آنالیز عملکرد حداقل احتمال بلوکه شدن مکالمه برای تخصیص کانال دینامیک (پویا) در شبکه های سلولی موبایل
چکیده :
در این مقاله ،مسئله اختصاص کانال پویا (DCA) در شبکه سلولی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. ما نتایجی را درباره آن ترسیم می کنیم که بهبود عملکرد سیستم بوسیله DCA اینست که DCA ، کارکرد و کارآمدی خط اصلی را افزایش می دهد، اما روش ساده و مفید را برای محاسبه حد پایین احتمال بلوکه شدن مکالمه DCA توسعه می دهد، با استفاده از این روش ،می توانیم عملکرد اختصاص کانال ثابت (FCA) را با هر نوع طرحهای DCA به سادگی و بهتر ، مورد مقایسه قرار دهیم.
ما همچنین عملکرد DCA را در موارد مختلف مورد بحث و بررسی قرار خواهیم داد.
کلمات کلیدی: اختصاص کانال ثابت ،اختصاص کانال پویا، نظریه خط اصلی ، ارتباط سلولی موبایل.
مقدمه
با پیشرفت فناوری ارتباطی ،ارتباط پرسنل بسرعت رشد می کند و شبکه های ارتباط جهانی نیز تحت تحقیقات فعالی قرار می گیرند. در آینده ، سیستم های ارتباط جهانی ،ثابت متحرک می تواند با همدیگر در هر زمانی و جایی و در هر شرایطی ارتباط برقرار نماید،آنها می توانند اطلاعات را بوسیله این نسل از سیستم های جدید ارتباط پرسنل، مبادله نمایند.
سیستم های متحرک ترن MTS ،اغلب برای پوشش حوزه پرتردد مثل شهرهای بزرگ به کار می روند ، جائیکه ساختارهای سلولی کوچک و بزرگ نیز اغلب به کار گرفته می شوند. خصوصاً در ساختمانی بزرگ ، ساختار میکروسلولی سه بعدی اغلب به کار خواهند رفت کارایی استفاده از منابع فرکانس (کانال در پوشش معینی، با نسبت استفاده مجدد از کانال د رسلولهای معین، مشخص می شود. این مقاله به بررسی طرح اختصاص منابع کانال رادیویی در شبکه های سلول متحرک (موبایل ) زمینی ، می پردازد. در اینجا،بطور کلی به منابع کانال رادیویی برای CDMA,TDMA,FDMA بدون ملاحظه خواص هر یک از کانال های فیزیکی خواهیم پرداخت.
طرحهای اختصاص کانال ،نقش مهمی را در سیستم های ارتباطی موبایل برای ایجاد ثابت و پایداری وکارآمدی شبکه ایفا می کنند. هدف روش اختصاص کانال پویا DCA ارائه و ایجاد امکان استفاده از شبکه های موبایل در شرایط منابع محدود کانال و بار تردد خاص شبکه می باشد. با استفاده از DCA ، کارایی کانال و کیفیت خدمات می تواند بهبود یابد. DCA نیز می تواند توانایی سازگاری برای تغییرات ناگهانی بار تردد را ارائه دهد. در سیستم موبایل سلولی منابع کانال محدود باند محدود رادیویی است که به سیستم موبایل اختصاص دارد. در شبکه های مورد بحث در تحقیقات باند رادیویی به چند کانال تقسیم می شود. این کانالها به تصدیق کنندگان آن برطبق تقاضای مکالمه شان اختصاص می یابد . قطعاً ،تقاضای مکالمه که بوسیله تایید کننده خاص انجام می شود کنار گذاشته می شود،اگر کانالهای سالم در طرح منابع کانال موجود نباشد . یک راهبرد DCA که دارای عملکرد مطلوبی است می تواند ،احتمال این کنار گذاشتن را برای کاهش احتمال بلوکه شدن کاهش دهد.
جدای از محدودیت منابع کانال در سیستم های موبایل تداخل کانال نیز ، راهبرد اختصاص کانال را محدود می کند، همان کانال نمی تواند ،در این سلولها مجدداً به کار گرفته شود که دارای خوشه تداخل بین کانالی می باشد و در غیر اینصورت ،ارتباط نمی تواند بعلت تداخل نامطلوب صورت گیرد.
در تحقیقات ، الگوریتم های اختصاص کانال بطور وسیعی به کار برده می شوند و چندین نوع الگوریتم DCA مطرح شده اند. این نوع الگوریتم های DCA برای عملکردشان در فرضیات خاص با همدیگر مقایسه می شوند. به هر حال ، همانطوریکه می دانیم به هر الگوریتم DCA نمی تواند ظرفیت تردد سیستم را بهبود بخشد. علاقه زیادی به محدودیت بهبود عملکرد بوسیله الگوریتم DCA و شرایط تحت آن وجود دارد که الگوریتم DCA بزرگترین نقش را ایفا می کند. گفته می شود که عملکرد DCA در شرایط مختلف کانال ،بار مختلف تردد و مدل مختلف سلولی، متفاوت است ما نیازی به توسعه روش برای سنجش عملکرد هر نوع الگوریتم DCA داریم.
در این مقاله ،این مشکلات رابررسی خواهیم کرد و سپس روش ساده ای را برای محاسبه حد پایین احتمال بلوکه شدن مکالمه درسیستم سلولی با استفاده از الگوریتم DCA ارائه می دهیم. با این روش ،می توانیم عملکرد هر الگوریتم DCA را در همان مدل سلولی مورد مقایسه قرار دهیم.
در بخش دوم این مقاله ،آنالیز مدل، توصیف و مدل ارائه خواهد شد. در بخش سوم، روش ساده ای را برای محاسبه حد پایین احتمال بلوکه شدن مکالمه با استفاده از الگوریتم DCA توسعه خواهیم داد. در بخش آخر نتایج عددی و نتیجه گیری درباره انتخاب الگوریتم DCA در طرح سیستم عملی ارائه می شود.
- فرضیه و مدل ریاضی
در این مقاله ، مباحثی درباره فرضیات ذیل ارائه می شود:
1)مقدار کل کانال های دوبلکس موجود در سیستم سلولی ، M است . مقدار کل مجموعه بصورت (GH)….CHM) است و سیستم موبایل سلولی دارای کانال های دوبلکس M برای کاربرد و استفاده بیشتر می باشد.
اگر هر سلول به گروهی از کانالهای (K
1) M=KN سلولهای N ،مجموعه کاملی از فراوانی ها را به کار می برند که بصورت خدشه ای (C1….CN) تعریف می شوند. CN اندازه خدشه یا عامل استفاده و کاربرد مجدد سلول است.
2) هر سلول دارای همان شعاع R است AS در تصویر یک نشان داده می شود.
3) فرض کنید که موج رادیویی در همان روش و در فضای آزاد منتقل می شود.
اگر فاصله بین سلولها بزرگتر از مقدار ثابت D باشد ، منابع کانال می تواند در این دو سلول به کار گرفته شود و تداخل بین کانال می تواند نادیده گرفته شود. برای هندسه چند ضلعی ،اندازه خوشه N ،شعاع سلولی R و حداقل فاصله استفاده مجدد از کانال D ، معادله 2 را در بردارد.