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Título: Propostas para controle de congestionamento em rede LTE ocasionado pela comunicação máquina-a-máquina
Título em inglês: Proposals for Congestion Control in LTE Network Generated by Machine-to-Machine Communication
Autor(es): Aragão, David Bôto Paz
Orientador(es): Castro, Miguel Franklin de
Coorientador(es): Conceição, Dário Vieira
Palavras-chave: Comunicação Máquina-a-máquina
Redes LTE
Controle de Congestionamento e Sobrecarga
Data do documento: 2015
Citação: ARAGÃO, D. B. P. (2015)
Resumo: O modelo de comunicação máquina-a-máquina (M2M) desempenhará um papel importante na visão da Internet das Coisas (IoT - Internet of Things). As redes Long-term Evolution (LTE) apresentam-se como potenciais redes de acesso para o M2M. Um dos problemas que emergem dessa integração é o congestionamento gerado pelo excesso de dispositivos M2M solicitando acesso a essas redes. Muitas são as soluções já apresentadas para este problema. Contudo, aspectos como priorização inter e intraclasses entre os dispositivos e estratégias para alocação dinâmica de recursos ainda são pouco explorados. Neste trabalho são propostos cinco mecanismos para controlar o congestionamento ocasionado pelos dispositivos M2M no contexto das redes LTE. O primeiro mecanismo proposto utiliza uma abordagem centrada nos dispositivos para controlar o uso dos recursos do canal de acesso aleatório. Os outros quatro mecanismos modelam a escassez dos recursos de tempo e preâmbulos para atender a demanda dos dispositivos como um problema de falência. Para cada tipo de recurso, tempo e preâmbulo, duas propostas são apresentadas. O problema da falência é abordado a partir de uma solução axiomática e usando uma estratégia utilizando jogos cooperativos. O impacto sobre os dispositivos H2H, a eficiência energética e a priorização entre as classes de dispositivos M2M são alguns dos principais aspectos analisados pelos mecanismos propostos. Com base nos resultados obtidos através de simulação, os mecanismos propostos apresentam vantagens em relação a um ou mais dos aspectos analisados. Todos os mecanismos foram simulados no simulador de rede NS-3.
Abstract: Machine-to-machine (M2M) is a communication model that will play an important role in vision of the Internet of Things (IoT). The Long-term Evolution (LTE) is expected to become a potential access networks for the M2M communication. A problem that arises from this scenario is the congestion caused by the huge number of M2M devices trying to access the network. Many solutions can be found in the literature that addresses this problem. However, only few mechanisms define priority among the different type of devices or present a dynamic approach to dynamically allocate resources of the random access channel. In this paper, we propose five mechanisms that aim to reduce the congestion caused by LTE network in the context of M2M devices. The first mechanism is centered in the devices and aim to control the access device to the network based in the congestion level presented by the network. The other four mechanisms model the scarcity of the time and preamble resources as a bankruptcy problem. For each resource, two approaches are proposed. The solutions presented to the bankruptcy problem follow from two an axiomatic approach and a cooperative game strategy. The impact over the H2H devices, the energy efficiency, and the prioritization among the different types of M2M devices are some of the main aspects analyzed by the proposed mechanisms. The result obtained through simulation show that the proposed mechanisms present advantages in one or more of the aspects analyzed. All approaches were simulated in the network simulator NS-3.
Descrição: ARAGÃO, David Bôto Paz. Propostas para controle de congestionamento em rede LTE ocasionado pela comunicação máquina-a-máquina. 2015. 83 f. Dissertação (Mestrado em Ciências da Computação)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/21386
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