FuzSy:um escalonador de pacotes para redes de celulares baseado em qualidade de serviço e lógica fuzzy/Fabrício Rodrigues de Souza ; orientadora: Fátima de Lima Procopio Duarte Figueiredo

Autor: Souza, Fabrício Rodrigues de
Přispěvatelé: Figueiredo, Fátima de Lima Procópio Duarte Orientadora, Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais.Programa de Pós-Graduação em Informática Instituição
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_MINAS
Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC MINAS)
instacron:PUC_MINS
Popis: Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Informática Bibliografia: f. 47-49 Resumo: O mundo atual está cada vez mais conectado e a quantidade de dispositivos móveis só vem crescendo. De acordo com dados do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatistica) a quantidade de dispositivos móveis no país em 2015 superava a própria população. Qualidade de serviço (QoS) está relacionada à satisfação do usuário ao utilizar um serviço de uma rede. Existem diversas métricas de qualidade de serviço, como o atraso médio, jitter médio e a vazão. A ordem de envio dos pacotes da rede é definida por um mecanismo chamado escalonador de pacotes. Esse mecanismo atribui, a cada pacote, uma prioridade, que pode ser baseada em diversos parâmetros, e organiza a fila de envio de acordo com essa prioridade. Em uma rede de celular, existem diferentes classes de serviço. Há serviços conversacionais, tais como os de transmissão de voz, há serviços do tipo streaming, tais como transmissão sob demanda, em tempo-real ou não, de conteúdo multimídia, há serviços interativos, tais como navegação na web e instant messaging e há serviços chamados de background, tais como download de arquivos e envio de emails. Cada uma dessas classes de serviço possuem requisitos de QoS diferentes uns dos outros. Os escalonadores existentes na literatura utilizam fórmulas para cálculo de prioridades para as classes, mas não levam em consideração o estado de cada uma das classes de serviço. Neste trabalho, foi elaborado o FuzSy, um escalonador de pacotes baseado em qualidade de serviço e lógica fuzzy para redes de celulares. O FuzSy utiliza meta-dados da rede e, a partir da escolha feita pelo mecanismo de lógica fuzzy, que visa dar maior prioridade à classes que correm mais risco de não atingirem seus requisitos de QoS, atribui uma prioridade dinâmica aos pacotes. Essa prioridade é dinâmica porque, se uma classe se encontra em condições de QoS desfavoráveis, o escalonador passa a dar maior prioridade a ela, independente de qualquer atribuição feita anteriormente. O FuzSy conseguiu manter todas as métricas de QoS dentro dos limites estipulados pelo 3GPP e conseguiu ser mais justo com a distribuição dos recursos da rede, não beneficiando nenhuma classe em detrimento de outras. Uma vantagem do FuzSy, em relação aos demais escalonadores, citados no trabalho, é que podem ser adicionados ou excluídos novos parâmetros e regras no mecanismo de lógica fuzzy. Com isso, situações específicas como, por exemplo, locais com eventos de larga escala, altas taxas de certo tipo de serviço, podem utilizar escalonadores com regras diferentes para atender melhor aos usuários. Palavras-chave: Escalonamento. Redes LTE/LTE-Advanced. Qualidade de Serviço. QoS. 4G. Abstract: Our world is, at each passing day, more connected and the amount of mobile devices has only been growing. According to IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) the amount of mobile devices in 2015 exceeded the population. Quality of Service (QOS) is related to the users satisfaction while using a service provided by the network. There are several QoS metrics, such as, mean delay, mean jitter and throughput. The packets sending order in the network is defined by a mechanism called packet scheduler. The mechanism set, to each packet, a priority, that can be based in various parameters, and organizes the sending queu according to this priority. In a cellular network, there are different service classes. There are conversational services, such as voice transmission, there are streaming services, such as streaming real and non-real time multimedia, there are interactive services, such as web surfing and instant messaging and there are background services, such as downloading files and sending emails. Each of these classes have different QoS requirements. The schedulers available in the literature use formulas to calculate the priority of each of the classes, but they do not take into account the state of each class. This type of prioritization is called static because, once a class is set as having a bigger priority than another, this is never changed, and that can lead to problems regarding the networks resource distribution. A scheduler can be correct but not fair. In this paper, FuzSy was created, a cellular network packet scheduler based on QoS and fuzzy logic. FuzSy uses the networks meta-data and, from the choices made by the fuzzy mechanism, which seeks to give a higher priority to a class that might not meet its QoS requirements, set a dynamic priority. This priority is called dynamic because, if one class is in unfavorable QoS conditions, the scheduler giver it higher priority, regardless of any priority set previously. Through simulations, FuzSy was evaluated in a LTE (4G) network scenario. To evaluate the QoS metrics, concurrent applications were simulated for each of the service classes and delay, jitter, throughput and fairness graphics were created. FuzSy results were compared with classic schedulers from the literature, such as Proportional Fair, MLWDF, EXP, FLS, EXP-Rule and LOG-Rule. FuzSy was able to meet every QoS requirement set by the 3GPP and was fairer regarding the networks resource distribution, being fair with all the service classes. One of the advantages of FuzSy, in regards to the other schedulers, cited in this paper, is that new parameters or rules can be added to the fuzzy mechanism. With that in mind, specific situations, such as, large scale events and areas with high requests of one type of service, can use schedulers with different rules, to better serve the users. Keywords: Scheduling. LTE/LTE-Advanced Networks. Quality of Service. QoS. 4G.
Databáze: OpenAIRE
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