales (NRA) se ha antojado fundamental. Uno de los principales problemas tratados por la NRA espcífica de cada nación es la determinación de los costes por servicios mayoristas, esto es los servicios entre operadores de servicios móvilles, entre los que cabe destacar el coste por terminación de llamada o de inteconexión. El servicio de interconexión hace posible la comunicación de usuarios de diferente operadores, así como el acceso a la totalidad de servicios, incluso a aquellos no prestados por un operador en concreto gracias al uso de una red perteneciente a otro operador, por parte de todos los usuarios. El objetivo principal de esta tesis es la minimización de los costes de inversión en equipamiento de red, lo cual repercute en el establecimiento de las tarifas de interconexión como se verá a lo largo de este trabajo. La consecución de dicho objetivo se divide en dos partes: en primer lugar, el desarrollo de un conjunto de algoritmos para el dimesionado óptimo de una red de acceso radio (RAN) para un sistema de comunicaciones móvilles. En segundo lugar, el diseño y aplicación de algoritmos de optimización para la distribución óptima de los servicios sobre el conjunto de tecnologías móviles existentes (OSDP). El modulo de diseño de red proporciona cuatro algoritmos diferenciados encargados del dimensionado y planificación de la red de acceso móvil. Estos algoritmos se aplican en un entorno multi-tecnología, considerando sistemas de segunda (2G), tercera (3G) y cuarta (4G) generación, multi-usuario, teniendo en cuenta diferentes perfiles de usuarios con su respectiva carga de tráfico, y multo-servicio, incluyendo voz, servicios de datos de baja velocidad (64-144 Kbps), y acceso a internet de banda ancha móvil. La segunda parte de la tesis se encarga de distribuir de una manera óptima el conjunto de servicios sobre las tecnologías a desplegar. El objetivo de esta parte es hacer un uso eficiente de las tecnologías existentes reduciendo los costes de inversión en equipamiento de red. Esto es posible gracias a las diferencias tecnológicas existente entre los diferentes sistemas móviles, que hacen que los sistemas de segunda generación sean adecuados para proporcionar el servicio de voz y mensajería corta, mientras que redes de tercera generación muestran un mejor rendimiento en la transmisión de servicios de datos. Por último, el servicio de banda ancha móvil es nativo de redes de última generadón, como High Speed Data Acces (HSPA) y 4G. Ambos módulos han sido aplicados a un extenso conjunto de experimentos para el desarrollo de análisis tecno-económicos tales como el estudio del rendimiento de las tecnologías de HSPA y 4G para la prestación del servicio de banda ancha móvil, así como el análisis de escenarios reales de despliegue para redes 4G que tendrán lugar a partir del próximo año coinicidiendo con la licitación de las frecuencias en la banda de 800 MHz. Así mismo, se ha llevado a cabo un estudio sobre el despliegue de redes de 4G en las bandas de 800 MHz, 1800 MHz y 2600 MHz, comparando los costes de inversión obtenidos tras la optimización. En todos los casos se ha demostrado la mejora, en términos de costes de inversión, obtenida tras la aplicación de ambos módulos, posibilitando una reducción en la determinación de los costes de provisión de servicios. Los estudios realizados en esta tesis se centran en la nación de España, sin embargo todos los algoritmos implementados son aplicables a cualquier otro país europeo, prueba de ello es que los algoritmos de diseño de red han sido utilizados en diversos proyectos de regulación

Contribution to resource management in cellular access networks with limited backhaul capacity

La interfaz radio de los sistemas de comunicaciones móviles es normalmente considerada como la única limitación de capacidad en la red de acceso radio. Sin embargo, a medida que se van desplegando nuevas y más eficientes interfaces radio, y de que el tráfico de datos y multimedia va en aumento, existe la creciente preocupación de que la infraestructura de transporte (backhaul) de la red celular pueda convertirse en el cuello de botella en algunos escenarios. En este contexto, la tesis se centra en el desarrollo de técnicas de gestión de recursos que consideran de manera conjunta la gestión de recursos en la interfaz radio y el backhaul. Esto conduce a un nuevo paradigma donde los recursos del backhaul se consideran no sólo en la etapa de dimensionamiento, sino que además son incluidos en la problemática de gestión de recursos. Sobre esta base, el primer objetivo de la tesis consiste en evaluar los requerimientos de capacidad en las redes de acceso radio que usan IP como tecnología de transporte, de acuerdo a las recientes tendencias de la arquitectura de red. En particular, se analiza el impacto que tiene una solución de transporte basada en IP sobre la capacidad de transporte necesaria para satisfacer los requisitos de calidad de servicio en la red de acceso. La evaluación se realiza en el contexto de la red de acceso radio de UMTS, donde se proporciona una caracterización detallada de la interfaz Iub. El análisis de requerimientos de capacidad se lleva a cabo para dos diferentes escenarios: canales dedicados y canales de alta velocidad. Posteriormente, con el objetivo de aprovechar totalmente los recursos disponibles en el acceso radio y el backhaul, esta tesis propone un marco de gestión conjunta de recursos donde la idea principal consiste en incorporar las métricas de la red de transporte dentro del problema de gestión de recursos. A fin de evaluar los beneficios del marco de gestión de recursos propuesto, esta tesis se centra en la evaluación del problema de asignación de base, como estrategia para distribuir el tráfico entre las estaciones base en función de los niveles de carga tanto en la interfaz radio como en el backhaul. Este problema se analiza inicialmente considerando una red de acceso radio genérica, mediante la definición de un modelo analítico basado en cadenas de Markov. Dicho modelo permite calcular la ganancia de capacidad que puede alcanzar la estrategia de asignación de base propuesta. Posteriormente, el análisis de la estrategia propuesta se extiende considerando tecnologías específicas de acceso radio. En particular, en el contexto de redes WCDMA se desarrolla un algoritmo de asignación de base basado en simulatedannealing cuyo objetivo es maximizar una función de utilidad que refleja el grado de satisfacción de las asignaciones respecto los recursos radio y transporte. Finalmente, esta tesis aborda el diseño y evaluación de un algoritmo de asignación de base para los futuros sistemas de banda ancha basados en OFDMA. En este caso, el problema de asignación de base se modela como un problema de optimización mediante el uso de un marco de funciones de utilidad y funciones de coste de recursos. El problema planteado, que considera que existen restricciones de recursos tanto en la interfaz radio como en el backhaul, es mapeado a un problema de optimización conocido como Multiple-Choice Multidimensional Knapsack Problem (MMKP). Posteriormente, se desarrolla un algoritmo de asignación de base heurístico, el cual es evaluado y comparado con esquemas de asignación basados exclusivamente en criterios radio. El algoritmo concebido se basa en el uso de los multiplicadores de Lagrange y está diseñado para aprovechar de manera simultánea el balanceo de carga en la intefaz radio y el backhaul.Postprint (published version

THE STRATEGY OF MARKETING COMMUNICATION OF TELKOM FLEXI THROUGH THE PROMOTION ACTIVITIES OFPT TELKOM KANDATEL SOLO

This final project report is written based on the job training which has been done at the Fixed Phone Sales Unit of PT. TELKOM Kandatel Solo. The objective of this report is to describe the strategy of marketing communication of Telkom Flexi through promotion activities to increase the selling rate of the product. The data of this report were taken from observation and library study by collecting information from books,document, and other reliable literatures. Based on the observation conducted, it can be concluded that PT. TELKOM Kandatel Solo especially Telkom Flexi do various promotion activities which is done routinely. It is done in order to create awareness amongpublic and increase the selling rate of the product itself. There are the promotion activities, namely below the line and above the line advertisement, sponsorship, cooperation package, gathering, discount, canvassing and branding, and merchandise. In creating awareness among public, TELKOM Flexi can be said in a low level. It is because there is lack of means and infrastructure of promotion media such as banner and billboard in the main road so that there are not many people which know about the existence of TELKOM Flexi. Therefore, the implementation of promotion activities by TELKOM Flexi need to be straightened up in order to get a better output as expected

MM-Wave HetNet in 5G and beyond Cellular Networks Reinforcement Learning Method to improve QoS and Exploiting Path Loss Model

This paper presents High density heterogeneous networks (HetNet) which are the most promising technology for the fifth generation (5G) cellular network. Since 5G will be available for a long time, previous generation networking systems will need customization and updates. We examine the merits and drawbacks of legacy and Q-Learning (QL)-based adaptive resource allocation systems. Furthermore, various comparisons between methods and schemes are made for the purpose of evaluating the solutions for future generation. Microwave macro cells are used to enable extra high capacity such as Long-Term Evolution (LTE), eNodeB (eNB), and Multimedia Communications Wireless technology (MC), in which they are most likely to be deployed. This paper also presents four scenarios for 5G mm-Wave implementation, including proposed system architectures. The WL algorithm allocates optimal power to the small cell base station (SBS) to satisfy the minimum necessary capacity of macro cell user equipment (MUEs) and small cell user equipment (SCUEs) in order to provide quality of service (QoS) (SUEs). The challenges with dense HetNet and the massive backhaul traffic they generate are discussed in this study. Finally, a core HetNet design based on clusters is aimed at reducing backhaul traffic. According to our findings, MM-wave HetNet and MEC can be useful in a wide range of applications, including ultra-high data rate and low latency communications in 5G and beyond. We also used the channel model simulator to examine the directional power delay profile with received signal power, path loss, and path loss exponent (PLE) for both LOS and NLOS using uniform linear array (ULA) 2X2 and 64x16 antenna configurations at 38 GHz and 73 GHz mmWave bands for both LOS and NLOS (NYUSIM). The simulation results show the performance of several path loss models in the mmWave and sub-6 GHz bands. The path loss in the close-in (CI) model at mmWave bands is higher than that of open space and two ray path loss models because it considers all shadowing and reflection effects between transmitter and receiver. We also compared the suggested method to existing models like Amiri, Su, Alsobhi, Iqbal, and greedy (non adaptive), and found that it not only enhanced MUE and SUE minimum capacities and reduced BT complexity, but it also established a new minimum QoS threshold. We also talked about 6G researches in the future. When compared to utilizing the dual slope route loss model alone in a hybrid heterogeneous network, our simulation findings show that decoupling is more visible when employing the dual slope path loss model, which enhances system performance in terms of coverage and data rate