呼叫接纳控制是在ATM网络中提出的,现在已经应用到许多通信网络中。接纳控制是无线资源管理的重要组成部分,是减小网络拥塞、保证服务质量和提高网络资源利用率的一项重要机制。接纳控制的优劣,关系着蜂窝移动通信网络中的信号覆盖质量、呼叫的阻塞率和掉话率,影响到用户的传输速率以及数据包级别的多个服务质量指标。
对于反向干扰受限的CDMA系统,接入过多的呼叫会导致反向干扰的上升,这不仅会减小小区的覆盖范围(即小区的呼吸效应),而且会降低系统功率控制的鲁棒性,导致掉话率的上升,因此,必须通过CAC来合理控制干扰,以获得高资源利用率和低阻塞率,保持系统的稳定性和低掉话率。通常,CAC算法的设计需要考虑多个因素:要满足新接入MS的QoS,且不影响系统内已有MS(包括本小区和相邻小区中正在通话的MS)的QoS要求,包括新呼叫的阻塞率、切换呼叫的掉话率、数据业务的中断率和分组发送的时延;切换呼叫应享有比新呼叫更高的优先级;不同业务类型要有接纳优先级上的区分;要分别考虑上下行链路的接纳控制。实际中的CAC方案并不能够完全考虑到上述多个方面,只能结合实际需求和算法特征尽可能地将这些因素考虑进去,终目标往往是这几个方面的取舍与折中,本文按照技术途径对CAC进行分类,对当前主要的控制模型和算法作一介绍。
1 基于有效带宽的接纳控制算法
CDMA系统的反向干扰受限,而每个呼叫产生的干扰也是可变的,引入有效带宽模型来实现CDMA系统中的呼叫接纳控制。在呼叫损失率的约束下,传统的基于有效带宽的多业务呼叫接纳控制的模型见式(1),其中,Bji为第j类业务的第i个数据流的有效带宽,C是系统可用的总带宽,Nj是第j类业务中的数据流的数量,J是业务类的总数,a是系统呼叫损失率。
2 基于SIR的接纳控制算法
对于系统的上行信号,只有在满足一定的信噪比条件下基站才能够成功解调,因此,基站接收机的SIR决定了小区可接纳的用户数量,据此提出了多种不同的基于SIR的接纳控制算法。
广泛认可的适用于直接序列扩频码分多址系统(DS-CDMA)的无线传播模型见式(6),其中,Г(r)为基站处接收到某个MS的信号场强;r为MS到基站的距离;ξ为均值为0的正态分布的随机变量,其标准差的范围为5 ~12 dB;a为路损指数,典型值范围为2.7~4.0。
然而,上述这两种算法需要当前小区获知相邻小区的信噪比测量结果,因此只能在MSC实现CAC,这就需要进行额外的信息传递,因此,算法的适用性不强。
在CDMA网络中,由于剩余带宽与SIR有一定的对应关系,所以基于剩余带宽的CAC策略本质上与基于SIR准则的CAC策略相同。从功率控制的角度来看,对于每一个已接入的呼叫,基站都给相应的MS分配了为达到其目标信噪比所需的发射功率,换句话说:为了满足MS的目标信噪比要求,系统通过功率控制机制确定了一个可行的发射功率分配矢量,也称之为SIR平衡。
本文介绍了接纳控制算法,首先按照技术途径进行分类,对适用于CDMA体制移动通信系统的大多数接纳控制算法模型进行了介绍、总结和比较。
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