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Ein Modellierungsframework für die technologieübergreifende Verwaltung von Funkressourcen in mobilen Kommunikationssystemen

Pillekeit, Andreas

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Modellierungsframework für die Untersuchung der technologieübergreifenden Verwaltung von Ressourcen heterogener Funkzugangsnetze (Common Radio Resource Management – CRRM) entwickelt. Die fünf Komponenten Umwelt (ENV), Nutzerendgerät (UE), Funkzugangssystem (RAS), CRRM-Informationsmanager (CRRM-IM) und CRRM-Entscheider (CRRM-D) können für die Gestaltung von zentralen bis dezentralen CRRM-Architekturen kombiniert werden. Sie decken damit ein weites Spektrum an möglichen CRRM-Einsatzszenarien ab. Dabei ermöglicht eine klare Struktur des zugrunde liegenden Modells die einfache Übertragung von Lösungsmethoden aus dem Gebiet der Multikriterienoptimierung. Ein integriertes Kostenmodell ermöglicht eine Kosten-/ Nutzen-Analyse für CRRM-Algorithmen und Architekturen. Die Verwendung eines hybriden Simulationsmodells ermöglicht die einfache Integration analytischer Funkzugangstechnologiemodelle und die Simulation komplexer Szenarien mit geringem Zeit- und Speicherbedarf. Hierbei liefern simulative Teilmodelle zeitgetreu neue Eingabeparameter für analytische Teilmodelle, deren Ausgabeparameter wiederum die Eingabeparameter der simulativen Teilmodelle sind. Nach diesem Modell wurde der auf OMNeT++ basierende diskrete ereignisorientierte Simulator HEKATE entwickelt. Der Simulator erwies sich als geeignet die zeiteffiziente Untersuchung von CRRM-Szenarien für UMTS- und GSM/EGPRS-Funkzugangssysteme durchzuführen.

This work presents a modeling framework for the efficient evaluation of Common Radio Resource Management (CRRM). Centralized as well as decentralized scenarios can be clearly defined by five standard components, namely the radio access system (RAS), the environment (ENV), the user equipment (UE), the CRRM information manager (CRRM-IM), and the CRRM decider (CRRM-D). The clarity of the model enables an efficient investigation of CRRM algorithms based on multi-criteria optimization theory. The integrated cost model makes possible a cost-benefit investigation of different CRRM algorithms and architectures. A hybrid simulation model, where a simulation model and an analytical model operate in parallel over time, leads to low time and memory demands even for the simulation of complex scenarios. Additionally it allows for a convenient and straightforward integration of different analytical models for wireless network technologies. A discrete event simulator named HEKATE is based on this hybrid simulation model which has been implemented using OMNeT++. The scope of the proposed framework is demonstrated by the evaluation of realistic CRRM scenarios for UMTS and GSM/EGPRS.

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Pillekeit, Andreas: Ein Modellierungsframework für die technologieübergreifende Verwaltung von Funkressourcen in mobilen Kommunikationssystemen. 2010.

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