蜂窝移动通信系统信道分配策略研究

摘要

移动通信用户数量的急剧增长以及用户对语音和数据业务需求的不断增加,导致有限的频谱资源十分紧缺。如何提高现有频谱资源的利用率已成为制约移动通信发展的重要因素,而良好的信道分配是解决这一问题的有效措施之一。从20世纪70年代到现在,蜂窝移动通信系统的信道分配一直是研究的热点和难点。在移动通信技术高速发展的今天,信道分配方面仍有许多课题值得去研究。
　　 在信道分配的几种经典策略中,固定信道分配虽简单易行但不能处理热点问题,动态信道分配和混合信道分配虽能较好地跟踪话务量的变化,但当不采用其它优化措施时,仅在业务量较小时才有较低的呼叫阻塞率,并且具有较高的实现复杂度。因此,一些新的策略被相继提出,如信道借用策略、速率拆分策略、保护信道策略和排队策略等。本文基于可移动边界框架,对现有策略进行改进,提出了两种新的信道分配策略:保护信道和排队相结合的策略、基于抢占优先的保护信道策略。
　　 在保护信道和排队相结合的策略中,为数据呼叫提供保护信道,降低数据呼叫的阻塞率。同时,采取语音呼叫排队策略抑制数据保护信道引起的语音呼叫阻塞率的恶化。为了进一步提高系统的性能,在策略中引入了不耐烦顾客,并建立了带有不耐烦顾客的排队模型。
　　 在基于抢占优先的保护信道策略中,为语音新呼叫和语音切换呼叫分配保护信道以降低呼叫阻塞率,为了进一步提高系统承载的语音业务量,赋予语音呼叫抢占优先权,语音呼叫可以抢占数据信道。另外,语音切换呼叫可以占用语音新呼叫保护信道。并且为数据呼叫提供排队队列以降低数据呼叫阻塞率。
　　 然后,利用排队论和随机过程等数学知识对两种信道分配策略建立了马尔科夫链模型,对模型的性能进行了详尽的理论分析。最后对两种分配策略进行了仿真实验。理论分析和仿真结果表明,所提出的策略能有效地降低阻塞率,改善系统性能。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

第1章 绪论

1.1 论文研究的背景及意义

1.2 本文的研究内容

1.3 本文的组织结构

第2章 蜂窝移动通信概述

2.1 蜂窝移动通信的发展历程

2.2 蜂窝移动通信系统的组成

2.3 蜂窝移动通信特点

2.4 蜂窝移动通信关键概念

2.4.1 小区制

2.4.2 频率复用

2.4.3 多址技术

2.4.4 干扰

2.4.5 切换

2.4.6 系统容量

2.5 本章小结

第3章 信道分配策略概述

3.1 信道及信道分配的概念

3.2 信道分配策略分类

3.2.1 固定信道分配(FCA)

3.2.2 动态信道分配(DCA)

3.2.3 FCA与DCA的比较

3.2.4 混合信道分配(HCA)

3.2.5 其它信道分配策略

3.3 信道分配策略的性能指标

3.4 本章小结

第4章 保护信道和排队相结合的信道分配策略

4.1 相关数学模型

4.1.1 泊松流及泊松分布

4.1.2 负指数分布

4.1.3 Little定理

4.2 系统模型

4.3 性能分析

4.4 仿真结果

4.5 本章小结

第5章 一种基于抢占优先的保护信道策略

5.1 系统模型

5.2 性能分析

5.2.1 语音呼叫性能分析

5.2.2 数据呼叫性能分析

5.3 仿真结果与分析

5.4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文