基于TD—SCDMA系统的快速动态信道分配技术

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摘要：动态信道分配技术是通过一定的算法，获得最优信道配置，充分提升无线资源利用，从而提高系统容量。该文从通信业务服务的实际需求出发，依据TD-SCDMA系统中无线帧结构的分配特点，对现有区域分割FDCA算法进行改进，经过仿真验证，改进后的信道分配算法有效降低了交叉时隙干扰，提高了系统资源利用率。

关键词：SDCA算法；交叉时隙干扰；系统资源利用率

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）35-8120-02

1 概述

动态信道分配技术是TD-SCDMA系统中无线资源管理的重要策略之一，又分为慢速动态信道分配（SDCA）和快速动态信道分配（FDCA）两个阶段。其中FDCA是按SDCA提供的时隙优先顺序为新接入用户分配时隙、码道等资源。现有FDCA算法中，基于最小干扰的FDCA算法 可使用户受到的干扰最小，但不能克服交叉时隙带来的干扰；而基于区域分割的FDCA算法可有效降低交叉时隙干扰，却不能克服小区上下行业务量严重不对称时的容量受限问题。上述算法只能实现局部性能的改善，不利于系统整体性能的提升。该文依据td-scdma系统中无线帧结构的分配特点，对现有区域分割FDCA算法进行改进，改善了系统资源利用率。

2 交叉时隙对FDCA的影响

交叉时隙是指TD-SCDMA系统帧结构中某一时隙在相邻两小区中的信道传输方向正好相反，一个小区中用作上行信道，另一小区中用作下行信道，因此两小区在该时隙内的信息传输存在严重的相互干扰。由交叉时隙产生的干扰主要有两种形式：基站-基站之间的干扰和终端-终端之间的干扰。这两种干扰大大影响了交叉时隙的系统性能。一般情况下利用FDCA算法进行有效的信道规划可以消除这一干扰。在基于区域分割的FDCA算法中，根据分配原则，将非交叉时隙分配给性能较差的外小区用户，交叉时隙分配给性能相对较好的内小区用户，这样交叉时隙干扰可以得到有效抑制，同时小区边缘的移动用户也得到满意的服务质量，系统性能有所改善。但是当小区内上下行业务量严重不对称时，交叉时隙数量会增加，提供给外小区用户的可用时隙会减少，呼叫阻塞率随之增大。

3 算法说明

基于前一种算法无法解决小区内上下行业务量严重不对称时容量受限的问题，可以考虑在以基站为中心，半径为R0的区域附近设置一个较小的区域为中间过渡区，即在内、外小区之间生成一个过渡带。在一定条件下，可以给处在过渡区的用户分配一部分交叉时隙资源，这样即提高了交叉时隙的利用率，又提高了外小区用户接入成功率，由此我们得到一种改进后的预留资源分配FDCA算法。其步骤描述如下：

1） 根据前一阶段SDCA过程中划分的小区当前时隙转换点的位置，将全部时隙资源分为交叉时隙所属的受限组和非交叉时隙所属的优先组。

2） 当新用户到来时，先获得终端与基站之间距离L，比较L与R0大小决定用户所属位置。

3） 当[LΔr]时，用户位于内小区所在区域，按干扰最小的分配方式从受限组里查找可用信道资源，若资源满足，则分配给用户；若当前资源不足，转入优先组中，继续查找空闲时隙资源，如果优先组中有空闲时隙，就按照最小负载的方式分配给终端。

4） 当[L>R0]且[L-R0>Δr]时，用户位于外小区所在区域，先判断优先组中是否有足够信道资源，若资源充足，则以最小负载的方式分配给用户；若资源不足且此时受限组中剩余资源时，查找是否有内小区的用户[i]工作在优先组中，若有且受限组里可用资源足够用户[i]使用，则尝试将用户i接入受限组，接入成功后，将用户i占用的优先组资源释放出来，重新分配给新用户。

5） 当[L-R0≤Δr]，用户处于过渡区域，假如此时两个资源组中都有足够资源，终端会以50%概率随机选占其中任一组的时隙资源。假如只有受限组有可用资源，则按干扰最小的分配方式分配给用户。

6） 如果两类资源组中所有资源都被占用，则拒绝接入用户，同时FDCA算法结束。

4 仿真结果

针对服务区域中业务特点及分布不同，可将服务区分为商业区、生活区、其他区等不同业务场景。假设多小区环境中，商业区的主要业务为对称语音业务，上下行业务量较均衡；生活区主要是数据及多媒体业务，上下行业务量严重不平衡；其他区业务量较小，上下行业务量之比低于生活区。对比观察改进后预留资源FDCA算法与原有区域分割FDCA算法，并在相同的业务场景下，比较二者的系5 结束语

本文首先分析了基于区域分割的FDCA算法的优缺点，并以此为基础得到一种改进的资源预留FDCA算法，该算法通过灵活设置r的大小，改善了交叉时隙的使用范围，提高交叉时隙资源的有效利用率，进一步减小交叉时隙干扰。在MATLAB仿真环境下对基于资源预留FDCA算法与原有算法之间进行了仿真，通过仿真对比分析得出，改进后的信道分配算法一定程度上提高了系统资源利用率。

参考文献：

[1] 刘兵.一种TD-SCDMA系统的动态信道分配策略[J].电路与系统学报，2009.

[2] 郑智华.TD-SCDMA系统的动态信道分配算法[J].通信技术，2008（11）：108-110.

[3] 杜庆波，罗文茂.3G技术与基站工程[M]. 北京：人民邮电出版社，2008.

[4] 沈洁，申志坚，李楠.第三代移动通信中的无线资源管理[M].北京：电子工业出版社，2005.