A Prioritized Call Admission Control using Prediction-Based Adaptive Bandwidth Reservation in High-Speed Multimedia Wireless Networks

고속 멀티미디어 무선 망에서 예측 기반의 적응적 대역폭 예약을 이용한 우선순위 호수락 제어

최근 개인 휴대 통신에 대한 관심도가 증가하면서 B-ISDN (Broadband Integrated Services Digital Network)과 같은 기존의 유선 망에서 제공하던 다양한 멀티미디어 응용 지원을 무선 망으로 확장시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 기존의 유선 망에서는 멀티미디어 응용 지원을 위해 QoS (Quality of Service) Provisioning에 관한 많은 연구가 되어 있으나 무선 망에서는 이동성과 무선 전파의 열악한 전송으로 인해 새로운 QoS Provisioning 방법에 관한 연구가 필수적이다. 본 논문에서는 이러한 무선 망의 특수성으로 인해 발생할 수 있는 서비스의 질 저하와 강제 종료를 줄임으로써 지속적인 QoS를 보장해 주고 한정된 무선 자원을 효율적으로 사용하며 처리에 의한 오버헤드를 줄이기 위하여 다음과 같은 세 가지 방법을 제안하였다. 첫째, 핸드오프 강제 종료율을 줄이기 위하여 대역폭 예약 방법을 사용하되 특정 셀의 트래픽 특성에 맞게 또한 시간대에 따른 트래픽 특성에 따라 예약 대역폭의 양을 조절하는 적응적 대역폭 예약 방법이다. 둘째, 많은 경우 각 셀의 트랙픽 변화는 일정한 주기로 변화한다는 특성에 따라 과거의 트래픽 정보를 이용하는 예측 기반의 대역폭 예약 방법이다. 마지막으로 호의 종류, 트래픽 특성, 단말기의 이동 속도에 따라 다른 우선 순위에 의해 호 수락 제어를 수행하는 우선 순위 기반의 호 수락 제어를 제안하였다. 시뮬레이션을 통하여 기존에 제안된 방법과 성능 비교하여, 요구되는 수준의 QoS 보장과 효율적인 자원의 사용, 요구되는 처리비용의 최소화를 통해 전체 시스템의 성능 향상을 입증하였다.Abstract As interest in wireless hand-held terminals and in personal communications services increases recently, there have been broad studies on the ways to support multimedia applications provided in wired networks such as B-ISDN (Broadband Integrated Services Digital Network) in wireless networks. However, since many studies have focused on Quality of Service (QoS) Provisioning in wired networks to provide multimedia applications, new methods of QoS Provisioning are needed in wireless networks to resolve the problem of wireless channel fading and the difficulty of mobility occurred in wireless networks. This paper proposes three schemes of QoS Provisioning in wireless networks which will make continuous QoS guarantee and efficient use of limited wireless resources possible. The first scheme reserves bandwidth in proportion to the amount of real-time traffic in the neighbor cells to decrease the handoff dropping rate of delay sensitive real-time connections, adapting reserved bandwidth for efficient resource utilization. The second scheme is predictive bandwidth reservation scheme that utilizes the past handoff information. It can decrease overheads required to adapt bandwidth reservation. The last scheme is priority-based call admission control prioritizing traffic type (real-time traffic/ non-real-time traffic), connection type (new connection /handoff connection), and mobile terminal speed (fast mobile/slow mobile). Simulation results show that the proposed QoS Provisioning schemes improve the total system performance by achieving three goals - required QoS guarantee, higher bandwidth utilization and less overhead.