Nowadays, mobile communication networks have evolved into 3G systems which accommodate various data communications as well as voice communications. 3G mobile communication networks aim at effective provision of packet data service such as internet or multimedia service, and these services request mobile network capacity more and more. Unlike internet which is a packet switching network, a general mobile communication network is a circuit switching network, and it requires efficient Call Admission Control (CAC) in order to manage limited radio resource efficiently. Since the circuit switching networks were developed, much engineering work has been done on the topics of efficient CAC; nevertheless, previous works are probably not directly applicable to a 3G system, because it has many different features from before 3G systems. Therefore, we will study previous CAC methods, and then, on the basis of them we will propose novel CAC schemes suitable for 3G systems. In addition, we will consider CAC at both rural and urban cell environment in Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) system for more practical study.
In Chapter 2, efficient CAC at the rural cell environment is considered. First of all, radio resource reservation methods which have been considered in previous CAC schemes are studied and classified into several representatives. Then we examine them in the order of development, and improve them into suitable methods for 3G systems. In addition, we propose novel CAC schemes for the purpose of better performance in 3G systems. Computer simulations are performed to evaluate the performance of proposed schemes compared with previous schemes.
Secondly in Chapter 3, the urban cell environment is considered. Since urban cells generally have more customers than rural cells, call admission requests are also more frequent in urban cells. For these reasons, it is easily expected that the larger data transmission capacity of a base station will be required in urban cells. Thus in urban areas, base stations should employ enhanced equipments that contain new technologies for high speed data communications in order to increase their data transmission capacity. However, a new problem of the shortage of variable spreading factor codes arises from that enhancement in cell capacity, and it means that the available amount of codes becomes an additional capacity constraint for CAC in 3G urban cells. Therefore, we consider both available data transmission power and available variable spreading factor codes as the capacity constraints in urban cells. In this way, we propose novel CAC schemes that take both capacity constraints into consideration and contain an allocation scheme of variable spreading factor codes to each call.
The performance of proposed CAC schemes is evaluated by Monte Carlo simulation method. For the purpose of getting confidence in the simulation results, each simulation result is obtained by the average of 1,000 simulations in the same parameter setting. Viewed in simulation results of various cell environments, the proposed CAC schemes fairly treat call admission requests of heterogeneous services while they provide good cell throughput.
현대의 무선통신망은 음성통화뿐만 아니라 다양한 데이터 통신을 함께 제공할 수 있는 제 3세대 무선통신망으로 진화하였다. 제 3세대 무선통신망은 인터넷이나 멀티미디어 서비스와 같은 패킷 기반 서비스를 효과적으로 제공하는 것을 목적으로 하고 있으며, 이러한 서비스들의 특성상 무선통신망에 요구되는 용량은 더욱 증가하고 있다. 인터넷과 같은 패킷 기반의 통신망과는 달리 무선통신망은 서킷 기반의 통신망이며, 이러한 서킷 기반 통신망에서는 한정된 주파수 대역을 효율적으로 운영하기 위해 효과적인 호수락 제어가 필요하다. 호수락 제어 방법은 서킷 기반 통신망의 등장과 함께 수많은 연구가 이루어져 왔다. 그러나 3세대 무선통신망은 기존의 무선통신망과는 달리 서비스 종류에 따라 요구되는 통신 속도나 송출 신호 강도 등이 달라지며, 이로 인해 제 3세대 무선통신망에서는 기존과 다른 새로운 형태의 호수락 제어가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 기존의 호수락 제어 방법을 살펴보고, 이를 기반으로 하여 제 3세대 무선통신망에 적합한 형태의 호수락 제어를 새로 제안한다. 또한 보다 현실적인 연구를 위해 대표적인 제 3세대 무선통신망인 광대역 코드분할다중접속 시스템을 대상으로 하여 비도심 지역과 도심 지역으로 셀 환경을 구분하고 각 환경에 적합한 호수락 제어 방법을 각각 심도 있게 살펴본다.
먼저 제 2장에서는 비도심 지역을 가정한 환경에서 광대역 코드분할다중접속 방식에 적합한 호수락 제어 방법에 대해 생각해 본다. 이를 위해 기존의 호수락 제어 관련 연구들에서 제안되었던 다양한 무선자원 예약 방법들을 분류한 후 그 중 대표적인 방법들을 발전 순서에 따라 소개하고, 각 방법들을 제 3세대 무선통신망에 적합하도록 개선하는 방법을 제안한다. 뿐만 아니라 더 나은 성능을 위해 새로 개발한 호수락 제어 방법들을 소개하고, 이 방법들의 성능을 시뮬레이션을 통하여 기존의 방법들과 비교하여 평가한다.
제 3장에서는 도심 지역을 가정한 환경에서 광대역 코드분할다중접속 방식에 적합한 호수락 제어 방법에 관하여 생각해본다. 대체로 도심 지역의 경우 비도심 지역에 비하여 사용자 수가 더 많기 때문에 통신을 위한 호수락 요구도 더 많으며, 이로 인해 더욱 많은 데이터 통신 용량이 기지국에 요구될 것을 쉽게 예상할 수 있다. 따라서 도심 지역의 경우 기지국의 통신 허용 용량을 높이기 위해 고속 데이터 통신을 위해 새로 개발된 기술들이 적용된 장비를 사용하여야 할 것이다. 이러한 기술들이 기지국에 적용될 경우 기존에는 부족하지 않았던 확산코드의 부족 현상이 나타나게 되며, 이는 호수락 제어를 수행함에 있어서 고려해야 할 새로운 요소로 사용 가능한 확산코드의 양이 추가됨을 뜻한다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 호수락 제어 과정에서 기존의 송출 신호 강도에 관련된 제약뿐만 아니라 사용 가능한 확산코드의 양과 각 호에 대한 확산코드의 할당을 동시에 고려하는 방법을 제안한다.
본 논문에서 제안한 새로운 호수락 제어 방법들의 성능 평가를 위해 몬테카를로 시뮬레이션을 활용한다. 실험의 신뢰도를 높이기 위해 각 실험치는 1000번의 반복 실험을 통해 얻어진 결과들을 평균한 값을 사용하였다. 다양한 셀 환경에서 이루어진 실험 결과를 살펴볼 때 본 논문에서 제안한 호수락 제어 방법들은 다양한 서비스의 호수락 요청을 공평하게 처리하는 동시에 뛰어난 셀 스루풋을 제공한다.
