基于速度和切换统计记录的蜂窝网络带宽分配算法
Bandwidth Reservation Using Velocity and Handoff Statistics for Cellular Networks
-
摘要: 近年来个人通讯用户迅速增长,然而由于通讯网络带宽的限制,必然影响移动通讯的服务质量,为了提高服务质量现有的主要解决措施是化小区域优化带宽再用率。但是必须看到缩小区域带来的一个严峻问题就是切换操作的频繁进行,当一个正在通话的移动用户(称为切换用户)从一个区域移动到另一个区域时,就必须进行一个切换操作,要顺利完成该切换,新的区域就必须为该移动用户预留一个通信信道,否则该用户正在进行的通讯必然中断,我们称此种情形为掉线。显然用户极不喜欢掉线,应尽可能降低掉线率。为了解决掉线问题,许多作者提出了不同带宽预留格式,但是如果一个区域为切换用户预留的带宽量大了,则该区域的移动用户的新呼叫请求成功机会自然会少,新呼叫请求系统不能连接成功的情形我们称为呼叫遇忙。因此确定每个区域的最有切换带宽预留数是一个重要的设计决策问题,这需要再掉线率和呼叫遇忙率二者之间进行适当的平衡,本质上讲这是一个预留和预测问题,为此必须估计在未来时段每个区域内的切换数和新呼叫数,要设计一个预测移动用户的移动行为和路线的极端无规则性的动态特性的简单格式显然是不容易的。本文以按移动用户的速度对其切换的时段等记录数据预测每个区域在未来时段切换和新呼叫带宽需求量,以此预测的平均需求量来分配用于切换和新呼叫的带宽。此外,为了使掉线率和新呼叫遇忙率尽可能低或保持相对稳定,即使系统达到要求的服务质量指标,带宽预留格式审计的另一个目标就是在给定的处理容限范围内建立的方法的实际可行性,从相关的文献可以看到已经建立了许多模型来估计移动用户的移动模式和每个区域的切换数,这些模型都涉及到繁复的计算,大大增加了系统的运行成本和效率,而且这些方法的根本性缺陷是用户的移动模式与模型的假设大相径庭。通讯系统中的移动用户的移动方式显然是高度动态的,任何静态贷款分配策略都不可能同时解决掉线率和新呼叫遇忙率同时极小的问题。本文提出一种反映用户动态移动各式的动态带宽分配格式,依据系统对移动用户在区域间的移动切换的统计记录来预测每个区域的切换贷款预留数,切换统计数据记录了移动用户的移动方式,由此可以估计区域间的切换关系,与速度信息结合,建立了一种自适应预测格式,称为贷款预留的速度切换预测格式。Abstract: The percentages of blocking and forcedtermination rates as parameters representing quality of services (QoS)requirements are presented. The relation between the connectionstatistics of mobile users in a cell and the handoff number and new callnumber in next duration in each cell is explored. Based on therelation, statistic reservation tactics are raised. The amount ofbandwidth for new calls and handoffs of each cell in next period isdetermined by using the strategy. Using this method can guarantee thecommunication system suits mobile connection request dynamic. The QoSparameters: forced termination rate and blocking rate canbe maintained steadily though they may change with the offered load. Somenumerical experiments demonstrate this is a practical method withaffordable overhead.