Hizmet kategorisine göre ortak çağrı kabul kontrol algoritması
Wang Yanmin
(İletişim ve Bilgi Mühendisliği Okulu, Nanjing Posta ve Telekomünikasyon Üniversitesi, Nanjing, Jiangsu 210003)
: Hizmet kategorisine dayalı bir ortak çağrı kontrol algoritması önerin. Ağ erişim seçiminde, gerçek zamanlı hizmetler, gerçek zamanlı olmayan hizmetlere kıyasla geçiş sayısını azaltmalı ve devir gecikmesini olabildiğince azaltmalıdır. Gerçek zamanlı olmayan hizmetler, daha yüksek bir veri aktarım hızı gerektirir ve gecikmeye duyarlı değildir. Bu nedenle, her iki ağ kaynağı da yeterli olduğunda, hücresel ağa erişmek için gerçek zamanlı hizmetler tercih edilir ve WLAN'a erişmek için gerçek zamanlı olmayan hizmetler tercih edilir. Heterojen ağda çağrı kabul kontrol algoritması performansının önemli endeksini simüle edin ve analiz edin: yeni hizmet engelleme oranı. Simülasyon sonuçları, önerilen algoritmanın yük dengelemeyi dikkate aldığını, sistemdeki kaynakları etkin bir şekilde kullandığını, sistemdeki kaynak kullanım oranını iyileştirdiğini ve yeni hizmetlerin engelleme oranını önemli ölçüde düşürdüğünü göstermektedir.
: Heterojen kablosuz ağ; ortak çağrı kabul kontrolü; hizmet kategorisi; yeni hizmet engelleme oranı
: TN915.6 Belge tanımlama kodu: ADoi: 10.19358 / j.issn.1674-7720.2016.24.019
Alıntı biçimi Wang Yanmin. Hizmet kategorisine dayalı ortak çağrı kabul kontrol algoritması J. Mikrobilgisayar ve Uygulama, 2016,35 (24): 66-69.
0 Önsöz
Kablosuz teknolojinin sürekli gelişmesiyle birlikte, gelecekteki iletişim ağı gittikçe daha heterojen hale gelecek ve çoklu radyo erişim teknolojileri (RAT) uzun bir süre bir arada var olacak, böylece farklı ağların tamamlayıcı özelliklerinden tam olarak nasıl yararlanılacağı Heterojen ağ kablosu ağ teknolojilerinin organik entegrasyonu, herhangi bir kullanıcının herhangi bir yerde ve herhangi bir zamanda QoS (Hizmet Kalitesi) garantili hizmetleri elde etmesini nasıl sağlayacağına dair çok sayıda araştırma yapılmasını gerektirir.
Ortak çağrı kabul kontrolü, heterojen bir kablosuz ağda, birleşik hizmetlerin ihtiyaçlarına, kablosuz kaynaklardaki değişikliklere, sistem yük ayarlamalarına ve kullanıcı tercihlerine göre, birden fazla ağa erişme yeteneği olan mobil terminaller için en uygun erişimin seçilmesi anlamına gelir. Ağ tarafında çeşitli ağ kaynaklarını tam olarak koordine edin ve kaynakların optimum tahsisini gerçekleştirmek için hizmet QoS'yi sağlama öncülüğünde kullanıcı erişim taleplerini büyük ölçüde alın. QoS'yi sağlamak ve ağ tıkanıklığını azaltmak için önemli bir mekanizmadır. İdeal bir kabul kontrol stratejisi, farklı ağlar arasındaki ağ yükünü dengeleyebilir ve böylece farklı ağlar arasındaki kaynak planlamasını azaltabilir.
Heterojen kablosuz ağlarda, farklı türdeki kablosuz erişim sistemleri kaynak tahsisi stratejileri, hizmet türleri, mevcut bant genişliği ve QoS anlaşması mekanizmalarında farklılıklar içerdiğinden, bunların ilgili erişim kontrol stratejileri de büyük ölçüde değişecektir. Büyük fark. Farklı kablosuz erişim ağlarının coğrafi konumları birbiriyle örtüştüğü için arama türleri daha karmaşık olacaktır.
Ortak çağrı kabul kontrol algoritmasını ölçmek için önemli göstergeler şunlardır: ağ yükü durumu, yeni çağrı engelleme oranı, aktarmalı çağrı kesinti oranı, ağ verimi, ağ kaynağı kullanımı, hizmet kalitesi vb. Heterojen bir kablosuz ağda, kullanıcıların daha çeşitli hizmet gereksinimleri olacaktır.Farklı hizmetlerin gecikme, paket kaybı oranı, seğirme ve hizmet bant genişliği için farklı QoS gereksinimleri vardır. Bu makale esas olarak hizmet kategorisine göre müşterek çağrı kabul kontrol algoritmasını incelemekte ve hizmet türlerini gerçek zamanlı hizmet ve gerçek zamanlı olmayan hizmet olarak iki türe ayırmaktadır.Servis özelliklerine göre, hizmetin özelliklerine daha uygun olan ağda kullanılabilmesi için en uygun erişim ağı seçilmiştir. İletimde.
1 ilgili araştırma
Bazı mevcut ortak çağrı kabul kontrol algoritmaları aşağıdaki gibidir.
(1) Kullanıcı tercihine göre ortak çağrı kabul kontrol algoritması
Bu tür algoritma genellikle parametre olarak hizmet türünü, hizmet maliyetini ve hizmet kalitesini alır.Ağ yakınsamasının arka planında herhangi bir kısıtlaması yoktur. Birden çok ağ ve birden çok operatörün bulunduğu senaryolar için uygundur. Kaynakların kullanım oranı ortalamadır, bu da kullanıcıları daha memnun edebilir. Maliyet nispeten yüksektir ve mobil terminaller için gereksinimler yüksektir, bu da uygulamayı zorlaştırır. Literatür [1], heterojen ağlarda kullanıcı memnuniyetine dayalı kaynak tahsisini önerir ve operatörleri teklif veren, kullanıcıları alıcı olarak ve açık artırmalar için üçüncü taraf aracı olarak belirleyen bir çerçeve önerir. Son olarak, kullanıcılar kullanıcı tercihlerini ve uygulama özelliklerini karşılamayı seçerler. Gerekli ağ. Bu algoritmanın her teklif için kâr değerini hesaplaması gerekir ve hesaplama daha karmaşıktır.Ayrıca, mobil terminaller için gereksinimler nispeten yüksektir ve şu anda uygulanması zordur.
(2) Yük dengelemeye dayalı ortak çağrı kabul kontrol algoritması
Bu tür algoritma genellikle yük dengelemeyi ve hizmet türünü parametre olarak alır ve LTE ve WiMAX birleşik sistemler gibi daha asimetrik hizmetler içeren ağlar için uygundur.Kaynakların kullanım oranı çok yüksektir, ancak kullanıcıları tatmin edemez ve hesaplama ek yükü ortalamadır. Daha kolay. Literatür [2], ağ bant genişliğini makul bir şekilde tahsis eden ve heterojen ağların yük dengelemesini sağlamak için uygun parametreleri ayarlayan heterojen bir ağ yükü dengeleme algoritması önermiştir. Bu algoritma, kaynak kullanımı için nispeten yeterlidir, ancak kullanıcı tercihlerinin karşılanmasını göz ardı eder.
(3) Bulanık mantığa dayalı ortak çağrı kabul kontrol algoritması
Bu algoritma, bulanık mantık teorisini sunar ve akıllı hesaplamada yaygın bir algoritmadır. Bu tür algoritmalar genellikle yük dengelemeyi, kullanıcı tercihlerini ve iş türlerini dikkate alırlar, daha iyi kaynak kullanımına sahiptirler, kullanıcıları daha tatmin edebilirler, nispeten büyük bir hesaplama yüküne sahiptirler ve daha karmaşık algoritmalara sahiptirler. Literatür [3], kullanıcının hareketliliğini, ağ yükünü, kullanıcı memnuniyetini ve diğer parametreleri hesaba katarak bulanık mantığa dayalı bir arama erişim kontrol algoritması önerdi, aday ağlardan en iyi erişim ağını seçti, ancak bu tür algoritmalar da öyle. Çok karmaşık ve çok öznel.
(4) Hizmet kategorisine dayalı ortak çağrı kabul kontrol algoritması
Bu tür algoritma genellikle yük dengelemeyi, hizmet kategorisini ve hizmet kalitesini parametreler olarak dikkate alır. 4G ve WLAN yakınsanmış ağlar gibi farklı hizmet özelliklerini taşıyan ağlar için uygundur. Kaynak kullanım oranı ve kullanıcı memnuniyeti ortalamadır ve hesaplama ek yükü nispeten küçüktür. Kurulumu kolaydır. Ardından, hizmet kategorisine dayalı ortak çağrı kabul kontrol algoritması ayrıntılı olarak tanıtılacaktır.
2 sistem modeli
Yeni nesil kablosuz ağ ortamı, geniş bant mobil kablosuz erişim ve heterojen dağıtılmış ağlardır.Farklı sistemler arasındaki ara bağlantı ve iç iletişimi vurgulayan, çeşitli kablosuz erişim teknolojilerinin heterojen entegrasyonudur. Heterojen kablosuz ağlar için iki ara bağlantı şeması vardır: sıkı bağlanmış mod ve gevşek bağlı mod. Bu makale, 4G ve WLAN'ın kapsama ve erişim bant genişliğinde farklı avantajlara ve sınırlamalara sahip olduğunu ve farklı kullanıcı ihtiyaçlarını karşılamak için birbirlerini tamamlayabileceğini düşünmektedir. Bu nedenle, kullanıcılara sorunsuz bir şekilde sağlamak için ağa sıkıca bağlı iki yöntem kullanılır. Bağlantı, sistemin simülasyon senaryo diyagramı Şekil 1'de gösterilmiştir.
Bu senaryoda, coğrafi konum temel olarak iki tür alan içerir: 4G hücresel hücreler (4G hücresel ağın tek bir kapsama alanı) ve WLAN hücreleri (bir 4G hücresel ağ ve bir WLAN ağı örtüşen kapsama alanı). Bu makale, 4G hücresel ağlar arasındaki yatay geçişin dengeli bir durumda olduğunu varsayar ve 4G hücresel ağlar arasındaki yatay geçiş sorununu dikkate almaz. 4G hücresel ağlar geniş bir aralığı kapsar ve WLAN yüksek bant genişliğine ve yüksek hıza sahiptir, ancak kapsama alanı sınırlıdır. Ağ, iki ana hizmet türü taşır: gerçek zamanlı hizmetler ve gerçek zamanlı olmayan hizmetler.
3 Hizmet kategorisine dayalı ortak çağrı kontrol algoritması (BDS-JCAC algoritması)
4G / WLAN heterojen birleşik ağda, çok modlu terminaller 4G hücresel ağa veya WLAN ağına bağlanabilir. Hizmet kategorisine dayalı ortak çağrı kabul kontrol mekanizmasının temel olarak aşağıdaki üç görevi vardır: (1) Erişim kullanıcısının hizmet kalitesini sağlamak için, ağdaki kaynaklar kullanıcının hizmetine erişim için yeterli olduğunda erişime izin verilir; (2) Mevcut olanı sağlamak için Devam eden işletmenin hizmet kalitesi, yeni erişilen işten etkilenmez; (3) Sistem kaynaklarının düşük kullanımından kaçınmak için her ağın yük dengesi sağlanmalıdır.
Bu makale, hizmet kategorisine (BDS-JCAC algoritması) dayalı bir ortak çağrı kabul kontrol algoritması önermektedir. İki tür hizmeti göz önünde bulundurun: gerçek zamanlı hizmetler ve gerçek zamanlı olmayan hizmetler ve 4G hücresel ağdaki yeni aramaların tüm arama boyunca sabit kaldığını veya düşük hızda hareket ettiğini, yani 4G hücresel ağlar arasındaki yatay geçişin dikkate alınmadığını varsayalım. 4G / WLAN heterojen yakınsamış ağda, bir mobil terminalin alınan sinyal gücü, baz istasyonundan uzaklığı ile ilgilidir Mesafe ne kadar büyükse, alınan sinyal gücü o kadar düşüktür. Mobil terminal hareket halindeyken, mobil terminalin hangi ağda olduğunu belirlemek için mobil terminalin konumunu belirlemek gerekir. 4G hücresel ağın ve WLAN ağının üst üste gelen kapsama alanı sınırında mobil terminal tarafından alınan sinyal gücünü alınan sinyal gücü olarak ayarlayın. Mobil terminalin alınan sinyal gücü, eşik değerinden daha az olduğunda, 4G hücresel ağın tek bir kapsama alanı içindedir, aksi takdirde, 4G hücresel ağ ve WLAN ağının örtüşme kapsama alanı içindedir. Gerçek zamanlı hizmetler ve gerçek zamanlı olmayan hizmetler için özel erişim kontrol prosedürleri aşağıda ayrı ayrı ele alınmıştır.
(1) Gerçek zamanlı hizmet: Gelen yeni hizmet gerçek zamanlı bir hizmet olduğunda, 4G hücresel ağa öncelik verilir. Spesifik kabul kontrol süreci Şekil 2'de gösterilmektedir ve spesifik açıklama aşağıdaki gibidir:
Mobil terminal, 4G hücresel ağın ağ yük değerini yargılar. 4G hücresel ağın ağ yükü bu sırada kullanıcı hizmetine erişime izin verirse, hizmete erişecektir; aksi takdirde, kararın bir sonraki adımına geçin.
Mobil terminal, içinde bulunduğu ağ alanını, alınan sinyal gücüne göre değerlendirir. Şu anda tek bir 4G hücresel ağ tarafından kapsanan bir alansa, hizmeti engelleyecektir; aksi takdirde, kararın bir sonraki adımına geçin.
Mobil terminal, WLAN ağının ağ yükü değerini yargılar. WLAN ağının yükü bu sırada bazı hizmetlere erişime izin veriyorsa, mobil terminal ilk olarak 4G hücresel ağın gerçek zamanlı olmayan hizmetlerinin bir kısmını WLAN ağına geçirmeye çalışır. Anahtar başarılı olursa, o zaman İlk kararı verin, 4G hücresel ağdaki hizmete erişmeye çalışın; geçiş başarılı olmazsa, WLAN ağının WLAN ağının ağ yük değerine göre kullanıcı hizmetine erişime izin verip vermediğini değerlendirin ve izin verilirse hizmete erişin. Aksi takdirde servis engellenir.
Baz istasyonu, 4G hücresel ağın ve WLAN ağının yük durumunu gerçek zamanlı olarak izler. 4G hücresel ağın ağ yükünün hafiflediği ve WLAN ağının aşırı yüklendiği tespit edildiğinde, kullanıcıların daha iyi hizmet kalitesi elde etmesini sağlamak için WLAN ağındaki gerçek zamanlı iş tekrar 4G hücresel ağa döndürülür. Değiştirilmesi gereken birden fazla mobil terminal olduğunda, önce geçiş yapmak için daha hızlı hareket hızı seçilir.
(2) Gerçek zamanlı olmayan hizmetler: Gelen yeni hizmetler gerçek zamanlı olmayan hizmetler olduğunda, WLAN ağlarına öncelik verilir Spesifik kabul kontrol süreci Şekil 3'te gösterilmektedir ve spesifik açıklama aşağıdaki gibidir:
Mobil terminal, içinde bulunduğu ağ alanını alınan sinyal gücüne göre yargılar. Şu anda tek bir 4G hücresel ağ tarafından kapsanan alan ise, mobil terminal ilk olarak 4G hücresel ağın ağ yük değerini belirler. 4G hücresel ağın ağ yükü bu sırada kullanıcı hizmetine erişime izin verirse, hizmete erişir; aksi takdirde, engellenir İş. Şu anda 4G hücresel ağ ile WLAN ağının örtüşen kapsama alanıysa, kararın bir sonraki adımına geçin.
Mobil terminal, WLAN ağının ağ yük değerini yargılar.WLAN ağının ağ yükü bu zamanda kullanıcı hizmetine erişime izin verirse, hizmete erişecektir; aksi takdirde, kararın bir sonraki adımına geçin.
Mobil terminal, 4G hücresel ağın ağ yük değerini değerlendirir. 4G hücresel ağın yükü şu anda bazı hizmetlere erişime izin veriyorsa, mobil terminal önce WLAN ağının gerçek zamanlı hizmetlerinin bir kısmını 4G ağına geçirmeye çalışır. Anahtar başarılı olursa, o zaman İkinci karar adımını gerçekleştirin ve WLAN ağındaki hizmete erişmeye çalışın; devir başarılı olmazsa, 4G hücresel ağın ağ yük değerine göre 4G hücresel ağın kullanıcı hizmetine erişmesine izin verilip verilmediğine karar verin ve izin verilirse hizmete erişin Aksi takdirde işi engelleyecektir.
Baz istasyonu, 4G hücresel ağın ve WLAN ağının yük durumunu gerçek zamanlı olarak izler. WLAN ağının ağ yükünün hafiflediği ve 4G hücresel ağın ağının aşırı yüklendiğinin tespit edilmesi durumunda, kullanıcıların daha iyi hizmet kalitesi elde etmesini sağlamak için 4G hücresel ağdaki gerçek zamanlı olmayan hizmetler WLAN ağına geri döndürülür. Değiştirilmesi gereken birden fazla mobil terminal olduğunda, geçiş için önce daha yavaş hareket hızına sahip olan seçilir.
4 Simülasyon ve analiz
Simülasyon sahnesini, Şekil 1'de gösterildiği gibi 4G / WLAN heterojen birleşik ağ olarak ayarlayın. Bu senaryoda, 4G hücresel ağın kapsama alanı yarıçapı 1 km, WLAN ağının kapsama alanı yarıçapı 150 m, 4G hücresel ağın bant genişliği 7.2 Mb / sn ve WLAN ağının bant genişliği 11 Mb / sn'dir. Kullanıcılar, Şekil 1'deki ağın kapsadığı alanda eşit olarak dağıtılır. Kullanıcılar tarafından kullanılan hizmetler, gerçek zamanlı hizmetler ve gerçek zamanlı olmayan hizmetler olarak ikiye ayrılır ve hizmetlerin geliş süreci Poisson dağıtımına uyar. Mobil terminalin hızı düşük hıza ve yüksek hıza ayarlanır. Mobil terminalin alınan sinyal gücü, gönderen ve alıcı arasındaki mesafeyle ilgilidir. Bölüm 3'teki kablosuz iletim kanalı modeline bakın, burada = 0 ve = 3.
Yeni bir hizmet geldiğinde, gerçek zamanlı hizmet veya gerçek zamanlı olmayan hizmet kabul kontrol sürecine göre değerlendirilir.BDS-JCAC algoritması ile JCAC algoritması arasındaki yeni hizmet engelleme oranının hizmet sınıflandırması olmadan karşılaştırma tablosu Şekil 4'te gösterilmektedir. Şekil 4'ten, hizmet geliş hızı nispeten düşük olduğunda, yeni hizmet engelleme oranının 0 olduğu görülebilmektedir. Bu zamanda, sistemdeki 4G hücresel ağ ve WLAN ağı yeni hizmetleri barındırmak için yeterli kapasiteye sahiptir, bu nedenle yeni hizmet engelleme oranı yoktur. Şu anda BDS-JCAC algoritmasının avantajları görülmemektedir. Daha sonra, hizmet geliş hızı artmaya devam ettikçe, iki algoritmanın yeni hizmet engelleme oranı da artmaktadır Aynı hizmet geliş hızı için, BDS-JCAC algoritmasının yeni hizmet engelleme oranı, ayrım yapılmaksızın hizmet kategorisininkinden önemli ölçüde daha düşüktür. JCAC algoritması. Bunun nedeni, BDS-JCAC algoritmasının yük dengesini hesaba katması, sistemdeki kaynakları etkin bir şekilde kullanması ve sistemdeki kaynak kullanım oranını iyileştirmesidir.
Sistemin ağ yükü değişikliği karşılaştırma tablosu Şekil 5'te gösterilmektedir. Şekil 5'ten, hizmet geliş hızı nispeten düşük olduğunda, iki algoritmanın ağ yükünün aynı olduğu görülebilir Bu zamanda, sistemdeki 4G hücresel ağ ve WLAN ağının daha hafif yüke sahip olduğu ve yeni hizmetleri barındırmak için yeterli kapasiteye sahip olduğu görülebilir. İşletmeler kabul edilebilir ve BDS-JCAC algoritmasının avantajları şu anda görülemez. Daha sonra, hizmet geliş hızı artmaya devam ettikçe, iki algoritmanın ağ yükü de artmaktadır ve ayrıca bir boşluk vardır. Aynı hizmet geliş hızı için, BDS-JCAC algoritmasının ağ yükü, hizmet sınıflandırması olmayan JCAC algoritmasının ağ yükünden önemli ölçüde daha yüksektir. Bunun nedeni, BDS-JCAC algoritmasının, sistemin daha fazla hizmeti kabul etmesini sağlayan yük dengesini hesaba katması, böylece sistem kapasitesinden tam olarak faydalanması ve Şekil 5'teki sistem ağ yükü değişimi karşılaştırma tablosundaki kaynak kullanım oranını iyileştirmesidir.
5. Sonuç
Bu makale ilk olarak hizmet kategorisine dayalı ortak çağrı kabul kontrol algoritmasının sistem modelini tanıtmakta ve ardından gerçek zamanlı hizmette ve gerçek zamanlı olmayan hizmette hizmet kategorisine dayalı ortak çağrı kabul kontrol algoritmasının algoritma ilkesini tanıtmaktadır.Son olarak, BDS-JCAC algoritmasının simülasyon analizi Geçerlilik ve performans, hizmet kategorilerini ayırt etmeyen JCAC algoritması ile karşılaştırılır.Farklı hizmet geliş hızlarına dayalı olarak yeni hizmet engelleme oranları ve ağ yükündeki değişikliklerin çalışılmasına odaklanır. Simülasyon, BDS-JCAC algoritmasının yük dengelemeyi dikkate aldığını, sistemdeki kaynakları etkin bir şekilde kullandığını ve sistemdeki kaynak kullanım oranını iyileştirdiğini göstermektedir.
Referanslar
1 TOSEEF U, KHAN MA, GORG C, ve diğerleri.Gelecekteki heterojen kablosuz ağlarda kullanıcı memnuniyetine dayalı kaynak tahsisi C. İletişim Ağları ve Hizmetleri Araştırma Konferansı, 2011: 217-223.
[2] Wang Hui, Li Jinguang Heterojen ağ yük dengeleme algoritması J. Endüstriyel Enstrümantasyon ve Otomasyon Ekipmanı, 2014 (5): 111-114.
3 Yang Zheng, Sheng Jie, Tang Liangrui Heterojen kablosuz ağlar için üçgen modül operatörüne dayalı yeni bir çağrı kabul kontrol şeması C. Fuzzy Systems and Knowledge Discovery, 2012: 20782082.
