WCDMA移动通信无线资源管理关键技术研究.pdf

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1、北京邮电大学硕士学位论文WCDMA移动通信无线资源管理关键技术研究姓名：徐迎娜申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：吴晓非20081106北京邮I U 人学T 程硕卜争业学位论义W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究摘要随着移动通信技术的飞速发展，用户对于系统容量的要求日益增加，与此同时，为移动用户提供多种业务类型的服务也是未来移动通信系统发展的必然趋势。在基于C D M A 技术的第三代移动通信系统中，无线资源管理已经成为一个关键的解决手段之一。伴随着第三代移动通信系统商用时代的即将到来，对后三代第四代移动通信系统关

2、键技术的研究也已经开始，而无线资源管理策略也是其中之一，是会影响系统性能保证用户服务质量的关键所在。w C D M A 移动通信系统，系统稳定性和容量最大化都是关键的性能指标，其基石就是无线资源管理(R a d i oR e s o u r c eM a n a g e m e n t，R R M)。本文通过对W C D M A 系统的无线资源管理的介绍，叙述无线资源管理在当今3 G 技术中的重要作用，并且列举了一系列与无线资源的管理有关的研究课题，如信道分配、功率控制、切换、负载控制等进行了较为深入的研究，并且分析了其内在的技术和理论。关键词信道分配功率控制切换负载控制北京邮l U 人学r

3、T 程坝l：专业学位论文W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究A B S T R A C TW i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fm o b i l ec o m m u n i c a t i o nt e c h n i q u e，c u s t o m e r s d e m a n do n h i g hc a p a c i t ys y s t e mi si n c r e a s i n g A tt h es a m et i m e，i ti sac e r t a i nt r e n do ft h

4、ef u t u r e m o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m st op r o v i d ec u s t o m e r sw i t hv a r i o u ss e r v i c e s R a d i o R e s o u r c eM a n a g e m e n t(R R M)h a sa l r e a d yb e e no n eo ft h ek e yi s s u e si nC o d eD i v i s i o n M u l t i p l eA c c e s s(C D M A)-b

5、a s e d3 r dG e n e r a t i o n(3 G)M o b i l eT e l e c o m m u n i c a t i o nS y s t e m s 1 C o u p l ew i t h3 Gc o m m e r c i a ld a y sj u s ta r o u n dt h ec o r n e lw eh a v eb e g u nc a r r y i n ga n i n v e s t i g a t i o ni nk e yi s s u e si nB e y o n d3 Go r4 GM o b i l eT e l e

6、 c o m m u n i c a t i o nS y s t e m s，a n d r a d i or e s o u r c em a n a g e m e n tb e i n go n eo ft h e m，w h i c hi st h ek e yo fi n f l u e n c i n gs y s t e m p e r f o r m a n c ea n da s s u r i n gc u s t o m e r s Q u a l i t yo fS e r v i c e(Q o S)K E R W O R D SR a d i oR e s o u

7、 r c eM a n a g e m e n t；P a c k e tS c h e d u l i n g；A d m i s s i o nC o n t r o l；W i r e l e s sQ o S独创性(或创新性)声明本人卢明所旱交的论文是本人在导师指导下进行的研究j l：作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电人学或其他教育机构的学位或证书而使J j 过的材料。与我一同f：作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之

8、处，本人签名：站牛本人承担一切相关责任。同期：劢薹：!厶芷关于论文使用授权的说明学t )=论文作者完全了解北京邮电人学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文I：作的知识产权单位属北京邮电人学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。本人签名：导师签名：X 咖IJ，、同期：塑墨：!：墨F I

9、 P,g：鲨笸：丛笙北京邮l 乜人学下程顾卜号业学位论文W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究第一章概述1 1 移动通信的发展所谓移动通信就是移动体之I h j 的通信或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人也可以是汽车火车轮船飞机等在移动状态中的物体。移动通信的发展可以从1 8 9 7 年马可尼作的移动体和固定体之间无线通信试验开始算起。1 9 2 0 年美国开始使用警察车载无线电系统它是工作于2 M H z 的专用移动系统不能与公众网连接；1 9 4 0 年美国的公用汽车电话网开始工作实现了人工交换与公众电话网的接续；1 9 6 0 年1 5 0 M H z 和4 5 0

10、M H z 移动通信系统实现了无线频道的自动选择和公众电话网的自动拨号接续。移动通信与固定物体之间的通信比较起来具有一系列的特点，主要是：1、移动性，就是要保持物体在移动状态中的通信，因而它必须是无线通信或无线与有线通信的结合。2、电波传播条件复杂，因移动体可能在各种环境中运动，电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射、多普勒效应等现象，产生多径干扰信号，传播延迟和展宽等效应。3、噪声和干扰严重。在城市环境中的汽车火花噪声，各种工业噪声，移动用户之间的互调干扰邻道干扰同频干扰等。4、系统和网络结构复杂它是一个多用户通信系统和网络必须使用户之间互不干扰能协调一致地工作。此外移动通信系统还应与市话网卫

11、星通信网数据网等互连，整个网络结构是很复杂的。5、要求频带利用率高，设备性能好。移动通信的种类繁多按使用要求和工作场合不同，因此需要不同通信频率，并有较高的频谱利用率。第一代移动通信系统的典型代表是美国A M P S 系统和后来改进型系统T A C S以及N M T 和N T T 等。第二代移动通信系统(2 G)是以传送语音和数据为主的数字通信系统。典型的系统有G S M 采用T D M A 方式，D A M P SI S 一9 5C D M A 和R 本的J D C 现在改名为P D C 等。数字移动通信系统2 G 除提供语音通信服务之外也可提供低速数据服务北京邮IL 1 人学T 程硕卜号业

12、学位论文W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究和短消息服务。G S M 全球移动系统系列主要有G S M 9 0 0，D C S l 8 0 0 和P C S l 9 0 0。第三代移动通信系统(3 G)国际电联也称I M T-2 0 0 0 欧洲的电信业巨头们则称其为U M T S 通用移动通信系统。能够将语音通信和多媒体通信相结合其可能的增值服务将包括图像音乐网页浏览视频会议以及其他一些信息服务。3 G 意味着全球适用的标准新型业务更大的覆盖面以及更多的频谱资源以支持更多用户。_ 1 2W C D M A 系统概述W C D M A 是一种由3 G P P 具体制定的，基于G

13、 S MM A P 核心网，U T R A N(U M T S陆地无线接入网)为无线接口的第三代移动通信系统。目前W C D M A 有R e l e a s e9 9、R e l e a s e4、R e l e a s e5、R e l e a s e6 等版本。W C D M A 采用直接序列扩频码分多址(D S C D M A)、频分双工(F D D)方式，码片速率为3 8 4 M c p s，载波带宽为5 M H z。基于R e l e a s e9 9 R e l e a s e4 版本，可在5 M H z 的带宽内，提供最高3 8 4 k b p s 的用户数据传输速率。在R e

14、 l e a s e5 版本引入了下行链路增强技术，即H S D P A(H i g hS p e e d D o w n l i n kP a c k e tA c c e s s，高速下行分组接入)技术，在5 M H z 的带宽内可提供最高1 4 4 M b p s 的下行数据传输速率。在R e l e a s e6 版本引入了上行链路增强技术，即H S U P A(H i g hS p e e dU p li n kP a c k e t A c c e s s，高速上行分组接入)技术，在5 M H z 的带宽内可提供最高约6 M b p s 的上行数据传输速率。目前国际上基于R e l

15、 e a s e9 9、R e l e a s e4、R e l e a s e5 的W C D M A 系统己先后进入商用。除了上述标准版本之外，3 G P P 从2 0 0 4 年即开始了L T E(L o n gT e r mE v o l u t i o n，长期演进)的研究，基于O F D M、M I M O 等技术，试图发展无线接入技术向“高数据速率、低延迟和优化分组数据应用 方向演进。目前在3 G P P 组织内J 下在进行L T E 的标准化工作。W C D M A 系统的核心网是基于G S M-M A P 的，同时可通过网络扩展方式提供在基于A N S I-4 1 的核心网上

16、运行的能力。W C D M A 系统支持宽带业务，可有效支持电路交换业务(如P S T N、I S D N 网)、分组交换业务(如I P 网)。灵活的无线协议可在一个载波内对同一用户同时支持话音、数据和多媒体业务。通过透明或非透明传输块来支持实时、非实时业务。系统不采用G P S 精确定时，不同基站可选择同步和不同步两种方式，可以不受G P S 系统的限制。在反向信道上，采用导频符号相干R A K E 接收的方式，解决了C D M A 中反向信道容量受限的问题。2北京邮l【1 人学T 程硕I j 专业学位论文W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究W C D M A 采用精确的功率

17、控制，包括基于S I R 的快速闭环、开环和外环三种方式。功率控制速率为1 5 0 0 次秒，控制步长0 2 5 4 d B 可变，可有效满足抵抗衰落的要求。W C D M A 还可采用一些先进的技术，如自适应天线(A d a p t i r ea n t e n n a s)、多用户检测(M u l t i u s e rd e t e c t i o n)、分集接收(J 下交分集、时间分集)、分层式小区结构等，来提高整个系统的性能。1 3 无线资源管理概述对于W C D M A 移动通信系统，系统稳定性和容量最大化都是关键的性能指标，其基石就是无线资源管理(R a d i oR e s o

18、 u r c eM a n a g e m e n t，R R M)。无线资源的概念是很广泛的，它包括频率资源，时问资源，码资源、功率资源、空间资源、存储资源。而W C D M A 系统是一个白干扰的系统，R R M 就是对移动通信系统的空中接口资源的规划和调度，控制自己系统内的干扰的过程。这涉及到一系列与无线资源的分配有关的研究课题，如接入控制、信道分配、功率控制、切换、负载控制，以及分组信息的调度等。而功率是最终的无线资源，最有效地使用无线资源的惟一手段就是严格控制功率的使用。提高针对某用户的发射功率能够改善该用户的服务质量；但会带来对其他用户干扰的增加，从而导致接收质量的降低。依据对象的

19、不同，无线资源管理可以有两种不同的划分：1、面向连接的R R M。确保该连接的Q o S，并使该条连接占用的无线资源最少。这时要考虑信道配置、功率控制、切换。对于每条连接，根据需要创建一个实例专门处理本连接的资源配置。2、面向小区的R R M。在确保该小区稳定的前提下，能接入更多的用户，提高整个系统的容量。这时要考虑码资源管理、负载控制。为每一个小区创建一个实例，专门处理该小区的资源管理。而实现无线资源管理或控制的基本流程足：测量控制一测量U E(用户设备)、N o d e B(节点B)、R N C(无线网络控制)-钡,q 量报告一判决、决策一资源的控制和执行。R R M 要做的就是能够保证C

20、 N(核心网)所请求的Q o S，增强系统的覆盖，提高系统的容量。要达到R R M 的目的，具体要做以下各项：信道配置、功率控制、切换控制、负载控制。1 4 本文的研究意义及课题来源移动通信技术经历了第l 代和第2 代的长足发展，移动用户数量急剧增长，北京邮I【1 人学T 程顾I _ 争业学位论文W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究移动业务逐步走向多元化，用户对服务质量的要求进一步提高，如何更有效地管理和使用无线资源已经成为运营商最为关心的一个问题。在第3 代移动通信系统中，无线资源管理作为一个专门的课题被提了出来，而且成为衡量一台设备、一套系统以及一个运营商服务质量优劣的一个

21、重要性能指标。无线资源管理主要负责对系统可以使用的所有无线资源进行分配和管理，其核心问题是在保证网络服务质量的前提下，提高频谱利用率。第3 代移动通信系统中的无线资源主要包括以下几个方面：码字、功率、时隙和频率。无线资源管理所具有的功能都是以无线资源的分配和调整为基础来展开的。其功能包括呼叫接纳控制(C A C)、分组调度(P s)、功率控制(P c)、切换控制(n c)和负载控制(L C)等几个方面。上述各种功能都是通过相应的算法来实现的，其中接纳控制、负载控制和分组调度是面向网络的算法，而功率控制和切换控制是面向各个连接的算法。位于基站中的无线资源管理算法的基本模型。资源估计器控制着整个无

22、线资源管理算法的实现。当有用户请求发生时，接纳控制裁决是否接纳该请求，对于电路交换类型业务，若被接纳则经功率控制后就可以直接发送出去：对于分组交换类型业务，若被接纳则根据其业务类型送到相应的队列中。随后，队列调度器进行发送调度。若采用的是时间调度器，则进行时隙分配。无线资源管理的具体算法与网络结构(宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝)、多址接入方式(W C D M A，c d m a 2 0 0 0，T D S C D M A，L A S C D M A 等)、智能天线运用方式、业务种类和业务量模型(T r a f f i cP a t t e r n)、越区切换方式、上行或下行场合等因素有关。由于考虑

23、的角度不同，文献中出现大量不同的算法。下文主要对接纳控制、分组调度和功率控制这3 项关键技术的最新发展进行论述。4北京邮l 乜人学T 程硕I _ 号业学位论文W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究第二章无线资源管理相关技术2 1 无线资源管理综述依据对象的不同，无线资源管理可以有两种不同的划分：1、面向连接的R R M。确保该连接的Q o S，并使浚条连接占用的无线资源最少。这时要考虑信道配置、功率控制、切换。对于每条连接，根据需要创建一个实例专门处理本连接的资源配置。2、面向小区的R R M。在确保该小区稳定的前提下，能接入更多的用户，提高整个系统的容量。这时要考虑码资源管理、

24、负载控制。为每一个小区创建一个实例，专门处理该小区的资源管理。而实现无线资源管理或控制的基本流程是：测量控制一测量U E(用户设备)、N o d e B(节点B)、R N C(无线网络控制)一测量报告-N 决、决策一资源的控制和执行。R R M 要做的就是能够保证C N(核心网)所请求的Q o S，增强系统的覆盖，提高系统的容量。要达到R R M 的目的，具体要做以下各项：信道配置、功率控制、切换控制、负载控制。图2 1 为R R M 各算法在呼叫流程中的框图，贯穿整个R P M 过程的主线是保证Q o S、节约功率。5#京目电 学r 程倾l：专业学位诒ZW C D M A 移动m f i 七

25、线资源管g 共赶杖术W f 究图2lR R M 各算法在呼叫流程中的位置2 2 无线资源管理中的关键技术2 21 信道配置信道配置分为三类：基本信道配置，动态信道配置，码资源管理。1、基本信道配置基本信道配置就是根据c N 所请求P A I l(无线接入承载)的0 0 s 特性，将其映射成接入层各层的相应参数和配甓模式。c N 所请求的服务质量一般包括：通信种类(会话、流量、交互、后台)，速率要求，质量要求(B L E R)。产生的O o S 映射图见图2 2。北京邮电人学T 程硕I j 专业学位论文W C D M A 移动通信尢线资源管理关键技术研究图2 2 基本信道配置中O o S 的映射

26、图基本信道配置过程中使用到的空中接口信令有：R B(无线承载)建立、R B 重配置、R B 释放、传输信道配置、物理信道配置。2、动态信道配置动态信道配置(D C C C)。它所针对的对象是B e s tE f f o r t(B E)业务。顾名思义，也就是要达到最高的效果，实现带宽的“按需分配。它包括：最大限度的满足用户对带宽的要求、实现空中接口资源的最有效利用、满足用户变动的数据传输速率需求、节省下行信道码(O V S F 码)资源。D C C C 的判决过程为对R L C 缓冲器中T r a f f i cV o l u m e 的测量报告，然后根据测量结果判决是否需要动态改变该U E

27、所使用的带宽。在重配置的判决过程中，需要考虑空中接口是否受限，通过对该U E 上下行功率的测量来完成。在这里，D C C C 对上下行原理相同，分别进行判决。D C C C 的执行包括两个方面：R B 重配置和传输信道重配胃，同时还需要根据拥塞控制的请求来限制M A C 层对T F 的选择。图2 3 是执行D C C C，带宽“按需分配”的效果示意图。7北京邮l U 人学T 程颂卜争业学位论文W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究图2 3 动态信道分配的效果图由于码资源管理的数学算法非常繁琐，在此不作赘述，只给大家介绍有关码资源管理的一些策略性能指标和分配原则。码分配策略性能指标

28、包括利用率和复杂度两个方面。利用率是指分配的带宽和总带宽的比值，这个值当然越高越好，同时尽量保留扩频因子小的码字，将提高利用率。复杂度与多码的数目成反比，复杂度越小越好，注意尽量使用单码传输。码资源分配原则大致包括：提高码字利用率；降低码分配策略复杂度；确保尽量使用J 下交性好的码字；降低信道间干扰；提高系统容量；降低系统的峰平比。2 2 2 功率控制C D M A 自从被提出来以后，存在的主要问题是无法克服“远近效应信号被离基站近的U E 的信号淹没，无法通信，而一个U E 就能阻塞整个小区。“远近效应”和功率有很大关系，为了克服“远近效应”，W C D M A 系统必须引入功率控制。同时，

29、功率控制还能够调整发射功率，保持上下行链路的通信质量；克服阴影衰落和快衰落；降低网络干扰，提高系统质量和容量。功率控制分为开环，闭环两种功率控制，其中闭环功率控制又分为上下行内功率控制和上下行外功率控制。开环功控就是根据测量结果，对路径损耗和干扰水平进行估计，从而计算初始发射功率的过程。其目的是提供初始发射功率的粗略估计。内环功率控制的目的是使基站处接收到的每个U E 信号的比特能量相等。而每一个U E 都有一个自己的控制环路。如前所述，功率是最终的无线资源，最有效地使用无线资源的惟一手段就是严格控制功率的使用。2 2 3 连接移动性管理北京邮l U 人学T 程顾：专业学位论文W C D M

30、A 移动通信无线资源管理关键技术研究通信网的移动性管理一直是网络的难点问题，主要原因是移动台位置的不确定性。如果网络知道移动台的精确位置，进行移动性管理就变得相对简单了，同时也有助于对移动台进行有效的信道分配，实现网络资源动态、智能分配，使无线资源的利用率更高。连接移动性管理涉及的问题主要是移动台在小区间“越区时进行的切换，以及切换类型的选择。处于不同状态U E 越区，要使用不同的方法处理其移动性管理问题。比如在I d l e 模式下，U T R A N(U M T S 陆地无线接入网络)根本不知道U E 的存在，U E 越区时利用e e l l R e s e l e c t i o n 算

31、法选择新的小区，如果L A 发生变化则到C N 进行登记处理：C e l l-D C H 状态下的U E 越区时，切换时机，切换的目标小区，切换的类型等都由位于R N C 中的切换算法进行判决和控制；还有C e l l-P C H 和C e i I-F A C H 状态的U E 越区和U R A P C H 状态下的U E 越区，都有各自不同的处理措施。移动中的越区切换大体分为两种：软切换和硬切换。软切换中有更软切换。硬切换包括同频硬切换，异频硬切换，系统间切换(在W C D M A 和G S M 中进行切换)。硬切换的特点是先中断源小区的链路，后建立目标小区的链路，这时通话会产生“缝隙”，非

32、C D M A 系统都只能进行硬切换。频内硬切换要注意码树重整；频问硬切换由于网络规划的原因，在特定的区域是需要的。这时要注意频间负载的平衡。在3 G 建设初期，网络覆盖有限，所以存在3 G 和2 G 网络之间的切换，这就是系统间切换，目的是在2 G 和3 G 之间进行平滑的演进。软切换的特点是C D M A 系统所特有，只能发生在同频小区间：软切换先建立目标小区的链路，后中断源小区的链路，这样可以避免通话的“缝隙”。其增益可以有效的增加系统的容量，但是要比硬切换占用更多的系统资源。当进行软切换的两个小区属于同一个N o d eB 时，上行的合并可以进行最大比合并(R A K E 合并)，此时

33、就成了更软切换。由于最大比合并可以比选择合并获得更大的增益，所以在切换的方案中更软切换优先。切换类型的选择要遵循两个原则：一是需要根据不同的业务O o S 和上述介绍的两种切换的优缺点来选择切换的类型。二是需要综合考虑业务的O o S 要求9北京邮l U 人学丁程顺I：专业学位论义W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究和切换对于系统资源的占用，在系统资源占用和Q o S 保证上实现折衷。还有更进一步的技术如压缩模式，S R N S(服务无线网络子系统)迁移等，都可以更好地在越区切换时对目标小区进行测量，增强系统的适应能力，减少切换时的延迟。2 3 无线资源管理中的其他技术2 3

34、1 负载控制简单来说，网络负载一般指对网络数据流的限制，使发送端不会因为发送的数据流过大或过小而影响数据传输的效率。在小区管理的移动系统中也会存在要求负载平衡的问题，希望将某些“热点小区”的负载分担到周围负载较低的小区中，提高系统容量的利用率。那么就用到了负载控制技术。负载控制技术分为：准入控制、小区间负载的平衡、数据调度和拥塞控制。准入控制涉及负载监测和衡量、负载预测、不同业务的准入策略、不同呼叫类型的准入策略。而且，上下行链路要分别进行准入控制。小区间负载的平衡主要包括：同频小区间负载的平衡、异频小区间负载的平衡、潜在用户控制。数据调度是为了提高小区资源的利用率，引入P a c k e t

35、S c h e d u l i n g 技术，在小区内的速率不可控业务负载过大或过小时，降低或增加B E 业务的吞吐率，以控制小区的整体负载在一个稳定的水平。拥塞控制是在前面三种技术的基础上，为了保证系统的绝对稳定引入的技术。其目的是保证系统的负载处于绝对稳定的门限以下。具体的方法有暂时降低某些低优先级业务的O o S；还有一些比较极端的手段，如暂时降低C S 业务的O o S 等。2 3 2A M R 模式控制3 G 网络建设初期覆盖范围有限，所以2 G 和3 G 多种系统将并存，W C D M A 系统采用A M R(A d a p t i v eM u l t i R a t e)语音编

36、码，是为了和原有各种系统的语音编码器的兼容。A M R 语音编码的显著特点是在一定的负载对应于U E 的C I R 情况下，用户所感受到的M O S(平均评价得分)并不是随U E 所使用的语音速率上升而线性上l O北京邮I U 人学T 程硕卜争业学位论义W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究升。也就是说，一定负载情况下，为获得用户的最高M O S 分，最合适的A M R 语音速率不是最高速率，而是某一个合适的中间速率。同时，由于U E 的最大发射功率限制，使上行A M R 语音的覆盖范围受到限制，为了扩大A M R 语音的上行覆盖范围，在不影响U E 的通话质量的前提下需要适当降

37、低上行的速率。也就是说降低A M R 的语音速率可以有效的扩大上行的覆盖范围。A M R 编码还有模式控制。通过对负载的衡量，A M R 模式控制可以做到：负载重的情况下，降低A M R 的语音速率，这样既减轻了系统的负载又相对改善了语音的质量；在负载轻的情况下，增加A M R 语音的速率，这样就尽量提高了Q o S。A M R 语音模式控制最快可达2 0 m s 一次。北京邮I L i 人学T 程顺卜争业学位论文W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究第三章信道配置及算法研究3 1 基本信道配置3 1 1 基本信道配置基本信道配置就是根据C N 所请求R A B(无线接入承载)的

38、Q o S 特性，将其映射成接入层各层的相应参数和配置模式。C N 所请求的服务质量一般包括：通信种类(会话、流量、交互、后台)，速率要求，质量要求(B L E R)。基本信道配置过程中使用到的空中接口信令有：R B(无线承载)建立、R B 重配置、R B 释放、传输信道配置、物理信道配置。以下即为端到端的Q o S 保障的详细介绍：所谓端到端的Q o S，就是指网络运营商保证用户的数据在整个网络的传送过程中(从源端到目的端)得到所需要的Q o S 服务。这实际体现的是一种网络能力，即在网络上，针对各种应用的不同需求，为其提供不同的服务质量。衡量O o S 的基本要素包括：带宽吞吐量网络的两个

39、节点之间特定应用业务流的平均速率；时延一数据包在网络的两个节点之间传送的平均往返时间。抖动，时延的变化；丢包率一传输过程中丢失报文的百分比，用来衡量网络J 下确转发用户数据的能力；可用性网络可以为用户提供服务时间的百分比。端到端的Q o S 应从三个层面考虑。首先是网络实体层，要求每个网络实体都要支持Q o S，其关键技术包括报文分类、拥塞管理、流量整形等；其次是信令控制层，协调端到端之间的所有网络节点为报文提供Q o S 信令技术；最后是网络管理层，实施Q o S 策略和管理功能，例如生成对应的O o S 策略、按照O o S 策略收费、对网络资源进行宏观上的调配和管理、对O o S 的实施

40、过程进行监控等。在无线网络中，传统的流量控制并不适应用来提供Q o S 保证，因为会把无线信道传输过程中的分组丢失当作网络拥塞来处理。U M T S 定义了4 类Q o S 类型，即对最大传输迟延有严格的要求的会话类别，对端到端数据流的迟延抖动有一定要求的流类别，对往返延迟时问有要求的交互式类别，对延迟敏感性要求很低的后台类别。网络根据不同Q o S 类型的业务分别为其分配不同信道资源。此外还有其他几种解决O o S 的算法，如无线链路层解决方案、T C P 连接分离方法、T C P 迭1 2北京邮l【1 人学T 程硕l j 专业学位论文W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究加解

41、决方案、套接口网关解决方案等。3 1 2 参数配置基本信道配置中的参数配置如下：R B 参数指的是R B 数目。R L C 参数指的是不同的R L C 传输模式；不同的逻辑信道参数。它有三种特性：透明，非确认，确认。M A C 参数指的是逻辑信道到传输信道的映射复用关系；不同的传输信道类型及参数(专用信道，公共信道，共享信道)；不同的M A C 实体的配置(M A C d M A C c)；M A C 子层的优先级配罱；T F C S 配置。P H Y 参数指的是传输信道到物理信道的映射关系；编码类型(C o n v o l u t i o n。T u r b o，N o n)：交织长度；速率

42、匹配因子；扩频因子S F；功率偏置。其他物理信道参数，如分集模式等等。3 1 3 基本信道配置的过程基本信道配置的过程如下：l、R B 建立；2、R B 重配置：3、R B 释放；4、传输信道重配置；5、物理信道重配置。3 2 动态信道配置3 2 1 动态信道配置动态信道配置(D C C C)。它所针对的对象是B e s tE f f o r t(B E)业务。顾名思义，也就是要达到最高的效果，实现带宽的“按需分配”。它包括：最大限度的满足用户对带宽的要求、实现空中接口资源的最有效利用、满足用户变动的数据传输速率需求、节省下行信道码(O V S F 码)资源。在实际应用中，总是将不同类型的逻辑

43、信道映射到同一物理信道上，称为信道组合，一般常用的1 0 种无线信道组合如下：1)F C C H+S C H+B C C H+C C C H：2)F C C H+S C H+B C C H+C C C H+S D C C H 4(O 3)+S A C C H C 4(0 3)；北京邮I U 人学T 程顾卜号业学位论义W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究3)1 3 C C H+C C C H：4)S D C C H 8(O 7)+S A C C H C 8(0 7)；5)P B C C H+P C C C H+P D T C H F+P A C C H F+P T C C H F

44、：6)P C C C H+P D T C H F+P A C C H F+P T C C H F；7)T C H F+F A C C H F+S A C C H T F；8)T C H H+F A C C H H+S A C C H T H+T C H H：9)T C H H+F A C C H H+S A C C H T H+P D T C H H+P A C C H H；10)P D T C H F+P A C C H F+P T C C H F：C t 硪f i 料瓣b ni nL 2t 耻白摊S 世n 译S i g n a l l i n g图3 1R B 建立举例传统的空口信道分配方

45、法是固定的，空口的某个物理时隙和上述的逻辑信道组合一一对应，一旦设定，在业务运行过程中无法改变，话音业务占用T C H 信道，分组业务占用P D T C H 信道。当分组业务流量较大时，预先通过O M C R 后台设置的P D T C H 信道数量将可能不足，但当没有分组业务请求时，P D T C H 信道将空闲在那罩，造成无线资源浪费。所以，伴随着越来越多的分组业务的应用，由于分组业务请求和带宽需求的随机性，传统的固定的无线信道分配已经不能满足需求，此时动态无线业务信道分配应运而生。动念无线业务信道分配可以实现空中接口业务信道的动念配置，如上述1 0种无线信道组合，前6 种信道属于公共控制信

46、道，可通过O M C R 配置。后4 种业务信道则可根据当前小区内的业务请求情况进行动态配置，动念无线信道分配的由此而来。动念无线信道分配的目的是使无线信道资源得到最大化的利用，否则由于每种信道都与业务相关，那么当不存在这种业务时，其他业务便不能使用该信道，造成资源的浪费。动态无线信道分配算法的基本思路是按需分配，O M C R 进行无线信道配置时，1 4北京邮l 乜人学T 程硕l：专业学位论文W C D M A 移动通信无线资源管理关键技术研究所有业务信道都配置成动态T C H F，如果丌通了E M L P P 功能，则可以配置部分信道为静态T C H F。但这种分配算法设定两个原则：话音业

47、务优先和为话音业务设定保留阀值。l、T C H 信道分配策略当小区中空闲时隙数量低于某一个门限时，对于新发起的语音呼叫，优先分配T C H f l H 信道，门限值由O M C R 设置：当小区中无空闲时隙时，对二r 新发起的语音呼叫，进行P S，C S 信道的强制转换。2、P D T C H 信道分配策略P D T C H 信道分配采用循序渐进的原则，初始接入只分配一条信道，多个手机尽量复用同一条信道。如果在该T B F 上传输的上下行L L C 帧之和超过某一个门限，则用户面发起资源重指派请求，此时，根据上行L L C帧和下行L L C 帧大小，决定上行优先还是下行优先，相等的情况下采用上

48、行优先。3、D T M 信道分配策略D T M 业务可以使用以下信道组合：1)T C H H 十F A C C H H+S A C C H T H+P D T C H H+P A C C H H；2)T C H F+P D T C H F：3)T C H H+P D T C H F：当手机已经在进行半速率的话音业务，并且手机支持S I N G L E S L O T 的时隙能力，此时给手机分配T C H H+P D T C H H 信道；当手机已经在进行半速率的话音业务，并且手机不支持S I N G L E S L O T 的时隙能力，此时给手机分配T C H H+P D T C H F 信道

49、(要求手机支持A M R)；当手机在进行全速率的话音业务，此时给手机分配T C H F+P D T C H F 信道。根据实时业务的需求情况，动态配置相应的空口信道，并指派给用户使用，大大提高了无线信道的利用效率，避免了固定空口信道配置的不灵活性，并且此功能可以使系统容量和业务类型之间的平衡达到最佳。3 2。2B E 业务B E 业务的特点：业务源速率变化范围大、时延要求低、误码率要求高、R L C 选用确认模式，也就是所有数据必须在R L CB u f f e r 中缓存。图3 2 是B E 业务举例。3 2 3D C C C 的判决过程1 5北京邮I 也人学T 程硕J：专业学位论文W C

50、D M A 移动通仿尤线资源管理关键技术研究D C C C 的判决过程为对R L C 缓冲器中T r a f f i cV o l u m e 的测量报告，然后根据测量结果判决是否需要动态改变该U E 所使用的带宽。在重配置的判决过程中，需要考虑空中接口是否受限，通过对该U E 上下行功率的测量来完成。在这里，D C C C 对上下行原理相同，分别进行判决。3 2 4D C C C 的执行D C C C 的执行包括两个方面：R B 重配置和传输信道重配置，同时还需要根据拥塞控制的请求来限制M A C 层对T F 的选择。R B 重配置和传输信道重配置l、C e ll F A C H-C e l