Ein Neuartiger Ansatz für Gemeinsame Funk-Zugangskontrolle und Dynamische Bandbreiten-Anpassung in Heterogenen Funknetzwerken

Konferenz: Mobilkommunikation 2011 - Technologien und Anwendungen - 16. ITG-Fachtagung
18.05.2011 - 19.05.2011 in Osnabrück, Deutschland

Tagungsband: Mobilkommunikation 2011

Seiten: 6Sprache: DeutschTyp: PDF

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Autoren:
Klein, Andreas; Lottermann, Christian; Mannweiler, Christian; Schneider, Joerg; Schotten, Hans D. (Lehrstuhl für Funkkommunikation und Navigation, Technische Universität Kaiserslautern, Deutschland)

Inhalt:
Auf Grund der steten Weiterentwicklung mobiler Endgeräte, der hohen Marktdurchdringung von Notebooks und Smartphones und der wachsenden Nachfrage nach breitbandigen Diensten, wie bspw. mobile Video- und P2P-Dienste, benötigen moderne Funkzugangsnetzwerke (Radio Access Network (RAN)) effiziente Methoden der Funkzugangskontrolle (Call Admission Control (CAC)) und des Funkressourcenmanagements (Radio Resource Management (RRM)). Insbesondere Netzbetreiber, die heterogene Funknetzwerke mit sich überlappenden Versorgungsgebieten verwalten, sind an einer optimalen Ausnutzung ihrer Infrastruktur bei gleichzeitiger Maximierung ihrer Einnahmen interessiert. Um maximalen Nutzen für den Netzbetreiber und verbesserte Systemperformanz sicherzustellen, sieht unser Konzept vor, verschiedenartige Nutzer-Dienstanfragen, die von Sprach- bis zu Streaming-Diensten reichen können, mittels eines kombinierten, heuristischen Ansatzes zur gemeinsamen Funk-Zugangskontrolle (Joint Call Admission Control (JCAC)) und Dynamischen Bandbreiten-Anpassung (DBA) zu handhaben. Dieser Ansatz zielt darauf ab, die Gesamtsystemauslastung und damit die Einnahmen des Mobil-funkbetreibers zu maximieren, während "Blocking"- und "Dropping"-Raten auf akzeptabel niedrigem Niveau bleiben und die Dienstgüte-Anforderungen der verschiedenen Dienste eingehalten werden. Dazu bedienen wir uns einer neuen Nutzendefinition für Dienste, die in den vorgeschlagenen Algorithmen verwendet wird. Hierbei stellt der Nutzen eines Dienstes ein generisches Maß für den Profit dar, den der Netzbetreiber durch Bereitstellen des Dienstes in der jeweiligen Form erzielt. Die JCAC- und DBA-Algorithmen sind in engverzahnter Weise implementiert und stellen sicher, dass eine maximale Anzahl nachgefragter Dienste von den gemeinsam verwalteten Funknetzwerken im betrachteten Versorgungsgebiet bedient werden können. Des Weiteren wird die Systemauslastung durch das Anpassen der Dienstgüte-Charakteristika bereits zugelassener, variabler Dienste verbessert. Um die Leistungsfähigkeit der Algorithmen für ein gegebenes Szenario aus sich überlappenden HSPA- und LTE-Netzwerken bewerten zu können, wurde ein OMNeT++-basierter, ereignis-gesteuerter Si-mulator entwickelt, der alle relevanten Einheiten der 3GPP-Architektur berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigen eine Verbesserung der erreichten Gesamt-Einnahmen des Mobilfunkbetreibers, verglichen mit anderen Standard-Ansätzen, und eine gesteigerte Leistungsfähigkeit des Systems sowohl bzgl. der Auslastung als auch akzeptabel geringen "Blocking"- und "Dropping"-Raten.