Sequential rectangular packing problem in wireless telecommunications with fuzzy extensions
- Global styles
- Apa
- Bibtex
- Chicago Fullnote
- Help
Abstract
Bu tezde telekomünikasyon alanındaki bir dikdörtgensel paketleme problemi ele alınmıştır. Özel olarak, IEEE 802.16 standardına ait kablosuz iletişim alanında doğrudan uygulamaları olabilecek sıralı iki boyutlu bir paketleme problemi bazında bir kaynak tahsisi modelleme çerçevesi sunulmaktadır. Zaman boyutunun sıralı dilimlerin paketlenmesi şeklinde ele alınması probleme bir ölçüde üçüncü bir boyut kazandırmaktadır. Ayrıca, ele alınan dilim paketleme probleminin özellikleri günümüz kablosuz veri transferinde kullanılan güncel teknolojiyi kapsayacak şekilde zenginleştirilmiştir. Problem için hem akademik literature hem de sektöre katkı sağlaması hedeflenen özgün ve temsil gücü yüksek üç matematiksel programlama modeli geliştirilmiştir. Geliştirilen modeller, standart çerçevesinde tanımlanan ve bir baz istasyonundan sabit veya mobil kullanıcı istasyonlarına veri paketi gönderimini sağlayan fiziksel katmanın optimal kullanımını hedeflemektedir. İletilen veri paketleri her kullanıcı için boyutları transferde kullanılan süre ve frekans aralıklarına karşılık gelen dikdörtgensel bloklar olarak modellenmektedir. Bu blokların sıralı özdeş dikdörtgensel dilimler üzerine yerleştirilmesi, geliştirilen modeller tarafından karı maksimize edecek, atığı minimize edecek veya dikdörtgen sayısını minimize edecek şekilde eniyilenmektedir. Maksimum gecikme ve minimum veri iletim hızı gibi hizmet kalitesi kısıtları değişken boyutlu dikdörtgen blokların yerleşimlerini etkilemektedir. Çalışmada talep bölüştürme ve dikdörtgensel paketlemeyi aynı anda sağlayan modeller için teorik bir çerceve sunulmuştur. Ayrıca, pratik problemlerde gerçek ağ kaynaklarının değerlendirilmesinde faydalı olabilecek bulanık ölçüt ve parametreler için temel bir yapı oluşturulmuştur. Gerçekleştirilen kapsamlı sayısal deneylerle, geliştirilen modellerin çözüm süresi ve kalitesi bazında performansları ölçümlenmiştir. Bunun yanında olası yeni modeller için çözüm performansını geliştirebilecek alternatif çözüm yaklaşımları da tartışılmıştır. In this thesis, a rectangular packing problem in telecommunications context is considered. Namely, we introduce a resource allocation modeling framework for a sequential two-dimensional packing problem, which may have direct applications in wireless telecommunications area pertaining to the IEEE 802.16 standard. The time dimension implied by the sequential consideration of frames adds a third dimension to the packing problem to some extent. We extend the common features of the frame packing problem to include realistic and state-of-the-art features of the current wireless data transfer processes. Three novel and representative mathematical programming models are developed for the problem, which are intended for contribution both to academic literature and professional practice. The developed models aim optimal usage of the physical layer defined by the standard, which involves data packages sent from a base station to a fixed or mobile user station. The data transmitted for each user are modeled as rectangular blocks, dimensions of which correspond to time duration and frequencies used in data transfer. Placement of these rectangular blocks in a sequence of identical rectangle frames is optimized by the developed models, aiming to maximize profit, minimize waste or minimize the rectangle count. Quality of service constraints such as maximum delay in transfer and minimum data transmission rates restrict the placement of variable-sized rectangles. We present the framework for all models, which handle demand partitioning and rectangle packing simultaneously. The foundations for fuzzy measures and parametrization are also proposed in this thesis, in order to mimic more realistic evaluation of actual network resources for practical problems. Thorough extensive experimentation, the performance of the developed models in terms of both solution times and quality are investigated. We also discuss alternative approaches to improve solution performances for the new models.
Collections