Üçüncü nesil mobil sistemlerde yığılma kontrolü

Abstract

Üçüncü Nesil Mobil Sistemlerde bir başka deyişle UMTS mimarisinde WCDMA radyo erişim tekniği kullanılmaktadır. Genel olarak CDMA radyo erişim tekniğine dayanan sistemlerin kapasitesi girişim seviyesi ile ilgilidir, dolayısıyla bu sistemler de diğer mobil radyo sistemleri gibi sonsuz bir kapasite sunmamaktadır. Ancak sistemin kapasitesi ve kararlılığı standartlarda belirlenmiş birtakım protokollerle arttırılabilir. Etkili bir Radyo Kaynak Yönetimi ile yığılma kontrolü bir başka deyişle yük kontrolü başarılı bir şekilde yapılabilir. Üçüncü nesil mobil sistemlerde Radyo Kaynak Yönetim fonksiyonları iki farklı protokol katmanında yapılmaktadır, bunlar: RRC ve MAC protokolleridir. Bu nedenle yığılma kontrol fonksiyonları bu radyo protokolleri ile sıkı bir ilişki içerisindedir. Yığılma kontrol fonksiyonları RRC katmanında gerçekleştirilmektedir, dolayısıyla yığılma kontrolü radyo arabirim protokol katmanları arasında güçlü bir etkileşmeyi gerektirmektedir. Çalışmanın hedefi bir yığılma kontrol algoritmasını incelemek ve bu mekanizmanın sistem kapasitesine etkisi gibi birtakım sonuçlan irdelemektir. Bunun için, öncelikle yığılma durumu tespit edilmiş daha sonra aşırı yüklenme olasılık değerleri ve net çıkış verimi elde edilerek yapılan kontrolün sisteme katkısı gösterilmiştir. Çalışma, yığılma durumlarının tespit edildiği ve yığılma durumunda sistem performansım arttırmak için yürütülen işlemlerin incelendiği aşağı bağlantıda yani baz istasyonundan mobil istasyona doğru olan bağlantıda yapılmıştır. Bir tane tespit yöntemi uygulanmış ve değerlendirilmiştir. Bu tespit yöntemi, baz istasyon çıkış gücünün eşik değerlerine dayanmaktadır. Tespit fazını hızlı ve yavaş işlemler olmak üzere ikiye ayrılan işlemler takip etmektedir. Aşın yüklenme olasılığı önemli ölçüde düşürülebildiğinden, yapılan tespitin ve devamındaki işlemlerin ne kadar verimli olduğu ortaya çıkmaktadır. Sonuçlar yığılma kontrolünün uygulandığı sistemin uygulanmayana göre genellikle daha kararlı olduğunu ve daha fazla kapasite sunduğunu da göstermiştir.

In the Third Generation Mobile Systems, in other words in the UMTS architecture WCDMA radio access technique is used. In general the capacity of the systems that are based on the CDMA radio access technique is related to the interference level, consequently these systems do not provide infinite capacity like the other mobile radio systems. However, capacity and stability of the system can be expanded with some protocols specified in the standards. With an efficient Radio Resource Management, congestion control or in other words load control can be done successfully. In the third generation mobile systems the radio resource management functions are jointly handled in two different protocol layers, the Radio Resource Control (RRC) and the Medium Access Control (MAC). Therefore congestion control functions are in close relation with these radio protocols. Congestion control functions are handled in the RRC layer; therefore congestion control requires intensive interactions between the radio interface protocol layers. The aim of this study is to examine a congestion control algorithm and to observe the results to see the affect of this mechanism to the system capacity. For this purpose, first congestion was detected, then the overload probability was obtained and finally the affect of these controls over the system was demonstrated using the throughput values. The study was performed in the downlink, where detection of congestion situations and actions to perform at congestion were investigated, in order to improve system performance. One detection method was implemented and evaluated. This detection is based on thresholds for the base station output power. The detection phase is followed by actions that are divided in fast and slow actions. The detection and actions are however very efficient, as the overload probability can be significantly reduced. The results also show that a system with congestion control is more stable and enables higher capacity than a system without congestion control.