Future microcellular systems will require distributed network control. A packet-switched network is suitable for this requirement. The packet reservation multiple access(PRMA) is a Reservation-ALOHA like protocol for wireless terminals to transmit packet speech to a base station. It allows spatially distributed users in cellular systems to transmit packeted voice and data to a common base station using a shared channel. In the existing PRMA, the problem is that the voice packets may collide with the data packets due to simultaneous channel access. the problem may be a major performance degradation factor to a voice and data mixed system. We propose a new PRMA method that integrates voice and data traffic efficiently by resolving the collision problem between data and voice packets. The proposed PRMA method gives a performance improvement than the existing PRAMA method in terms of voice packet dropping probability and data delay characteristic. From analytic results, we can confirm that the proposed PRMA method show a performance improvement than the existing PRMA protocol.
PRMA(Packet Reservation Multiple Access) 프로토콜은 연집 트래픽 특성을 갖는 불특정다수의 단말기들이 공유채널을 엑세스하기 위해 서로 경쟁하는 환경하에서 음성 트래픽과 데이터 트래픽을 집적하여 서비스하는데 매우 효율적인 것으로 잘 알려져 있다. 그러나 PRMA 프로토콜에서는 부하가 커지면 예약채널의 용량이 영(Zero)으로 축소될 수도 있으므로 시스템이 불안정해지고 고부하 상태에서는 제대로 동작할 수 없다. 본 논문에서는 이러한 PRMA의 단점을 보완할 수 있으며 보다 안정되게 동작하는 음성/데이타 직접 PRMA 프로토콜을 제안하고, 프레임 및 슬롯구조를 제시하여, 제안된 프로토콜의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 분석해 보았다. 시뮬레이션 결과, 기존의 방식에 비해 제안된 프로토콜이 보다 효율적으로 음성과 데이타를 집적할 수 있으며, 고부하 상태에서도 보다 안정되게 동작함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 다중접속 프로토콜인 PRMA의 변형된 모델에 대해서 다뤘다. 기존의 PRMA에서는 초기 엑세스시 얻은 슬롯을 휴지기에 잃게 되므로 매 활성기마다 다시 슬롯을 엑세스함으로써 추가적인 패킷의 drop이 발생하는 반면, 변형된 모델에서는 슬롯예약을 유지하기 위한 제어미니슬롯을 사용함으로써 초기 엑세스 이후의 추가적인 패킷 drop이 발생하지 않는다.
본 논문에서는 다중접속 프로토콜인 PRMA의 변형된 모델에 대해서 다뤘다. 기존의 PRMA에서는 초기 접속 시 얻은 슬롯을 휴지기에 잃게되므로 매 활성기마다 다시 슬롯을 접속함으로써 추가적인 패킷의 폐기가 발생하는 반면, 변형된 모델에서는 슬롯예약을 유지하기 위한 제어미니슬롯을 사용함으로써 초기 접속 이후의 추가적인 패킷 폐기가 발생하지 않는다.
통신망의 발전으로 인한 케이블 문제의 해결과 이동성 있는 통신망 구성에 대한 요구의 증가로 등장한 무선 LAN은 유선 LAN의 MAC 프로코콜을 사용하여 정보를 전송하는데 여러 가지 문제를 가지고 있다. 무선 LAN에서 매체를 처리하는 프로토콜은 시스템의 성능에 커다란 영향을 미치고 있으며, 현재 매체 처리를 위한 많은 연구가 진행중에 있다. 예약 방식인 PRMA(Packet Reservation Multiple Access)방식은 예약 단계에서 충돌로 인한 지연시간으로 인하여 시스템의 성능을 저하시키는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 예약 단계에서의 충돌로인한 지연의 단점을 보안하기 위하여 기존의 PRMA 방식을 변형하여 단점을 극복하였고, TDD(Time Division Duplex)로 전송하는 방식을 이용 무선 LAN 모델을 구성하였다. 또한 구성한 시스템의 성능분석을 위하여 M/M/1/M 프로세스 모델을 이용하였고 SLAM을 이용하여 시뮬레이션 평가 하였다.
본 논문에서는 WATM에서 멀티미디어트래픽을 지원하기 위해 동적채널할당기법을 이용한 MAC 프로토콜 P/S-DCA를 제안하고, 하향트래픽의 변화에 따른 상/하향링크의 throughput과 지연을 해석적으로 분석한다. 동적채널할당기법을 평가하기위해 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 시스템용량이 PRMA와 C-PRMA보다 향상되는 것을 알 수 있었다. $M_{0.01}$로 표시되는 시스템용량은 패킷폐기율이 1%를 넘지 않는 범위에서 지원가능한 음성단말의 수로 정의된다. 시뮬레이션 결과 $M_{0.01}$의 값이 ${\lambda}_{d}=0.5,\;{\lambda}_{d}=0.2\;{\lambda}_{d}=0.1\;{\lambda}_{d}=0.001$에 대해 각각 43, 69, 77, 83으로 증가하는 것을 알 수 있었다. 이 결과는 P/S-DCA 프로토콜이 PRMA나 C-PRMA에 비해 시스템용량을 증가시키는 것을 보여준다.
In this paper, a NeuroFuzzy controller (NFC) with enhanced packet reservation multiple access (PRMA) protocol for QoS-guaranteed multimedia communication systems is proposed. The enhanced PRMA protocol adopts mini-slot technique for reducing contention cost, and these minislot are futher partitioned into multiple MAC regions for access requests coming from users with their respective QoS (quality-of-service) requirements. And NFC is designed to properly determine the MAC regions and access probability for enhancing the PRMA efficiency under QoS constraint. It mainly contains voice traffic estimator including the slot information estimator with recurrent neural networks (RNNs) using real-time recurrent learning (RTRL), and fuzzy logic controller with Mandani- and Sugeno-type of fuzzy rules. Simulation results show that the enhanced PRMA protocol with NFC can guarantee QoS requirements for all traffic loads and further achieves higher system utilization and less non real-time packet delay, compared to previously studied PRMA, IPRMA, SIR, HAR, and F2RAC.
Kim, Kyungsoo;Kwangho Kook;Lee, Kangwon;Jiwhan Ahn;Park, Jeongrak
한국경영과학회지
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제24권1호
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pp.49-58
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1999
A new channel access function is proposed to enhance the performance of the Joint CDMA/PRMA. It is obtained in consideration of the number of terminals in reservation mode and the number of terminals in contention mode whose probability distribution is estimated by applying pseudo Bayesian approach. Simulation results show that the performance of the Joint CDMA/PRMA can be improved by applying new channel access function under voice-only traffic and mixed voice/random-data traffic.
이동통신 망을 통한 멀티미디어 통신의 수요 급증으로, 차세대 이동통신 시스템에서는 패킷 교환에 기초한 망 구조가 사용될 것으로 예측된다. VOD(Voice Activity Detector)를 갖는 음성 단말은 데이터를 발생시키는 talk spurt(평균이 t$_1$인 지수분포를 따름)와 데이터를 발생시키지 않는 silence period(평균이 t$_2$인 지수분포를 따름)의 두가지 상태를 갖는 마코프 체인으로 모델링된다. Goodman at. al.은 음성 단말들이 talk spurt동안만 데이터를 전송하게 함으로써 더 많은 가입자들을 수용할 수 있는 PRMA(Packet Reservation Multiple Access) 기법을 제안되었다. PRMA 방식에서는 시간 축이 슬롯들로 구성되며 여러개의 슬롯들로 프레임이 형성된다. Silence period 상태에 있던 음성 단말은 talk spurt 상태가 되면 talk spurt의 첫 번째 데이터를 하나의 슬롯을 통해 전송하게 된다. 이때 단말들은 각 슬롯에서 데이터를 전송할 수 있는 확률을 나타내는 채널 접근 확률(channel access probability)에 의해 데이터를 전송하게 되며 전송에 성공하면 슬롯을 예약함으로서 다음 프레임부터는 동일한 위치의 슬롯을 통해 데이터들을 전송하게 된다. DS/CDMA(Direct Sequence/code Division Multiple Access)는 이동통신 단말의 수용 용량상의 이점, 소프트 핸드오버 능력, 보다 용이하게 셀 계획을 세울 수 있는 점 등에 의해 차세대 이동통신 망에서 채택될 예정이다. CDMA 시스템은 간섭(interference)에 의해 용량이 제한을 받게 되며, MAI(Multiple Access Interference)가 시스템의 성능에 많은 영향을 미치게 된다. Brand, et. al.은 간섭의 분산을 줄이기 위해 PRMA 개념을 DS/CDMA 환경으로 확장한 Joint CDMA/PRMA 프로토콜을 제안하였다. 이때 각 슬롯에서의 데이터 전송확률을 그 슬롯에서 예약상태에 있는 음성 단말의 수에 의존하게 하는 방식을 사용하였으며 데이터 전송확률을 나타내는 채널 접근 확률들을 시뮬레이션을 통해 유도하였다. 한편 음성 단말에게는 실시간 서비스를 제공해 주어야 하는 대신 데이터 단말에게는 실시간 서비스를 제공해 주지 않아도 되므로, 트래픽이 많을 때에는 음성 단말의 데이터 전송에 우선권을 주는 것이 바람직하다. 이를 위해서 Brand, et. al.은 채널 접근 확률을 각 슬롯의 트래픽 상태에 따라 적응적으로 산출하는 기법을 제안하였다. 본 연구에서는 Joint CDMA/PRMA의 성능이 채널 접근 함수의 효율성에 많이 의존하게 되므로 보다 효율적인 채널 접근 확률을 구하는 방법을 제안한다. 즉 채널 액세스 확률을 각 슬롯에서 예약상태에 있는 음성 단말의 수뿐만 아니라 각 슬롯에서 예약을 하려고 하는 단말의 수에 기초하여 산출하는 방법을 제안하고 이의 성능을 분석하였다. 시뮬레이션에 의해 새로 제안된 채널 허용 확률을 산출하는 방식의 성능을 비교한 결과 기존에 제안된 방법들보다 상당한 성능의 향상을 볼 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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