TELK O M N I K A   Te l e c ommu n i c at i on ,   C omp u ti n g ,   El e c t r on i c s   an d   C on tr o l   V ol .   18 ,   N o .   2 A pri l   2020 ,   p p.   603 ~ 612   IS S N :   1693 - 6930 ,   a c c r e di t e d   F i rs t   G r a de   by   K e m e n ri s t e kdi k t i ,   D e c r e e   N o:   21 / E / K P T / 2 018   D O I:   10 . 129 28/ T E L K O M N IK A . v1 8i 2 .   13900     603       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / j our nal . uad . a c . i d/ i nd e x . php / T E L K O MNIKA   A n   o p t i mu d y n a mi c   p r i o r i t y - b a s e d   c a l l   a d mi ss i o n   c o n t r o l   schem e   f o r   u n i v e r s a l   m o b i l e   t e l e c o mm u n i c a t i o n s   sy st e m       A n i k e   U c h e n n a,   A ji b o   C h i n e n y e   A u gu s ti n e ,   C h i n a e k e - O g b u k I fe an yi   M ar y r os e ,     O d C h i n e d u   M atth e w ,   A mok e   A mob i   D ou g l as ,   A n i   C os mas   D e pa r t m e n t   of   E l e c t r on i c   E ng i ne e r i ng ,   U ni ve r s i t y   o f   N i ge r i a ,   N i ge r i a       A r ti c l e   I n fo     A BS TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   Re c e i v e d   A ug  14 ,   201 9   Re vi s e J a 6 ,   2020   A c c e pt e F e 4 ,   2020     T he   dyn a m i s m   a s s oc i a t e d   w i t h   q ua l i t y   o f   s e r v i c e   ( Q oS )   r e q ui r e m e nt   f o r   t r a f f i c   e m a na t i ng  f r om   s m a r t e r   e nd   us e r s   d e vi c e s   f oun de d   on   t he   i nt e r ne t   of   t hi ngs   ( I oT s )   dr i v e ,   pl a c e s   a   h uge   de m a n d   on   m o de r n   t e l e c o m m un i c a t i on   i nf r a s t r uc t u r e .   M o s t   t e l e c o m   ne t w o r ks ,   c u r r e n t l y   u t i l i z e   r obu s t   c a l l   a dm i s s i on   c ont r o l   ( C A C )   po l i c i e s   t o   a m e l i o r a t e   t h i s   c ha l l e nge .   H ow e ve r ,   t h e   n e e d   f o r   s m a r t e r   C A C   ha s   be c o m e s   i m p e r a t i ve   ow i ng   t o   t he   s e n s i t i vi t y   o f   t r a f f i c   c ur r e n t l y   be i ng   s upp or t e d .   I n   t hi s   w or k,   w e   de v e l o pe d   a   pr i o r i t i z e d   C A C   a l go r i t h m   f or   t h i r d   G e ne r a t i on   ( 3G )   w i r e l e s s   c e l l u l a r   ne t w o r k .   B a s e d   on    t he   dyn a m i c   pr i o r i t C A C   ( D P - C A C )   m ode l ,   w e   p r op os e a op t i m a l   dyna m i c   pr i o r i t y   C A C   ( O D P - C A C )   s c he m e   f or   U ni ve r s a l   M obi l e   T e l e c o m m un i c a t i on   S y s t e m   ( U M T S ) .   W e   t he n   c a r r i e d   o ut   s i m u l a t i on   u nde r   he a vy   t r a f f i c   l o a w h i l e   a l s e xp l oi t i ng  r e ne go t i a t i o a m o ng  d i f f e r e n t   c a l l   t r a f f i c   c l a s s e s .   A l s o ,   w e   i nt r od uc e q ue u i ng   t e c h ni que s   t e nh a nc e   t he   ne w   c a l l s   s uc c e s s   pr oba b i l i t y   w h i l e   s t i l l   m a i n t a i ni ng   a   go od   ha ndo f f   f a i l ur e   a c r o s s   t he   ne t w or k.   R e s ul t s   s h ow   t ha t   O D P - C A C   p r ov i de s   a i m pr o ve d   pe r f or m a nc e   w i t h   r e ga r ds   t o   t he   p r ob a bi l i t y   of   c a l l   dr op   f or   ne w   c a l l s ,   ne t w o r k   l oa d   ut i l i z a t i o a nd   gr a de   o f   s e r vi c e   w i t a ve r a g e   pe r c e n t a ge   va l ue   of   15 . 7 % ,   5 . 4 %   a nd   0 . 35 %   r e s pe c t i v e l y .   Ke y w or d s :   3G   CA   IoT s     Q oS   U M T S   T hi s   i s   an   op e n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e n s e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   A j i bo   Chi ne n ye   A ugus t i ne ,   D e pa r t m e nt   of   E l e c t r oni c   E ng i ne e ri n g,     U ni ve rs i t y   of   N i g e ri a ,   N s ukk a ,   N i g e ri a .   E m a i l :   a ug us t i n e . a j i bo @ unn . e du. n g       1.   I N TR O D U C TI O N   T he   t hi rd   g e ne r a t i on   (3G )   w i r e l e s s   n e t w or ks   a l s o   c a l l e d   U ni v e rs a l   M o bi l e   T e l e c o m m uni c a t i on   S ys t e m   ha s   a m on gs t   ot h e r   f e a t ure s ,   a   c a l l   a d m i s s i on   c on t rol   (CA C)   m e c ha ni s m   t ha t   i s   a d j udg e d   t o   h a v e     t he   c a pa c i t t c ons i de r   di ff e r e nt   s e rv i c e   c l a s s e s   a nd  a l s o   t a ke   t h e   a dva nt a ge   of  t h e   c ha ng i ng   na t ur e   of   m ul t i m e d i a   s e rvi c e .   T hi s   i s   i n   a   b i d   t o   m i ni m i z e   t he   proba bi l i t y   of   c a l l   d rops   w hi l e   a l s o   e ns uri n g   t h a t   e nd   us e rs   e n j oy   i m pro ve d   Q oS   [1 - 3] .   W i t h   t he   re c e n t   i n c r e a s e   i n   t he   i nt e re s t   i n   d a t a   i ns pi r e d   c o m m uni c a t i o n   a nd   m ul t i m e d i a   s e rv i c e s ,   a t t r i but a bl e   t t h e   r i s e   i s m a r t e e nd  u s e d e vi c e s   a nd   t h e   que s t   for   i n t e r a c t i o a m o ngs t   t hi ngs ;   he r a l d e d   by   t h e   IoT s ,   t h e   de v e l o pm e nt   of   m ul t i p l e - c l a s s   CA C   s c h e m e s   for   m o de rn   c om m un i c a t i on   i nfra s t ruc t ur e   h a s   b e c om e   e ve m ore   c ha l l e ngi n [ 4].   Cri t i c a l   i s s ue s   bord e ri n o f a i rn e s s ,   s e rv i c e   pri ori t i z a t i o n,   a nd  r e s our c e   a l l oc a t i on  po l i c h a ve   t a ke n   c e n t ra l   s t a ge   i d e l i be r a t i ons   g e a r e t ow a rds   i m pro vi ng   CA C   s c h e m e s   for  fut ur e   ge n e r a t i ons   of   w i r e l e s s   c e l l ul a n e t w or ks   [5] .   CA s c h e m e s   p l a y   a   dua l   ro l e   t o   bot t he   ne t w ork  a nd  e nd   us e rs   a s   t h e pr ovi d e   us e rs   w i t a c c e s s   ne t w ork   s e rvi c e s   w hi l e   a t   t he   s a m e   t i m e   s e rv i ng  a s   t h e   d e c i s i on - m a k i ng   pa rt   of   t h e   n e t w o rk  for  opt i m a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   1693 - 6930   T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol V ol .   18 ,   N o.   2 A pri l   2 020:    603   -   6 12   604   ne t w ork   re s our c e   ut i l i z a t i o n   [6,   7].   S e ve ra l   CA C   s c h e m e s   ha ve   b e e n   propos e d   i n   l i t e r a t ure s .   H ow e v e r,     t he   c om pl e t e   s h a r i ng   (CS )   b a s e d   s c he m e ,   s u c h   a s   hy bri d   pri ori t y   CA C   (H P - CA C)   a nd   qu e u i ng   pr i ori t y   CA C   (Q P - CA C),   ha v e   be e e s t a bl i s he d   t pr oduc e   t h e   b e s t   re s ou r c e   ut i l i z a t i o [ 8 - 10] .   T hou gh  w i t h   t h e   de f i c i e n c of  no t   g ua r a nt e e i ng   t h e   i nd e pe n de n t   Q oS   d e m a nd   for   a   c e rt a i grou of   s e r vi c e .   In  t hi s   w ork ,   w e   pre s e nt   a n   opt i m um   dy na m i c   pri or i t y   c a l l   a dm i s s i o c on t rol   (O D P - CA C t ha t   t a ke s   i nt a c c oun t   t he   a for e m e n t i on e c ha l l e ng e s   a s s o c i a t e w i t D P - CA s c he m e .   T h e   prop os e s c he m e ,   a dop t s   a   dyn a m i c   a p proa c i t ha t   t he   di v e rs i f i e d   ne t w ork   t r a f f i c   l oa of   m o de rn   t e l e c o m   n e t w or r e qui r e s   a dm i s s i on   c ont ro l   pol i c i e s   t be   a da p t i v e   t o   t he   v a ryi ng   t r a f fi c   p a t t e rn .   T h e   O D P - CA C,   us i ng   re ne g ot i a t i on ,   e xpl o re d   t h e   u nus e d   ba ndw i d t o t he   ne t w ork   a nd   a l l o c a t e   s uc t s e rvi c e s   w hi c a t   t h e   po i nt   of   a d m i s s i o i nt o   t he   ne t w ork   w e r e   a va i l e d   i ns u ffi c i e nt   r e s our c e s .   T h i s   b a ndw i d t h   r e ne got i a t i on   i s   don e   for   a   l ow e pri ori t s e rvi c e s   i t he   e v e nt   of  t he   a v a i l a b i l i t of  t he   m e di u m .   T hus ,   i m pro vi ng   t h e   ov e r a l l   ba n dw i d t us a ge   of  t h e   l ow e p ri or i t y   c l a s s e s .     T r e a l i z e   t h e   s p e c i fi c   i nt e nt   of  t hi s   w ork,   t h e   r e m a i ni ng   pa rt   of  t hi s   w ork  i s   ord e r e a s   fo l l ow :   S e c t i on   2   provi de s   a   s urve o r e l a t e s t udi e s   c e n t e ri n on   CA C .   S e c t i on   3   pre s e nt s   a n   a na l yt h i c a l   de s c r i pt i on  o t he   a dop t e D P - CA m od e l .   F ur t h e rm o re ,   a i n - de pt h   i ns i ght   of  t he   propos e O D P - CA C   a l gor i t h m   w a s   e xp l ore d.   S ubs e q ue n t l y ,   i n   s e c t i on  4   w e   c a rr i e d - ou t   t he   s i m ul a t i on   of  t h e   d e ve l op e d   D P - CA a nd   O D P - CA m od e l s ,   a nd   a l s o   i nv e s t i ga t e   t h e i r   p e rfor m a n c e   by   s ub j e c t i ng   t h e m   t v oi c e ,   vi d e o,   a nd     re a l - t i m e   s e rv i c e s .   T h e s i m u l a t i on  re s ul t s   w e r e   a na l yz e a nd  di s c us s e d.   F i n a l l y,   S e c t i on   5   c onc l ud e s   a n m a k e s   r e c o m m e n da t i ons   for   fut u re   w ork .       2.   O V ER V I EW  O F   R E LA TED   WO R K S   S e ve r a l   m e t hods   h a ve   b e e n   propos e d   r e c e nt l y   i n   l i t e r a t u re s   f or  r a d i o   re s ou rc e   di s t ri bu t i o n   i n   m ob i l e   ne t w orks .   W e   t hus ,   pr e s e n t   a   r e v i e w   of  s o m e   of   t he s e   s t u di e s .   [11 ,   12 ] ,   prop os e d   a   pri ori t y - b a s e d   re s our c e   di s t ri but i on  s c h e m e   fo voi c e   a nd   da t a   s e rvi c e s   i a   hom oge ne ous   n e t w ork  us i ng  t he   l i m i t e d   fra c t i on a l   gu a rd   c ha n ne l   (L F G CP ) .   T he i s t udy ,   t ook  i nt o   c ons i de ra t i on  ha n doffs   ow i n t o   us e r   a d a pt a bi l i t y ,   va ryi n t r a ff i c   prope r t i e s ,   a nd   c h a ngi ng  s e rvi c e   l o a d.   N um e ri c a l   r e s ul t s   fro m   t he i pro pos e d   s c h e m e ,   re v e a l e d   i t s   a b i l i t y   t o   c onc urre n t l y   p rovi de   s uffi c i e nt   Q oS   for   b ot h   s e r vi c e s   w hi l e   a l s m a i n t a i ni ng   a   re a s ona bl e   n e t w o rk   re s our c e   ut i l i z a t i on .   S i m i l a r l y ,   K h a nj a ri   e t . a l [ 13]   p ropos e a   Q o S   s e ns i t i ve   a nd  g ua r a nt e e d   a da p t i v e   CA for   m ul t i c l a s s   s e rvi c e   i n   m obi l e   ne t w or k.   T he   propos e m o de l   ut i l i z e s   ba n dw i dt l e a s i ng  a nd   pre di c t i o t e c hni q ue s   i n   pr i or i t i z i n t r a ffi c   c l a s s e s   for   a   m a x i m um   a l l oc a t i on   of   t h e   a v a i l a b l e   b a ndw i dt h .   T h i s   t e c hni que   w a s   found  t i m pr ove   ba ndw i dt h   ut i l i z a t i on.   It   w a s   a l s o   fo und  t re du c e   t h e   bl oc k i ng  pr oba b i l i t of  c a l l s   s i gni f i c a nt l y.   A l s o ,   [14]   prop os e a   CA C   t e c h ni qu e   t ha t   ut i l i z e s   t h e   i n t e r fe r e nc e   e s t i m a t i on  a nd  di ffe r e n t i a t i on  of  Q oS   d e m a nd   for   s e p a ra t e   s e rv i c e s .   T he   i n t e rf e r e nc e s   i t hi s   c a s e ,   i s   e s t i m a t e f rom     t he   i m p a c t   of   t he   t o - be - a d m i t t e d   n e w   c a l l   o n   t h e   Q oS   of   t h e   e xi s t i ng   c onn e c t i ons   i n   t h e   a d j a c e nt   c e l l s .   H i ghe r   c ha n c e s   of   a d m i s s i o w e re   gi v e n   t o   c a l l s   a dj a c e nt   t o   t h e i r   s e rvi n b a s e   s t a t i o (BS )   a nd  t hos e   e x pe r i e n c i ng  l ow e r   p a t h - l os s .   W hi l e   c a l l s   e m a na t i ng   from   t h e   e dg e   of   t he   s e r vi ng   c e l l   a nd   h a vi n g   l a rge   p a t h - l os s   t o     t he   s e r vi ng   BS   h a d   t h e   t e nd e nc y   o i nt rodu c i ng   e xc e s s   i nt e rf e re n c e   t o   a d j a c e n t   c e l l s   a s   s u c h   t h e y   w e re   g i ve n   l ow e r   a dm i s s i on   prob a b i l i t y .   Re s u l t s   fro m   s i m u l a t i o r e v e a l e d   t h a t   t h e   prop os e d   s c h e m e   pe rfor m s   b e t t e r   i out a g e   a n d   bl o c ki ng   prob a bi l i t i e s .   H ow e v e r ,   t h e   i s s ue   of   c a l l   h a nd - off   w a s   not   c ons i de r e d   i n   t he   s c he m e .     In  [15 ,   16] a op t i m a l   j o i nt   c a l l   a d m i s s i on   c o nt ro l   ( J CA C)  for  i nt e r - r a di a c c e s s   t e c hno l ogy  ( RA T w a s   de ve l op e t c a t e fo i s s u e s   a s s oc i a t e w i t h   c e l l   r e - s e l e c t i o for   t h e   s up port   of   re a l - t i m e   a nd  n on - r e a l - t i m e   s e rvi c e s .   T he   prop os e d   J CA u t i l i z e s   a   c os t   fu nc t i on   t h a t   c o m pa re s   t h e   b l oc ki ng   a nd  a c c e pt i ng  c os t s   re s pe c t i ve l y.   T he   s c h e m e   a l s o   ut i l i z e s   a   s e m i - m a r kov  de c i s i on   pro c e s s   (S M D P )   i n   for m ul a t i ng  i t s   opt i m i z a t i on   probl e m .   F i n di ng   from   t he i r   s t u dy   re v e a l e d   t h a t   t he   propos e d   opt i m a l   J CA C   w a s   a b l e   t o   s e l e c t   bi gge RA T   for  re a l - t i m e   s e rv i c e   w h i l e   s m a l l e RA T   w a s   a l l oc a t e d   t o   no n - re a l - t i m e   s e r vi c e s .     F urt he r m or e ,   [17]   p ropos e a   ra d i r e s ourc e   m a n a g e m e nt   ( RRM s c he m e   w h i c i n t e g ra t e d   re s ourc e - r e s e rv a t i on  e s t i m a t i on  (RR E a nd   CA C;   t h e i s t u dy  w a s   found e d   on  t h e   c onc e p t   of   i n t e rfe r e n c e   gua rd   m a rg i n   (IG M )   fo r   CD M A   s ys t e m s .   T he   CA s c he m e   o ff e r e d   hi g he r   p ri or i t y   t o   ha ndoff   c a l l s   by   re s e rv i ng   a   s p e c i fi c   a m ount   o r e s our c e   b a s e d   on   t he   IG M .   T he   RR E   w hi c h   w a s   i m pl e m e nt e d   i e a c h   BS   a s s i s t e d   t h e   R RM   i dy na m i c a l l a d j us t i ng  t he   l e ve l   of   I G M .   W a ng   a n Z hua ng  [1 8] ,   on  t he   ot he r   ha n propos e d   a   CA for   a   c ode   d i vi s i on   m u l t i pl e   a c c e s s   ( CD M A n e t w ork   t ha t   s u pport s   h e t e rog e ne o us     s e l f - s i m i l a r   d a t a   t r a ffi c .   T he i r   t e c h ni qu e s ,   gu a r a nt e e d   s e rv i c e   r e qu i re m e nt s   for   bo t h   c a l l s   a nd   p a c k e t   i   t he   n e t w o r k.   T h e   G oS   for  t he i s c he m e s   w i t r e s pe c t   t t h e   s uppor t e s e rvi c e   w e r e   e v a l ua t e i t e r m s   of  ha ndoff   c a l l   dropp i ng   prob a bi l i t a nd   pa c k e t   t r a ns m i s s i o de l a r e s pe c t i ve l y.   R e s ul t s   fro m   s i m u l a t i o re ve a l e d   t h a t   t he   propos e d   s c h e m e   w a s   a bl e   t o   s a t i s fy   b ot h   Q oS   a nd   G oS   re q ui r e m e nt s   for   s u pport e d   t ra ff i c   a nd   w a s   a l s a bl e   t o   r e a l i z e   e ff i c i e nt   ne t w ork   r e s ourc e   ut i l i z a t i on .   In  [19 ,   2 0]  a   re a l - t i m e   d yna m i c   CA s c he m e   t ha t   j oi nt l y   prov i de   c onn e c t i on - l e ve l   Q oS   a nd   p a c ke t - l e ve l   Q oS   for   h e t e roge ne ous   a nd   v a ryi n m ul t i m e d i a   t r a ff i c   i n   t he   n e xt   ge ne r a t i on   w i r e l e s s   n e t w orks   w a s   pro pos e d .   T h e   p ropos e s c he m e   w a s   fou nd  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol         A o pt i m um   d y nam i c   pr i or i t y - bas e d   c a l l   adm i s s i on  c on t r ol   s c he m e   ( A ni k e   U c he nn a )   605   t b e   c o m pu t a t i o na l l y - e ffi c i e nt   for  r e a l - t i m e   i m p l e m e nt a t i o n.   P re l i m i na ry   s i m ul a t i on  s how e t ha t   s c h e m e   re a l i z e d   b e t t e r   pe rf orm a nc e   r e l a t i ve   t o   t h e   s t a t i ona r y   C A s c he m e   u nde r   he t e ro ge n e ous   a nd   va ryi n m ul t i m e d i a   t r a ff i c   l o a d   c o ndi t i ons .   I a d di t i on,   [21]   pr op os e a   CA t ha t   t h a t   pro t e c t s   us e rs   w i t h   s t r i c t   t ra ns m i s s i on   b i t - ra t e   r e qui r e m e n t s ,   w hi l e   a l s o   of fe r i ng   s uf fi c i e n t   c a p a c i t y   t o   d e l a y - t ol e ra n t   s e rv i c e s   ove r   prol ong e d   dur a t i on .     a   c o m pl e t e   s ha r i ng   (CS ) - ba s e d   du a l   t hre s ho l d   b a ndw i d t h   r e s e rv a t i on   (D T BR)  a l gor i t h m   w hi c h   ha ndl e s   t w broa c l a s s e s   of   t r a ffi c   voi c e   t r a ff i c   (h i gh   pri o ri t y)   a nd   d a t a   t r a ffi c   (l ow   pri ori t y)   w a s   propos e d.   T he   t o t a l   s ys t e m   b a ndw i dt h   w a s   di vi d e d   i n t t hr e e   pa rt i t i o ns   by   us i ng  t w fi x e t hre s ho l ds   T a n T ( T < T 1 ) .   W he n   t h e   t o t a l   oc c upi e d   b a nd w i dt h   w a s   l e s s   t h a n   T 2 ,   bo t h   vo i c e   a nd   da t a   t ra ff i c   w e re   s e rvi c e by   t h e   s ys t e m .   W h i l e   i c a s e s   w he r e   t he   o c c up i e d   ba n dw i dt w a s   m o re   t h a T but   l e s s   t h a T 1 onl vo i c e   c a l l s   w a s   s e rvi c e a n w he t h e   o c c u pi e ba ndw i dt w a s   m o re   t ha T ,   propos e   a   b a ndw i dt h   r e s e rv a t i on   CA C   s c h e m e ,   w h e re   pr i ori t y   w a s   gi ve n   t u ns ol i c i t e d   gr a n t   s e rv i c e   (U G S c onn e c t i on   by   a l l o c a t i ng   a   pr e de t e r m i ne d   va l ue   of   t h e   t ot a l   ne t w ork   b a ndw i dt h .   T he   fi xe d   ba ndw i d t s e rv e t o   gua ra n t e e   gua ra n t e e d   Q oS   for   U G S .   M o re ov e r ,   a   d e gr a da t i on   m od e l   w a s   a l s o   d e ve l op e d   by   t he   a ut h ors   t o   re duc e   no n - re a l   t i m e   p a c ke t   s w i t c h   ( nr t P S )   c on ne c t i on   fro m   i t s   pe a k   s us t a i n e d   t ra ff i c   ra t e   i n   a   b i d   t o   re d uc e   t ra ff i c   r a t e   i n   orde r   t o   a l l ow   for   m ore   U G S ,   re a l   t i m e   (r t P S a nd   non - re a l   t i m e   p a c k e t   s w i t c h   (nrt P S no n - de gra da t i on   m ode .   In  c on t ra s t ,   onl U G S   a nd   nr t P S   c onne c t i ons   w e r e   a ddr e s s e d   i n   t h e i pr opos e d   a l gor i t h m .     In  s u m m a ry,   m os t   of   t h e   re v i e w e d   l i t e r a t ure s   t r i e d   t a ddr e s s   i s s ue s   c e nt e r i ng   on   G oS   i ndi c a t ors :   c a l l   bl oc k i ng   a n d   dropp i ng   pro ba b i l i t y ,   by   fa vori ng   t h e   ha ndoff   c a l l s   ov e r   n e w   c a l l   i n   t h e i r   CA pol i c i e s ;   w i t h   t h e   j us t i fi c a t i on   t h a t   s uppo rt i ng  a n   ongo i ng   c a l l   i s   m o re   i m por t a n t   t ha a c c e p t i n a   f re s h   one .     T t h e   b e s t   of   our   kn ow l e dge ,   non e   of  t he s e   s t udi e s   a t t e m pt e d   t he   re rout i ng   of   t h e   un - t ra ns m i t t e pa c ke t s   w hi c h   w e   e n vi s a g e   c ou l he l m a xi m i z e   t h e   o ve r a l l   n e t w or re s ou rc e   u t i l i z a t i on .   W e   t hus   s e e k   t o   d e ve l op     a n   opt i m a l   dyna m i c   pr i ori t y   CA C   s c he m e   w h i c h   s e e k   t o   c a t e r   for   t h e   a fo re m e n t i on e d   g a p   w h i l e   a l s o   gua ra nt e e i ng  Q oS   of   e a c s e rvi c e   c l a s s .       3.   S Y S TEM   D ES C R I P TI O N   F or  t hi s   s t udy ,   t w o   t yp e s   of  s e rvi c e s :   r e a l - t i m e   s e rv i c e   (R T ) ,   s uc h   a s   c onv e rs a t i on a l   a nd   s t re a m i ng   t ra ff i c ,   a n d   non - r e a l - t i m e   s e rv i c e   (N R T )   s uc h   a s   i nt e r a c t i ve   a nd   ba c kgrou nd   s e rv i c e s   w e re   c ons i de r e d .     T r e a l i z e   t he   obj e c t i v e   of   t h i s   s t udy ,   w e   d i vi d e   t he   pri or i t y   c l a s s e s   of   i n c om i ng  c a l l   re q ue s t s   i nt four   groups   na m e l y :   (grou p1)   R T   s e rvi c e   ha nd off   re q ue s t s ;   (group 2)   N RT   s e rv i c e   ha nd off   re que s t s ;   (grou p3)   ne w l ori gi n a t i ng   R T   c a l l s ;   a n ( group4)   n e w l y   or i gi n a t i ng   N RT   c a l l s   a s   s how n   i n   T a b l e   1 .     T he   c a pa c i t of  a   t ypi c a l   W CD M A   c e l l   i n   t e r m s   of   i t s   c e l l   l oa i s   d e s c r i be d   t hus :   t he   l oa d   fa c t o r, ƞ ,   i s   t h e   i ns t a nt a ne ous   r e s ourc e   ut i l i z a t i on   upp e r   bound e d   by  t he   m a x i m um   c e l l   c a p a c i t y   ƞ  .   Ins t a nt a n e ous   va l u e s   for   t h e   c e l l   l oa d   ra n ge   from   t 1 .   U s i n t hi s   l oa d   fa c t or ,   w e   de ve l ope a   Q oS - a w a re   CA a l g ori t hm   for  W CD M A - ba s e n e t w orks   us i ng  t h e   c o nc e pt   of  t hre s ho l ds   a nd  q ue u i ng  t e c hn i que s   a s   s how n   i F i gur e   1 .   E a c h   c a l l   c a t e gory   ha s   i t s   uni que   que u e   r e pre s e nt e d   a s   Q 1 ,   Q 2,   Q 3   a nd   Q 4   e a c h   w i t h   fi xe d   s i z e s :   K ,   L ,   M   a nd   r e s pe c t i ve l y.   In   t hi s   s c h e m e ,   c a l l   c l a s s   re que s t   i s   a s s i gn e d   i t s   que u e   on   a rri v a l   w h e n   s uc h   r e que s t   on   a rr i va l   c a nn ot   b e   s e rvi c e d   ow i n t r e s ourc e   un a v a i l a b i l i t y .   S uc r e que s t   i s   l a t e a s s i gn e a   r e s ourc e   w h e a va i l a bl e   ba s e d   on   i t s   c a l c ul a t e d   pri ori t y.   L e t   ƞ ,   be   t h e   l o a m a rgi n   (L M )   of  t he     ( i   =   1 ,   2 ,   3   a nd   4)  t r a ffi c   gro up,   w hi l e   ƞ    re pr e s e n t s     t he   m a xi m u m   l oa d i ng   t h a t   c a be   t o l e r a t e by  t he   n e t w ork .   Ba s e o t he   s e t   l o a d i ng  t hr e s hol d ,   w e   r e a l i z e t w CA s c he m e s   n a m e l y:   t h e   hybr i d   pri ori t y   CA C   (H P - CA C)  s c he m e   w h i c h   h a s   s e t   L M   f or  e a c h   gro up    a nd  t he   dy na m i c   pr i or i t y   CA C   (D P - CA C)   s c h e m e   w h i c h   ut i l i z e s   t h e   f i xe l oa d   p a rt i t i on  a nd   t h e   s e t   s ys t e m   l oa t a da pt i ve l a dm i t   t he   que u e c a l l s .   T h e   pr i ori t o t r a ffi c   c l a s s e s   i s   d yn a m i c a l l a dj us t e i a   bi d   t o   e ns ure   t h a t   t h e   h i gh e p ri or i t y   c l a s s   m a i nt a i ns   hi ghe r   pr i ori t i n   a s   m u c a s   t he   l ow e p ri or i t y   c l a s s   d no t   s uffe a ny  c ons e qu e n c e   by   t h i s   a c t .   O ne   o t h e   s e t ba c ks   w i t h   t he   H P - CA C   s c h e m e   i s   t ha t   unus e m a rk e ou t   l oa d i ng  l i m i t s   for   hi g he r   pri ori t gr oups   c a nn ot   be   ut i l i z e b l ow e c l a s s   t r a ffi c   t hus   r e s ul t i ng   i n   a   w a s t e   of   ne t w ork   re s our c e .   A l s o ,   t h e re   i s   a n   ov e rw he l m i ng   of   t ra ffi c   of  l ow e r   p ri or i t y   a s   m or e   pr e fe r e nc e   i s   g i ve n   t t ra ff i c   of   hi ghe r   pr i ori t y   a t   a l l   p oi n t   i t i m e .   T h e   D P - CA s c he m e   a m e l i ora t e s   t h e   a for e m e nt i on e s e t b a c ks   w i t H P - CA by   prov i di n t ol e ra b l e   Q oS   for   e a c t r a ff i c   c l a s s   a n pr e v e nt i ng  h i gh e t ra f fi c   c l a s s   f rom   s uppre s s i ng   l ow e r   t r a ffi c   c l a s s   i o rde r   t e nha nc e   f a i r ne s s   i n   r e s ourc e   a l l o c a t i on .   W e   t hus   pre s e nt     a o ve rv i e w   of   t h e   D P - CA i s e c t i on   3 . 1.       T a b l e   1 .   T ra f fi c   c l a s s   a n d e s c r i pt i on   Cl a s s   T ra ffi c   g ro u p s   Re q u e s t   t y p e s   Cl a s s   d e s c ri p t i o n s   1   RT   H a n d o ff  c a l l s   Co n v e rs a t i o n a l   a n d   s t re a m i n g   2   N RT   H a n d o ff  c a l l s   In t e ra c t i v e   a n d   b a c k g ro u n d   3   RT   N e w   c a l l s   Co n v e rs a t i o n a l   a n d   s t re a m i n g   4   N RT   N e w   c a l l s   In t e ra c t i v e   a n d   b a c k g ro u n d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   1693 - 6930   T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol V ol .   18 ,   N o.   2 A pri l   2 020:    603   -   6 12   606       F i gure   1 D yn a m i c   pr i ori t y   c a l l   a dm i s s i on   c o nt ro l   (D P - CA C)   s c h e m e       3. 1 .     O v e r vi e w   of   th e   DP - CAC  s c h e me   W e   pr e s e nt   a   s t e p   de s c ri p t i o of   t he   D P - CA proc e dur e   a s   t hus :     T he   a r ri v e c l a s s     c a l l   i s   s e rv e d   a s   l on a s   ( 1 )   i s   m e t .     ƞ + ƞ ƞ                    (1)       F re s c a l l s   a re   a s s i gne t he i r e s pe c t i ve   qu e u e   w h e n   a l l   re s o urc e s   a r e   ut i l i z e d .     Ca l l e d   a r e   re m ov e from   t he   qu e ue   w he t he y   e xc e e d   s e t   q u e ui ng   t i m e .     W he t runks   c a p a c i t i e s   a r e   r e l e a s e d,   p ri or i t y   v a l u e s   a r e   d y na m i c a l l y   c o m pu t e d   for   a l l   c a l l   c l a s s e s   w i t non - e m pt qu e ue s   us i ng  t he   t o t a l   l o a c urr e nt l o c c upi e by  c l a s s     c a l l s   i ( 2 )   a nd   t h e   l oa d   pa r t i t i on   pre de fi n e for  c l a s s   c a l l s   i n   (1):     = ( 1 + ) 1 + = 1                 (2)     w he re , i s   t he   t ot a l   us a g e   l o a o c c upi e by  e a c c onn e c t e d   c a l l   c l a s s     a t   a i ns t a n c e a nd    i s   t he   s i z e   of     t he   l oa p a rt i t i on.     i s   t he   nu m be r   of  c onn e c t e d   c l a s s     c a l l   a t   a i ns t a nc e .   T he n ,   t he   que u e   w i t l e a s t   p ri or i t y   va l u e   i s   s e rv e f i rs t   b a s e d   on  f i rs t - in - fi rs t - ou t   (F IF O po l i c y.   T he   dyn a m i c   p ri or i t y   va l ue   for  c l a s s     c a l l   i s   de t e rm i ne b (3 ).     =                       (3)     In  t h i s   s c h e m e ,   t ra ff i c   c l a s s     w i t a   m i n i m um   pri ori t va l ue   a re   a s s i g ne d   t h e   h i gh e s t   pri or i t y .   A l s o,   a s   t he   t ot a l   i ns t a n t a n e ous   l o a of   c l a s s     c a l l s   drop   be l o w   t he   pr e - fi x e d   pa r t i t i on   s i z e   , i t s   pri or i t y   v a l u e   re duc e s .   H e nc e ,   i t   w i l l   r e c e i v e   a   h i gh   pr i or i t y .   In   a   s i t u a t i o w h e re   t w o   or   m ore   c a l l   c l a s s e s   h a ve   t h e   s a m e   pri ori t va l ue ,   t he n   t h e   c a l l   w i t l ow e c l a s s   i n de x   (hi ghe r   p ri ori t y)  w i l l   b e   s e r ve d   fi rs t .   W i t h   t h i s   a l gor i t h m ,   unus e l oa d   of  o ne   t ra ffi c   c l a s s   c a n   be   ut i l i z e by  o t h e t ra ffi c   c l a s s e s   a s   t h e   d e m a nd  a ri s e s .   A l s o,   a t   hi gh   s ys t e m   l o a d ,   t he   pri ori t v a l u e   w i l l   pr e v e nt   t h e   c l a s s e s   fro m   e nor m ous l a ff e c t i ng   e a c h   ot he r .   T h e   f l ow c h a rt   of  t h e   D P - CA a l g ori t hm   i s   s how n   i n   F i gur e   2.   T hough   t he   D P - CA C   r e m e d i a t e   t h e   fa i l u re s   of   t h e   H P - CA C,   i t   how e v e r ,   f a i l   t o   pr ovi d e     a   s a t i s fa c t ory   dropp i ng   pro ba b i l i t y   for   ha nd off   c a l l s .   It   how e ve r,   f a i l s   t o   d e c r e a s e   t h e   bl o c k i ng   prob a b i l i t y   of   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol         A o pt i m um   d y nam i c   pr i or i t y - bas e d   c a l l   adm i s s i on  c on t r ol   s c he m e   ( A ni k e   U c he nn a )   607   a   n e w   c a l l   t o   de s i ra b l e   l e ve l .   W e   t hus   prop os e   a n   opt i m a l   dyn a m i c   pri o ri t c a l l   a d m i s s i o c ont r ol     (O D P - CA C)  t a ke s   i nt o   a c c o unt   a for e m e n t i on e i s s ue s   a s s oc i a t e D P - CA s c he m e .   S e c t i on   3. pr e s e n t s     a   d e s c r i pt i on   of  t h e   O D P - CA C   s c h e m e .           F i gure   2 .   D yn a m i c   pr i ori t y   c a l l   a dm i s s i on   c o nt ro l   (D P - CA C)   F l ow c ha r t       3. 2 .     O v e r vi e w   of   th e   O D P - C A C   s c h e m e s   F or  t h e   propos e d   s c h e m e ,   w e   a dopt e d   a   dyn a m i c   a ppro a c h   for   CA C .   T h i s   i s   t o   a c c om m od a t e   for    t he   d i ve rs i t y   a s s oc i a t e d   w i t h   t h e   t r a ffi c   pa t t e rn   g e ne ra t e by   s m a r t e r   e nd   us e r   de v i c e s .   T he   p ropos e d     ODP - CA s c h e m e   us e s   r e ne got i a t i on ,   i n   e xpl ori n t he   unu s e ba ndw i dt h   o t h e   ne t w ork   a n d   i n   a s s i gni n re s ourc e   t o   s e rv i c e s   w h i c w e re   und e r   furn i s he d   w i t h   t h e i r   re qui r e d   ne t w ork   re s o urc e   a t   t he   po i nt   of   a dm i s s i on   i n t t h e   n e t w o rk.   T hi s   s c he m e   d i ff e rs   fro m   D P - C A s c h e m e   i n   t h a t   i t   u t i l i z e s   a   qu e ui n s ys t e m   t e nha nc e   t he   s uc c e s s   prob a bi l i t f or  n e w   c a l l s   a n a l s o   for   re t ra ns m i t t i ng   unus e ba ndw i dt h.     T he   a l go ri t hm   u t i l i z e s   t h e   e ff e c t i v e   l o a d   a s   a n   a d m i s s i on   re q ui re m e nt   a nd   a pp l i e s   va ry i ng   t hre s ho l ds   for  h a nd - off   a nd  n e w   c a l l s .   If  t h e   t ot a l   i ns t a nt a ne ous   us a ge   l oa d   oc c up i e d   by   e a c h   c on ne c t e c a l l   c l a s s   i s   l e s s   t ha n   1,   i . e . ,   1 w he re { 1 , 2 , , } ,   t h e   c l a s s   i s   s a i d   t o   be   us i n l e s s   t ha n   i t s   a l l o t t e fa i s h a re   ba ndw i dt h .   I t hi s   c a s e ,   t h e   m a xi m u m   b a ndw i dt h ,   i s   a s s i gne d   t t he   i n c o m i ng   c a l l s   e i t he r   fro m     t he   m a x i m u m   l o a di n g ƞ  ,   or   by   d e gra di ng   on goi n c a l l s   of   c l a s s   i   ( , { 1 , 2 , , } )   w i t h   hi ghe r va l ue s   t ha n   i . e . ,   > .   If     ba ndw i dt not   a va i l a bl e ,   b a ndw i dt h   i s   a l l o t t e d   fol l ow i n t he   s a m e   p roc e dur e   a s   a b ove .   I n e i t he r     nor    ba ndw i dt h   i s   a va i l a bl e ,   t h e   n e w   c a l l   i s   r e j e c t e d .     T he   op t i m a l   D P - CA C   s c h e m e   fl ow c ha rt   i s   s how i F i gur e   3 .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   1693 - 6930   T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol V ol .   18 ,   N o.   2 A pri l   2 020:    603   -   6 12   608       F i gure   3 .   O p t i m a l   d yna m i c   pri or i t y   c a l l   a d m i s s i on   c ont r ol   (O D P - CA C)  fl ow c h a rt       4.   S I M U LA TI O N   A N D   R ES U LT   A N A LY S I S   W e   a do pt e t he   t r a ffi c   m od e l   e s t a bl i s he d   i n   [9,   25] fo t hi s   s t udy .   M a rko m odul a t e poi s s on   proc e s s   (M M P P )   w a s   a s s u m e d   for   t ra ff i c   a rri v a l   pro c e s s e s   of  n e w   a nd   ha n doff   c a l l s ,   be l ongi ng  t o   e a c h   c a l l   c l a s s ,   w i t t r a ff i c   a rr i va l   r a t e s   of  ℎ1 , ℎ2 , 1 , 2 ,   for  re a l   t i m e   ( R T h a ndof f,   non - re a l   t i m e   (N RT )   ha n doff   c a l l s ,   re a l   t i m e   (R T ne w   c a l l s   a nd   non - re a l   t i m e   (N R T n e w   c a l l s ,   r e s pe c t i ve l y.   W e   c o m put e d   t h e   t he   t o t a l   a rri v a l   r a t e   of   t he   s ys t e m ,   us i ng  ( 4):       = ℎ1 + ℎ2 + 1 + 2                 (4)     S i m i l a r l y ,   t h e   c ha nne l   ho l di n t i m e   fo t h e   v a ri ous   c a l l   c l a s s   a re   e xpo ne n t i a l l d i s t ri b ut e w i t m e a n   va l u e   gi v e a s   1 w hi l e   t h e   qu e u i ng   t i m e   l i m i t   of   e a c h a ndo ff   c a l l s   c l a s s   i s   e xpo ne n t i a l l d i s t r i but e d   w i t m e a 1 U s i ng   t h e   a bov e   de f i ni t i ons ,   t he   g e ne ra t e d   l o a d   of  e a c t r a ffi c   c l a s s   ,   de no t e d   by     i s   gi v e by:     = 1                     (5)     T he   t o t a l   l oa o ffe r e d   t o   t h e   s ys t e m   i s   g i ve a s   ,   a nd   c o m pu t e us i ng   (6):     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol         A o pt i m um   d y nam i c   pr i or i t y - bas e d   c a l l   adm i s s i on  c on t r ol   s c he m e   ( A ni k e   U c he nn a )   609   = 1 ( ℎ1 + ℎ2 + 1 + 2 )                 (6)     t he   s i m ul a t i on  pa r a m e t e rs   f or  t he   pro pos e d   s c h e m e s   a re   pr e s e nt e i n   T a bl e   2 .       T a b l e   2 T a b l e   of   s i m ul a t i on  pa r a m e t e rs   P a ra m e t e r   V a l u e   Ra d i o   a c c e s e s   m o d e   W CD M A   (F D D u p l i n k   w i t h   p e rfe c t   p o w e c o n t ro l   Ch i p   ra t e   3 . 8 4   M c p s   S p re a d   s p e c t ru m   5 . 0   M H z   W CD M A   c h a n n e l   ra t e   2 . 0   M b p s   S l o t   d u ra t i o n   0 . 6 6 7   m s   F ra m e   d u ra t i o n   1 0   m s   D e d i c a t e d   c h a n n e l   ra t e s   1 2 . 2 ,   6 4 ,   1 2 8 ,   2 5 6 ,   3 8 4   k b p s   RT   a c t i v e   fa c t o (c l a s s   1   a n d   3 )   0 . 4   N RT   a c t i v e   fa c t o (c l a s s   2   a n d   4 )   1   M a x .   c e l l   l o a d   1 0 0 %   o p o l e   c a p a c i t y   Cl a s s   1 ,   2 ,   3 ,   a n d   4   l o a d   m a rg i n   0 . 3 5 ,   0 . 2 5 ,   0 . 2   a n d   0 . 2     P a c k e t   a rri v a l   P o i s s o n     P a c k e t   g e n e ra t i o n   t y p e   E x p o n e n t i a l   Q u e u e   t y p e   F IF A ,   P ri o ri t y   TTI   100       4. 1 .     S ys te m   p e r fo r man c e   me as u r e s   T he   f ol l ow i ng  s ys t e m   p e rfor m a n c e   m e t r i c s   a s   de s c r i be b e l ow   w a s   us e i e va l ua t i n g     t he   pe r for m a n c e   of   bot a l go ri t hm s .   a.   Ca l l   dr oppi ng  p roba bi l i t y:   t h i s   i s   c a l c ul a t e us i ng   (7)     =                 (7)     b.   Ca l l   b l oc ki ng   pro ba b i l i t y :   t hi s   i s   c o m put e d   us i ng   (8)      =                 (8)     G ra de   of   s e rv i c e   (G oS ):   t h e   G oS   i s   de f i ne a s :      = +                    (9)     w he re     i s   t h e   prob a bi l i t y   of   h a ndoff   f a i l ure ,   a n    i s   t he   b l oc ki ng   prob a bi l i t y   for   n e w   t ra ffi c   be l ongi ng   t (j   =   1 ,   2)  RT   a nd  N RT   r e s pe c t i ve l α  =   10   i nd i c a t e s   pe na l t w e i gh t   for   dropp i ng  a   h a ndoff   c a l l   re l a t i v e   t o   bl oc k i ng   a   ne w   c a l l .   It   i s   p e r t i n e nt   t o   m e nt i on   t ha t   i t   i s   a l w a ys   de s i r a bl e   t ha v e   s m a l l e r   G oS   v a l u e   a s   i t   i ndi c a t e s   i m prov e pe rf orm a nc e .   c.   S ys t e m   ut i l i z a t i o (U ):   t h i s   re pre s e nt   t he   m e a n   nu m be r   of  c on ne c t i ons   i n   e a c h   t r a ffi c   gro up  t ha t     t he   s ys t e m   c a n   a c c e pt   for   a   g i ve n   t ra ff i c   i nt e ns i t y.   It   i s   d e fi ne d   a s   . T h e   ba ndw i dt h   (   of   c on ne c t i on   i s   de fi n e d   by   t h e   l oa i nc r e m e n t ,   ƞ ,   s uc h   t h a t ,   = ƞ .   T he   a v e ra ge   s ys t e m   u t i l i z a t i on   i s   de f i n e a s :     = ( ) 4 = 1 . ( ) = ƞ ´ ƞ                  (10)     w he re ƞ ´ ,   i s   t he   a ve r a ge   u t i l i z e d   l o a d.     4. 2 .     S i mu l ati on   r e s u l ts   T hi s   s e c t i on   pr e s e nt s   t he   s i m u l a t i on   r e s ul t s   of   t h e   prop os e d   O D P - CA C   s c h e m e   a nd   t ha t   of     t he   D P - CA C   u nde r   t h e   s a m e   c ondi t i o ns .   A t   t he   e nd   of   e a c s i m u l a t i on   w e   obt a i ne d   a n   e va l ua t i on   of   c a l l   droppi n pro ba b i l i t y     a nd  c a l l   bl o c ki ng  p r oba b i l i t y    .   W e   a l s o bt a i n   t h e   m e a r e s our c e   ut i l i z a t i o w hi c h   i s   a n   i m p ort a nt   c ri t e r i on   f or   e v a l u a t i ng   t he   pe rfo rm a n c e   of   a ny   t ypi c a l   CA C   a l g ori t hm s .   It   i s   pe r t i n e n t   t o   m e nt i on   t ha t   i t   i s   a l w a ys   de s i ra b l e   t o   re a l i z e   a   n e t w ork   ut i l i z a t i on   of   a bou t   1 00% .   In   t he   s i m u l a t i on   r e s ul t s ,   a   p e rc e n t a g e   v a l ue   i s   us e d   t o   c om p a re   t he   pe rfor m a n c e   of   bot s c h e m e s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   1693 - 6930   T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol V ol .   18 ,   N o.   2 A pri l   2 020:    603   -   6 12   610   4. 2 . 1.   H an d off  c al l   d r op p i n g   p r ob ab i l i ty   In  a   t ypi c a l   n e t w or k,   t h e   drop   of   a   ha ndoff   t r a ffi c   i s   s i m i l a r   t o   a   dro ppi ng   a   fr e s c a l l   fro m     t he   p e rs pe c t i v e   o f   t h e   us e r .   T h us ,   i t   i s   d e s i re d   t h a t   t he   fr a c t i on  o f   t r a ffi c   t h a t   s uff e r   t hi s   l os s   b e   s i gni fi c a n t l y   l ow .   F i gur e   s how s   t he   ha n doff  c a l l   dropp i ng  p roba bi l i t c o m pa r i s on  o D P - CA a nd  O D P - CA for   di ffe r e n t   t r a ff i c   i nt e ns i t y.   It   i s   s e e t ha t   t h e   dr oppi n prob a b i l i t y   of  h a ndof c a l l   i s   s m a l l e t ha t h a t   of   ne w l a dm i t t e d   c a l l s .   S i m i l a rl y ,   F i gu re   5   s how s   t ha t   t h e   t r a ffi c   l o a d   of   t he   n e t w o rk   i n c re a s e s ,   a s   a   r e s ul t   of   t he   CA C   ope ra t i on.   Bu t   n s i gni f i c a nt   i m pro ve m e n t   w a s   obs e rv e f ro m   b ot h   s c h e m e s .     4. 2 . 2.   N e w   Tr affi c   b l oc k i n p r ob ab i l i ty   F i gure s   5   c om p a r e s   t he   p e rfor m a nc e   of   t h e   ne w   c a l l s   bl oc k i ng  p roba bi l i t y   o our   prop os e d   op t i m a l   DP - CA s c he m e   w i t h   t ha t   of   D P - CA C   s c he m e .   A s   a n t i c i p a t e d,   t hi s   f i gur e   s how s   a   l i ne a r   r e l a t i ons hi p   be t w e e n   t ra ff i c   i nt e ns i t y   a n d   l os s   for   b a ndw i dt h   d e m a nd i ng   s e rvi c e s .   T hus ,   re s u l t i ng   i n   a n   i n c r e a s e   drop   r a t e   for  n e w   t ra ff i c s .   O ur   prop os e s c he m e   ou t pe rfor m e d   t h e   D P - CA by   a n   a ve r a ge   p e rc e nt a ge   v a l u e   o 15 . 7%   i m pro ve m e n t .   T hi s   i s   ow i ng  t t he   fa c t   t h a t   t h e   s c he m e   off e rs   l e s s   bl oc k i ng  t fre s h   t r a ffi c   w h i l e   s a t i s f y i ng   t he   Q oS   a nd  G oS   de m a n ds   of  o t he r   s e rv i c e s   a l re a dy  a dm i t t e i nt o   t h e   n e t w ork .   T he   O D P - CA s c h e m e   i s   a bl e   t o   a c hi e ve   t h i s   for  n e w l y   ori gi n a t i ng  c a l l s ,   by  a l l oc a t i ng   ba ndw i dt h   t t he   l ow e pr i ori t c l a s s   w hi c go t   a   l e s s e r   re s ou rc e   e i t he r   fro m   t he   unus e d   b a ndw i dt h   of   t h e   ne t w ork   or   by   de g ra d i ng   t h e   ov e r l oa d e d   hi gh e r   pri ori t y   c a l l   r e qu e s t s .     4. 2 . 3.   G r ad e   of   s e r vi c e   T he   G oS   a ga i ns t   t ra f fi c   i n t e ns i t y   fo r   a n   a ggr e g a t i on   of   t r a ffi c   de m a nd   i s   d e pi c t e d   i n   F i gur e   6 .     T he   i m prov e p e rfor m a n c e   of  t he   O D P - CA C   ove t h e   D P - CA by  a a v e r a ge   pe r c e n t a g e   v a l u e   of     5. 4%   c om e s   from   t he   us e   of   que ui ng   t o   e n ha n c e   t he   ne w   c a l l   s u c c e s s   pro ba b i l i t y   ( i . e . ,   on e   m i nus     t he   bl o c k i ng  prob a bi l i t y).       4. 2 . 4.   U ti l i z ati on   F i gure   7   s how s   t h e   s ys t e m   u t i l i z a t i on   c om pa r i s on   of   o ur   pr opos e d   O DP - CA C   s c he m e   w i t h   t h a t   of   DP - CA s c h e m e .   It   c a b e   no t e d   t h a t ,   t he   ut i l i z a t i o of  O D P - CA s c he m e   ou t pe r form   t h a t   off e re d   by     DP - CA s c he m e   a s   re s ul t s   s how s   a a ve r a ge   ut i l i z a t i on  i m prov e m e nt   of  0 . 35 p e rc e nt a g e   va l u e .   A t   h i gh   t ra ff i c   i nt e ns i t y   t h e   O D P - CA C   s c h e m e   w a s   a l s o   a b l e   t o   a c hi e v e   a   c e l l   c a p a c i t y   u t i l i z a t i on   of   98% .   T h i s   i s   a t t r i bu t a b l e   t t he   f a c t   t ha t   t h e   O D P - CA s c he m e   w a s   c a pa bl e   o re r out i ng  t he   u nus e ne t w ork  r e s ourc e s   by   dyna m i c a l l y   c o nt ro l l i ng  pri or i t y   l e v e l   of   que ue d   t r a ff i c .             F i gure   4 .   H a ndoff   t r a ff i c   drop pi ng   pro ba b i l i t y   a g a i ns t   t ra f fi c   i nt e ns i t y           F i gure   5 .   N e w   t ra ff i c   b l oc k i ng   prob a bi l i t a g a i ns t   t ra ff i c   i n t e ns i t y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol         A o pt i m um   d y nam i c   pr i or i t y - bas e d   c a l l   adm i s s i on  c on t r ol   s c he m e   ( A ni k e   U c he nn a )   611       F i gure   6 .   G oS   a g a i ns t   t ra f fi c   i nt e ns i t y           F i gure   7 .   S ys t e m   u t i l i z a t i on   a s   a   fun c t i on    of  t r a ff i c   i n t e ns i t y       5.   C O N C LU S I O N     In  t h i s   s t udy ,   a o pt i m a l   d yna m i c   pr i ori t c a l l   a d m i s s i o c o n t rol   (O D P - CA C)  s c he m e   w a s   pro pos e d .   T he   s c h e m e   w a s   e x t e n de d   t o   W CD M A   by   us i ng   a d a pt i v e   l oa di ng  r a ng e   o ƞ 1 , ƞ 2 , ƞ 3   a nd   ƞ 4   i ord e t a s s i gn  pri ori t y   t o   h a ndo ff  RT   r e que s t ,   h a ndoff   N R T   re que s t ,   ne w   RT   re q ue s t   a nd   ne w   N R T   re qu e s t   r e s pe c t i ve l y.   O w i ng  t t he   dyn a m i s m   c u rre n t l y   a s s o c i a t e w i t h   e n d   us e r   de v i c e s   a t t ri bu t a bl e   t t he   de m a nd  for  c onn e c t i vi t y   for   a l l   t hi n gs ,   w e   pro pos e d   a a d a pt i ve   CA C   pol i c y   t o   e nha nc e   t he   3G   s ys t e m   p e rfor m a nc e .     T he   m os t   s i gni f i c a nt   a dva nt a ge   of  t h e   n e w   p ropos e s c h e m e   i s   i t s   dy na m i c   b e h a vi or   w hi c h   a l l ow s   for  fl e x i bl e   a da p t a t i o t t he   c on t i nu ous l y   c h a ng i ng  n e t w o rk  pa ra m e t e rs ,   w h i c h   i s   t he   m a i s hor t c o m i n of     t he   t r a di t i on a l   ba ndw i d t h - b a s e d   s ol u t i on .   Re s ul t s   ob t a i ne fro m   s i m ul a t i on   i nd i c a t e s   t ha t   by   de g ra d i ng     t he   h a ndoff   c a l l   re que s t   w h e n   no t   e ff e c t i v e l y   u t i l i z e   a n by  e xpl o ri ng   a nd   re t ra ns m i t t i ng   t h e   unus e ne t w ork   re s ourc e s ,   i t   i s   pos s i bl e   t de c re a s e   t h e   l os s   r a t e   f or  n e w   t r a f fi c   de m a nd.   S i m i l a r l y,   ou f i ndi ngs   r e v e a l   t ha t   i a ddi t i on   t o   be t t e p e rfor m a nc e   i n   Q oS   pro vi s i o ni ng   t h e   O D P - CA s c he m e   a l s a c h i e v e s   a   be t t e n e t w or re s ourc e s   us a ge .   S i gni f i c a nt   i m prov e m e nt   ha s   be e r e a l i z e d   by  us i ng  qu e u i ng  t e nha nc e   t he   l ow e pr i ori t y   c l a s s   (i . e . ,   ne w   c a l l s   re q ue s t )   a nd   by   m e a ns   of   l ow e ri n t h e   a s s oc i a t e d   dro ppi n prob a bi l i t y   of   ne w   t ra ff i c   w i t h   t he   r e s ul t a n t   i m prov e m e n t   i n   t h e   ut i l i z a t i on   of   c e l l   c a pa c i t y .   H ow e ve r ,   t h i s   c o m e s   a t   t h e   de t ri m e nt   of   ot he r   hi gh e r   pr i ori t y   c l a s s .   F urt h e r   r e s e a r c h   i s   t hus   r e c o m m e nd e d   i n   t hi s   a re a   t o   i m prove   fa i rne s s   of     t he   propos e d   O D P - CA s c he m e .       R EF ER EN C ES   [ 1]     Y a J . ,   X i a L . ,   N i e   C . ,   W ong   D . T . C . ,   a nd   C h e w   Y . H .   R e s o ur c e   a l l oc a t i on   f or   e nd - to - e nd   Q o S   pr o vi s i o ni n i n   a   hybr i d   w i r e l e s s   W C D M A   a nd   w i r e l i ne   I P - ba s e d   D i f f S e r v   ne t w or k ,   E u r .   J .   O p e r .   R e s .   v ol .   19 1,   n o.   3 ,     pp.   11 39 1 160 ,   2008 .   [ 2]     P a t i l   G .   U   a nd   D e s h m ukh  C .   N . ,   C A C   S c he m e   f o r   3G   W i r e l e s s   C e l l u l a r   N e t w or k s   w i t h   Q oS   P r ov i s i o ni n a n d   Q ue ui ng   T r a f f i c ,   I nt e r na t i ona l   J o ur n al   o f   R e s e a r c h   i n   C om pu t e r   E ng i n e e r i ng   and   E l e c t r on i c s ,   vo l .   2 ,   no .   1,     pp.   1 5,   20 13.   [ 3]     A j i b A . C h i na e ke - O gb uka   I . U d e c h ukw u   F . ,   C o m p a r a t i ve   a na l ys i s   of   L T E   ba c kbo ne   t r a n s po r t   t e c h ni que s   f or   e f f i c i e nt   br o a db a nd  pe ne t r a t i o i a   he t e r oge ne ou s   n e t w o r m or p h ol og y,   T E L K O M N I K A   T e l e c om m un  C om pu t   E l   C ont r ol ,   vo l .   17 ,   no .   5,   pp .   2 22 6 - 2 234 ,   201 9.   [ 4]     A be di S . ,   A l a m   G . ,   K a z m i   A . ,   T r a n   N . ,   N i y a t o   D . ,   H ong   C . ,   R e s o ur c e   a l l oc a t i on   f o r   U l t r a - R e l i a b l e   a nd   E nh a nc e d   M ob i l e   B r oa db a nd   I oT   A pp l i c a t i o ns   i F og  N e t w o r k ,”   I E E E   T r ans a c t i on s   on  C om m un i c a t i ons ,   v ol .   67 ,   no.   1   pp.   48 9 - 5 02 2 019 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   1693 - 6930   T E L K O M N IK A   T e l e c om m un   Co m put   E l   Con t rol V ol .   18 ,   N o.   2 A pri l   2 020:    603   -   6 12   612   [ 5]     S a l l a b i   F . ,   S hu a i b   K . ,   a n S h a f i qu e   M . ,   Q u a l i t o f   S e r v i c e   pr o vi s i oni n f or   U M T S   n e t w o r us e r s   w i t i m m e di a t e   a nd  a dv a nc e   r a d i o   r e s o ur c e   r e s e r va t i ons ,   J our nal   o f   t h e   F r an k l i n   I ns t i t ut e ,   vo l .   1 04 ,   n o.   6 ,   pp .   4 68 4 79 ,   2006   [ 6]     K u m a r   S . ,   A   C o m p a r a t i ve   S t udy   o f   C a l l   A dm i s s i on  C ont r o l   i n   M ob i l e   M u l t i m e d i a   N e t w or k s   us i ng   S o f t   C om p ut i ng ,   I nt e r na t i ona l   J ou r na l   of   C om p ut e r   A pp l i c a t i ons ,   vo l .   107,   n o.   16 ,   pp .   5 11 ,   201 4.   [ 7]     A l hi hi   M. ,   K hos r a vi   M. ,   A t t a r   H. ,   S a m our   M . ,   D e t e r m i ni n g   t he   O pt i m u m   N u m be r   o f   P a t h s   f or   R e a l i z a t i on  o f     M ul t i - p a t h   R ou t i ng   i n   M P L S - T E   N e t w o r ks ,   T E L K O M N I K A   T e l e c om m un   C om pu t   E l   C o nt r ol ,   v ol .   15 ,   no .   4 ,     pp.   17 01 - 1709 201 7 .   [ 8]     A l qa h t a ni   S .   A . ,   a nd   M a h m ou A .   S . ,   P e r f or m a nc e   a na l ys i s   o f   t w o   t h r ou ghpu t - ba s e d   c a l l   a d m i s s i on   c on t r o l   s c he m e s   f o r   3G   W C D M A   w i r e l e s s   ne t w or ks   s up por t i ng  m u l t i s e r vi c e s ,   C om pu t e r   C om m un i c at i on s ,   vo l .   31 ,   no.   1 ,     pp.   49 57 ,   2008 .   [ 9]     O s uw a gu   H .   O ,   A j i b A .   C . ,   U gw ua ny i   S .   O ,   N w a c h i - I kp J . ,   a nd   A ni   C .   I . ,   D y na m i c   ba ndw i dt s c he d ul i ng  f o r   W C D M A   up l i nk   t r a ns m i s s i on ,   I nt e r n at i on al   J our nal   o f   Sc i e nt i f i c   &   E ng i ne e r i ng   R e s e a r c h ,   vo l .   8,   n o.   2 ,     pp.   79 8 - 8 05,   2 017 .   [ 10]     Se t i y o   B . ,   a n A r i s s e t y a n t o   N . ,   A   N e w   M o de l   of   G e ne t i c   Z on e   R out i ng   P r o t oc o l   ( G Z R P ) :   T he   P r o c e s s   o f   L oa d   B a l a nc i ng   a nd   O f f l oa d i ng   o t he   U M T S - I E E E   802 . 11 H y br i d   N e t w or ks ,   T E L K O M N I K A   T e l e c om m u C om p ut   E l   C ont r ol ,   vo l .   15 ,   no .   2,   pp .   598 - 60 5,   20 17 .   [ 11]     L e ong   C .   W . ,   Z hu a ng  W . ,   M e m be r   S . ,   a n C h e ng  Y . ,   O p t i m a l   R e s our c e   A l l oc a t i on   a nd   A da pt i ve   C a l l   A dm i s s i on   C ont r ol   f or   V oi c e / D a t a   I n t e g r a t e d   c e l l ul a r   ne t w o r ks ,   I E E E   T r a ns a c t i ons   on   V e hi c ul ar   T e c h no l ogy ,   vo l .   55 ,   n o.   2 ,     pp.   65 4 66 9,   20 06.   [ 12]     C he n   W . ,   Y u   J . ,   P a n   F . ,   O p t i m a l   p r i or i t y - ba s e d   c a l l   a d m i s s i on   c on t r o l   s c he m e   f o r   Q oS   p r ov i s i on i n g   i n   he t e r o ge n e ous   w i r e l e s s   ne t w o r ks ,   J our nal   o f   N e t w or k s ,   v ol .   6,   no .   2,   pp .   319 - 329 ,   201 1.   [ 13]     K h a nj a r i   S .   A . ,   A r a f e h   B . ,   D a K . ,   a nd  N .   A l z e i d i ,   B a ndw i dt b or r ow i n g - b a s e Q oS   a pp r oa c f o r   a d a p t i v e   c a l l   a dm i s s i on  c on t r o l   i m u l t i c l a s s   t r a f f i c   w i r e l e s s   c e l l u l a r   n e t w o r ks ,   I nt e r na t i ona l   J our nal   o f   C om m un i c a t i on   Sy s t e m s ,   vo l .   26 ,   no .   7,   pp .   811 - 83 1,   20 11 .   [ 14]     H u a ng  Q . ,   C h e H .   M . ,   K K .   T . ,   C ha S . ,   C h a K .   S . ,   C a l l   A dm i s s i o C o nt r ol   f or   3G   C D M A   N e t w or ks   w i t D i f f e r e nt i a t e Q o S ,   I n t e r n at i on al   C on f e r e nc e   o R e s e ar c h   i N e t w or k i ng,   p p.   63 6 64 7,   20 02 .   [ 15]     C a r va l h G .   H .   S . ,   W oung a ng   I . ,   A npa l a g a n   A . ,   C ou t i nho   R . W .   L . ,   a n C os t a   J .   C .   W .   A . ,   A   s e m i - M a r kov   de c i s i on   p r oc e s s - b a s e d   j o i n t   c a l l   a d m i s s i o c on t r ol   f or   i n t e r - R A T   c e l l   r e - s e l e c t i on   i n   ne xt   g e ne r a t i on   w i r e l e s s   ne t w o r k s ,   C om put .   N e t w or k s ,   vol .   57 ,   no .   1 7,   pp .   354 5 35 62 ,   2 01 3.   [ 16]     K a ur   S . ,   S e l va m u t hu  D . ,   A da p t i ve   j o i n t   c a l l   a d m i s s i on  c on t r ol   s c he m e   i L T E - U M T S   ne t w or ks ,   I n   2014   I E E E   I nt e r n at i on al   C on f e r e n c e   on   C om m un i c a t i on ,   N e t w or k s   and   Sa t e l l i t e   ( C O M N E T SA T ) ,   pp .   63 - 70 ,   2 013 .   [ 17]     C he H . ,   K u m a r   S . ,   a n K uo  C .   C .   J . ,   Q oS - a w a r e   r a di o   r e s our c e   m a na g e m e n t   s c he m e   f o r   C D M A     c e l l u l a r   n e t w o r k s   b a s e o d yna m i c   i n t e r f e r e nc e   gu a r m a r g i n   ( I G M ) ,   C om p ut .   N e t w or k s ,   vo l .   4 6,   no .   6 ,     pp.   86 7 87 9,   20 04.   [ 18]     W a ng   L .   a nd   Z hua ng   W . ,   A   C a l l   A d m i s s i on   C on t r o l   S c he m e   f or   P a c k e t   D a t a   i n   C D M A   C e l l u l a r   C om m un i c a t i on s ,   W i r e l .   C om m un .   I E E E   T r a ns ,   vol .   5 ,   n o.   2 ,   pp .   4 06 41 6,   20 06.   [ 19]     H ua ng   L .   a n K uo   C .   J . ,   D yna m i c   C a l l   A dm i s s i on   C on t r ol   w i t J oi nt   C o nne c t i on - l e ve l   a nd   P a c ke t - l e ve l   Q oS   S uppo r t   i n   W i r e l e s s   M ul t i m e di a   N e t w o r ks ,   I E E E   Sy m p os i um   o R e a l - T i m e   and   E m be dde d   T e c hno l og i e s   an d   A ppl i c a t i o ns ,   M a y   200 4.   [ 20]     R e j e S .   B . ,   N a s s e r   N . ,   T a b ba n e   S . ,   A   n ove l   r e s ou r c e   a l l oc a t i o s c he m e   f or   L T E   ne t w o r k   i n   t he   p r e s e nc e   o f   m ob i l i t y ,   J ou r na l   of   N e t w o r k   and   C om p ut e r   A pp l i c a t i o ns ,   vol .   46 ,   pp.   35 2 - 6 1,   20 14.   [ 21]     L i z h ong   L . ,   B i n   L . ,   B L . ,   a nd  X i - R e n   C . ,   P e r f or m a n c e   A na l ys i s   of   B a n dw i d t h   A l l oc a t i on s   f o r   M u l t i - s e r vi c e s   M ob i l e   W i r e l e s s   C e l l ul a r   N e t w or k s ,   P r o c .   I E E E   W i r e l .   C om m un.   N e t w .   C o nf . ,   2 003 .   [ 22]     W .   L .   a nd  D .   P .   A .   H a i t a ng  W a ng ,   D y na m i c   A d m i s s i on   C on t r o l   a nd  Q oS   f o r   802 . 1 W i r e l e s s   M A N ,   Sy m p os i um ,   2005   W i r e l e s s   T e l e c om m u ni c at i on s ,   2 005 .   [ 23]     W e i   D . ,   A n s a r i   N . ,   I m pl e m e n t i n f a i r   b a ndw i dt a l l oc a t i on  s c h e m e s   i ho s e - m ode l l e V P N ,   I E E   P r oc e e d i ng s - C om m uni c at i on s ,   v ol .   151 ,   no .   6 ,   pp .   521 - 8 ,   D e c .   2 004 .   [ 24]     K ok i l a   S . ,   S ha nk a r   R . ,   D a na nj a ya n   P . ,   P e r f or m a nc e   a na l ys i s   o f   dua l   t hr e s h ol d   c a l l   a d m i s s i on   c ont r o l   i n   3G / W L A N   c oup l e d   n e t w o r k ,   I n   I E E E - I n t e r na t i ona l   C onf e r e nc e   o A dv an c e s   i n   E ng i n e e r i ng ,   Sc i e nc e   an d   M an age m e nt   ( I C A E S M - 201 2) ,   2012 .   [ 25]     A ugus t i ne   A . ,   C h ukw ud i   I . ,   C o s m a s   A . ,   P e r f or m a nc e   E va l ua t i on   o f   E n t e r pr i s e - W i de   N e t w o r k   t ha t   I t s   B a c k bone   I s   B a s e d   on  L e a s e T r un k,   I nt e r n at i ona l   J our na l   o f   C om m un i c at i on s ,   N e t w o r k   and  Sy s t e m   Sc i e n c e s ,   v ol .   8 ,   n o.   10 ,   pp.   39 9 - 4 07,   2 015 .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.