Rate Aware Network Codes For Coordinated Multi Base-Station Networks. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Thesis_Draft_e.pdf Download (1MB) | Preview

Arabic Abstract

في هذه الأطروحه, نقوم بدراسة تقليل زمن تحميل الملفات من محطات الإرسال Base Stations. من خلال الأستفادة من فكره إرسال ملفات مركبه MB-RA IDNC من محطات الارسال تم تقليل زمن تحميل الملفات.IDNC طريقه مميزه لتسريع عملية تحميل الملفات من خلال الإستفاده من الملفات المستلمه سلفا لدى المستخدمين. لذا بإستخدام اختلاف معدلات النقل Asymmetric Rates من محطات الإرسال الى مختلف المستخدمين يتم اتخاذ قرار تشفير الملفات Network Coding وذالك لجدولة تركيب الملفات File Combination ومعدلات النقل Rates معاَ من أجل تقليل الزمن الكلي لتحميل الملفات Completion Time. هذا العمل أعتمد على عدم تماثل معدلات الإرسال لكافة المستخدمين الذي يستخدم في عدد من التطبيقات العمليه ويعطي أولويه ومفاضله بين اختيار الملفات المركبه و معدل البث Broadcast Rate لتقليل زمن تسليم الملفات المطلوبه للمستخدمين. أكثر من محطه أرسال تخدم نفس المستخدم بنفس الوقت تسبب تعارض في الإرسال. لذالك الموديل المستخدم في هذا العمل إعتمد على تعارض الإرسال لعدد من محطات الإرسال لايجاد أفضل اختيار لتركيب المفات ومعدل النقل. استخدام هذا الموديل قمنا بتصميم خوارزمية متعدده الطبقات MB-RA IDNC وذالك لتقليل زمن تسليم المفات. قمنا بمقارنة الخوارزميه المقترحه لعدد من السيناريوهات مع خوارزميات أخرى كخوارزمية Classical IDNC التي لا تعتمد على معدل الإرسال وخوارزميه عدم التشفير Uncoded. بكل السيناريوهات أستنتجنا ان أداء عمل الخوارزميه المقترحه أفضل من خوارزمية Classical IDNC وخوارزميه Uncoded.

English Abstract

In this thesis work, we study the problem of minimizing the message download completion delay from multiple base stations system. By utilizing a multi-Base station Rate Aware Instantly Decodable Network Coding (MB-RA IDNC) the completion time is minimized. IDNC can speed up the download process by taking advantage of the users’ side information. The different rates of the base-stations to the various users will be thus incorporated in the network coding decisions, so as to schedule the coded messages and transmission rates jointly in order to reduce the overall completion time. This work considers asymmetric rates for users which reflects more practical application scenarios and gives a new trade-off between the selection of message combination for different users and the broadcasting rate to reduce the delivery time of the wanted messages for the users. However, more than one base station will target the same user simultaneously causing transmission conflicts. This model considers the transmission conflicts among the base stations in finding the optimal message combinations and transmission rates. Using this model, we design a multi-layer heuristic algorithm which is used in solving the download time minimization problem in such systems. The performance of the proposed algorithm (in terms of the completion delay) with perfect channel is compared to that of the classical IDNC and uncoded schemes in which every base station tries to minimize its own completion delay without considering the rate awareness. Also, a message placement policy in the base stations is simulated and compared to the performance of classical IDNC and uncoded schemes when the messages are distributed between base stations without repetitions. The proposed scheme for perfect channel with message placement policy is shown to achieve significant reduction in completion delay as compared to the classical IDNC and uncoded schemes. Furthermore, a channel erasure probability is investigated (i.e., when message loss event occurs). Under such scenario, the uncertainty about message reception at the targeted user would drive the base station to carry out the message combinations selection and re-transmit the lost message. Therefore, the performance of multi-layer MB-RA IDNC algorithm is studied and derived for such scenario.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Sorour, Sameh
Committee Members:	Al-Ghadban, Samir and Abu-Al-Saud, Wajih
Depositing User:	MOHAMMED HAMEED ABDALLAH SAIF (g201302750)
Date Deposited:	25 Jan 2017 05:46
Last Modified:	01 Nov 2019 16:37
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140232