계층셀 구조에서 이동 속도와 대역폭을 고려한 복합 호 처리 알고리즘

A Combined Call Control Algorithm based on Moving Speed and Bandwidth in Hierarchical Cellular Systems

  • 박정은 (이화여자대학교 컴퓨터학과) ;
  • 채기준 (이화여자대학교 컴퓨터학과)
  • 발행 : 2002.06.01

초록

이동 통신 수요의 급격한 증가와 멀티미디어 서비스에 대한 요구에 의해 기존의 셀룰러 시스템은 용량 부족 및 QoS 처리에 있어서 한계에 부딪히게 되었다. 따라서 사용자들이 요구하는 QoS를 만족시켜줌과 동시에 최대한 많은 사용자를 수용하기 위해 계층셀 구조가 제안되었다. IMT-2000에서는 셀구성 방안으로 계층셀 구조를 채택하였는데, 그에 따라 복잡한 중첩 구조를 간단하면서도 효율적으로 이용할 수 있는 호 처리 알고리즘의 필요성이 대두되었다. 본 연구에서는 기존에 제안된 복합 호 처리 방식에서 한 걸음 나아가 이동 속도와 대역폭을 고려한 호 처리 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘에서는 버퍼와 가드 채널을 이용하여 호의 이동 속도와 대역폭을 고려하여 기존의 방식보다 효율성을 높일 수 있도록 하였다. 또한 대역폭과 이동 속도를 고려하여 호들을 분배하여 처리함으로써 사용자의 QoS를 만족시켜주고 핸드오버율을 줄이고자 하였다. 제안한 알고리즘의 성능을 평가하기 위해서 본 논문에서는 계층 셀룰러 시스템을 구성하고 다양한 트래픽을 생성하여 시뮬레이션을 수행하였다. 블로킹률, 드로핑률, 채널 활용률, 계층간 핸드오버 수 등 다양한 파라미터를 토대고 기존의 방식과 제안한 방식을 비교해봄으로써 성능 향상을 입증하였다.

Recently, the demand for mobile communications and multimedia services has rapidly increased so that conventional cellular system cannot fulfill the requirement of users (capacity and QoS) any more. Therefore, the hierarchical cellular system has been suggested in order to guarantee the QoS and to admit large population of users. IMT-2000 adopts the hierarchical cellular structure, which requires a call control algorithm capable of manipulating and utilizing the complicated structure of hierarchical cellular structure with handiness and efficiency. In this thesis, as an improvement of conventional combined algorithm, a new call control algorithm considering the moving speed of terminal and bandwidth is suggested. This algorithm employs buffers and guard channels to reduce the failure rate. Also, this algorithm considers the moving speed of terminal and bandwidth to elevate the efficiency. Furthermore, calls are handled separately according to the moving speeds of terminal and bandwidths to improve the QoS and reduce the handover rate. As an evaluation of the suggested algorithm, a model hierarchical cellular system is constructed and simulations are conducted with various types of traffic. As the result of the simulations, such indices as block rate, drop rate, channel utilization, and the number of inter layer handovers are examined to demonstrate the excellency fo the suggested algorithm.

키워드

참고문헌

  1. Nikos Dimitriou, Rahim Tafazolli, 'Quality of Service for Multimedia CDMA,' IEEE Communications magazine, vol.38, no. 7, Jul. 2000 https://doi.org/10.1109/35.852036
  2. 한국전자통신연구원, '무선 ATM 기술 개론', 진한도서, 1998
  3. Cooper Chang, Chung-Ju Chang, Kuen Rong Lo, 'Analysis of a Hierarchical Cellular System with Reneging and Dropping for Waiting New and Handoff Calls,' IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 48, No. 4, 1999 https://doi.org/10.1109/25.775357
  4. Dong Myung Lee, Dong Cheul Son, 'Performance Estimation of Prioritized Queueing Handoff Scheme in CDMA Cellular System,' IEEE VTC'98, vol. 3, pp.1049˝1053, 1998 https://doi.org/10.1109/VETEC.1998.686400
  5. Romando Fantacci, 'Performance Evaluation of Prioritized Handoff Scheme in Mobile Cellular Networks,' IEEE Transaction on Vehicular Technology, vol. 49, no. 2, Mar. 2000 https://doi.org/10.1109/25.832980
  6. J. G. Markoulidakis, J. E. Dermitzakis, G. L. Lyberopoulos, M. E. Theologu, 'Optimal system capacity in handover prioritized schemes in cellular mobile telecommunication systems,' Computer Communications, vol. 23, pp462˝475, 2000 https://doi.org/10.1016/S0140-3664(99)00201-7
  7. 한정안, 박상준, 조재준, 김병기, 'IMT-2000망에서 이동체의 속도와 트래픽 특성을 고려한 핸드오버 기법', 정보과학회논문지(A), 제26권 제12호, pp.1504˝1515, 1999
  8. Kuen-Rong Lo, Chung Ju Chang, Cooper Chang, C. Bernard Shung, 'A combined channel assignment mechanism for hierarchical cellular systems,' Computer Communications, vol. 21, no. 13, 1998 https://doi.org/10.1016/S0140-3664(98)00177-7
  9. I. Katzela, M. Naghshineh, 'Channel Assignment Schemes for Cellular Mobile Telecommunication Systems: A Comprehensive Survey,' IEEE Personal Communications, Jun. 1996 https://doi.org/10.1109/98.511762
  10. Mohamed M. Abdallah, Khaled M. Al-Sayed, Mahomound T. El Hadidi, 'Effect of User Mobility on the QoS Parameters for the Guard Channel Policy,' IEEE WCNC, vol. 3, pp.1503-1507, 1999 https://doi.org/10.1109/WCNC.1999.796989
  11. Yan Jiang, Vijay K. Bhargava, 'Mobility Oriented Guard Channel Assignment For Personal Communication Systems,' IEEE ICPWC'97, pp. 15˝18, 1997 https://doi.org/10.1109/ICPWC.1997.655469
  12. A. M. Viterbi and A. J. Viterbi, 'Erlang Capacity of a Power Controlled CDMA System,' IEEE JSAC, vol. 11, no. 6, Aug. 1993 https://doi.org/10.1109/49.232298