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Theses Year : 2008

Metrology in wireless mobile networks for enhanced radio resource management

Métrologie dans les réseaux d'accès radio pour la gestion des ressources pour le développement du concept Always Best Connected.

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Abstract

This thesis report describes my research work on "Metrology in wireless mobile networks for enhanced radio resource management". The main goal of the thesis is to propose effective approaches dealing with information collection, processing and utilization in cognitive radio context. These works are motivated by the necessity for wireless networks to cope with the increasing demand of throughput and services on one hand, and the inefficient use of spectral resources on the other hand. In chapter 1, we propose to integrate advanced radio signal processing in Radio Resource Management (RRM) mechanisms in order to realize an effective and easy-to-implement exploitation of radio measurements, leading to an overall RRM improvement. Thus, we propose a complete framework that performs a signal processing analysis, based on non-parametric regression and smoothing methods, on real radio measurements (GSM and UMTS). In chapter 2, we propose a novel concept in cognitive networks that provides awareness on the radio environment through geo-localized interference measurements: the Interference Cartography. The purpose of this innovative concept is to combine location information with radio measurements carried out over heterogeneous radio networks, and to provide a complete view of the environment to be used in autonomous decision making in a cognitive context. This is achieved by aggregating the already existing radio measurements that circulate in wireless networks forming the heterogeneous network panorama, combining this aggregated information with geo-localization information, performing advanced signal processing techniques to render the information complete and reliable, and updating the information to provide a viable picture of the environment for efficient detection, analysis and decision. In chapter 3, our interest turns to the access issues in cognitive networks. Thus, we propose to provide secondary users, wishing to send data in an opportunistic manner, with appropriate tools to achieve this complicated operation. The proposed approach is inspired from the Multi Armed Bandit (MAB) problem: a reinforcement learning technique that guides the secondary user thanks to appropriate rules and policies, in order to realize simultaneously 1- The exploration of its external environment to detect unused spectrum portions and 2- The exploitation of the acquired knowledge to decide on the best channel to access. Our study deals with the application of this approach on IEEE802.11 systems for the realization of opportunistic spectrum access, as well as the tuning of the algorithms' parameters for better performances in non-stationary environments.
Ce mémoire décrit mes travaux de recherche sur le thème : "La métrologie dans les réseaux d'accès radio pour la gestion des ressources radio pour le développement du concept Always Best Connected". Le principal objectif de la thèse est de proposer des approches efficaces portant sur la collecte des mesures, leur traitement ainsi que leur exploitation dans un contexte radio cognitive. Ces travaux sont motivés par la nécessité pour les réseaux sans fil de faire face d'une part à la demande croissante de débit et de services et d'autre part à l'utilisation inefficace des ressources fréquentielles. Dans le chapitre 1, on propose d'améliorer les mécanismes de gestion des ressources radio dans les réseaux radio mobiles grâce à une meilleure exploitation des mesures radio, par le biais de méthodes avancés de traitement de signal (méthodes de régression et de lissage non-paramétrique). Cette approche vise également à fournir au réseau cognitif des moyens efficaces pour lui assurer une perception plus complète de son environnement extérieur, en se basant sur les mesures radio déjà existantes dans le réseau et sans pour autant générer plus de complexité. Dans le chapitre 2, on propose un nouveau concept dans les réseaux cognitifs qui traduit l'agrégation de la mesure radio avec la localisation: la cartographie d'interférence. Cette cartographie a pour but de fournir au réseau une vue d'ensemble complète de son environnement, lui permettant ainsi de prendre les décisions adéquates pour une meilleure utilisation de ses ressources radio. Ceci est réalisé en combinant les mesures radio avec les informations de localisation correspondantes, en appliquant des méthodes de traitement de signal pour rendre la cartographie plus complète et fiable et enfin en mettant en place des procédés efficaces pour mettre à jour la cartographie. Dans le chapitre 3, on s'intéresse à l'accès opportuniste au spectre des réseaux cognitifs. On propose de fournir des outils et moyens appropriés permettant aux utilisateurs secondaires d'accéder au spectre d'une manière opportuniste. L'approche proposé s'inspire du problème du
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Dates and versions

pastel-00005011 , version 1 (13-08-2009)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00005011 , version 1

Cite

Afef Ben Hadj Alaya - Feki. Metrology in wireless mobile networks for enhanced radio resource management. domain_other. Télécom ParisTech, 2008. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00005011⟩
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