A queueing model for Spectrum Renting and handover calls in Mobile Cellular Networks



Hasonló dokumentumok
Atomok (molekulák) fotoionizációja során jelentkező rezonanciahatások Resonance Effects in the Photoionization of Atoms (Molecules)

INFOKOMMUNIKÁCIÓS RENDSZEREK HATÉKONYSÁG- ELEMZÉSÉRE SZOLGÁLÓ ESZKÖZÖK

Radon és leányelemeihez kapcsolódó dóziskonverziós tényezők számítása komplex numerikus modellek és saját fejlesztésű szoftver segítségével

INHOMOGÉN RUGALMAS ANYAGÚ KÚPOK STATIKAI VIZSGÁLATA STATIC ANALYSIS OF NONHOMOGENEOUS ELASTIC CONICAL BODIES

Bonyolultsági. mértékek erlang programokhoz. Király Roland

List of publications Almási Béla, University of Debrecen

aspektusa a gazdasági gi válsv

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

TUDOMÁNY NAPJA 2013 DEBRECEN, A képzettség szerepe a gazdasági növekedésben szektorális megközelítésben

Távközlô hálózati folyamatok monitorozása

Kiberfizikai rendszerek

CLIP-ERP HUNGARY INFORMÁCIÓS LEVELE 2018/75. SZÁM NOVEMBER. 1. ábra. 2. ábra. 2/6

A városi hősziget által generált konvekció modellezése általános célú áramlástani szoftverrel példaként egy szegedi alkalmazással

A karbapenem fogyasztás hatása a karbapenem rezisztens Acinetobacter baumannii epidemiológiájára.

Nyelvtörténet: a szociolingvisztika és a pszicholingvisztika keresztmetszetében

mobil rádióhálózatokban

Rugalmas hullámok terjedése. A hullámegyenlet és speciális megoldásai

Construction of a cube given with its centre and a sideline

Frekvenciaváltós aszinkron motorok elektromágneses eredetű rezgéseinek vizsgálata

Térbeli folyamatok elemzése WiFi alapú virtuális szenzor hálózattal

SZÁMÍTÁSOK A TÁBLÁZATBAN

A pénzügyi számítások alapjai II. Az értékpapírok csoportosítása. Az értékpapírok csoportosítása. értékpapírok


3G / HSDPA. Tar Péter

WLAN lefedettségi terv készítés - Site Survey

3. Egy ξ valószínűségi változó eloszlásfüggvénye melyik képlettel van definiálva?

Neoklasszikus növekedési modellek

AZ ELSŐÉVES HALLGATÓK INFORMATIKA TANULÁSI SZOKÁSAINAK VIZSGÁLATA ADATBÁNYÁSZATI ESZKÖZÖKKEL A BUDAPESTI MŰSZAKI FŐISKOLÁN

Hadronzápor hatáskeresztmetszetek nagy pontosságú számítása

KÚTFŐ projekt mit is végeztünk?

A BEFOGÁS STABILITÁSA A KORLÁTOZOTT HÁROMTEST- PROBLÉMÁBAN

A SZTOCHASZTIKUS MODELLEZÉS NÉHÁNY TELJESÍTMÉNYVIZSGÁLATI ALKALMAZÁSA

Lehetséges minimumkérdések Méréstechnika tárgyból 2015.

A Z E L E K T R O N I K U S A L Á Í R Á S J O G I S Z A B Á L Y O Z Á S A.

MINTAFELADATOK. 1. Az alábbi diagram egy kiskereskedelmi lánc boltjainak forgalomkoncentrációját szemlélteti:

MEZŐGAZDASÁGI HULLADÉKOT FELDOLGOZÓ PELLETÁLÓ ÜZEM LÉTESÍTÉSÉNEK FELTÉTELEI

Egy gazdasa gmatematikai modell An economical mathematics model

Numerikus módszerek. A. Egyenletek gyökeinek numerikus meghatározása

2. A gazdaság hosszú távon Nemzeti jövedelem: termelés, elosztás, felhasználás. A pénz körforgása a gazdaságban T H K T V K T Á K S H S V

A takarmány mikroelem kiegészítésének hatása a barramundi (Lates calcarifer) lárva, illetve ivadék termelési paramétereire és egyöntetűségére

Esedékesség napja Nettó eszközérték összege (Ft) Nettó eszközérték jegyenként (Ft/db)

A kreatív iparág és az új média összefonódása

Cloud computing. Cloud computing. Dr. Bakonyi Péter.

5. Geometriai transzformációk

Mobilis robotok irányítása

GSM azonosítók, hitelesítés és titkosítás a GSM rendszerben, a kommunikáció rétegei, mobil hálózatok fejlődése

BIZTONSÁGI ADATLAP. 1. Az anyag/keverék és a vállalat/vállalkozás azonosítása PV4421 FL-PGC1A PEPTIDE, 100 UM

Cloud computing Dr. Bakonyi Péter.

Utasítások. Üzembe helyezés

SZOFTVEREK A SORBANÁLLÁSI ELMÉLET OKTATÁSÁBAN

Nem roncsoló tesztelés diszkrét tomográfiával

Közbenső hőcserélővel ellátott hőszivattyú teljesítménytényezőjének kivizsgálása

3./2014. Terménypiaci előrejelzések február 2., Vasárnap. Összefoglaló

Abstract. 1. Bevezetés

VALÓSÁGOS ÖRVÉNYEK IDEÁLIS ÖRVÉNYEK MEGMARADÁSI ELVEI

Feladatok. Az adatokat tartalmazó munkafüzetet mentsük le saját számítógépünkre, majd onnan nyissuk meg az Excel programmal!

2-VEZETÉKES KAPUTELEFON RENDSZER. Telefonhívó egység VDT TPS. VDT-TPS Leírás v1.0.pdf

Óbudai Egyetem HABILITÁCIÓS TÉZISEK KÉPLÉKENY ÉS KÚSZÁSI ALAKVÁLTOZÁS KÖLCSÖNHATÁSA ÉS SAJÁTOSSÁGAI A STATIKUS ÉS DINAMIKUS IGÉNYBEVÉTELNÉL

Publikációs lista. Gódor Győző július 14. Cikk szerkesztett könyvben Külföldön megjelent idegen nyelvű folyóiratcikk...

Gyöngyös,

RAID. Felhasználói útmutató

ÖSSZEFÜGGÉSEK A LINEÁRIS REGRESSZIÓS MODELLBEN

Példa a report dokumentumosztály használatára

Segédlet a Tengely gördülő-csapágyazása feladathoz

A rendıri korrupció háttere

DETERMINATION OF SHEAR STRENGTH OF SOLID WASTES BASED ON CPT TEST RESULTS

A Föld-Hold rendszer stabilitása

Swing Charting Játék az idővel (2.)

A telefonnal való ellátottság kapcsolata a rádió és televízió műsorszórás használatával a 14 éves és idősebb lakosság körében

Radionuklidok, mint természetes nyomjelzők a termálkarszt-rendszerekben: tapasztalatok a Budaiés a Bükki-termálkarszton

A magyarországi aprófalvak sikerességi tényezőinek vizsgálata

A spot árak alakulása (erucent/liter, eurocent/kg

A Debreceni Egyetem és a Nagyváradi Egyetem WiFi alapú helymeghatározó rendszere

CALL CENTEREK HATÉKONYSÁGI VIZSGÁLATAI

Tájékoztató a határon túli támogatások központi nyilvántartó rendszeréről

JAVASLAT A TOP-K ELEMCSERÉK KERESÉSÉRE NAGY ONLINE KÖZÖSSÉGEKBEN

Honlap szerkesztés Google Tudós alkalmazásával

Számítógéppel irányított rendszerek elmélete. Gyakorlat - Mintavételezés, DT-LTI rendszermodellek

Kunfehértó Község Polgármesteri Hivatal Címzetes Főjegyzőjétől. a évi ellenőrzési munkaterv elfogadása tárgyában

Kognitív Infokommunikáció: egy ébredő interdiszciplína. Baranyi Péter DSc

Sztochasztikus folyamatok alapfogalmak

A földgáz fogyasztói árának 1 változása néhány európai országban július és június között

Java II. I A Java programozási nyelv alapelemei

Bokor Mónika. Doktori disszertáció. Témavezető: Vértes Attila Tompa Kálmán 1999.

Függvény határérték összefoglalás

Adatbázismodellek. 1. ábra Hierarchikus modell

Rekurzió. Dr. Iványi Péter

1. Katona János publikációs jegyzéke

Kockázatalapú változó paraméterű szabályozó kártya kidolgozása a mérési bizonytalanság figyelembevételével

A digitális analóg és az analóg digitális átalakító áramkör

Zempléni gyümölcsalapú kézműves élelmiszerek fogyasztói magtartásának vizsgálata a nők körében

A II. kategória Fizika OKTV mérési feladatainak megoldása

Gyakorlati vizsgatevékenység B

biometria II. foglalkozás előadó: Prof. Dr. Rajkó Róbert Matematikai-statisztikai adatfeldolgozás

6. Kérdés A kormányzati kiadások növelése hosszú távon az alábbi folyamaton keresztül vezet a kamat változásához: (a)

EXKLUZÍV AJÁNDÉKANYAGOD Szerkezetek 3. rész

Információ megjelenítés Számítógépes ábrázolás. Dr. Iványi Péter

Optimumkeresés számítógépen

Operációs rendszerek Folyamatok 1.1

Modern fizika laboratórium

Átírás:

Mobil hálózatok véges foású modellezése spectum enting és handove hívások használatával A queueing model fo Spectum Renting and handove calls in Mobile Cellula Netwoks Tamás Béczes a, János Sztik a, Jinting Wang b, Xuelu Zhang b, Fang Wang b, Ádám Hováth c a Debeceni Egyetem {beczes.tamas, sztik.janos}@inf.unideb.hu b Beijing Jiaotong Univesity jtwang@bjtu.edu.cn, zhang_xuelu@163.com, 12118402@bjtu.edu.cn c Nyugat-magyaoszági Egyetem hovath@inf.nyme.hu Absztakt: Az elmúlt időkben a mobil hálózatok teheltségének növekedésével páhuzamosan egye növekedett a téma kutatásának fontossága is. Jelen publikáció keetében mobil hálózatok egy véges foású modelljét mutatjuk be spektum bélés használatával. A modell elkészítésénél véges foású endszet használtunk, mely a hálózatot használó populációt szemlélteti. A modellünk figyelembe veszi az úgynevezett handove hívásokat is, ami a cellák között mozgó, éppen hívást bonyolító felhasználókat jelenti. A numeikus eedményeket a MOSEL- 2 pogamcsomag segítségével számítottuk ki Külön vizsgáltuk spektum enting esetében az hasznot a fekvenciák bélési költségének figyelembevételével is. Kulcsszavak: mobil hálózatok, véges foású endszeek, visszatééses endszeek Abstact: Following the common pactice applied in the theoy of etial queues fo pefomance evaluation, this pape poposes a finite-souce etial queueing model to conside spectum enting and handove calls in mobile cellula netwoks, in which sevice povides may ent each othe s unutilized fequency bands. The model incopoates switching seves on and off in goups, consides new and handove calls. We pesent a novel way to take into account the blocking pobability of new and handove calls. Keywods: mobile cellula netwoks; etial queues; finite-souce

1. Bevezetés Az elmúlt időkben a mobil hálózatok teheltségének növekedésével páhuzamosan egye növekedett a téma kutatásának fontossága is. Nagyon nehezen becsülhető előe egy adott mobil cella teheltségének alakulása. Újabb fekvenciák vásálása nagyon költséges, így abban az esetben ha ezek a fekvenciák kihasználatlanok, ezek felesleges exta költséget jelentenek plusz bevétel nélkül. Ellenkező esetben, ha nincs elegendő fekvencia a bejövő hívások egy észe elutasítása keül, ami a felhasználók elpátolását eedményezheti. Egy lehetséges megoldás a pobléma kezelésée az úgynevezett spektum bélés használata. A spektum bélés használatának alapötlete Mitola [1] cikkében található meg előszö. A spektum bélés lényege, hogy magas teheltség esetén, amiko a használatban lévő fekvenciák száma elé egy bizonyos előe definiált limitet, akko a endsze opeátoa megpóbál újabb fekvenciákat béelni. Sikees bélés esetén, ha a endsze teheltsége csökken és a szabad fekvenciák száma egy szintén előe definiált éték alá esik, a béelt fekvenciát visszaadjuk. Így ideiglenesen megnövelhető a cellánk kapacitása [5]. Jelen kiadvány az ELEKTRO 2014 konfeencián bemutatása keült és megjelent eedmények egy övid kivonata. A észletes eedmények és elemzések a Béczes és Hováth cikkben található [5]. 2. Rendszemodel Az 1. ába a endsze modellünket szemlélteti. A modell két véges foást tatalmaz: a SoucesF az újonnan ékező hívások geneálásáa alkalmas véges foást tatalmazza, míg a SoucesH a handove hívások kezdeményezésée használt véges foás. 1. ába. Rendszemodell

Egy adott cella szempontjából a beékező hívásokat két csopotba sooljuk: Új hívás: a hívás kezdeményezése a cellában töténik. Az 1. ábán a SoucesF jelöli az új hívások geneálásáa alkalmas véges foást. Minden felhasználó a SoucesF foásból F intenzitással geneál új hívást. Handove hívás: Az eedeti hívás egy másik cellában indult, viszont a felhasználó mozgásának következtében a hívó cellát vált. Ilyenko biztosítani kell a szolgáltatónak hívás folyamatosságát. Az 1. ábán a SoucesH tatalmazza a handove hívások geneálásáa alkalmas felhasználók véges foását. Minden felhasználó a SoucesH foásból H intenzitással geneál handove hívást. A handove hívások védelmében az FGC (Factional Guad Channel) szabályt alkalmazzuk. Ha egy bejövő hívás jóváhagyása keül automatikusan elfoglal egy szabad csatonát. A hívás időtatama exponenciális eloszlású paaméteel. A hívás befejezése után a használt csatona felszabadul és a felhasználó visszakeül a SoucesF foásba. Ha a bejövő hívást a endsze elutasítja, a felhasználónak két lehetősége van: i) po valószínűséggel csatlakozik az obithoz, ahonnan intenzitással úja póbálkozik szabad csatonát kapni; ii) feladja a póbálkozást, visszakeül a SoucesF foásba. Do és tásai két küszöbétéket használt a spektum bélés implementálásáa [2]. Jelen modellünkben mi is ezt a módszet választottuk. Amiko a szabad fekvenciák száma egy adott hatáéték t 1 alá esik, akko a endsze opeáto megpóbál új fekvenciákat béelni. A medellben p -el jelöljük annak a valószínűségét, hogy a bélési póbálkozás sikees volt. Így pf 1 pannak a valószínűsége, hogy a bélés siketelen volt. Ilyenko az opeáto intenzitással egészen addig póbálkozik a béléssel, amíg sikees nem lesz illetve amíg a szabad fekvenciák száma t 1 hatáéték alatt van. A béelt fekvenciákat visszaadjuk abban az esetben, ha a szabad csatonák száma nagyobb lesz mint a t2 hatáéték. Ilyenko a endsze egy paaméteű exponenciális felszabadítási idő után visszaadja a béelt fekvenciákat. A handove hívások elutasításának minimalizálásáa a modellünkben az FGC szabályt alkalmaztuk [3],[4],[6]: LFGC (Limited avaage FGC) NPS (Non pioitization Scheme), ahol, 1 i j ahol a használt jelöléseket az 1. táblázat mutatja,

I(t) J(t) A foglalt csatonák száma A béelt fekvencia blokkok száma Egy hívás elfogadása ha I(t)=i és J(t)=j i, j n A saját csatonák száma N N j g A béelt fekvencia blokkok száma Az eléhető csatonák száma A védett csatonák száma 1. Táblázat. Jelölések 3. Numeikus eedmények A modellt leíó folytonos idejű Makov lánc állapottee nagyon nagy, ezét az egyensúlyi egyenletek felíását és megoldását a MOSEL-2 pogam segítségével végeztük el [7]. A 2. táblázatban összefoglaltuk a használt paaméteek listáját. A következő gafikonokon láthatunk néhány numeikus eedményt. 2. ába. Új hívások blokkolási valószínűsége a nomalizált fogalmi intenzitás függvényeként A 2. ábán az új hívások blokkolásának valószínűségét látjuk a nomalizált fogalmi intenzitás függvényeként. p =0 azt az esetet mutatja, amiko nincs fekvencia bélés. Látható, hogy az intenzitás növelésével a blokkolási valószínűségek nőnek, valamint szignifikáns eltéés figyelhető meg abban az esetben ha használunk fekvencia bélést illetve ha nem. Szintén megfigyelhetjük, hogy az új hívások esetében nagyobb blokkolási valószínűséget kapunk, ha használunk védett csatonákat a handove hívások esetében.

3. ába. Handove hívások blokkolási valószínűsége a nomalizált fogalmi intenzitás függvényeként A 3. ábán a handove hívások blokkolásának valószínűségét látjuk a nomalizált fogalmi intenzitás függvényeként. p =0 azt az esetet mutatja, amiko nincs fekvencia bélés. Hasonlóan a 2. ábához az intenzitás növelésével a blokkolási valószínűségek nőnek. Látható továbbá, hogy spektum bélés használatával a blokkolási valószínűségek csökkenthetőek. Szintén megfigyelhetjük, hogy a handove hívások esetében a blokkolási valószínűségek kisebbek, ha használunk védett csatonákat a handove hívások védelmében. Nomalizált fogalom intenzitás [0.1..0.9] 0 Új hívások ékezési intenzitása Handove hívások intenzitása H A SouceF méete K 100 F A SouceH méete L 50 A védett csatonák száma g 2.9 A visszatéés intenzitása 1 A blokkonkénti csatonák száma 8 Saját csatonák száma n 16 Átlagos hívási idő 1 1/53.22 Spektum bélési küszöbéték 1 t 1 3 Spektum bélési küszöbéték 2 t 2 6 Bélés sikeességének valószínűsége p 2. Táblázat. Paaméteek

4. Köszönetnyilvánítás Béczes Tamás publikációt megalapozó kutatása a TÁMOP-4.2.4.A/2-11/1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Pogam Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító endsze kidolgozása és működtetése konvegencia pogam című kiemelt pojekt keetében zajlott. A pojekt az Euópai Unió támogatásával, az Euópai Szociális Alap tásfinanszíozásával valósul meg. Hováth Ádám publikációt megalapozó kutatása a TÁMOP-4.2.4.A/2-11/1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Pogam Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító endsze kidolgozása és működtetése konvegencia pogam című kiemelt pojekt keetében zajlott. A pojekt az Euópai Unió támogatásával, az Euópai Szociális Alap tásfinanszíozásával valósul meg. Iodalomjegyzék [1] J. Mitola III, Cognitive adio fo flexible mobile multimedia communications in Mobile Multimedia Communications, 1999. (MoMuC 99) 1999 IEEE Intenational Wokshop on, pp. 3 10, IEEE, 1999. [2] T. V. Do, N. H. Do, and R. Chakka, A new queueing model fo spectum enting in mobile cellula netwoks, Compute Communications, vol. 35, no. 10, pp. 1165 1171, 2012. [3] R. Guein, Queueing-blocking system with two aival steams and guad channels, Communications, IEEE Tansactions on, vol. 36, no. 2, pp. 153 163, 1988. [4] R. Ramjee, D. Towsley, and R. Nagaajan, On optimal call admission contol in cellula netwoks, Wiel. Netw., vol. 3, pp. 29 41, Ma. 1997. [5] T. Béczes and A. Hovath, A Finite-Souce Queuing Model fo Spectum Renting in Mobile Cellula Netwoks, Poceedings of ELEKTRO2014, 2014 [6] T. V. Do, Solution fo a etial queueing poblem in cellula netwoks with the factional guad channel policy, Mathematical and Compute Modelling, vol. 53, no. 11 12, pp. 2058 2065, 2011. [7] P. Wüchne, H. de Mee, J. Bane, and G. Bolch, A bief intoduction to MOSEL-2, in Poc. of MMB 2006 Confeence (R. Geman and A. Heindl, eds.), GI/ITG/MMB, Univesity of Elangen, VDE Velag, 2006.