The next generation wireless communication systems will support high data rate with various services such as VoIP, Video stream, wireless internet, and so on in limited radio resource environment. Recently, a wireless internet service, Wireless Broadband (WiBro) supporting high data rate and various services was commercialized in Korea. Therefore, several systems coexist such as CDMA, WiBro, and WLAN. To increase system efficiency, a subscriber can be supported by not only from a single system but also from various systems, which should guarantee QoS of subscribers regarding all services. We propose two different methods for QoS: scheduling and handoff.
First, a scheduling scheme should guarantees QoS of services offered. Many scheduling schemes such as Round Robin (RR), Proportional Fair (PF), Max C/I, and so on for 2G or 3G systems exist. However, these scheduling schemes cannot be applied to WiBro system because those scheduling schemes are suitable to support a single service. We consider multi-traffic scheduling with requirements on maximum delay time and data rate of each service. To guarantee QoS of real time (RT) and nonreal time (NRT) service, we propose scheduling scheme without high complexity. Simulation results show that QoS of RT and NRT service is guaranteed by proposed scheme.
Next, to guarantee a subscriber's service, heterogeneous systems should support vertical handoff. The criterion for handoff decision in homogeneous system considered in regency systems is received signal strength (RSS). However, in heterogeneous systems, the criterion of handoff decision should consider more important factor such as bandwidth, service type, and data rate in addition to RSS. In this thesis, we propose a vertical handoff decision scheme considering system characteristics and service type. Simulation results show that the proposed scheme increases the throughput and decreases handoff rate and connection time to receive periodic system information message from a neighbor system.
차세대 이동통신 시스템은 다양한 종류의 서비스 즉, 음성통신, 실시간 비디오 서비스, 무선 인터넷 등을 서비스하기 위해서 높은 전송 속도를 제공해야할 것이다. 최근 이러한 요구를 충종시키기 위해 한국에서 2006년 6월에 와이브로 (WiBro) 서비스를 제한된 지역에서 사용화하였다. 이에 따라 현재 운영되고 있는 시스템과 더불어 여러 가지의 시스템이 공존하게 되고, 사용자는 하나의 시스템이 아니라 공존하는 다른 시스템으로 부터 사용자가 원하는 서비스를 받는 것이 가능하게 될 것이다. 또한 제한된 무선 자원 환경에서 효율적인 무선 자원 관리 기법 (RRM technology)은 무선 자원을 효율적으로 사용하고 사업자 측면에서는 보다 좋은 서비스 품질을 보장할 수 있어 차세대 이동통신 시스템의 성능 향상을 위해 중요한 역할을 할 것이다.
첫 번째로 효율적인 스케줄링 기법은 각 시스템에서 제공하는 사용자의 QoS를 보장해준다. 특히, 차세대 이동통신 시스템에서는 여러 가지의 서비스를 제공하기 때문에 사용자의 QoS 보장은 중요시 된다. 기존의 스케줄링 기법은 채널 상태를 고려한 Max C/I 스케줄링 기법과 사용자의 형평성을 고려한 PF 스케줄링 기법이 있다. 하지만 이러한 스케줄링 기법은 다양한 종류의 서비스에 대해 사용자의 QoS를 보장하지 못한다. 최근 연구되는 스케줄링 기법은 실시간 서비스와 비실시간 서비스에 대한 품질을 보장해 주시만 높은 복잡도로 인해 많은 제약을 가진다. 본 논문에서는 와이브로에서 제공하는 다양한 서비스에 대해 QoS를 보장하고 복잡도를 줄이는 스케줄링 기법을 제안하였다.
제안한 스케줄링 기법은 트래픽의 특성을 고려하여 트래픽의 최대 지연 시간이 가장 작은 사용자에게 가장 높은 우선순위를 주어 프레임에 할당한다. 이때 각 트래픽의 평균 데이터 율이 사용자의 요구 데이터 율을 만족할 때 까지 할당을 하며 이를 초과할 경우 다음 우선 순위의 트래픽을 할당한다. 시뮬레이션의 결과는 기존의 스케줄링 기법과 비교하여 시스템이 제공하는 서비스에 대한 사용자의 QoS를 더많은 사용자에 대해 잘 보장하는 것을 보여준다.
두 번째로 여러 시스템이 공존하는 상황에서 이동하는 사용자의 QoS를 보장하기 위해 시스템간의 끊김 없는 서비스를 제공해주는 이 기종간 간 핸드오프를 위한 핸드오프 결정 기법이 필요하다. 기존 동 기종간 핸드오프 결정 기법에서의 결정 기준은 수신 신호 세기 (RSS) 또는 신호대 간섭 및 잡음비 (SINR)를 사용한다. 하지만 이 기종간 핸드오프 결정 기법에서는 수신 신호 세기뿐만 아니라 각 시스템의 특성이 다르기 때문에 이러한 특성을 사용자의 서비스의 특성과 함께 고려하여 핸드오프 수행 여부를 결정해야 한다. 기존 이 기종간 핸드 오프 결정 기법은 시스템의 특성만을 고려하여 핸드오프 수행 여부를 결정한다. 본 논문에서는 각 시스템의 특성과 사용자의 서비스 특성을 고려한 이 기종간 핸드오프 결정 기법을 제안하였다.
제안한 이 기종간 핸드오프 결정 기법을 1차적으로 사용자 트래픽의 요구 데이터 율, 지연 시간 등을 고려한 함수로 각 시스템의 만족도를 측정하여 핸드오프 결정 기법 수행 여부를 결정하고 만족도에 따라 시스템의 수율, 가격, 커버리지 등을 고려한 함수로 최종적 핸드오프 결정 기법을 통해 핸드오프 수행을 결정한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 기존 이 기종간 핸드오프 결정 기법과 비교하여 제안한 이 기종간 핸드오프 결정 기법의 성능을 향상되는 것을 보여준다.
본 논문에서 제안한 스케줄링 기법과 이 기종간 핸드오프 결정 기법인 무선 자원 관리 기법을 통해 차세대 이동통신 시스템의 성능 향상을 가져올 수 있다는 것을 보였다. 향후 연구 과제로 MIMO 기법과 Multi-hop 기법이 적용되는 차세대 이동통신 시스템에서의 무선 자원 관리 기법 연구가 요구된다.
