未来移动通信系统中的无线资源管理( 二 )



在不影响通信质量的情况下,进行功率控制尽量减少发射信号的功率,可以提高信道容量和增加用户终端的电池待机时间 。传统的功率控制技术是以语音服务为主,这方面的研究已经相当多,主要涉及到集中式与分布式功率控制、开环与闭环功率控制、基于恒定接收与基于质量功率控制 。目前功率控制的研究集中在数据服务和多媒体业务方面,多为综合进行功率控制和速率控制研究 。功率控制和速率控制两者的目标基本上是互相抵触的,功率控制的目标是让更多的用户同时享有共同的服务,而速率控制则是以增加系统吞吐量为目标,使得个别用户或业务具有更高的传输速率 。如何满足用户间不同的QoS要求和传输速率,同时达到公平性和高吞吐量的双重目标,是目前较为热门的课题 。

用在电路交换网络的功率控制技术已不能适应IP传输和复杂的无线物理信道控制,当IP网络成为核心网络,如何在分组交换网络进行功率控制就成为功率控制研究的主要内容 。针对基于突发模式(Burst-mode)功率控制的通信网络的研究和连续突发模式(Burst-by-burst)的通信系统的设计已引起很大的注重 。结合功率控制和其他新技术,如智能天线、多用户检测技术、差错控制编码技术、自适应编码调制技术、子载波分配技术等方面的联合研究,提高系统容量也是比较热门的研究课题 。
2.2 信道分配
在无线蜂窝移动通信系统中,信道分配技术主要有3类:固定信道分配(FCA)、动态信道分配(DCA)以及随机信道分配(RCA) 。


FCA的优点是信道治理轻易,信道间干扰易于控制;缺点是信道无法最佳化使用,频谱信道效率低,而且各接入系统间的流量无法统一控制从而会造成频谱浪费,因此有必要使用动态信道分配,并配合各系统间做流量整合控制,以提高频谱信道使用效率 。FCA算法为使蜂窝网络可以随流量的变化而变化提出了信道借用方案(Channel borrowing scheme),如信道预定借用(BCO)和方向信道锁定借用(BDCL) 。信道借用算法的思想是将邻居蜂窝不用的信道用到本蜂窝中,以达到资源的最大利用 。
DCA根据不同的划分标准可以划分为不同的分配算法 。通常将DCA算法分为两类:集中式DCA和分布式DCA 。集中式DCA一般位于移动通信网络的高层无线网络控制器(RNC),由RNC收集基站(BS)和移动站(MS)的信道分配信息;分布式DCA则由本地决定信道资源的分配,这样可以大大减少RNC控制的复杂性,该算法需要对系统的状态有很好的了解 。根据DCA的不同特点可以将DCA算法分为以下3种:流量自适应信道分配、再用划分信道分配以及基于干扰动态信道分配算法等 。DCA算法还有基于神经网络的DCA和基于时隙打分(Time slot scoring)的DCA 。最大打包(MP)算法是不同于FCA和DCA算法的另一类信道分配算法 。DCA算法动态为新的呼叫分配信道,但是当信道用完时,新的呼叫将阻塞 。而MP算法的思想是:假设在不相邻蜂窝内已经为新呼叫分配了信道,且此时信道已经用完,倘若这时有新呼叫请求信道时,MP算法(MPA)可以将两个不相邻蜂窝内正在进行的呼叫打包到一个信道内,从而把剩下的另一个信道分配给新到呼叫 。

RCA是为减轻静态信道中较差的信道环境(深衰落)而随机改变呼叫的信道,因此每信道改变的干扰可以独立考虑 。为使纠错编码和交织技术取得所需得QoS,需要通过不断地改变信道以获得足够高的信噪比 。
2.3 调度技术
未来移动通信系统的主要特征之一是存在大量的非实时性的分组数据业务 。因为不同用户有不同速率,一个基站内所有用户速率总和往往会超过基站拥有频带所能传输的信道容量,因此必须要有调度器(Scheduler)在基站内根据用户QoS要求,判定该业务的类型以便分配信道资源给不同的用户 。

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