Machine Learning in Radio Resource Scheduling

2019 ◽  
pp. 24-56
Author(s):  
Ioan-Sorin Comşa ◽  
Sijing Zhang ◽  
Mehmet Emin Aydin ◽  
Pierre Kuonen ◽  
Ramona Trestian ◽  
...  
Keyword(s):  
Optimization Problem ◽  
Radio Resource Management ◽  
Time Windows ◽  
Resource Scheduling ◽  
System Capacity ◽  
Radio Resource ◽  
Data Packets ◽  
Capacity Maximization ◽  
Radio Resource Scheduling

In access networks, the radio resource management is designed to deal with the system capacity maximization while the quality of service (QoS) requirements need be satisfied for different types of applications. In particular, the radio resource scheduling aims to allocate users' data packets in frequency domain at each predefined transmission time intervals (TTIs), time windows used to trigger the user requests and to respond them accordingly. At each TTI, the scheduling procedure is conducted based on a scheduling rule that aims to focus only on particular scheduling objective such as fairness, delay, packet loss, or throughput requirements. The purpose of this chapter is to formulate and solve an aggregate optimization problem that selects at each TTI the most convenient scheduling rule in order to maximize the satisfaction of all scheduling objectives concomitantly TTI-by-TTI. The use of reinforcement learning is proposed to solve such complex multi-objective optimization problem and to ease the decision making on which scheduling rule should be applied at each TTI.

scholarly journals Intelligent Radio Resource Scheduling for LTE-Advanced using Wavelet Neural Network

2019 ◽  
Vol 8 (3) ◽  
pp. 3063-3070
Keyword(s):  
Neural Network ◽  
Large Scale ◽  
Resource Scheduling ◽  
Wavelet Neural Network ◽  
System Capacity ◽  
Theoretical Development ◽  
System Throughput ◽  
Time Interval ◽  
Radio Resource ◽  
Radio Resource Scheduling

This paper presents a novel technique for the efficient resource scheduling for Long Term Evaluation Advanced downlink transmission using wavelet neural network. The dynamism and the uncertainty in the resource scheduling due to the large scale of the network has been taken care through wavelet neural network. The proposed neural network based approach is trained to provide the best scheduling rule at every transmission time interval. Due to the superior estimation capability and better dynamic characteristics than conventional neural network, wavelet neural network offers a better radio resource scheduling. The objective of the proposed scheme is to enhance the system throughput, spectral efficiency and the system capacity. The simulation analysis is performed to verify the effectiveness of the theoretical development.

scholarly journals Study, design and development of novel architectures and technologies that exploit the digital spectrum dividend for the development of wireless local / metropolitan multimedia services infrastructures

2013 ◽  
Author(s):  
Αθηνά Μπουρδένα
Keyword(s):  
Quality Of Service ◽  
Cognitive Radio ◽  
Ad Hoc ◽  
Radio Resource Management ◽  
Radio Resource ◽  
Multimedia Services ◽  
Digital Spectrum ◽  
Radio Technology ◽  
Cognitive Radio Technology

Η Διδακτορική Διατριβή αυτή συμβάλλει στην ευκαιριακή αξιοποίηση του ραδιοφάσματος, μέσω της μελέτης, του σχεδιασμού και της υλοποίησης μίας πρωτότυπης αρχιτεκτονικής, η οποία επιτρέπει στις μη-αδειοδοτημένες (δευτερεύουσες) συσκευές να αξιοποιούν δυναμικά και σε τοπικό επίπεδο, τις διαθέσιμες τηλεοπτικές συχνότητες VHF/UHF (Τηλεοπτικό Λευκό Φάσμα - TVWS) για την παροχή πολυμεσικών υπηρεσιών σε ασύρματες τοπικές/μητροπολιτικές υποδομές. Βασιζόμενη στις πρόσφατες εξελίξεις της τεχνολογίας του γνωσιακού ραδιοφάσματος (Cognitive Radio technology) καθώς και εξετάζοντας τις νέες πολιτικές διαχείρισης του ραδιοφάσματος που θα αξιοποιηθούν για την εκμετάλλευση των απελευθερωμένων ραδιο-πόρων, η Διδακτορική Διατριβή παρουσιάζει μια υβριδική αρχιτεκτονική, για την αποδοτική διαχείριση του ραδιοφάσματος, είτε μέσω ενός μεσίτη φάσματος (Spectrum Broker), είτε μέσω τεχνικών αποφυγής παρεμβολών υπό την επίβλεψη μιας χωρικά τοποθετημένης βάσης δεδομένων (Geo-location database). Στα πλαίσια της παρούσας Διατριβής σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε, στο επίπεδο ζεύξης δεδομένων, ένας πρωτότυπος μηχανισμός, για την βέλτιστη διαχείριση των ραδιο-πόρων (Radio Resource Management - RRM) σε σχέση με την εγγυημένη παροχή Ποιότητας Υπηρεσίας (Quality of Service - QoS), καθώς και το μέγιστο δυνατό κέρδος των συναλλαγών. Προς την κατεύθυνση αυτή μελετήθηκαν, δύο είδη τεχνικών βελτιστοποίησης, η τεχνική λήψης αποφάσεων και η θεωρία παιγνίων, προκειμένου να αναπτυχθεί ένας νέος αλγόριθμος ικανός να παρέχει αποδοτικές λύσεις όσον αφορά τον ελάχιστο κατακερματισμό του φάσματος και το μέγιστο δυνατό κέρδος του μεσίτη φάσματος. Επιπλέον, η Διατριβή συμβάλλει στη μελέτη και ανάπτυξη ενός νέου πρωτοκόλλου δρομολόγησης, που επιτρέπει την επικοινωνία μεταξύ συστημάτων, τα οποία δημιουργούν ad-hoc γνωσιακά δίκτυα και βρίσκονται σε διαφορετικές περιοχές (δηλαδή, δεν υπάρχει άμεση ζεύξη επικοινωνίας μεταξύ τους). Για να γίνει αυτό, το βέλτιστο μονοπάτι επικοινωνίας εγκαθίσταται μέσα από μία σειρά ενδιάμεσων κόμβων που χρησιμοποιούν την γνωσιακή τεχνολογία, οι οποίοι επιλέγονται βήμα-προς-βήμα (hop-by-hop) αξιολογώντας τη χρονική καθυστέρηση της επικοινωνίας. Επιπλέον, και προκειμένου να αποφευχθούν πιθανές αποτυχίες στη διαδρομή ή υπερφόρτωση των ενδιάμεσων κόμβων, το πρωτόκολλο εφαρμόζει ένα πρωτότυπο μηχανισμό σε κάθε κόμβο, προκειμένου να εξισορροπείται το φορτίο κάνοντας ανακατεύθυνση της δικτυακής κίνησης. Για την επαλήθευση της εγκυρότητας της προτεινόμενης αρχιτεκτονικής, μία σειρά από πειράματα σχεδιάστηκαν και διεξήχθησαν υπό ελεγχόμενες συνθήκες περιβάλλοντος (προσομοιώσεις). Στα πλαίσια αυτά, ένα πειραματικό πρωτότυπο τέθηκε σε εφαρμογή σύμφωνα με τις τεχνικές προδιαγραφές σχεδιασμού, το οποίο αξιοποιήθηκε για τη διεξαγωγή μετρήσεων αξιολόγησης των επιδόσεων. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν επαλήθευσαν την ικανότητα της προτεινόμενης αρχιτεκτονικής για την υποστήριξη της ανάπτυξης τοπικών/μητροπολιτικών υποδομών πολυμέσων μέσω της ευκαιριακής αξιοποίησης του ραδιοφάσματος των TV WS και ανέδειξαν πεδία μελλοντικής έρευνας, όπως η λειτουργία με την ελάχιστη ενεργειακή απόδοση τόσο σε επίπεδο συστημάτων όσο και τελικών χρηστών ή η μελέτη μηχανισμών επιπέδου μεταφοράς για τον περιορισμό των μειονεκτημάτων του υπάρχοντος TCP σε χρονικά μεταβαλλόμενα συνδέσεις.

scholarly journals SDN Controlled mmWave Massive MIMO Hybrid Precoding for 5G Heterogeneous Mobile Systems

2016 ◽  
Vol 2016 ◽  
pp. 1-10 ◽  
Author(s):  
Na Chen ◽  
Songlin Sun ◽  
Michel Kadoch ◽  
Bo Rong
Keyword(s):  
Null Space ◽  
Radio Resource Management ◽  
Mobile Network ◽  
Mobile Systems ◽  
Radio Resource ◽  
Channel State ◽  
Hybrid Precoding ◽  
Sdn Controller ◽  
Domain Information

In 5G mobile network, millimeter wave (mmWave) and heterogeneous networks (Hetnets) are significant techniques to sustain coverage and spectral efficiency. In this paper, we utilize the hybrid precoding to overcome hardware constraints on the analog-only beamforming in mmWave systems. Particularly, we identify the complicated antenna coordination and vast spatial domain information as the outstanding challenges in mmWave Hetnets. In our work, we employ software defined network (SDN) to accomplish radio resource management (RRM) and achieve flexible spacial coordination in mmWave Hetnets. In our proposed scheme, SDN controller is responsible for collecting the user channel state information (CSI) and applying hybrid precoding based on the calculated null-space of victim users. Simulation results show that our design can effectively reduce the interference to victim users and support high quality of service.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document