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無線分封數據網路適應性資源分配策略與效能 評估

無線分封數據網路適應性資源分配策略與效能 評估. Speaker: Pei-Ni Tsai Adviser: Dr. Kai-Wei Ke 2011/7/27. Outline. Introduction 完全 共享資源分配 策略 (Complete share) 保衛 頻道資源分配 策略 (Guard channel) 外部 阻擋資源分配 策略 (External blocking) 數據結果與比較 結論. Introduction. 無線分封數據服務系統（ General Packet Radio Service ， GPRS ）.

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無線分封數據網路適應性資源分配策略與效能 評估

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Presentation Transcript

  1. 無線分封數據網路適應性資源分配策略與效能評估無線分封數據網路適應性資源分配策略與效能評估 Speaker: Pei-Ni Tsai Adviser: Dr. Kai-Wei Ke 2011/7/27

  2. Outline • Introduction • 完全共享資源分配策略 (Complete share) • 保衛頻道資源分配策略 (Guard channel) • 外部阻擋資源分配策略 (External blocking) • 數據結果與比較 • 結論

  3. Introduction • 無線分封數據服務系統（General Packet Radio Service，GPRS） Fig. GPRS實體通道

  4. 52-multiframe

  5. 52-multiframe

  6. GPRS編碼方式

  7. 完全分割

  8. RB的分配

  9. CS、Guard、External blocking 的流程圖 j: Type 1 user的個數 k: Type 2 user的個數 b1: Type 1 user所需要的Time slot b2: Type 2 user所需要的Time slot R: 最少需要的Radio blocks

  10. Complete share

  11. Complete share • 系統內有二種Type的使用者 • Packet call is Poisson arrival • 假設每個packet call只傳送1個packet，packet length是exponential distribution，平均值分別為L1, L2 • Service time isexponential distribution B：每個RB在52-multiframe的時間中能夠傳送的位元數

  12. Complete share • GPRS_TS: GPRS所使用的Time slot數目 • Capacity C = GPRS_TS × 12(Radio blocks) • i : 所使用的Time slot數目 • j: Type 1 user的個數 • k: Type 2 user的個數 • b1: Type 1 user所需要的Time slot • b2: Type 2 user所需要的Time slot • 最少需要的Radio blocks R = j × b1 + k × b2

  13. Completeshare • GPRS_TS = 3 • b1=1 • b2=2

  14. Time slot 分配流程圖 • GPRS_TS = 3 • b1=1 • b2=2

  15. Complete share E1: Average Radio Blocks of Type 1 E2: Average Radio Blocks of Type 2

  16. Complete share λ1 = λ1n + λ1h λ2 = λ2n + λ2h

  17. Complete share Pb1n: blocking probability of type 1 new call Pb1h: dropping probability of type 1 handover Pb2n: blocking probability of type 2 new call Pb2h: dropping probability of type 2 handover U: Utilization

  18. Guard channel g:每個TS保留給 handover 的Radio blocks數目

  19. Guard channel • GPRS_TS: GPRS所使用的Time slot數目 • Capacity C = GPRS_TS × 12(Radio blocks) • i : 所使用的Time slot數目 • j: Type 1 user的個數 • k: Type 2 user的個數 • b1: Type 1 user所需要的Time slot • b2: Type 2 user所需要的Time slot • 最少需要的Radio blocks R = j × b1 + k × b2

  20. Guard channel • GPRS_TS = 3 • b1=1 • b2=2 • g=1

  21. Guard channel G = g × GPRS_TS

  22. Guard channel

  23. External blocking Peb: external blocking probability

  24. External blocking • GPRS_TS: GPRS所使用的Time slot數目 • Capacity C = GPRS_TS × 12(Radio blocks) • i : 所使用的Time slot數目 • j: Type 1 user的個數 • k: Type 2 user的個數 • b1: Type 1 user所需要的Time slot • b2: Type 2 user所需要的Time slot • 最少需要的Radio blocks R = j × b1 + k × b2

  25. External blocking • GPRS_TS = 3 • b1=1 • b2=2 • g=1

  26. External blocking G = g × GPRS_TS

  27. External blocking

  28. External blocking

  29. 數據結果與比較 • OMNeT4.1 • GPRS_TS = 3 • b1 = 1 • b2 = 2 • g = 1 • 使用CS-2 • B = 240 bits • λ1：λ2 = 1：1，λh：λn= 3 : 7，L1：L2 = 1：1 • Normalized traffic load

  30. 數據結果與比較 λ1：λ2 = 1：1，λh：λn= 3 : 7，L1：L2 = 1：1 時使用者平均分配的RB 數

  31. 數據結果與比較 λ1：λ2 = 1：1，λh：λn= 3 : 7，L1：L2 = 1：1 時使用者平均分配的RB數

  32. 數據結果與比較 λ1：λ2 = 1：1，λh：λn = 3 : 7，L1：L2 = 1：1 的 type 1 使用者阻擋/斷線機率

  33. 數據結果與比較 λ1：λ2 = 1：1，λh：λn = 3 : 7，L1：L2 = 1：1 的 type 2 使用者阻擋/斷線機率

  34. 數據結果與比較 λ1：λ2 = 1：1，λh：λn = 3 : 7，L1：L2 = 1：1 的 type 1 使用者阻擋/斷線機率

  35. 數據結果與比較 λ1：λ2 = 1：1，λh：λn = 3 : 7，L1：L2 = 1：1 的 type 2 使用者阻擋/斷線機率

  36. 數據結果與比較 λ1：λ2 = 1：1，λh：λn= 3 : 7，L1：L2 = 1：1 的資源使用率

  37. 結論 • 保衛頻道機制和外部阻擋機制保護了handover call，所以handover call 的斷線機率降低，然而這同時會造成new call 的阻擋機率升高 • 外部阻擋機制的保護是介於完全共享和保衛頻道機制之間，當Peb越大，阻擋/斷線機率的值越靠近保衛頻道機制；而當Peb越小，阻擋/斷線機率的值越靠近完全共享機制 • 可依不同的需求採取不同的策略，設定不同的參數 • 三種機制的系統資源使用率差異不大

  38. 未來展望 • 使用不同的策略分配GSM和GPRS • 以考慮數個分封呼叫

  39. References • Wei-Yeh Chen, Jean-Lien C. Wu, and Hung-Huan Liu, “Performance Analysis of Radio Resource Allocation in GSM/GPRS Networks,” IEEE VTC 2002-Fall, vol. 3, pp. 1461-1465, 2002. • C. Lindemann, and A. Thummler, “Performance analysis of the general packet radio service,” Computer Networks, Vol. 41, Issue 1, 2003, pp. 1–17. • Bin Li, et al., “Call Admission Control for Voice/Data Integrated Cellular Networks: Performance Analysis and Comparative Study,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 22, Issue 4, pp. 706-718, May 2004. • P. Lin and Y.-B. Lin, “Channel allocation for gprs,” IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 50, no. 2, pp. 375–387, 2001. • K. Mitchell and K. Sohraby, “An analysis of the effects of mobility on bandwidth allocation strategies in multi-class cellular wireless networks,” in Proceeding of IEEE INFOCOM, vol. 2, 2001, pp. 1005–1011

  40. References • 蔡鎮年著，無線分封數據服務網路之高使用率資源分配策略與效能評估，碩士論文，國立臺北科技大學資訊工程系碩士班，臺北，2004 • Kai-Wei Ke, Chen-Nien Tsai, and Ho-Ting Wu, “Performance analysis for hierarchical resource allocation in multiplexed mobile packet data networks,” Computer Networks, Vol. 54, Issue 10, 2010, pp. 1707-1725. • “Understanding General Packet Radio Service (GPRS): Application Note 1377,” Agilent Technologies. • EmmanuslSeurre, PartickSaveli, and Pierre-Jean Pietri, GPRS for Mobile Internet, Artech House, Jan. 2003.

  41. Q&A

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