Efficient network communications with optimal network path selection play a key role in the modern world. Conventional path selection algorithms often face numerous challenges resulting from their limited scope of application. This research proposes a modified swarm intelligence approach, known as cat swarm optimization (CSO) with Lévy flight that is used for network link load balancing and routing optimization. CSO’s quick convergence capabilities are suitable for rapid response applications; however, the approach is prone to getting stuck in local optima. Lévy flight enhances search efficiency, thus aiding in escaping local optima. CSO with Lévy flight (CSO-LF) outperforms original CSO and PSO algorithms in terms of solution quality and robustness across various benchmarks. The proposed method has been evaluated in software defined networks (SDN) with nine benchmark functions assessed. CSO-LF achieved the best scores in both the best and worst positions. When used in SDN for link load balancing, CSO-LF demonstrated lower latency and higher throughput than CSO, and lower latency and higher throughput than PSO in a fat tree topology.
Obliczenia mobilne z użyciem chmur brzegowych są jedną z kluczowych technologii sieci komórkowych. Odpowiednie rozmieszczenie chmur brzegowych w sposób istotny wpływa na zrównoważenie ich obciążenia oraz zmniejszenie czasu opóźnienia transmisji. W artykule przedstawiono metodę, która może w istotny sposób poprawić efektywność działania sieci komórkowej. Eksperyment symulacyjny potwierdza, że zastosowanie tej metody zapewnia wymagania stawiane przez użytkowników.
EN
Mobile computing using edge clouds is one of the key technologies for cellular networks. The appropriate placement of edge clouds has a significant impact balancing their load and reducing transmission delay time. The paper presents a method that can significantly improve efficiency of the mobile network. The simulation experiment confirms that the application this method ensures the requirements set by users.
Nieproporcjonalny rozkład obciążenia spowodowany mobilnością użytkowników to wyzwanie dla sieci bezprzewodowych, które nasila się przy gęstych wdrożeniach małych komórek obniżających efektywność sieci. Artykuł proponuje skalowalny algorytm zarzadzania mobilnością (MM) z uwzględnieniem obciążenia do efektywnego zarządzania zasobami sieci. Algorytm zbiera informacje o obciążeniu komórek i dynamicznie dostosowuje parametry przekazywania (HO) dla zrównoważonego ruchu. Badania te poprawiają strategie MM w przyszłych sieciach bezprzewodowych.
EN
Unbalanced load distribution caused by user mobility is a significant challenge faced by wireless networks. The issue is exacerbated with dense small-cell deployments which regress the network efficiency. This paper proposes a scalable Mobility Management (MM) algorithm with load awareness to manage the network resources efficiently. With a periodic execution, the algorithm gathers cell load information and dynamically adjusts Handover (HO) parameters for balanced traffic distribution. This research contributes to MM strategy improvements in future wireless networks.
W artykule poruszono kwestie wpływu transformacji energetycznej, w tym elektryfikacji ciepłownictwa jednorodzinnego, rosnącej liczby instalacji fotowoltaicznych i zmiany profilu zapotrzebowania energetycznego na pogorszenie parametrów jakościowych sieci zasilającej niskiego napięcia oraz sposobów ich poprawy z wykorzystaniem transformatorów symetryzujących instalowanych w głębi sieci nn. W pierwszej części artykułu przedstawiono analizę danych statystycznych dotyczących struktury i długości obwodów niskich napięć w Polsce oraz normatywnych parametrów jakości napięcia zasilającego wraz z czynnikami wpływającymi na ich pogorszenie w kontekście aktualnych trendów związanych z szerokim stosowaniem powietrznych pomp ciepła i generacji rozproszonej. W kolejnych częściach przedstawiona została analiza wybranej instalacji transformatora symetryzującego w sieci nn z instalacjami PV oraz niesymetrycznymi obciążeniami. Zawarte w artykule wyniki pomiarów potwierdzają wysoką skuteczność transformatora symetryzującego w redukcji asymetrii napięć i prądów w głębi sieci oraz wskazują dodatkowe korzyści wynikające ze stabilizacji sieci niskiego napięcia.
EN
The article describe the impact of the energy transformation including the electrification of single-family houses heating, the growing number of photovoltaic installations and changes in the consumer energy demand profile on the power quality parameters deterioration in the low-voltage network and the improvement methods using load balancing transformers installed deep inside the LV network. The first part of the article presents an analysis of statistical data on the structure and length of low-voltage networks in Poland and normative parameters of the power quality and factors affecting their deterioration in the context of current trends related to the widespread use of air source heat pumps and distributed generation. The following sections present an analysis of a selected load balancing transformer installation in LV networks with PV installations and unbalanced loads. The measurement results confirm the high efficiency of the balancing transformer in current and voltage asymmetry reduction inside the network and show additional benefits of the low-voltage network stabilization.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A new approach for solving triangular band linear systems is established in this study to balance the load and obtain a high degree of parallelism. Our investigation consists to attribute both adequate start time and processor to each task and eliminate the useless dependencies which are not used in the parallel solve stage. Thereby, processors execute in parallel their related tasks taking account of the considered precedence constraints. The theoretical lower bounds for parallel execution time and the number of processors required to carry out the task graph in the shortest time are determined. Experimentations are realized on a shared-memory multicore processor. The experimental results are fitted to the values derived from the determined mathematical formulas. The comparison of results obtained by our contribution with those from triangular systems resolution routine belonging to the library PLASMA, Parallel Linear Algebra Software for Multicore Architectures, confirms the efficiency of the proposed approach.
W artykule poruszono kwestie wpływu rosnącej liczby jednofazowych instalacji fotowoltaicznych i stacji ładowania samochodów elektrycznych na pogorszenie parametrów jakościowych sieci zasilającej niskiego napięcia oraz sposobów ich poprawy z wykorzystaniem transformatorów symetryzujących instalowanych w głębi sieci nn. W pierwszej części artykułu przedstawiono podstawowe informacje dotyczące normatywnych parametrów jakości napięcia zasilającego oraz czynników wpływających na ich pogorszenie w kontekście aktualnych trendów związanych z elektromobilnością i generacją rozproszoną. W kolejnych częściach omówiono doświadczenia wynikające z istniejących instalacji i transformatora symetryzującego w sieciach nn z instalacjami PV oraz niesymetrycznymi obciążeniami. Zawarte w artykule wyniki pomiarów potwierdzają wysoką skuteczność transformatora symetryzującego w redukcji asymetrii napięć i prądów w głębi sieci oraz wskazują dodatkowe korzyści wynikające ze stabilizacji sieci niskiego napięcia.
EN
The article describe the impact of the growing number of singe-phase photovoltaic installations and electric car charging stations on the power quality parameters deterioration in the low-voltage network and the improvement methods using load balancing transformers installed deep inside the LV network. The first part of the article presents basic information about the normative parameters of the power quality and factors affecting their deterioration in the context of current electromobility and distributed generation trends. The following sections present observations based on experience from existing load balancing transformer installations in LV networks with PV installations and unbalanced loads. The measurement results confirm the high efficiency of the balancing transformer in current and voltage asymmetry reduction inside the network and show additional benefits of the low-voltage network stabilization.
Cloud environments made up of a large number of compute and storage servers provide ondemand services in a usage-based consumption model (pay-as-you-go). Load balancing is one of the major problems in the cloud. Indeed, the dynamics of demand requirements and QoS, as well as the variability of cloud resources and its provisioning models make difficult the operation of performance evaluation of the system. To face this issue and to ensure the viability of cloud computing, IT resources must be managed effectively by a dynamic monitoring of the current workload of virtual machines (VMs). In this study, we propose the design of a cloud services simulation tool at the infrastructure level based on cloud computing simulation platform named CloudSim. It allows real-time monitoring of a load of each VM in terms of CPU utilization, memory utilization and bandwidth utilization ratio. The result of this case study can be useful for carry out dynamic environment simulations for VMs monitoring and fast decision making that can be used in load balancing mechanisms.
Jeśli w pojeździe trakcyjnym są zastosowane silniki asynchroniczne zasilane z falowników, to fakt ten nie wpłynie znacząco na jakość ich pracy ze względu na odfiltrowanie napięcia wejściowego falownika w obwodzie pośredniczącym (filtrze wejściowym) falownika. Niemniej występujące w napięciu wyjściowym prostownika wyższe harmoniczne napięcia, zależne nie tylko od liczby pulsów układu przekształcającego transformator-prostownik, ale i od parametrów jakościowych napięcia zasilania transformatora (w sensie np. poziomu THD) powodują odkształcenie prądów pobieranych z sieci przez transformator, dając de facto efekt „wstrzyknięcia” do sieci wyższych harmonicznych prądu, co z kolei powoduje dalsze odkształcenie napięcia sieciowego. W artykule proponuje się pewną procedurę wyrównywania obciążeń prądowych poszczególnych uzwojeń wtórnych transformatora, co w efekcie powinno zapewnić zmniejszenie wartości THD prądu pobieranego z sieci. Procedura ta wymaga dostosowywania napięć strony wtórnej transformatora do bieżących warunków zasilania.
EN
If inverter-fed asynchronous motors are used in drive system of a traction vehicle (e.g. tram), then motor performance will not be significantly influenced by distorted input voltage, since this voltage is filtered in DC link circuit of the inverter. However, voltage higher harmonics which are present in rectifier’s output circuit (which depend on number of pulses of transformation circuit consisting of multi-phase transformer and rectifier as well as quality parameters of transformer’s supply voltage, such as THD coefficient) cause deformation of network currents. This means that power network is “injected” with higher current harmonics and this in turn results in further deformation of network voltage. The authors propose a certain procedure for balancing the loading of rectifier transformer’s secondary windings, this helps to attenuate THD coefficient in network current. This procedure requires that transformer’s secondary voltages are adjusted to existing supply conditions.
Combinatorial optimization challenges are rooted in real-life problems, continuous optimization problems, discrete optimization problems and other significant problems in telecommunications which include, for example, routing, design of communication networks and load balancing. Load balancing applies to distributed systems and is used for managing web clusters. It allows to forward the load between web servers, using several scheduling algorithms. The main motivation for the study is the fact that combinatorial optimization problems can be solved by applying optimization algorithms. These algorithms include ant colony optimization (ACO), honey bee (HB) and multi-objective optimization (MOO). ACO and HB algorithms are inspired by the foraging behavior of ants and bees which use the process to locate and gather food. However, these two algorithms have been suggested to handle optimization problems with a single-objective. In this context, ACO and HB have to be adjusted to multiobjective optimization problems. This paper provides a summary of the surveyed optimization algorithms and discusses the adaptations of these three algorithms. This is pursued by a detailed analysis and a comparison of three major scheduling techniques mentioned above, as well as three other, new algorithms (resulting from the combination of the aforementioned techniques) used to efficiently handle load balancing issues.
Orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) in Long Term Evolution (LTE) can effectively eliminate intra-cell interferences between the subcarriers in a single serving cell. But, there is more critical issue that, OFDMA cannot accomplish to decrease the inter-cell interference. In our proposed method, we aimed to increase signal to interference plus noise ratio (SINR) by dividing the cells as cell center and cell edge. While decreasing the interference between cells, we also aimed to increase overall system throughput. For this reason, we proposed a dynamic resource allocation technique that is called Experience-Based Dynamic Soft Frequency Reuse (EBDSFR). We compared our proposed scheme with different resource allocation schemes that are Dynamic Inter-cellular Bandwidth Fair Sharing FFR (FFRDIBFS) and Dynamic Inter-cellular Bandwidth Fair Sharing Reuse-3 (Reuse3DIBFS). Simulation results indicate that, proposed EBDSFR benefits from overall cell throughput and obtains higher user fairness than the reference schemes.
The evolution of Internet of Things and Information and Communication Technology is determined by systems’ ability to efficiently store and process massive amount of data connected with rapid flow of information. The smart devices creating Internet of Things produce massive amount of data, and while smart devices are independent, data analyst needs an effective mechanism to collect all these data, aggregate them and analyse. In this paper author presents Distributed Spatio-Temporal Data Warehouse systems as a platform to collect and analyse Internet of Things data such as smart sensor data and mobility data
PL
W artykule prezentowany jest system decyzyjny 2MDSS, służący do obsługi inteligentnych urządzeń mierzących zużycie mediów, takich jak gaz, woda, energia elektryczna itp. W ramach ww. systemu proponowany jest algorytm ALBQ równoważący obciążenia w rozproszonym środowisku hurtowni danych wraz z analizą jego przydatności. Zarysowany jest również problem projektowania i oceny wydajności trajektoryjnych Hurtowni Danych oraz propozycja modelu mobilności RLMM do wykorzystania w tej tematyce. W artykule poruszono istniejący i coraz bardziej widoczny problem zabezpieczenia urządzeń IoT. Format oraz liczba danych przesyłanych z ww. urządzeń może prowadzić do groźnych i skutecznych ataków DDoS. Na dziś zagadnienie to pozostaje nadal otwartym problemem badawczym o kluczowym znaczeniu dla poprawnego funkcjonowania wielu istotnych gałęzi gospodarki.
Celem pracy było opracowanie modelu analitycznego reprezentującego zmiany modulacji i schematu kodowania MCS użytkowników mobilnych sieci LTE. Na bazie wyników analizy obszarów w zasięgu komórki LTE na których dostępne są poszczególne poziomy MCS podjęto próbę stworzenia opisu matematycznego, by móc przedstawić model analityczny czasu przebywania urządzeń w danym obszarze sieci komórkowej.
EN
The purpose of this paper was the creation of analytical model which represents the changes of modulation and coding scheme (MCS) used by mobile users in LTE network. Based on results of analysis of areas with different MCS in LTE cell was taken the attempt to create mathematical description of the time consumed in certain MCS.
Celem pracy było opracowanie modelu analitycznego reprezentującego zmiany modulacji i schematu kodowania MCS użytkowników mobilnych sieci LTE. Na bazie wyników analizy obszarów w zasięgu komórki LTE na których dostępne są poszczególne poziomy MCS podjęto próbę stworzenia opisu matematycznego, by móc przedstawić model analityczny czasu przebywania urządzeń w danym obszarze sieci komórkowej.
EN
The purpose of this paper was the creation of analytical model which represents the changes of modulation and coding scheme (MCS) used by mobile users in LTE network. Based on results of analysis of areas with different MCS in LTE cell was taken the attempt to create mathematical description of the time consumed in certain MCS.
Niniejszy artykuł ma na celu pokazanie funkcjonowania równoważenia obciążenia dla serwisu Neutron odpowiedzialnego za tworzenie i obsługę usług sieciowych dla użytkowników OpenStack’a. Stanowi on podstawę do zapewnienia komunikacji wewnątrz systemowej, z systemem jak i z wewnętrznymi prywatnymi sieciami systemowymi. W artykule przedstawiono wyniki bazując na edycji Juno, którą zaimplementowano w celu przeprowadzenia badań i analizy możliwości systemu pod kątem świadczenia usług sieciowych dla wirtualnych maszyn.
EN
This paper aims to show the Load Balancing service for the Neutron networking service, which is responsible for the creation and maintenance of network services for users in OpenStack. It provides the basis for communication within the system, communications with the system and within internal networks. The paper investigates Juno release which was implemented in order to conduct the research and analysis of network capabilities to provide services to virtual machines.
In the paper an overview of scalability and reliability in the SDN (Software Defined Networks) networks has been presented. Problems and limitations for guaranteeing scalability and reliability in SON networks have been indicated. Known methods for assuring scalability and reliability in SDN networks have been described. Projects from research communities for resolving issues with scalability and reliability in SDN networks have been presented. Scientific projects have been categorized based on their common features and the methods for resolving the issues with scalability and reliability. A future field of scientific research has been outlined and all of the presented projects have been graded based on their functionality.
PL
Przedstawiono zagadnienie skalowalności oraz niezawodności w sieciach sterowanych programowo (SON - Software Defined Networking). Omówiono problemy i ograniczenia związane z gwarantowaniem skalowalności oraz niezawodności w sieciach SDN. Opisano znane metody zapewniania skalowalności oraz niezawodności w sieciach SDN. Zaprezentowano projekty środowisk naukowych opracowanych w celu eliminacji problemów ze skalowalnością i niezawodnością w sieciach SON. Dokonano kategoryzacji projektów badawczych ze względu na współdzielone cechy i podejścia do rozwiązania problemu. Przedstawiono dalsze pole do badań naukowych oraz oceniono każdy z przedstawionych projektów pod względem funkcjonalności.
Równoważenie obciążenia w sieciach komórkowych pozwala na zwiększenie efektywności wykorzystania zasobów radiowych w sieciach o nierównomiernym rozkładzie użytkowników w przestrzeni. Proporcje mocy nadawania stacji bazowych w sąsiednich komórkach mają znaczący wpływ na wybór użytkowników, których można przełączyć pomiędzy komórkami w celu wyrównania obciążenia. W artykule przedstawiono analizę proporcji obszarów pokrytych przez trzy modulacje wykorzystywane podczas transmisji danych w sieciach LTE w zależności od mocy nadawania stacji bazowych. Opisanomodel analityczny pozwalający wyznaczyć lokalizacje, w których występują optymalne warunki do przełączenia użytkowników.
EN
Load balancing allows to increase the efficiency of radio resources usage in the mobile networks with non uniform distribution of devices. Proportion of transmit power in neighbour cells have a big influence on decision what devices to switch between base stations to balance the load. The article shows the analysis of the proportion between the areas covered by three modulations which depends on transmit power of LTE base station. In the article was described the analytical model which allows to find the location where are the best conditions to handover the user devices.
Dynamic data transfer demands are often being a challenge for present communication networks, as they appear in unpredictable time and must be satisfied prior to deadline. Important kind are the multi-target demands occurring in task of replication, backup, database synchronization or file transferring in pear-to-pear networks. Optimal scheduling usually depends of the nature of transport network. In the paper dynamic deadlinedriven multicast scheduling problem over elastic optical network is considered. Particularly, the method for improving link utilization by traffic balance for multicast demands is proposed. Few heuristic algorithms and results of experiments, proving the benefits of balancing concept are presented
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The problem of non-uniform traffic demand in different cells of a cellular network may lead to a gross imbalance in the system performance. Thus, the users in hot cells may suffer from low throughput. In this paper, an effective and simple load balancing scheme CAC_DPLB_MCN is proposed that can effectively reduce the overall call blocking. This model considers dealing with multi-media traffic as well as time-varying geographical traffic distribution. The proposed scheme uses the concept of cell-tiering thereby creating fractional frequency reuse environment. A message exchange based distributed scheme instead of centralized one is used which help the proposed scheme be implemented in a multiple hot cell environment also. Furthermore, concept of dynamic pricing is used to serve the best interest of the users as well as for the service providers. The performance of the proposed scheme is compared with two other existing schemes in terms of call blocking probability and bandwidth utilization. Simulation results show that the proposed scheme can reduce the call blocking significantly in highly congested cell with highest bandwidth utilization. Use of dynamic pricing also makes the scheme useful to increase revenue of the service providers in contrast with compared schemes.
W niniejszej pracy zaprezentowano możliwości wykorzystania oprogramowania opartego na modelu przetwarzania w chmurze, w charakterze skalowalnego serwera aplikacji internetowej. Omówiono techniczne aspekty możliwości wykorzystania systemu EUCALYPTUS jako serwera aplikacji internetowej. Przedstawione zostały wyniki testów wydajnościowych przykładowego systemu, zarówno w kontekście wykorzystania różnej liczby i konfiguracji zasobów obliczeniowych, jak i możliwości wykorzystania oprogramowania do równoważenia obciążenia Apache mod_proxy_balancer.
EN
This paper presents the possibilities of using software based on the model of cloud computing as a scalable web application server. In this paper a performance issue for scalable Cloud Computing based systems was analyzed in the context of load balancing between the different configurations of resources. An application of the EUCALYPTUS system as well as the results of the performance tests, both for the case of the use of virtual machines with different number of resources and the use of Apache mod_proxy_balancer software were presented.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In cellular networks, while the motivation behind all basic channel assignment strategies is the better utilization of the available frequency spectrum with the consequent reduction of the call blocking probability in each cell, very few of them deal with the problem of non-uniform traffic demand in different cells which may lead to a gross imbalance in the system performance. Mobile users in hot cells (the cells with heavy traffic loads) may suffer from low throughput due to the load imbalance problem. In this paper, we propose a cost effective and simple load balancing scheme that can effectively reduce the overall call blocking. A common set of channels are determined dynamically which can be used simultaneously in all the cells. Cell tiers with different radii are used to cope with the interference introduced by using same set of channels simultaneously in all cells. The performance of the proposed scheme is presented in terms of call blocking probability and channel utilization. Simulation results show that the proposed scheme can reduce the call blocking significantly in highly congested cell.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.