动态信道分配

编辑:姑娘网互动百科 时间:2020-07-04 05:02:12
编辑 锁定
DCA是动态信道分配的简称,其作用是通过信道质量准则和业务量参数对信道资源进行优化配置。DCA的测量由UTRAN执行,并由UE向UTRAN报告测量结果。
为了使空闲模式下的DCA测量最小化,应区分两种情况:与TD-SCDMA系统建立连接时的初始DCA测量和连接模式下的DCA测量。
为了提高系统容量、减少干扰、更有效地利用有限的信道资源,蜂窝移动通信系统普遍采用信道分配技术,即根据移动通信的实际情况及约束条件,设法使更多用户接入的技术。信道分配有固定信道分配(FCA)、动态信道分配(DCA)和混合信道分配(HCA)3种。
TD-SCDMA系统采用RNC集中控制的DCA技术,在一定区域内,将几个小区的可用信道资源集中起来,由RNC统一管理,按小区呼叫阻塞率、候选信道使用频率、信道再用距离等诸多因素,将信道动态分配给呼叫用户。
信道动态分配分为2个阶段:第1阶段是呼叫接入的信道选择,采用慢速DCA;第2阶段是呼叫接入后为保证业务传输质量而进行的信道重选,采用快速DCA。RNC根据各相邻小区占用的时隙,计算或测量时隙的干扰情况,动态地在RNC所管辖的各小区间、工作载波间及上下行链路之间进行时隙分配。
中文名
动态信道分配
外文名
dynamic channel allocation
应用学科
通信

动态信道分配动态信道分配概述

TD-SCDMA系统的无线资源包括频率、时隙、码字、功率及空间资源,系统中的任何一条物理信道都是通过它的载频/时隙/扩频码的组合来标记的。信道分配实际上就是一种无线资源的分配过程。动态信道分配(DCA)算法具有如下特点。
(1)根据移动通信的实际情况及约束条件,设法使更多用户接入,从而高效率地利用有限的无线资源,提高系统容量。
(2)适应3G业务的需要,尤其是高速率的上、下行不对称的数据业务和多媒体业务。
在DCA技术中,信道并不是固定地分给某个小区,而是被集中在一起进行分配。只要能提供足够的链路质量,任何小区都可以将该信道分给呼叫。在实际运行中,RNC集中管理一些小区的可用资源,根据各个小区的网络性能参数、系统负荷情况和业务的QoS参数,动态地将信道分配给用户。在小区内分配信道的时候,相邻小区的信道使用情况对于RNC来说是已知的,不需要再通过小区间的信令交互获得。

动态信道分配主要的DCA形式

一般来讲,DCA包括两个方面:慢速DCA和快速DCA。前者将资源分配到小区,后者则把资源分配给承载业务。而DCA的途径也存在频域、时域、码域以及空域4种。在频域上,通过改变无线载波进行频域DCA,以减小目前所使用的无线载波所有时隙中的干扰。在时域上,采用时分多址(TDMA)技术,可以通过选择接入时隙来减小激活用户之间的干扰。将受干扰最小的时隙动态地分配给处于激活状态的用户,减少了每个时隙中同时处于激活状态的用户数量。如果使用中的无线载波原有时隙发生干扰,则通过改变时隙可进行时域DCA。同样,在码域上,通过改变分配的码道来避免偶然出现的码道质量恶化。在空域上,通过智能天线技术的使用,通过用户定位和波束赋形来减少小区内用户之间的干扰,增加系统容量。通过智能天线,可基于每用户进行定向空间去耦(降低多址干扰MAI),通过选择用户间最有利的方向去耦,进行空域动态信道分配。

动态信道分配2.1慢速DCA

慢速DCA的主要任务是进行各个小区间的资源分配,在每个小区内分配和调整上下行链路的资源,测量网络端和用户端的干扰,并根据本地干扰情况为信道分配优先级。
由于3G系统支持多种业务,包括上下行业务量不对称的业务,因此对于不同小区,在不同的时间,对上下行容量的需求也是不断变化的。TDD系统特有的帧结构可以通过动态分配上下行时隙的信道资源来满足业务的QoS需要。
干扰的测量能够使系统了解网络内各个小区的负荷情况,通过时隙间信道的调配,缓解邻近小区由于使用相同的资源而造成干扰严重的问题。
基站和移动终端对本地干扰的测量是为信道划分优先级的基础。系统根据网络的负荷信息,将为用户选择优先级最高、干扰最小的信道接入系统,从而提高系统接纳成功率和缩短用户接纳时间。

动态信道分配2.2快速DCA

快速DCA包括信道分配和信道调整两个过程。
信道分配是根据其需要资源单元(RU,ResourceUnit)的多少为承载业务分配一条或多条物理信道;一般要根据慢速DCA得到该小区信道优先级列表,在优先级最高的时隙中分配RU资源。
信道调整(也就是信道重分配)可以通过RNC对小区负荷情况、终端移动情况和信道质量的监测结果,动态地对资源单元(主要是时隙和码道)进行调配和切换。
快速DCA算法的效率和复杂度主要取决于移动终端的多时隙(Multi-Slot)和多码道(Multi-Code)控制能力。
快速DCA一般遵循以下6个方面的原则。
(1)用于信道分配的基本RU是一个码字/时隙/频率的组合。
(2)多速率业务通过对RU的集中分配获得,这可以在码域(在一个时隙中集中多个码字,即Multi-Code)实现,也可以在时域中(在一个帧中集中多个时隙,即Multi-Slot)实现,还可以进行两者的随意组合。由于在上下行时隙中,每个时隙最大可用码字的数目依赖于几个物理条件,如信道特性、环境、是否使用其他进一步提高容量的技术(比如智能天线)等。终端的多码控制能力也是一个需要考虑的问题,实际应用中往往受到终端实现能力的限制。
(3)信道分配对实时业务和非实时业务是不同的。实时业务在整个通信过程中保持其信道占用,但是为其分配的资源是可以变化的(比如对于可变速率业务)。
(4)非实时业务的信道分配遵循尽力而为(BestEffort)策略,只在发送专用数据包时分配信道,在没有可用资源时挂起请求。另外,对允许的非实时业务可以设置优先级。信道重分配(即小区内切换)的触发原因有很多,包括适应变化的干扰条件。
(5)网络为接纳实时高速率业务(需要占用多个RU)而进行的资源整合。资源整合过程是为了预防一个承载业务分配的码字落在过多的时隙中,是通过释放负荷最轻的时隙的资源而进行的信道重分配。资源整合的过程,不仅仅包括用户在时隙间切换信道,还可能包括系统夺取一部分低优先级用户的资源的过程,以便将有限的资源分给较高优先级的用户。用户的优先级一般根据所承载的业务划分,也可由电信运营商参与划分。
(6)当使用智能天线的时候,DCA用来将同一个时隙内的不同用户在空间上彼此隔开。同样,可以将空间上处于同一方向而彼此干扰的用户,通过时隙调配在时间上彼此隔开。

动态信道分配DCA的优缺点分析

采用DCA是TDD系统的优势所在,能够灵活地分配时隙资源,动态地调整上下行时隙的个数,从而可以灵活地支持对称及非对称的业务。
因此,DCA具有频带利用率高、不需要信道的预规划、可以自动适应网络中负载和干扰的变化等优点,也有助于提高系统容量,可以更有效地利用有限的信道资源。其缺点在于,DCA算法相对于固定信道分配(FCA)来说较为复杂,在信道分配上占用的系统开销也比较大。
词条标签:
中国通信学会