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在无线/移动网络中基于赏罚模型的自适应准入控制

Adaptive call admission control based on reward-penalty model in wireless/mobile network

  • 摘要: 移动通信技术发展的目标是实现宽带化、智能化和个性化,而实现这一目标需要网络能提供多种业务,如视频会议、家用电器实时监控,网上娱乐等。由于不同业务对网络传输的要求不同,这就需要网络能提供多种级别的服务类型,保障不同业务的服务质量(QoS)。除了需要提供多类业务的QoS保证外,在无线/移动通信网络中,用户可能发生切换,在小区尺寸变得越来越小的趋势下,用户切换的频率会越来越高,这导致业务发生中断的可能性也越来越大。在这种情况下,保证连接级QoS显得越发重要。连接级QoS一般采用新呼叫阻塞率和切换呼叫中断率来衡量。其中,新呼叫阻塞率是指网络新发起的呼叫在请求连接时被拒绝的概率,而切换呼叫中断率是指从其它子网切换过来的呼叫在请求连接时被拒绝的概率。呼叫准入控制被认为是保证连接级QoS的有效手段,其主要作用是通过判断是否接纳到来呼叫的连接请求,在保证已接纳呼叫的QoS的同时,尽可能地提高系统接纳的呼叫数量。本文提出了一种适用于无线/移动网络的呼叫准入控制方案。该方案提供了多种QoS级别,可为多类业务服务。为了判断是否接纳到达的呼叫,方案为每类业务都设置了准入控制阈值,并通过所设计的赏罚模型来求解各类业务的准入控制阈值,使准入控制阈值能随各类业务的呼叫特性及网络的资源特性而动态变化,最终实现网络收益最大化的目标。网络的QoS包括两种级别:分组级QoS和连接级QoS。其中,分组级QoS一般采用时延、抖动,分组丢失率等参数来衡量。目前大多数的呼叫准入控制方案只以连接级QoS的性能参数作为呼叫准入判断的依据,但实际上,联合分组级QoS和连接级QoS进行呼叫准入控制,会大大提高系统的资源利用率。本文正是利用了这种方法,设计了一种带宽降级算法,使网络处于重负荷时,系统能通过降低已接纳呼叫的带宽来接纳切换呼叫,从而降低切换呼叫中断率。所设计的带宽降级算法综合考虑了多种因素,如呼叫的优先级,持续时间等。最后,本文的性能仿真显示,所提方案的准入控制阈值的确能随着到达的呼叫的特性而自适应改变,在与对比方案的比较中发现,本方案取得了较好的效果。

     

    Abstract: A dynamic threshold-based Call Admission Control (CAC)scheme used in wireless/mobile network for multi-class services isproposed. In the scheme, each class's CAC thresholds are solved throughestablishing a reward-penalty model which strives to maximize network'srevenue. In order to lower Handoff Dropping Probability (HDP), thescheme joints packet and connection levels Quality of Serviceconstraints, designing a bandwidth degradation algorithm to accepthandoff calls by degrading existing calls' bandwidth during networkcongestion. Analyses show that the CAC thresholds change adaptivelywith the average call arrival rate. The performance comparison showsthat the proposed scheme outperforms the Mobile IP Reservation scheme.

     

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