In this dissertation, we propose multiple access control protocols to support voice, data, and video services in wideband code division multiple access (WCDMA) systems.
First, we propose an access control scheme with permission probability for common packet channel (CPCH) access procedure. The proposed scheme is based on the channel assignment (CA) scheme early proposed in 3rd Generation Partnership Project (3GPP). The CA scheme maximizes the efficient use of resource but has the problem that uplink interference increases excessively under high-loading conditions, since the number of unnecessary requests increases. How-ever, the proposed scheme provides high throughput, even under high-loading conditions, since the access control algorithm based on channel load prohibits excessive interference. The proposed scheme is analyzed taking multiple access interference into consideration and is compared with the basic (BA) scheme, the channel monitoring (CM) scheme, and the CA scheme, early proposed in 3GPP.
Second, we propose an access control scheme with preemption for integrated voice/data services over CPCH. In the proposed scheme, to satisfy the quality of service of voice communications, the base station preempts data transmissions. Therefore, the failure rate in code assignment to voice users is expected to be reduced while the mean data message delay increases. We analyze the proposed scheme and compare its performance with the BA, CM, and CA scheme, in view of the voice packet dropping probability and the average delay of data packet.
Finally, we propose access control protocols for integrated voice/data/video CDMA systems with nontransparent data services such as e-mail, file transfer, store-and-forward facsimile, etc. In order to offer multimedia services with different bit rate and quality of service, the total system interference should be below a certain level by scheduling the non-real time data transmissions. To schedule data packet transmissions in slots, the residual capacity available for data users in the next slot should be estimated. We propose an estimation algorithm for predicting the residual capacity and evaluate the performances of three different access control protocols based on the proposed residual capacity estimation: scheduled access with constant bit rate data users (CBR-S), random access with constant bit rate data users (CBR-R), and scheduled access with variable bit rate data users (VBR-S).
이 논문에서는 광대역 CDMA 시스템에서 음성, 데이터, 비디오 서비스를 효율적으로 제공하기 위한 다중 접속 제어 프로토콜을 제안하고 성능을 분석하였다.
첫째, 광대역 CDMA 시스템에서 전송 수락 확률에 기반한 공통 채널(CPCH) 접속 프로토콜을 제안하였다. 제안한 방식은 기존의 채널 할당 방식을 개선한 것으로써 무선 자원의 활용을 높일 뿐 아니라 전송 수락 확률을 이용하여 과부하 상태에서도 안정적인 시스템 수율을 제공한다. 기존 채널 할당 방식에서는 전송 수락 확률를 통한 제어가 없으므로 사용자가 많은 과부하 상태에서는 간섭량이 증가하여 시스템 수율이 떨어지는 문제점이 있었다. 제안한 방식은 채널 획득 과정과 다중 사용자에 의한 간섭량을 모두 고려하여 분석되었고, CPCH 접속 프로토콜로써 기존에 제안된 기본 방식, 채널 감시 방식, 채널 할당 방식과 비교되었다.
둘째, CPCH 통해 음성과 데이터 서비스를 효율적으로 제공하기 위한 접속 제어 프로토콜을 제안하였다. 제안한 방식은 음성 패킷의 실시간 전송을 위해서 비실시간 데이터 패킷의 전송을 축출한다. 그러므로, 음성 사용자가 패킷 전송을 위한 채널을 획득하는 데 실패할 확률은 작아지고, 데이터 패킷을 전송하는데 지연이 발생한다. 제안한 방식의 성능은 기존에 제안된 기본 방식, 채널 감시 방식, 채널 할당 방식과 비교되었다.
마지막으로, 음성, 데이터, 비디오 서비스를 효율적으로 제공하기 위한 다중 접속 제어 프로토콜을 제안하였다. 제한된 무선 자원상에서 서로 다른 전송율과 품질을 가지는 멀티미디어 서비스를 효율적으로 제공하기 위해서는 비실시간 데이터 전송 시점을 조정함으로써 전체적인 시스템 간섭량을 일정 수준 이하로 제어하여야 한다. 그러기 위해서는 매 전송 슬롯마다 다음 슬롯에서의 무선 자원 사용율을 예측하여야 한다. 데이터 사용자가 다음 슬롯에서 사용할 수 있는 잔여 무선 자원을 예측할 수 있는 방법이 제안되었다. 그리고 제안한 예측 방법에 기반하여 세가지 다중 접속 제어 프로토콜 방법을 제안하고 성능을 평가하였다.
