Adaptive Group-wise Resource Reservation for Spectral Efficient Handover Prioritization in Cellular Mobile Systems

셀룰러 시스템에서 자원 효율적인 핸드오버 우선화를 위한 적응적 그룹별 자원 예약 기법

  • Published : 2009.04.25

Abstract

Resource reservation scheme is effective for better QoS guarantee to handover call for the next generation cellular systems where handover rate highly increases. However, resource reservation for handover call can incur negative impact on the new user admission. In this paper, we propose a random access based adaptive group-wise reservation to effectively reduce dropping rate of handover call, while protecting new local call. In the proposed scheme, target base station divides adaptively future handover users into groups based on the expected handover time, and then does group-wise reservation, where service allocation within each group is done on random access basis. Markov approach is also provided to analyze the performance of the proposed scheme. By computer simulation, it is shown that theoretical analysis on the performance is similar to the simulation results and the proposed reservation scheme outperforms the conventional scheme with respect to dropping probability of handover call.

이핸드오버가 비약적으로 늘어나는 차세대 셀룰러 시스템에서 자원 예약 기법은 핸드오버 call에 대한 보다 나은 QoS를 보장하기 위한 효과적인 방법이다. 그러나 핸드오버 call을 위한 자원의 예약은 신규 local call의 blocking 확률에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는, 신규 local call을 보호하면서도 핸드오버 call의 ropping 확률을 효과적으로 줄이기 위하여, random access 기반의 적응적 그룹별 자원 예약 기법을 제안한다. 제안하는 자원 예약 기법은 target 셀에서 핸드오버 예상시간을 기반으로 단말들을 적응적으로 grouping하여 그룹 단위로 자원을 예약하고, random access원리에 의해 그룹 내의 자원을 할당하는 방식이다. 또한 본 논문에서는 제안된 예약 기법의 성능을 Markov chain 모델을 이용하여 수학적으로 분석한다. 모의실험을 통해 제안된 자원 예약 기법의 이론적인 성능 해석이 실험 결과와 유사함을 보였고, 제안된 자원 예약 기법이 기존의 기법에 비해 랜드오버 call의 dropping 확률 측면에서 우수한 성능을 가짐을 확인하였다.

Keywords

References

  1. D. Hong and S.S. Rappaport, 'Traffic Model and Performance Analysis for Cellular Mobile Radio Telephone Systems with Priotized and Nonpriotized Procedures,' IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 35, no.3, pp. 77-92, Aug. 1986 https://doi.org/10.1109/T-VT.1986.24076
  2. 이원열, 장성식, 변태영, 한기준, '핸드오프 호의 분류를 이용한 2-레벨 자원 예약 및 수락 제어 방식,' 전자공학회논문지, 제38권 TC편, 제9호, 1-11쪽, 2001년 9월
  3. R. Guerin, 'Queuing-blocking system with two arrival streams and guard channels,' IEEE Trans. Commun., vol. 36, no. 2, pp. 153-163, Feb. 1998 https://doi.org/10.1109/26.2745
  4. Wan-Sun Im et al.,'L2 / L3 Integrated Handover and Its Performance,' in Proc. of Joint Conference on Communications & Information 2006, Korea, April 2006
  5. M. H. Chiu and M. A. Bassiouni, 'Predictive schemes for handoff prioritization in cellular networks based on mobile positioning, ' IEEE Journal on Selected Areas in Communication, 18(3):510-522, March. 2000 https://doi.org/10.1109/49.840208
  6. Mingyu Wu et al., 'Performance Evaluation of Predictive Handoff Scheme with Channel Borrowing,' in Proc. of IEEE Intern. Performance, Computing, and Communications Conference, pp. 531-536, April. 2003
  7. Y. Xu, Q.L. Ding, C.C. Ko, "Impact of Handoff Protection Strategies on Cellular Mobile System Capacity," IEEE Trans. Wireless Communication, vol.3, pp. 1076-1087, July 2004 https://doi.org/10.1109/TWC.2004.828016
  8. S. Ali. A. Fakoorian and Hassan Taheri, 'Protection of Originating Calls in Handoff Prioritization Schemes,' in Proc. of IEEE Intern. Wireless Pervasive Computing 2006, Jan. 2006
  9. H. Yu, S. Shin, H. Kang, and N. Kim, 'Differentiated Resource Reservation scheme with Handover Clearing Relay for Hybrid Duplexing Systems', in Proc. of IEEE International Symposium on PIMRC, Cannes, France, Sep. 2008
  10. N. Kim, M. Kim, E. Kim, S. Shin, H. Yu, and S. Yun, 'Robust Cognitive Radio OFDM Architecture Based on Adaptive Frequency/Time Spreading,' ETRI Journal, vol. 30, no. 1, pp. 21-32, 2008
  11. 박인수, 탁동국, 김원태, 박용진, '중첩 이종 무선 망 환경에서 단말의 이동 속도를 고려한 효과적인 망 자원 예약,' 전자공학회논문지, 제44권 TC편, 제10호, 83-98쪽, 2007년 10월