جانمایی نقاط دسترسی وای فای برای آفلودینگ کارآمد وای فای در یک شبکه همپوشان
چکیده
به منظور رفع مشکل انفجار داده های تلفن همراه، آفلودینگ وای فای پیشنهاد می شود. موضوع اساسی اینست که چه تعداد نقاط دسترسی (AP) باید در نظر گرفته شود تا تعداد کاربران به ازای هر نقطه دسترسی وای فای عدد مناسبی بوده و تضعیف شدیدی در عملکرد ایجاد نشود. گرچه با افزایش بیشتر و بیشتر تعداد APها توان شبکه-های وای فای بالاتر می رود، اما این کار با توجه به افزایش هزینه های عملیاتی و سرمایه گذاری راه حل معقولی نخواهد بود. بنابراین تحقیق درباره ی حداقل تعداد نقاط دسترسی وای فای که برای دستیابی به سطح مشخصی از بهبود عملکرد لازم می باشد، امری ضروری خواهد بود. در این مقاله روی حداقل تعداد نقاط دسترسی لازم برای آفلودینگ کارآمد وای فای تمرکز می کنیم. ابتدا در نظر می گیریم که یک شبکه ی وای فای به عنوان آفلودینگ شبکه در شبکه ی سلولی عمل کند و مقدار توان هدف را برای هر کاربر به دست می آوریم. سپس بر اساس این معیار و با استفاده از تحلیل ریاضی، حداقل تعداد نقاط دسترسی وای فای لازم در یک شبکه ی همپوشان را به دست می آوریم.
1- مقدمه
اخیراً به دلیل رواج گسترده ی گوشی های هوشمند، ترافیک داده های موبایل افزایش چشمگیری داشته است. طبق پیش بینی های سیسکو [1] ترافیک جهانی داده های موبایل در سال 2016 از مرز 10 اگزابایت فراتر رفته و این مقدار نسبت به سال 2011، 18 برابر شده است. با این حال ظرفیت کنونی شبکه های سلولی برای این رشد توانی در داده های موبایل کافی نمی باشد. ضمناً با توجه به توسعه ی اپلیکشن های جدید موبایل که ترافیک داده ی زیادی را تولید می کنند و همچنین افزایش تعداد کاربران دستگاه های هوشمند، به زودی تقاضای ترافیک از ظرفیت شبکه های نسل بعد تجاوز خواهد کرد (به عنوان مثال LTE یا وای مکس). بنابراین پیداکردن روش های دیگری برای حل کارآمد این مسأله ی مهم، امری ضروری خواهد بود.
5 - نتیجه‌گیری
در این مقاله یک روش ریاضی برای پیداکردن حداقل تعداد نقاط دسترسی (AP) وای فای لازم برای آفلودینگ کارآمد ارائه نمودیم که پارامتری ضروری برای عملکرد و هزینه‌های سرمایه‌گذاری و عملیاتی شبکه وای فای می‌باشد. ابتدا در نظر گرفتیم که یک شبکه ی وای فای به عنوان آفلودینگ شبکه در شبکه ی سلولی عمل کند و مقدار توان هدف را برای هر کاربر به دست آوردیم. سپس بر اساس این معیار و با استفاده از تحلیل ریاضی، حداقل تعداد نقاط دسترسی وای فای لازم در یک شبکه ی همپوشان را به دست آوردیم. نتایج عددی که به صورت گرافیکی در این مقاله ارائه شد، نشان‌دهنده حداقل تعداد AP وای فای پیشنهادی بوده است. لازم به ذکر است که معیار میانگین هدف قدرت وای فای به ازای هر کاربر فقط یک مثال بوده و با در نظرگرفتن سایر معیارهای ارزیابی عملکرد مانند بازده انرژی و تأخیر می‌توان آن را تغییر داد. گرچه نتایج این مقاله برای راحتی تحلیل بر اساس فرضیات متعددی بوده است، اما نتایج شهودی و راهنمایی‌های اساسی برای ایجاد یک استراتژی استقرار سلول وای فای را فراهم می‌کند.
Abstract
In order to alleviate a mobile data explosion problem, WiFi offloading has been proposed. The key issue is how many access points (APs) are needed to accommodate a proper number of users per WiFi AP without severe performance degradation. Although WiFi networks can provide higher throughput as more and more APs are deployed, it may not be a reasonable solution if we consider an increase in the corresponding capital and operational expenditure (CAPEX/OPEX). Therefore, it is important to investigate the minimum required number of WiFi APs which achieve a certain level of performance improvement. In this paper, we focus on the minimum required number of WiFi APs for efficient WiFi offloading. We first set the target average per-user throughput when a WiFi network can play a role as an offloading network of a given cellular network. Based on this criterion, we find the minimum required number of WiFi APs in an overlay network through mathematical analysis.
I. INTRODUCTION
Mobile data traffic has recently increased very rapidly due to wide spread of smartphones. According to Cisco forecasts [1], monthly global mobile data traffic will surpass 10 exabytes in 2016 and global mobile data traffic will rise 18-fold between 2011 and 2016. However, the current capacity of cellular networks is not sufficient enough to accommodate such an exponential growth of mobile data. Moreover, considering the development of new mobile applications with large data traffic generation and an increasing number of smart device users, user traffic demands will soon exceed the capacity of the next generation networks (e.g. 3GPP Long Term Evolution (LTE) or WiMAX). Thus, it is imperative to find other approaches about how to effectively solve this critical problem.
V. CONCLUSIONS
In this paper, we proposed a mathematical approach to find the minimum required number of WiFi APs for efficient WiFi offloading, which is a critical parameter for both of the performance and the CAPEX/OPEX of a WiFi network. We first set the target average per-user throughput which a WiFi network should achieve as an offloading network of the cellular network. Based on this criterion, we found the minimum required number of WiFi APs in an overlay network. The numerical results presented in this paper graphically showed the proposed minimum required number of WiFi APs. We note that the criterion proposed in this paper, the target average per-user WiFi throughput, is just an example and it can be adjusted if we employ other performance evaluation metrics such as energy efficiency or delay. Although the results of this paper are based on several assumptions for simplicity of analysis, it provides intuitive results and basic guidelines to establish a WiFi cell deployment strategy.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1- مقدمه
2- مدل سیستم
الف) یک شبکه ی همپوشانی
ب) یک شبکه ی سلولی
ج) شبکه های وای فای
3- تحلیل حداقل تعداد نقاط دسترسی وای فای مورد نیاز
الف) قدرت میانگین سلولی به ازای هر کاربر
ب) قدرت میانگین وای فای به ازای هر کاربر
ج) حداقل تعداد نقاط دسترسی وای فای
4- نتایج عددی و بحث
5 - نتیجه‌گیری
Abstract
I. INTRODUCTION
II. SYSTEM MODEL
A. An Overlay Network
B. A Cellular Network
C. WiFi Networks
III. ANALYSIS OF THE MINIMUM REQUIRED NUMBER OF WIFI APS
A. Average Per-user Cellular Throughput
B. Average Per-user WiFi Throughput
C. Minimum Number of WiFi APs
IV. NUMERICAL RESULTS AND DISCUSSIONS
V. CONCLUSIONS
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه