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EFFICIENCY COMPARISON OF CHANNEL ALLOCATION SCHEMES FOR DIGITAL MOBILE COMMUNICATION NETWORK IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol.49, No. 3,

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1 EFFICIENCY COMPARISON OF CHANNEL ALLOCATION SCHEMES FOR DIGITAL MOBILE COMMUNICATION NETWORK IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol.49, No. 3, May 2000 Dave - 23 de Agosto de 20000

2 INTRODUÇÃO §Considera apenas os sistemas que utilizam a combinação TDMA/FDMA como método de acesso §Para cada célula é alocado um certo número de freqüências portadoras que são divididas em vários canais TDMA. §1 ou mais canais TDMA são utilizados pelas ERBs como canais de controle e broadcasting

3 INTRODUÇÃO §FCA (Fixed Channel Allocation) : utilizada na maioria dos sistemas celulares atuais §DCA (Dynamic Channel Allocation) : suportada atualmente pelo GSM, PHS (Japonês) e será incorporada aos atuais sistemas como avanço para os sistemas 3G. §Objetivo principal: aumentar a capacidade dos sistemas através da utilização eficiente dos recursos

4 INTRODUÇÃO §Compara as seguintes técnicas de alocação: l FUCA (Fixed Uniform Channel Allocation l FUNCA (Fixed Nonuniforme Channel Allocation) l DCA (Dynamic Channel Allocation) l DFTCA (Dynamic Frequency/Time Channel Allocation)

5 MODELOS §N células : 1, 2, 3..., N §t m,i tempo de residência de um móvel na célula i: distribuição exponencial com média m i §t c tempo de ocupação do canal: distribuição exponencial com média §Chegada de chamadas na célula i: distribuição de Poisson com média i x > 0

6 MODELOS §P ij : probabilidade do móvel se deslocar da célula i para a cél. j após o seu tempo de residência na célula i §[P ij ] - Handover Probability Matrix §c total de canais por portadora §b canais de controle/broadcasting por célula §K i No. de portadoras alocadas para a cél. i §No. De canais de tráfego por célula:

7 Algoritmos § FUCA : mesmo número de portadoras para todas as células §FNCA : número de portadoras por célula depende do tráfego da célula §DCA : número de portadoras varia para tentar se adaptar às mudanças no tráfego em cada célula. Assume o menor valor possível para suportar todas as chamadas em andamento l modelo de filas M/M/ l n - No. de chamadas ativas na cél. i

8 Algoritmos § DFTCA : mesma características da técnica DCA + time slots podem ser alocados de acordo com o tráfego. §Duas cél. vizinhas podem utilizar time slots diferentes de uma mesma freqüência.

9 Análise dos algoritmos §Prob. de que o móvel que entra na célula i passará para cél. j no seu próximo deslocamento: §taxa efetiva de saída da célula i: t c,i : tempo entre a chegada do móvel à célula i e a ligação ser completada

10 Análise dos algoritmos §taxa efetiva de chegada na célula i: §Eficiência ( i ): razão entre o No. médio de canais utilizados e o No. médio de canais alocados para a célula.

11 Análise dos algoritmos §FUCA, para cada célula i assume-se: §Modelo de filas M/M/k/k, com parâmetros e §P B : prob. de bloqueio exigida, deve ser mantida para todas as células §Para cada célula i, calcula-se o menor No. de portadoras (K i ) que satisfaz P B §K : No. de portadoras p/ célula é dado por: K = max(K 1, K 2,...K n ) ( canais de tráfego para cada cél. )

12 Análise dos algoritmos §No. médio de canais utilizados na célula i é dado por: §onde P x (i), x = 1, 2, 3,...k é a prob. de termos x canais sendo utilizados na célula i. É obtida resolvendo-se as eqs. do sistema M/M/k/k §Eficiência:

13 Análise dos algoritmos §FNCA §Mesmo sistema de filas M/M/k/k (, ) §Calculam-se o conjuntos para garantir P B : l {K 1, K 2, K 3,..., K N } l {k 1, k 2, k 3,..., k N } §Eficiência:

14 Análise dos algoritmos §DCA, para cada célula assume-se: §Modelo de filas M/M/ com parâmetros e §No. médio canais ocupados por célula i: §No. médio de canais alocados por célula i: §onde,

15 Análise dos algoritmos §Eficiência:

16 Análise dos algoritmos §DFTCA §Modelo de filas M/M/ com parâmetros e

17 RESULTADOS §Parâmetros: l 49 células divididas em 7 clusters l c = 8 e b=1 l P B = 1% §Tráfego simétrico §avaliação de 1 cluster §distância de reuso : 1 cél

18 RESULTADOS §Efeitos da taxa de chegada (calls/min) §P ij = 1/6 i, j §m i = 2 min § i = 1/2 calls/min §holding time = 3 min § =1/3 calls/min

19 RESULTADOS §Deficiências do modelo analítico: §Para os algoritmos FCA, não considera os efeitos do handoff. §Nos algoritmos DCA e DFTCA não prevêem a possibilidade de ligações serem bloqueadas. (Assumem um número de canais infinito)

20 RESULTADOS §Para uma carga total de tráfego fixa, a medida que a distribuição do tráfego se torna mais desigual, temos os seguintes desempenhos para os algoritmos: §FCA §DCA §DFTCA(desempenho é independente da distribuição do tráfego)

21 RESULTADOS

22 §Efeitos da taxa de handoff (1/m i )

23 RESULTADOS §Arterial Highway Traffic §Análise sob condições de tráfego mais realistas, onde células dentro de um determinado caminho, recebem um tráfego mais intenso que outras células

24 RESULTADOS


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