行動數據通訊網路基於理論之動態重配置與可適性資源管理機制及效能分析

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(1)行動數據通訊網路基於理論之動態重配置與可適性資源管理機制及效能分析許家豪柯開維吳和庭蔡鎮年國立台北科技大學資訊工程系 s2598016@ntut.edu.tw, kwk, htwu@csie.ntut.edu.tw, s3419009@ntut.edu.tw. 摘要. 步，各式各樣配合階層式編碼（layered encoding）技術的影音串流服務（streaming service）也因應而. 本論文旨在探討無線網路頻寬資源使用上的. 生，使用者可於任何時刻、任何地點透過手持裝置. 問題，期盼能夠在滿足一定的 QoS (Quality of. （如 PDA、行動電話等）盡情享用影音等需要大. Service)的前提之下，找出最佳的頻寬配置方法。. 量傳輸流量的服務，而不必局限於固定時空之下以. 在本論文中，要解決的問題包括：允入控制. 及忍受早期因頻寬不足而造成影音畫面斷斷續續. (admission control)、遞交呼叫的阻斷機率(handover. 的情況。. call blocking probability)以及頻寬資源管理等。提. 我們將使用者的通訊連線分成新呼叫（new. 出一個以無線通訊系統架構為基礎的串流服務情. call）與遞交呼叫（handover call），我們所在意的. 景，試著在「Single-Media 及 Multirate」服務層級. 是當行動使用者因移動而遞交到其它基地台的服. 下，以馬可爾夫決策過程理論(Markov Decision. 務範圍時，為了維持其服務品質，必須為遞交通話. Process, MDP)為基礎，設計出多種頻寬資源管理方. 給予某種程度的保護，使通訊不因基地台間的遞交. 案，導入合理數據比較後找出最好的配置方法，讓. 而造程過於頻繁的中斷，而影響通訊品質。類似這. 珍貴的頻寬資源發揮其最大效用。. 樣的問題都得靠良好的允入控制策略來解決，本論. 關鍵詞：可適性、資源重配置、馬可爾夫決策過程. 文便是想提出一個最佳的允入控制策略，來解決單一媒體通訊網路對頻寬資源使用率與保護遞交呼. 一、緒論. 叫等的問題。在無線資源管理的研究中，己有許多方法被. 隨著無線行動通訊技術與時俱進，以及電信. 提出來解決行動通訊系統允入控制及遞交呼叫的. 自由化和使用者對無線頻寬數量無限需求的推動. 問題[1-6]。傳統上，用來管理無線頻寬資源常見的. 下，無線行動通訊的技術已有顯著的進步，從最早. 做法有「 complete. 只能提供類比式語音服務的第一代行動通訊系統. sharing 」、「 complete. partitioning」、「reservation」及「threshold」這三種，. 開始，如今已進入可提供影音數據傳輸等需要耗費. 在文獻[7]裡證明 threshold 策略是三者間最好的，. 大量無線頻寬資源服務的第三代行動通訊（3G）. 但無論如何，都不能算是最佳化的策略。有研究提. 系統的時代，並朝第四代行動通訊（4G）系統邁. 出以馬爾可夫決策程序（Markov Decision Process,. 進。. MDP）為基礎的允入控制策略[3-6]，文獻[8]更證面對無線傳輸品質如此巨大的進步，傳統的. 明此種方法能夠為我們求得最佳的資源管理機制。. 文字或語音服務項目不僅無法符合廣大行動使用. 本論文共分七節。第一節為緒論，敘述本研. 者（mobile user）的需求，也無法將行動通訊系統. 究之背景與動機。第二節說明無線行動通訊的技術. 真正的效能發揮出來，再加上影像壓縮技術的進. 背景。第三節介紹串流服務的應用。第四節則是系 1.

(2) 三、串流服務. 統環境的描述。第五節為本論文所提出的三種允入控制策略。第六節則是數值分析的結果。最後第七節則是結論。. 串流（streaming）技術，簡單地說就是使用者在播放（playing）放某個檔案時，仍然能夠同時下. 二、背景回顧. 載它，存於緩衝區（buffer）內。當有即時應用（real-time application）的數位資訊以串流技術要. 這裡將不詳細介紹無線通訊系統實際運作方. 傳送給觀看者（viewer）或收聽者（listener）時，. 法，僅從 3G[9]中選擇一個較著名的系統來介紹其. 這種傳輸方式並不要求在傳輸過程中能夠做到低. 在通道上的使用方法，讓大家更加瞭解「頻寬資源」. 延遲（low delay），但在使用過程中要能夠達到低. 的意義，以便和本論文所提出之頻寬配置法做一個. 間斷（ low jitter ）以及媒體同步（ media. 對應。以下便針對 CDMA 無線通訊系統，在資源. synchronization）的播放服務品質，而這便是依靠. 配置方法上做一個簡單的介紹。. 緩衝技術（buffering techniques）做到的。. 寬頻分碼多工存取（Wideband Code Division. 這樣的特性剛好符合媒體（media）服務的需. Multiple Access，WCDMA）系統是 IMT-2000 從. 求，也因此又被稱為「媒體串流（streaming media）. 各組識所提出的提案中，審核出做為無線傳輸技術. 服務」，然而各種使用於網際網路上之媒體串流服. 的標準之一，主要是以高傳輸速率以及整合多樣化. 務，其項目非常多樣化，除了娛樂類的，也包含了. 服務項目為主要訴求。. 其它應用，例如視訊會議、遠距教學以及隨選視訊. 在 WCDMA 的空中介面裡和 GSM 的 TDMA. （video-on-demand）等媒體服務。其他較為大家所. 有所不同，而是使用分碼多工存取（Code Division. 熟悉的應用項目還有，「Internet Multimedia」、. Multiple Access, CDMA）的技術，調變技術則採用. 「 Interactive. 直接序列展頻碼（ Direct Sequence Spreading. Communication」、「Video Storage」、「Multimedia. Code），使不同實體通道間的使用者可以使用相. Email」、「Database Services and Archives」及「Video. 同的頻率而不受干擾。每位行動使用者之間使用不. Surveillance」等等。. Video. Games 」、「 Personal. 同且彼此之間具有正交性（orthogonality）的通道. 在單一媒體串流服務裡，假如我們僅提供一份. 碼（channelization code），然而頻道資源是依據正. 固定的速率（bitrate）、固定視訊品質的資料給使用. 交展頻碼（Orthogonal Spreading Code）的分配使. 者，假使這裡所提供的是最低頻寬保證值，相信一. 用而定。WCDMA 所採用的編碼技術為正交可變. 定沒辦法滿足大眾使用者的需求，礙於無線頻寬資. 展頻係數碼（Orthogonal Variable Spreading Factor. 源有限，於是有一種做法被提出來，即採用可調節. Code, OVSF code），而展頻碼的編碼則以 OVSF 碼. 式視訊編碼（scalable video coding）的方式，其做. 樹（code tree）來表示，而每筆資料符號所能延展. 法是將一份資料（可能是視訊或音訊資料）壓縮成. 的數目我們稱之為展頻係數（spreading factor），. 很多不同品質的串流資料，形成一種階層式編碼. 使用者的傳輸速度則依據展頻係數的長短而定，係. （layered encoding）的方式，如此便可依通訊狀況. 數愈小者速度愈快，但相對的在這個頻道裡頭所能. 做選擇，也稱為時變（time-varying）頻寬或可適. 提供的使用連線數量就會相對地減少。在 3GPP. 性（adaptive）媒體，來決定要以何種編碼方式，. （The 3rd Generation Partnership Project）的規格. 用多重速率（multirate）將資料傳送出去。例如，. 中，展頻係數的範圍是從 4～256。因此我們便將. 有使用者在觀看網路電視時，當網路傳輸速度慢. 展頻係數視成在 WCDMA 裡頭的頻寬資源分配的. 時，我們便提供一個品質較差、每秒畫格數較少、. 基本單位。. 速率較低的視訊服務給使用者，一旦網路所能負荷 2.

(3) 了頻寬資源的浪費。. 的傳輸量增加時，便改變編碼方式，改成傳送視訊品質較佳的畫面內容給使用者觀看。. 在加入各種考量之後（如保證遞交呼叫阻擋機. 在現行的各種視訊編碼技術或標準已能提供. 率的最高上限等），配合適當的機制（如編碼機制、. 彈性以適應不同速率環境。例如：H.263 可以做超. 可適性調整機制等），設法讓有限的無線頻寬資源. 低速率（約 10Kbps）視訊會議編碼；H.261 編碼則. 發揮其最大效用，也就是設法將資源使用率（定義. 可達到 64Kpbs～1.92Mbps；可以做交錯畫面為基. 為「平均使用掉的頻寬資源 / 頻寬資源總數量」）. 礎之視訊編碼 MPEG-2 I-frame（單獨傳送）；以及. 提升，以提供更多的使用者使用，這種種問題有待. MPEG-2 whole-frame（視訊資料同時含 I, P,及 B. 大家來齊力解決，以免讓珍貴的無線頻寬資源，因. frames，bit rate 可達 4Mbps ~ 270Mbps），其中 I. 不當的使用方法而造成浪費。. 畫面指 Intra-frame（需使用較高之 bit rate），P 畫. 四、系統描述. 面指 Predictive frame，B 畫面指 Bidirectional frame （需使用之 bit rate 最低）。再者，如現在甚受重視的 MPEG-4 標準，它更直接採用物件導向概念，. 在一個無線通訊的環境裡，每一個基地台所能. 將視訊/畫面分解為許多物件（稱為 audio-video. 提供的服務範圍可以視作一個六角形的細胞（cell），如圖 1 所示，在此後的研究中，都將以每. object, AVO）的組合，不同的物件可以用不同的編碼/壓縮法，具備「以內容為基礎之可調性. 一個獨立的細胞為單位，描述系統的狀態以及探討. （content-based scalability）」，允許更容易彈性調整. 如何對頻寬資源做適當的配置。我們以表示每個. 視訊／畫面內容、品質及複雜度。採用 MPEG-4. 基地台所能提供的頻寬資源，可以和前面對 WCDM 在頻道上的配置方法做一個對應。假設新. 壓縮技術，所需要的傳輸速率可低至 5Kps ~ 64Kps. 呼叫的到達是呈卜松程序（Poisson process），也假. 以配合行動通訊，也可以高至 20Mbps 以配合電影. 設呼叫持續時間（session time，呼叫的產生到呼叫. 品質輸出。. 的結束所需時間）與呼叫存在時間（dwell time，如此便會引申出兩個主要的問題，第一：使用. 使用者在某一個細胞中直到遞交到其他細胞前的. 者阻擋機率的問題，假如您是移動中的使用者，電. 呼叫時間）在每個細胞間互為獨立的，且呈指數分. 影演到精彩處時而突然畫面中斷，這樣的系統您會. 佈（exponential distribution）。關於「Single-Media. 使用嗎？因此，如何在不影響公平性（指的是並不. and Multirate」的一些參數符號及其所代表的意義. 能為了保護遞交呼叫，而造成新呼叫的阻擋機率反. 定義如下：. 而過高的情形發生）的前提下，將系統的遞交阻擋率維持在一定的範圍內，是一項重要的課題。第. λn ：系統中新呼叫到達的速率。. 二：系統頻寬使用率的問題。一個媒體應用動輒需. λh ：系統中遞交呼叫到達的速率。. 要數十 MB（Megabyte）甚至更大的空間。以三十. Base station. 分鐘數位電視品質的視訊為例，因為其每秒視訊為 16 畫面（frame），每個畫面為 640 x 480 像素（pixel），若每個像素使用 16 位元（16bits 色彩）來表示其顏色，三十分鐘的視訊將總共需要 17.69GB（GigaBytes）。這樣大的資料量要在資源有限的無線通訊裡傳輸，可能整個頻寬資源幾乎已被單一使用者用盡，而所剩的頻寬數量可能因無法. 圖 1 基地台服務範圍模型. 滿足其它使用者媒體服務的基本頻寬需求，而造成 3.

(4) µ s ：系統中呼叫結束而離開系統的速率。. 量。. µh ：系統中在這個細包裡的呼叫遞交到其它. 五、基於 MDP 之允入控制策略. 細包的速率。我們可以求得在系統中呼叫的總到達率為. 在我們提出以 MDP 為基礎的允入控制策略. λ = λn + λh ，而平均呼叫持續時間與平均呼叫存在時間分別可以表示為 1/ µ s 和 1/ µh 。在一細胞. 裡，當有事件發生時，意即有呼叫進入或離開系統. 內，不論使用者當時用掉多少頻寬資源，都得等到. 接受這個呼叫，對呼叫要求以及當有呼叫離開系統. 呼叫結速或是遞交到另一個細胞後，才會將其使用. 的後續處理動作。對於每一個狀態所做的動作我們. 掉的資源給釋放出來，所以我們可以定義平均通道. 稱為決定（decision），將每一個狀態所做的決定集. 佔用時間為 1/ µ ，附錄 A 證明頻寬資源佔用的時. 合起來我們稱之為允入控制策略（ admission. 間也是呈指數分布，其平均值為. control policy）。實際上我們只會針對是否接受呼叫. 1/ µ = 1/ ( µ s + µ h ) 。. 而有所考量，因為當呼叫結束或需要遞交時，一定. 時，系統會對此事件有所回應，包括了決定是否要. 可以順利離去。因此狀態的動作描述可表示為：. {. 為了讓無線頻寬資源做更有效率的運用，有一. }. A = an,x,bi , ah,x,bi , aq,x,bi , where 1 ≤ i ≤ k. 個最基本的方法，就是配合階層式編碼的方式，讓每一個呼叫在頻寬資源的使用上皆能做可適性的. (2). 其中：. 調整，以多重速率的方式來傳送媒體資訊。在本論文中，所有針對單一媒體所提出的允入控制策略都. a n,x,bi ：代表系統針對新呼叫要求，而系統是. 有將這個基本機制納入其中。當系統使用這項機. 否接受此呼叫並配置給它 bi 頻寬資. 制，則任何一個行動使用者，在系統中所被分配的. 源的回應動作，其結果將產生另一個. 頻寬資源將會有多種可能，將之表示為 bi ，. 新狀態。. bi ∈{b1,..., bj ,..., bk | bj < bj+1 , for 1 ≤ j ≤ k −1}，並定. a h,x,bi ：代表系統針對遞交呼叫要求，而系統是否接受此呼叫並配置給它 bi 頻寬. 義 B = ( b1 ,..., bk ) ，其中 k 表示針對呼叫做可適性. 資源的回應動作，其結果將產生另一頻寬調整配置的範圍，也代表著編碼的種類數量。. 個新狀態。. 另外，我們把系統中到達與離去的關係利用馬. a q ,x ,bi ：代表系統針對有一個使用頻寬為 bi. 爾可夫程序（Markov process）建模，而把系統所處狀態表示為： x = ( x1 ,..., xi ,..., xk ) ，其中 xi 代. 的呼叫，不論是因呼叫結束或是遞交. bi 的使用者的個數，. 到其它細包時所做的回應動作，其結. 表使用頻寬數量為. 1 ≤ i ≤ k 。系統的狀態數目會因為 C 及其所使用. 果將產生另一個新狀態。. 的編碼種類而有所不同，我們以 Ω 做為狀態空間. 即 a n , x ,bi 、a h , x ,bi 及 a q , x ,bi 表示系統在各種策略下的. 的集合，即： k. 回應動作，依不同的允入控制策略，將有相對應的. i =1. 事件回應處理方法，這些回應動作也將影響呼叫是. Ω = {x | ∑ bi xi ≤ C and xi ≥ 0 for all 1 ≤ i ≤ k } (1). 否能夠進入系統、系統之下一個可能狀態以及系統. 表示在任一個狀態下，所有使用者所用掉頻寬資源. 所能服務的使用者數量，其目的都是希望能使用較. 的總和，均不可超過系統整體所提供的頻寬資源總 4.

(5) 當狀態為 x 且選擇了動作 a 前，所停留在此狀. 好的機制，來提升無線頻寬資源的使用率。然而，. 態的平均停留時間（expected sojourn time）為：. 當系統接受新或遞交呼叫之後的 a n , x ,bi 及 a h , x ,bi 並. k k ⎡ ⎤ τ (x, a) = ⎢λn d n + λh d h + (∑ xi )µ s + (∑ xi )µh ⎥ i =1 i =1 ⎣ ⎦. 不一定只有一種處理方法，相同的，當有呼叫離開. (4). 系統時， a q , x ,bi 也不只有一種處理方法。例如，若. 當狀態為 x 且選擇了動作 a 後，系統會轉移到. 我們使用 ADRA 的機制，在資源的重配置上將會. 狀態 y 的機率（其中 y 視不同的允入控制策略而不. 有許多種可能（至於如何配置，往後的論文中將做. 同，將於以後詳述），我們以 P (y | x, a) 表示：. 更詳細的說明），本論文的做法是將所有可能都列. P( y | x , a ) =. 出來，再交由 MDP 去決定出那一種處理方法能夠. k k ⎧ ( d d ) ( x , a ) , if y xi + 1 λ + λ τ = ∑ ∑ h h i ⎪ n n i =1 i =1 ⎪ ⎪⎛ k ⎞ (5) k k ⎪⎜ ∑ xi ⎟ ( µs + µh ) , if ∑ yi = ∑ xi − 1 ⎨⎝ i =1 ⎠ i =1 i =1 ⎪ ⎪ 0 , otherwise ⎪ ⎪ ⎩. 獲得最大的收益。大致介紹完 a n , x ,bi 、a h , x ,bi 及 a q ,x ,bi 三者所代表的含意後，我們另外定義兩個關於系統是否接受新或遞交呼叫的參數符號：「 d n 」及「 d h 」。當系統處於狀態 x 時，若有新或遞交呼叫產生時，並不一定能夠使它順利進入系統，還需視所選用的策略以. 另外我們還需要定義收益率（reward rate），表. 及系統所剩餘的頻寬資源而定，也因此系統所能挑選的回應動作也會有所不同，若 a n , x ,bi 示系統將阻擋新呼叫的進入，此時 d n 當 a n , x ,bi. −1. 示為 r ( x, a) ，意思是系統在狀態 x 且選擇了動作. = 0 ，則表. a 前，每單位時間可以獲得多少收益，這裡我們將. = 0 ；反之，. 之對應到頻寬資源的使用率（utilization），表示為： k. r ( x, a) = ∑ bi xi. ≠ 0 ，則表示系統將接受新呼叫的進入，. (6). i =1. 那麼 d n. = 1 。若 a h , x ,b = 0 ，則表示系統將阻擋遞. 我們使用資料轉移（data transformation）的方. i. 法將上述的連續時間馬爾可夫鏈模型轉換成離散交呼叫的進入，此時 d h. = 0；反之，當 a h,x,bi ≠ 0 ，. 則表示系統將接受遞交呼叫的進入，那麼 d h. 時間馬爾可夫鏈模型，使兩個模型下每個策略的單位時間平均收益相同。. = 1。. 現在我們從離散的模型裡搜尋出最佳的允入. 狀態 x 的動作描述空間 Ax 是一個 A 的子集. 策略，我們定義一組在狀態 x 做 a 動作的決定變數. 合，視狀態事件及允入策略而定。不論是對新或遞. （decision variable） u ( x, a ) ，並列出線性規劃方. 交呼叫所做的回應動作，都將會產生一個新的狀態. y ，至於下一個狀態會是什麼，得視這個狀態所發. 程組，在最佳化搜尋的過程中決定出這些值，以求. 生的事件及其所選擇的回應動作而定。同理，當有. 得頻寬資源的最佳使用率。. 使用者離開時亦然。整理如下：之前有提到我們之所以使用線性規劃法的方. ⎧x + an,x,bi , if a new call arrives. ⎪⎪ y = ⎨ x + ah,x,bi , if a handover call arrives. ⎪ ⎪⎩x + aq,x,bi , if a call departs.. 式來求 MDP 解的原因，除了它可以為我們求得允入控制的最佳策略外，還可以依我們的需要加入限. (3). 制條件，在本論文中將加入的限制條件就是為遞交. 5.

(6) 呼叫的阻擋機率設定一個上限值，以 PBH 表示之，. 發生阻擋遞交呼叫的每一個狀態，其穩態機率. 以讓大部分的行動使用者在遞交時，都能順利地和. （steady state probability）值的總合要小於或等於. 新的基地台建立連線，而不會造成通訊的中斷。這. 我們所設定的上限值，後面將做更詳細的介紹。(11). 裡我們所想要深入探討的議題是，在我們為遞交呼. 式是針對決策變數所加上的限制條件，我們可將決. 叫阻擋機率設定一個上限值之後，整個系統的最佳. 策變數看成是在狀態 x （ x ∈ Ω ）下，會採用 a. 收益，也就是系統頻寬資源使用率會是多少。如何. （ a ∈ Ax ）這項決定的機率，因此其值會大於或. 提高無線系統頻寬資源使用率的最佳允入控制策. 等於零。求得這個線性方程組可實現的（feasible）. 略可以由下列的線性方程組（（7）式至（11）式）. 最佳化解集合 u ( x, a ) ，即代表對於「Single-Media *. 來求得：. and Multirate」這個系統的最佳允入控制策略。. Maximize：. 接著介紹本論文所提出的三套頻寬資源允入. U = ∑ ∑ r ( x, a )τ ( x, a ) u ( x, a ) , ∀x ∈ Ω (7). 控制策略最主要的部分，來說明前面所未清楚定義. Subject to：. 的「 a n , x ,bi 」、「 a h , x ,bi 」及「 a q ,x ,bi 」。解釋每一個. x∈Ω a∈Ax. ∑ ∑ τ ( x, a ) u ( x, a ) = 1. (8). 策略各是用什麼方法來處理新或遞交呼叫要求以. x∈Ω a∈Ax. 及當有使用者要離開系統時等的事件，以提升系統. ∑ u ( y, a) =∑ ∑ P(y | x, a)u ( x, a) , y ∈ Ω. a∈Ay. x∈Ω a∈Ax. 裡頭， a n , x ,bi 和 a h , x ,bi 的事件處理方法可說是相同. ∑ ∑ (1 − d )τ ( x, a ) u ( x, a ) ≤ P. (10). u ( x, a ) ≥ 0 , x ∈ Ω , a ∈ Ax. (11). x∈Ω a∈ Ax. 整體對於頻寬資源的使用率。基本上在每一個機制. (9). h. BH. 的，因為對基地台來講一樣都是對它提出頻寬的需求，至於 a q ,x ,bi 則有明顯的差異。 (1) Adaptive Only(AO)允入策略. 其中：τ ( x, a ) u ( x, a ) 為當系統在狀態 x 下做 a 這. 首先介紹本論文針對單一媒體所提出的第一. 個決定時平均停留時間的長期分數（ long-run. 套允入控制策略，稱為「Adaptive Only（AO）」，. fraction）。 u ( x, a ) 為當系統在狀態 x 下做 a 這個. 如同字面上的意思，我們僅對呼叫需求做可適性的. 決定時的長期分數。(7)式為求得系統頻寬資源最. 資源。整套策略將分為兩部分來說明，第一是處理. 高使用率（即求得最大獲益率）之目標函式. 使用者對系統提出頻寬資源要求時的情況，也就是. （ objective function ）。 (8) 式表示所有分數. 有行動使用者對基地台發出連線需求；第二是處理. τ ( x, a ) u ( x, a ) 的合要為 1。(9)式為離散時間馬爾. 當使用者因結束通訊或遞交到其它細胞，而離開系. 調整，並不改變已配置給系統中現有使用者的頻寬. 統時的情況。. 可夫程序的平衡方程式，其代表的意函是在長時間. 第一部分又分為兩種情形，第一是針對新呼叫. 下每單位時間平均由狀態 y 跳出去的數量要等於. 需求事件而做的處理；第二是針對遞交呼叫事件而. 在長時間下每單位時間平均跳入狀態 y 的數量。而. 做的處理，但不論是那一種情形基本上的處理方式. (10)式即本論文中，為了將遞交呼叫阻檔機率限制. 都是一樣，都是對呼叫需求做可適性頻寬資源調整. 在 PBH 值之下所加上的條件式，其代表的意思是會. 配置。我們以圖 2 做說明，當有使用者提出呼叫要 6.

(7) 求時，系統會去判斷現在頻寬資源是否能夠滿足此. ah,x,bi =. 單一媒體的最低頻寬需求（ b1 ），也就是系統以最. ⎧0, if reject the handover call ⎪ ⎪ ⎪H ( H1,..., Hi ,..., Hk ) , ⎪ ⎪ where Hi = 1 and H j = 0 , ∀j ≠ i ⎨ k k ⎪ x + H = xl + 1 and ( ) ∑ ∑ l l ⎪ l =1 l =1 ⎪ ( x + H) ( BT ) ≤ C , ⎪ ⎪ ⎩if accept the handover call. 差的編碼方式將影音資料傳送給行動使用者觀看。若系統仍有多餘的資源，那麼就會接受此呼叫的要求，而這個呼叫所要求的頻寬資源數量是可以被系統做可適性的調整，這麼做有一個最主要的好處，就是讓系統可以容納較多的使用者，以提升資源的使用率，至於要以何種速率傳輸（即系統要配置多少頻寬資源），就交由 MDP 來決定出最佳的策略；相反的，若系統現在的負荷量已到了極限，. (13). 就會將此呼叫要求阻擋下來。由以上的說明，我們. 現在來詳細說明式（12），當系統處於狀態 x ，. 以（12）式來表示 a n , x ,bi ，（13）式來表示 a h , x ,bi ，. 有新呼叫產生並向基地台提出連線需求，系統便會從多種針對新呼叫事件的回應方法中，選擇一個最. 代表系統處於狀態 x，假如拒絕此呼叫則不做任何. 能提高系統頻寬資源使用率的回應方法. 處理；如果接受，就會對此呼叫做可適性的調整配「 a n , x ,bi 」，若系統所選擇的回應處理方法：. 置，給予 bi 的頻寬資源，整理如下：. a n,x,bi = 0 ，則代表系統將會拒絕新呼叫的進入；反之，若 a n , x ,bi. = N ，便會對此新呼叫所要求的頻. 寬數量做可適性調整，式中 ( N1 ,..., N i ,..., N k ) 即是對新呼叫頻寬需求做可適性調整的動作，假使. Ni = 1 且 N j = 0 ， j ≠ i ，則代表系統會配置頻寬 bi 給此新呼叫，而系統內使用頻寬數量為 bi 的. 圖 2 AO 策略對呼叫要求事件處理的流程圖. 使用者個數也會加 1，待新呼叫進入系統之後，系統內所有使用者所使用的頻寬資源總數不得超過. an,x,bi = ⎧0, if reject the new call ⎪ ⎪ ⎪N ( N1,..., Ni ,..., Nk ) , ⎪ ⎪ where Ni = 1 and N j =0 , ∀j ≠ i , ⎨ k k ⎪ + = x N ( l l ) ∑ xl +1 and ∑ ⎪ l =1 l =1 ⎪ T ( x + N) ( B ) ≤ C , ⎪ ⎪ ⎩if accept the new call. 系統所提供的資源總數 C ；同理，式（13）也是代表同樣的意思，差別在於，它是針對遞交呼叫所做的處理。再來將就整套策略的第二部分做一個說明，如. (12). 圖 3 所示，這時的處理比較簡單，當有呼叫要離開系統時，就直接讓它離開，系統回收此呼叫所釋放出來的頻寬資源。這裡以（14）式來表示 a q , x ,bi ，. 7.

(8) aq,x ,bi =. Reallocation Finally（ADRF）」，如同字面上的意. ⎧0, if xi = 0 ⎪ ⎪ ⎪Q ( Q1 ,..., Qi ,..., Qk ) , ⎪ ⎨ where Qi = −1 and Q j = 0 , ∀j ≠ i , ⎪ k k ⎪ and ∑( xl + Ql ) = ∑ xl − 1, ⎪ l =1 l =1 ⎪ ⎩if xi ≠ 0. 思，我們除了對呼叫需求做可適性的調整外，當剩餘頻寬資源無法提供使用者最低頻寬需求，但目前系統中使用者的總數量還未超過系統所能承受的. (14). 最大使用者數量時，就將系統整體頻寬資源使用的情況做一個動態重新配置，從其他使用者調配出足夠的頻寬來讓新呼叫使用。整套機制如同 AO 策略一樣，可分為兩大部分（對新或遞交呼叫及呼叫離開系統事件的處理）來說明其運作情形。. 列出狀態 x 對呼叫離開事件的所有處理方法。假使. = 0 ，就表示. 在第一部分裡，系統在處理新呼叫或遞交呼叫需求. 系統內目前的使用者總數為零，不會有任何針對呼. 的調整之外，當剩餘頻寬資源不足時，若目前系統. 叫離開系統的處理動作；反之，若所選的動作為. 中使用者的總數量尚未超過系統所能承受的最大. a q ,x ,bi = Q，就表示系統中會有某一個使用者將離. 使用者數量時，系統就會要求其他使用者讓出已配. 在狀態 x 中所選擇的動作若為 a q , x ,bi. 時的方法，也都是一樣，除了對呼叫需求做可適性. 置給其使用的頻寬資源。我們以圖 4 來做說明，當有呼叫產生時，系統會先去判斷目前系統內的使用者總數量，是否超過系統整體所能負荷的最大使. 呼叫離開. 用者數量，這麼做是想先知道，做資源重配置後是否能發揮效用，若是超過了，則此呼叫將會被系統阻擋掉；假使還沒超過，系統會再判斷目前所剩餘的頻寬資源能否供應此單一媒體呼叫的最低頻寬. 系統回收此呼叫所釋放. 需求（ b1 ），也就是系統可以提供最差的編碼方式. 出來的資源. 將影音資料傳送給行動使用者觀看，若答案是肯定的，那麼系統將會對此呼叫做可適性的調整，給予. 圖 3 AO 策略對呼叫離開系統事件處. 適當的頻寬數量；若答案是否定的，為了讓系統容. 理的流程圖. 納更多使用者，系統會要求其他已存在系統的使用. 開系統，且呼叫離開後會釋放出來的頻寬資源為. 者，讓出其正在使用中的部分頻寬資源，改用較差. bi 。式中的 ( Q1 ,..., Qi ,..., Qk ) 即代表所有呼叫會. 的編碼方式（即較低的傳輸速率）來傳送單一媒體. = −1 且 Q j = 0 ， j ≠ i ，即. 統會將整體頻寬資源做一個動態重新分配，列出所. 表示會有一個使用 bi 頻寬的呼叫離開系統，而系統. 定出最佳策略。當系統重新配置頻寬資源後，仍然. 中所有使用 bi 頻寬的使用者個數也將減 1。. 得對此呼叫要求做可適性的調整，配置給適當的頻. 離開系統的可能。 Qi. (2). Adaptive. and. Dynamic. 資料，讓系統有多餘的資源以提供新呼叫使用。系. 有可能，至於誰該讓、讓多少，則交由 MDP 來決. 寬資源，同樣的，要配置多少仍交由 MDP 決定。. Reallocation. Finally(ADRF)允入策略現在來介紹本論文中針對單一媒體所提出的第二套允入控制策略，稱為「Adaptive and Dynamic 8.

(9) 的第二種可能即是代表此種現象，做法和 AO 策略. an,x ,bi = ⎧0, if reject the new call ⎪ ⎪⎧N ( N1 ,..., Ni ,..., N k ) , ⎪⎪ where N = 1 and N =0 , ∀j ≠ i , i j ⎪⎪ k k ⎪ ⎪ + = x N xl + 1 and ( ) ⎪ ∑ ∑ l l ⎪ l =1 l =1 ⎪ ⎪ ⎪⎪ ( x + N ) ( BT ) ≤ C ⎪ ⎪ ⎪⎪if residue capacities ≥ b1 ⎪⎪⎪⎪ ⎪ ⎨⎨ ⎪⎪N ( N1 ,..., Ni ,..., N k ) , ⎪⎪ k ⎪⎪ where 0 ≤ Ni ≤ ∑ xl +1 , 1 ≤ i ≤ k , ⎪⎪ l =1 ⎪⎪ k k ⎪⎪ ( xl + Nl ) = ∑ xl + 1 and ∑ ⎪⎪ l =1 l =1 ⎪⎪ T (x + N) ( B ) ≤ C ⎪⎪ ⎪⎪⎪if residue capacities < b 1 ⎪⎩ ⎪⎩if accept the new call. 圖 4 ADRF 策略對呼叫要求事件處理的流程圖. 由以上的說明，我們以（15）式來表示 a n , x ,bi ，（16）式來表示 a h , x ,bi ，代表在狀態 x ，假使拒絕. (15). 此呼叫則不做任何回應處理；若是接受，假如現有. ah,x,bi =. 的頻寬資源足夠，則做可適性的資源調整配置，給予 bi 頻寬資源；若剩餘頻寬不足 b1 ，那麼就需要. ⎧0, if reject the handover call ⎪ ⎪ ⎪⎧H ( H1,..., Hi ,..., Hk ) , ⎪⎪ ⎪⎪ where Hi = 1 and H j =0 , ∀j ≠ i , ⎪⎪ k k ⎪⎪ ( xl + Hl ) = ∑ xl +1 and ∑ ⎪⎪ l =1 l =1 ⎪⎪ T ( x + H) ( B ) ≤ C ⎪⎪ ⎪⎪if residue capacities ≥ b 1 ⎪⎪⎪ ⎨⎪ ⎪⎨H H ,..., H ,..., H , ( 1 i k) ⎪⎪ ⎪ k ⎪ ⎪⎪ where 0 ≤ Hi ≤ ∑ xl +1 , 1 ≤ i ≤ k , l =1 ⎪⎪ k k ⎪⎪ + = x H xl +1 and ( ) ⎪⎪ ∑ ∑ l l l =1 l =1 ⎪⎪ ⎪⎪ ( x + H) ( BT ) ≤ C ⎪⎪ ⎪⎪⎪⎩if residue capacities < b1 ⎪ ⎪⎩if accept the handover call. 做動態性的資源重配置，最後再做可適性的資源調整配置。現在讓我們來詳細說明（15）式，當系統處於狀態 x ，有新呼叫產生並向基地台提出連線需求，系統便會從多種針對新呼叫事件的回應方法中，選擇一個最能提高系統頻寬資源使用率的回應方法「 a n , x ,bi 」，若系統所選擇的處理方法為. a n , x ,bi = 0 ，則代表系統將會拒絕新呼叫的進入；若 a n , x ,bi = N ，則代表系統將會接受此新呼叫。當系統決定讓此呼叫進入系統後，會先判斷目前剩餘頻寬資源是否大於或等於 b1，若足夠則會對此新呼叫所要求的頻寬數量做可適性調整，式中 a n , x ,bi. 9. (16).

(10) 相同，這裡就不重複詳述之；相反地，當剩餘頻寬. 態，至於還給誰、還多少，則交由 MDP 來決定出. 資源小於 b1 時，便會對系統整體資源做動態重配. 最佳策略。. 置，讓系統有多餘的頻寬資源，供新呼叫的使用，. 因為所有使用者都有可能離開，且歸還資源的. 式中 a n , x ,bi 的第三種可能即代表此種現象，這裡的. 結果不只有一種，這裡以（17）式來表示 a q ,x ,bi 所. ( N1 ,..., Ni ,..., N k ) 除了代表調整系統內每一種速. 有可能的情況。. 率的現有使用者數量外，還要對新呼叫需求做可適. aq,x,bi =. 性頻寬資源調整的處理，其中 N i 為調整狀態 x 中. ⎧0, if xi = 0 ⎪ ⎪ ⎪Q ( Q1,..., Qi ,..., Qk ) , ⎪ k ⎪ where 0 ≤ Q ≤ x −1 , 1 ≤ i ≤ k , ∑l l ⎪ i ⎨ k k ⎪ ⎪ ( xl + Ql ) = ∑ xl −1 and ∑ l =1 l =1 ⎪ ⎪ T ( x + Q) ( B ) ≤ C ⎪ ⎪if x ≠ 0 ⎩ i. 使用頻寬 bi 呼叫的個數，包括增加一個使用 bi 頻寬數量的新呼叫。調整（增加或減少）系統內每一種速率目前的使用者數量，其數值可正可負，但能調多少有一定的限制，即系統內使用者的總量不得任意增加也不能減少。待回應動作處理完畢，即新呼叫順利進入系統後，所有使用者所使用的頻寬資源總數不得超過系統所提供的資源總數 C 。同理，式（16）也是代表同樣的意思，差別在於，它. (17). 是針對遞交呼叫所做的處理。假使在狀態 x 中所選擇的動作為 a q , x ,bi = 0 ，就表. 再來就整套策略的第二部分做一個說明，如圖 5 所示，這裡對於有呼叫要離開時的處理較為複雜. 示系統目前的使用者總數為零，不會有任何針對呼. 一些。當有呼叫要離開系統時，因為在有呼叫進入. 叫離開的處理動作；反之，若所選擇的動作為. 系統時，可能曾經向別的使用者要求讓出頻寬資源. a q ,x ,bi = Q，就表示系統中會有某一個使用者將離. 的動態重配置動作，因此在這裡我們也必須將所釋放出來的資源還給使用者，所以系統會將頻寬資源. 開系統，且呼叫離開後會釋放出來的頻寬資源為. 做一個重分配的動作，讓某些使用者能夠提升到較. bi ，系統會將此頻寬資源回收後，將整體頻寬資源. 快的傳輸速率，收到品質較好的媒體檔案，希望能. 對現在的呼叫做資源重配置，除了提供使用者更高. 夠讓系統頻寬資源的使用率隨時都保持在最佳狀. 的傳輸速率外，還能夠提高系統對頻寬的使用率。式（17）中的 ( Q1 ,..., Qi ,..., Qk ) 除了代表調整系統內每一種速率的現有使用者數量外，還包括有某一呼叫離開系統的情況，其中的 Qi 表示調整狀態. x 中使用頻寬 bi 呼叫的個數，其中也包括扣除一個要求離開系統的呼叫。調整（增加或減少）系統內每一種速率目前的使用者數量，其數值可正可負，但能調多少有一定的限制，即系統內使用者的總量圖 5 ADRF 策略對呼叫離開系統事件. 不得任意增加也不能減少。待回應動作處理完畢，. 處理的流程圖. 即新呼叫順利離開系統後，所有使用者所使用的頻寬資源總數不得超過系統所提供的資源總數 C 。 10.

(11) (3). Adaptive and Dynamic Reallocation Anytime(ADRA)允入策略「Adaptive and Dynamic Reallocation Anytime. （ADRA）」允入控制策略，如同字面上的意思，除了對呼叫要求做可適性調整外，且隨時對系統的頻寬資源做動態重配置的調整，目的是希望能夠讓系統隨時都準備好接受新的呼叫要求。整個策略如同前面兩個一樣，也分為兩大部分（對新或遞交呼叫及呼叫離開系統事件的處理）來說明其運作情形。在第一部分裡，系統處理新呼叫和遞交呼叫需求事件時的方法也都相同，系統會先將所有頻寬資源做. 圖 6 ADRF 對呼叫要求事件處理的流程圖. 重新配置的動作，再對呼叫需求做可適性的調整。我們以圖 6 來做說明，當有呼產生時，系統會先判. 現在來詳細說明（18）式，當系統處於狀態 x ，有. 斷目前系統內的使用者總數量，是否超過系統整體. 新呼叫產生並向基地台提出連線需求，系統便會從. 所能負荷的最大使用者數量，這個前置動做是想先. 多種針對新呼叫事件的回應方法中，選擇一個最能. 知道系統是不能還有能力容納新的呼叫需求，也就. 提高系統頻寬資源使用率的回應方法「 a n , x ,bi 」，. 是即使透過資源重配置後，可否讓出足夠的頻寬資源供應新的使用者。假如系統內的使用者數量已飽. 若系統所選擇的處理方法為 a n , x ,bi = 0 ，則代表系. 和，則此呼叫需求將會被阻擋掉；若是未飽和，系統會將使用者手上擁有的頻寬資源做一個動態重. 統將會拒絕新呼叫的進入；若 a n ,x ,bi = N ，則代表. 新配置，有可能讓使用者維持原有的資源數量，也有可能因此而讓出部分的資源回歸給系統，給其它. 系統將會接受此新呼叫。當系統決定讓此呼叫進入. 新進呼叫使用，至於誰該讓、讓多少的問題，則交. 系統後，便會對系統整體資源做動態重配置，讓系. 由 MDP 來決定出最佳策略。做完資源動態重配置. 統對頻寬資源的使用率隨時都處於最佳狀態。式中. 後，再就新呼叫的頻寬需求做可適性的調整，給予. 的 ( N1 ,..., N i ,..., N k ) 除了代表調整系統內每一種. 適當的頻寬數量，同樣的，讓配置多少也由 MDP 決定。. 速率的現有使用者數量外，還要對新呼叫需求做可適性頻寬資源調整的處理，其中“ N i ”為調整狀態. 由以上的說明發現，系統對現有使用者做動態. x 中使用頻寬 bi 呼叫的個數，包括增加一個使用 bi 頻寬數量的新呼叫。這裡對調整系統資源的限. 資源重配置的結果可能並不唯一，我們以（18）式來表示 a n , x ,bi ，（19）式來表示 a h , x ,bi ，代表在狀態. 制，和 ADRF 策略需要做資源重配置時的限制相. x ，假使拒絕此呼叫則不做任何回應處理；若是接. 同。同理，式（19）也是代表同樣的意思，差別在. 受就會先做動態資源重配置，最後再做可適性的資. 於，它是針對遞交呼叫所做的處理。. 源調整配置。. 11.

(12) an,x,bi = ⎧0, if reject the new call ⎪ ⎪ ⎪N ( N1,..., Ni ,..., Nk ) , ⎪ k ⎪ where 0 ≤ N ≤ x +1 , 1 ≤ i ≤ k , ∑ ⎪ i l l =1 ⎨ k k ⎪ + = x N ⎪ ( l l ) ∑ xl +1 and ∑ l =1 l =1 ⎪ ⎪ T ( x + N) ( B ) ≤ C , ⎪ ⎪⎩if accept the new call. aq,x ,bi = ⎧0, if xi = 0 ⎪ ⎪ ⎪Q ( Q1 ,..., Qi ,..., Qk ) , ⎪ k ⎪ where 0 ≤ Q ≤ x − 1 , 1 ≤ i ≤ k , (20) ∑l l ⎪ i ⎨ k k ⎪ x Q xl − 1 and + = ⎪ ( ) ∑ ∑ l l l =1 l =1 ⎪ ⎪ ( x + Q) ( BT ) ≤ C , ⎪ ⎪if x ≠ 0 ⎩ i. (18). ah,x ,bi =. 六、數值分析. ⎧0, if reject the handover call ⎪ ⎪ ⎪H ( H1 ,..., Hi ,..., H k ) , ⎪ k ⎪ where 0 ≤ H ≤ x +1 , 1 ≤ i ≤ k , (19) ∑ ⎪ i l l =1 ⎨ k k ⎪ + = x H xl + 1 and ⎪ ( ) ∑ ∑ l l l =1 l =1 ⎪ ⎪ ( x + H ) ( BT ) ≤ C, ⎪ ⎪⎩if accept the handover call. 介紹完本論文對單一媒體服務所提出的三種允入控制策略後，在這一節裡我們將對這些策略進行效能分析與比較。表 1 為系統相關參數的設定值，在實驗參數的設定中，我們定義系統中的正規負載（normalized offered load）於下：. ρ. bk. λn + λh µs + µh. .. C. 再來就整套策略的第二部分做一個說明，這裡表 1 參數設定. 對呼叫要離開系統時的處理方式和 ADRF 策略的方法相同。都是當有呼叫要離開系統時，就會將其. 所需參數. 數值. 系統頻寬資源總數， C. 24. 支援多速率傳輸種類， k. 2. 離開系統，且資源重配置的方法也不只有一種，我. 階層式編碼頻寬需求量，. 們以（20）式來表示 a q ,x ,bi ，此式子所代表的意思. ( b1 , b2 ). ( 3, 6 ). 所釋放出來的資源再還給使用者，系統會再將資源做一個重分配的動作，盡量去提高每位使用者的傳輸速率，進而能夠提升系統整體對於頻寬資源使用的效率。相同的，狀態 x 中任一呼叫隨時都可能會. 可以參考 ADRF 策略中為（17）式所做的說明。 Average session time， 1/ µ s. 1 / 0.002. Average dwell time， 1/ µ h. 1 / 0.005. (1) 調整系統負載量： 12. (21).

(13) 首先，我們調整系統負載量來比較所提出的三. 源的使用率也隨之提升。在實驗參數的設定上，把. 套策略的效能，同時觀察系統負載量對頻寬資源的. 遞交呼叫阻擋機率的上限值從 0.0025 調整到. 使用率以及系統的呼叫阻擋率有何影響。在實驗參. 0.025，藉由細微的調整來觀察變化的情形，而負. 數的設定上，把負載量從 0.2 一直增加到 1.6，其. 載量則定為 1.5，新呼叫及遞交呼叫的比例仍維持. 中新呼叫及遞交呼叫的比例為「1：0.5」，且將遞. 「1：0.5」。在圖 9 中可以看到，證明前面所做的. 交呼叫的阻擋機率上限設為 0.01。在圖 7 中，當負. 假設是正確的，當遞交呼叫阻擋機率上限值慢慢放. 載量持續增加時，系統頻寬使用率也隨之成長，唯. 寬後，系統的頻寬資源使用率也隨之提升。這是因. 獨在 AO 策略中，當負載量到達 1 時，其成長趨勢. 為需要受到系統保護的遞交呼叫減少了，系統不必. 就呈現緩和的現象，且在到達 1.6 時，反而呈負向. 再預留頻寬資源來提高遞交呼叫的成功率，也因. 成長，這是因為在本論文所提出的機制中，都有對. 此，大部分的頻寬資源都能被盡量配置給使用者，. 遞交呼叫的阻擋機率設一個上限，而這樣的情況正. 所以頻寬資源的使用率也能夠得到提升。再細看三. 是為了保護遞交呼叫而發生的情形，在以線性方程. 套策略的關係，發現 AO 策略的效能仍然是最差. 組求得 MDP 最佳策略的過程中，為了保護遞交呼. 的，不過調高遞交呼叫阻擋機率的上限值，對它的. 叫，而保留了部份的頻寬資源，才使得使用率反面. 影響較大，使其在頻寬資源使用率的改善較為顯. 呈現負成長。再來比較三套策略之間的關係，我們. 著。. 可以發現，ADRF 與 ADRA 這兩套策略都比 AO. (3) 調整系統內新呼叫與遞交呼叫的比例：. 策略還要來得好，尤其是當系統負載量愈大時，愈是明顯，這是因為 ADRF 與 ADRA 這兩項機制除. 最後，我們調整系統內新呼叫與遞交呼叫的比. 了都有對呼叫做可適性的頻寬資源配置之外，另外. 例來比較三套策略的效能，觀察調整遞交呼叫在系. 還做了動態資源重配置，而且當呼叫離開時，也會. 統內的比例後，對頻寬資源的使用率以及系統的呼. 將資源做動態重配置歸還給使用者，這麼做使得系. 叫阻擋率有何影響，是否會因為遞交呼叫比例的增. 統能夠將系統資源做最恰當的配置，不會浪費任何. 加（這也意謂遞交呼叫的到達率上升），而使得頻. 寶貴的無線資源。. 寬資源的使用率也隨之下降。在實驗參數的設定. ADRF. ADRA. AO. 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0. ADRF. ADRA. 1 Utilization. Utilization. AO. 0.5 0. 0. 0.5. 1. 1.5. 0. 2. 0.005. 0.01. 0.015. 0.02. 0.025. Handover Call Blocking Probability Upper Bound. Normalized Offered Load. 圖 9 調整遞交呼叫阻擋機率上限後，系統. 圖 7 調整負載量後，系統頻寬資源使用率情況. 頻寬資源使用率情況. (2) 調整遞交呼叫阻擋機率的上限值：. ：系統的呼叫負載量定為 1，而遞交呼叫阻擋機的. 再來，我們調整遞交呼叫阻擋機率上限來比. 上限定為 0.01，把新呼叫和遞交呼叫的比例從「1：. 較三套策略的效能，觀察調整遞交呼叫阻擋機率的. 0」改變到「1：1」率。在圖 10 中可以看到，AORF. 上限值後，對頻寬資源的使用率以及系統的呼叫阻. 與 AORA 這兩套策略因遞交呼叫到達率上升所受. 擋率有何影響，是否會因為限制放寬，使得頻寬資. 到影響較低，在頻寬資源的使用率上，僅有些微的 13.

(14) 下降，反觀 AO 策略，其使用率下降的現象則非常. [1]. R. Ramjee, D. Towsley and R. Nagrarajin,. 明顯，這是因為其沒有對系統資源做重配置的關. “On optimal admission control in cellular. 係，使得遞交呼叫數量增加時，系統為了達到遞交. networks,” Wireless Networks, vol. 3, no. 1,. 呼叫阻擋機率的上限值，因而必須保留更多的資源. 1997, pp.29-41.. 來確保遞交呼叫的成功。. [2]. C-J Ho and C-T Lea, “Improving call admission policies in wireless networks,”. 七、結論. Wireless Networks, vol. 5, no. 4, 1999, pp. 257-265.. 本論文提出三種允入控制策略來管理珍貴的. [3]. 無線頻寬資源，並提升系統對無線頻寬資源的使用. J. Choi, et al., “Call Admission Control for Multimedia Services in Mobile Cellular. 率，以及保護遞交呼叫的成功率，即降低遞交呼叫. Networks: A Markov Decision Approach,”. 的阻擋機率，創造系統業者與行動使用者雙贏的局. IEEE ISCC2000, Antibes-Juan les Pins, July. 面。. 2000, pp. 594-599. 我們將三種允入控制策略應用於單一媒體行. [4]. 動通訊下，做深入的研究探討，並經由線性方程式. Y. Xiao, C.L. Chen, and Y. Wang, “An Optimal Distributed Call Admission Control. 的方法求得每一套策略的最佳解，比較各種策略所. for Adaptive Multimedia in Wireless/Mobile. 表現出來的效能後，經由數據分析，發現不論使用. Networks,”. 那一套策略，都能藉由 MDP 的方法，將遞交呼叫阻. Modeling,. Simulation. 擋機率設定在一定的範圍之內；再看系統對無線頻. of. Computer. Telecommunication. 寬資源使用率的情形，AO 策略在三種允入策略當. Analysis. Systems. ,. and and 2000.. Proceedings. 8th International Symposium on,. 中所表現出來的效能是最差的，反觀 ADRF 及 ADRA. San Francisco, CA, 2000, pp. 477-482.. 這兩種策略的效能就好上許多，可以看到在單一媒 [5]. 體通訊系統中，不論系統在什麼時刻對資源做動態. Yang Xiao, C. L. Philip Chen, and Yan Wang,. 重配置的處理，都能夠讓無線資源的使用率獲得提. “Optimal Admission Control for Multi-Class. 升，並將系統阻擋機率維持在一定的範圍之內。. of Wireless Adaptive Multimedia Services,”. AO. ADRF. on. special. Mobile. issue. on. Communications, Multimedia. communications, vol E84-B, no 4, April 2001,. ADRA. pp.795-804.. 1 Utilization. IEICE Transactions. [6]. 0.5. Kai-Wei Ke, Chii-Wei Tzeng, “Optimal Resource Allocation for Low-Earth Orbit(LEO). 0 0. 0.2. 0.4. 0.6. 0.8. 1. Satellite Networks with Multirate Traffics,”. 1.2. Handover Call Ratio. IEEE GLOBECOM,. GEN-14-6, Nov 2002,. pp.1-5. 圖 10 系統內新呼叫與遞交呼叫的比例後，. [7]. 系統阻擋機率的情況. Keith W. Ross and Danny H. K. Tsang, “The Stochastic. Knapsack. Problem,”. IEEE. Transactions on Communications, Austin, TX,. 八、參考文獻. vol. 37,no 7, July 1989, pp. 740-747. 14.

(15) [8]. K. W. Ross and D. H. K. Tsang, “Optimal Circuit. Access. Policies. in. an. ISDN. Environment: A Markov Decision Approach,” IEEE Trans. On Communications, , Sept. 1989, pp.934-939.. [9]. Korhonen, Juha, Introduction to 3G mobile communications-2nd ed., Artech House, 2003.. 致謝本論文產出係國科會專題研究計畫案. NSC 91-2213-E027-003 補助下之後續研究。. 15.

(16)