The method of adaptive K-path routing in special purpose wireless networks

Authors

  • A.A. Skrypnychenko Taras Shevchenko National University of Kyiv

DOI:

https://doi.org/10.18372/2073-4751.79.19372

Keywords:

heterogeneous wireless network, radio access technology, resource allocation, adaptation and optimization of the number of routes

Abstract

The task of ensuring the end-to-end quality of service of heterogeneous wireless networks (HWNs) with random multiple access is considered. The processes of the emergence of conflicts between the universality and complexity of route selection and resource allocation in BPM are analyzed. A technique for eliminating conflicts between fairness and optimality of resource allocation with different numbers K of routes has been developed. It is shown that with a rational choice of the number of routes, depending on the state and parameters of the autonomous segments and the network as a whole, the functions of each level and, accordingly, the information parameters of the traffic at this level can be attributed to one of two alternative groups: functions that depend on a specific technical implementation networks or application-oriented functions. Accordingly, a global approach to the optimal selection of a radio access technology (RAT) to each of the routes included in the set K is formulated, and an approach to RAT selection using a distributed adaptive search algorithm based on the peak rate at which users are able to receive and transmit is proposed traffic flows. The advantage of the adaptive K-path routing method compared to the classical method was estimated by means of calculations and computer simulations. A distributed system for choosing the number of routes has been developed based on the optimization of the set of routes with the elimination of redundancy.

References

Tanenbaum A. S., Wetherall D. J. Computer Networks. 5th ed. Boston : Prentice Hall, 2011. 960 p.

Jin F. et al. Common radio resource management for access selection in multi-access networks. 2008 IEEE Radio and Wireless Symposium : proceedings, Orlando, FL, USA, 22–24 January 2008 / IEEE. 2008. P. 643–646. DOI: 10.1109/rws.2008.4463574.

Moura J. A., Hutchison D. Game Theory for Multi-Access Edge Computing: Survey, Use Cases, and Future Trends. IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2019. Vol. 21(1). P. 260–288.

Oh H. S., Jeong D. G., Jeon W. S. Joint Radio Resource Management of Channel-Assignment and User-Association for Load Balancing in Dense WLAN Environment. IEEE Access. 2020. Vol. 8. P. 69615–69628. DOI: 10.1109/access.2020.298658.

Helou M. El et al. A Network-assisted Approach for RAT Selection in Heterogeneous Cellular Networks. IEEE Journal on Selected Areas in Communications. 2015. Vol. 33, no. 6. P. 1055–1067.

Khaki M., Ghasemi A. The impact of mobility model on handover RATe in heterogeneous multi-tier wireless networks. Computer Networks. 2020. Vol. 182. 107454. DOI: 10.1016/j.comnet.2020.107454.

Prakash S., Patel R. B., Jain V. K. Intelligent Mobility Management Model for Heterogeneous Wireless Networks. International Journal of Advanced Computer Science and Applications (IJACSA). 2015. Vol. 6, iss. 12. P. 190–196.

Zayaraz G. et al. Mobility Management in Heterogeneous Wireless Networks. IJRET: International Journal of Research in Engineering and Technology. 2014. Vol. 03, iss. 07. P. 761–768.

Nguyen T. T. et al. Access Management in Joint Sensing and Communication Systems: Efficiency versus Fairness. arXiv:2111.04217v1. 2021. 14 p.

Пампуха І. В., Скрипниченко А. А. Системний підхід до аналізу та усунення конфліктів у безпроводових мережах спеціального призначення. Наукоємні технології. 2024. № 2. C. 2–14. DOI: 10.18372/2310-5461.62.18707.

Stallings W. High-Speed Networks and Internets: Performance and Quality of Service. 2nd ed. Upper Saddle River : Pearson Education, 2002. 744 p.

Resende M.G.C. Handbook of Optimization in Telecommunications / ed. by M. G. C. Resende, P. M. Pardalos. New York : Springer Science+Business Media, 2006. 1134 p.

Wittenmark B. Adaptive Dual Control Methods: An Overview. IFAC Proceedings Volumes. 1995. Vol. 28(13). P. 67–72. DOI: 10.1016/s1474-6670(17)45327-4.

Unbehauen, H. (n.d.). Adaptive dual control systems: a survey. Proceedings of the IEEE 2000 Adaptive Systems for Signal Processing, Communications, and Control Symposium (Cat. No.00EX373), Lake Louise, AB, Canada, 04–04 October 2000 / IEEE. 2000. P. 171–180. DOI: 10.1109/asspcc.2000.882466

Vinogradov M. et al. Eliminate Application Redundancy Using Local Processing Using Directional Diffusion with Mobile Agents. 2019 3rd International Conference on Advanced Information and Communications Technologies (AICT) : proceedings, Lviv, Ukraine, 02–06 July 2019 / IEEE. 2019. P. 360–364.

Downloads

Published

2024-11-04

Issue

Vol. 3 No. 79 (2024)

Section

Статті

License

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).