undefined

Loose Coupling: An Invisible Thread in the History of Technology

Julkaisuvuosi

2023

Tekijät

Mämmelä, Aarne; Riekki, Jukka; Kiviranta, Markku

Abstrakti:

We present an interdisciplinary survey of the history of loosely coupled systems. We apply the presented concepts in communication networks and suggest hybrid self-organizing networks (SONs) as a universal model for future networks. Self-organizing networks can fulfill the tight requirements of future networks but are challenging to use due to their complexity and immaturity. Moreover, the lack of an externally defined goal and centralized control has resulted in many distributed self-organizing systems failing. This is because the nonlinear relationships between the system parts result in emergence, i.e., we cannot predict the behavior of the whole from the behavior of the parts. Furthermore, a set of local optima does not produce a global optimum. Hybrid SONs tackle these challenges with loose or weak coupling of interacting agents that combine centralized control for global optimization with distributed control for local optimization. In the loose centralized control of almost autonomous agents, decisions are made mostly locally with small delays. This architecture has beneficial properties such as stability, obtained by decoupling the feedback loops: vertically with time-scale separation and horizontally with interference avoidance. Applications of loose coupling include modular electronics and computer design, structured software design, and service-oriented architectures, especially for microservices. Cross-layer design for network optimization is a new reason to use loose coupling in networks to improve stability. We also summarize some recent trends and present a roadmap to the future. We expect that loose coupling will be widely used in self-organizing networks of future wireless systems.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Oulun yliopisto

Riekki Jukka Orcid -palvelun logo

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Mämmelä Aarne Orcid -palvelun logo

Kiviranta Markku Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Lehti/Sarja

IEEE access

Volyymi

11

Sivut

59456-59482

Julkaisu­foorumi

78297

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Rinnakkaistallenteen lisenssi

CC BY

Muut tiedot

Tieteenalat

Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet; Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1109/ACCESS.2023.3284685

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä