Throughput analysis of a mobile wireless digital data communication system incorporating simple software agents, a simulation approach

by Heaps, Richard P.

The next few years will be witness to a tremendous increase in the demand for mobile wireless digital data communication systems and services. Such systems will allow a user to be connected to an abundance of data sources, ranging from intemet services to Company intranets and databases. Wireless digital data system designers have formidable future design challenges in order to provide the mobile user with a quality of service comparable to that of a wireline system in such metrics as responsiveness, quality, and throughput. The goal of this thesis is to address the throughput component of a mobile wireless digital data communication system with a novel design approach. This thesis explores the incorporation of simple software agents into a mobile wireless digital data communication system. The receiving software agent monitors the quality of the wireless channei and the retransmission statistics of the communication system. Based on these observable States from the channei and the recommendations of the software agent's knowledge bases, the agent takes the appropriate actions in the expectation of realizing the greatest possible throughput for the wireless digital data communication system. This thesis utilizes the GSM standard mobile wireless digital data communication platform rnodel. Within the context of this model, the construction and integration of necessary components, such as error-control algorithms and software agent entities, are described in detail. Throughput simulations at mobile velocities of O and 50 kmh are performed for two mobiIe wireless digital data communication systems: (1)the standard GSM system and (2)the GSM system employing software agents. The software agents perform an excetlent job in dramatically increasing the throughput of a standard GSM system over lower SNR values, at both mobile veloçity metrics. At larger SNR values. the software agent system demonstrates that it is abte to maintain the throughput of the standard GSM system. Thus, excellent throughput gains. over a broad SNR range for various mobile velocities, may be real ized by mobile wireless digital data communication systems that are enhanced with software agents. Sommaire Les années à venir témoigneront d'une hausse de demande pour les services et systèmes de communication num6rique-mobile-sans fil. Ces systèmes permettront aux usagers de se connecter à ptusieurs banques de données, allant de 1'Internet jusqu'à I'Intranet des compagnies. Les ingénieurs des systèmes digitaux de données sans fil se sont créés des challenges pour assurer une qualité de service comparable à celle offerte par les systèmes avec fil quant à la rapidité, la qualité et le débit du service. Le but de cette thèse est d'étudier le débit d'un système de communication numérique-mobile-sans fil sous une nouvel le méthode. Cette thèse explore l'incorporation de logiciels d'agents simples dans un système de communication numérique-mobile-sans fil. Le logiciel d'agents receveurs surveille la qualité des canaux sans fil et les retransmissions statistiques du système de communication. D'après les observations sur les canaux et les recommandations des logiciels d'agents, l'agent agit avec l'intention de réaliser un plus grand débit pour le système de communication numérique-mobile-sans fil. Cette thèse est basée sur le standard de communication numérique-mobile-sans fil, GSM, tout en présentant les détails de l'intégration des parties nécessaires, comme les algorithmes de contrôle- sans-erreur et les composantes des logiciels d'agents. Les simulations du débit des mobiles à une vitesse de O et 50 Kmh sont executées pour 2 systèmes de communication numérique-mobile-sans fil: (1 ) le système standard GSM, et (2) le système GSM avec des logiciels d'agents. Dans le cas d'un SNR faible, les logiciels d'agents offrent un débit supérieur à celui offert par le système standard GSM. Dans le cas d'un SNR fort, les logiciels d'agents démontrent un débit similaire à celui offert par le système standard GSM. Donc, un débit supérieur, sur toutes les valeurs de SNR à différentes vitesses, peut être réalisé par un logiciel d'agents intégré dans un système de communication numérique-mobile-sans fi[.