無(wú)線資源管理中的負(fù)載控制功能

無(wú)線資源管理中的負(fù)載控制功能

0rlm算法控制無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（rrm）使用的代碼段地址的訪問(wèn)方法已經(jīng)確定這是基于干擾的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（rrm）。RRM負(fù)責(zé)空中接口資源的使用,保證服務(wù)質(zhì)量(QoS)、維持規(guī)劃的覆蓋區(qū)域并提供高的容量。RRM可劃分為:切換、接納控制、功率控制、負(fù)載控制和包調(diào)度等,各部分通過(guò)相應(yīng)的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。無(wú)線資源管理的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是要保證系統(tǒng)不過(guò)載并維持穩(wěn)定,如果系統(tǒng)規(guī)劃適當(dāng),接納控制和包調(diào)度就能安排得當(dāng),過(guò)載的情況就可以避免。當(dāng)某個(gè)小區(qū)的業(yè)務(wù)負(fù)荷過(guò)高時(shí),此小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)和基站都將大大提升發(fā)送功率,從而對(duì)臨近小區(qū)造成嚴(yán)重干擾,降低了整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。如果將業(yè)務(wù)負(fù)荷盡可能地在各基站間平均分配,使得移動(dòng)臺(tái)以滿足通信質(zhì)量要求的最小功率發(fā)送信號(hào),則能夠降低整個(gè)系統(tǒng)的干擾,最大限度地提高系統(tǒng)容量和服務(wù)質(zhì)量,使有限的空中接口資源得到充分地利用。1小區(qū)負(fù)載控制設(shè)置由于WCDMA是一個(gè)干擾受限系統(tǒng),容量的分析和估計(jì)可以基于最大可容許干擾,本文所分析的容量是指對(duì)于某一種業(yè)務(wù)而言每一個(gè)基站所能服務(wù)的移動(dòng)臺(tái)數(shù)。通過(guò)對(duì)WCDMA系統(tǒng)模式的上、下行鏈路容量和負(fù)載進(jìn)行分析,給出上、下行鏈路負(fù)載的理論計(jì)算公式:式中:N是本小區(qū)的用戶數(shù);W是碼片速率;Lj是第j個(gè)用戶的負(fù)載因子;Rj是第j個(gè)用戶的比特速率;(Eb/N0)j是第j個(gè)用戶的Eb/N0;vj是第j個(gè)用戶的激活因子;i是其他小區(qū)與本小區(qū)的干擾比。以此作為負(fù)載控制的參數(shù)依據(jù)。在WCDMA系統(tǒng)中,導(dǎo)頻信道的功率是移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行軟切換的一種參數(shù)依據(jù),在這種方式下,移動(dòng)臺(tái)與測(cè)量到的導(dǎo)頻功率大的一個(gè)或多個(gè)基站進(jìn)行通信。當(dāng)基站的EC/I0升高時(shí),將有更多的移動(dòng)臺(tái)與其連接;反之,當(dāng)EC/I0降低時(shí),部分移動(dòng)臺(tái)將切換到有更高EC/I0的基站?；谶@一機(jī)制,本章提出了負(fù)載平均分配算法。此算法的基本思想是:中心小區(qū)基站根據(jù)干擾狀況周期性地調(diào)整下行導(dǎo)頻信道的電平功率,使得移動(dòng)臺(tái)依據(jù)接收到的各個(gè)基站的導(dǎo)頻信號(hào)功率的高低,在中心小區(qū)和周圍小區(qū)中平滑切換,從而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)負(fù)荷的動(dòng)態(tài)分配,使整個(gè)區(qū)域的負(fù)載情況盡量趨于動(dòng)態(tài)平衡。2下行鏈路總干擾測(cè)量理論的搭建在WCDMA系統(tǒng)中,下行導(dǎo)頻信道是一類重要的物理信道移動(dòng)臺(tái)測(cè)量不同基站的下行導(dǎo)頻信號(hào)得到不同基站下行導(dǎo)頻的到達(dá)時(shí)刻(timeofarrival,TOA),即所謂的導(dǎo)頻相位測(cè)量。在開環(huán)功率控制過(guò)程中,移動(dòng)臺(tái)根據(jù)接收到的下行導(dǎo)頻信號(hào)功率大小來(lái)相應(yīng)設(shè)置上行發(fā)射功率的初始值。下行導(dǎo)頻信道的另一重要功能就是輔助移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行軟切換。在進(jìn)行軟切換時(shí),移動(dòng)臺(tái)首先搜索所有導(dǎo)頻并測(cè)量它們的強(qiáng)度,當(dāng)該導(dǎo)頻強(qiáng)度大于一個(gè)特定值時(shí),移動(dòng)臺(tái)認(rèn)為此導(dǎo)頻的強(qiáng)度已經(jīng)足夠大,能夠?qū)ζ溥M(jìn)行正確解調(diào),調(diào)節(jié)后移動(dòng)臺(tái)通連到此基站,而保持通話不被中斷。因此,基站若升高自身的下行導(dǎo)頻信道電平功率,將吸納更多的移動(dòng)臺(tái)與之建立通信連接。也就是說(shuō),基站具有通過(guò)調(diào)整導(dǎo)頻信道功率而改變各小區(qū)負(fù)載情況的能力。圖1給出了移動(dòng)臺(tái)和周圍基站的位址關(guān)系圖。假設(shè)維持通信質(zhì)量所需的上行鏈路目標(biāo)能干比為CIR,移動(dòng)臺(tái)MS到基站BS0和相鄰基站BS1的路徑損耗為L(zhǎng)oss0和Loss1(為簡(jiǎn)化理論推導(dǎo)過(guò)程,這里暫不考慮陰影衰落和快衰落)?；綛S0和基站BS1受到上行鏈路總干擾分別為Itotal0和Itotal1?；綛S0和BS1的導(dǎo)頻發(fā)送功率為:Ppt0和Ppt1,分別用來(lái)代表MS測(cè)量到的來(lái)自這兩個(gè)基站的導(dǎo)頻信號(hào)功率,那么:若此時(shí)移動(dòng)臺(tái)MS與基站BS0保持連接,則移動(dòng)臺(tái)的上行發(fā)射功率為:若此時(shí)移動(dòng)臺(tái)MS與基站BS1保持連接,則移動(dòng)臺(tái)的上行發(fā)射功率為:如果Ppt0小于Ppt1,則說(shuō)明移動(dòng)臺(tái)在此時(shí)此地與基站BS0保持連接所需要消耗的發(fā)送功率更小,因此系統(tǒng)應(yīng)該有意識(shí)地引導(dǎo)移動(dòng)臺(tái)與基站BS0保持連接,或者通過(guò)軟切換的方式平滑切換到基站BS0。很明顯,應(yīng)該采用的方法就是設(shè)置導(dǎo)頻信號(hào)的發(fā)送功率大小,使得Ppt0大于Ppt1,這樣移動(dòng)臺(tái)MS就能夠自動(dòng)地連接到基站BS0?，F(xiàn)在的問(wèn)題就在于,依據(jù)什么指標(biāo)來(lái)調(diào)整導(dǎo)頻信號(hào)的發(fā)射功率,將導(dǎo)頻信號(hào)的發(fā)射功率設(shè)置成什么樣的值,才能使系統(tǒng)能依據(jù)上行發(fā)送功率最小的原則比較準(zhǔn)確地將移動(dòng)臺(tái)引向它應(yīng)該連接的基站,這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該說(shuō)就是本算法要解決的核心問(wèn)題。本文考慮一種臨界狀態(tài):移動(dòng)臺(tái)在某個(gè)位置與基站BS0或基站BS1保持通信連接時(shí),有相等的上行發(fā)送功率,即Pt0等于Pt1,此時(shí)系統(tǒng)就應(yīng)該調(diào)整導(dǎo)頻信號(hào)的發(fā)射功率,使得移動(dòng)臺(tái)接收到的來(lái)自兩個(gè)基站的導(dǎo)頻信號(hào)的功率大小相等,即Ppr0=Ppr1。將式(2)～式(5)代入,得:由此可以得出一個(gè)重要結(jié)論,在不考慮陰影衰落和快衰落的條件下,各基站的下行導(dǎo)頻發(fā)射功率與該基站接收到的上行鏈路總干擾功率成反比例關(guān)系。根據(jù)這種關(guān)系來(lái)設(shè)置基站的下行導(dǎo)頻發(fā)射功率,就能保證系統(tǒng)依據(jù)上行發(fā)送功率最小的原則,比較準(zhǔn)確地將移動(dòng)臺(tái)引向它應(yīng)該連接的基站?？梢远ㄐ缘乩斫膺@樣一個(gè)結(jié)論:當(dāng)某個(gè)小區(qū)負(fù)載情況較重,即本小區(qū)基站接收到較大的上行鏈路總干擾時(shí),就應(yīng)該降低下行導(dǎo)頻發(fā)射功率,從而縮小該小區(qū)的覆蓋范圍,使得一部分小區(qū)邊緣的移動(dòng)臺(tái)切換到周圍小區(qū),以此減輕該小區(qū)的負(fù)載大小,達(dá)到平衡整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載分布的目的。以上述結(jié)論為依據(jù),本算法設(shè)計(jì)如下:(1)中心小區(qū)的基站周期性地測(cè)量上行鏈路總干擾;(2)中心小區(qū)基站從系統(tǒng)廣播中獲知周圍小區(qū)各自的上行鏈路總干擾情況,計(jì)算出周圍小區(qū)上行鏈路總干擾的平均值;(3)中心小區(qū)基站依據(jù)式(7)周期性地調(diào)整下行導(dǎo)頻發(fā)射功率:式中:Pptcenter為中心小區(qū)基站的下行導(dǎo)頻發(fā)射功率;Pptaround為中衛(wèi)小區(qū)基站的下行導(dǎo)頻發(fā)射功率;Icell,t為t時(shí)刻周圍小區(qū)的上行鏈路總干擾;Icenter,t為t時(shí)刻中心小區(qū)的上行鏈路總干擾。3動(dòng)態(tài)調(diào)整中心小區(qū)本文對(duì)WCDMA無(wú)線資源管理中負(fù)載控制算法進(jìn)行了分析研究,只需根據(jù)基站接收端上行鏈路的干擾狀況就可動(dòng)態(tài)