蜂窩網絡中信道分配模型的優化設計與實現

◎牟恒

蜂窩網絡中信道分配模型的優化設計與實現

◎牟恒

本文以信道分配均衡化控制器的設計與實踐入手，通過對其整體架構設計、功能模塊設計工作邏輯設計等不同內容的討論，明確信道分配均衡化控制器的基本工作原理和優化設計方式。另外，本文利用仿真實驗測定了控制器的優劣，結果顯示，利用控制器可以很好的減少呼阻率，提高系統吞吐量，保障移動通訊的順暢。

在當今這個發展越來越迅速的社會，人們的日常聯系也是越來越緊密，這就對于我們的移動通信業務也有了更高的要求。而在我們的移動通信使用中，無線頻譜發揮著重要作用，它影響著我們的通話質量，但是基于龐大的使用數量，無線頻譜也就成為了一種極為有限的稀缺資源。對于這一有限資源進行合理化的使用，信道均衡化分配技術就顯得尤為重要。信道分配即在滿足小區的信道需求，保證為小區提供的信道質量下，找到需要最少信道的方法。在蜂窩網絡覆蓋中往往會出現以下問題，當覆蓋的范圍小時，需要的信道會較少，但可能會造成部分用戶無信號；當覆蓋范圍增大時，為了避免干擾會擴大系統容量，但往往會消耗更多的信道資源。基于以上出現的信道分配問題，我們提出來了建立蜂窩網絡中信道分配模型，并且以均衡化為目的的控制器作為體現，通過控制器來均衡分配信道資源，減少信道資源損耗，使移動通信業務的實時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計與實現

整體架構。如果進行信道分配均衡化，就要先了解控制器在整體中的位置。在蜂窩網絡信道資源分配平臺和控制器整合架構中，可以分為三大部分：層蜂窩網絡信道資源分配平臺、蜂窩網絡信道均衡化分配控制器、底層的蜂窩網絡系統。先有上層蜂窩網絡信道資源分配平臺將信道資源發到控制器，再由控制器進行采集存儲、分析處理，得到更好的分配方案，最后下發到底層的蜂窩網絡系統，進行移動通訊設備用戶使用所需的信道分配。控制器可以對信息進行存儲，生成流表，信道資源下發等，是均衡信道分配控制系統中的控制中心。控制器還可以進行反饋處理，使網絡的順利運行更為協調。

控制器的功能模塊設計。控制器的主要功能是對眾多的蜂窩網絡信道信息進行采集分析，記錄存儲，資源下發等。控制器主要可以分為基礎模塊和應用模塊兩大功能模塊，通過這兩個主要功能模塊之間的相互協作，可以達到網路信道資源分配的均衡化，為網絡的順利運行提供強有力保障。基礎功能模塊是控制器的基礎部分，主要可以進行蜂窩網絡的信息采集分析，生成信道流量表，并且可以對信道資源分配制作規劃方案；應用功能模塊則是根據不同的需求，調動基礎功能模塊提供的資源，如資源分配方案規劃方案模塊提供的分配方案、存儲信道資源分配信息、鏈路模塊進行數據反饋等，充分減少資源消耗，進而來完成對于蜂窩網絡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計。邏輯性思維在我們的生活中經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，對于系統保質保量運行有著極為重要的作用。根據上層蜂窩網絡信道資源分配平臺的交換機和控制器連接之后，會進行交換機的信息采集存儲，并開啟傳遞功能，完成交換機數據采集。控制器采集功能可以得到反饋得到的數據包，然后將數據包反饋給數據分發的模塊，解析數據包，將其中的信息發送到相應的處理模塊，然后再由各模塊進行相應的技術處理，才可以得到最后要下發的網絡信道資源。控制器通過各模塊在之間的相互協作，可以進行均衡化的網絡信道資源分配，也減少了資源損耗，使網絡信道資源可以得到更完美的利用。

仿真實驗與結果分析

對于建立蜂窩網絡中信道分配模型而設計的控制器，控制器的性能優劣我們可以進行一系列仿真實驗來檢測。在仿真試驗中，我們可以通過對需求量、阻塞率、收斂性、網絡吞吐量和網絡節點間通信中斷概率這些數據進行檢測，對得到的數據進行對比，來檢測控制器在蜂窩網絡信道分配中起到的作用是否明顯。仿真實驗下檢測得到的結果：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，網絡吞吐量增幅變化更為平穩，資源復用也可以減少信道消耗，可以使分配更加的均衡化，網絡節點間通信中斷概率也得到了很大的下降，使使用更加安全，減少中斷風險。根據需求量、阻塞率、收斂性、網絡吞吐量和網絡節點間通信中斷概率得到的數據，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，并且可以提高系統的吞吐量，使移動通訊的使用更為順暢。

在現在這個移動設備普及度越來越高的設備背景下，對于移動通訊業務的要求只會越來越高，這已經是人們日常生活中不可或缺的部分了。本文設計的控制器可以能通過模塊之間的協調運作，更加均衡的分配蜂窩網絡中的信道資源。在蜂窩網絡信道均衡化分配控制器的作用下，蜂窩網絡信道的吞吐量更大了，呼阻率也得到很大的下降，移動通訊設備的中斷概率也下降了很多，這些指標在控制器的作用下都得到了更為優異的體現，由此可見本文設計的蜂窩網絡信道均衡化分配控制器對移動通訊業務的影響之大。蜂窩網絡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通訊設備的實時性使用提供了更大便利和保障。

（作者單位： 貴州大學科技學院）