Doktoraty Wydziału IET

mgr inż. Adam Pieprzycki

Promotor: dr hab. inż. Wiesław Ludwin, prof. n. AGH
Dyscyplina: Telekomunikacja

W rozprawie modelowano i analizowano sieci WLAN standardu IEEE 802.11 pracujące w paśmie ISM 2.4 GHz. Dla sieci pracujących w tym paśmie przedstawiono szereg wzorów i zależności umożliwiających obliczanie maksymalnej przepustowości sieci WLAN zarówno przy wykorzystaniu modeli prostych, takich jak TUL (Throughput Upper Limit), jak również przy zastosowaniu modeli bardziej rozbudowanych i dokładnych, w tym w szczególności opartych na łańcuchach Markowa i uwzględniających, na przykład statyczny wybór trybu pracy (multi–rate) stacji ST. W celu ograniczenia wpływu technik sterowania przepływem i retransmisją pakietów na przepustowość sieci, w rozprawie rozważano tylko i wyłącznie transmisję danych z protokołem UDP. Tym samym otrzymane przy wykorzystaniu tego protokołu wartości przepustowości sieci WLAN były wartościami największymi z możliwych do osiągnięcia w tego typu sieciach i określały kres górny przepustowości tych sieci WLAN w zadanym środowisku wewnątrzbudynkowym. Wykorzystane w rozprawie wybrane modele propagacyjne, a także model matematyczny przepustowości oraz generator pakietów, system operacyjny czy rodzaj transmisji danych miały przede wszystkim na celu opracowanie i budowę takiego modelu matematycznego sieci WLAN IEEE 802.11 z infrastrukturą, który byłby jak najbliższy rzeczywistości i dla którego rozwiązania zadania planowania i optymalizacji analizowanej sieci Wi-Fi zostałyby, następnie potwierdzone empirycznie w jej testach eksploatacyjnych. W rozprawie do znajdywania najlepszego rozwiązania zadania optymalizacji i planowania sieci WLAN z infrastrukturą zastosowano optymalizację wielokryterialną MOO, która daje możliwość uwzględnienia w zadaniu optymalizacji wielu funkcji kryterialnych oraz otrzymania zbioru rozwiązań niezdominowanych. Trudnością w zastosowaniu optymalizacji wielokryterialnej MOO jest brak znajomości frontu Pareto (P) oraz duża liczba rozwiązań Pareto–optymalnych, które trzeba poddać bardzo szczegółowej analizie zanim wybierze się jedno z nich. Dwa analizowane zestawy funkcji MOO porównano z wynikami uzyskanymi za pomocą optymalizacji jednokryterialnych SOO opartych na różnych wybranych funkcjach celu. Z otrzymanych wyników utworzono front Pareto, i po zastosowaniu metody MUZ najlepsze wyniki poddano analizie wskaźnikiem efektywności PM. Dodatkowo otrzymane rozwiązania zweryfikowano empirycznie, a także budując na podstawie (S^E ) ̅, (〖PM〗^E ) ̅ i (〖JFI〗^E ) ̅ ranking 〖GQ〗_i^best (rozdział 9). W rozprawie przeprowadzono szereg analiz porównawczych wybranych – znanych z literatury – najważniejszych algorytmów optymalizacji OPA (Optimisation Algorithm), umożliwiających nie tylko wybór liczby punktów dostępu AP sieci WLAN z infrastrukturą oraz ich optymalne rozmieszczenie we wnętrzu budynku, objętego zasięgiem radiowym sieci, ale także pozwalających wyznaczyć moce wyjściowe nadajników i częstotliwości kanałów radiowych w poszczególnych jej punktach dostępu AP. Dla tak sformułowanego zbioru zasad i metod optymalnego, z punktu widzenia przyjętej funkcji kryterialnej, planowania sieci WLAN z infrastrukturą oraz dla wybranych algorytmów optymalizacji OPA zaprojektowano, wykonano i uruchomiono w konkretnym środowisku wewnątrzbudynkowym przykładową lokalną bezprzewodową sieć komputerową standardu IEEE 802.11 z infrastrukturą, którą następnie poddano szczegółowej analizie i ocenie empirycznej, planując, przygotowująci przeprowadzając eksperymenty pomiarowe.

– Teza rozprawy:– Wszystkie wymienione wyżej problemy, zagadnienia i zadania sformułowano w rozprawie w postaci tezy, mówiącej o tym, że:

Uwzględnienie w funkcji kryterialnej, na której oparto planowanie infrastruktury sieci standardu IEEE 802.11, właściwości protokołów wielodostępu do kanału radiowego, w tym w szczególności protokołu CSMA/CA, powinno pozwolić na optymalne – zarówno z punktu widzenia poszczególnych stacji abonenckich ST, jak i całej sieci WLAN – rozmieszczenie i skonfigurowanie punktów dostępu AP w wybranym wewnątrzbudynkowym środowisku radiokomunikacyjnym.

abstract.pdf

Recenzja - prof. dr hab. inż. Ryszard Zieliński
Recenzja - dr hab. inż. Marek Natkaniec

Ważniejsze publikacje dokotoranta:

1. A. Pieprzycki, „Konfiguracja i pomiary w sieci WLAN na przykładzie systemu operacyjnego Linux” PWT 2007 Poznań University of Technology Academic Journals Electrical Engineering 54/2007,
2. A. Pieprzycki, „Budowa symulatora propagacji 3D wykorzystującego metodę śledzenia promieni” KSTiT 2008 i „Przegląd Telekomunikacyjny” 8–9/2008,
3. A. Pieprzycki, P. Świętojański, „Optymalizacja rozmieszczenia punktów dostępowych (AP) wewnątrz budynku dla lokalnej sieci bezprzewodowej (WLAN) standardu 802.11b/g” KKRRiT 2009 / „Przegląd Telekomunikacyjny” 6/2009,
4. A. Pieprzycki, P. Świętojański, „Heuristic automatic optimization algorithms in WLAN networks planning”, KSTiT 2009 / „Przegląd Telekomunikacyjny” 8–9/2009,
5. A. Pieprzycki, P. Świętojański, „Wpływ techniki CSMA/CA na rozmieszczenie i liczbę punktów dostępowych w standardzie 802.11b/g”, KKRRiT 2010 / „Przegląd Telekomunikacyjny” 6/2010,
6. A. Pieprzycki, P. Świętojański, „Wpływ protokołu CSMA/CA na planowanie sieci 802.11b/g w środowisku wewnątrzbudynkowym” KSTiT 2011 / „Przegląd Telekomunikacyjny” 8–9/2011,
7. A. Pieprzycki, W. Ludwin, „Analiza porównawcza wybranych modeli sieci WLAN standardu IEEE 802.11 z infrastrukturą” KSTiT 2012,
8. A. Pieprzycki, W. Ludwin, „Analiza przepustowości w sieciach WLAN IEEE 802.11 dla potrzeb planowania i optymalizacji infrastruktury teletransmisyjnej” PWT 2013,
9. A. Pieprzycki, W. Ludwin, „Analiza porównawcza wybranych metod optymalizacji w zagadnieniach planowania sieci WLAN IEEE 802.11 z infrastrukturą” KKRRiT 2014,
10. A. Pieprzycki, W. Ludwin, „Pomiar przepustowości w sieciach WLAN standardu IEEE 802.11 w paśmie ISM 2.4 GHz w środowisku zakłóceń interferencyjnych” KKRRiT 2015,
11. A. Pieprzycki, W. Ludwin, „Weryfikacja wybranych metod automatycznego planowania sieci WLAN” KSTiT 2015/PT 8–9/2015,
12. A. Pieprzycki, W. Ludwin, „Ocena anomalii w sieciach WLAN standardu IEEE 802.11” KKRRiT 2016,
13. A. Pieprzycki, W. Ludwin, „Analiza wybranych rojowych algorytmów optymalizacji w zagadnieniach planowania sieci WLAN” KKRRiT 2017,
14. A. Pieprzycki, W. Ludwin, „Zastosowanie algorytmów rojowych w zadaniu planowania sieci WLAN” TCN 4/2017,
15. A. Pieprzycki, W. Ludwin, „Planowanie sieci WLAN za pomocą wielokryterialnego algorytmu kukułki” KKRRiT 2018,
16. A. Pieprzycki, W. Ludwin, „Wybrane aspekty optymalizacji wielokryterialnej w planowaniu sieci WLAN” KSTiT 2018,
17. A. Pieprzycki, W. Ludwin, „Wybrane zagadnienia wielokryterialnego planowania sieci WLAN”, Science, Technology and Innovation 2/2018
18. A. Pieprzycki, W. Ludwin, „Wybrane przykłady zadań optymalizacji wielokryterialnej w planowaniu sieci WLAN”, KSTiT 2019- Przegląd Telekomunikacyjny7/2019

.