The demand for wireless communications and high-speed multimedia applications have been increased, but the spectrum resources are rather limited. Therefore, efficient management for radio resource is crucially important. Furthermore, since the mobile communication is rapidly increasing in downtown areas, the consideration of the traffic congested cells, i.e., hot-spots gets more indispensable.
In TDMA (Time Division Multiple Access)-based systems, DCA (Dynamic Channel Allocation) is considered to be very effective to traffic fluctuation, especially in micro-cellular systems. For the practical use, DCA should be implemented in distributed fashion rather than centralized fashion. In this thesis, we propose a new distributed DCA scheme called C-DCA (Cell Classification DCA). CC-DCA classifies the cells into three disjoint sets according to the degree of traffic congestion. It is based on the cost function and release function, and the cell state information is used in computing these functions. CC-DCA alleviates the problem of clustered hot-spots as well as a single hot-spot.
We evaluate the performance under realistic assumption that calls are generated by a finite user population in each cell and the performance of CC-DCA is compared with FCA (Fixed Channel Allocation) and other DCA schemes via simulations. The performance comparisons show that the failure probability with CCDCA is significantly lower than those with existing schemes.
PCN(Personal Communication Network)과 multimedia application의 수요는 급격하게 증가하고 있으나, 사용할 수 있는 자원, 즉 채널(channel)의 양은 제한되어 있다. 따라서, 증가하고 있는 수요를 충족시키기 위해서는 제한된 자원을 효율적으로 사용하는 것이 매우 중요하다. 특히, 도심에서의 PCN 사용이 많이 증가함에 따라, 트래픽이 어떤 일부지역에서 과부하현상이 발생하게 된다. 트래픽이 과부하된 셀들을 핫스팟 (hot-spot)이라고 할 때, 핫스팟에서 호가 실패하는 횟수가 다른 셀들에 비해 상당히 높기 때문에 트래픽 과부하에 대한 해결책이 필요하다.
채널을 할당하는 방법에는 FCA (Fixed Channel Allocation)과 DCA (Dynamic Channel Allocation) 이 있다. FCA는 각 셀에 적당한 수의 채널을 영구적으로 할당하는 방법이므로, 일시적인 트래픽의 변화에 대해 적응할 수 없다. DCA은 채널과 셀간의 고정된 관계를 없애고, 상황에 따라 효율적으로 채널을 할당함으로써 FCA의 단점을 극복할 수 있다.
본 논문에서는 핫스팟의 문제점을 완화시키는 것을 목적으로, CC-DCA (Cell Classification DCA)를 제안했다.여러 개의 핫스팟이 주변에 몰려 있을 때에는 자원을 점유하려는 핫스팟간의 경쟁이 더 치열해 지기때문에 더욱 성능이 감소하게 된다. 이 점을 고려하여 CC-DCA는 트래픽이 과부하된 정도에 따라서 셀들을 3가지 상태로 분류하고, 그것을 채널할당과 반환시에 반영될 수 있도록 하는 비용함수를 정의한다. 따라서 CC-DCA는 핫스팟이 하나만 있을 때뿐만 아니라 여러 개의 핫스팟이 주변에 모여 있을 때에도 효율적이다.
본 논문에서 제안된 비용함수는 실험을 통해 FCA 및 기존의 다른 DCA들과 성능이 비교된다. DCA의 성능은 핫스팟이 어떠한 유형으로 분포하는 지에 따라서 달라지므로, 다양한 분포에 따라서 실험해 보았다. 또한, 네트워크의 각 셀에 유한한 수의 사용자가 있다고 가정하므로써 기존의 논문들보다 좀 더 사실적인 모델을 제시하였다. 실험의 결과는 CC-DCA에서 호가 실패할 확률이 기존의 것들에 비해 매우 감소되었음은 보여준다. 특히, 이 실패확률은 핫스팟에서 더 많이 감소된다.
