Problema dell’allocazione delle
risorse
Nel corso dell’ ultimo decennio, le comunicazioni e le reti wireless hanno conosciuto una crescita senza precedenti e hanno raggiunto un elevato grado di diffusione, basta pensare ad esempio alla crescita di Internet o al numero di servizi multimediali offerti. A causa dell’ aumento della richiesta di co-municazioni mobili a larga banda, il problema dell’ allocazione dinamica e gestione delle limitate risorse a disposizione ricopre un ruolo di primaria im-portanza per le reti di tipo wireless. L’ architettura attualmente pi´u diffusa, grazie alla sua semplicit´a anche se sub-ottima, prevede una struttura a livelli, basata sul modello ISO/OSI, in cui ogni livello viene progettato e tende ad operare in modo indipendente.
Le strategie di allocazione che meglio sfruttano le risorse a disposizione sono quelle definite ’Channel Aware’, in cui le risorse disponibili vengono asseg-nate in modo dinamico sulla base di informazioni dello stato del canale. L’ idea chiave di tali strategie consiste nello scegliere per ogni utente il canale che offre le migliori condizioni di trasmissione.
La tecnica di trasmissione generalmente usata ´e la OFDM (Orthogonal Fre-quency Division Multiplexing). Tale tecnica si basa sul concetto di trasmis-sione multiportante e ha come idea base quella di dividere il canale a
sizione in sottocanali ortogonali fra loro, riuscendo in questo modo ad elim-inare il problema della interferenza intersimbolica. Sfruttando la variazione delle caratteristiche del canale a seconda della sottoportante utilizzata, e a seconda delle caratteristiche dell’ utente, le tecniche ”channel aware” riescono a migliorare le performance di rete attraverso la cos´ı detta diversit´a multiu-tente, il cui guadagno aumenta con il numero degli utenti. Dal punto di vista dell’ utente, i pacchetti sono trasmessi in modo stocastico nel sistema, usan-do uno scheduling ”channel aware”, seconusan-do una tecnica che prende anche il nome di ”comunicazione opportunistica”.
In questo lavoro di Tesi viene affrontato il problema dell’ allocazione dinam-ica delle risorse per un sistema di quarta generazione nell’ ambito del pro-getto PRIMO (Piattaforme Riconfigurabili per Interoperabilit´a in Mobilit´a), sviluppando un algoritmo di allocazione dinamica delle risorse radio basato sulla programmazione lineare.
Nel Capitolo 1 viene presentata una introduzione ai sistemi di Quarta gen-erazione con particolare attenzione ai sistemi 4G WiMAX
Nel Capitolo 2 vengono esaminate le modulazioni OFDM e OFDMA.
Nel Capitolo 3, oltre ad una introduzione al Progetto PRIMO, vengono anal-izzati gli scheduler utilanal-izzati, proposti dalle Universit´a di Palermo e Roma. Nel Capitolo 4, oltre ad una introduzione al problema dell’ allocazione di-namica delle risorse, vengono analizzati gli algoritmi di allocazione didi-namica di risorse proposti dalle Universit´a di Pisa, Padova e Palermo.
Nel Capitolo 5 vengono riportati i risultati delle simulazioni effettuate ed i confronti fra i risultati dei vari algoritmi di allocazione utilizzati. Nel Capi-tolo 6, infine, viene riportato il codice sorgente dell’ algoritmo di allocazione dinamica delle risorse proposto dall’ Universit´a di Pisa.
