通信學(xué)論文-無線移動通信系統(tǒng)中基于預(yù)留信道的呼叫接入控制呼叫接入控制CAC(calladmissioncontrol)是指對于一個已知呼叫連接請求,按照其服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求,基于預(yù)定的參數(shù),并根據(jù)整個網(wǎng)絡(luò)資源決定是否接納一個新連接。隨著蜂窩網(wǎng)中小區(qū)半徑變得越來越小,在用戶的會話過程中所出現(xiàn)的越區(qū)切換次數(shù)將變得更多。為了保證能在用戶沒有感知的情況下實現(xiàn)無縫漫游,除了傳統(tǒng)分組級的QoS參數(shù)(如誤碼率、誤幀率、吞吐量、時延等)以外還需要著重考慮連接級的QoS參數(shù),如越區(qū)呼叫阻塞率Ph。當用戶從一個小區(qū)漫游到另外一個小區(qū)時,若目標小區(qū)中的資源不足就會發(fā)生通話強制中斷。一般對于用戶來說,通話過程中出現(xiàn)強制中斷比通話請求被阻塞更加難以忍受。因而在設(shè)計蜂窩網(wǎng)中的CAC算法時,必須保證切換時的越區(qū)呼叫阻塞率Ph盡可能小或者在一定的門限值以下。無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了很多種CAC策略控制Ph,基于預(yù)留信道的CAC就是其中的一種。最早出現(xiàn)的是一種適于單業(yè)務(wù)的預(yù)留信道機制。在該機制中,為越區(qū)呼叫預(yù)留了一部分信道。當新呼叫到達時,如果除去預(yù)留信道還有其他空閑信道,則被接入；反之,則拒絕該新呼叫。當越區(qū)呼叫到來時,只要有空閑信道就接入。這樣,越區(qū)呼叫比新呼叫具有更高的優(yōu)先權(quán)。這種方案降低了越區(qū)呼叫的阻塞率Ph,卻以新呼叫阻塞率Ph的提高為代價。因而在給定到達率和吞吐量時,必須通過設(shè)置預(yù)留信道的數(shù)目來滿足要求的Ph和Pn圖1表示了總信道數(shù)為C,預(yù)留下條信道的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,其中新呼叫和越區(qū)呼叫的到達服從指數(shù)分布,均值為h和n持續(xù)時間也為指數(shù)分布,均值為u。后來出現(xiàn)一種新的預(yù)留信道策略:比例預(yù)留信道FOCP(FractionalGuardChannelPolicy),即根據(jù)當前信道占用情況,以一定概率i接收新呼叫,從而為越區(qū)呼叫保留信道,如圖2所示。與上一種相比,這種策略明顯提高了資源利用率。第三代移動通信系統(tǒng)的主要目標是要在蜂窩小區(qū)范圍內(nèi)實現(xiàn)有限的多業(yè)務(wù)支持,即移動通信業(yè)務(wù)從單一、低速的話音業(yè)務(wù)逐步轉(zhuǎn)向話音與多媒體、高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共存,并且不同業(yè)務(wù)需要的帶寬也不一樣。后來提出的CAC算法中,考慮了1種不同業(yè)務(wù),并考慮了用戶終端的移動性對Ph和Pn的影響。假設(shè)每種業(yè)務(wù)需要ci條信道,每種服務(wù)持續(xù)時間為指數(shù)分布,用戶在小區(qū)內(nèi)和小區(qū)外停留時間也成指數(shù)分布。ni表示小區(qū)內(nèi)第i種業(yè)務(wù)的數(shù)目,C表示小區(qū)內(nèi)全部的資源,新呼叫到達服從指數(shù)分分割成1部分,每部分預(yù)留cg,i條信道。當一個新呼叫到來時,如果使得小區(qū)狀態(tài)屬于Ei,則接入此呼叫。當越區(qū)呼叫到來時,如果使得小區(qū)狀態(tài)屬于Hi,則接入。由于EiHi,所以越區(qū)呼叫比新呼叫有更高的優(yōu)先級。這種情況下每種業(yè)務(wù)的和很低,然而全部資源的利用率比前兩種低。上下行鏈路的不對稱性是無線多媒體網(wǎng)絡(luò)的重要特征之一。以接入因特網(wǎng)為例,移動終端變得輕便和小巧,而網(wǎng)絡(luò)這邊多媒體業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)庫日益龐大,移動終端發(fā)出小的請求通過上行鏈路傳輸,而大的文件通過下行鏈路傳輸?shù)揭苿咏K端。在多媒體業(yè)務(wù)中,上下行鏈路的帶寬需求也不一樣。針對上下行鏈路的不對稱性,一種策略產(chǎn)生了。該策略假設(shè)系統(tǒng)中有1種用戶,系統(tǒng)為接入的第i種用戶分配的上下行鏈路帶寬是不同的。如果i近來又出現(xiàn)一種預(yù)留信道和信道再分配相結(jié)合的策略。在該策略下,每個小區(qū)建立一張表,記錄自己和相鄰小區(qū)的信道占用情況,并及時更新。當新呼叫到達時,如果目標小區(qū)沒有空閑信道,有空閑信道的鄰居小區(qū)會將本小區(qū)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)交給空閑信道處理,釋放出來的信道供目標小區(qū)使用,這個過程稱為信道再分配。例如,目標小區(qū)i某時間建立的表如表1所示,鄰居小區(qū)正在使用6號信道的業(yè)務(wù)可以重新分配給兩個空閑信道中的一個,釋放的6號信道可以滿足目標小區(qū)的呼叫請求。信道再分配增加了系統(tǒng)的利用率,但給用戶帶來不便,并導(dǎo)致小區(qū)之間通信,并且信道再分配也暗示了小區(qū)處于擁塞狀況。策略采用預(yù)留信道控制信道再分配的次數(shù),而信道再分配又作為反饋決定預(yù)留的信道數(shù)目。目標小區(qū)根據(jù)一個周期內(nèi)鄰居小區(qū)信道再分配的數(shù)目,接收的呼叫數(shù)和拒絕的呼叫數(shù),動態(tài)調(diào)整預(yù)留的信道數(shù)。結(jié)果顯示這種綜合策略的和較低,并且資源利用率很高。從上面提到的幾種策略可以看出,基于預(yù)留信道的CAC算法越來越復(fù)雜,也更加符合實際的要求。隨著業(yè)務(wù)量的增大,用戶種類的增多,對用戶類別精確細致的劃分,使門限增多,計算量變大,多門限CAC也給基站軟硬件實施增加了困難,這些問題成為進一步研究的重點和難點。實際CDMA系統(tǒng)的資源占用、用戶移動及小