蜂窩網(wǎng)絡(luò)中信道分配模型的優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

◎牟恒

蜂窩網(wǎng)絡(luò)中信道分配模型的優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

◎牟恒

本文以信道分配均衡化控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)踐入手，通過對(duì)其整體架構(gòu)設(shè)計(jì)、功能模塊設(shè)計(jì)工作邏輯設(shè)計(jì)等不同內(nèi)容的討論，明確信道分配均衡化控制器的基本工作原理和優(yōu)化設(shè)計(jì)方式。另外，本文利用仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)定了控制器的優(yōu)劣，結(jié)果顯示，利用控制器可以很好的減少呼阻率，提高系統(tǒng)吞吐量，保障移動(dòng)通訊的順暢。

在當(dāng)今這個(gè)發(fā)展越來越迅速的社會(huì)，人們的日常聯(lián)系也是越來越緊密，這就對(duì)于我們的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)也有了更高的要求。而在我們的移動(dòng)通信使用中，無線頻譜發(fā)揮著重要作用，它影響著我們的通話質(zhì)量，但是基于龐大的使用數(shù)量，無線頻譜也就成為了一種極為有限的稀缺資源。對(duì)于這一有限資源進(jìn)行合理化的使用，信道均衡化分配技術(shù)就顯得尤為重要。信道分配即在滿足小區(qū)的信道需求，保證為小區(qū)提供的信道質(zhì)量下，找到需要最少信道的方法。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋中往往會(huì)出現(xiàn)以下問題，當(dāng)覆蓋的范圍小時(shí)，需要的信道會(huì)較少，但可能會(huì)造成部分用戶無信號(hào)；當(dāng)覆蓋范圍增大時(shí)，為了避免干擾會(huì)擴(kuò)大系統(tǒng)容量，但往往會(huì)消耗更多的信道資源?；谝陨铣霈F(xiàn)的信道分配問題，我們提出來了建立蜂窩網(wǎng)絡(luò)中信道分配模型，并且以均衡化為目的的控制器作為體現(xiàn)，通過控制器來均衡分配信道資源，減少信道資源損耗，使移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性使用受到的影響降到最低。

信道分配均均衡化控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

整體架構(gòu)。如果進(jìn)行信道分配均衡化，就要先了解控制器在整體中的位置。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)信道資源分配平臺(tái)和控制器整合架構(gòu)中，可以分為三大部分：層蜂窩網(wǎng)絡(luò)信道資源分配平臺(tái)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)信道均衡化分配控制器、底層的蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。先有上層蜂窩網(wǎng)絡(luò)信道資源分配平臺(tái)將信道資源發(fā)到控制器，再由控制器進(jìn)行采集存儲(chǔ)、分析處理，得到更好的分配方案，最后下發(fā)到底層的蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)行移動(dòng)通訊設(shè)備用戶使用所需的信道分配?？刂破骺梢詫?duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，生成流表，信道資源下發(fā)等，是均衡信道分配控制系統(tǒng)中的控制中心。控制器還可以進(jìn)行反饋處理，使網(wǎng)絡(luò)的順利運(yùn)行更為協(xié)調(diào)。

控制器的功能模塊設(shè)計(jì)?？刂破鞯闹饕δ苁菍?duì)眾多的蜂窩網(wǎng)絡(luò)信道信息進(jìn)行采集分析，記錄存儲(chǔ)，資源下發(fā)等?？刂破髦饕梢苑譃榛A(chǔ)模塊和應(yīng)用模塊兩大功能模塊，通過這兩個(gè)主要功能模塊之間的相互協(xié)作，可以達(dá)到網(wǎng)路信道資源分配的均衡化，為網(wǎng)絡(luò)的順利運(yùn)行提供強(qiáng)有力保障?；A(chǔ)功能模塊是控制器的基礎(chǔ)部分，主要可以進(jìn)行蜂窩網(wǎng)絡(luò)的信息采集分析，生成信道流量表，并且可以對(duì)信道資源分配制作規(guī)劃方案；應(yīng)用功能模塊則是根據(jù)不同的需求，調(diào)動(dòng)基礎(chǔ)功能模塊提供的資源，如資源分配方案規(guī)劃方案模塊提供的分配方案、存儲(chǔ)信道資源分配信息、鏈路模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)反饋等，充分減少資源消耗，進(jìn)而來完成對(duì)于蜂窩網(wǎng)絡(luò)信道資源的均衡化分配。

信道分配均衡化控制器的工作邏輯設(shè)計(jì)。邏輯性思維在我們的生活中經(jīng)常扮演著重要的角色，可以使我們的生活更為條理性，而控制器的工作邏輯在信道分配均衡化控制系統(tǒng)中也是極為重要的部分。工作邏輯影響者控制器功能的好壞，對(duì)于系統(tǒng)保質(zhì)保量運(yùn)行有著極為重要的作用。根據(jù)上層蜂窩網(wǎng)絡(luò)信道資源分配平臺(tái)的交換機(jī)和控制器連接之后，會(huì)進(jìn)行交換機(jī)的信息采集存儲(chǔ)，并開啟傳遞功能，完成交換機(jī)數(shù)據(jù)采集。控制器采集功能可以得到反饋得到的數(shù)據(jù)包，然后將數(shù)據(jù)包反饋給數(shù)據(jù)分發(fā)的模塊，解析數(shù)據(jù)包，將其中的信息發(fā)送到相應(yīng)的處理模塊，然后再由各模塊進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)處理，才可以得到最后要下發(fā)的網(wǎng)絡(luò)信道資源?？刂破魍ㄟ^各模塊在之間的相互協(xié)作，可以進(jìn)行均衡化的網(wǎng)絡(luò)信道資源分配，也減少了資源損耗，使網(wǎng)絡(luò)信道資源可以得到更完美的利用。

仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

對(duì)于建立蜂窩網(wǎng)絡(luò)中信道分配模型而設(shè)計(jì)的控制器，控制器的性能優(yōu)劣我們可以進(jìn)行一系列仿真實(shí)驗(yàn)來檢測(cè)。在仿真試驗(yàn)中，我們可以通過對(duì)需求量、阻塞率、收斂性、網(wǎng)絡(luò)吞吐量和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通信中斷概率這些數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，來檢測(cè)控制器在蜂窩網(wǎng)絡(luò)信道分配中起到的作用是否明顯。仿真實(shí)驗(yàn)下檢測(cè)得到的結(jié)果：需求量在相同的覆蓋半徑之下控制器需要的信道分配數(shù)更少，阻塞率也更小，收斂效果也有了較大的提高，可以得到更好的信道分析模型，網(wǎng)絡(luò)吞吐量增幅變化更為平穩(wěn)，資源復(fù)用也可以減少信道消耗，可以使分配更加的均衡化，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通信中斷概率也得到了很大的下降，使使用更加安全，減少中斷風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)需求量、阻塞率、收斂性、網(wǎng)絡(luò)吞吐量和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通信中斷概率得到的數(shù)據(jù)，我們可以得到呼阻率，我們可以看到，在控制器的作用下，我們可以很好的減少呼阻率，并且可以提高系統(tǒng)的吞吐量，使移動(dòng)通訊的使用更為順暢。

在現(xiàn)在這個(gè)移動(dòng)設(shè)備普及度越來越高的設(shè)備背景下，對(duì)于移動(dòng)通訊業(yè)務(wù)的要求只會(huì)越來越高，這已經(jīng)是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡牟糠至?。本文設(shè)計(jì)的控制器可以能通過模塊之間的協(xié)調(diào)運(yùn)作，更加均衡的分配蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的信道資源。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)信道均衡化分配控制器的作用下，蜂窩網(wǎng)絡(luò)信道的吞吐量更大了，呼阻率也得到很大的下降，移動(dòng)通訊設(shè)備的中斷概率也下降了很多，這些指標(biāo)在控制器的作用下都得到了更為優(yōu)異的體現(xiàn)，由此可見本文設(shè)計(jì)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)信道均衡化分配控制器對(duì)移動(dòng)通訊業(yè)務(wù)的影響之大。蜂窩網(wǎng)絡(luò)信道均衡化分配控制器提高了信道資源的使用率，減少信道資源的損耗，為人們的日常生活中移動(dòng)通訊設(shè)備的實(shí)時(shí)性使用提供了更大便利和保障。

（作者單位： 貴州大學(xué)科技學(xué)院）