Contributions to Self-Organizing Networks and Network Measurement Data Management

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Räisänen, Vilho, Dr., Nokia Bell Labs, Finland
dc.contributor.author Apajalahti, Kasper
dc.date.accessioned 2019-11-05T10:01:34Z
dc.date.available 2019-11-05T10:01:34Z
dc.date.issued 2019
dc.identifier.isbn 978-952-60-8777-1 (electronic)
dc.identifier.isbn 978-952-60-8776-4 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn 1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/40991
dc.description.abstract In the future, the mobile network infrastructure needs to facilitate wireless communication to automate industry processes in many vertical domains. The heterogeneity of domains and use cases need to be addressed by various traffic service types that require new technologies. The management architecture of the upcoming 5G networks should cover flexible cross-platform optimization (both technology and administrative domains) and operator business objectives. The new management aspects combined with the increasing complexity of the mobile network infrastructure denote the necessity of the adaptive automation of operability and management. Along with the 4G, the Self-Organizing Networks (SON) paradigm has been designed and utilized to automate some network management use cases. The challenge in the future network management is the interplay of cross-platform management functionalities in complex 5G networks. Some of the objectives in the network management for operators in deciding the right context-specific solutions are: 1) comparing similar cross-platform SON functions and their configurations, 2) providing linkages of metrics across platforms, 3) providing graphical user interfaces to understand the decisions and actions of autonomic SON functions, and 4) automating the process of modelling SON functions and their metadata. This thesis is conducted by designing, implementing, and evaluating frameworks, models, and methods, that address the aforementioned challenges. The research follows the principles of the design science methodology. User interface functionalities with faceted browsing activities are designed in order to provide flexible information exploration for the user. The other user interface design offers an interactive SON function discovery mechanism for a prototype SON service system and the other provides an ontology-based visualization of the functionality of an individual SON function. The thesis presents semantic models for reasoning-based SON function discovery and composition mechanism and for defining metric dependencies. Statistical methods are developed for mining time series-based event patterns as context-specific metadata for SON functions and for matching network metrics across heterogeneous datasets with a correlation-based method. All the contributions are reflected against the related work and discussed from the viewpoint of practical benefits for network management. The contributions are novel in view of adapting methods from other research areas to the SON and network measurement data management. en
dc.description.abstract Tulevaisuuden mobiiliverkkoinfrastruktuurin tulee mahdollistaa langaton viestintä automatisoiduille teollisuusprosesseille monella eri toimialalla. Toimialojen ja käyttötapausten heterogeenisyyden vuoksi tarvitaan uusilla teknologioilla toteutettavia tietoliikennetyyppejä. 5G-verkkojen hallinta-arkkitehtuurin tulee tarjota joustavuutta sekä monen toimialan ja teknologian väliseen optimointiin että operaattoreiden liiketoiminnan tavoitteiden saavuttamiseen. Nämä uudet haasteet verkonhallinnassa sekä verkkojen monimutkaistuminen osoittavat tarpeen automatisoida verkonhallintatoimintoja. 4G-verkkojen myötä määriteltiin itseorganisoituvat verkot (SON), joita hyödynnetään verkonhallintatoimintojen automatisoinnissa. Monimutkaisemmissa 5G-verkoissa tulevaisuuden haasteena kuitenkin on monien toimialojen ja teknologioiden välisten verkonhallintatoiminnallisuuksien yhteistoiminta. Jotta operaattori pystyisi valitsemaan oikeat kontekstisidonnaiset SON-pohjaiset ratkaisut, ovat haasteina muun muassa: 1) vertailla samankaltaisia SON-toimintoja ja niiden konfiguraatioita sovellusalustojen välillä, 2) linkittää mittarit sovellusalustojen välillä, 3) tarjota käyttöliittymät, joiden avulla voidaan ymmärtää autonomisten SON-toimintojen päätökset ja suoritukset ja 4) automatisoida SON-toimintojen ja niiden metadatan mallinnus. Tässä työssä on suunniteltu, toteutettu ja arvioitu viitekehyksiä, malleja ja metodeja, jotka käsittelevät edellä mainittuja haasteita. Tutkimuksessa on noudatettu suunnittelutieteen metodologian periaatteita. Työssä on suunniteltu kaksi fasettihakukäyttöliittymään perustuvaa viitekehystä, jotka tarjoavat käyttäjälle joustavaa ja vuorovaikutteista tiedon tutkimista. Toinen viitekehys tarjoaa vuorovaikutteisen SON-toimintojen hakumekanismin osana kokeellista SON-pohjaista hallintajärjestelmää ja toinen puolestaan vuorovaikutteisen ja ontologiapohjaisen visualisoinnin SON-toiminnolle. Työssä on käytetty semanttisia malleja päättelypohjaiseen SON-toimintojen hakumekanismiin ja määrittelemään riippuvuussuhteita verkonhallinnassa käytettävien mittareiden välillä. Tilastollisia menetelmiä on kehitetty SON-toimintojen metadatan määrittelyä varten (toistuvuuksien louhintaa aikasarjoista) ja vastaavien mittareiden löytämiseen heterogeenisten mittausaineistojen väliltä (korrelaatiopohjainen menetelmä). Työssä esitettyjä kontribuutioita on tarkasteltu suhteessa aiempaan tutkimukseen aiheesta ja pohdittu kontribuutioiden käytännön hyötyjä verkonhallinnassa. Työssä on hyödynnetty muilla tutkimusaloilla käytettyjä menetelmiä ja sovellettu näitä uudella tavalla SON-teknologiaan ja siihen liittyvään mittaustietojen hallintaan. fi
dc.format.extent 98 + app. 74
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.relation.ispartofseries Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS en
dc.relation.ispartofseries 193/2019
dc.relation.haspart [Publication 1]: Vilho Räisänen, Kasper Apajalahti. Reasoning in Agent-Based Network Management. In NOMS 2018 - 2018 IEEE/IFIP Network Operations and Management Symposium, IEEE, Taipei, Taiwan, pages 1–7, 2018. Full text in Acris/Aaltodoc: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201812105923. DOI: 10.1109/NOMS.2018.8406171
dc.relation.haspart [Publication 2]: Kasper Apajalahti, Juha Niiranen, Shubham Kapoor, Vilho Räisänen. Sharing Performance Measurement Events Across Domains. In 2017 IFIP/IEEE Symposium on Integrated Network and Service Management (IM), IEEE, Lisbon, Portugal, pages 463–469. DOI: 10.23919/INM.2017.7987313
dc.relation.haspart [Publication 3]: Haitao Tang, Kaj Stenberg, Kasper Apajalahti, Juha Niiranen, Vilho Räisänen. Automatic Definition and Application of Similarity Measures for Self-Operation of Network. In Agüero Ramón, Zaki Yasir, Wenning Bernd-Ludwig, Förster Anna, Timm-Giel Andreas (editors). Mobile Networks and Management. MONAMI 2016. Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Informatics and Telecommunications Engineering, Springer, Cham, Abu Dhabi, 2016, volume 191, pages 206–219, Full text in Acris/Aaltodoc: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201705113881. DOI: 10.1007/978-3-319-52712-3_15
dc.relation.haspart [Publication 4]: Kasper Apajalahti, Eero Hyvönen, Juha Niiranen, Vilho Räisänen. Combining Ontological Modelling and Probabilistic Reasoning for Network Management. Journal of Ambient Intelligence and Smart Environments, 2017, volume 9, number 1, pages 63–76, DOI: 10.3233/AIS-160419
dc.relation.haspart [Publication 5]: Kasper Apajalahti. Creating Time Series-Based Metadata for Semantic IoT Web Services. In Database and Expert Systems Applications. DEXA 2018, pages 417–427. DOI: 10.1007/978-3-319-98812-2_38
dc.relation.haspart [Publication 6]: Kasper Apajalahti, Ermias Walelgne, Jukka Manner, Eero Hyvönen. Correlation-Based Feature Mapping of Crowdsourced LTE Data. In 2018 IEEE 29th Annual International Symposium on Personal, Indoor, and Mobile Radio Communications (PIMRC), IEEE, Bologna, Italy. Full text in Acris/Aaltodoc: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201902251813. DOI: 10.1109/PIMRC.2018.8580999
dc.subject.other Computer science en
dc.title Contributions to Self-Organizing Networks and Network Measurement Data Management en
dc.title Kontribuutioita itseorganisoituviin verkkoihin ja verkkojen mittaustietojen hallintaan fi
dc.type G5 Artikkeliväitöskirja fi
dc.contributor.school Perustieteiden korkeakoulu fi
dc.contributor.school School of Science en
dc.contributor.department Tietotekniikan laitos fi
dc.contributor.department Department of Computer Science en
dc.subject.keyword self-organizing networks en
dc.subject.keyword network measuring en
dc.subject.keyword data management en
dc.identifier.urn URN:ISBN:978-952-60-8777-1
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.contributor.supervisor Hyvönen, Eero, Prof., Aalto University, Department of Computer Science, Finland
dc.opn Bauer, Bernhard, Prof., University of Augsburg, Germany
dc.contributor.lab Semantic Computing Research Group en
dc.rev Bauer, Bernhard, Prof., University of Augsburg, Germany
dc.rev Keeney, John, Dr., LM Ericsson, Ireland
dc.date.defence 2019-11-15
local.aalto.acrisexportstatus checked 2019-12-11_1544


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse