基于移動(dòng)終端位置變化情況和信號(hào)強(qiáng)度的3G系統(tǒng)越區(qū)切換的優(yōu)先級(jí)算法

陳剛++陳強(qiáng)

摘 要：在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，終端在移動(dòng)時(shí)，越區(qū)切換就變得頻繁，如何高效實(shí)現(xiàn)越區(qū)切換就尤為重要。如果算法不穩(wěn)妥，會(huì)導(dǎo)致通話掉線，影響通話質(zhì)量。本文提出基于移動(dòng)終端位置變化情況和信號(hào)強(qiáng)度的優(yōu)先級(jí)算法，能夠較好地解決越區(qū)切換問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)；越區(qū)切換；優(yōu)先級(jí)算法

1 3G系統(tǒng)與通信切換

3G全稱第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)，在3G系統(tǒng)中，切換是必須的過(guò)程，用戶在移動(dòng)時(shí)， 其正在進(jìn)行的呼叫從一個(gè)基站轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基站，切換必須快而有效，以防止服務(wù)質(zhì)量下降到不能接受的水平。3G系統(tǒng)主要由混合小區(qū)組成，越區(qū)切換頻率較高，所以，快速可靠的切換機(jī)制，是決定3G網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵。根據(jù)類型的不同，切換分為：硬切換、軟切換、其他切換方式，3G系統(tǒng)切換屬于第三類，被稱為接力切換或越區(qū)切換，是3G系統(tǒng)的核心技術(shù)，通過(guò)基于智能天線和上行同步等技術(shù)的應(yīng)用，將硬切換信道利用率高及軟切換的切換成功率高的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，提高系統(tǒng)的性能。

2 越區(qū)切換及其算法

當(dāng)移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)（指基站或者基站覆蓋范圍）移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，為保持移動(dòng)用戶不中斷通信，系統(tǒng)需將該終端與原來(lái)小區(qū)建立的無(wú)線鏈路轉(zhuǎn)移到新小區(qū)內(nèi)，進(jìn)行信道切換。而實(shí)現(xiàn)通信小區(qū)之間的正常切換，就要考慮相應(yīng)的切換算法?；镜乃惴ㄓ袃深悾盒诺李A(yù)留算法和先進(jìn)先出（FIFO）排隊(duì)策略算法。

信道預(yù)留算法就是在小區(qū)內(nèi)專門(mén)預(yù)留部分信道作為切換呼叫使用，保證切換呼叫請(qǐng)求能順利完成，但增加了新呼叫請(qǐng)求的阻塞率；先進(jìn)先出（FIFO）排隊(duì)策略的過(guò)程是將呼叫請(qǐng)求根據(jù)提出請(qǐng)求的時(shí)間進(jìn)行排隊(duì)，按時(shí)間先后順序分配信道的使用權(quán)，但容易產(chǎn)生掉話。

3 基于終端移動(dòng)和信號(hào)強(qiáng)度的優(yōu)先級(jí)算法

該算法在基本算法的基礎(chǔ)上結(jié)合移動(dòng)終端的移動(dòng)情況和運(yùn)動(dòng)方向選擇目標(biāo)小區(qū)，避免不必要的切換；小區(qū)內(nèi)根據(jù)切換當(dāng)前信號(hào)強(qiáng)度，給用戶分配優(yōu)先級(jí)，按優(yōu)先級(jí)高低分配信道的使用權(quán)，降低切換阻塞率，更好地完成整個(gè)切換過(guò)程。這是一種動(dòng)態(tài)控制算法，先根據(jù)排隊(duì)算法設(shè)置優(yōu)先級(jí)，再根據(jù)優(yōu)先級(jí)分配信道，總的關(guān)系為：語(yǔ)音切換呼叫（信號(hào)弱）>語(yǔ)音切換呼叫（信號(hào)強(qiáng)）>新語(yǔ)音呼叫>切換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)>新數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

3.1 切換流程

⑴語(yǔ)音切換呼叫：當(dāng)一個(gè)語(yǔ)音切換呼叫到達(dá)某小區(qū)時(shí)，如果小區(qū)內(nèi)有空余信道，則為其分配信道，完成越區(qū)切換；若沒(méi)有空余信道供給語(yǔ)音切換呼叫使用，則此呼叫進(jìn)入排隊(duì)隊(duì)列等待，若排隊(duì)隊(duì)列已經(jīng)排滿，此切換呼叫被阻塞；否則就先進(jìn)入排隊(duì)隊(duì)列等待，排隊(duì)等待的同時(shí)，根據(jù)當(dāng)前終端信號(hào)強(qiáng)度設(shè)置呼叫優(yōu)先級(jí)，信號(hào)強(qiáng)度好的，說(shuō)明能夠支持當(dāng)前業(yè)務(wù)，則優(yōu)先級(jí)較低，信號(hào)強(qiáng)度弱的優(yōu)先級(jí)越高；小區(qū)根據(jù)優(yōu)先級(jí)高低安排切換先后順序，優(yōu)先級(jí)高的呼叫先分配信道，完成切換。

⑵語(yǔ)音新呼叫：當(dāng)語(yǔ)音新呼叫提出請(qǐng)求時(shí)，如果小區(qū)內(nèi)有空余信道，則為其分配信道，接入新呼叫；若沒(méi)有空余信道提供給語(yǔ)音新呼叫使用，則檢查排隊(duì)隊(duì)列，若隊(duì)列已滿，該呼叫被阻塞；否則進(jìn)入排隊(duì)隊(duì)列等待小區(qū)為其分配信道；同時(shí)檢測(cè)小區(qū)內(nèi)是否有切換呼叫請(qǐng)求存在，如沒(méi)有為其分配最高優(yōu)先級(jí)，提前分配可用信道，實(shí)現(xiàn)新呼叫；如隊(duì)列中存在切換呼叫，則該請(qǐng)求進(jìn)入隊(duì)列進(jìn)行等待，但等待時(shí)間應(yīng)在一定時(shí)間內(nèi)，若在這個(gè)時(shí)間內(nèi)小區(qū)仍未為其分配信道，則該呼叫被阻塞；若被阻塞呼叫在等待時(shí)間內(nèi)多次提出呼叫請(qǐng)求，次數(shù)達(dá)到設(shè)定數(shù)值時(shí)，為其分配最高優(yōu)先級(jí)，可提前獲得信道使用權(quán)。

⑶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：當(dāng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)到達(dá)時(shí)，若小區(qū)內(nèi)有空余信道，則分配可用信道，若沒(méi)有空余信道，則檢查排隊(duì)隊(duì)列，若隊(duì)列已排滿，該業(yè)務(wù)被阻塞；若隊(duì)列未滿，就為其分配優(yōu)先級(jí)，進(jìn)入隊(duì)列排隊(duì)等待分配信道。

3.2 性能優(yōu)化

⑴切換頻率：選擇目標(biāo)小區(qū)時(shí)，根據(jù)終端移動(dòng)情況，可以減少不必要的切換，降低切換頻率?；谒俣瓤紤]，一次通話過(guò)程中需要完成切換次數(shù)與終端速度成正比，隨速度增大，切換次數(shù)也增大?；诜较蚩紤]，終端與基站距離有一定角度，要求切換次數(shù)與角度成正比，角度越大，切換次數(shù)越多，角度越小，切換次數(shù)也減少。

⑵阻塞率：切換呼叫在隊(duì)列中等待分配信道時(shí)，UE會(huì)不斷檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度，并根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度大小來(lái)分配優(yōu)先級(jí)（信號(hào)強(qiáng)度小的優(yōu)先級(jí)高），防止信號(hào)強(qiáng)度過(guò)低產(chǎn)生掉話。先進(jìn)先出（FIFO）算法只是根據(jù)切換請(qǐng)求時(shí)間來(lái)排隊(duì)，先提出請(qǐng)求的先分配信道，但可能會(huì)導(dǎo)致某些切換呼叫信號(hào)強(qiáng)度已經(jīng)低至某一門(mén)限值，卻不能及時(shí)得到切換（提出切換請(qǐng)求的時(shí)間靠后）而產(chǎn)生掉話，使切換阻塞率升高。改進(jìn)的切換策略，根據(jù)檢測(cè)的信號(hào)強(qiáng)度，按時(shí)間間隔刷新排隊(duì)隊(duì)列，使當(dāng)前信號(hào)不好的切換呼叫及時(shí)得到切換，防止因切換不及時(shí)掉話，提高切換的成功率，降低切換呼叫阻塞率。

4 總結(jié)

該算法通過(guò)在小區(qū)內(nèi)根據(jù)終端移動(dòng)情況和接收信號(hào)強(qiáng)度，給用戶分配優(yōu)先級(jí)，按照優(yōu)先級(jí)高低分配信道使用權(quán)，從而降低切換阻塞率，能夠較好地提高系統(tǒng)的性能。

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