多业务无线蜂窝网中呼叫接入策略性能分析
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第七讲蜂窝移动多址接入技术-Xidian
12
载波干扰比与小区簇的关系
载波干扰比
假设某个小区中移动台接收到的最小载波功率为C，若只考虑该小区
的同频干扰且干扰小区数为K，则移动台接到收的载波功率和干扰功
率的比值可表示为
∑ C =
I
C I K
k =1 k
式中，Ik为第k个同频干扰小区的发射功率。
若考虑信号传播的路径损耗，则小区内移动台接收到的最小载波功率
话务量和呼损率
概念
语音通信中，业务量的大小用话务量来衡量，包括流入话务量
和完成话务量。
流入话务量取决于单位时间的呼叫次数和每次呼叫占用信道的
平均时间，即
A= S × λ
S：每次呼叫平均占用信道的时间（小时/次），包括接续时间 和通话时间。
λ：每小时的平均呼叫次数（次/小时），包括呼叫成功和呼叫 失败的次数。
爱 尔 兰 呼 损 表
Mobile Communication Theory
19
话务量和呼损率
如何计算每个信道可容纳的用户数？
忙时集中系数：最忙1小时内的话务量和全天总话务量的比，即
忙时话务量 K=
全日话务量
一般K取10%~15%。
假设通信系统中每个用户每天平均呼叫次数为C次/天，每
次呼叫平均占用信道的时长是T秒/次，忙时集中系数为K，则
微微蜂窝小区：实质就是微蜂窝小区的一种，只是它的覆盖 半径更小，一般只有 10m-30m；基站发射功率更小，大约在 几十毫瓦左右。其天线一般装于建筑物内业务集中地点。微 微蜂窝也是作为网络覆盖的一种补充形式，它主要用来解决 商业中心、会议中心等室内“热点”的通信问题。
Mobile Communication Theory
9
蜂窝移动通信技术
高数据速率的需求
1 2 3
5G技术
为了满足用户对高数据速率的需求，蜂窝移动通 信技术正在向5G演进，5G技术能够提供更高的 数据传输速率和更低的延迟。
毫米波通信
利用毫米波频段进行通信可以提供更高的数据传 输速率，但传输距离较短，需要配合其他技术使 用。
协同通信和多天线技术
通过协同通信和多天线技术可以提高信号覆盖范 围和数据传输速率，同时降低延迟和提高可靠性。
04
蜂窝移动通信技术的应用与发展
4G/5G网络
4G/5G网络
蜂窝移动通信技术经历了从2G到4G的发展，目前正在向5G 过渡。4G网络提供了更高的数据传输速度和更低的延迟，而 5G网络将进一步改善这些性能，并支持更多设备同时连接。
5G应用场景
5G网络将广泛应用于各个领域，如智慧城市、自动驾驶、远 程医疗、工业自动化等，为人们的生活和工作带来更多便利 和效率。
物联网与蜂窝移动通信技术
物联网设备连接
蜂窝移动通信技术为物联网设备提供 了广泛的连接解决方案，使各种设备 能够实时地相互通信和交换数据。
物联网应用
物联网与蜂窝移动通信技术的结合将 推动各种应用的快速发展，如智能家 居、智能农业、智能物流等，提高生 产效率和生活质量。
人工智能与蜂窝移动通信技术
数据处理与分析
网络安全问题
数据隐私保护
随着移动通信技术的发展，用户的个人信息和通信内容越来越容 易受到攻击和窃取。
恶意攻击和病毒传播
移动网络中存在着大量的恶意软件和病毒，会对用户设备和个人信 息安全造成威胁。
网络安全技术
为了保障网络安全，需要采用先进的加密技术、防火墙技术、入侵 检测技术等，提高网络的安全性和可靠性。
无线移动通信系统中基于预留信道的呼叫接入控制
分割成 】 ，每部分预 留 ， 部分 条信道 。当一个新 呼叫到
五
．
来 时， 如果使得小 区状 态属 于Ｅ， ． 则接入 此呼 叫。 当越 区 呼叫到来 时，如果使得小 区状 态属于 Ｈ， ． 则接入 。由于
Ｈ ，所 以越 区呼叫比新 呼 有 更高的优先级 。这种 ｑ
图 １总信道数为 ｃ预留 Ｔ条信道的状态转移图
矗 ＾ 属五＋ 辟． ＾ 辟＾＋ 辟 ＾ 芦 ＋ 芦 ． ＾＋ ＾ ． ＋ ＾ ‘＋ ＾ ＋＾
Ｑ ｍ
：ｆ 』
一
』 （’ ｌ ｔ’ ｝ Ｃ－ｈ． （ 』 ７＋ｌ ｆ ７＋２Ｍ ｔ Ｃ ｔ １ ｔ
．
图 ２总 信 道数 为 ｃ的 状态 转移 图
目标小 区 中的资源不足就会发生通话强制 中断。 一般对 保 留信道 ，如图 ２ 所示 。与上一种相 比，这种策略 明显
行链路传输到移动终端 。 多媒体 业务 中， 下行链 路 在 上
的带宽 需求也不一样 。 针对上下行链路 的不对称性 ， 一 种策略产生 了。该 策略假设 系统 中有 １ 种用户 ，系统为 接入 的第 ｉ 用户分 配的上下行链路带宽是不 同的。如 种 果 ｉ ，则第 ｉ 种用 户比第 ｊ 种用 户有更 高的优 先级 。同 样 ， 同种用户来说 ， 区呼叫比新 呼叫有更 高的优先 对 越
有 空 闲信道就接入。 这样 ， 区呼 叫比新呼 具有更高 目，Ｃ 示小 区 内全 部的资源 ，新呼 叫到达服从指数分 越 ｑ 表 的优先权 。这种方案 降低 了越 区呼 的阻塞率 Ｐ， 以 布 。小 区状 态集为 ； （ ＂Ｋ． 和所 有可 能的状态为 ｑ 却 ＝ Ｋ． ） ｒ 新 呼 叫阻塞率Ｐ的提 高为代价 。 因而在给定到达率和吞 ｓｆ： ｑ － ｝ ＝ ｑ Ｃ 引入状 态集 ｆ ， ； ＜
CDMA数字蜂窝移动通信系统
数据业务质量
CDMA系统支持多种数据业务，如分组数据和电路数据。通过采用高速数据传输 技术和前向纠错编码技术，CDMA系统可以提供较高的数据传输速率和较低的误 码率。
无线资源管理
功率控制
CDMA系统采用功率控制技术，通过调整移动台的发射功率，降低干扰水平，提高系统容 量和语音与数据业务质量。
呼叫接纳控制
鉴权中心（AUC）
用于用户身份验证和密钥分配，确保网络安 全。
网络接口与协议
A接口
基站与移动交换中心之间的通信接口，采用AT命令集进 行控制。
B接口
移动交换中心与归属位置寄存器之间的通信接口，采用 MAP协议进行通信。
C接口
移动交换中心与拜访位置寄存器之间的通信接口，采用 MAP协议进行通信。
D接口
保密的目的。
扩频通信利用伪随机序列对信息 信号进行扩频调制，将信息信号 扩展到宽频带上，以实现信号的
频谱扩展。
扩频通信具有抗干扰能力强、抗 多径干扰、抗窃听等优点，因此
在移动通信中得到广泛应用。
CDMA编码原理
CDMA（码分多址）是一种多址接入技术，允许多个用户 在同一频段上同时进行通信。
CDMA系统采用伪随机序列对用户信号进行扩频调制，不 同的用户使用不同的伪随机序列，从而实现多用户同时通 信。
容量
CDMA系统采用扩频技术，可以在同一频段上支持更多的用户。CDMA系统的 容量主要受到干扰和多径传播的影响。通过采用功率控制和导频污染控制等措 施，可以提高系统容量。
语音与数据业务质量
语音质量
CDMA系统采用宽带语音编码技术，如EVRC和AMR，可以在较低的比特率下提供 较好的语音质量。此外，CDMA系统还支持语音激活检测技术和可变速率声码器， 以进一步改善语音质量。
CDMA系统支持多种数据业务，如分组数据和电路数据。通过采用高速数据传输 技术和前向纠错编码技术，CDMA系统可以提供较高的数据传输速率和较低的误 码率。
无线资源管理
功率控制
CDMA系统采用功率控制技术，通过调整移动台的发射功率，降低干扰水平，提高系统容 量和语音与数据业务质量。
呼叫接纳控制
鉴权中心（AUC）
用于用户身份验证和密钥分配，确保网络安 全。
网络接口与协议
A接口
基站与移动交换中心之间的通信接口，采用AT命令集进 行控制。
B接口
移动交换中心与归属位置寄存器之间的通信接口，采用 MAP协议进行通信。
C接口
移动交换中心与拜访位置寄存器之间的通信接口，采用 MAP协议进行通信。
D接口
保密的目的。
扩频通信利用伪随机序列对信息 信号进行扩频调制，将信息信号 扩展到宽频带上，以实现信号的
频谱扩展。
扩频通信具有抗干扰能力强、抗 多径干扰、抗窃听等优点，因此
在移动通信中得到广泛应用。
CDMA编码原理
CDMA（码分多址）是一种多址接入技术，允许多个用户 在同一频段上同时进行通信。
CDMA系统采用伪随机序列对用户信号进行扩频调制，不 同的用户使用不同的伪随机序列，从而实现多用户同时通 信。
容量
CDMA系统采用扩频技术，可以在同一频段上支持更多的用户。CDMA系统的 容量主要受到干扰和多径传播的影响。通过采用功率控制和导频污染控制等措 施，可以提高系统容量。
语音与数据业务质量
语音质量
CDMA系统采用宽带语音编码技术，如EVRC和AMR，可以在较低的比特率下提供 较好的语音质量。此外，CDMA系统还支持语音激活检测技术和可变速率声码器， 以进一步改善语音质量。
频分多址FDMA模拟蜂窝网
信道编码
通过添加冗余信息，提高数据传输的可靠性，降低误码率。常见编码方式包括卷积编码、重复码和分 组码等。
调制技术
将数字信号转换为适合传输的调制信号，如QPSK、QAM等，以提高频谱效率和数据传输速率。
信道估计与跟踪技术
信道估计
通过对接收信号的分析，估计出信道的参数，如多径时延、衰减等，以便进行信号恢复 和性能优化。
未来网络中的频谱共享
随着技术的发展，频谱共享将成为未来网络的重要特征 。FDMA技术可以通过动态分配频谱资源，提高频谱利 用率，满足不断增长的数据传输需求。
FDMA与其他多址技术的融合
FDMA与TDMA的融合
通过将FDMA和TDMA结合，可以实现更灵活的调度和更高效的频谱利用。这种融合方案尤其适用于具有大量用 户和业务需求的网络环境。
02
FDMA模拟蜂窝网结构
蜂窝网结构
蜂窝形状
模拟蜂窝网通常采用正六边形蜂窝形状，以实现 均匀覆盖和高效频率复用。
小区划分
每个蜂窝进一步细分为多个小区，每个小区配置 一个信道。
信道频带
每个信道占用一定的频带，不同小区的信道频带 不同以避免干扰。
小区分裂与再分配
小区分裂
随着用户数量的增加，原有小区可能不 足以满足需求，需要进行小区分裂。
信道跟踪
实时监测信道状态的变化，调整系统参数以适应信道变化，保证通信的稳定性和可靠性。
功率控制与干扰抑制技术
功率控制
通过调整发射功率，降低对其他用户的干扰 ，同时保证通信质量。功率控制策略包括开 环、闭环和混合环控制等。
干扰抑制
采用多种技术手段，如频域滤波、空域滤波 、多用户检测等，有效抑制多径干扰和同频
智能家居中的信号覆盖与干扰抑制
通过添加冗余信息，提高数据传输的可靠性，降低误码率。常见编码方式包括卷积编码、重复码和分 组码等。
调制技术
将数字信号转换为适合传输的调制信号，如QPSK、QAM等，以提高频谱效率和数据传输速率。
信道估计与跟踪技术
信道估计
通过对接收信号的分析，估计出信道的参数，如多径时延、衰减等，以便进行信号恢复 和性能优化。
未来网络中的频谱共享
随着技术的发展，频谱共享将成为未来网络的重要特征 。FDMA技术可以通过动态分配频谱资源，提高频谱利 用率，满足不断增长的数据传输需求。
FDMA与其他多址技术的融合
FDMA与TDMA的融合
通过将FDMA和TDMA结合，可以实现更灵活的调度和更高效的频谱利用。这种融合方案尤其适用于具有大量用 户和业务需求的网络环境。
02
FDMA模拟蜂窝网结构
蜂窝网结构
蜂窝形状
模拟蜂窝网通常采用正六边形蜂窝形状，以实现 均匀覆盖和高效频率复用。
小区划分
每个蜂窝进一步细分为多个小区，每个小区配置 一个信道。
信道频带
每个信道占用一定的频带，不同小区的信道频带 不同以避免干扰。
小区分裂与再分配
小区分裂
随着用户数量的增加，原有小区可能不 足以满足需求，需要进行小区分裂。
信道跟踪
实时监测信道状态的变化，调整系统参数以适应信道变化，保证通信的稳定性和可靠性。
功率控制与干扰抑制技术
功率控制
通过调整发射功率，降低对其他用户的干扰 ，同时保证通信质量。功率控制策略包括开 环、闭环和混合环控制等。
干扰抑制
采用多种技术手段，如频域滤波、空域滤波 、多用户检测等，有效抑制多径干扰和同频
智能家居中的信号覆盖与干扰抑制
蜂窝移动通信系统的组成
蜂窝移动通信系统的组成蜂窝移动通信系统的组成概述蜂窝移动通信系统是一种基于无线电技术的通信系统，它由多个小区组成，每个小区都有一个基站来提供无线电信号覆盖。
在这种系统中，用户可以通过移动设备进行通信，包括语音、短信、数据传输等。
蜂窝移动通信系统的组成主要包括以下几个方面：1. 基站子系统基站子系统是整个蜂窝移动通信系统最核心的部分。
它由基站控制器（BSC）、基站传输子系统（BTS）和天线子系统（AS）三部分组成。
BSC是整个基站子系统的核心控制单元，它负责对所有的BTS进行管理和控制。
通过BSC，可以实现对小区内所有终端设备的呼叫控制、资源分配、话务管理等功能。
BTS是指基站传输子系统，它是连接用户终端设备和网络之间的桥梁。
每个BTS都包含多个射频单元（TRX），每个TRX都可以支持多个频道。
通过BTS，可以实现对用户终端设备的接入、呼叫处理等功能。
AS是指天线子系统，它主要用于向用户终端设备提供无线电信号覆盖。
每个小区都会有一个AS，它可以包含多个天线。
2. 移动交换中心移动交换中心（MSC）是整个蜂窝移动通信系统的核心控制单元，它负责对所有的基站进行管理和控制。
通过MSC，可以实现对整个网络的呼叫控制、资源分配、话务管理等功能。
在蜂窝移动通信系统中，MSC也扮演着一个重要的角色。
它不仅负责对用户终端设备进行管理和控制，还负责与其他网络进行互联互通。
3. 鉴权中心鉴权中心（AUC）是用于保证用户身份安全的关键单元。
在蜂窝移动通信系统中，每个用户终端设备都有一个唯一的标识码（IMSI），这个标识码与用户的身份信息相关联。
当用户终端设备接入网络时，AUC会对其进行身份验证，并将验证结果传递给MSC。
通过这种方式，可以保证只有合法用户才能够接入网络。
4. 认证中心认证中心（HLR）是用于存储和管理用户信息的关键单元。
在蜂窝移动通信系统中，每个用户都会有一个对应的HLR记录其身份信息、服务状态、位置等信息。
多载波蜂窝移动通信系统中的多业务切换算法
ｌ ｒ ａ ｙ ｏ ｔｉ ｅ ． ｈ ｎ ｌ ｓｓｓ ｏ ａ ｅ ｐ ｐ ｓ ｃ ｅ ｆ ｕ － ｈ ｎ ｅ ｏ ｉ ａ ｏ ｒ ｖ ｓｔ ｅｈ ｎ ｏ ｒ ｒ － ｙ ｃ ｌ ｂａｎ ｉ ｌ ｄ Ｔ ｅａ ａｙ ｉ ｈ ｗｓ ｈ ｔ ｒ ｏ ｅ ｓ ｈ ｍｅｏ ｂ ｃ ａ ｎ ｌ ｍｂｎ ｔ ｎ ｉ ｏ ｅ ａ ｄ ｆ ｐ ｆ ｍ ｔ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｃ ｉ ｍｐ ｈ ｅ ｏ
Ａｂ ｔａ ｔ ｎ ｖ ｌｈ ｎ ｏ ｌｏｉ ｍ ａ ｄｓ ｂ ｃ ａ ｎ ｌｃ ｍｂｎ ｔ ｎ（ＣＨＣ）ｈ ｎ ｏ ｇ ｒｔｍ ｓｄｉ ｌ —ａｒｅ ｓｒ ｃ：Ａ ｏ ｅ ａ ｄ ｆ ａｇ ｒｔ ｎ ｍｅ ｕ —ｈ ｎ ｅ ｏ ｉａ ｏ Ｓ ｈ ｉ ａ ｄ ｆ ａ ｏ ｈ ｕ ｅ ｎ ｍｕｔ ｃ ｒｉｒ ｌ ｉ ｉ
Ｍ ｕ ｔ－ｅ ｖｃ ａ ｄ ｆ ｌｏ ｉｈ ｓ ｄ ｉ ｕ ｔ－ａ ｒｅ ｌｉ ｒ ｉｅｈ ｎ ｏ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｕ ｅ ｍ ｌｉｃ ｒ ｉｒ － ｓ ｎ －
ｗｉ ｅｅ ｓｃ ｌ ｌ ｒｃ ｍ ｍ ｕ ｉ ａ ｉ ｎ ｓ ｓ ｅ ｒ ｌｓ ｅｌ ａ ｏ ｕ ｎ ｃ ｔｏ ｙ ｔ ｍ
ｎ ｅ ｆＳ ａ ｃ ｓｏ ＣＨＣ ｈ ｎ ｏ ａｇ ｒ ｈ Ａｎ ｙ ｉａ ｅ ｕ ￣ ｏ ｔ ｅ ｋ ｙ ｐ ｒ ｍｅ ｒ ｕ ｈ ａ ａ ｄ ｆ ｂｏ ｋｎ ｒ ｂ ｂ ｌｙ ｗｅ ｅ ａ ａ ａ ｄ ｆ ｌ ｏ ｉ ｍ． ａ ｔ ｌ ｒ ｓ ｌ ｆ ｅ ａ ａ ｔ ｓｓ ｃ ｈ ｎ ｏ ｔ ｌ ｃ ｈ ｅ ｓ ｌ ｃ ｉ ｇ ｐ ｏ ａ ｉ ｔ ｒ ｒ － ｉ ｉ
ｉ ｅ ｒａｅ ｉ ｅｏ ｅ ｏ ｓｄ ｃ ｓｄ ｗｈｌ ｔ ｔ ｒｃ ｍｍｕ ｉａ ｏ ｕ ｌ ｍａｎ ｎ ｈ ｇ ｕ ｎ ｅｈ ｎ ｏ ． ｅ ｓｂｃ ａ ｎ ｌｃ ｍｂｎ ｔ ｎ ｅ ｅｈ ｈ ｎｃ ｔ ｎ ｑ ａｉ ｒ ｉｓｕ ｃ ａ ｅ ｄ ｒ ｇ ｔ ａ ｄ ｆ Ｔ ｕ －ｈ ｎ ｅ ｏ ｉａ ｏ ｉ ｙ ｔｅ ｎ ｄ ｉ ｈ ｈ ｉ
蜂窝系统工作原理讲解
调整发送功率以防止干扰并优化电池寿命。
呼叫接纳控制
决定是否允许新的呼叫建立。
动态信道分配
实时监测信道使用情况，并根据需要重新分配信道。
话务控制和负载均衡
管理网络中的话务量分布，确保网络资源得到高效利用。
05
蜂窝系统的应用场景
移动通信网络
移动语音通信
蜂窝系统是移动语音通信的主要载体，为用户提供连续的语 音服务，无论身处城市还是乡村。
VS
便捷生活
蜂窝系统使得智能家居设备能够实现远程 控制，为用户带来更加便捷的生活体验。
06
蜂窝系统的未来发展
5G蜂窝系统的发展
5G网络覆盖
5G蜂窝系统将实现更广泛的网络 覆盖，提供更稳定、高速的数据 传输服务，满足不断增长的用户 需求。
物联网支持
5G蜂窝系统将更好地支持物联网 技术的发展，实现各种智能设备 之间的互联互通，推动智能家居、 智能交通等领域的发展。
微蜂窝网络架构
总结词
高密度区域，提供高质量服务
详细描述
微蜂窝网络架构由多个小型基站组成，通常部署在高密度城市区域，为用户提供高质量的无线通信服务。微蜂窝 网络架构能够提供更稳定的信号覆盖，支持更多用户同时通信。
分布式蜂窝网络架构
总结词
灵活扩展，高效部署
详细描述
分布式蜂窝网络架构由多个无线接入点组成，这些接入点可以灵活部署在各种环境中。该架构具有高 度的可扩展性，能够快速部署在特定区域，以满足用户需求。分布式蜂窝网络架构广泛应用于企业、 学校等需要灵活无线通信的场所。
蜂窝系统工作原理讲解
目录
• 蜂窝系统概述 • 蜂窝系统的通信原理 • 蜂窝系统的网络架构 • 蜂窝系统的关键技术 • 蜂窝系统的应用场景 • 蜂窝系统的未来发展
呼叫接纳控制
决定是否允许新的呼叫建立。
动态信道分配
实时监测信道使用情况，并根据需要重新分配信道。
话务控制和负载均衡
管理网络中的话务量分布，确保网络资源得到高效利用。
05
蜂窝系统的应用场景
移动通信网络
移动语音通信
蜂窝系统是移动语音通信的主要载体，为用户提供连续的语 音服务，无论身处城市还是乡村。
VS
便捷生活
蜂窝系统使得智能家居设备能够实现远程 控制，为用户带来更加便捷的生活体验。
06
蜂窝系统的未来发展
5G蜂窝系统的发展
5G网络覆盖
5G蜂窝系统将实现更广泛的网络 覆盖，提供更稳定、高速的数据 传输服务，满足不断增长的用户 需求。
物联网支持
5G蜂窝系统将更好地支持物联网 技术的发展，实现各种智能设备 之间的互联互通，推动智能家居、 智能交通等领域的发展。
微蜂窝网络架构
总结词
高密度区域，提供高质量服务
详细描述
微蜂窝网络架构由多个小型基站组成，通常部署在高密度城市区域，为用户提供高质量的无线通信服务。微蜂窝 网络架构能够提供更稳定的信号覆盖，支持更多用户同时通信。
分布式蜂窝网络架构
总结词
灵活扩展，高效部署
详细描述
分布式蜂窝网络架构由多个无线接入点组成，这些接入点可以灵活部署在各种环境中。该架构具有高 度的可扩展性，能够快速部署在特定区域，以满足用户需求。分布式蜂窝网络架构广泛应用于企业、 学校等需要灵活无线通信的场所。
蜂窝系统工作原理讲解
目录
• 蜂窝系统概述 • 蜂窝系统的通信原理 • 蜂窝系统的网络架构 • 蜂窝系统的关键技术 • 蜂窝系统的应用场景 • 蜂窝系统的未来发展
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绝。在这种控制模型下，切换语音业务 的优先级最高 ，数 据业务的优 先级最低 。
另外语 音 呼 叫和数据 呼 叫在小 区 内停 留 的时 间也服从 指
数分布，均值分￣ ｈＥＴ 】 １ Ｉ 【 ＝ ／ Ｊ ， ｒ ＝ ／ Ｅ ｒ 】 １ 引起小
区 中带宽释 放 的因素 有两 种 ：呼 叫结束 或切换 到其 他小
维普资讯
多业务无线蜂窝网中呼叫接入策略性能 分析
【 廖风华 荆涛 付立】
ｌ 入一线 网键 之 能供 务 ，要 叫 Ｉ 采代蜂 的 问一 够 多服这 求接 圜 下无 窝关题是 提业 务就呼 略 满种 的Ｑ求 能足业 不Ｏ 够各务 ｒ要 ｌ ｆ Ｓ
模 型能够明显降低数据呼 叫阻塞率并提 高信道利用率。
廖风华 北京 交通 大学在读研究生。
荆涛 北京交通 大学副教授 ，主要研究方向为 多媒体通信 付立 北京 交通 大学多媒体 实验 室。
一 ｌ ｌ ｌ 与＝ ｌ 网ｌ 运ｌ 络ｌ 营一 管ｃ 理～
引言
近 年来 ，随 着无线 多媒体应 用 的迅速发 展， 无线 资
１２ 数据业务可变的双阈值 带宽预 留 ．
据通常能够容忍一定 的服务降级 ，所 以并不区分新数据呼 叫和切 换数 据 呼叫 。语 音 呼 叫和数据 呼 叫持续 的时 间服 从指数分布 ，均值分 别为ＥＴ 】 １ ［ ： ／ ， ［ 】 １ ＥＴ ： ／ 。
到达 时，如果满足ｉ（ １Ｂ ＝ ２那么接入该呼叫，否￣ ｔ ＋ｊ ） ＜ 小区 中，新语音 呼叫，新数 据呼叫，切换语音
呼叫，切换数据呼 叫到达 的概 率均服从 泊松分布，到达率
成３ 个区域。假设 系统当前有ｉ 个语音呼 叫， 个数据 呼叫，
一
分别为 入 ，入 ，入 ，入 。这 样，总的语音呼叫到达
率为 入 ＋入 ，总 的数据呼 叫达到率 为 入 ＋入 由于数
的资源管理技术研究 ） ３１ ２ ０ ．‘ ０ ７５广东通信技术
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网络运营与管理
（）数据和 多媒体应用 的特 性与语音 的特性比较起来 １ 有很大 的不 同。比如数据 业务通常比语音业务要求更 多的 带宽，但是数据业务 的 自适应能力强，能够容忍一定 的延 时，服务要求不如语音业务严格。 （）有限 的无线 资源要 能够得到高效利用＇并且可 以 ２
不 同Ｑｏ Ｓ要 求 ， 为 不 同 的应 用 提 供 不 同 的服 务 ， 同 时 还
要 能够最大地 利用无线蜂窝网 中稀有 的无线 带宽资源。在 单 一业务无线蜂窝网 中，呼 叫控制策略 已经 得到了广泛研 究。保护信 道策略 （ ａｄ ｄ Ｃ ａ ｎ ｌＧＣ）已经被证 明 Ｇｕ ｒｅ ｈ ｎ ｅ， 在呼叫掉话率和呼 叫阻塞概率 方面 能够有效地提供必要 的 Ｑｏ 保 证”。从 以语 音为主要业 务的宏蜂窝 无线 网络到 多 Ｓ 】 业务微蜂窝， 微微蜂窝，这样的转 变带来了很多新的挑战 ：
，
同时有 效地 利用带宽 资源 。本文采用
双阈值 带宽预留策略处理 多种业务呼 叫的接 入，并利用 实验仿真 比较 分析 了基于 此 策略的数据 业务可变模型和数据业 务排 队模 型的性 能。仿真结 果表 明数据 业务 可 变模 型能够减小切换语音呼 叫掉话 率而且提 高整个 系统 的性 能，数据 业务排队
公 平 地 分 配给 不 Ｉ 业 务 类 型 ， Ｉ 满 足 不 Ｉ 司的 司时 司的月 务 要 求 艮
当一个 呼叫释 放信道 时 ，系统 中正在 接受服 务 的数 据 呼叫会 共享这些释放的信道 。如 果所 有的数据 呼叫都达 到 了最 大带 宽， 那么 多余 的带宽 会提 供给 将来 的呼 叫使 用。
和服务差 别。 （）较小 的蜂 窝区会产 生更多的切换，这样就加 大了 ３ 提供Ｑ０ 保证的难度。 ｓ 到 目前 为止 已经提 出了很 多多业 务呼 叫接入 控制 策 略，比如完全 共享策略，完全分割策略 以及可移动边界 分 配策 略等。本文主要分析基于完全共享 的双 阈值带 宽预 留
呼 接 策 叫 入 略。 １ 呼叫接入 策略
１１ 双阈值带 宽预 留（Ｄ Ｂ ） ． Ｔ Ｒ
在 这个策 略 中，所 有 的带 宽Ｃ 两个 阈值 Ｋ１ ２ 被 ，Ｋ 分
２ 数学模型 考虑 一个同 线网 其中 有的 有 的 质无 络， 所 小区 相同
信道数 ，每 个小 区 中新呼 叫和切 换 呼叫 的到达 率分 别相
１３ 双分支预 留排队（Ｄ Ｒ ． Ｔ Ｑ）
此 策略和固定带宽Ｄ Ｂ Ｔ Ｒ策略不 同的地 方在 于数据呼 叫的接入控制方式。 由于此策略 为数据 呼叫设 置了一个缓 冲区，所 以当系统不能给数据 呼叫提供信 道时，如果缓冲 区队列未满，数据呼 叫会被置 于队列 中等待。这是因为数 据业务能承受一定的延 时，而且缓 冲数 据可 以获得较低的 数据阻塞率。
源 的利用 日益增加 。这就要 求我们重新 审视 无线蜂 窝网中
的一些基本元素 。在 多媒体 无线 网络环境下，保证Ｑｏ Ｓ是
一
个需要慎重考虑 的问题 。而提供Ｑｏ 保 证的关键 之一就 Ｓ
是高效 的呼叫接入 控制策略，这个策 略不仅能 使系统满足
・ 基金项 目 国家 自 ： 然科学基金资助项 目 编号 ６ ４ ２ ３ （ ０ ７ ０ ４课题名称 无线 多媒体 网络 中基 于新业务 流模型和模糊进化神 经网络／ 算法 蚂蚁
个 语音 呼 叫 占用一 个带 宽 ，一 个数 据 呼 叫 占用 个 带
宽。 当切换语音 呼叫到达时，如 果满足（ １ ＜ Ｃ 那么 ｆ ） ＋ ＝ ， 接入该呼叫，否则拒绝； 当新语音呼 叫到达 时，如 果满 足 （ １＋Ｂ ： １那么 接入该呼 叫，否则 拒绝； 当数据 呼叫 ｉ ）ｊ ＜ Ｋ ， ＋
另外语 音 呼 叫和数据 呼 叫在小 区 内停 留 的时 间也服从 指
数分布，均值分￣ ｈＥＴ 】 １ Ｉ 【 ＝ ／ Ｊ ， ｒ ＝ ／ Ｅ ｒ 】 １ 引起小
区 中带宽释 放 的因素 有两 种 ：呼 叫结束 或切换 到其 他小
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多业务无线蜂窝网中呼叫接入策略性能 分析
【 廖风华 荆涛 付立】
ｌ 入一线 网键 之 能供 务 ，要 叫 Ｉ 采代蜂 的 问一 够 多服这 求接 圜 下无 窝关题是 提业 务就呼 略 满种 的Ｑ求 能足业 不Ｏ 够各务 ｒ要 ｌ ｆ Ｓ
模 型能够明显降低数据呼 叫阻塞率并提 高信道利用率。
廖风华 北京 交通 大学在读研究生。
荆涛 北京交通 大学副教授 ，主要研究方向为 多媒体通信 付立 北京 交通 大学多媒体 实验 室。
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引言
近 年来 ，随 着无线 多媒体应 用 的迅速发 展， 无线 资
１２ 数据业务可变的双阈值 带宽预 留 ．
据通常能够容忍一定 的服务降级 ，所 以并不区分新数据呼 叫和切 换数 据 呼叫 。语 音 呼 叫和数据 呼 叫持续 的时 间服 从指数分布 ，均值分 别为ＥＴ 】 １ ［ ： ／ ， ［ 】 １ ＥＴ ： ／ 。
到达 时，如果满足ｉ（ １Ｂ ＝ ２那么接入该呼叫，否￣ ｔ ＋ｊ ） ＜ 小区 中，新语音 呼叫，新数 据呼叫，切换语音
呼叫，切换数据呼 叫到达 的概 率均服从 泊松分布，到达率
成３ 个区域。假设 系统当前有ｉ 个语音呼 叫， 个数据 呼叫，
一
分别为 入 ，入 ，入 ，入 。这 样，总的语音呼叫到达
率为 入 ＋入 ，总 的数据呼 叫达到率 为 入 ＋入 由于数
的资源管理技术研究 ） ３１ ２ ０ ．‘ ０ ７５广东通信技术
维普资讯
网络运营与管理
（）数据和 多媒体应用 的特 性与语音 的特性比较起来 １ 有很大 的不 同。比如数据 业务通常比语音业务要求更 多的 带宽，但是数据业务 的 自适应能力强，能够容忍一定 的延 时，服务要求不如语音业务严格。 （）有限 的无线 资源要 能够得到高效利用＇并且可 以 ２
不 同Ｑｏ Ｓ要 求 ， 为 不 同 的应 用 提 供 不 同 的服 务 ， 同 时 还
要 能够最大地 利用无线蜂窝网 中稀有 的无线 带宽资源。在 单 一业务无线蜂窝网 中，呼 叫控制策略 已经 得到了广泛研 究。保护信 道策略 （ ａｄ ｄ Ｃ ａ ｎ ｌＧＣ）已经被证 明 Ｇｕ ｒｅ ｈ ｎ ｅ， 在呼叫掉话率和呼 叫阻塞概率 方面 能够有效地提供必要 的 Ｑｏ 保 证”。从 以语 音为主要业 务的宏蜂窝 无线 网络到 多 Ｓ 】 业务微蜂窝， 微微蜂窝，这样的转 变带来了很多新的挑战 ：
，
同时有 效地 利用带宽 资源 。本文采用
双阈值 带宽预留策略处理 多种业务呼 叫的接 入，并利用 实验仿真 比较 分析 了基于 此 策略的数据 业务可变模型和数据业 务排 队模 型的性 能。仿真结 果表 明数据 业务 可 变模 型能够减小切换语音呼 叫掉话 率而且提 高整个 系统 的性 能，数据 业务排队
公 平 地 分 配给 不 Ｉ 业 务 类 型 ， Ｉ 满 足 不 Ｉ 司的 司时 司的月 务 要 求 艮
当一个 呼叫释 放信道 时 ，系统 中正在 接受服 务 的数 据 呼叫会 共享这些释放的信道 。如 果所 有的数据 呼叫都达 到 了最 大带 宽， 那么 多余 的带宽 会提 供给 将来 的呼 叫使 用。
和服务差 别。 （）较小 的蜂 窝区会产 生更多的切换，这样就加 大了 ３ 提供Ｑ０ 保证的难度。 ｓ 到 目前 为止 已经提 出了很 多多业 务呼 叫接入 控制 策 略，比如完全 共享策略，完全分割策略 以及可移动边界 分 配策 略等。本文主要分析基于完全共享 的双 阈值带 宽预 留
呼 接 策 叫 入 略。 １ 呼叫接入 策略
１１ 双阈值带 宽预 留（Ｄ Ｂ ） ． Ｔ Ｒ
在 这个策 略 中，所 有 的带 宽Ｃ 两个 阈值 Ｋ１ ２ 被 ，Ｋ 分
２ 数学模型 考虑 一个同 线网 其中 有的 有 的 质无 络， 所 小区 相同
信道数 ，每 个小 区 中新呼 叫和切 换 呼叫 的到达 率分 别相
１３ 双分支预 留排队（Ｄ Ｒ ． Ｔ Ｑ）
此 策略和固定带宽Ｄ Ｂ Ｔ Ｒ策略不 同的地 方在 于数据呼 叫的接入控制方式。 由于此策略 为数据 呼叫设 置了一个缓 冲区，所 以当系统不能给数据 呼叫提供信 道时，如果缓冲 区队列未满，数据呼 叫会被置 于队列 中等待。这是因为数 据业务能承受一定的延 时，而且缓 冲数 据可 以获得较低的 数据阻塞率。
源 的利用 日益增加 。这就要 求我们重新 审视 无线蜂 窝网中
的一些基本元素 。在 多媒体 无线 网络环境下，保证Ｑｏ Ｓ是
一
个需要慎重考虑 的问题 。而提供Ｑｏ 保 证的关键 之一就 Ｓ
是高效 的呼叫接入 控制策略，这个策 略不仅能 使系统满足
・ 基金项 目 国家 自 ： 然科学基金资助项 目 编号 ６ ４ ２ ３ （ ０ ７ ０ ４课题名称 无线 多媒体 网络 中基 于新业务 流模型和模糊进化神 经网络／ 算法 蚂蚁
个 语音 呼 叫 占用一 个带 宽 ，一 个数 据 呼 叫 占用 个 带
宽。 当切换语音 呼叫到达时，如 果满足（ １ ＜ Ｃ 那么 ｆ ） ＋ ＝ ， 接入该呼叫，否则拒绝； 当新语音呼 叫到达 时，如 果满 足 （ １＋Ｂ ： １那么 接入该呼 叫，否则 拒绝； 当数据 呼叫 ｉ ）ｊ ＜ Ｋ ， ＋