Uzun Dönem Evrim Hücresel Sistemleri için Karma Trafik Durumunda Çeşitli İniş Yolu Çizelgeleme Yöntemlerinin Başarım Karşılaştırması

Transkript

1 Fırat Ünv. Mühendslk Blmler Dergs Fırat Unv. Journal of Engneerng 27(1), 65-72, (1), 65-72, 215 Uzun Dönem Evrm Hücresel Sstemler çn Karma Trafk Durumunda Çeştl İnş Yolu Çzelgeleme Yöntemlernn Başarım Karşılaştırması Özet Aykut KALAYCIOĞLU Ankara Ünverstes, Mühendslk Fakültes, Elektrk-Elektronk Mühendslğ Bölümü, Ankara (Gelş/Receved: ; Kabul/Accepted: ) Bu çalışmada uzun dönem evrm kullanıcılarına radyo özkaynaklarını tahss eden çeştl nş yolu çzelgeleme yöntemlernn başarımı, karma trafk akışı bulunan durumda geckme, paket kayıp oranı, adl tahss oranı ve sstem kapastes değerlerne bağlı olarak karşılaştırılmıştır. Benzetm sonuçları ncelenen paket çzelgeleme yöntemlernn karma trafk akışı bulunan durumda farklı başarım sevyelerne sahp olableceğn göstermektedr. Anahtar Kelmeler: uzun dönem evrm, LTE, dördüncü nesl, 4G, çzelgeleme yöntemler. Abstract Performance Comparson of Varous Downlnk Packet Schedulng Methods for Long Term Evoluton Cellular Systems at Mxed Traffc Condtons In ths study, performances of varous downlnk packet schedulng methods whch assgn the rado resources to users of a Long Term Evoluton cellular network system at mxed traffc condtons are compared n terms of delay, packet loss rato, farness ndex and system throughput. Smulaton results show that the dscussed packet schedulng methods may have dfferent performance levels at the mxed traffc condtons. Keywords: long term evoluton, LTE, fourth generaton, 4G, schedulng methods. 1. Grş Günümüzde vdeo yayını, çevrm ç oyunlar ve VoIP gb çoklu ortam uygulamaları kablosuz gezgn ağ trafğn büyük oranda şgal etmektedr. Öyle k, 216 yılı tbaryle gezgn genş bant kullanıcısı sayısının 5 mlyar kullanıcıya çıkacağı ve bu kullanıcıların büyük çoğunluğunun uzun dönem evrm (Long Term Evoluton, LTE) ağları üzernden hzmet alacağı beklenmektedr [1,2]. Dördüncü nesl veya 4G olarak da blnen uzun dönem evrm sstemler çok hızlı artan trafk htyacını yüksek ver hızları, esnek spektrum ve artan kapsama alanının yanında kullanıcılar çn daha fazla hareket kablyetyle karşılamak çn Üçüncü Nesl Ortaklık Projes (Thrd Generaton Partnershp Project, 3GPP) tarafından tanımlanmıştır [3]. LTE sstemlernde tüm ver ve şaretleşme trafğnn çzelgelenmes gerekmektedr. Çzelgeleme, mevcut radyo özkaynaklarının trafk akışı htyacına göre hücresel sstemdek kullanıcılara baz stasyonu olarak da adlandırılablecek olan evrmleşmş B düğümü (evolved Node B, enb) tarafından tahss edlmes olarak tanımlanablr. LTE sstemlernn çeştl katmanlarındak br çok süreç 3GPP tarafından belrl br standart altına alınmış olmasına rağmen, çzelgeleme şleyş çn servs sağlayıcılara sstem yapısına göre değşeblecek çzelgeleme yöntemlern kullanma serbestlğ verlmştr [3,4]. Lteratürde farklı tasarım htyaçlarını karşılamak çn çeştl çzelgeleme yöntemler [5-16] yoğun şeklde ncelenmektedr. Örneğn, üstel kuralı (exponental rule, EXP) [5,6,7], üstel oransal adalet (exponental proportonal farness, EXP/PF) [8,9] ve değştrlmş en büyük ağırlıklı

2 Aykut Kalaycıoğlu lk geckme (modfed largest weghted delay frst, ) [1-12] yöntemler LTE ağlarında çoklu ortam trafğn çzelgelemek çn önerlmş sık kullanılan yöntemlerdr. Bunun yanında, en büyük kanal kapastes (maxmum throughput, MT), gözü kapalı eşt kanal kapastes (blnd equal throughput, ) ve oransal adalet (proportonal farness, PF) çzelgeleme yöntemler garantsz hzmet trafğnn organze edlmesnde kullanılan paket çzelgeleme yöntemlernn [13-16] temeln oluşturmaktadır. LTE sstemlernde paket çzelgelemes dğer br anlatımla sstemdek trafk akışının organze edlmes kısıtlı olan özkaynakların etkn kullanılablmes çn çok büyük önem taşımaktadır. Paket çzelgeleme yöntemlernn başarımı genellkle tek br trafk akış türü le değerlendrlmektedr. Ancak, LTE ağlarında farklı kullanıcılar aynı anda farklı trafk akış türlerne, örneğn vdeo yayını, VoIP veya elektronk posta v.b., htyaç duymaktadır. Bu se farklı kısıtlamalara sahp trafk akışları çn uygun çzelgeleme yöntemnn kullanılmasını gerektrmektedr. Örneğn, elektronk posta letmnde meydana geleblecek br kaç dakkalık geckme kullanıcı çn çok öneml olmamakla brlkte gerçek zamanlı br vdeo yayınında ya da VoIP görüşmesnde ortaya çıkan mlsanyeler sevyesndek geckmeler mevcut letm kaltesn büyük oranda düşürmektedr. Bu çalışmada uzun dönem evrm hücresel ağları çn çeştl nş yolu paket çzelgeleme yöntemlernn başarım karşılaştırması farklı trafk türler ve hücresel ağ yapıları çn verlmektedr. Başarım karşılaştırmasında kullanılan yöntemler MT, ve yöntemlern temel almaktadır ve başarım karşılaştırmaları bu yöntemlern çeştl yönlerden değştrlmesyle elde edlen k farklı metrk değerne göre de yapılmaktadır. Elde edlen sonuçlar, karma trafk durumunda çzelgeleme yöntemlernn tek tür trafk durumuna göre farklı başarım sevyelerne sahp olableceğn göstermektedr. Bu çalışmanın ger kalanı şu şeklde planlanmıştır. Uzun dönem evrm sstemnn temel özellklernn kısa br özet Bölüm 2 de, çzelgeleme şleyş ve kullanılan çzelgeleme yöntemler se Bölüm 3 te ncelenmektedr. Benzetm sonuçları ve genel br değerlendrme sırasıyla Bölüm 4 ve Bölüm 5 te verlmektedr. 2. Uzun Dönem Evrm Sstemlernn Temel Özellkler LTE, mevcut hücresel sstemlern yüksek ver hızı, düşük bekleme süres ve daha verml radyo erşm şeklnde yleştrlmes olarak düşünüleblr. 3GPP tarafından belrlenen tasarım hedeflernn karşılanablmes çn LTE sstem dkgen frekans bölüşümlü çoğullama (orthogonal frequency dvson multplexng, OFDM), uyarlamalı modülasyon ve kanal kodlaması (adaptve modulaton and channel codng, AMC), dkgen frekans bölüşümlü çoklu erşm (orthgonal frequency dvson multple access, OFDMA) ve kanal kalte belrteç (channel qualty ndcator, CQI) bldrm gb çeştl yöntemler kullanmaktadır [4]. Temel bleşenler lnk uyarlaması, AMC ve CQI bldrm olan radyo özkaynak yönetm LTE ağlarında radyo özkaynak tahssnn en öneml aşamalarından br tanesdr. Kullanıcı ekpmanından enb ye mevcut kanal durumu hakkında blg gönderlmes CQI bldrm olarak tanımlanablr. Bununla brlkte lnk uyarlaması CQI bldrmne bağlı olarak, AMC sürecn kullanarak anlık kanal durumuna uygun modülasyon ve kanal kodlama oranını seçmektedr [4]. Temel olarak, belrl br yanılgı oranı çn y kanal koşullarında sstem kapastesn en büyük yapmak çn yüksek modülasyon sevyes ve düşük kanal kodlama oranı terch edlmektedr. LTE nş yolu radyo letm, sönümlü kanalların bozucu etklern azaltmakta etkl olan OFDM ve radyo özkaynaklarının çzelgelemesnde esneklk sağlayan OFDMA araçlarından da faydalanır [4]. Çerçeve uzunluğu, döngüsel önek süres ve her alt çerçevedek OFDM smge sayısı gb çeştl OFDM parametler LTE sstemler çn 3GPP standartlarında verlmektedr [3]. Uzun dönem evrm fzksel kaynaklarına at zaman-frekans özkaynak yapısına göre zaman bölgesnde radyo özkaynakları 1 ms uzunluğunda ve her br eşt uzunluktak k zaman dlmnden meydana gelen letm zaman aralıklarında gerçekleştrlr. Her letm zaman dlmnde, döngüsel önek süresnn uzunluğuna 66

3 Uzun Dönem Evrm Hücresel Sstemler çn Karma Trafk Durumunda Çeştl İnş Yolu Çzelgeleme Yöntemlernn Başarım Karşılaştırması bağlı olarak altı ya da yed tane OFDM sembolü bulunmaktadır. Frekans bölgesnde se her br 15 khz bant genşlğne sahp ardışık ve eşt aralıklarla yerleştrlmş on k alt taşıyıcı bulunmaktadır. LTE ağında tek br kullanıcıya tahss edleblecek en küçük özkaynak brm özkaynak bloğu olarak adlandırılır. Br özkaynak bloğu zaman bölgesnde her br,5 ms uzunluğundak k zaman dlm ve frekans bölgesnde 18 khz bant genşlğne sahp br alt kanal büyüklüğündedr [4]. LTE ağlarında 1,4 MHz le 2 MHz arasında değşen çeştl letm bant genşlkler desteklenmekte ve buna bağlı olarak özkaynak blok sayısı 6 le 1 arasında değşmektedr. 3. Uzun Dönem Evrm Sstemlernde İnş Yolu Paket Çzelgelemes Hücresel sstemlerde artan hzmet kaltesyle brlkte kullanıcıların genellkle uygun radyo özkaynak mktarından daha fazla kaynağın kendlerne tahss edlmesn talep etmes LTE ağlarında paket çzelgelemesnn önemn artırmaktadır. Kullanıcılar çn uygun özkaynak tahss ya da dğer adıyla çzelgeleme, bleşenlern özkaynak bloğu le kullanıcı metrğnn oluşturduğu br yapı le gerçekleştrlmektedr. Buna göre, m, en j k büyük olduğunda k. özkaynak bloğu, j. kullanıcı ekpmanına tahss edlr [13]. Eştlk (1) de verlen m, değer çn stenlen hzmet j k kaltesne bağlı olarak m, k metrğ bekleme süres, sstem kapastes veya CQI gb çeştl parametrelere bağlı olarak hesaplanablr. m j, k argmax m, k (1) Bölüm 1 de bahsedldğ üzere, farklı tasarım htyaçlarını karşılamak üzere gelştrlmş çeştl çzelgeleme yöntemler bulunmaktadır. Örneğn, her br özkaynak bloğunu o zaman dlmndek sstem kapastesnden tümüyle yararlanablecek kullanıcıya tahss ederek kanal kapastesn en büyük yapmaya çalışan MT çzelgeleme yöntemnde Eştlk (1) de kullanılacak m, k metrk değer Eştlk (2) dek gb hesaplanmaktadır. m t MT, k rk (2) Eştlk (2) de k t değer herhang br t zamanında numaralı kullanıcının k numaralı özkaynak bloğunda elde etmes beklenen ver hızı olarak tanımlanmaktadır [13]. MT çzelgeleme yöntemnde kanal kapastes en büyük yapılablmesne rağmen radyo özkaynakları sürekl olarak kanal kapastesn en büyük yapacak kullanıcılara tahss edldğ çn adl olmayan br özkaynak tahss gerçekleştrlmektedr. Dğer taraftan, hzmet verlen hücredek tüm kullanıcıların eşt ver hızına sahp olmasını amaçlayan çzelgeleme yöntem Eştlk (3) de hesaplanan metrk değern esas alır. Eştlk (3) de tanımlanan R t 1 değer, numaralı kullanıcının t zamanına kadar kullandığı özkaynaklarla ulaştığı ortalama ver hızını fade etmektedr. r 1 m, k (3) R t 1 çzelgeleme yöntem [13], sstem özkaynaklarının kullanıcılar arasında adl br dağılımını sağlamasına karşın kötü kanal koşullarına sahp kullanıcılar çn de özkaynak tahss etmes nedenyle sstem kapastesn etkn kullanamaz. Paket letmnn temel alındığı LTE sstemlernde elektronk posta letm gb garantsz hzmet olarak adlandırılan trafk akışında kullanılan çzelgeleme yöntemler bekleme süresn br hzmet kalte kısıtlaması olarak kullanmaz. Ancak vdeo veya VoIP gb gerçek zamanlı uygulamalarda bekleme süres çn çok sıkı kısıtlamalar mevcuttur ve verlen hzmetn çeştl parametrelerle kontrol edlmes gerekmektedr. Bu nedenle yukarıda özellkler anlatılan çzelgeleme yöntemler vdeo ve VoIP gb letmde oluşacak geckmeden etklenen gerçek zamanlı trafk akışlarının çzelgelenmes çn genellkle uygun değldr. Paket çzelgeleme yöntemlernde uygulanacak hzmet kaltes kısıtlamalarının 67

4 Aykut Kalaycıoğlu başarım üzerndek etks özellkle paket kayıpları olarak ortaya çıkmaktadır. LTE sstemlernde letlecek paketler uygun özkaynak bloğu lgl kullanıcıya tahss edlene kadar br bekleme kuyruğunda saklanmaktadır. Garantsz hzmet olarak adlandırılan uygulamalarda bekleme süresnn uzunluğu sstem ve kullanıcı açısından çok öneml olmamasına rağmen gerçek zamanlı trafk akışında bekleme kuyruğunda belrlenen br değerden daha fazla bekleyen paketler slnr ve paket kaybı oluşur. Belrlenen geckme süresn aşmasına karşın kuyruktan çıkarılmayan paketler sstemdek dğer katmanlarda şleme alınmayarak kayıp olarak kabul edlr [6]. Vdeo ve VoIP gb bekleme süresnn elde edlecek hzmet kaltesn tümüyle etkledğ gerçek zamanlı çoklu ortam trafk akışlarının paket çzelgelemesnde sıklıkla kullanılan ve adl özkaynak tahssnn yanında sstem kapastesnn de etkn kullanılmasını sağlayan çeştl algortmalardan Bölüm 1 de kısaca bahsedlmştr. Burada, özellkle vdeo letm çn terch edlen çzelgeleme yöntem [1-12] ncelenecektr. çzelgeleme yöntem lteratürde kullanılan dğer brçok çzelgeleme yöntemnde olduğu gb MT ve çzelgeleme yöntemler çn kullanılan metrkler üzernde yapılan çeştl değşklkler ve sstem htyaçlarına göre tanımlanmış olan hzmet kalte kısıtlamalarına göre çalışmaktadır. çzelgeleme yöntemnde o ana kadar elde edlen ortalama ver hızı ve o an kullanılacak özkaynak bloğunda elde edlecek ver hızının yanında paket bekleme süres, kabul edleblr kayıp oranı ve zn verlen en büyük geckme değerler kullanılmaktadır. Buna göre, paket bekleme süres, d zn verlen en büyük geckme değer, ve kabul edlen kayıp oranı olmak üzere hesaplanacak metrk Eştlk (4) de verlmştr. m, k r log d R k t t 1 Eştlk (4) karma trafğn geçerl olduğu br LTE hücresel sstemnde sadece vdeo trafk akışı çn değl aynı zamanda VoIP trafğ çn de kullanılmaktadır. Garantsz hzmet trafk akışı (4) çn se hesaplanan metrk d, ve değerlern şleme almaz. Bu çalışmada, yukarıda özellkler anlatılan ve lteratürde sıklıkla kullanılan çzelgeleme yöntemlerne ek olarak metrk hesaplamalarında ve hzmet kaltes kısıtlamalarında çeştl değşklkler yapılarak elde edlen farklı çzelgeleme yöntemler başarım karşılaştırmaları çn kullanılmıştır. Buna göre, değerlendrlen dört farklı çzelgeleme yöntemne at hesaplanan k metrk değer sırasıyla (5) ve (6) numaralı eştlklerle verlmştr. Bununla brlkte, gerçek zamanlı trafk çn aşağıdak eştlklerde verlen metrk değerlern kullanan çzelgeleme yöntemler garantsz hzmet trafk akışı çn paket bekleme süres olan d değern şleme katmadan metrk değerlern hesaplamaktadır. 1 d m, k (5) R t 1 m k d. r t 2, k (6) Eştlk (5) ve Eştlk (6) le elde edlen metrk değerlernn kullanıldığı çzelgeleme yöntemler k farklı durumda ncelenmştr. İlk durumda, gerçek zamanlı trafk uygulamalarına uygun şeklde belrl br bekleme süresn aşan paketler bekleme kuyruğundan çıkarılmıştır. İknc durumda se aynı metrk değerlernn kullanıldığı çzelgeleme yöntemlernde bekleme eşk değern aşan paketler bekleme kuyruğundan çıkarılmamıştır. Buna göre, Eştlk (5) ve Eştlk (6) le elde edlen metrk değerlernn kullanıldığı çzelgeleme yöntemler sırasıyla, Metrk-1 ve Metrk-2 olarak adlandırılmıştır. Benzer şeklde, hzmet kaltes kısıtlamalarını dkkate alarak Eştlk (5) ve Eştlk (6) yı kullanan çzelgeleme yöntemler se sırasıyla, Metrk-4 ve Metrk-3 olarak adlandırılmıştır. 4. Sonuçlar Çeştl çzelgeleme yöntemlernn uzun dönem evrm hücresel sstemlernde gösterdğ başarımın geckme, paket kayıp oranı, adl tahss oranı ve sstem kapastes değerler le ncelendğ bu çalışmadak sonuçlar lteratürde 68

5 Uzun Dönem Evrm Hücresel Sstemler çn Karma Trafk Durumunda Çeştl İnş Yolu Çzelgeleme Yöntemlernn Başarım Karşılaştırması sıklıkla kullanılan sstem katmanı benzetcs [17] le elde edlmştr. Gerçek sstem özellklerne çok yakın şeklde tasarlanan benzetm ortamında her hücrenn merkeznde bulunan baz stasyonları arasında 2 km uzaklık olacak şeklde toplam 19 hücre bulunmaktadır. Merkezde bulunan hücrede benzetm süres boyunca sabt sayıda kullanıcı saatte 12 km hızla hareket etmektedr. Dğer hücrelerde kullanıcı bulunmamasına rağmen merkezdek hücre çn smgeler arası grşmn etkler dkkate alınmaktadır. Yol kaybı letm model olarak kentsel makro hücre yapısı [17] ve küçük ölçekl sönümleme model çn se Uluslararası Haberleşme Brlğ (Internatonal Telecommuncaton Unon, ITU) tarafından önerlen ve brçok araştırmacı tarafından sıklıkla terch edlen PedA kanal model [18] kullanılmıştır. PedA kanal modelnn,45 µs sevyesndek geckme yayılma değer ve sıfırdan farklı üç çok yol bleşennden oluşan geckme profl yen nesl hücresel sstemlern gerçek ortam koşullarında maruz kalacağı etkler benzetm ortamında gerçeğe oldukça yakın olarak yansıtmaktadır [19]. Hzmet kaltes standartı kullanılan çzelgeleme yöntemler çn en büyük bekleme süres 1 ms olarak belrlenmştr. Karma trafk durumu çn hücrede bulunan kullanıcıların %4 ının vdeo, %4 ının VoIP ve %2 snn se garantsz hzmet trafk akışını kullandığı varsayımı yapılmaktadır. Herhang br trafk akışına at sonuçlar ncelenrken hücredek dğer kullanıcıların farklı trafk akışlarına sahp olableceğ; özkaynak tahssnn se farklı kullanıcıların gereksnmler ve sstem kısıtlamalarına göre gerçekleşeceğ dkkate alınmalıdır. Şekl 1 karma trafk durumunda vdeo trafk akışına at geckme ve paket kayıp oranı değerlern hücredek toplam kullanıcı sayısına bağlı olarak vermektedr. GECKME, sanye Trafk Türü : Vdeo Metrk-4 Metrk Şekl 1. Karma trafk durumunda vdeo trafk akışı çn kullanıcı sayısına bağlı olarak geckme ve paket kayıp oranı. Vdeo trafk akışı çn Şekl 1 de verlen sonuçlarda farklı metrk değerlern kullanan her üç çzelgeleme yöntemnn brbrne yakın geckme değerlerne sahp olmasına karşın Metrk-3 çzelgeleme yöntemnn vdeo trafk akışı çn çok yüksek paket kayıp oranına sahp olduğu görülmektedr. Metrk-3 çzelgeleme yöntem karma trafk durumunda vdeo trafk akışı çn radyo özkaynak tahss yapmakta başarılı değldr. çzelgeleme yöntemnn se karma trafk durumda vdeo trafk akışı çn en düşük paket kayıp oranına sahp olduğu görülmüştür. Metrk-4 çzelgeleme yöntemnn az sayıda kullanıcı bulunan durumda çzelgeleme yöntemne benzer hatta daha düşük paket kayıp oranına sahptr. Ayrıca, Şekl 1 geckme değernn düşük olmasının her zaman paket kayıp oranının da benzer şeklde düşük olmayableceğn göstermes açısından önemldr. Şekl 2, karma trafk durumunda VoIP trafk akışına at paketlern geckme değer ve paket kayıp oranlarını hücredek toplam kullanıcı sayısına bağlı olarak vermektedr. PAKET KAYIP ORANI, % Trafk Türü : Vdeo Metrk-3 Metrk-4 69

6 Aykut Kalaycıoğlu.3 Trafk Türü : VoIP 25 Trafk Türü : VoIP 35 Trafk Türü = Vdeo 4 Trafk Türü : VoIP Metrk-1 Metrk-4 Metrk-4 Metrk Metrk Metrk GECKME, sanye PAKET KAYIP ORANI, % 15 1 PAKET KAYIP ORANI, % 2 15 PAKET KAYIP ORANI, % Metrk-4 5 Metrk-3 Şekl 2. Karma trafk durumunda VoIP trafk akışı çn kullanıcı sayısına bağlı olarak geckme ve paket kayıp oranı. Şekl 2 ncelendğnde, letlen paketlere at geckme değerlernn hzmet kısıtlaması kullanılmayan çzelgeleme yöntemler çn brbrne yakın ve oldukça düşük sevyelerde olduğu görülmektedr. Ancak, karma trafk durumunda vdeo trafk akışı çn en düşük paket kayıp oranına sahp çzelgeleme yöntem, VoIP trafk akışı çn dğer çzelgeleme yöntemlernden daha yüksek paket kayıp oranına sahptr. Hzmet kısıtlaması olmayan Metrk-1 ve çzelgeleme yöntemler de Metrk-4 gb düşük paket kayıp oranları elde etmştr. VoIP trafğ çn düşük paket kayıp oranlarının elde edlmesnde VoIP trafğnn çok düşük ver hızları le gerçekleştrlmes ve brçok durumda uygun radyo özkaynak tahssnn gerçekleştrleblmes etkldr. Çzelgeleme yöntemlernn vdeo, VoIP ve garantsz hzmet akışlarının bulunduğu karma trafk durumunun dışında sadece vdeo ve VoIP gb gerçek zamanlı trafk akışının bulunduğu durumdak başarımı Şekl 3 te paket kayıp oranı ve kullanıcı sayısına bağlı olarak verlmştr. Şekl 3. Garantsz hzmetn bulunmadığı durumda vdeo ve VoIP trafk akışları çn kullanıcı sayısına bağlı olarak paket kayıp oranı. Sadece gerçek zamanlı trafk akışının bulunduğu durumda kullanıcıların yarısının vdeo dğer yarısının VoIP trafk akışına sahp olduğu varsayımı yapılmaktadır. Şekl 3 te verlen sonuçlara göre kullanıcı sayısının az olduğu durumda Metrk-4 çzelgeleme yöntem Metrk-3 ve çzelgeleme yöntemlernden daha düşük paket kayıp oranına sahpken kullanıcı sayısının artmasıyla brlkte çok hızlı br şekde yüksek paket kayıp oranı değerlerne ulaşmaktadır. Buna karşın, ve Metrk-3 çzelgeleme yöntemler se kullanıcı sayısındak artıştan Metrk-4 e göre çok daha az etklenmektedr. Bununla brlkte, VoIP trafğ çn çzelgeleme yöntem garantsz hzmet trafk akışının bulunduğu durumda olduğu gb yüksek paket kayıp oranına sahptr. Karma trafk durumunda garantsz hzmet trafk akışı çn kullanıcı sayısına bağlı olarak adl tahss oranı ve sstem kapastes karşılaştırması Şekl 4 te verlmektedr. 7

7 Uzun Dönem Evrm Hücresel Sstemler çn Karma Trafk Durumunda Çeştl İnş Yolu Çzelgeleme Yöntemlernn Başarım Karşılaştırması ADL TAHSS ORANI, [. -.2] Şekl 4. Karma trafk durumunda garantsz hzmet trafk akışı çn kullanıcı sayısına bağlı olarak adl tahss oranı ve sstem kapastes. Şekl 4 ncelendğnde ve Metrk-1 çzelgeleme yöntemlernn radyo özkaynaklarının adl tahssnde dğer çzelgeleme yöntemlernden daha y sonuçlar verdğ gözlenmştr. Buna karşın, sstem kapastesne ulaşmakta se MT ve Metrk-2 çzelgeleme yöntemler sstem kapastesn en yüksek yapacak kullanıcılara özkaynak tahss yapmaları nedenyle daha başarılıdır. 5. Tartışma Trafk Türü : Garantsz Hzmet Metrk-1 MT Metrk-2 Bu çalışmada garantsz hzmetn yanında gerçek zamanlı vdeo ve VoIP trafğnn bulunduğu karma trafk durumunda LTE hücresel sstemnn başarımı çeştl çzelgeleme yöntemler ve farklı senaryolar kullanılarak ncelenmştr. Elde edlen sonuçlar karma trafk bulunan durum le tek tür trafk akışının bulunduğu durumda hücresel sstemn başarımında farklılıklar ortaya çıkabldğn göstermektedr. Gerçek zamanlı trafk akışları çn uygun olmayan bazı çzelgeleme yöntemlernn VoIP trafk akışı çn y sonuçlar verebldğ görülmüştür. Buna karşın, gerçek zamanlı vdeo trafk akışı çn hzmet kısıtlaması olmayan çzelgeleme yöntemler çok yüksek paket kayıp oranlarına sahptr. Ancak, uygulanan kısıtlamalarla aynı metrğ kullanan çzelgeleme yöntemlernn hzmet kısıtlaması kullanmayan çzelgeleme yöntemlerne göre düşük paket kayıp oranları elde edebldğ gösterlmştr. SSTEM KAPASTES, Mbps] Trafk Türü : Garantsz Hzmet MT Metrk-2 Metrk-1 Elde edlen sonuçlar karma trafk durumunda her br trafk akış türü çn uygun çzelgeleme yöntemnn belrlenmesnn hücresel sstem yapısı ve trafk akış yoğunluğu gb çeştl etkenlere bağlı olacağını göstermektedr. Bu nedenle farklı trafk türler ve mevcut trafk akışına göre uyarlanablen çzelgeleme yöntemlernn uygulanmasının hücresel sstemde çok kısıtlı olan radyo özkaynaklarının daha etkn kullanılmasını sağlayacağı düşünülmektedr. 6. Kaynaklar 1. Ercsson, (211). LTE: An Introducton, Whte Paper, 2. Schwarz, S., Ikuno, J. C., Smko, M., Taranetz, M., Wang, Q. and Rupp, M. (213). Pushng the lmts of LTE: A survey on research enhancng the standard, IEEE Access, vol. 1, Thrd Generaton Partnershp Project, 3GPP, 4. Dahlman, E., Parkvall, S. and Sköld, J. (214). 4G: LTE/LTE-Advanced for Moble Broadband, 2nd Edton, Academc Press Publcatons, Elsever, Unted Kngdom, 51 s 5. Sadq, B., Madan, R. and Sampath, A. (29). Downlnk schedulng for multclass traffc n LTE, Journal of Electrcal and Computer Engneerng, vol. 29, ID 51617, Pro, G., Greco, L.G., Bogga, G., Fortuna, R. and Camarda, P. (211). Two-level downlnk schedulng for real-tme multmeda servces n LTE networks, IEEE Transactons on Multmeda, vol. 13, no. 5, Iturralde, M., Yahya, T. A., We, A. and Beylot, A-L. (211). Resource allocaton usng shapley value n LTE networks, 211 IEEE 22 nd Internatonal Symposum on Personal Indoor and Moble Rado Communcatons (PIMRC), Toronto, ON, Canada, Km A., Park, C. and Jeong, S.H. (213). Performance evaluaton of downlnk schedulng algorthms for vdeo/voce transport over wreless Networks, Ffth Internatonal Conference on Ubqutous and Future Networks (ICUFN), Basukala, R., Raml, H.A.M. and Sandrasegaran, K. (29). Performance analyss of EXP/PF and M-LWDF n downlnk 3GPP LTE System, IEEE Frst Asan Hmalayas Conference on Internet, AH-ICI, p Andrews, M., Kumaran, K., Ramanan, K., Stolyar, A. and Whtng P. (21). Provdng qualty of servce over a shared wreless lnk, IEEE 71

8 Aykut Kalaycıoğlu Communcatons Magazne, vol. 39, ssue: 2, Nasralla, M. M., Martn, M. G. (213). A downlnk schedulng approach for balancng qos n LTE wreless networks, 213 IEEE 24 th Internatonal Symposum on Personal Indoor and Moble Rado Communcatons (PIMRC), London, UK, Sandrasegaran, K., Raml, H. A. M., Basukala, R. (21). Delay-prortzed schedulng (DPS) for real tme traffc n 3GPP LTE system, 21 IEEE Wreless Communcatons and Networkng Conference (WCNC), Sydney, Australa, Capozz, F., Pro, G., Greco, L.A., Bogga, G. and Camarda, P. (213). Downlnk packet schedulng n LTE cellular networks: key desgn ssues and a survey, IEEE Communcatons Survey & Tutorals, vol. 15, no. 2, Schwarz, S., Mehlfuhrer, C. and Rupp, M. (21). Low complexty maxmum throughput schedulng for LTE, 21 Conference Record of the Forty Forth Aslomar Conference on Sgnals, Systems and Computer (ASILOMAR), Rodrgues, E. B. and Casadevall, F. (211). Control of the trade-off between resource effcency and user farness n wreless networks usng utlty-based adaptve resource allocaton, IEEE Communcatons Magazne, vol. 49, ssue: 9, Lu, B., Tan, H. and Xu, L. (213). An effcent downlnk packet schedulng algorthm for real tme traffcs n LTE systems, IEEE Consumer Communcatons Networkng Conference (The 1 th Annual IEEE CCNC), Las Vegas, NV, USA, Pro, G., Greco, L.A., Bogga, G., Capozz, F. and Camarda, P. (211). Smulatng LTE Cellular Systems: An Open-Source Framework, IEEE Transactons on Vehcular Technology, vol.6, no.2, Recommendaton ITU-R (1997). M.1225: Gudelnes for Evaluaton of Rado Transmsson Technologes for IMT-2, Techncal Report 19. Asplund, H., Larsson, K. and Ökvst, P. (28). How typcal s the typcal urban channel model?, IEEE Vehcular Technology Conference, 28, VTC Sprng 28, Sngapore,