Performance analysis of handoff resource allocation strategies through the state-dependent rejection scheme

The state-dependent rejection scheme (SRS) provides a common framework for analysing existing handoff schemes and for designing new ones easily. Designing new schemes is made simple by determining the appropriate set of state-dependent probabilities. The Markov analysis of SRS is simple and useful for drawing initial conclusions on handoff strategies. The analysis and simulations carried out here demonstrate the capability of SRS to adapt to different mobility and load scenarios and to achieve good performance while targeting quality of service performance metrics.Peer Reviewe

An engineering approximation for the mean waiting time in the M/H2b/s queue

Although the exact solution for the mean waiting time in the M/H2/s queue exists, it requires advanced programming skills and processing capacity. In most engineering problems the offered traffic and its features are known with a certain degree of uncertainty (e.g. traffic is predicted, traffic is not clearly Poisson, etc). In such environments where perfect accuracy is not required, approximations are often used to estimate the performance. For engineering applications, the easiness to compute the estimate is a key factor. The contribution of this paper is a new closed formula to estimate the mean waiting time in the M/H2 b/s queue. The formula is easy to compute and accurate. In contrast with the already existing approximations, the one presented here keeps its validity for mediumhigh coefficients of variation.Peer Reviewe

Mean waiting time in the M/H2/s queue: application to mobile communications Systems

In this paper a procedure to approximately calculate the mean waiting time in the M/H2/s queue is presented. The approximation is heuristic although based in the intuitive symmetry between the deterministic and balanced hyperexponential-2 distributions. The three parameters which fully describe the H2 distribution are considered, so the approximation can also be used for the M/G/s queue when the first three moments are known. If only the first two moments of the holding time distribution are known, the estimation can also be applied accepting a lesser accuracy. The estimation proposed is a closed formula extremely easy to compute and the results are very accurate. This features makes it helpful in the design of mobile telecommunication systems with more than one channel and queueing allowed (like trunking Private Mobile Radio PMR systems), where holding time distributions with coefficients of variation higher than one may appear. As a second stage, the possibility of calls owning a certain level of priority is studied. Two service classes are considered according to a non-preemtive priority scheme (also known as Head Of the Line or HOL). This priority feature is often required in mobile telecommunications systems to improve the access delay of some special calls by degrading the delay suffered by the rest. If the proportion of calls owning priority is kept low, the degradation is shared by many calls and then kept small. In this paper a procedure to estimate the mean waiting time in queue for each priority class is presented. This procedure is also very easy to compute. The environment for which the results of this paper are intended suggests medium or heavy overall load and light priority load (priority proportion is kept low). This is the situation under which the accuracy of the proposed method is checked. Although simulations are necessary in the final phase of the design, the procedure presented here is helpful as a first quick insight into the system performance.Peer ReviewedPostprint (published version

A New CAC Policy Based on Traffic Characterization in Cellular Networks

The Call Admission Control (CAC) method presented in this paper is based on the statistical properties of the network’s traffic variables. It probabilistically estimates the time until the release of a seized channel: the admission control depends on the computed mean remaining time averaged along all channels at a specific instant and on a time threshold. The policy produces a smooth transition between the QoS metrics, giving the operator the freedom to design the network at the desired QoS point. Another valuable property is that the algorithm is straightforward and fed only by simple teletraffic metrics: distribution and the first and second moments of Channel Holding Time (CHT). Simplicity is important for a CAC method because decisions for accepting or rejecting calls must be computed quickly and frequently.Peer Reviewe

A survey of routing protocols for energy constrained ad hoc wireless networks

In this survey we review energy-aware routing protocols for wireless multihop ad hoc networks and critically discuss the main results in this area. The classification presented is in no case unique but summarizes the chief characteristics of the many published proposals for energy conservation. A common pitfall detected in most of the studies is the lack of unambiguous notion of network's lifetime and hence of clear objective of the designed algorithm. We, therefore, define first what operational lifetime for ad hoc networks means and then analyze the achievements from that angle. After getting insight into the different energy-aware routing protocols we point out another approach for extending network's operational lifespan, which has been overlooked in the relevant literature.Peer Reviewe

Tráfico de telefonía móvil: caracterización e implicaciones del tiempo de ocupación del canal

En el capítulo 1 se presentan algunos conceptos básicos relacionados con el tráfico de voz, junto a los modelos más comúnmente utilizados en la evaluación y dimensionado de sistemas de telefonía móvil. En todos los casos se presentan evaluaciones exactas, es decir deducidas analíticamente para los modelos expuestos. A su vez se discute y cuestiona la idoneidad de las hipótesis que se asumen en cada modelo. Se tratan en este capítulo algunos temas básicos de teletráfíco como modelos jerárquicos de tráfico, prioridades, poblaciones finita e infinita, modelos de traspasos en telefonía celular, etc.El capítulo 2 presenta la caracterización de la duración de los mensajes de tráfico telefónico en sistemas PAMR, demostrándose que la distribución de ocupación del canal si la gestión se realiza por mensaje (a nivel de llamada) es hipoexponencial. La forma en que los resultados del capítulo 2 pueden ser utilizadas en la evaluación de sistemas es presentada en el capítulo 3, en el que se introducen procesos de colas M/G/í con distribución hipoexponencial de la ocupación del canal. A diferencia de los resultados del capítulo 1 que son soluciones analíticas exactas, en este caso los resultados presentados son aproximaciones precisas y de fácil cómputo.Al igual que el capítulo 2, el capítulo 4 presenta caracterización de tráficos, pero en sistemas en los que el tiempo de ocupación del canal sigue una distribución hiperexponencial: sistemas PMR con gestión por transmisión y telefonía móvil pública celular. A su vez el capítulo 5 introduce métodos que permiten considerar dichas distribuciones en la evaluación y dimensionado de sistemas, también en forma de aproximaciones.Por tanto en esta tesis se presentan trabajos y contribuciones en dos ámbitos: el de la caracterización de tráficos, y el de las aproximaciones en colas M/G/s con y sin prioridad. Es obvio que se trata de dos vertientes complementarias de un mismo problema. De poco va a servir el esfuerzo realizado en caracterizar un tráfico si no podemos incorporar dicha caracterización en la evaluación (aunque la caracterización siempre es útil para alimentar simulaciones de forma más precisa). Por otra parte las aproximaciones son inútiles si no sabemos con que cifras substituir los símbolos de las ecuaciones. Desde este enfoque se puede decir que los capítulos 2 y 3 son complementarios entre sí, al igual que lo son los capítulos 4 y 5.Postprint (published version

Coverage of Hybrid Terrestrial-Satellite Location in Mobile Communications

This work studies the improvement in service coverage obtained by three different ways of hybridising (terrestrial and satellite) triangulation location methods for cellular networks. Though the authors assume that terrestrial cellular networks use Enhanced Observed Time Difference (E-OTD) in 2G or Observed Time Difference Of Arrival (OTDOA) in 3G, and that the satellite GNSS uses Assisted Global Positioning System (A-GPS), their analysis can easily be generalized to address any other triangulation method. A simple analytical model is presented, which is used for evaluating the service coverage of each approach. The numerical results show how hybridisation leads to a high improvement and an easy balance between traffic and geographical coverage.Peer Reviewe

Tráfico de telefonía móvil: caracterización e implicaciones del tiempo de ocupación del canal

En el capítulo 1 se presentan algunos conceptos básicos relacionados con el tráfico de voz, junto a los modelos más comúnmente utilizados en la evaluación y dimensionado de sistemas de telefonía móvil. En todos los casos se presentan evaluaciones exactas, es decir deducidas analíticamente para los modelos expuestos. A su vez se discute y cuestiona la idoneidad de las hipótesis que se asumen en cada modelo. Se tratan en este capítulo algunos temas básicos de teletráfíco como modelos jerárquicos de tráfico, prioridades, poblaciones finita e infinita, modelos de traspasos en telefonía celular, etc.El capítulo 2 presenta la caracterización de la duración de los mensajes de tráfico telefónico en sistemas PAMR, demostrándose que la distribución de ocupación del canal si la gestión se realiza por mensaje (a nivel de llamada) es hipoexponencial. La forma en que los resultados del capítulo 2 pueden ser utilizadas en la evaluación de sistemas es presentada en el capítulo 3, en el que se introducen procesos de colas M/G/í con distribución hipoexponencial de la ocupación del canal. A diferencia de los resultados del capítulo 1 que son soluciones analíticas exactas, en este caso los resultados presentados son aproximaciones precisas y de fácil cómputo.Al igual que el capítulo 2, el capítulo 4 presenta caracterización de tráficos, pero en sistemas en los que el tiempo de ocupación del canal sigue una distribución hiperexponencial: sistemas PMR con gestión por transmisión y telefonía móvil pública celular. A su vez el capítulo 5 introduce métodos que permiten considerar dichas distribuciones en la evaluación y dimensionado de sistemas, también en forma de aproximaciones.Por tanto en esta tesis se presentan trabajos y contribuciones en dos ámbitos: el de la caracterización de tráficos, y el de las aproximaciones en colas M/G/s con y sin prioridad. Es obvio que se trata de dos vertientes complementarias de un mismo problema. De poco va a servir el esfuerzo realizado en caracterizar un tráfico si no podemos incorporar dicha caracterización en la evaluación (aunque la caracterización siempre es útil para alimentar simulaciones de forma más precisa). Por otra parte las aproximaciones son inútiles si no sabemos con que cifras substituir los símbolos de las ecuaciones. Desde este enfoque se puede decir que los capítulos 2 y 3 son complementarios entre sí, al igual que lo son los capítulos 4 y 5

DYMO self forwarding: a simple way for reducing the routing overhead in MANETs

Current routing protocols in Mobile Ad hoc Networks tend to use information on the position of the nodes in order to improve their features. In fact, without this information, protocols are hardly scalable since they tend to overflow the radio media with control packets, most of them being useless at the end. This paper presents the assessment of a modification of the DYMO protocol in order to include and use positioning information. The evaluation is carried out through simulations in realistic environments and connectivity condition. The possible error in the position is seldom considered in this kind of studies but here taken into account to catch the impact of realistic GPS devices or other sources of location techniques.Peer ReviewedPostprint (published version