Soluções baseadas em aprendizado de máquina para alocação de recursos em redes sem fio de próxima geração
| dc.contributor.advisor-co1 | Klautau Júnior, Aldebaro Barreto da Rocha | |
| dc.contributor.advisor1 | Cardoso, Kleber Vieira | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0268732896111424 | |
| dc.contributor.referee1 | Cardoso, Kleber Vieira | |
| dc.contributor.referee2 | Klatau Júnior, Aldebaro Barreto da Rocha | |
| dc.contributor.referee3 | Rocha, Flávio Geraldo Coelho | |
| dc.contributor.referee4 | Silva, Yuri Carvalho Barbosa | |
| dc.contributor.referee5 | Rezende, José Ferreira de | |
| dc.creator | Lopes, Victor Hugo Lázaro | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/8690054906597785 | |
| dc.date.accessioned | 2024-10-03T15:06:24Z | |
| dc.date.available | 2024-10-03T15:06:24Z | |
| dc.date.issued | 2024-05-06 | |
| dc.description.abstract | 5G and beyond networks have been designed to support challenging services. Despite important advances already introduced, resource allocation and management methods remain critical tasks in this context. Although resource allocation methods based on exact optimization have a long history in wireless networks, several aspects involved in this evolution require approaches that can overcome the existing limitations. Recent research has shown the potential of AI/ML-based resource allocation methods. In this approach, resource allocation strategies can be built based on learning, in which the complex relationships of these problems can be learned through the experience of agents interacting with the environment. In this context, this thesis aimed to investigate AI/MLbased approaches for the development of dynamic resource allocation and management methods. Two relevant problems were considered, the rst one related to user scheduling and the allocation of radio resources in multiband MIMO networks, and the second one focused on the challenges of allocating radio, computational, and infrastructure resources involved in the VNF placement problem in disaggregated vRAN. For the rst problem, an agent based on DRL was proposed. For the second problem, two approaches were proposed, the rst one being based on an exact optimization method for dening the VNF placement solution, and the second one based on a DRL agent for the same purpose. Moreover, components adhering to the O-RAN architecture were proposed, creating the necessary control for monitoring and dening new placement solutions dynamically, considering aspects of cell coverage and demand. Simulations demonstrated the feasibility of the proposals, with important improvements observed in different metrics. | eng |
| dc.description.resumo | As Redes 5G e posteriores têm sido projetadas para dar suporte a serviços desaadores. Mesmo diante de importantes avanços já introduzidos, os métodos de alocação e gerenciamento de recursos se mostram tarefas críticas nesse contexto. Embora os métodos de alocação de recursos baseados em otimização exata tenham uma longa história nas redes sem o, diversos aspectos envolvidos nessa evolução exigem abordagens que consigam superar as limitações existentes. Trabalhos recentes têm mostrado o potencial de métodos de alocação de recursos baseados em AI/ML. Nessa abordagem, estratégias de alocação de recursos podem ser construídas com base no aprendizado, em que as relações complexas intrínsecas a tais problemas podem ser aprendidas por meio da experiência de agentes interagindo com o ambiente. Neste contexto, a presente tese buscou investigar as abordagens baseadas em AI/ML para o desenvolvimento de métodos dinâmicos de alocação e gerenciamento de recursos. Dois problemas relevantes foram considerados, sendo o primeiro relativo ao escalonamento de usuários e a alocação de recursos de rádio em redes MIMO multibandas, e o segundo voltado aos desaos de alocação de recursos de rádio, computacionais e de infraestrutura envolvidos no posicionamento de VNFs em vRAN desagregada. Para o primeiro problema, um agente baseado em DRL foi proposto. Para o segundo problema, duas abordagens foram propostas, sendo a primeira baseada em um método de otimização exata para a denição da solução de posicionamento de VNFs, e a segunda baseada em um agente DRL para o mesmo propósito. Componentes aderentes à arquitetura O-RAN foram propostos, criando o controle necessário para o monitoramento e a denição de novas soluções de posicionamento de forma dinâmica, considerando aspectos de cobertura e demanda das células. Simulações demonstraram a viabilidade das propostas, com importantes melhorias observadas em diferentes métricas. | |
| dc.identifier.citation | LOPES, V. H. L. Soluções Baseadas em Aprendizado de Máquina para Alocação de Recursos em Redes Sem Fio de Próxima Geração. 2024. 175 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Instituto de Informática, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2024. | |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13476 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Goiás | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.department | Instituto de Informática - INF (RMG) | |
| dc.publisher.initials | UFG | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação (INF) | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Alocação de recursos | por |
| dc.subject | Escalonamento baseado em DRL | por |
| dc.subject | Aprendizado de máquina | por |
| dc.subject | vRAN desagregada | por |
| dc.subject | MIMO multibanda | por |
| dc.subject | Resource allocation | eng |
| dc.subject | DRL-based scheduling | eng |
| dc.subject | Machine learning | eng |
| dc.subject | Disaggregated vRAN | eng |
| dc.subject | Multiband MIMO | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO | |
| dc.title | Soluções baseadas em aprendizado de máquina para alocação de recursos em redes sem fio de próxima geração | |
| dc.title.alternative | Machine Learning-Based Solutions for Resource Allocation in Next-Generation Wireless Networks | eng |
| dc.type | Tese |