Cloud RAN | πιθανότητα απώλειας κλήσης | συνελικτικός αλγόριθμος | Απώλεια κλήσης | υπολογιστικοί πόροι | radio πόροι | τηλεπικοινωνιακό σύστημα απωλειών | μονοδιάστατη κίνηση | call blocking probability | network performance | convolution algorithm | computational unit | radio unit | BBU | RRH
2
1
16
Περιέχει : πίνακες, διαγράμματα, εικόνες, σχήματα, κώδικα
Η αρχιτεκτονική κινητής τηλεφωνίας και κινητής δικτύωσης, Cloud-RAN, αποτελεί μια πρόσφατη εξέλιξη που συμβάλλει στην αύξηση του επιπέδου ποιότητας των υπηρεσιών των παρόχων τηλεφωνίας και ταυτόχρονα στη μείωση των λειτουργικών και κεφαλαιακών δαπανών τους καθώς το σύνολο των χρηστών που χρησιμοποιούν τις υπηρεσίες τους και οι ρυθμοί που καταναλώνουν δεδομένα, αυξάνεται συνεχώς. Στην παρούσα διπλωματική εργασία θα μελετήσουμε την απόδοση ενός τηλεπικοινωνιακού συστήματος απωλειών βασισμένο στην αρχιτεκτονική Cloud-RAN, μονοδιάστατης κίνησης, όταν οι κλήσεις γίνονται με τυχαίο τρόπο, μέσω της επίδρασης των αντίστοιχων παραμέτρων στη συνολική πιθανότητα απώλειας κλήσεων. Γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων για κλιμακωτές μεταβολές των παραμέτρων ενός τέτοιου συστήματος όπως η αύξηση των διαθέσιμων radio και υπολογιστικών πόρων. Οι radio πόροι μπορεί να αυξηθούν είτε με την αύξηση χωρητικότητας κάθε κεραίας ή με την αύξηση του αριθμού των κεραιών. Αναλύονται οι περιπτώσεις όπου, το σύνολο των διαθέσιμων radio πόρων είναι μικρότερο ή ίσο αλλά και μεγαλύτερο από το σύνολο των διαθέσιμων υπολογιστικών πόρων. Σε κάθε μια από τις παραπάνω μεταβολές εφαρμόστηκε βαθμιαία αύξηση του φορτίου κίνησης και τα αποτελέσματα παρουσιάζονται με μορφή πινάκων καθώς και γραφικών παραστάσεων που δημιουργήθηκαν με τη χρήση της εφαρμογής της διπλωματικής. Αρχικά, γίνεται σύγκριση τριών μεθόδων ανάλυσης. Της μεθόδου Brute Force, της Αναλυτικής μεθόδου και της μεθόδου με χρήση Συνελικτικού αλγορίθμου. Τα αποτελέσματα και οι γραφικές παραστάσεις παράχθηκαν με τη μέθοδο του Συνελικτικού αλγόριθμου. Η υλοποίηση έγινε σε γλώσσα προγραμματισμού Java. Στιγμιότυπα του γραφικού περιβάλλοντος της εφαρμογής καθώς και ο πηγαίος κώδικας, παρατίθενται στο παράρτημα της εργασίας. Η μελέτη της απόδοσης βοηθά στην ανάλυση των μετρικών ποιότητας και κόστους του συστήματος. Θα δούμε ότι η αύξηση radio πόρων οδηγεί σε αύξηση της πιθανότητας απώλειας κλήσεων λόγω έλλειψης υπολογιστικών πόρων και το αντίστροφο, χωρίς να είναι ισοβαρής η επίπτωση στη συνολική πιθανότητα απώλειας κλήσεων. Τέλος, αναφέρονται νέες εξελίξεις της τεχνολογίας όπως η νέα γενιά δικτύων (6G) και οι νέες εφαρμογές που είναι πλέον υλοποιήσιμες με τις αρχιτεκτονικές αυτές.
Cloud-RAN is a recent development in mobile telephony and mobile networking architecture that aims to increase the level of quality of service of mobile providers and at the same time to reduce their operating and capital expenditures as the total number of users using their services and the rates they consume data, increase at a fast rate. In this dissertation we will study the performance of a telecommunication loss system based on the Cloud-RAN architecture, with single class service, when calls are made in a random way. The performance of such system is studied through the variation of parameters that affect the overall call blocking probability, such as the increase of available radio and computational resources against increasing traffic load. Radio resources can be increased either by increasing the capacity of each antenna or by increasing the number of antennas (RRH). Cases covered where the available radio resources are less than or equal to and greater than the total computational resources/units (CU). Each of the above changes was applied with a gradual increase of the traffic load and the results are displayed with corresponding graphs. Three methods of analysis are also compared. The Brute Force method, the Analytical method and the method using a Convolution algorithm. The results and graphs were produced using the method of the convolution algorithm implemented in Java programming language. Screenshots of the application’s graphical user interface and source code is presented in the appendix of this dissertation. We will see that increasing radio resources leads to an increase in the call blocking probabilities due to lack of computing resources and vice versa, each category contributes with a different weight to the total call blocking probabilities. Finally, new technological developments like next generation networks (6G) and feasible applications with new network architectures are mentioned.
Μελέτη της απόδοσης δικτύων Cloud-RAN σε επίπεδο κλήσεων