无线移动通信系统中的动态信道分配、功率控制 北方交通大学现代通信研究所 杨涛 萧韦 一、简介 蜂窝移动通信网从开始使用到现在不过二十年左右的时间,但有着惊人的发展速度。随着移动通信业务量的激增,模拟通信网面临着容量严重不足的压力。另一方面,由于计算机和数据终端的广泛应用,非话音业务迅速增多,模拟蜂窝系统已经不能适应移动通信业务发展的需要。现在,移动通信已从模拟网络发展到了第二代及第三代的数字通信网络。 要解决通信容量不足的问题,就需要找到一种高效合理使用有限的无线资源(主要指频率和功率)的方法。在频分与时分多址(FDMA/TDMA)系统中,动态信道分配(DCA)已成为研究热点。DCA不仅可以高效的利用频谱并可以减轻代价颇高的频率规划方面的负担。另一方面,功率也是移动台的一种宝贵资源,并且也是限制系统容量的重要因素。功率过大会引起共道干扰的增加,影响共道用户的通信质量。功率过小,会使移动台的信噪比达不到要求的标准,同样也会对通信质量造成影响。于是,提出了功率控制(PC),功率控制就是一种以最小功率来达到所需的信噪比,来使移动信道中的同道干扰降到最低的方法。 因为是移动信道,所以应充分考虑信道用户的移动性,这就需要充分利用用户的分布特性来进行资源的重组与分配,达到优化利用。将 DCA与 PC相结合,综合考虑二者的作用及用户的移动性就产生了 DCA与 PC 的结合算法,这将作为本文的重点。 二、动态信道分配(DCA) 早期的固定信道分配(FCA)方法是通过一个再用距离来建立再用方案。FCA并未考虑用户的分布特性,信道是分配给小区而不是用户。再用距离的选择就是要保证距离大于再用距离的共道用户的同频干扰足够小,以不至于对其他用户产生明显影响。而对于 DCA,所有的信道被集中在一起,根据某种规则动态的进行分配。DCA算法是根据各小区的业务量来分配信道,这样可以减少业务的热点,并且 DCA算法通过监测用户位置处的信号与干扰值来调整再用距离,这样可将系统容量进一步提升。事实上,可以证明,当每一个共道用户集的载干比(CINR)被控制在某一严格必需界上时,系统容量达到最大。 为一个新用户寻找最优信道,包含两方面的问题: 1、接入管理问题。 系统必须找到空闲信道的一个子集,使用户在这一集合所含的任一信道上可以和信道中已包含的用户共存。为了做到这一点,必须知道包含新用户在内的所有共道用户之间的互信道增益。没有功率控制,这个问题只能由集中式算法解决,这在实际操作中无法实现。 2、信道选择...
