TD-SCDMA系統中慢速動態信道分配算法研究

張 進

(江蘇建筑職業技術學院 礦業與交通工程學院，江蘇 徐州221116)

0 引言

如何利用TD-SCDMA系統中特有的時隙分配方式，改進信道分配算法，更好地適應多媒體業務的需求，成為近幾年研究熱點。在SDCA算法中，首先依據不同地區的業務量屬性將系統劃分為若干個簇，同一個簇中所有小區按照相同的上下行時隙劃分標準來處理，簇中各小區之間是沒有交叉時隙干擾，但是簇與簇的交界區域有可能存在交叉時隙干擾。本文考慮到簇邊界上的交叉干擾，利用SDCA算法預先評估出一個簇中上下行業務量分布，并確定上下行時隙劃分方案。減少了交叉干擾影響，提高了資源利用率。

1 熱點小區固定簇分配算法

上式就是判斷相鄰小區是否服從熱點小區一致時隙分配方法的條件。上式表明：當該式成立時，相同業務分布條件下，相鄰小區服從熱點小區一致時隙分配方法的系統資源利用率要高于按自身業務比例分配的算法；上式不成立時，表明按自身業務比例分配時隙的算法要優于熱點小區一致時隙分配算法。

現有熱點小區固定簇分配算法是以熱點小區上下行時隙的劃分為依據，和它相鄰6個小區也采用相同的時隙切換點，形成一個簇；同一區域中其他小區再按照上述步驟進行相同的規劃，如此下去，一直到所有小區都規劃完成。規劃結束后，簇內部的小區之間不存在交叉時隙干擾，可以實現較好的系統性能，但是在一些簇的邊緣區域仍然存在交叉時隙干擾，這會損失一定的系統容量。在業務量不高的情況下，這種分配算法可以基本滿足通信質量要求，但是在業務負荷較大的情況下，交叉時隙干擾影響就變得較為嚴重。

2 熱點小區可變簇分配算法

本文在現有的熱點小區SDCA算法的基礎上，針對交叉時隙干擾的影響提出一種改進算法——熱點小區可變簇算法。該算法的基本思想是先根據業務類型進行分區處理，在給定區域中尋找熱點小區，對熱點小區周圍的若干小區依據兩相鄰小區模型中時隙一致化分配條件（1-1）逐一判定該小區是否需要時隙調整，處理后的小區與熱點小區合并為一個簇，以熱點小區為中心實現熱點小區簇，再對熱點小區簇的邊界不斷調整，使得簇的面積達到最大，并以此類推，將區域內所有小區逐一進行劃分直至全部處理完畢。這種分配算法將使多小區系統的信道分配和資源使用情況更加合理有效，減小交叉干擾的影響，提高系統資源利用率。該算法流程如圖1所示，具體實現過程如下：

（1）把整個服務區域，按小區的業務分布類型劃分為不同區域塊，每個區域塊中包含數目不等且類型相同的小區；

（2）在區域塊中，按業務量由大到小的順序對所有小區排隊，將排在最前面的小區標記為熱點小區A，并對熱點小區A按照自身業務量分布比例劃分上下行時隙；

（3）按照式（1-1），依次判別與熱點小區A相鄰的i個小區是否符合時隙調整條件，若符合，將該小區與熱點小區A合并為一個簇，繼續下一步，若不符合，執行步驟（1）；

（4）按照熱點小區A的時隙分配方式處理當前小區，轉到步驟（6）；

（5）按照小區自身的業務分布量分布比例分配上下行時隙，繼續下一步；

（6）判斷所有與熱點小區A相鄰的小區是否全部處理過，若全部處理過，繼續下一步，沒有處理完，轉到步驟（3）；

（7）同一區域塊中，檢查以熱點小區A為中心的簇周圍是否存在相鄰小區，有轉到步驟（3），沒有則繼續下一步；

（8）判斷各區域塊是否全部處理完，如果完成，繼續下一步，沒有完成轉到步驟（2）；

（9）算法結束。

3 仿真結果

運用MATLAB環境對以上兩種算法進行對比測試。仿真所需的假設和參數說明如下：系統包含100個單頻小區；可用時隙為Ts1-Ts6，其中至少有一個上行時隙和一個下行時隙；假設單個時隙容量為1，因交叉時隙容量受限，設其下行資源為A，上行時隙資源為B，A＞B；執行次數100次。

M是簇中小區的數目，M=0表示不進行動態信道分配，系統性能最差。M=1表明系統不分簇，各小區依據各自上下行業務量比來劃分上下行時隙數。M=7表示相鄰7小區為一個簇。當M繼續增大時，系統性能會進一步變化。我們選擇M=1和M=7兩種特定情況比較現有熱點小區固定簇分配算法與熱點小區可變簇算法對系統性能的影響。

圖1 熱點小區可變簇分配算法流程圖

圖2 M不同時，熱點小區固定簇算法中平均資源利用率對比

圖3 M不同時，熱點小區可變簇算法中平均資源利用率對比

由圖1、圖2可以看出，M的取值不同對應系統的性能變化，M=7性能優于M=1時的性能。當M取值相同時，采用改進后算法相比改進前算法，系統資源利用率可以提高1-2.1%，一定程度上降低了系統容量的損失，解決了小區資源單向受限的問題，系統規模越大，這一性能表現的越顯著。

4 結束語

綜上所述，對于TD-SCDMA系統中的交叉時隙干擾影響，對現有熱點小區固定簇分配算法進行改進，得到一種熱點小區可變簇算法，并利用MATLAB仿真環境對兩種算法分別進行仿真，結果表明改進后的熱點小區可變簇算法改善了系統性能，提高了系統的平均資源利用率。

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