Υποστήριξη κινητικότητας σε ετερογενή δίκτυα κινητών επικοινωνιών μέσω ολοκληρωμένης αρχιτεκτονικής αδιάλειπτης βέλτιστης σύνδεσης

Abstract

The operation of a cross-layer mechanism for the performance improvement of real-time applications over IEEE 802.16(e) networks is presented. This mechanism utilizes wireless channel quality and quality of service information, coordinates the operation of the adaptation mechanisms of the Physical and Application layers and uses the handover as one of the ways to improve the system performance. With the use of the information received from the Physical and Medium Access Control layers, the cross-layer mechanism coordinates appropriately the adaptations of the modulation order and the transmitted power at the Physical layer as well as the media encoding rate at the Application layer and instructs for handover initiations. The aim of this mechanism is to avoid situations of inefficient operation, caused by the independent operation of the adaptation mechanisms residing in different layers of the protocol stack. The performance of the proposed cross-layer mechanism is evaluated through simulation as well as theoretical analysis that allows for the dynamic adaptation of its operational parameters.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή προτείνεται ένας διεπίπεδος μηχανισμός για τη βελτίωση της παρεχόμενης ποιότητας υπηρεσίας σε εφαρμογές πραγματικού χρόνου πάνω από δίκτυα IEEE 802.16(e). Ο μηχανισμός αυτός αξιοποιεί πληροφορίες που αφορούν στην ποιότητα του ασύρματου μέσου και το επίπεδο παροχής ποιότητας υπηρεσίας στους τελικούς χρήστες, συντονίζει τη λειτουργία των μηχανισμών προσαρμογής του Φυσικού επιπέδου και του επιπέδου Εφαρμογής και δίνει νέο ρόλο στη διαδικασία της μεταπομπής, την οποία χρησιμοποιεί ως μέσο βελτίωσης της παρεχόμενης ποιότητας υπηρεσίας. Με τη χρήση των πληροφοριών που λαμβάνει από το Φυσικό επίπεδο και το επίπεδο Πρόσβασης στο Μέσο, ο μηχανισμός αυτός συντονίζει κατάλληλα τις προσαρμογές της τάξης διαμόρφωσης και του επιπέδου ισχύος στο Φυσικό επίπεδο καθώς και του ρυθμού κωδικοποίησης στο επίπεδο Εφαρμογής και δίνει εντολές για την πραγματοποίηση μεταπομπών. Στόχος του μηχανισμού αυτού είναι η βελτίωση της παρεχόμενης ποιότητας υπηρεσίας με την αποφυγή καταστάσεων ανεπαρκούς λειτουργίας οι οποίες είναι αποτέλεσμα της ανεξάρτητης λειτουργίας των μηχανισμών προσαρμογής διαφορετικών επιπέδων της στοίβας πρωτοκόλλων. Η απόδοση του διεπίπεδου μηχανισμού αποτιμάται τόσο μέσω προσομοίωσης όσο και μέσω θεωρητικής ανάλυσης η οποία επιτρέπει τη δυναμική προσαρμογή των παραμέτρων λειτουργίας του.