TD-SCDMA系統(tǒng)中慢速動態(tài)信道分配算法研究

張 進

(江蘇建筑職業(yè)技術學院 礦業(yè)與交通工程學院，江蘇 徐州221116)

0 引言

如何利用TD-SCDMA系統(tǒng)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(yè)務的需求，成為近幾年研究熱點。在SDCA算法中，首先依據(jù)不同地區(qū)的業(yè)務量屬性將系統(tǒng)劃分為若干個簇，同一個簇中所有小區(qū)按照相同的上下行時隙劃分標準來處理，簇中各小區(qū)之間是沒有交叉時隙干擾，但是簇與簇的交界區(qū)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(yè)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(qū)固定簇分配算法

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

現(xiàn)有熱點小區(qū)固定簇分配算法是以熱點小區(qū)上下行時隙的劃分為依據(jù)，和它相鄰6個小區(qū)也采用相同的時隙切換點，形成一個簇；同一區(qū)域中其他小區(qū)再按照上述步驟進行相同的規(guī)劃，如此下去，一直到所有小區(qū)都規(guī)劃完成。規(guī)劃結束后，簇內部的小區(qū)之間不存在交叉時隙干擾，可以實現(xiàn)較好的系統(tǒng)性能，但是在一些簇的邊緣區(qū)域仍然存在交叉時隙干擾，這會損失一定的系統(tǒng)容量。在業(yè)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(yè)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(qū)可變簇分配算法

本文在現(xiàn)有的熱點小區(qū)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(qū)可變簇算法。該算法的基本思想是先根據(jù)業(yè)務類型進行分區(qū)處理，在給定區(qū)域中尋找熱點小區(qū)，對熱點小區(qū)周圍的若干小區(qū)依據(jù)兩相鄰小區(qū)模型中時隙一致化分配條件（1-1）逐一判定該小區(qū)是否需要時隙調整，處理后的小區(qū)與熱點小區(qū)合并為一個簇，以熱點小區(qū)為中心實現(xiàn)熱點小區(qū)簇，再對熱點小區(qū)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(qū)域內所有小區(qū)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(qū)系統(tǒng)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(tǒng)資源利用率。該算法流程如圖1所示，具體實現(xiàn)過程如下：

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

（2）在區(qū)域塊中，按業(yè)務量由大到小的順序對所有小區(qū)排隊，將排在最前面的小區(qū)標記為熱點小區(qū)A，并對熱點小區(qū)A按照自身業(yè)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(qū)A相鄰的i個小區(qū)是否符合時隙調整條件，若符合，將該小區(qū)與熱點小區(qū)A合并為一個簇，繼續(xù)下一步，若不符合，執(zhí)行步驟（1）；

（4）按照熱點小區(qū)A的時隙分配方式處理當前小區(qū)，轉到步驟（6）；

（5）按照小區(qū)自身的業(yè)務分布量分布比例分配上下行時隙，繼續(xù)下一步；

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

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

（8）判斷各區(qū)域塊是否全部處理完，如果完成，繼續(xù)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(huán)境對以上兩種算法進行對比測試。仿真所需的假設和參數(shù)說明如下：系統(tǒng)包含100個單頻小區(qū)；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(zhí)行次數(shù)100次。

M是簇中小區(qū)的數(shù)目，M=0表示不進行動態(tài)信道分配，系統(tǒng)性能最差。M=1表明系統(tǒng)不分簇，各小區(qū)依據(jù)各自上下行業(yè)務量比來劃分上下行時隙數(shù)。M=7表示相鄰7小區(qū)為一個簇。當M繼續(xù)增大時，系統(tǒng)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(xiàn)有熱點小區(qū)固定簇分配算法與熱點小區(qū)可變簇算法對系統(tǒng)性能的影響。

圖1 熱點小區(qū)可變簇分配算法流程圖

圖2 M不同時，熱點小區(qū)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(qū)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(tǒng)的性能變化，M=7性能優(yōu)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(tǒng)資源利用率可以提高1-2.1%，一定程度上降低了系統(tǒng)容量的損失，解決了小區(qū)資源單向受限的問題，系統(tǒng)規(guī)模越大，這一性能表現(xiàn)的越顯著。

4 結束語

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

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