Link capacity is defined as the number of channels available in a link. In DS-CDMA cellular systems, this is limited by the reverse link rather than the forward link. Reverse link capacity depends on the interference received at the base station (BS). This link capacity varies with such environment factors as traffic load in neighboring links, radio path loss, power control, and cell coverage area. However, conventional channel assignments have utilized fixed link capacity estimated under the worst interference. All links are assumed to have the same link capacity. Conventional channel assignments are inefficient for DS-CDMA cellular systems under varying link capacity.
In this dissertation, we propose an effective channel assignment algorithm for the power-controlled DS-CDMA cellular system. In the proposed algorithm, channels are assigned adaptively according to dynamically varying environments. It is, therefore, an adaptive channel assignment (ACA). The proposed ACA is based on interference measure-ments. Utilizing this algorithm, we can significantly reduce redundant link capacity. Redundant link capacity is here defined as the difference between the actual link capacity and the fixed link capacity used in conventional static channel assignment (SCA). The proposed algorithm consists of three schemes: a nonprioritized telephony ACA (scheme-I), a prioritized telephony ACA (scheme-II), and a prioritized multi-media ACA (scheme-III),. In scheme-I, channels are assigned without distinguishing new calls from handoff calls. In scheme-II, however, a few channels are reserved and assigned only for handoff calls. A handoff failure causes the call to be cut off during conversation. This call cutoff may be a serious degradation in service grade. Service grade can be improved by reserving handoff channels. In scheme-III, a few channels are assured only for priority calls. Since the quality of service (QOS) required for image or other multi-media calls is higher than that for voice calls, multi-media calls are assumed to have priority over voice calls. Service grade is significantly improved by utilizing scheme-III. In all the schemes, a channel is assigned if the interference after assigning the channel is less than the interference allowed in the link. The allowed link interference is allocated by the network. The performance of three schemes is evaluated in terms of link capacity, grade of service (GOS), and weighted call blocking probability (WBP), respectively.
By utilizing the proposed ACA algorithm, more channels can be assigned in the varying environment than by utilizing SCA. Particularly, in regions of large environment variation, SCA illustrates the serious performance degradation. The proposed ACA will illustrate better performance more especially in regions of large environment variation than in regions of small environment variation. Poor power control problem can also be alleviated by utilizing the proposed ACA algorithm because the real power control efficiency is reflected in channel assignments. Since the current link interference is kept at less than the allowed link interference by using soft capacity, the reliable performance of the proposed ACA algorithm is assured. In addition, service grade is significantly improved by proper priority channel assurance. Especially, since priority channels are assured with high confidence even in the dynamically varying environment, the reliable performance of the proposed ACA for multi-media services is ensured.
Besides these attractive capabilities, the proposed algorithm has a number of other distinctive features: ease of implementation, no need of information about environment factors, and channel reservation for other priority services.
링크용량은 링크내에서 가용한 채널수로 정의된다. DS- CDMA 셀룰러 시스템에서 링크용량은 순방향링크보다는 역방향링크에 의해서 결정되며, 이 역방향 링크용량은 기지국에서 수신되는 간섭에 의해 좌우된다. 역방향 링크용량은 이웃셀의 트래픽부하, 무선경로손실, 전력제어, 셀반경 등 여러 가지 환경요인에 의해 변한다. 그러나 기존 채널할당에서는 가장 열악한 간섭하에서 추정된 고정 링크용량을 사용하며, 이 링크용량은 모두 같다고 가정되어 있다. 따라서 기존 채널할당 방식은 가변 링크용량을 가진 DS-CDMA 셀룰러 시스템에는 부적합하다.
이 논문에서는 전력제어가 되는 DS-CDMA 셀룰러 시스템을 위한 효율적인 채널할당방식을 제안한다. 제안된 방식에서, 채널들은 수시로 변하는 환경에 적응성 있게 할당된다. 따라서 일종의 적응형 채널할당(ACA) 방식이다. 제안된 적응형 채널할당방식은 측정된 간섭에 기초를 두고 있으며, 이 방식을 이용함으로써 링크내의 여유 링크용량은 상당이 감소된다. 여기서 여유 링크용량은 실질 링크 용량과 고정채널할당(SCA)에서 사용되는 고정링크용량과의 차이로 정의된다. 제안된 ACA방식은 우선순위가 없는 음성용 ACA, 우선순위가 있는 음성용 ACA, 우선 순위가 있는 멀티미디어용 ACA 등 세가지로 구성된다. 우선순위가 없는 음성용 ACA에서는 채널들은 새로운 호와 핸드오프 호간에 차이 없이 할당된다. 우선 순위가 있는 음성용 ACA에서는 몇 개의 채널들은 예약되어 오직 핸드오프 호에만 할당된다. 핸드오프실패는 통화중인 호를 절단시키며, 이 호절단은 서비스등급을 심각하게 감소시킨다. 서비스등급은 우선순위채널의 예약에 의해 향상된다. 우선 순위가 있는 멀티미디어용 ACA에서는 몇 개의 채널들이 보장되어 오직 멀티미디어 호에만 할당된다. 멀티미디어호는 음성호 보다 보다 높은 서비스품질을 요구 하기 때문에 멀티미디어호는 음성호 보다 우선순위를 가진다. 우선순위채널의 보장은 여기서도 서비스등급을 향상시킨다. 제안된 모든 채널할당방식에서, 새로운 채널은 그 채널을 할당한 후의 간섭이 허용된 링크간섭 보다 적으면 할당된다. 링크의 허용간섭은 네트워크에 의해 할당된다.
제안된 채널할당방식의 성능은 링크용량, 서비스등급 (GOS 및 WBP) 항으로 평가하였다. 제안된 ACA를 이용함으로써 더 많은 채널들이 SCA를 이용하는 것 보다 할당될 수 있다. 특히 환경변화가 심한 지역에서 SCA는 심각하게 성능이 열화되므로, 제안된 ACA는 SCA에 비해 환경변화가 적은 지역보다 환경변화가 심한 지역에서 보다 우수한 성능을 발휘한다. 또한 제안된 ACA를 이용함으로써 실질적인 전력제어성능이 채널 할당에 반영될 수 있기 때문에, 전력제어의 성능 열화에 따른 문제도 경감된다. 현재의 링크간섭은 언제나 허용된 링크간섭보다 적게 유지되기 때문에, 제안된 ACA의 신뢰성 있는 성능은 보장된다. 이외에도 우선순위채널을 적절하게 예약할 수 있기 때문에 서비스등급이 상당히 향상되며, 더구나 우선순위채널은 수시로 변하는 환경하에서도 신뢰성 있게 예약되기 때문에 멀티미디어 환경에서도 제안된 우선순위가 있는 ACA의 신뢰성 있는 성능은 보장된다.
제안된 ACA 방식에서는 이외에도 몇 가지 특기할만한 장점이 있다. 현재의 시스템에서 무선신호세기측정기만 첨부하면 되기 때문에 구현하기가 쉽고, 동작 하는데 있어서 환경에 대한 정보가 필요 없고, 우선순위서비스를 위한 채널을 예약할 수 있다. 따라서 DS-CDMA 셀룰러시스템의 성능개선에는 반드시 필요하다.
