Integrált hálózati technológiák laboratórium -br/ Location Area tervezés

Ez az oldal a korábbi SCH wiki-ről lett áthozva. Az eredeti változata itt érhető el.

Ha úgy érzed, hogy bármilyen formázási vagy tartalmi probléma van vele, akkor kérlek javíts rajta egy rövid szerkesztéssel.

Ha nem tudod, hogyan indulj el, olvasd el a migrálási útmutatót

-- Bazsi - 2008.04.16.

A labor helye

IB.113

Mérési útmutatók

• Mérési útmutató

Kidolgozott beugró kérdések

Miért van szükség Location Area-k kialakítására?

A jelzések csökkentése érdekében ún. Location Area-kat lehet kialakítani, ami azt jelenti hogy több cellát egy adminisztrációs egységbe vonunk össze és együtt kezeljük a jelzésforgalmukat. Ily módon az egységen belüli cella váltások rejtve maradnak a felső hierarchia szintek előtt. Ami azt jelenti, hogy csak akkor keletkezik többlet jelzés, ha az egységek (Location Area-k) határát lépi át a mobil terminál. Mivel ez sokkal ritkább mint a cellahatár átlépés, így a jelzés üzenetek száma csökkeni fog.

Milyen két egymásnak ellentmondó szempont nehezíti a Location Area optimalizálást?

Ha több cellát vonunk össze egy LA-ba, akkor a LA-k közötti váltások száma csökkeni fog, így a hely információt hordozó (location update) üzenetek száma is kisebb lesz a szokásosnál. Viszont ha túl sok cella tartozik egy LA-ba, a hálózatba bejövő hívás sok paging üzenetet (a paging eljárás arra szolgál hogy megtaláljuk azt a cellát, amelyben az a mobil terminál tartózkodik, amelyiknek épp hívása érkezett) a fog generálni, ugyanis minden cellába ilyen üzenetet kell kiküldeni hogy megtaláljuk vajon melyikben tartózkodik az adott mobil. Ha kevesebb cellát vonunk össze egy ilyen egységbe, akkor nem kell annyi paging üzenetet kiküldeni (így kevésbé terheljük a csatornákat és a feldolgozási idő is lecsökken), de viszont ilyenkor meg növekszik az LA váltások száma (mivel kisebbek). A két egymásnak ellentmondó szemlélet között kell megtalálni a kompromisszumot.

Miért van szükség pagingre?Vezesse le a paging költségfüggvényt egy Location Area-ra!

Amikor hívás érkezik a mobil hálózatba, a mobil kapcsoló központ minden hozzá tartozó bázisállomáshoz kiküldi a paging üzenetet, hogy megtalálja a mobil terminál tartózkodási helyét. Így az adott LA-ban minden cellába beérkeznek a paging üzenetek, annak ellenére hogy csak egyikük fog felelni, ahol éppen a mobil pillanatnyilag van. Az i. LA-ra vonatkozó paging költségfüggvény:

[math] Cpi = \sum_{j=1}^{K}Ni*Lj*Bp [/math]

• Ni a cellák száma az i. LA-ban
• Lj a bejövő hívások száma az adott j. mobil terminálon
• Bp a paging üzenet sávszélessége
• K a mobil terminálok száma az adott i. LA-ban

Írja le a Location update költségfüggvényt egy Location Area-ra.

Az i. LA vonatkozó location update költségfüggvény:

[math] Clui = Blu * \sum_{j=1}^{B}qj [/math]

• Blu a location update üzenet átvitelére szükséges sávszélesség
• B a külső cellahatárok száma
• qj a j. cellahatár átlépési intenzitása

Mi a különbség az alap és a kiterjesztett alap algoritmus között?

Az alap algoritmusban a kapott LA struktúra költsége függött attól, hogy a futtatás elején mekkora N paramétert adtunk meg. A kiterjesztett alap algoritmus végigpróbálja, hogy a szóba jövő N értékek közül melyik érték adja a legkisebb költségű LA struktúrát, és végül ezzel az N értékkel futtatja az alap algoritmust.

Írja le az újrarendező algoritmus működését!

Vegyünk két olyan cellát, melyek szomszédosak, de nem tartoznak egy LA-ba. Próbáljuk meg átrakni az egyik cellát a másik cella LA-jába. Ezután futtassuk a költségszámító függvényeinket, és ha a kialakított új LA-struktúra kisebb költségű, mint az eredeti, akkor véglegesítsük az új struktúrát. Előfordulhat azonban olyan eset, amikor az egyik LA-ból a másikba mozgatott cella eredeti LA-ja az áthelyezés miatt két, topológiailag különálló részre esik szét. Ilyen LA-ákat tartalmazó struktúra elvileg megengedett, de a költséghatékonyság szempontjából mindenképpen elkerülendő. A szétesett LA két különálló része között nincs cellaváltás, így azzal hogy egy LA-ba tartoznak nem csökken a cellaváltás költsége. Ráadásul, ha bármelyik cellába hívás érkezik, a paging üzeneteket minden cellába ki kell küldenünk. A két különálló részt érdemes tehát két külön LA-ra bontani mivel így nagymértékben csökkenthetjük a paging költséget amellett, hogy a cellaváltás költsége nem változik. Ez a lépés azért is fontos, mert az algoritmus így képes a kiindulási struktúrában levő LA-k számát növelni. Könnyen előfordulhat ugyanis, hogy a cella-rendszerben az optimális struktúra több LA-ból áll, mint az újrarendező algoritmus bemeneti struktúrája, ekkor pedig szükség lehet a LA-k számának szaporítására. A széteső LA-k felbontásával ilyen esetekben is jó esély van arra, hogy az újrarendező algoritmus egy optimálishoz közeli LA-struktúrát találjon. A fenti lépéssorozatot folytassuk az összes lehetséges szomszédos cella-párra ugyanígy, ez lesz egy javítási kör. Mindaddig folytassuk a javítási körök futtatását, amíg egy teljes kör lefutása során sem tudunk javítani a struktúrán, hiszen ilyenkor biztosítva van, hogy a rákövetkező körben sem sikerül már javítanunk.

Hogyan épül fel a LA tervező program?

A program alapvetően két részből áll. Az egyik része tulajdonképpen egy szimulátor, mely megadott bázisállomás-elrendezésre és úthálózatra szimulálja a mobil terminálok mozgását és a hozzájuk beérkező hívásokat. Az ebből nyert adatokat használja fel a program másik része, mellyel az implementált LA formáló algoritmusokat lehet futtatni, és hatékonyságukat összehasonlítani.