《电子技术应用》
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接纳控制算法现状分析
来源:电子技术应用2010年第12期
俞定玖, 王小龙
国家数字交换系统工程技术研究中心, 河南 郑州 450002
摘要: 3G业务的多样性,QoS的严格性以及无线资源的稀缺性等因素对呼叫接纳控制技术提出了更高的要求。对呼叫接纳控制算法进行概述,讨论了CDMA系统中常用的和移动通信网中具有代表性的呼叫接纳控制算法。
中图分类号: TN929.533
文献标识码: A
文章编号: 0258-7998(2010)12-0114-03
Study on call admission control arithmetic
YU Ding Jiu, WANG Xiao Long
National Digital Switching System Engineering Research Technical Center, Zhengzhou 45002, China
Abstract: Call Admission Control(CAC) technology is expected to support multi-calss services, satisfy strict requirement of QoS and solve the problem of scarcity of radio resource, in order to keep the covered area and the system rubustness when the load is heavier. This paper totally presents CAC arithmetic. It presents some common CAC arithmetic in CDMA systems and some universal CAC arithmetic in mobile communication network. These algorithms can put into practice with some practical considerations, as they can fit any network.
Key words : CDMA; call admission control; QoS; interference; capacity

    呼叫接纳控制最先是在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,最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。在最大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是系统最大呼叫损失率。


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最大用户数量,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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