Common Radio Resource Management Strategies for Quality of Service Support in Heterogeneous Wireless Networks
Daniel Calabuig · 2010
Nowadays several technologies coexist in the same area composing a heterogeneous system.Moreover, this fact is expected to become more and more accentuated with all new technologies that are currently being standardized.So far, generally users are who select the technology they are going to connect to, either configuring the user equipment or using different equipments.Nevertheless, this approach does not take the maximum advantage of the available resources.To this aim, a new set of strategies is necessary.These strategies must manage the radio resources of all technologies commonly and jointly, and they must ensure the satisfaction of users Quality of Service (QoS).Following this idea, this Thesis proposes two new algorithms.The first one is a Joint Dynamic Resource Allocation (JDRA) algorithm capable of allocating resources to users and distributing users among technologies at the same time.The algorithm is formulated as a multi-objective minimization problem that is solved using Hopfield Neural Networks (HNNs).HNNs are interesting because they are supposed to find suboptimal solutions in very short times.Nevertheless, actual implementations of HNNs in computers lose this fast response.For that reason, this Thesis analyses the causes and studies possible improvements.The second algorithm is a Joint Call Admission Control (JCAC) algorithm that admits and rejects users taking all technologies into account at the same time.The main difference with other proposed algorithms is that they decide on call admission in each technology separately.Thus, a previous mechanism is needed to select which technology users are going to connect to.On the other hand, the technique proposed in this Thesis is capable of deciding on call admission in the whole heterogeneous system.Therefore, users are not attached to any technology prior to admission.As a result, this Thesis paves the way to an efficient resource management in heterogeneous systems with new ideas and techniques.The functions of the Radio Resource Management (RRM) are divided into the JDRA and JCAC algorithms so they could work together.i Resum Hui en dia ni hi ha diverses tecnologies que coexistixen en una mateixa zona formant un sistema heterogeni.A més, este fet s'espera que es torne més accentuat amb totes les noves tecnologies que s'estan estandarditzant actualment.Fins ara, generalment són els usuaris els que elegixen la tecnologia a què es van a connectar, ja siga configurant els seus terminals o usant terminals distints.No obstant, esta solució és incapaç d'aprofitar al màxim tots els recursos.Per a això és necessari un nou conjunt d'estratègies.Estes estratègies han de gestionar els recursos ràdio elèctrics de conjuntament i assegurar la satisfacció de la qualitat de servici dels usuaris.Seguint esta idea, esta Tesi proposa dos nous algoritmes.El primer és un algoritme d'assignació dinàmica de recursos conjunt (JDRA) capaç d'assignar recursos a usuaris i de distribuir usuaris entre tecnologies al mateix temps.L'algoritme està formulat en termes d'un problema d'optimació multi-objectiu que es resol usant xàrcies neuronals de Hopfield (HNNs).Les HNNs són interessants ja que se suposa que poden aconseguir solucions subòptimes en curts períodes de temps.No obstant, implementacions reals de les HNNs en ordinadors perden esta ràpida resposta.Per això, en esta Tesi s'analitzen les causes i s'estudien possibles millores.El segon algoritme és un algoritme de control d'admissió conjunt (JCAC) que admet i rebutja usuaris tenint en compte totes les tecnologies al mateix temps.La principal diferència amb altres algoritmes proposats és que estos últims prenen les decisions d'admissió en cada tecnologia per separat.Per això, es necessita algun mecanisme per a seleccionar la tecnologia a què els usuaris es van a connectar.Al contrari, la tècnica proposta en esta Tesi és capaç de prendre decisions en tot el sistema heterogeni.Per tant, els usuaris no s'enllacen amb cap tecnologia abans de ser admesos.Com resultat, esta Tesi prepara el camí cap a una gestió eficient de recursos en sistemes heterogenis amb noves idees i tècniques.Les funcions de la gestió de recursos radioelèctrics es dividixen entre els algoritmes JDRA i JCAC de forma que puguen treballar tot junts.