Το φάσμα συχνοτήτων αποδεικνύεται σπάνιο κομμάτι για τους πόρους ενός κινητού
δικτύου το οποίο πρέπει να ληφθεί υπόψιν στη σχεδίαση τηλεπικοινωνιακών
συστημάτων 5ης γενιάς. Επιπλέον οι πάροχοι κινητών δικτύων θα πρέπει να
επαναπροσδιορίσουν επιχειρησιακά μοντέλα τα οποία μέχρι τώρα δεν θεωρούνταν
αναγκαία (π.χ., γνωσιακά ραδιοδίκτυα), ή να εξετάσουν την υιοθέτηση νέων
μοντέλων που αναδεικνύονται (π.χ., αδειοδοτούμενη από κοινού πρόσβαση) ώστε να
καλύψουν τις ολοένα αυξανόμενες ανάγκες για εύρος ζώνης. Ο μερισμός φάσματος
θεωρείται αναπόφευκτος για συστήματα 5G και η διατριβή παρέχει λύση για
προσαρμοστικό μερισμό φάσματος με πολλαπλά καθεστώτα εξουσιοδότησης, βάσει ενός
καινοτόμου αρχιτεκτονικού πλαισίου το οποίο επιτρέπει στα δικτυακά στοιχεία να
λαμβάνουν αποφάσεις για απόκτηση φάσματος. Η προτεινόμενη διαδικασία λήψης
αποφάσεων είναι μία καινοτόμα τεχνική προσαρμοστικού μερισμού φάσματος
βασιζόμενη σε ελεγκτές ασαφούς λογικής που καθορίζονν το καταλληλότερο σχήμα
μερισμού φάσματος και σε ενισχυμένη μάθηση που ρυθμίζει τους κανόνες ασαφούς
λογικής, στοχεύοντας να βρει τη βέλτιστη πολιτική που πρέπει να ακολουθεί ο
πάροχος ώστε να προσφέρει την επιθυμητή ποιότητα υπηρεσιών στους χρήστες,
διατηρώντας πόρους (οικονομικούς ή ραδιοπόρους) όπου είναι εφικτό. Η τελευταία
συνεισφορά της διατριβής είναι ένας μηχανισμός που εξασφαλίζει δίκαιη πρόσβαση
σε φάσμα ανάμεσα σε χρήστες σε σενάρια στα οποία η εκχώρηση άδειας χρήσης
φάσματος δεν είναι προαπαιτούμενη.Radio spectrum has loomed out to be a scarce resource that needs to be
carefully considered when designing 5G communication systems and Mobile Network
Operators (MNOs) will need to revisit business models that were not of their
prior interest (e.g. Cognitive Radio) or consider adopting new business models
that emerge (e.g. Licensed Shared Access) so as to cover the extended capacity
needs. Spectrum sharing is considered unavoidable for 5G systems and this
thesis provides a solution for adaptive spectrum sharing under multiple
authorization regimes based on a novel architecture framework that enables
network elements to proceed in decisions for spectrum acquisition. The decision
making process for spectrum acquisition proposed is a novel Adaptive Spectrum
Sharing technique that uses Fuzzy Logic controllers to determine the most
suitable spectrum sharing option and reinforcement learning to tune the fuzzy
logic rules, aiming to find an optimal policy that MNO should follow in order
to offer the desirable Quality of Service to its users, while preserving
resources (either economical, or radio) when possible. The final contribution
of this thesis is a mechanism that ensures fair access to spectrum among the
users in scenarios in which conveying spectrum license is not prerequisite
