In this dissertation, we are concerned with a slotted packet code division multiple access (CDMA) system to efficiently multiplex various traffic at a wireless interface.
First, we propose a new packet Multi-Code (MC)-CDMA protocol
with a variable request pool (VRP) scheme. In the proposed protocol (E-Protocol), VRP has a varying number of codes for acc
ess requests on the vertical axis and a number of mini-slots on the horizontal axis, and the number of codes for access requests may be different from time slot to time slot depending on the number of mobile calls with transmission permission, and request packets in mini-slots are transmitted concurrently with the data (voice/video) packets of other calls during a time slot.
The proposed protocol preserves the good features of the original DQRUMA/MC-CDMA protocol, and can avoid severe collisions for access requests which may occur in the original protocol.
The efficiency of receiver utilization in a base station (BS) is also improved in the proposed protocol.
Unlike the E-Protocol, we previously proposed another protocol (P-Protocol) using a lattice pool for request accesses (LPRA) scheme,
which requires additional receivers relatively to the original protocol in order to reduce request collisions at a BS.
The structures of the receivers and their operations in the P-Protocol are simpler than for the E-Protocol. There is little difference in performance between the E- and P-Protocols. Thus, in configuring the cost-effective system, the E-Protocol is better than the P-Protocol.
Second, we modify the original DQRUMA/MC-CDMA protocol to accommodate
real-time and non-realtime traffic and call this the modified protocol (A-Protoc ol).
Useful features of the original DQRUMA/MC-CDMA protocol are preserved
in the proposed changes with the additional advantage of reduction
of the number of collisions during access requests, which may occur
in the original protocol. We analyze a system model to analyze system performance for voice traffic. Accuracy of the model is verified by simulation at two target SIRs (2.6 dB and 4.5 dB). Analysis focuses on performance of the A-and E-Protocols.
Finally, we present the simulation results for various combination of multi-classtraffic including multi-call services by computer simulation. Simulation results show that the proposed protocol(the E-Protocol) yields better performance than the A-Protocol(including the original DQRUMA/MC-CDMA) in terms of the average total delay for data traffic and the packet loss rate for voice and video traffic. Thus, the E-Protocol is adequate for real-time traffic as well as non-realtime traffic, and multi-class traffic can be easily accommodated with the E-Protocol in wireless packet networks.
본 논문에서는 무선 패킷망에서의 다양한 서비스를 효율적으로 다중화하기 위해 접근 요청 (Access Request) 충돌을 줄일 수 있는 다중 부호 코드 분할 다중 접속 (MC-CDMA) 프로토콜을 제안하고 다양한 트래픽 환경하에서 그 성능을 분석한다.
첫번째 주제는 기존에 제안되어 있던 DQRUMA/MC-CDMA 프로토콜의 문제점인 접근 요청 충돌을 줄이기 위해 가변 크기의 접근 요청 풀 (VRP)을 갖는 새로운 패킷 다중 부호 코드 분할 다중 접속 방법을 제안한다. 제안한 방법 (E-Protocol)에서 VRP는 사각형 모양으로 가로축상에 여러개의 미니슬롯과 세로축상에 접근 요청을 위한 가변 갯수의 코드로 구성된다. 접근 요청을 위한 코드의 갯수는 기지국으로 부터 전송 허가를 받은 호의 수에 따라 타임 슬롯 마다 변할 수 있다. 접근 요청은 다른 호의 데이터 패킷과 병발적으로 전송된다. 제안된 프로토콜은 원래 프로토콜의 좋은 특성은 유지되고, 접근 요청의 충돌은 완화할 수 있다. 또한 제안된 프로토콜에서는 원래 프로토콜의 기지국에 설치된 수신기의 수를 그대로 유지하며, 오히려 접근 요청과 데이터 수신 겸용의 수신기 수를 대폭 줄이고도 더 향상된 결과를 제공할 수 있으므로 수신기의 효율을 극대화 할 수 있다.
두번째 주제는 원래의 DQRUMA/MC-CDMA 프로토콜은 비실시간 트래픽만을 지원하였으나, 본 논문에서는 실시간 트래픽도 우선 순위 조정을 통해 지원가능토록 확대하고 이것을 A-Protocol이라 한다. 만일 A-Protocol이 데이터 트래픽만 처리하는 경우는 원래의 DQRUMA/MC-CDMA 프로토콜과 동일하다. 또한 제안한 E-Protocol도 동일한 방법으로 실시간 트래픽 처리가 가능하며, 음성 트래픽에 대해 시스템 모델을 만들고 양 프로토콜의 성능에 대한 해석적 결과를 얻는다. 이 결과의 정확성은 시뮬레이션 결과를 통해 검증된다.
마지막으로, 다양한 트래픽 환경하에서 제안한 프로토콜의 성능을 구하고 이를 A-Protocol과 비교하였다. 음성, 데이터, 비디오 중 하나의 트래픽만을 지원하는 단말들이 있는 환경과 하나의 단말이 여러가지 트래픽을 복합적으로 지원하는 멀티미디어 환경하에서도 제안한 프로토콜이 기존의 프로토콜보다 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있다. 따라서 제안하는 프로토콜은 원래의 프로토콜에 비하여 저렴하고 효율적으로 시스템을 구축할 수 있게 해주며, 다양한 트래픽 환경에 쉽게 적용 가능하다.
