无线资源（精选九篇）
无线资源 篇1
1 监控系统架构设计
应用系统包含视频监控服务器、客户监控终端、监控平台系统以及网络硬件等，设计框架如图1所示。监控平台又可分为四大功能模块，其中前端接入管理服务器实现对监控终端的集中控制管理，是控制监控终端对服务资源提取的核心模块。前端的业务资源和媒体资源由前端接入服务器和流媒体管理系统采取分别提取、集中控制的管理策略。客户端接入管理系统向监控终端提供数据资源、业务资源以及媒体资源的提取入口，通过集群或者级联的方式将监控终端分散到不同服务器上，从而避免由于集中管理导致的系统资源紧缺问题，既可以进行统一的资源管理和监控终端的管理，又适合大规模的扩展。
2 服务资源提取策略
2.1 数据资源提取的实现
客户监控终端通过客户端接入管理系统对数据资源进行提取并完成转发。数据资源包括各类录像文件信息、设备配置信息、用户注册信息、组织信息等，本文以组织树的提取为例介绍数据资源提取的实现方法。
组织树信息包括用户所在组织及下属组织的信息、组织中的设备及设备的通道信息，以及分组通道的信息，分组通道是指将一些通道编成一组，授予该用户查看的权限，这些通道可以是该用户管辖范围内的通道也可以是管辖范围外的通道。组织树由组织树单元的序列(vector)组成，其中每一个组织、设备、通道、通道组都可以由一个组织树单元来表示，把它们的信息组成一个序列就形成了组织树信息。组织树单元定义为一个结构体，使用Slice语法表示。客户端获得组织树的流程如图2所示。客户端对其他数据资源的提取也和获得组织树的流程类似，其接口和数据结构的定义略有不同。
2.2 媒体资源提取的实现
由于流媒体信息数据量较大，为避免连接数较多时客户端接入管理系统转发影响系统效率，算法采取先请求后提取的策略。客户端提取各类流媒体资源的流程较为相似，以获得实时视频为例，客户端调用客户端接入管理子系统的服务接口LiveStream请求实时视频，客户端接入管理服务器，根据请求查找相应的流媒体存储服务器并请求实时视频，流媒体存储服务器返回获得视频流的RTSP地址，客户端接入管理服务器将该地址返回给客户端，客户端接收到该地址后直接与流媒体进行RTSP连接并获得RTP视频流。获得实时视频流的流程如图3所示。
2.3 服务器负载均衡
在用户数量较大时，系统可采用集群模式负载均衡。监控终端通过定位节点根据规定的选择策略查找到符合条件的客户端接入管理服务器，然后连接到该服务器进行登入平台和资源提取。定位节点对客户端接入管理服务器的选择对于客户端来说是透明的，不同的客户端接入管理服务器的功能是同等的。一个定位节点两个服务节点的XML部署文件如下:
系统定义了一个名为CMNodeTemplate的服务器模板，包含了服务器单元的参数。复制组中
服务器Sk被选择的概率为
式中:C(Sk)表示连接到该服务器上的客户端数量;Csum表示系统总的连接数。该算法能够选择最小负载的节点，也受到采样间隔长度的影响。
2.4 服务器级联
通过数据库中的部署信息，系统可以管理大规模的监控终端，同时可以集群或者级联方式，对终端的接入容量进行扩展。假设用户登入平台A并且需要获得平台B的服务资源，平台A的客户端接入管理服务器需请求定位平台B的客户端接入管理服务器的地址，然后连接到其上进行服务资源的提取，这时平台A的客户端接入管理服务器可以看作是平台B的客户端接入管理服务器的一个虚拟用户。服务器级联的具体算法如图4所示。
3 测试结果
为了测试大规模接入系统中的系统性能和稳定性，本文使用模拟程序对客户端接入管理服务器的所有接口和功能进行了性能测试。鉴于外网不稳定因素过多，测试网络环境为千兆带宽局域网。测试结果通过客户端抓包，每组数据测试20次，去除最大和最小的2组值然后求取平均值得到。表1～2给出了部分测试结果，其中客户端响应时间包括建立连接时间以及数据传输的时间、服务器端控制信息处理。
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同时为了测试系统性能，本文通过模拟程序模拟多点注册和报警流程，测试采用本文算法的系统服务器承受能力。表2分别是3000路心跳注册、报警、以及协商注册的测试结果。
系统测试结果表明基于本文算法的监控系统服务器基本能同时处理上万路前端设备的注册和报警请求。在2 000～3 000路前端设备(指标控制范围内)在线的情况下，服务器带宽使用和负载状况均为理想状态，服务延迟小于1 s，系统吞吐量可以达到2 000条(请求数)/s。
4 总结
本文在无线安防监控的背景下对服务资源提取策略进行了改进性设计，并对服务资源的提取流程作了详细的介绍。系统模拟测试结果显示，客户端接入管理服务器作为扩展接入容量和资源提取的核心模块，可满足3 000用户同时在线且最高可同时处理上万路服务请求，与已有无线监控相比，具有大规模、速度快等特点。未来监控系统需求呈多样性、个性化发展趋势，监控系统中间件可为众多的软件开发商提供一个适合网络视频监控系统的开放式开发平台，有效地解决构建视频监控系统面临的难题，系统今后需要研究的方向是如何在现有基础之上设计并制作适用的中间件开发平台。
参考文献
[1]曹型兵,陈莹星.基于SIP无线视频监控系统实时视频的实现[J].电视技术,2012,36(13):122-124.
[2]杨国斌,李秋红,王太宏.基于WSNS和3G网络的无线远程安防监控系统[J].传感器与微系统,2012,31(12):76-78.
[3]WENNING B L,PESCH D,TIMMGIEL A,et al.Environmental monitoring aware routing:making environmental sensor networks more robust[J].Telecommunication Systems,2009,43(1):3-11.
[4]KASMIR J A,RAJA S.A survey on cross layer approaches in wireless network source[J].International Review on Computers and Software,2012,7(4):1639-1649.
无线资源调度的论文 篇2
4.5G移动通信系统的资源调度方案探讨
5G移动通信系统
希望实现现有的无线通信技术融合，峰值速率希望达到10Gbps，希望引入更先进技术，通过更加高的频谱效率，更多的频谱资源和增加更多的小区来满足移动业务增长的需求，实现高速率，高容量，低时延，高可靠性。5G移动通信系统资源调度方案应该具有以下特征。
4.1异构网络技术
异构网络要求在网络多样性和终端差异性的前提下依然保持移动用户在任何条件下都拥有无缝业务，异构的无线资源不仅包括无线频谱，也包括其他资源，例如接入权限，连接方式等，所以未来的异构网络资源管理在多个方面进行扩展，首先在资源的内涵，资源的取值范围和资源之间的关系都有所扩展，其次，由于资源内涵的扩展，一维变量已经不能表达出资源分配的状态，需要多维变量动态表征，所以5G移动通信系统的资源分配需要为异构网络中的不同接入网动态分配资源，进行频谱管理。
4.2链路自适应技术
链路自适应技术基本的方法就是要以当前无线信道的变化状态为基础，快速确定要选择的链路速率和调制方式以及其他资源，这被称为自适应调制和编码(AdaptiveModulationandCoding，AMC)。链路自适应技术对资源的选择是不断动态变化的，目标增加系统容量。若使用AMC，在空中无线环境的不断变化的状态中，系统不再改变终端的发射功率了，而是改变调制和编码方式，这就是调制编码方案MCS。AMC改变的是调制和编码方式，取代了改变发射功率，以此方式在不同的信道状态下获得最大的吞吐量，所以需要建立一个MCS调制编码传输格式集合，每个集合包括调制方式和编码速率，当信道发生变化的时候，系统会选择相应的传输格式。
5总结
未来用户多媒体信息，视频，音频等数据业务的需求将不断发展，需要未来的移动通信系统采用更合理的无线资源管理与资源调度算法来解决有限的无线资源和不断发展的无线数据业务之间的矛盾。目前，5G移动通信系统的基础研究已经在不断开展中，随着5G制式、网络结构、关键技术的不断标准化，对于5G移动通信系统的无线资源管理也将不断深入开展下去。
参考文献
[1]5GWhitePaper.5GRadioAccess：Requirements，ConceptandTechnologies[Z]..
[2]闫丽生.5G系统技术标准与进展[J].电信工程技术与标准化,.28(4):33-37.
[3]王映民,孙韶辉.TD-LTE技术原理与系统设计[M].北京:人民邮电出版社,.
[4]赵训威,林辉.3GPP长期演进(LTE)系统架构与技术规范[M].北京:人民邮电出版社,.
[5]钱耕之,任参军,唐苏文,等.基于多业务QoS的LTE下行资源分配算法[J].通信技术,2010.43(4):190-192.
浅谈无线电频谱资源的科学管理 篇3
【关键词】无线电；频谱资源；现状；科学管理
无线电技术当前已经渗透到我国各个行业领域，无线电频谱已经成为一种最基本，最重要的自然资源。在无线通信技术飞速发展，通信设备广泛应用的今天，我们在无线电频谱管理上面临电磁环境恶化、频谱资源短缺及频谱分配跟不上科技发展等各种挑战。据权威部门预测，我国无线电谱需求未来10年中会出现成倍增长的趋势，频谱消费大大增加，而这必然会导致当前频谱资源管理模式的改变。在新的形势下，如何应对挑战，实现对无线电频谱资源的科学管理，是我们当前主要思考的问题。本文主要在论述当前无线电频谱资源管理现状的基础上，对未来无线电频谱资源如何实现更加科学管理提出建设性建议。
1.无线电频谱资源管理的现状及存在问题
在多年发展经验及基础下，我国的无线电频谱资源管理成就显著，这种资源为我国国防建设及社会经济的快速发展提供了可靠支撑。但是毋庸置疑，在发展过程中，无线电频谱资源管理更面临严峻挑战。相关数据显示，全球移动通信频谱的缺口到2025年将会达到900MHz。而在我国，到2015年，移动通信的频率需求就将达到1000MHz，按照当前IMT系统频率现状，明年我国就会出现453MHz频谱缺口。
主观上讲，在这种严峻形势下，国家对无线电频谱资源管理提出了更高要求，当前现有的技术设施不能为无线电业务提供有效服务，不能保障各种业务的顺利实施，无线电频谱资源管理的系统、设备都需要进一步改造升级，这样才会适应新形势发展需求。另一方面，在无线电频谱资源管理上，人才队伍建设相对落后，管理队伍中缺乏高端的领军型人才，使管理技术设施难以发挥出其应有的效能，使得当前技术设备不能满足未来高需求的无线电管理需要。通过国家数据显示，在我国各级无线电管理人员中，本科以上学历人员不到一半，中级职称以上工作人员不足三分之一。这种人员构成对于需要高科技含量的无线电频谱资源管理工作来讲，高层次人才比例明显不足。
总之，频谱资源供需矛盾，基础技术设施建设，高端人才培养是当前无线电频谱资源管理中所面临的主要问题及挑战，要解决这些问题，最有效的方法就是统筹兼顾，对无线电频谱资源进行科学管理。
2.无线电频谱资源科学管理的措施
2.1 正确掌握无线电频谱资源管理的内容、方法及目标
在管理内容上，应主要做好无线电发射设备、电台及空中电波秩序的管理，确保用频的所有设备及台站都能在核定技术参数下工作，避免无线电干扰，为无线电频谱资源使用创造良好的环境。
在管理方法上，应在无线电安全这一重点保障下进行科学管理。当前无线电技术渗透领域广泛，电磁环境复杂，干扰风险日益增加，在管理工作中尤其要主要确保无线电安全，对非法干扰源要能够及时发现，快速准确定位，有效阻断，以有效维护国家安全及社会稳定。
在管理目标上，无线电频谱资源管理应实现三个宗旨，服务经济社会发展，服务党政机关及服务国防建设，在实际工作中应对这三个宗旨统筹兼顾。
2.2 综合利用各种管理手段
在无线电频谱资源管理中，行政、技术、法律及经济是四种最常用的管理手段。我国无线电频谱资源管理长期实行行政审批的方式，这种手段下，尽管可以满足公共部门的用频需求，有效查处违法行为，但是当下，依法治国为时代主题，法律手段基准性已经获得广泛认同，无线电管理中的相关法规法律也会更加完善。而对于无线电频谱资源管理这种高科技含量的工作来讲，采用更新的技术手段提高频谱分配效果是今后必然趋势。而市场经济条件下，市场竞争日益激烈，频谱频率价格出现扭曲，频谱资源闲置、短缺屡见不鲜，有必要采用经济手段进行有效调控。
总之，当前社会主义的市场经济体制之下，要做好无线电频谱资源的科学有效管理，需要在法律手段基准之下，利用技术核心手段，在经济基础手段下，辅之行政手段，这样才能够切实实现频谱资源的最大社会经济效益。
2.3 提高技术设施及高精端人才队伍建设
要切实做好无线电频谱资源的科学管理，应有良好的人力资源保障及先进设备物质基础。首先，提升无线电频谱资源管理的硬实力，不断加强无线电频谱资源管理的技术设施建设，提高抗干扰的监管能力。要做到这点需要从两方面进行：
①积极开发新技术。我们应该积极开发新技术对频谱资源进行有效管理，提高管理效率。加快对频率共用技术、无线电认知技术还有无线电动态频谱技术的开发研究，让这些技术能够更好为无线电频谱管理服务，为其科学管理提供最有力的的技术保障。
②实现无线电频谱资源管理的信息化。推广一体化平台技术，实现无线电发射、频谱资源及无线电台站管理的统筹兼顾，确保空中电波秩序，保证无线电频谱资源管理质量，提高频谱利用率。其次，提升无线电频谱资源管理的软实力，加强高精端人才队伍的建设，着力打造一支素质高，技术强的管理人才队伍。要做好无线电频谱资源的科学管理，必须加大对三型一尖人才的培养力度，确保无线电管理人员是通晓专业，擅长管理的国际型、创新型及复合型的尖端管理人才。在单位内部创建多种激励机制，为各类人才能够脱颖而出提供良好的环境氛围，为实现无线电频谱资源科学管理提供人才保证及智力支持。
总之，当前环境形势下，面对频谱资源供需矛盾大，基础技术设施建设薄弱，高端人才匮乏这些现状，无线电频谱资源要实现科学管理应该着力从正确掌握无线电频谱资源管理的内容、方法及目标，综合利用行政、技术、法律及经济四种管理手段，提高技术设施及高精端人才队伍建设等方面着手，统筹兼顾，这样才能够切实实现频谱资源的科学管理，有效应对挑战，为国家社会营造良好空中电波秩序，确保国家安全及社会稳定。
参考文献
[1]陈亦敏.浅议地级市无线电管理机构管好频率台站的一些创新思路[J].中国无线电，2012（12）.
[2]丁风雷.地市级无线电监测网建设的研究[A].浙江省电子学会2010学术年会论文集[C].2010.
[3]盖文山.依法加强无线电管理维护好空中电波秩序[J].内蒙古自治区人民政府公报，2011（18）.
[4]奚国华.深入贯彻落实科学发展观推动无线电管理事业迈上新台阶[J].上海信息化，2010（11）.
通信无线资源调度系统设计 篇4
随着无线电技术的快速发展以及人们对频谱的需求越来越大,可利用的频谱资源日趋紧张。但是另一方面,许多已分配的频带在很多时间段内都是闲置的,使用率极低。在无线通信的技术发展上,由于现行的频谱分配方式是固定式授权分配,一旦授权分配给了某个用户,其他的用户就不能再使用该频段,即使它没被授权者所使用,否则就被视为非法。现有频谱资源显得明显不足和分配不均,特别是移动通信的2 GHz频段占用拥挤,并且空中电磁环境复杂,使得无线干扰现象严重,这对无线电监测提出了更高的要求。
认知无线电技术[1]当前被认为是解决上述问题的最佳方案。它能够自动感知周围的无线环境并调整系统的参数(如频率、调制方式、发送功率等),以适应环境的变化,在不对其他用户造成干扰的情况下,从空间、频率、时间多维地利用频谱资源,提高频谱资源的利用率。该技术可应用于授权频段与非授权频段,也可应用于军事通信的通信对抗中。
传统认知无线电的资源调度系统大多基于无线电管理层面[2],并没有对单向的认知用户给出何种无线资源的利用建议。可以对空间无线信号进行特征提取[3,4,5,6,7],以得到现有无线资源的利用情况,认知用户可以在不干扰授权用户的前提下选择适合自己发射机参数的无线资源用于通信,以提高无线资源的利用率。
基于此,本文根据认知用户的现场测定情况合理地给出认知用户中无线资源的一些参数建议。
2 调度模型的分析及建立
在用户使用无线电发射机时,需要对所在的无线电背景进行扫描,分析背景信号的信息,同时,系统根据检测信息完成对认知用户发射机参数的配置。
首先利用无线检测设备对用户要用的频段进行扫描,完成瞬时空间信号的捕获,得到各个信道的占用情况,测量被占用信道中信号的中心频率、带宽、调制方式、发射功率、码速率等信号参数。在此前提下完成认知用户发射机的最优参数配置。
根据信号的稳定性,可将信号分为短时信号和长期稳定信号,故有两种不同的建议参考模型。短期的建议参考只根据当前测量值的特征信息给出建议。根据测量某点及其附近点的信号特征相关信息给出可用点的中心频率、带宽、调制方式、功率等建议,以供参考。长期的建议参考则根据长期的观测结果给出综合建议。除了上述特征外,还包括频带的利用情况,根据时间的变化而发生的跳变等。
2.1 短期调度参考模型
假设在测量频带内,根据步进式频率测量理论给定步进带宽后测量了一系列点的相关信息,根据步进方式,即得到一系列向量,如表1所示。
表1中f为信号的中心频率;B为信号带宽;T为信号的调制方式;P为检测到的信号功率。在此,为了简便计算,采用Ai=(fi,Bi,Ti,Pi)表示某一点的测量信息。
在短期调度参考模型中,选用f(频率)、T(调制方式)、P(平均功率)作为参考指标。其中,f优先,T次之,P最后,f,T,P作为整体的优先选择顺序;在f中将其划分为4个频率段,在具体的应用中可以根据用户的爱好将其划分为若干个频率段,对频率段进行优先排序,并为其设置权值大小;在T中也采用同样的方法,将常见的5种(PSK,ASK,FSK,FM,PM)调制方式根据其属性特征进行量化,并对其赋予权值大小;在功率中取
基于以上模型,选用层次分析法[8]来建立模型,用以求解各个权值的大小。
2.1.1 先对整体的优先顺序进行求解
建立判断矩阵如下:
对以上矩阵的特征值进行求解,得λmax=3.064 9,其对应的特征向量为x={0.914 0,0.392 8,0.101 3},对上述模型进行一致性检验,
通过测量信息得到各测量点的量化权值y为:
2.1.2 对频率进行划分并赋予权值
设定用户在某一点已测得信道的各个参数,根据用户发射机的特性,发射机有不同的最适合发射频段。假设给定不同频段的上、下截止频率f上和f下后,现将其分为4段B1,B2,B3,B4。其中,前3种是根据用户机的特性适合性递减的3个频段,B4频段为剩余频段点。根据相同的层次分析法得到各频段权值大小B1为0.888 0;B2为0.412 1;B3为0.184 7;B4为0.086 9。对以上模型进行一致性检验,代入值得CI=0.039,RI=0.90,由CR=CI/RI代入值得CR=0.043 33<0.10,故接受以上模型的判断矩阵,其权值是合理的。
2.1.3 对调制方式进行建模
用户根据不同通信内容和各种调制方式的保密性、码率、实现的难易程度进行折中后,可以得到不同调制方式的优先选择权,选取5种调制方式的属性,如信道的中心频率、调制数据的吞吐量、频谱效率、信噪比和信号的加密方式。
应用层次分析法得到各种属性的量化权值为:
x={0.836 3,0.418 2,0.316 1,0.138 6,0.081 0}
首先对要考虑的调制方式进行列表,对5种属性进行排序,并根据顺序给调制方式的5种属性进行量化编号,再利用上述权值进行量化得到各种调制方式的对应权值。
以上是整个层次分析模型中各层次的权值模型及其求解,当用户在使用时,做出某个具体决策时要经过以下过程:f的选择,根据用户的需求和通信要求,用户选择某个频段,然后根据检测数据,看选择的f是否已有用户在用;如果有,若用户个数小于3个则选用,否则放弃该f,重新选取;T(调制方式)的选择,根据用户的通信特点、环境及用户的要求来选用不同的调制方式;P的选择中,
上面得到的是各层的权值,而最终要得到各元素对最终决策的权值,从而进行方案选择。总排序权重要自上而下将单准则下的权重进行合成。
基于以上的总体权重顺序,用户可以选择。在某个频段时,当用户选择这个中心频率时某个频率点上已有客户,若该频率没有用户,则选用该频率,无需再进行权重比较;若只有一个用户,f有的权重为0.3,f无的权重为0.7;若有两个用户,f有的权重为0.25,f无的权重为0.75。之后再进行比较来选择最终的方案决策。
根据以上分析,可以得到分层次最优点的获取模型,步骤如下:
(1) 根据测量结果,给不同频率点赋权重,规则为:按照用户对不同频段的喜好把频段分为4等级,各等级频段内的频率点根据被占用与否赋不同权重为0.25与0.75,各个等级赋权重为0.888 0,0.412 1,0.184 7,0.086 9。
(2) 根据调制方式各种属性得到不同调制方式的权重,避开给测量的被占用点及其相邻点的调制方式根据权重的大小赋值,给没有被占用点根据权重的大小直接赋值,调制方式的属性权重为:0.836 3,0.418 2,0.316 1,0.138 6,0.081 0。
(3) 根据上述两步可以给出不同频点的调制方式,再给频率点乘以权重0.914 0,给调制方式乘以权重0.392 8。
(4) 给定一个窗口大小,比如10,从左向右依次滑动,选取被测量到的占用频段的功率做数学平均,得到没有占用的频段的功率。
(5) 根据第3步得到的各频段的综合信息,可以给出不同频段的不同调制方式的一个数学排序,再根据第4步的功率值,可以得到空间该点的最优频点的最优调制方式和最优功率参数。
2.2 基于历史学习的长期调度系统参考模型
2.2.1 建立模型
根据上述的短期模型可以给出空间某点基于当前测量值的短时系统调度。由于当地大部分用户的运动规律性,所以用户对空间无线电资源的利用是有一定的规律可循的。
为了得到长期可靠的系统调度模型,根据对长期数据的积累观测,给出认知用户对无线频谱使用的提前跳变,以避免对授权用户的干扰。下面给出基于经验历史学习的系统用户调度模型。
认知用户的信息数据为三个二维矩阵:频谱信号调制特性矩阵M1=[Efi,tj];频谱信号功率矩阵M2=[Pfi,tj];信道占用矩阵M3=[pfi,tj]。矩阵下标表示在频谱池中信道fi在时刻tj对应的状态(特性、功率、利用率)数据。其中,各组数据是在认知用户开机通信前通过感知得到的。
假设一个频谱池中共有R个信道,则矩阵M中对应有R行数据。根据实际情况,在此不采用实时的频谱感知,这样可以避免大量的数据处理,在一定的精度范围内提高了一定的效率和对硬件的要求。本文选取了一天为一个时间周期,一周期内每隔Δt时刻完成一次频谱池感知,若一天共感知L次,则矩阵M中对应有L列数据。一个周期内,对R个信道进行了L次感知,所以形成了一个R×L的二维矩阵。
2.2.2 历史数据的学习
首先研究各认知用户对历史数据的处理问题。鉴于数据量庞大,本文假设各认知用户只保留5天的可利用率的矩阵数据,并且每天的数据都是经过主服务器下发其他认知用户的数据表经过处理后所得到的。所以每一天各认知用户的数据表只有5张。下面将分析认知用户对历史数据的处理,而各认知用户对其他认知用户数据表的处理将在下面介绍。
由上述分析可知,各张表为一个m×n的二维矩阵:
在此将对其统一处理,将5张表按历史先后顺序排列为B5,B4,B3,B2,B1,根据时间序列的数据处理理论,对于时间距离越远的数据,当前数据对其依赖性越小,在此将用层次分析法对最终的感知数据表的处理系数进行计算。设数据表为:
利用上述原则,即距离当前时间越远,其对当前表的更新比重越小,在此假设成对比较矩阵为:
求得其最大特征根为λmax=5.003 7,对应的特征向量为:
利用中心标准化公式
利用上式对历史数据进行仿真,仿真结果如图1所示。
由图1可以看出,信道在18天后其利用率趋于0.9,并且稳定性较好。再根据观测的调制方式和功率参数的记录,利用短期的系统调度模型得到认知用户的调制方式和功率,作为参考,可以得到长期的系统调度。
3 结 语
短期的系统调度算法中,结合认知用户对空间无线资源特征测量的瞬时值作为系统调度的主要考虑因素,可以较好地满足认知用户短时通信,使得无线资源的利用得到明显的提高。但要长期通信,占用频谱资源,将会对授权用户造成一点的干扰,并且容易被对方检测到,使得己方的通信信道暴露。 可以对某点长期观测后, 利用短期模型系统处理后得到长期稳定的调度参考模型。
摘要：为了达到对空间无线电资源的有效管理,提高频谱资源的利用率,在认知用户可以准确获取空间频谱利用情况和无线资源特征的前提下,提出了短时和长期学习的无线资源体统调度模型。根据认知用户对空间某点的无线信号进行特征提取,得到频谱的利用情况和各个信道的特征参数,如调制方式、带宽、中心频率和功率,根据用户的发射机特性,利用层次分析法结合测量的信道参数,给出可用信道的特征参数,以供认知用户参考。长期对某一固定点进行测量记录后根据历史数据进行复合,作为认知用户机特征参数跳变的根据,以给出合理的建议。
关键词：认知无线电,系统调度,频谱利用率,层次分析
参考文献
[1]何丽华,谢显中,董雪涛,等.感知无线电中的频谱检测技术[J].通信技术,2007(5):9-11.
[2]郑瑞明.宽带移动通信系统资源调度和干扰管理的研究[D].北京:北京邮电大学,2010.
[3]卢娜.调制模式识别和信号特征提取的研究[D].西安:西安电子科技大学,2008.
[4]孟庆丰.模式识别与智能系统[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006.
[5]佘静.超宽带信号模型及调制方式的研究与仿真[D].武汉:武汉理工大学,2006.
[6]陈霖.基于多DSP平台的扩频系统调度设计[D].成都:电子科技大学,2007.
[7]龚树超.基于软件无线电平台的无中心式数字通信系统设计与实现[D].北京:北京邮电大学,2010.
[8]欧阳继红,王仲佳,刘大有.具有动态加权特性的关联规则算法[J].吉林大学学报,2005,43(3):314-319.
[9]张兴.宽带无线网络中无线资源调度技术的研究[D].北京:北京邮电大学,2000.
[10]王辉球.OFDM系统的扩频性能分析[J].电子科技,2010(8):73-74.
无线资源 篇5
随着GSM网络的发展和用户需求的变化, GSM网络话务量的组成已经由语音业务向以GPRS承载的数据业务逐渐演变, 部分地区数据业务忙时的话务量已经接近甚至超过了话音业务量。联通集团总部在2010年完善了GSM无线网络利用率评估算法如下:
其中:j表示第j个BSC;Atch jmax表示第j个BSC一天24小时中最忙时的语音话务量;Apdch jmax表示第j个BSC一天24小时中最忙时的数据等效话务量;最忙时指一天24小时中语音话务量与数据等效话务量之和最大的时段;M表示全网BSC总个数。
根据新的算法, 联通GSM无线网络利用率只能达到72.39%。因此, 建议以70%作为GSM无线网络的扩容门限值。目前S省GSM无线网络利用率保持在72%左右, 已经超过70%的GSM无线网络的扩容门限值。如何在投资有限、无线网络利用率居高不下的情况下, 及时根据业务需求匹配网络资源、均衡网络负荷已成为GSM无线网络利用率优化的一个重要内容。
二、无线网络利用率优化方法
基站站型配置决定了站点能够承载的最大话务量, 用户的不均匀分布及话务热点的季节性转移导致各基站话务不均, 网络中必然存在拥塞小区和超闲小区。如何在不大量增加投资的情况下以最小的投资获取最大的利益是无线运营商考虑的问题。以下是无线网络利用率优化常用的方法:
●通过参数调整均衡无线系统资源。
●通过调整天线参数控制基站的服务范围。
●通过“拆闲补忙”解决无线系统资源的不平衡。
2.1通过参数调整均衡无线系统资源
调整无线基站的参数, 使无线基站小区在出现拥塞的时候能够转移一部分话务量到较闲的相邻小区, 从而均衡了GSM网的无线系统资源。主要包括接入控制、流量控制、缓解拥塞三方面。
(1) 接入控制
通过优化小区最低接入电平、小区覆盖、接入等待指示等参数来控制移动用户数量, 从而缓解高拥塞小区的资源受限情况。这种类型的控制不同于下面将提及的流量控制, 区别就在于这种控制对准备接入的用户的限制仅取决于参数的设定而不受小区实际忙闲状态的影响。
(2) 流量控制
流量控制的目的是根据通信量的负荷情况来限定上报到小区的接入请求的数目, 主要分为TCH flowcontrol、RACH flowcontrol、SSMflowcontrol三种。当小区被占用的无线资源达到预设的门限即出现拥塞时, 部分MS的接入请求就被拦截。随着该小区拥塞的缓解或MS移动到相邻小区, 它们仍可正常地申请服务。
(3) 缓解拥塞
当小区资源达到系统工程师设定的拥塞门限时, 通过新的切换过程, 将部分话务以最佳的方式转移到较空闲的相邻小区。这种新过程在原有的切换判决基础上增加了对目标小区拥塞情况等因素的考虑。如:目标小区不会接受会使自身产生拥塞的拥塞缓解切换, 因为这对网络整体而言, 只是拥塞状况被转移而不是得到解决或减轻。当这种切换被目标小区拒绝后, 它的服务小区在预设的时间内不会再对该目标小区进行以缓解拥塞为目的的切换。
2.2通过调整天线参数控制基站的服务范围
天线的性能指标分电气性能指标和机械性能指标, 其中电气性能指标包括增益、半功率角、极化方式、极化方向、电压驻波比、端口隔离度、上旁瓣抑制、前后比、功率容量、三阶交调、频率范围等。通过调整天线的类型改变天线的增益、半功率角;调整天线的机械下倾角、电子下倾角、方位角和天线挂高来控制基站的服务范围。
2.3通过“拆闲补忙”解决无线系统资源的不平衡
“拆闲补忙”是指在网络资源利用率较高造成的网络拥塞以及可以预计的网络话务增长时, 在不影响网络覆盖前提下对各基站的无线资源配置进行优化调整, 以达到合理利用网络资源、均衡无线资源利用率、缓解网络拥塞、降低半速率话务量比例、提高用户感知的目的。主要工作内容包括:载频调整 (包含扩容和减容) 、设备调整及利用功分器、塔放等手段均衡网络资源。重点需将城区的旧版本机柜与郊区的新版本机柜进行调整, 确保设备后期具备扩容能力, 并尽可能将双密度载频配置在话务量较高区域。
2.3.1扩容原则
(1) 首先在项目实施前要通过网管告警、DT测试、上站排查等手段将基站的隐性故障排除, 确保实施小区设备的完整性和真实性。
(2) 扩容对象:满足连续3个工作日小区实际忙时每线话务量≥0.6erl条件, 然后对任一天TCH拥塞率大于2%小区、资源利用率大于100%小区、TCH负载率大于80% (数据来源:各厂商专业网管) 进行筛选, 按照同时满足3项、同时满足2项、满足1项的优先级制定扩容小区方案。
(3) 为了防止因为偶然话务增加而提出扩容, 需计算出平均话务量, 将本月最大话务量/平均话务量>3的小区排除出扩容列表。
(4) 扩容后的小区 (按调整后2天指标) 可以尝试关闭半速率, 扩容的载频数量按照扩容后资源利用率小于80%、无拥塞及溢出计算。
(5) TCH拥塞率按照含切换指标进行统计。
(6) 资源利用率按照《中国联通移动网络评估与监控体系第一阶段部署指标定义》中的公式计算。
(7) TCH负载率=TCH话务量/ (无线容量*[1+TCH话务量 (半速) /TCH话务量) ]*100%。
2.3.2减容原则
(1) 首先在项目实施前要通过网管告警、DT测试、上站排查等手段将基站的隐性故障排除, 确保实施小区设备的完整性和真实性。
(2) 减容对象:小区物理载频配置数需在2个以上;将连续2天用户实际忙时每线话务量小于0.15erl、资源利用率小于40%的小区作为可减容小区候选。
(3) 为了保证减容后小区容量依然可以满足业务需求, 需保证减容后的小区资源利用率小于50%, 不会出现拥塞。
2.3.3设备调整原则
在涉及到机柜调整、天馈线调整、设备整改等方面的工作内容, 在充分考虑到用户各项业务正常使用的前提下, 要做好应急备案, 提前对数据及调整工作所需材料、备品备件等做好准备后, 开展此项工作。
2.3.4技术改造原则
对于需要利用功分器、塔放等设备辅助开展拆闲补忙工作内容的站址, 要充分考虑到用户各项业务的正常使用;并在不影响网络覆盖的前提下, 开展此项工作, 对于调整后的覆盖效果要充分论证。
三、小结
无线电频谱资源管理研究现状分析 篇6
频谱资源是基础的、极为重要的自然资源。随着无线通信技术的飞速发展和无线通信设备的广泛应用,无线电频谱资源管理面临着资源短缺、分配不合理和电磁环境恶化的严峻挑战。根据美国防部(DoD)预测,无线电频谱的需求在未来10年内成倍增长,对频谱的消费将增加70%,它将直接导致永久固定的频谱资源管理和使用模式发生改变。因此如何管理、管理频谱资源以提高无线电频谱的利用率,缓解当前及未来对频谱需求的压力,充分实现频谱资源的经济价值,改善区域电磁环境,是无线电频谱资源管理研究、探索和亟待解决的重要问题。
频谱资源合理管理研究正处于起步阶段,在管理理论、模式、范围和研究方法略显薄弱。本文将对国内外频谱资源合理管理研究现状进行总结,并对未来频谱资源管理的研究趋势进探讨。
1 频谱资源管理的方式
从经济发展的角度阐释资源的概念,就是对产出具有决定意义而投资主体可以通过一定方式加以选择的各种投入的集合。“管理”一般的词典里解释为“配备、布置”,而对资源管理的概念,传统的教科书认为“资源管理是指经济中各种资源在各种不同的使用方向之间的分配”。大部分学者认为“资源管理是以稀缺为基础,它使稀缺资源最大限度地保持一个合理的使用方向和数量比例”。随着社会、经济和技术的不断发展,人们对频谱资源的需求越来越大,频谱资源合理管理的概念逐步明确,内涵日益丰富,并在不断发展之中。
传统的频谱资源管理主要包括以下3种方式:技术手段、经济手段和行政手段对频谱资源的管理。其中以行政管理手段进行频谱资源管理为主。① 基于技术手段的管理方式,在复杂电磁环境下,为了保证区域内系统与系统之间、设备与设备之间可以正常工作,通过详细的电磁兼容(EMC)分析来分配频率是必须的基础性工作,EMC分析需要大量的数据和复杂的计算,其计算量很大;② 基于市场经济的管理方式,采用经济学的观点研究频谱资源管理问题,利用市场机制和竞争机制进行频谱资源的管理,市场手段主要包括频谱的拍卖、招标,通过资源价格手段促使资源使用者开发新技术,采用先进管理方法,提高频谱资源的使用效率;③ 基于行政手段的管理方式,频谱资源通常通过无线电管理部门受理频率使用申请,直接分配频率给用户。这种资源计划管理有可能造成频谱资源的闲置和浪费。频率资源使用者占用频率的有偿支出采用政府定价方式。
如果将频谱资源的管理看作是社会、政治、经济、技术和环境等多元、庞大完整、可持续发展的系统工程,融合多种频谱资源管理手段,产生基于系统分析的管理方式,从系统工程的角度进行问题的研究。这将是研究人员未来重点的研究方向。
无线电频谱不仅仅是一个技术术语,而是具有极大价值和高竞争力的自然资源。通过行政手段对它进行合理管理,可较为有效地利用资源,并能通过科学管理提供世界范围的通信。而技术进步和市场变化使得传统的已经有100年历史的,基于行政手段进行频谱资源的管理方式变得越来越紧张。由于用户和申请频谱的需求的动态增长、政府逐渐公平开放的频谱分配,按照谁申请谁使用的无线电频谱资源管理方式变得越来越难。而频谱资源合理管理的内涵随着社会、经济、科技的发展不断更新、丰富。同时与频谱资源管理的相关学科,如EMC技术计算机技术和网络技术和信息技术等的发展,为频谱资源管理系统开辟了更广阔的应用空间,频谱资源合理管理已经成为新兴的学科交叉的重点研究课题。
2 频谱资源管理的研究进展
2.1 电磁兼容分析技术研究
电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)概念产生于20世纪60年代,指电子设备或系统在一定的电磁环境下,能正常工作的性能。电磁兼容性分析是对可能受到或产生的干扰进行预测,即从频率、空间、时间三维角度考察各用户间的电磁隔离度,分析产生干扰的大小及影响范围,评价干扰的危害程度,为频谱管理提供可靠的技术依据。在分配频率时,保证合法用户间无干扰正常工作是频谱管理的基本要求,因此对这种特殊的自然资源管理的一个研究重点,是对于电磁兼容技术地研究。
欧美等国家早在20世纪80年代就已经大量投入电磁兼容分析的开发研究。Stewart提出了与频谱规划、工程、协调和系统相关的,以动态方式来控制和降低电磁干扰的频率分配、频率指配的自动频谱资源管理模型[1]。Peng等人为解决无经验分布式频谱分配所引起设备间重要干扰的问题,给出基于整体系统功效的频谱管理模型[2]。Falch认为电信市场自由化以后,频谱管理的方法很大程度上保持不变,大多数频谱分配过程仍然以技术而不是经济为基础。同时以频谱资源管理面临挑战和规则框架为出发点,比较了经济和技术的频率管理方法[3]。
当前,国内学者对电磁兼容分析的深入研究还刚刚起步,从理论上和实践应用上,仅有一些简单的传播模型、模型校正、电磁兼容算法的研究,缺乏完善的受实践检验的电磁兼容分析理论及科学有效的算法。齐文军(2003)对EMC算法与频率指配方法进行探讨,建立了基于EMC频率分配模型、频率分配数据库模型,并对频点指配过程中EMC分析进行数学描述。但存在的问题是当分配的频道数小于所需最小频道数时,需要人工指配。张政保通过对电磁干扰多级预测,优化频谱资源管理和选择。夏惠城提出舰艇电子系统的电磁兼容性的预测综合分析方法,但缺少几种重要参数的筛选和性能预测,预测分析的数学模型需要进一步优化。李铁分析了无线电系统内、外电磁干扰,提出了基于频率、时间和地域三维空间的频率规划方法,给出了建立在电磁兼容性上的频谱管理模型。刘丽君提出基于无线电设备参数的干扰预测模型,利用频率、台站、设备、天馈线、地理信息、监测数据和传播特性分析计算来预测干扰与场强。
现在频谱管理传统的EMC分析算法往往以得到受潜干扰最小的频点为目标,这种方法只保证现存系统的电磁兼容性,但未考虑未来频谱使用状况。同时也限制了频谱管理的灵活性,不利频谱利用率的提高。因此为了保证空间通信秩序,又提高频谱利用率,必须进行详细的EMC分析,计算同道干扰、邻道干扰、互调干扰、边带噪声干扰和阻塞干扰,通过系统电磁兼容模型的建立、科学有效的EMC算法和实验方案的研究、计算机新技术应用来实现最优化管理的目标。
2.2 基于频谱资源价值的管理方法研究
频谱资源的管理传统上主要是从技术或行政的问题而不是经济问题来处理,主要目的是把频率分配给更多的用户,同时避免合法用户之间的干扰。然而,传统的资源垄断将被大量竞争所代替,频谱需求的快速增长加剧了对频谱资源的竞争。因此加强基于频谱资源价值管理的研究,使管理合理化、最优化,资源的利用率达到科学的最大化,成为学者们关注的重要问题,其中包括频谱价值的分析、对频谱定价、允许频谱贸易和使用竞争分配频谱[4]。实际上国外对于频谱资源市场价值的研究早就展开了。诺贝尔经济学奖得主罗纳德·科斯在1959年就提出“频谱必须被看作另一种生产要素,并且它的价值必须在自由市场予以确定”[5]。Johannes在研究频率使用费对无线业务价格影响的基础上,提出基于无线业务量分析的频率分配市场模型[6]。Medeisis分析了自由市场环境下宽带无线接入(BWA)系统频谱管理方法的特点。Nagpal提出采用频谱贸易的市场管理法来决定特殊无线电频率的使用。Marcus提出经济利益为补偿,共享其他用户的频谱的实时市场管理方法。也有研究者通过对不同的频谱资源管理方式的比较研究,提出不同的意见。比较了完整频谱所有权和组织开放共用的频谱资源之间的差别,认为公众频谱资源管理策略应当取代竞争市场力在用户间分配频道权利,探讨了自由市场管理法的优势和限制,说明自由市场方式对部分频率分配来说仍然是不适宜的,必须依旧把各种应用区分出优先次序后予以管理等等。
自从2002年我国首次采用招标方式分配地面固定无线接入系统频率,激发了国内对谱资源价值及以经济手段管理资源的研究热潮。王雅平于2003年从经济学角度提出在频率资源管理上,应当既要有价格管理,又要有非价格管理;既要有市场管理,又要有政府管理。张凤奇建议合理评估频率资源的使用成本,采用评选或招标对频率使用许可证进行发放。徐国桢对频率资源市场化管理进行了描述。冯晓敏针对频谱资源管理中传统的“先来后到”的行政指配方式的弊端,介绍了采用包括经济价值分析、买断定价、交易和竞争等经济技术手段管理频率。杨克俊对国际上对频谱经济价值研究的进展进行了综述,同时对无线电频谱经济价值的评估方法与分析也进行了研究。
国内外学者对频谱资源价值进行了深入研究,认为通过频谱的经济价值的确定,科学的频谱经济价值评估方法的选择,无线电频谱对经济的影响的分析,管理频谱资源市场的手段的使用,用经济价值分析、买断定价、交易和竞争等经济技术进行频谱资源管理,可以达到频谱资源使用经济效果的最佳化。
2.3 频谱资源管理系统分析方法研究
随着频谱管理系统的复杂度增加、影响因素增多的现象,通过系统分析进行科学管理频谱资源的研究越来越多。结合运筹学、经济学、统计学和无线电频谱管理、无线电通信和无线电工业等学科知识,在充分分析频谱规划数据、电波传播数据、台站数据、电磁环境数据、地理信息数据、监测数据和无线电设备数据的基础上建立起频谱资源管理模型是现在资源合理管理研究的重难点。Rudd,David在1986年提出,在频谱可利用资源短缺的情况下,进行资源管理方法的目标和方法可以采用John Hoskyns提出的六步方法论来处理。Ting等人介绍了资源管理理论框架和建模方法,提出在评估选择频谱管理效果和有关无线设备的工程特性的基础上建立管理系统模型。Yoo,S.H等人研究多属性效用理论,把它作为获得无线电频谱的战略价值判断的基础。然而频谱资源系统分析研究还在进一步探索阶段,需要对各种技术分析和分析方法深入探讨,以便于进一步优化频率资源管理。
相对而言,国内学者对频谱资源管理问题的系统分析研究在近几年逐步展开,研究成果较少。一些学者结合当前发展需求和新技术研究了频谱资源管理的理论和方法。余锡权针对特定无线电频率资源管理方案难以定量分析的决策问题,应用管理决策中的层次分析法,作为资源合理管理决策的依据。李丹镝提出基于剩余频率资源及干扰信息的动态频谱管理模型。王景建立了频谱资源多维数据模型,利用E.F.Codd提出的联机分析处理(OLAP)来分析频谱资源的使用情况。徐国桢说明了对频率资源管理从原来单一的行政手段管理发展成综合了行政的、经济的、技术的、法律的手段的管理。确立动态管理无线电频率资源的理念,跟踪评估用户的使用情况,及时调整频率资源管理,从根本上结束目前静止的频率资源模式。李向荣讨论了信息不对称情况对无线电管理的影响,提出用户不利选择和道德风险模型,分析了用户选择侵占资源的期望收益,建议采用阶段性回顾和评价来规避风险。
无线电频率资源作为一种特殊的自然资源,具有非可见性、无界性、非独立性、使用相关性、有限性和可复用性等特征,它的传播模型复杂,影响因素众多,易受到干扰又易污染电磁环境,因此决定了频谱资源管理系统的复杂性和特殊性。通过深入系统分析频谱资源管理的问题,建立恰当的管理系统模型、充分利用主客观因素,选择科学有效的多准则决策方法,最终筛选出优化的管理方案,保证有限资源的合理管理,发挥频谱资源的最佳社会、经济效益。
3 结束语
综上所述,目前国内学者对于无线电频率资源科学管理的研究并太不成熟,虽然对频谱资源管理理论和应用研究以及相应决策分析做了一些工作,但由于研究范围和投入力量的限制,各类研究通常以具体问题为导向,应用范围有限,与国外研究尚有一定差距,如未确定频谱资源的市场价值以及如何利用频谱的市场价值来进行资源合理管理;对频谱资源的科学管理研究往往以“初探”、“初步设想”、“浅析”为题,体现不出深刻的研究理论深度和实际应用价值等。与现实急需解决频谱资源合理管理理论和应用的问题存在严重矛盾。因此需要加大对此问题的总体研究,以期通过对该问题深入系统的研究,以科学的方法解决频谱资源合理管理问题。 ?
摘要：对国内外频谱资源管理的研究现状进行了总结。比较了目前几种有代表性的频谱资源管理方式的特点与区别。从电磁兼容分析技术研究、基于频谱资源价值的管理方法研究、频谱资源管理系统分析方法研究等几个方面分析了频谱资源管理的研究进展。结合当前频谱资源的研究现状以及信息科学、系统科学的快速发展带来的研究环境的变化,探讨了复杂环境下频谱资源管理问题的研究趋势。
关键词：无线电频谱,频谱管理,管理方式,研究现状
参考文献
[1]STEWART M.Building of Automated Tools for Managementand Use of the Electromagnetic Spectrum[J].IEEEInternational Symposium on Electromagnetic Compatibility,1994,12(8):16-21.
[2]PENG Chun-yi,ZHENG Hai-tao,ZHAO B Y.Utilization andFairness in Spectrum Assignment for Opportunistic SpectrumAccess[J].Mobile Networks and Applications,2006,11(4):555-576.
[3]FALCH M T R.Economic Versus Technical Approaches toFrequency Management[J].Telecommunications Policy,Growth in Mobile Communications,2004,28(2):197-211.
[4]WEBB W.Role of Economic Techniques in SpectrumManagement[J].IEEE Communications Magazine,1998,36(3):102-107.
[5]杨克俊.无线电频谱经济价值研究的进展[J].中国无线电,2005(8):11-14.
对无线电频谱资源及其管理的思考 篇7
一、频谱资源的由来
无线电波是人类依据科学理论和知识创造出来的, 是现代科学自由研究精神与西方商业文明完美结合的典范, 是人类的一大创举, 意义堪与蒸汽机的发明相媲美。自由探索、成果公开、专利制度、公司制等, 都是其发展必不可少的条件: 法拉第、麦克斯韦和赫兹通过接力传递式的不懈努力, 证实了电磁波的存在, 奠定了无线电技术的坚实基础。而马可尼, 则在他们研究的基础上, 率先认识到了无线电报可以为海上船舶提供通讯服务, 找到了英国海运局等大客户, 使得无线电技术进入实用。1896年7月27日, 马可尼公开演示了无线电报, 将一条信息传播了一英里多。次年他申请了无线电报专利, 成立了自己的公司, 推动无线电报进入实用。
然而, 无线电波传播一经发出, 有其自然传播与衰减规律, 不受行政疆域限制, 当多个用户同时发射电波时, 难免产生干扰, 在1899年的美国杯帆船赛上, 由于马可尼公司与美国德福雷斯特无线电报公司同时使用无线电报传送比赛结果, 产生了严重的干扰, 这形成了无线电应用历史上第一次重大疑问: 如何在同一地点同一时间应用无线电报? 这个问题不解决, 无线电应用前景黯淡。马可尼很快找到了答案, 他将英国科学家洛奇发现的“谐振电路”应用在无线电报机上, 改变了电磁波波长, 也就是改变了频率, 几台发射机可同时发射, 各用各的频率, 互不干扰, 从而解决了这一问题。这一成就, 不仅使马可尼在商业竞争中领先, 更是无线电发展史上的一个重大突破, 它奠定了按频率使用无线电波的基础, 沿用至今。
随着按频率应用无线电波规则的应用, 国际电联将无线电应用划分为不同的业务, 不同业务或同一业务的不同用户需要使用不同的频率, 以保证国际无线电业务的互联互通, 如飞机、轮船在全球航行的通信保障, 导航系统的全球应用, 收音机的通用以及手机用户的全球漫游等。由于发射无线电电波必须首先确定频率, 所有可以应用的无线电频率数值排列在一起, 就形成了无线电频谱。为了避免干扰, 除了某些特定频段外, 世界各国对无线电台站都采取登记管理制度。用户如果设立无线电台, 首先必须到管理部门获得频率的“使用权”, 因此, 频谱, 也就是可用的无线电频率, 成为无线电业务和无线电应用的重要制约因素, 需要在不同业务和用户间进行协调分配, 具有了“资源”性质。
人类认识到频谱的资源性质花费了漫长的时间, 这是因为, 无线电技术非常复杂, 除频率外, 制约无线电业务和应用发展的, 还有发射功率、接收灵敏度、调制与解调方式等其它因素。经过长期的研究和实践, 人们逐渐意识到, 只有频率, 才是应用无线电波的关键和首要因素, 因此, 才有了1973年托雷莫里诺斯公约的定义。
二、频谱资源的自然性质
显然, 频谱是一种由于管理需要而衍生的资源, 与水、矿产等实体资源有很大的不同, 虽然国际电联将其定义为自然资源, 但有国内学者从自然资源的定义等出发, 认为频谱资源并不是自然资源, 而是人为资源, 进而阐述了频谱资源的六大基本属性。然而, “人为资源”的说法, 并不是广泛认可的资源类型。从资源的产生和利用方式来看, 将其看作人类的社会资源更为合适, 更确切的说, 是一种管理需要衍生出来的社会资源, 与城市中设立广告牌的空间位置、汽车牌照等性质类似。
随着无线电技术发展, 对频谱资源的需求日益增加, 管理难度进一步增加。实现管理制度的合理变迁, 提高管理水平, 需要进一步认清频谱资源的本质, 把握其管理和应用的特殊性, 才能更好地满足社会需求, 充分发挥资源的基础配置作用。
由于没有资源实体, 频谱资源在时间和地域分布上, 都是均等的, 没有资源丰富与贫瘠的差别; 在使用上, 也不存在耗竭与开发成本, 不能储藏, 也不能依靠强权占有。这是频谱资源的重要属性, 因此闲置不用或应用效率不高, 都是对资源的浪费。受到技术水平的限制, 在特定的历史时期, 人类能够使用的无线电频率是一定的, 同一频率所承载的业务和应用也是有限的。因此, 频谱资源是有限的。但这种有限性, 是针对同一时间、同一区域的无线电应用而言的, 并且与技术发展的阶段有直接关系。在不同的时间和区域, 频率当然是可以重复使用的, 性质与公共交通线路编号、电话号码、汽车号牌等非常类似。此外, 采取一些新技术方法, 也可以实现资源在同一时间同一地点的复用, 但与一般意义上的频率复用不是同一概念。
三、频谱资源的社会属性
与其它资源一样, 频谱资源除了各种自然性质之外, 还有其公共属性。从现代经济学基本原理出发, 可以证明频谱资源是一种公共资源。在无线电应用早期, 随着越来越多的船舶安装了无线电台, 频谱资源的利用已经出现了“公地悲剧”的征兆, 使先贤们认识到了对无线电业务进行管理的必要性。1906年, 第一次国际无线电报通信会议在德国柏林正式举行, 29个国家出席了这次会议。这次会议签署了第一份完整的国际无线电报公约, 其附件就是最早的无线电报通信的规则, 包括按业务划分使用无线电频率原则。这次会议开创了对无线电波应用进行管理的历史, 会议的各项协议经过历届无线电大会充实和修订, 形成了今天众所周知的《无线电规则》。正是由于国际电联的有效管理和全世界无线电从业者的共同努力, 无线电技术100多年来, 不因为非技术因素而阻碍发展。
今天, 公共资源管理已经成为经济学研究的重要领域, 埃莉诺·奥斯特罗姆因提出了公共资源有效管理的8项原则而获得了诺贝尔奖。纵观100多年来的频谱管理实践, 与这8项原则不谋而合, 如果不是专业性太强, 掩盖了其公共资源管理的本质, 完全可以作为公共资源管理的经典范例。
由此可见, 无论是从现代经济的理论分析, 还是频谱资源的管理历史实践, 都说明: 对频谱资源管理的根本原因, 国际电联关于“资源必须按照无线电规则得到合理、公平、有效、经济的使用”的规定, 追根溯源, 是由于频谱资源的公共资源这一属性。由于频谱资源是人类所创造出来的资源, 既没有远古自然流传的历史惯例可供遵循, 也不能为强权独自占有、储存, 因此, 人类创立了协商一致, 按频率划分无线电业务等管理规则, 体现了对这一公共资源进行管理的最高智慧。
四、频谱资源管理的核心和外延
频谱资源管理的核心是资源的划分、分配与指配, 与实体资源的开发、存储、利用等环节相比, 大相径庭。《无线电频率划分表》是所有无线电应用的基础, 一般需要国际协商一致, 而对具体业务的频率分配和指配, 则由相应的业务主管部门承担。100多年来, 随着技术发展, 频谱资源扩大了数万倍, 在国际公认的规则指引下, 资源管理适应了技术发展需要, 没有出现过特别的失败案例。
然而, 表面上波澜不兴的频谱资源管理, 却考验着管理者的大智慧。统一的国际规则下, 各国的管理体制和管理方式大相径庭, 资源的利用效率和效益相差甚远, 从一个侧面体现了国家治理和资源管理的水平。20世纪90年代起, 发达国家在传统单一行政分配频谱资源方式基础上, 采用拍卖来分配公众移动通信、广播电视等业务的频谱, 取得了巨大成功, 提高了资源的利用效率和效益。这种变革背后, 是诸多公共资源管理方面理论研究成果的支持, 和在其它公共资源管理领域成功实践的检验。我们在学习借鉴时, 需要跳出狭隘的行业管理视角, 从社会管理和国家治理的高度, 重新审视频谱资源的地位与作用。在拍卖标的频段、防止共谋、促进竞争等具体问题上, 需要深入的研究与精心的准备。
由于频谱资源是衍生的, 对资源的管理最终是以对相应的使用频谱的设备的管理来实现的, 这些设备一般称为无线电台。而无线电台都是设立在某一国领土或船舶上的, 因此, 批准设立无线电台, 就是各国的国内事务, 也是无线电管理的重要内容。除了部分免执照频段之外, 世界各国对无线电台及其所使用的频率都采取登记审批制管理。由于无线电设备发射电波, 占用资源, 是电磁环境的影响因素之一, 也会影响其它频谱用户, 其性能、发射特性等, 必须进行全面登记与监管, 才能使主管部门及时掌握资源利用状况。更重要的是, 万一用户设备故障或使用不当, 不仅仅是他自己的事, 还可能对不特定的第三方造成不良影响, 因此, 管理部门必须对用户的无线电设备进行监管, 包括设备更新、参数调整等, 必要时还要进行设备性能检测。这种对无线电设备的监管是频谱资源的公共资源特性所要求的, 是无线电管理的重要内容。
由于人类并不能直接感知无线电波, 掌握资源的应用状况必须通过一定的技术方法, 因此, 无线电监测与测量对实施管理是必不可少的: 新的频率指配, 新的电台设立, 必须首先进行以电磁兼容分析为核心内容的技术审查; 非法占用资源的情况, 也必须通过技术手段才能查处。这就构成了无线电管理的另一个主要内容: 对空中无线电波的监测。
随着技术发展与普及, 无线电技术日益渗透到社会各行各业, 几乎所有的行业都在使用无线电技术和设备, 对电波的监测和对设备的监管, 也随之超越单纯的通信广播等行业管理界限, 成为面向社会的公共事务管理。对无线电发射设备的监管和检定, 对空中电波秩序的监测, 与频谱的划分、分配和指配一样, 成为国家治理体系的重要组成部分。然而在我国, 由于起步较晚, 又长期受到计划经济管理模式的影响, 无线电频谱资源管理依然处于电信、广播等行业管理的附属与配套状态, 资源管理的基础作用还没有发挥, 资源配置对产业竞争的决定性作用尚未体现, 资源价值尚未得到充分挖掘, 这一状况, 将随着社会对频谱资源认识的加深, 逐步得到改变。
摘要：无线电频谱资源是所有无线电技术应用的基础, 从频谱资源的历史由来和管理实践分析, 频谱是一种衍生的社会资源。从现代公共经济学分析, 频谱一种公共资源, 对其进行管理是现代国家的重要职责, 应从早期的行业管理转向社会管理, 发挥市场在资源分配中的重要作用。提高资源利用的效率与效益, 满足日益增长的社会需求, 是资源管理面临的重要任务。对空中电波的监测与对无线电发射设备的检定, 是资源管理不可分割的一部分。
无线资源 篇8
无线资源分配和相应的调度算法在提供QoS保证方面起着非常重要的作用。IEEE 802.16系统中, MAC层采用了面向连接的机制, 为语音、数据和多媒体等多种业务提供相应的QoS保证;但是, 标准中并没有对资源调度和带宽分配的细节进行标准化。调度策略的优劣直接关系到整个系统的吞吐量、延时和阻塞率等性能的好坏。目前, IEEE 802.16系统资源调度中的带宽调度策略是研究中的一个热点, 并在资源分配框架及其算法方面取得了一定的研究成果。
在下面的研究中, 利用文献[2]中的双层分级带宽分配体系结构, 结合文献[3,4,5]接入控制策略和总调度器算法, 提出了一种基于双层分级的带宽分配算法。该算法利用双层调度机制, 对不同业务类型采用不同的调度方案, 更适合无线信道的资源分配, 从而更有效地保证用户的QoS要求。
1基于双层分级的带宽调度结构
IEEE 802.16的MAC层为每类业务都建立一个连接和相应类型的服务流 (UGS、rtPS、nrtPS、BE) 。BS (基站) 为每个连接分配一个唯一的连接标志符 (CID) 。当一个新的服务流创建或者一个已有的服务流更改参数时, 该服务流将发送请求消息给BS;接着由BS上的接入控制模块决定是否批准该请求。如果批准该请求, 则由接入控制模块通知调度模块根据请求消息中的参数值来更改当前的调度参数。请求被批准的前提是确保已有的业务的服务质量不会下降, 同时该新请求所要求的服务质量能够被满足。BS和SS的模块设置如图1所示。
对于接入控制, 文中采用类似文献[3,4,5]中的方法, 通过估计当前的系统可用的剩余带宽来判断是否批准请求。具体的方法如下:当接入控制模块收到服务流的创建、更改或者删除 (DSA、DSC、DSD) 请求时, 将统计所有已有连接的最小保留业务速率, 并进一步估计出系统的剩余可用带宽。剩余可用带宽的计算公式为:
undefined。 (1)
式中, Ca为系统的剩余带宽;Ct为总带宽;I为服务类型种类的数量;Ji为第i种服务类型服务流的数量;rmin (i, j) 为第i种业务流的第j个连接的最小保留业务速率。如果接入控制模块所收到的DSA或DSC请求中提出的最小保留业务速率参数值小于Ca, 则该请求被批准, 否则该请求被拒绝;另外, 如果在请求消息中最小保留业务速率参数值为零, 则该请求总是被批准, 但该连接的QoS将不会被保证。
对于带宽分配, 采用双层分级调度策略。这个双层调度器由1个总的调度器和4个分类的调度器组成, 如图2所示。
1.1总调度器中的无线资源分配
总调度器的带宽分配算法对分类调度器性能有着十分关键的影响:当总调度器没有给分类调度器分配足够的带宽时, 对应业务种类的QoS要求将得不到保证;反之, 当总调度器分配给分类调度器的带宽太多时, 又将导致资源的非高效利用。
在传统的调度算法中, 如严格优先级队列 (PQ) 算法, 是按照规定的业务优先等级对业务进行带宽分配。通常情况下, 按照QoS要求将几种业务类型优先级做安排如下:UGS>rtPS>nrtPS>BE。通过优先级的设置, 总的调度器可以依据优先级来区分业务类型。这种策略的复杂度较低, 但此策略的一个致命弱点就是在带宽一定且业务量需求很大的情况下, 以牺牲低优先级队列带宽为代价来满足高优先级队列带宽要求, 往往导致低优先级的队列因得不到服务而“饿死”。
考虑到PQ算法的缺点, 在新的算法中, 采用了DFPQ[3,4,5] (亏空公平优先级队列) 算法作为总带宽的分配算法。DFPQ算法正是为了克服PQ算法的这个缺点而提出的, 它能够在保证用户QoS要求和系统吞吐量的条件下为所有类型的服务提供更好的公平性。
总调度器为每个分类调度器分配带宽, 分类调度器依据从总调度器获得分配的带宽之后为它的队列包提供服务。由于进入每一个分类调度器中的数据包有相似的传输模式及各自的QoS要求, 故每个分类调度器可以根据不同业务的QoS要求自身独立地选择能够最大限度满足QoS要求的调度算法。因此, 分层调度器可以有多个调度标准, 较之单层调度器, 在每个业务等级中它能更合理有效地调度分组包。
1.2分类调度器算法分析
在系统资源调度的过程中, 由于UGS业务的带宽分配固定, 无需进行调度, 所以在每次调度之前需直接去除UGS业务所需占用的带宽, 剩余的带宽在rtPS、nrtPS及BE之间进行分配, 且物理层采用AMC (自适应调制和编码) 方案。
针对每种业务的QoS特性, 该算法的分类调度器算法运用了更适宜于衰落信道的无线调度算法来调度分组包。下面论述分类调度器中所采用的调度算法及其规则。
1.2.1 UGS业务
对于UGS业务, 在整个服务时间内, 物理层采用了固定的传输模式。UGS有恒定比特速率, 连接的时隙分配是固定的;系统带宽首先需要满足UGS业务的要求, UGS业务无需进行带宽申请, 而是在连接建立的时候就预留了一定的带宽, 因而, UGS业务所需要的带宽完全可以得到满足。
1.2.2 nrtPS业务
nrtPS业务能够容忍较长时间的延迟, 但是有最小吞吐量的要求。在nrtPS调度器中, 采用M-LWDF (改进的加权时延优先) 算法来调度nrtPS业务。假设业务流的时延QoS用下式表示:
Pr (Wi>Ti) ≤δi。 (2)
式中, Wi为用户i的业务流分组的排队时延;Ti为排队时延的上限;δi为分组超出最大时延上限的概率。
在每个时隙调度时, M-LWDF算法依据下面的准则来选择具有最高优先级值的用户j:
undefined。 (3)
式中, γi=ai/ui, ai为算法中的权重因子;undefinedi为平均提供给服务流i的速率 (即平均吞吐量) ;ui (t) 为当前可提供给服务流的最大速率;Wi (t) 为服务流i队头分组的等待时间。
M-LWDF算法能够满足用户j具有最小吞吐量的要求, 故系统也因此具有理想的吞吐量。
1.2.3 rtPS业务
rtPS业务对时延非常敏感, 有严格的时延要求。在rtPS调度器中, 采用EXP (指数规则) 调度算法来调度rtPS业务。
在时隙调度时, EXP算法依据下面的准则来选择具有最高优先级值的用户j:
undefined
式中, undefined为全部N个服务流HOL (Head of Line) 分组的加权时延值, 其他参数的含义与式 (3) 中参数的含义相同。
EXP算法在各队列undefined值差别较大时具有均衡的作用, 如果一个服务流队列的undefined值比其他服务流大, 超过undefined, 则它的优先级参数的指数部分会非常大, 整体优先级也就比较大;相反, 如果各服务流undefined之间的差别很小 (即小于undefined, 则各服务流优先级参数的指数部分接近1, 该调度准则就等同于比例公平准则。
EXP算法是比例公平机制与时延平衡机制的结合, 其性能结果受ai参数的影响, 故EXP算法下系统的吞吐量比M-LWDF算法下的系统吞吐量要稍差, 但是每个业务流上的时延特性会更好, 更适合rtPS业务的调度。
1.2.4 BE业务
BE业务的连接因为没有QoS保证的要求, 因此在BE调度器中, 采用了PF (比例公平) 算法来调度BE业务。
在时隙调度时, PF算法依据下面调度准则来选择具有最高优先级值的用户j:
undefined。 (6)
式中, μi (t) 为当前可提供给用户i的最大传输速率, 不使用自适应调制和编码 (AMC) 时, 它和用户载干比是线性关系;λi (t) 为从第一次得到服务时提供给业务流的平均吞吐量。
PQ算法将当前信道质量和以往系统提供给业务流的平均吞吐量的比值作为优先级参数, 它权衡了各服务流量吞吐量和系统吞吐量的关系, 能够有效地利用频谱资源;对业务流之间的公平性提供了一定的保证, 对具体的QoS指标没有保证, 此特征正好适合对BE业务的调度。
1.3基于双层分级带宽分配算法的性能分析
有线系统中采用的分配算法如WFQ (加权公平队列) 、EDF (最早时延期限优先) 等, 在没有考虑无线信道时变和衰落特性的影响下, 直接将这些算法应用到无线系统中很难达到期望的效果。因此在分类调度器中, 应用基于衰落信道的无线调度算法来调度各类分组包:nrtPS业务能够容忍较长时间的延迟, 但是有最小吞吐量的要求, M-LWDF算法正好可以满足要求;rtPS业务对时延非常敏感, 有严格的时延要求, EXP算法较之其他算法可以更好地满足每个业务流上的时延特性;对于没有QoS保证要求的BE业务, 采用了公平性较好的PQ算法。
在算法中, 采用了与业务特性及信道特性相关的调度算法, 更适合于IEEE 802.16系统的带宽分配, 故相比传统的分配算法, 即使是在资源紧缺的情况下, 该算法对于保证系统吞吐量和资源利用率方面将有较好的性能表现。
2结束语
在基于分级带宽分配的资源调度策略的研究中, 分析了双层分级带宽分配体系结构, 并结合业务的QoS特性和现有研究中总调度器中算法的优点, 在分类调度器中采用了与系统特性和各业务的QoS特性更加匹配的分配算法, 有利于改善系统性能, 保证资源的利用率和系统的吞吐量, 从而更好地满足用户的QoS要求。
参考文献
[1]IEEEStandard for Local and Metropolitan Area Networks Part 16:Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems[S], 2004.
[2]WONGTHAVARAWATK, GANZ A.Packet Schedulingfor QoS Support in IEEE802.16Broadband Wireless Access Systems[C].International Journal of Communication Systems, 2003:81-96.
[3]王洪熙, 陈剑锋, 焦文华, 等.一种用于IEEE802.16无线城域网TDD模式中的带宽调度方案[J].电子与信息学报, 2006, 28 (5) :789-794.
[4]CHEN J, JIAO W, GUO Q.An Integrated QoS Control Architecture for IEEE802.16Broadband Wireless Access Systems[C].Proc.IEEE Global Telecommunications Conf, (GLOBECOM’05) , 2005:3330-3335.
无线资源 篇9
关键词：网络覆盖,无线资源,智能调配
1 引言
目前, 在移动通信领域, 伴随着市场竞争的日益加剧及一系列惠民政策的出台, 移动通信资费日趋下降。近期更有运营商推出了全国漫游免费接听业务, 资费的持续下调降低了人们的通话成本, 通话变得更加随心所欲, 话务需求也不断高涨, 高话务促使了网络必须持续扩容建设以满足需求。其中最直接及行之有效的途径就是增加单小区的载频数, 但可用频率资源毕竟非常有限, 持续的网络扩容使得频率资源愈显紧张。
而另一方面, 从话统分析可以得知, 高话务并非持续性, 忙时话务往往出现在某一时段, 而在大部分时段内, 小区的话务并未达到忙时高峰时段话务, 甚至远远低于忙时时段的话务, 这样又造成频率资源的极大浪费, 平均下来拉低了平均每线话务量, 导致了信道资源利用率不高。
当前, 虽然3G建设在国内已经如火如荼的展开, 但是由于侧重点不同, 2G网络还将长期存在, 在今后较长的一段时期内, 语音业务仍将以2G为主。针对密集城市2G网络中某些小区的高话务问题, 通常情况下将采取扩容措施来解决。然而也受到很多条件的限制, 如有基站机房过窄、电源容量受限、传输资源不够, 最终无法正常顺利扩容, 这严重违背了网络与时俱进的发展时势。为进一步提高载频资源的利用率, 使运营商能产生更大的投入产出比, 在密集城区 (尤其在有明显的候鸟区覆盖区域, 即按时段的不同存在明显的话务迁移, 不同小区在同一时间段内每线话务量差别较大) 开展无线资源动态调配系统的研究具有非常现实的意义。
2 GSM载波资源智能调配系统
2.1 现有“载波池”技术的局限性
目前采用的载波池技术, 由于该系统本身不具备实时的智能检测调用与被调用小区话务的功能, 需要大量的人工干预来达到对话务的调配功能, 且调配周期也比较长, 不具有实时性, 很多时候并不能真正符合当时的话务分配情况。因此只是类似于传统光纤直放站的变形使用, 作用有限。
2.2 GSM载波资源智能调配系统的引入
现网中, 由于频率资源有限, 很多话务繁忙区域由于频率优化限制上的要求而不能通过扩容来解决拥塞。这时, 迫切需要通过新技术的引进来解决此类问题。针对以上分析的当前网络优化中的突出问题, 最根本的解决途径在于如何提高资源利用率的问题, 只有提高资源利用率, 利用最小的资源配置, 通过网络资源自由灵活调度, 实现资源互补, 才能最大限度的满足网络话务需求, 减少静态网络的频率复用度, 增大频率复用距离, 解决突发性话务拥塞的问题。
GSM载波资源智能调配系统是根据这种情况而开发出来的一种新技术, 能有效解决资源均衡问题。GSM载波资源智能调配系统是基于载波池技术基础上的一种新突破, 能实现根据小区话务情况, 通过相关参数的设定, 在某小区话务繁忙时自动调用周边空闲小区载频资源, 分担繁忙小区的话务负担, 达到提高载频资源利用率, 优化网络的目的。通过引入此技术, 能有效解决话务不均现象, 提高资源的利用率。图1为GSM载波资源调配系统原理。
图1是针对3个小区进行载波资源调度的系统。设备由3个射频通道组成, A通道是主小区通道, B、C是辅助小区通道。A通道用于话务量繁忙区域, A小区的基站信号经过耦合器直通端送到天线端口 (通路的插入损耗为0.2dB) , 耦合器耦合口输出的耦合信号传送给用户量检测单元, 检测A小区的话务量;B、C通道除经耦合器直通端分别将各自小区的基站信号送到相应的天线端口外 (通路的插入损耗为1.7dB) , 还分别将耦合出的信号经相应的数控功率衰减器送到A小区的辅助覆盖天线端口B’、C’ (在数控功率衰减器处于不衰状态时, B、C的辅助通路损耗为7dB;最大衰减状态时损耗为47dB) , 同时, B、C通路还耦合相应的小区信号用于各自的小区用户量检测。载波资源调配设备在各小区基站信源到天线端口间的通路均采用无源器件, 有效地保证了实际应用中的可靠性, 即使设备自身的有源部分出现问题也不会影响移动网络的正常运营。设备实际应用过程中也可以只调用一个话务较闲小区的信号, 另一个射频通道 (如C通道) 不用。
3 方案设计
3.1 试验站点选取
某广场位于云城南路和云城大道交界处, 对面是云城中心商住区, 旁边为商住区, 是一所大型的综合性商业广场。该商业广场平常人流量大, 手机用户多。该广场是以室内分布系统形式进行覆盖, 分为A、B、C、D、E、F、G、H、J、K区。其中:A区为国际一线百货共4层 (1～4F) ;B区为量贩超市共3层 (1～3F) ;C区为数码动力、名品电器、名品家居共3层 (1～3F) ;D区为CEPA特区、韩国前线、品牌特区共3层 (1～3F) ;E区为皮具世界、男人世界、国际珠宝城共3层 (1～3F) ;F区为白领丽人、国际珠宝城、喜盈门海鲜酒家共4层 (1～4F) ;G区为儿童天地、书香世代、方特科技园共3层 (1～3F) ;H区为美食城共4层 (1～4F) ;JK区各为16层 (1～16F) , J区1F为茶坊、2～3F为火热地带、4F为博览会议中心、5～16F为商务办公公寓, K区1F为BOP红酒廊、2F为沐足阁、3F～16F为商务办公公寓;其中在BCDEG区有一层地下停车场, 在JK区也有一层地下停车场。
从网管数据分析到, 该广场基站两小区话务较稳定, 1小区有6个载波, 2小区有4个载波。从早上10点到晚上9点这段时间1小区每线峰值话务在0.4Erl以下, 而2小区每线峰值话务到达了0.94Erl, 1小区有相当的话务闲余量, 满足以上试验要求。因此, 选用该广场基站作为此次试验站点。
该广场原有信号覆盖原理如图2所示:
该广场GSM载波智能调配系统方案如图3所示:
注: (1) 每小区电桥后面有多面天线, 为简化起见, 只画了一面天线。 (2) 由于没有用到射频通道3, 为简化起见, 没有将载波资源调配系统3射频通道画出
4 开通测试
该广场载波资源智能调配系统于3月5日凌晨顺利开通, 随即对该广场覆盖区域进行了全面的无线测试:
4.1 开通前测试
从测试情况看 (图4) , 在2小区覆盖区域手机主要占用到广场2 (DGUSBG2) , BCCH为54的信号。信号强度在-75dB以上, 语音质量良好。但由于该区域靠近君豪商业中心基站, 因此临近窗边的切换较频繁。
4.2 开通后测试
载波资源智能调配系统开通后, 对原覆盖区域重新进行了测试。从测试情况看, 在2小区覆盖区域手机主要占用到广场2 (DGUSBG2) , BCCH为54的信号。信号强度在-75dB左右, 语音质量良好。调配系统调度启动后, 将根据2小区覆盖区域实际话务情况而占用到广场1 (DGUSBG1) , BCCH为46的信号, 1小区信号强度与2小区强度相当。两个小区之间的切换正常, 无出现掉话现象。
4.3 测试小结
载波资源智能调配系统开通后, 从测试情况看, 信号较开通前变化不大。当调配系统调度后, 空闲小区被调到繁忙小区覆盖区域, 两个小区间信号强度相当, 互相切换顺利, 有效分担了繁忙小区的话务。
5 话务指标对比分析
5.1 广场基站总话务走势分析
该城市作为一个流动人口为主的城市, 话务量情况与节假日存在很大的关系。对此, 测试小组将测试时间设定在3月1日后, 此时打工一族已陆续返回城里上班, 手机用户量已趋于稳定。3月1日使用智能调配系统后, 分析人员针对该广场基站的话务情况作了全面的统计见表1:
从上面话务走势图6可以看出, 系统开通前后 (1～4d为开通前, 5～14d为开通后) 基站话务量稳定, 每日的话务总量在400 Erl左右, 无较大的话务波动。
由此可见:载波资源智能调配系统的开通对整体话务的吸收无明显的影响。
5.2 每载波话务对比分析
每载波的话务量可以较清楚的反映出该基站的资源利用情况, 对此, 选取广场基站4日至14日的话务量作分析对比。其中, 5、6、7、12、13、14日为设备开通状态, 空闲小区开始被调到繁忙小区使用;4、8、10、11日为设备关闭状态, 系统未起调度作用;9日为去掉干放后的数据 (被调小区输出信号比主覆盖小区输出信号弱7dB) 。从图7每载波的话务对比图可以看出, 系统起调度与否每载波的话务对比明显。
具体话务对比值见表2, 未调度时每载波的话务相差40 Erl左右;在系统起调度而干放未开启状态下, 每载波的每日的话务量相差27Erl;在干放开启状态、门限设置合理情况下 (5～7d) , 每载波每日的话务量相差在5Erl以内。12～14d为门限设置不合理情况下的调度情况, 每载波每天的话务量相差较大。
5.3 每小区峰值话务对比
从图8峰值话务对比可以明显看出, 在系统未起调度作用, 或者干放未开启情况下, 两小区的峰值话务对比差异明显;而在系统正常起调度情况下 (干放开启) , 两小区的峰值话务对比趋于平缓, 繁忙小区峰值话务有一定数量的降低, 空闲小区峰值话务有所增长。
5.4 话务小结
从上面各种类型的话务对比分析可以看出, 载波资源智能调配系统开通前后广场基站每日的总话务变化不大。系统开通后, 繁忙小区的峰值话务有所降低, 两小区每载波全日的话务量也趋于平衡。因此, 从话务分配看出, 空闲小区承担了繁忙小区相当的话务量, 载波资源智能调配系统在话务均衡方面起到了积极的作用。
6 小结
本文通过在某广场试验站点的GSM载波资源智能调配系统应用和指标分析对比, 可以得出该系统能根据检测到的话务数据结合设定的门限值完成了智能化的调度功能。综合开通后各项数据分析, 本系统开通后较好的分担繁忙小区话务的功能。繁忙小区拥塞率明显下降, 拥塞情况得到了较有效的解决, 今后可以在话务密集的城市中予以进一步推广, 可以大大提高无线网络的信道利用率, 从而给运营商带来更大的效益。虽然如此, 但目前来看, 该智能调配系统还存在一些值得改进的地方, 如能在EGSM频段、DCS1800频段、以及TD频段之间的双向调配、以及能自动根据网络的话务量来自动设置话务切换门限等;这也是将来发展的一个方向, 如果能实现这些功能, 那智能调配系统一定会得到更大规模的应用和推广。
参考文献
[1]张威等.GSM网络优化-原理与工程.人民邮电出版社;2003
[2]若文.室内分布系统的设计.电信技术, 人民邮电出版社;2007
[3]苏华鸿, 孙孺石.蜂窝移动通信射频工程.人民邮电出版社;2005
[4]戴美泰.GSM移动通信网络优化.人民邮电出版社;2003
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