Μελέτη Αλγορίθμων Χρονοδρομολόγησης Χρηστών Σε Ασύρματα Δίκτυα Υψηλών Ταχυτήτων

Abstract

Λόγω των αυξημένων απαιτήσεων για υψηλές ταχύτητες μετάδοσης στα σύγχρονα ασύρματα δίκτυα, έχουν υιοθετηθεί ευκαιριακοί αλγόριθμοι χρονοδρομολόγησης για την αποτελεσματική και δίκαιη κατανομή των πόρων του συστήματος στους χρήστες του. Οι παραπάνω αλγόριθμοι εκμεταλλεύονται τις βραχυχρόνιες διακυμάνσεις της ποιότητας των καναλιών των χρηστών, και βελτιστοποιούν την συνολική απόδοση του συστήματος, με το να εξυπηρετούν κάθε χρονική στιγμή εκείνο τον χρήστη με το καλύτερο κανάλι. Βασισμένοι στην παραπάνω παρατήρηση έχουν υλοποιηθεί πολλοί αλγόριθμοι που προσπαθούν να βελτιστοποιήσουν την ρυθμαπόδοση του συστήματος και παράλληλα να ικανοποιήσουν τα κριτήρια ποιότητας υπηρεσίας των χρηστών. Βασική υπόθεση που γίνεται από τους σχεδιαστές των ευκαιριακών αλγορίθμων είναι ότι ο πληθυσμός των χρηστών του συστήματος είναι σταθερός και ότι αυτοί έχουν πάντα δεδομένα προς μετάδοση. Η υπόθεση αυτή, ναι μεν διευκολύνει τον σχεδιασμό των αλγορίθμων και τη μαθηματική απόδειξη της ορθότητάς τους, αλλά δεν είναι ρεαλιστική. Στα πραγματικά δίκτυα όχι μόνο ο αριθμός των χρηστών δεν είναι σταθερός, αλλά και το μέγεθος της ουράς τους μεταβάλλεται επίσης (ή μπορεί και να μην περιέχει καν δεδομένα) ανάλογα με τον ρυθμό πακέτων που τους αποστέλλει η πηγή, τις συνθήκες του υπολοίπου δικτύου δεδομένων (σημεία συμφόρησης που καθυστερούν την προώθησή πακέτων του) και τον ακαθόριστο χρόνο εξυπηρέτησής τους, λόγω του ευκαιριακού χαρακτήρα εξυπηρέτησης των χρηστών του χρονοδρομολογητή. Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάσθηκαν μέσω προσομοίωσης οι επιδόσεις των κυριότερων αλγορίθμων ευκαιριακής δρομολόγησης που έχουν προταθεί στην βιβλιογραφία, κάτω από την απόρριψη της παραπάνω υπόθεσης. Οι επιδόσεις τους αναλύθηκαν και τα κυριότερα αίτια που οδηγούν στην αστοχία τους, δηλαδή στην μη ικανοποίηση των κριτηρίων ποιότητας υπηρεσίας των χρηστών τους, αναγνωρίστηκαν. Με βάση τα παραπάνω προτείνονται συγκεκριμένες σχεδιαστικές παραλλαγές και τροποποιήσεις τους που έχουν ως στόχο την βελτιστοποίηση των επιδόσεων τους.