Made available in DSpace on 2014-06-12T15:58:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4792_1.pdf: 2480140 bytes, checksum: 33c72ef328db4720a77366061075ee2c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Handoff é o procedimento que transfere uma chamada em andamento de uma célula para outra à medida que uma estação móvel desloca-se através da área de cobertura de uma rede móvel celular. Se a célula alvo para a qual a estação móvel migra não tem recursos suficientes de banda passante, a chamada será descartada. Da perspectiva do usuário, o descarte de chamadas em andamento durante o handoff é menos desejável que o bloqueio de novas chamadas. Um mecanismo essencial para a provisão de QoS (Quality of Service) no nível de chamadas é o controle de admissão de chamadas (CAC) e reserva de recursos. O CAC deve assegurar não apenas as garantias dos requisitos de QoS das novas chamadas que chegam ao sistema, se aceitas, mas também garantir que os requisitos das chamadas existentes não serão deteriorados com a admissão de mais usuários. Esta tese propõe dois novos esquemas de controle de admissão de chamadas e reserva de recursos para redes móveis celulares. Nossas propostas evitam a sobrecarga de sinalização por usuário para a realização da reserva de recursos e, portanto, são escaláveis. Além disso, garantem os requisitos de QoS em termos de descarte de chamadas de handoff. A primeira proposta, Controle de Admissão Distribuído com Reserva de Recursos por Agregado (RV), utiliza previsão de mobilidade baseada em sistemas de posicionamento móvel e considera a banda passante requerida por chamadas de handoff em cada célula para a reserva de recursos durante uma janela de tempo. Introduzimos um novo conceito, denominado de reserva virtual, que objetiva prevenir a reserva por usuários. Nossa proposta é comparada, através de simulações, com o esquema fixo de canal de guarda e outras propostas otimizadas baseadas em reserva dinâmicas de recursos presentes na literatura. Os resultados de simulação mostraram a superioridade de nossa proposta na garantia de níveis máximos de probabilidade de descarte para handoffs, bem como um aumento no número de usuários admitidos, melhorando a utilização dos recursos da rede. Nossa segunda proposta, Controle de Admissão Local com Reserva de Recursos Baseada em Previsão de Series Temporais, considera a quantidade de banda passante a ser utilizada por chamadas de handoff baseando-se apenas em informação da utilização de banda passante coletada localmente em cada célula. Para este fim, propomos o uso de dois esquemas baseados em previsão de séries temporais para prever a carga de handoff para cada célula: Trigg and Leach (TL), uma técnica de alisamento exponencial adaptativo e modelos ARIMA (Autoregressive Integrated Moving Average). As previsões são realizadas localmente em cada célula. Estes esquemas são comparados e apesar da menor precisão do TL, os resultados de bloqueio de novas chamadas e descarte de handoffs são similares aos obtidos pelo esquema utilizando modelos ARIMA. Comparamos ainda as duas propostas apresentadas nesta tese e verificamos que o esquema local baseado em previsão de séries temporais mais simples utilizando o TL pode garantir limites máximos no descarte de chamadas de handoff similares aos da proposta distribuída com reserva de recursos por agregado.

O crescente aumento da demanda de tráfego nas redes celulares vem aumentando a necessidade de uma melhor utilização dos recursos do sistema, já que sua expansão é custosa. Nas estações rádio base (ERB), a disponibilidade de largura de faixa de freqüências é limitada e desta maneira, em uma rede de comunicação móvel celular, o controle de admissão de chamadas exerce grande influência no desempenho do sistema, pois determina a utilização de banda das ERBs e se uma determinada quantidade de recursos (banda) será alocado ou não para uma determinada chamada. O desempenho da rede pode ser atrelado a determinados parâmetros, como a probabilidade de bloqueio de novas chamadas, probabilidade de bloqueio de chamadas handoff e a utilização de banda da rede. Este trabalho propõe um controle de admissão de chamadas que, no atendimento de uma chamada, faz o empréstimo de banda de chamadas em andamento na célula no caso de banda insuficiente. O sistema adota um mecanismo heurístico que determina a banda disponível para novas chamadas conforme os valores de certos parâmetros do sistema. O empréstimo de banda é realizado em chamadas em andamento nas células até níveis mínimos estabelecidos para cada tipo de chamada, que se diferenciam pelas necessidades de banda de cada uma. O algoritmo foi aplicado às bandas e características de uma rede de terceira geração (3G), que possui chamadas de voz, videoconferência, interação multimídia, e-mail, downloads e transferência de arquivos e a uma rede GSM/GPRS (global system for mobile communications/ general packet radio service), que possui chamadas de voz e de dados. Os resultados mostram melhorias na probabilidade de bloqueio de novas chamadas, probabilidade de bloqueio de handoff e na utilização de banda do sistema. / The recent growth in traffic loads in cellular networks has seen the need for a better use of system resources as its expansion is expensive. In the base transceiver station (BTS), the bandwidth availability is limited. Thus, in cellular networks the call admission control greatly influences the system performance because it determines the bandwidth use of the BTSs and if an amount of resources will or will not be allocated to a call. The network performance can be evaluated by parameters such as blocking probability of new calls, dropping probability of handoff calls and bandwidth use. This work proposes a call admission control that carries out the bandwidth borrowing when a call arrives and there is not enough bandwidth. The system makes use of a heuristic mechanism that determines the available bandwidth for the new calls according to some parameter values of the system. The bandwidth borrowing is applied to the cell ongoing calls until the minimum levels for each type are met. The algorithm was applied to the bandwidths and characteristics of a third generation cellular network, which supports voice calls, videoconference, multimedia interaction, e-mails, downloads and file transfers. It was also applied to a GSM/GPRS (global system for mobile communications/ general packet radio service), which supports voice and data calls. The results show improvements in the blocking probability of new calls, dropping probability of handoff calls and in the bandwidth use of the system.

O crescente aumento da demanda de tráfego nas redes celulares vem aumentando a necessidade de uma melhor utilização dos recursos do sistema, já que sua expansão é custosa. Nas estações rádio base (ERB), a disponibilidade de largura de faixa de freqüências é limitada e desta maneira, em uma rede de comunicação móvel celular, o controle de admissão de chamadas exerce grande influência no desempenho do sistema, pois determina a utilização de banda das ERBs e se uma determinada quantidade de recursos (banda) será alocado ou não para uma determinada chamada. O desempenho da rede pode ser atrelado a determinados parâmetros, como a probabilidade de bloqueio de novas chamadas, probabilidade de bloqueio de chamadas handoff e a utilização de banda da rede. Este trabalho propõe um controle de admissão de chamadas que, no atendimento de uma chamada, faz o empréstimo de banda de chamadas em andamento na célula no caso de banda insuficiente. O sistema adota um mecanismo heurístico que determina a banda disponível para novas chamadas conforme os valores de certos parâmetros do sistema. O empréstimo de banda é realizado em chamadas em andamento nas células até níveis mínimos estabelecidos para cada tipo de chamada, que se diferenciam pelas necessidades de banda de cada uma. O algoritmo foi aplicado às bandas e características de uma rede de terceira geração (3G), que possui chamadas de voz, videoconferência, interação multimídia, e-mail, downloads e transferência de arquivos e a uma rede GSM/GPRS (global system for mobile communications/ general packet radio service), que possui chamadas de voz e de dados. Os resultados mostram melhorias na probabilidade de bloqueio de novas chamadas, probabilidade de bloqueio de handoff e na utilização de banda do sistema. / The recent growth in traffic loads in cellular networks has seen the need for a better use of system resources as its expansion is expensive. In the base transceiver station (BTS), the bandwidth availability is limited. Thus, in cellular networks the call admission control greatly influences the system performance because it determines the bandwidth use of the BTSs and if an amount of resources will or will not be allocated to a call. The network performance can be evaluated by parameters such as blocking probability of new calls, dropping probability of handoff calls and bandwidth use. This work proposes a call admission control that carries out the bandwidth borrowing when a call arrives and there is not enough bandwidth. The system makes use of a heuristic mechanism that determines the available bandwidth for the new calls according to some parameter values of the system. The bandwidth borrowing is applied to the cell ongoing calls until the minimum levels for each type are met. The algorithm was applied to the bandwidths and characteristics of a third generation cellular network, which supports voice calls, videoconference, multimedia interaction, e-mails, downloads and file transfers. It was also applied to a GSM/GPRS (global system for mobile communications/ general packet radio service), which supports voice and data calls. The results show improvements in the blocking probability of new calls, dropping probability of handoff calls and in the bandwidth use of the system.