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信道分配方案
鎖定
- 中文名
- 信道分配方案
- 外文名
- NUFCA
- 分 類
- 固定和動態
- 目 的
- 防止同信道干擾和相鄰信道干擾
- 學 科
- 通信工程
信道分配方案策略類型
- 固定:固定信道分配(fixed channel allocation,FCA):網絡運營商手動分配
- 動態:
- 動態信道分配(dynamic channel allocation,DCA)
- 動態頻率選擇(dynamic frequency selection,DFS)
信道分配方案固定信道分配
在固定信道分配(Fixed Channel Allocation或Fixed Channel Assignment,簡稱均為FCA)的蜂窩網絡中,每個單元被預先分配一組頻率信道。固定信道分配需要手動規劃頻率,這對於時分多址和頻分多址為基礎的系統是一個艱鉅的任務,因為這樣的系統對於重複使用相同信道的臨近單元的共信道干擾高度敏感。另一個缺點是使用固定信道分配的時分多址和頻分多址系統不論單元中的客户數量如何,單元中的信道都保持恆定。這會在一些單元的流量擁擠而其他單元中有空閒容量時出現流量堵塞和一些調用丟失。
如果固定信道分配與常規FDMA和或TDMA組合,可以通過單元傳送固定數量的語音信道。新的調用只能通過未使用的信道連接。如果所有信道被佔用,則此係統中的新調用被阻塞。但也有幾個動態的無線資源管理方案可以與FCA結合使用。簡單的形式是流量自適應切出閾值,這意味着在兩個相鄰單元之間重疊的電話調用可以被迫使切換到低負載的單元。如果FCA與擴頻相結合,理論上信道的最大數目不是固定的,但在實踐中將應用最大限制,因為太多的調用將引起過高的同信道干擾電平,導致質量存在問題。擴頻允許細胞呼吸被應用,允許過載的單元從共享相同頻率的附近單元借用容量(根據單元中的最大併發調用數)。
信道分配方案DFS
動態頻率選擇(Dynamic Frequency Selection,DFS)可以應用於具有數個相鄰的非集中控制接入點的無線網絡中。接入點自動選擇干擾級別低的信道。IEEE 802.11h無線局域網標準支持DFS。DFS也是5470-5725MHzU-NII雷達迴避帶的強制要求。
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信道分配方案DCA
一種更有效率的信道分配方式是動態信道分配(Dynamic Channel Allocation或Dynamic Channel Assignment,DCA),其中的語音信道非永久性的分配給單元,代替每個調用請求都使基站從MSC請求分配信道。它按照滿足下列標準的算法分配信道:
- 在未來阻塞相鄰單元和重用距離的可能性
- 候選信道的使用頻率
- 整個系統的平均阻塞概率
- 瞬時信道佔用分佈
它需要MSC收集信道佔用、流量分佈和接收信號強度指標(RSSI)的實時數據。DCA方案是時分多址/頻分多址為基礎的蜂窩網絡系統(例如GSM)的建議方案,但未在任何產品中使用。正交頻分多址系統被諸如4G蜂窩系統的下行鏈路使用,可以被視為是對每個單獨子載波以及每個時隙執行DCA。
DCA可以被進一步分類為“集中式”與“分佈式”。一些集中式DCA方案是:
- 首個可用(FA):將滿足重用距離要求的首個可用信道分配給調用
- 局部優化動態分配(LODA):基於相鄰單元未來阻塞概率的成本函數
- 在重用環上按最大使用量選擇(RING):在共信道集合中選擇大多數單元在使用的候選信道
信道分配方案擴頻
擴頻可以被視為是複雜的DCA算法的替代品。擴頻避免了相鄰單元之間的同信道干擾,因為鄰近單元中的用户使用相同擴展碼的概率是不顯着的。因此,基於擴頻和FDMA的組合在蜂窩網絡中放寬了頻率信道分配問題,例如CdmaOne和3G系統。擴頻還便於中央控制的基站根據業務負載動態地相互借用資源,只需增加一個單元的最大併發用户數(小區中用户的最大容許干擾級別)並減少相鄰單元的該數值。用户在基站覆蓋區域之間的重疊可以在小區之間傳輸(稱為細胞呼吸),或者可以通過准入控制和流量整形來調節業務。
然而,擴頻的頻譜效率低於非擴頻技術,如果後一種方案下用良好的DCA方案優化。尤其是正交頻分複用調製是擴頻的一個有趣替代品,因為因為其能夠在沒有複雜均衡的情況下抵抗寬帶信道的多徑傳播。正交頻分複用可以為同一小區用户之間的上行鏈路多址使用正交頻分多址擴展。為了避免小區間干擾,FDMA配合DCA或DFS是受人關注的。這個概念的一個例子是上面提過的IEEE 802.11h標準。正交頻分複用和使用DCA的正交頻分多址經常作為4G無線系統的替代品。
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信道分配方案基於逐個分組的固定信道分配
在基於分組的數據通信服務中,通信是突發的,並且業務負載迅速變化。為了較高的頻譜效率,DCA應該在逐個分組的基礎上執行。逐包DCA的算法的示例是動態分組分配(Dynamic Packet Assignment,DPA)、動態單頻率網絡(Dynamic Single Frequency Networks,DSFN)和分組和資源計劃調度(Packet and resource plan scheduling,PARPS)。
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