Koutsakis PolychronisΚουτσακης ΠολυχρονηςTzamicha GretaΤζαμιχα Γκρετα2024-10-312024-10-3120142014-10-03Γκρέτα Τζαμίχα, "Σχεδιασμός και συγκριτική μελέτη απόδοσης αλγορίθμων χρονοπρογραμματισμού για κίνηση πολυμέσων πάνω σε ΙΕΕΕ 802.16 ασύρματα δίκτυα", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Ηλεκτρονικών Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2014Greta Tzamicha, "Design and performance comparison of scheduling algorithms for multimedia traffic over IEEE 802.16 wireless networks ", Diploma Work, School of Electronic and Computer Engineering, Technical University of Crete, Chania, Greece, 2014https://dspace.library.tuc.gr/handle/123456789/192Μία διπλωματική εργασία που υποβλήθηκε για την εκπλήρωση των προϋποθέσεων για την απονομή του τίτλου Διπλωματούχου Ηλεκτρονικού Μηχανικού και Μηχανικού Υπολογιστών στη σχολή Η.Μ.Μ.Υ. του Πολυτεχνείου Κρήτης.Το αντικείμενο αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη, η σχεδίαση και η αξιολόγηση αλγορίθμων χρονοπρογραμματισμού για Συστήματα Σταθερής Ασύρματης Ευρυζωνικής Πρόσβασης (Fixed Broadband Wireless Access Systems) σύμφωνα με το πρότυπο IEEE 802.16, το οποίο είναι ευρύτερα γνωστό και ως WiMAX. Ακριβέστερα, στην εργασία αρχικά παρουσιάζονται αλγόριθμοι για το χρονοπρογραμματισμό της κίνησης ενός IEEE 802.16 ασύρματου δικτύου στην uplink κατεύθυνση, από τους σταθμούς συνδρομητών προς το σταθμό βάσης, που έχουν προταθεί στη βιβλιογραφία. Στη συνέχεια ακολουθεί η αναλυτική παρουσίαση και η συγκριτική μελέτη έξι παλαιών και νέων αλγορίθμων χρονοπρογραμματισμού, συμβατών με το πρότυπο, στους οποίους επικεντρώνεται η εργασία. Οι αλγόριθμοι αυτοί είναι ο Deadline Expiration Threshold-based (DET), όπως ονομάσαμε τον αλγόριθμο που πρότειναν οι J. Freitag και N. Fonseca, ο αλγόριθμος Dynamic Deadline Expiration Threshold-based (DDET), που είναι μία τροποποίηση του DET, ο αλγόριθμος First Come First Served (FCFS), ο αλγόριθμος Weighted Round Robin 5 (WRR_5), που είναι μία νέα υλοποίηση η οποία βασίζεται στον WRR, ο αλγόριθμος Deficit Round Robin 5 (DRR_5), που είναι μία νέα υλοποίηση η οποία βασίζεται στον DRR, και τέλος ο νέος αλγόριθμος Next Frame No Split (NFNS) ο οποίος σχεδιάστηκε κατά κύριο λόγο για τη διαχείριση της κίνησης πραγματικού χρόνου με στόχο να ξεπεράσει τις αδυναμίες που παρουσιάζουν οι προηγούμενοι αλγόριθμοι. Η απόδοση των αλγορίθμων δοκιμάστηκε μέσω προσομοιώσεων σε πέντε διαφορετικά σενάρια κίνησης στο δίκτυο τα οποία χαρακτηρίζονται από κίνηση διαφόρων ειδών (φωνή, βίντεο, FTP και WEB), μεταβλητού όγκου και ποικίλων απαιτήσεων ως προς την παρεχόμενη ποιότητα υπηρεσίας (Quality of Service). Για την αντικειμενική αξιολόγηση των αλγορίθμων υπολογίστηκαν και σχεδιάστηκαν συγκριτικά γραφήματα με τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων για διάφορες μετρικές επίδοσης, όπως ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων (throughput), η μέση καθυστέρηση πακέτων (mean packet delay), η χρησιμοποίηση καναλιού (channel utilization), κ.α. Από τη συγκριτική μελέτη της απόδοσης των αλγορίθμων παρατηρήσαμε ότι ο νέος αλγόριθμος NFNS είναι ο πιο αποδοτικός από τους έξι αλγορίθμους που εξετάστηκαν. Ο αλγόριθμος αυτός επιτυγχάνει συνολικά τα καλύτερα αποτελέσματα και ιδιαίτερα ως προς τη μετρική της μέσης καθυστέρησης για την κίνηση πραγματικού χρόνου, όπου καταφέρνει να εξυπηρετεί την κίνηση με μικρή καθυστέρηση ακόμη και όταν το δίκτυο λειτουργεί σε συνθήκες υψηλού φόρτου.218 σελίδες3.47 megabytesA4elhttp://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/802.16 (Standard)WiMAX (Standard)Worldwide Interoperability for Microwave Accessieee 802 16 standard802 16 standardwimax standardworldwide interoperability for microwave accessWireless MANs (Computer networks)WMANs (Computer networks)wireless metropolitan area networkswireless mans computer networkswmans computer networksWANs (Computer networks)wide area networks computer networkswans computer networksWi-Fi LANsWiFi LANsWireless local area networksWLANs (Wireless LANs)wireless lanswi fi lanswifi lanswireless local area networkswlans wireless lans802.11 (Standard)Wi-Fi systemsWiFi systemsWireless Fidelityieee 802 11 standard802 11 standardwi fi systemswifi systemswireless fidelityBroadband Wireless AccessQoS (Computer networks)quality of service computer networksqos computer networksScheduling algorithmsBroadcast pollingBest effort serviceNext Frame No Split (NFNS)Προσομοιωτής Δικτύουλογισμικό δικτυακής προσομοίωσηςNetwork Simulatorns-2Ασύρματη ευρυζωνική πρόσβασηBWAΑλγόριθμοι χρονοπρογραμματισμούΔιπλωματική Εργασία