硕士论文-GSM系统中多载波功率共享算法研究

1、西安电子科技大学硕士学位论文GSM系统中多载波功率共享算法研究姓名：王倩申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：任光亮20100101，：。西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切

2、的法律责任。本人签名：圣值日期型珥一西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在一年解密后适用本授权书。本人签名：兰盛导师签名：毒酶期期日日第一章绪论第一章绪论引言自从年第一个数字蜂窝移动通信系统在欧洲问世以来，

3、该系统就以先进的技术和优越性能在全球范围内以令人吃惊的速度扩张，是第二代数字蜂窝移动通信系统中发展最引人注目的一种标准。】目前系统已经成为世界上最成熟和市场占有量最大的移动通信系统。目前（珂第三代移动通信系统）已经开始投入商用，各大运营商正在如火如荼地进行通信网络的建设、业务的推广，然而在建设初期，其覆盖可能不如，而且无法达到系统语音业务的质量，先行者的经验表明，（第二代移动通信系统）网络的支撑是得以发展成功的基础，用和组成“一个网络，两种接入，无缝覆盖，无缝业务的模式，通过和的联合无缝覆盖，负荷分担，才能做到以最低投资保证最大容量和最大覆盖面，达到业务平滑演进的目的。早在年，中国移动就提出了

4、“融合组网的建网思路，可以最大限度地将网络优势和成熟经验延伸到上，有效降低网络的建设成本，促进的规模化和产业化进程。【】因而在未来很长一段时间内，系统还将继续存在并发挥重要作用，持续对网络进行优化和改善具有重要的意义。近日，随着全球气候峰会在丹麦首都哥本哈根的召开，各行各业的节能减排再一次成为全人类关注的焦点。通信行业历来被人们视为高产能低能耗的环保行业，然而目前随着通信的飞速发展，通信网络规模的不断扩大，通信在使得人们的生活更加便捷的同时，与社会、资源和环境的不和谐现象也日益突出。由通信引发的惊人的资源过度使用、巨大的能耗与污染等现象，越来越引起人们的关注。据有关部门统计，年我国（信息与通信

5、技术）产品的总耗电量约为亿亿度，几乎相当于三峡电站一年的发电总量。这意味着通信行业低能耗的美誉可能随着业务量的增加被高能耗所替代。在能源日益短缺的今天，如何节约能源、降低能耗成为通信业研究的一个热点问题。目前，通信运营商和制造商正积极推进节能减排战略，不断推出创新的节能减排产品，构筑“绿色的通信网络。一张完整的移动通信网，如果单从耗电量上来说，基站大约占整体的以上，而功放单元又占整个基站耗电的左右。特别是在中国这样幅员辽阔、人系统中多载波功率共享算法研究：众多的市场，达到基本覆盖要求起码要部署万台左右的基站，因此，提高功放效率，降低基站功耗是通信业节能减排的第一步，也是重要一步。】基站节能研究

6、现状由于基站的耗电量占据整个通信耗电量的绝大部分，基站的节能成为通信行业节能的关键所在，各通信设备厂商也在基站节能方面加大研发力度，推出各种各样的基站节能方案。目前所采用的基站节能方案主要包括以下几个方面【】【】：（）提高功放效率及设备集成度采用数字预失真技术，可以提高功放效率及功放的线性特性，减少基站的发热量。功放稳定性增强、集成度增加，并且支持更宽的信号频带，配合高集成度的射频器件，为基站收发信机实现多载频技术创造了条件，使基站功能模块变得更小，也使多载频功放的实现成为可能。采用高集成度的设计和低功耗的芯片，能够减小基站占用空间，减少机柜数量，从而可以达到降低功耗的目的。（）软件节能技术随

7、着业务信道载频负荷的变化，基站系统耗电波动很大。运营商通过采用软件控制的闲时载频关断技术、时隙关断技术以及业务量分配优化等措施能够降低能耗。可以按照时间段在闲时定时关闭载频，也可以利用软件实时统计分析载波与信道的负荷承担，根据业务量变化，采用一定的算法智能进行载频的开启及关闭。在载频关断的基础上，还可以在更细的粒度上进行时隙的关断，达到更精确的控制。通过这种动态开关载频的方式，在保证通信服务质量的前提下，尽可能减少同时工作的载频数或信道数量，通过这种智能化控制实现节能降耗。（）分布式基站技术目前比较成熟的分布式基站技术，是把基站分为基带和射频两部分，用光纤代替传统的馈线将射频部分拉远，可以减少

8、由馈线导致的约的损耗，基站消耗的功率将大幅降低。拉远单元可以采用自然散热技术，能够节省温控能耗，占地面积小、安装快捷，可广泛应用于室内覆盖、城区站址困难区域、热点覆盖等场景。（）基站新能源的使用在合适的站址利用太阳能、风能等新能源作为替代能源，可以顺利地将电信网络扩展到没有供电网或供电不稳定的地区，可以有效地降低能源的消耗，并且新型洁净能源可降低污染物的排放。第一章绪论多载波基站基站在一个网络中主要负责管理无线资源、实现固定网络与移动用户之间的通信连接，传送系统信息与用户信息。基站是移动通信系统中最关键的设备，随着移动通信技术的发展基站也在发生着深刻的变化。以系统为例，其基站的发展大致经历了个

9、阶段【】。第一阶段的基站，设备集成度低、耗电量大，功放效率低，能提供的容量有限，产品形式单一，只有室内宏蜂窝基站。经过年时间，随着微电子技术的发展，基站设备的性能也得以提升，第二阶段的基站集成度高、耗电量小，功放效率高，单机柜的系统容量得到很大提升，产品形式极大丰富，除了常用的室内宏蜂窝外，还有室外一体化基站、室内微蜂窝基站和直放站等。随着数据业务需求的出现，第二阶段基站通过部分硬件更换和软件升级的方式，发展到第三阶段基站，具备了支持、半速率、小区定位等功能，同时设备向更高的集成度和更大的容量发展。基站未来的发展趋势是高集成度、全口化、多载频、高效率数字功放、模块化，这些特征将使新一代基站更节

10、能。多载波基站通过宽带功放、数字中频合路技术、数字预失真技术和多哈里技术，提高了基站功放效率和载波集成度，极大地推动了网络节能减排工作。与传统单载波基站相比，多载波基站主要具备以下优势：（）线性、高效率功放传统基站使用窄带功放，功放效率仅为左右。多载波基站综合采用数字预失真技术和多哈里技术可以实现高度线性，无失真的功放输出，提高功放效率。多哈里技术与数字预失真技术配合使用时功放效率可提高至以上。（）集成度高传统单载波基站，单板集成度低，单机柜最大支持容量载波配置。多载波基站集成度高，目前多载波基站最大支持载波配置，是传统基站容量的倍。相同配置下可以提供更大的容量，采用多载波基站可以部署较少的基

11、站达到较大的网络容量，可缓解机房空间紧张问题，从而也能有效降低由机房及配套设备引发的能耗。（）减小载频发射功率传统基站使用单载波技术，多个载波的信号通过模拟合路器进行合路后送到天线发射，模拟合路器的插入损耗较大（载波合路），因此基站必须提系统中多载波功率共享算法研究高载频的发射功率，采用较大的功率进行发射以满足覆盖要求。多载波基站采用数字中频合路技术取代模拟射频合路，极大地减小了合路损耗（数字中频合路的插入损耗为），因而可以降低载频发射功率。（）可实现网络软件扩容传统基站的无线资源调配比较烦琐，遇有大话务量场景需要工作人员去现场拔插硬件设备，拆闲补忙以弥补容量需求，效率比较低下。多载波基站中单

12、个载频板支持的载波数可以灵活配置，因而基站扩容不需要进行硬件改造，仅需要进行软件扩容，可以根据用户增长和业务需要，灵活地进行网络扩容，降低网络投资和运维成本。（）可实现网络平滑演进多载波技术结合软件无线电技术，可使网络平滑地向、甚至演进，有效保护运营商投资。【结合以上对多载波基站的描述可以发现，多载波基站具有功放效率高、集成度高、可有效降低功耗、易于维护升级及网络平滑演进等优势，因而多载波基站是解决基站节能降耗、网络持续演进的有效方案，是基站未来的发展方向。论文研究内容及章节安排由上节对多载波基站的描述可以看出多载波基站具有功放效率高，集成度高，可以降低载频发射功率这些特点，可以从多个方面有效

13、降低基站的功耗，然而它们都是由硬件技术的发展带来的基站性能的提升，是否可以从算法设计的角度来降低基站的功耗呢？基于这一考虑，本文提出了一种基于多载波基站的多载波功率共享算法，该算法通过记录每个空闲可用信道的功率情况，当新呼叫到来时，根据估计的呼叫的功率需求及记录的可用信道的功率剩余情况将呼叫分配到合适的信道上，通过算法的设计可以采用较小的功放功率来满足小区中呼叫的功率需求，从而可以从算法设计角度进一步降低多载波基站的功耗。多载波功率共享算法是通过信道分配的实施来发挥作用的，因而本文首先介绍了系统中的信道分配算法，然后详细介绍了多载波功率共享算法的算法思想及算法具体实现方法，以及多载波功率共享算

14、法如何通过信道分配算法来发挥作用，还对一些参数的设置对算法性能的影响进行了分析，本文最后对算法进行仿真验证，并对仿真结果进行了分析。本文的整体结构及各章节的安排如下：第二章首先介绍了系统中的信道、频率规划，然后详细介绍了信道分配算法流程。第一章绪论第三章详细介绍了多载波功率共享算法，包括算法的整体结构，算法实现的细节，多载波功率共享算法如何通过信道分配来起作用，并且介绍了多载波功率共享算法的两个子算法削峰算法和功率不足切换算法，最后介绍了多载波功率共享算法中参数的选取、以及该算法如何与功率控制算法相配合来保证网络的整体性能。第四章对多载波功率共享算法进行仿真分析，首先介绍了仿真平台，然后介绍了

15、仿真中的参数配置及算法的评价指标，最后介绍了四组仿真，每一组仿真中都详细介绍了仿真背景，参数设置，给出仿真结果，并对仿真结果进行了分析，从而得出仿真结论。第五章对论文的内容进行了总结，得出论文的结论。并对论文后续研究工作进行了展望。第二章系统信道复用和信道分配算法第二章系统信道复用和信道分配算法多载波功率共享算法是通过信道分配算法的实施来发挥作用的，所以在介绍多载波功率共享算法之前，首先介绍系统中的信道分配算法。无线通信系统的频率资源是有限的，从而可以提供的信道数量是有限的。在无线通信系统中无线接口上的信道是按需分配的，仅在（移动台）需要和通话期间建立，通信结束时即释放掉。因而需要对信道资源进

16、行动态分配和管理，当呼叫到来时，需要综合考虑呼叫本身以及当前网络的状况建立与（移动交换中心）之间的传输路径和信令路径。【信道分配算法即采用一定的规则根据呼叫的需求对网络中空闲信道状况进行评估，根据一定的评价准则在可用空闲信道中选取一条最优信道进行分配，信道的分配既要保证当前呼叫能够获得较好的质量，同时要保证该呼叫接入之后网络的质量及后续呼叫接入的性能。本章首先介绍系统中的信道概念，然后介绍有限的频率资源如何分配到各个小区，即信道复用和频率规划，最后详细介绍在一个小区中如何给一个呼叫分配信道，即信道分配算法流程。系统中的信道在蜂窝移动通信系统中，许多移动台要同时通过一个基站与其它移动台进行通信，

17、因而必须对不同的移动台和基站发出的信号赋予不同的特征，以便使基站和移动台对不同的信号做出准确的区分，识别属于自己的信道。解决这一问题的办法称为多址技术。多址技术主要有种：频分多址（）、时分多址（）、码分多址（）和空分多址（）。【】图频分多址系统中多载波功率共享算法研究频分多址就是把整个可分配的频谱划分成许多单个无线信道（发射和接收载频对），每个信道可以传输一路语音或控制信息。如图所示。时分多址是在一个宽带的无线载波上，按时间划分为若干个时分信道，每个时分信道称为一个时隙（），每一个用户占用一个时隙，并且只在这一指定的时隙内接收（或发送）信号。如图所示。图时分多址系统中采用时分多址和频分多址相结

18、合的方式，将系统可使用频段中每分为一个频道，再将每个频道分为个时分信道。如图所示。频率，十，个时分信道叫保护频带图系统中的频分多址和时分多址图中所示为系统，以基站为参考将通信链路分为上行和下行，基站发一移动台收（）为下行，移动台发一基站收（）为上行，上行工作频段为，下行工作频段为，带宽为，上下行频率间隔。系统的工作频段，每为一个频道，两端留有的保护带，这样系统的工作频段可分为对频道，其咖哪哪，蛳链链咀焉瀚第二章系统信道复用和信道分配算法频道序号为，上下行两频段中序号为的频道可以分别用式（）和式（）计算得到：上行，基站收厶舭）一）幸】（）下行，基站发）厶黼（）一）】（）系统的频段中可用频道为个，

19、每个频道可以分为个时分信道，每个时分信道称为一个时隙（），时隙宽度为，个时隙构成一个帧，帧长为。特定频率和特定的时隙即构成一个物理信道，图为系统中的物理信道示意图，如图中频段的号时隙，即图中蓝色部分所示，即为一个物理信道，系统中共有个物理信道。图系统中的物理信道蜂窝通信系统要传输不同类型的信息，按信息的逻辑功能而言，可分为业务信道和控制信道。业务信道（）是用于传送用户信息的信道。用户信息可以是语音也可以是数据，其次还有少量的随路控制信令。根据传输的用户信息的不同可以将业务信道分为语音业务信道和数据业务信道。控制信道用于传输信令和同步信号。它主要有三种：广播信道（）、系统中多载波功率共享算法研究

20、公共控制信道（）和专用控制信道（）。逻辑信道是信道功能的划分，实际信息的传输是在物理信道中进行的，因而需要将各种逻辑信道装载到物理信道中去，这即为逻辑信道的组合。一般情况下，若每一个基站有个载频（双工），分别用，：表示，其中称为主载频。每个载频有个时隙，分别用，表示。上的用于广播控制信道，广播信道和公共控制信道在该信道上复用，用于专用控制信道，用于业务信道。其余载频墙上的个时隙均可用于业务信道。如图所示，若一个基站有两个载频，和，则将的号时隙作为主信道，号时隙作为专用控制信道，而的其它时隙及的个时隙均可用于业务信道。帧。上业务信道图逻辑信道在物理信道上的组合系统信道复用和频率规划系统中的频率资

21、源是有限的，因而需要在相隔一定距离的小区中，对频率资源进行复用以实现频谱资源的有效利用，提高系统的通信容量。频率的重复使用会造成频点之间的干扰，包括同频干扰和邻频干扰。在频率复用时必须要满足干扰保护比的要求。频率复用度可用来表征频率复用效率，简单地讲频率复用度就是每个基本复用簇中小区的数量。对于频率复用方式：表示复用簇中有个基站，表示每个基站有个小区，它的复用度为。显而易见，频率复用度越小，其频率复用越紧密，频率的利用率越高，但随第二章系统信道复用和信道分配算法着频率复用紧密程度的增加，带来的网络干扰也越大，通话质量会恶化，此时需要采取抗干扰技术，如不连续传输、功率控制、跳频等技术来对抗干扰；

22、频率复用度越大，其频谱利用率越小，但容易获得较高的话音质量。【】频率规划就是在频率利用率和网络容量之间寻找平衡点，做到保证一定网络质量的前提下，使网络容量最大。系统中最基本的频率复用方式是频率复用方式，“表示个基站，“表示每个基站由个小区组成，如图所示，黑色框中这个扇形小区为一个频率复用簇，它的频率复用度为。同一簇中频率不能被复用，不同簇中的频率是重复使用的。在具体分配时，是在一个簇内将所有待分配频率按照一定的规律分配到各个小区，在其它小区簇内，情况相同，这样每个频段在不同小区簇内就被一遍一遍的重复使用了。一一一一一广一，批图频率复用模式在频率复用方式下，假设可用带宽为，信道号为到，如果分配，

23、共个频点，其余分配给用，表所示的为一个基本小区簇中个小区的频率分配情况。从表中可以看到，大部分小区可以分配到个频点，部分小区达到个频点。在上述规律分配模式下，同一小区及相邻小区不可能出现同频率或邻频。表中第一行的频点是频点，其中、为备用频点。频率组与图中小区编号相对应，小区的载频的频点为，其它载频的频点为为、；其余依次类推。而以个小区为单位的一簇内，基站的频率组为、；基站的频率组为、；基站的频率组为、；基站的频率组为、。从表可以看到同一复用簇内，所有频点没有被重复使用，并且在同一小区、相邻小区不可能出现同频或邻频干扰。全一阻一一心一盯一陷叭一粥一弛一舡一觚一一船一睨一一船一一腮一眩阻一一舵一阱

24、一骼一吣一陇一舭一船系统中多载波功率共享算法研究表频率复用频点分配频率组号各频率组的频点号在带宽下，采用频率复用方式可以实现最大站型为￥，三个数字分别表示一个站下个小区可以配置的载波个数。在上述情况下每个小区可以配置的最大载波个数为。频率复用方式由于同频复用距离大，能获得较好的网络质量，安全性高。但是由于这种频率复用方式较为宽松，能提供的网络容量较小，在话务量较大的地区需要采用较为紧密的频率复用方式，如、等。复用就是一个基站的个小区为一个频率复用簇，每个基站的同向小区使用的频率组相同。如图所示。图频率复用方式假设可使用频带带宽为，可使用的频点为。由于复用方式必须使用射频跳频，载频不能进行跳频，

25、考虑到的重要性，在规划时，采用复用，使用的频点为，共个，而采用复用，使用的频点为，共个。使用的频点分组方式见表。表频率复用频点分配频率组号频点号、按照配置载频数与跳频频点数之比为：的规则，带宽，复用可以实现的最大站型是，也即每个小区可以配置的最大载波个数为。第二章系统信道复用和信道分配算法可见采用频率复用可以达到较大的站型，提高网络容量，但是由于频率复用，复用距离较短，干扰较大，所以必须采用射频跳频技术，技术来对抗干扰。系统信道分配算法流程由节可知，可用频带一定时，对于种特定的频率复用方式，可以实现的最大站型是确定的，也即每个小区可以配置的最多的载波个数是一定的。每个载波上可以承载八个时分复用

26、的信道，那么该小区中的可用信道数就是确定的。那么如何对这些信道进行分配才能采用有限的的信道资源承载尽可能多的话务量，并且尽可能为用户提供最佳的或最符合要求的呼叫质量？为了达到这两个目的，信道分配过程中需遵循以下两个准则：在满足呼叫要求的前提下，优先分配使用范围最小的信道。在满足呼叫要求的前提下，优先分配质量好的信道。在蜂窝系统中，一个小区中所有信道放在一个资源池中，对于业务信道和信令信道分别有一个信道链表，每当有一个新呼叫到达一个小区时，系统根据信道分配要求搜索小区信道资源池中的空闲信道，判断是否满足信道分配条件，并对满足信道分配条件信道进行评估，选择所有信道中最符合呼叫需求并且质量最好的信道

27、。信道分配的基本过程为：确定信道分配要求、排除不满足要求的信道、对满足信道分配要求的信道计算其代价函数、选择代价函数最小的信道、信道类型转换处理、排队抢占处理。】【】信道分配流程图如图所示。确定信道分配要求立即指配过程中，当处于空闲状态下的需要与网络建立通信连接，就在（随机接入信道）上向网络发送一条的信道申请（）消息的报文来向系统申请一条信令信道，根据消息来确定信道分配请求，如紧急呼叫、位置更新、响应寻呼或主叫请求等，例如，当消息的前三位为时，接入原因为紧急呼叫，在允许立即指配的情况下，优先分配，其次分配；当的前三位为时，接入原因为位置更新，这时只能分配。在对一动态的信道申请消息正确解码后，它

28、将信道请求的报文通过接口发送给，并附上对到传输时延（）的估算（这一指示对启动定时提前控制很重要）及本次接入原因等附加信息，收到此消息后，将根据接入原因及当前系统资源情况的判断，为该系统中多载波功率共享算法研究次请求选择条相应的空闲专用信道供使用。将信道最小代价值初始化为一个很大的值，最小代价对应的信道索引值为无效值进入信道资源池，取第一个信道资源信道资源满足信道警进入信道资源池，取下一信道资源确定信道分配必要条件确定信道分配要求薹蕊。蔫逊掣！。道资源满足信道配必要条件？计算信道资源的代价函数值，并与当前最小代价值相比较一，？、翌压！将将当前信道代价值作为新的最小代价值，并记录当前信道的索引值第

29、二章系统信道复用和信道分配算法上磊磊蕊、上程磊涤、，分配信道成功，最优信道叫的索引为将空闲载频时隙转换成符一合信道分配要求的信道伺仅丌一船划袅垒器当薯集霎柔嚣袭垫态信道！二不一信道一土磊盒未找到可用信呼叫支持抢占？、挑选一个优先级比当前呼叫低并支持抢占的呼叫，抢占信道抢占成功？，、呼叫支持排队？、，进入排队过程、王，队痴排队成功？二、记录信道分配结果为等待其他呼叫释放信道记录信道分配结果为抢占一个信道记录信道分配结果为无可用信道记录信道分配结果为无可用信道图系统信道分配算法流程图系统中多载波功率共享算法研究在指配、入切换过程中根据在消息确定呼叫的信道分配要求。在内切换过程中，根据中记录的的信道

30、分配请求确定呼叫的信道分配请求。确定信道分配必要条件当确定了信道分配要求之后，就进入相应的信道资源池（业务信道或信令信道）中对信道进行排除和选择。信道分配必要条件是指信道分配过程中候选信道必须满足的条件，如果候选信道不满足必要条件，则将该信道排除掉。例如如果信道不能进行速率类型转换，只能支持特定的速率类型，此时速率类型即为信道分配的必要条件，若当前呼叫要求分配一个半速率信道，候选信道中如果信道类型为全速率信道，即将该信道排除掉。采用信道分配必要条件对不满足要求的信道进行排除，满足必要条件的信道则进入下面的最优信道选择流程。计算信道分配代价函数对满足必要条件的候选信道计算每个信道的代价函数（）。

31、信道的代价函数即对待分配信道的各个因素进行评估，得到各因素的评估值（），根据各个因素在信道分配中的重要性给各个因素设置不同的权值，信道的代价值（）即将信道各因素的评估值加权求和其中，为评估的因素的个数。信道的代价值越小，优先级别越高，即优先分配代价值小的信道。信道分配时需要考虑的因素可以分为两大类，质量类和容量类。质量类因素中主要有：信道的历史记录每次信道占用失败（激活未应答、激活超时、掉话）则将该因素的评估值置为，否则为。干扰电平实时测量信号空闲信道受到的上行干扰电平，上行干扰电平的取值范围为，将干扰电平的取值分为六个区间，对应六个等级，如表所示。根据测量到空闲信道的上行干扰电平得到干扰电平

32、所对应的等级，将等级值作为该因素的评估值。可以看到，干扰电平越低，表明受到的干扰越小对应的等级值越小，干扰电平因素的评估值越小，从而分配信道的优先级别越高。第二章系统信道复用和信道分配算法表干扰电平分布区间与等级的对应关系表等级干扰电平分布区间信道质量根据估测到的信道的信噪比位于信噪比分布区间对应的等级，将该因素设置为不同的值，方法同干扰电平，不同的是信道的信噪比越高，对应的等级值越小，评估值越小，从而分配信道的优先级别越高。容量类因素主要有：是否支持信道类型转换信道所属载频是否支持信道类型转换，若支持则将该因素的评估值置为，否则置为。优先分配不支持信道类型转换的信道。支持信道类型转换的信道使

33、用范围较大，可以保留到后面使用。信道所属频段系统中的频段共有个，、和。根据信道所属的频段位于以上哪个频段中，将“信道所属频段”因素设置为不同的评估值。依据上面八个频段的排列顺序“信道所属频段”因素设置的评估值逐渐增大。可以看到根据“信道所属频段的设置规则，相比较频段，优先分配频段信道，在频段中优先分配基本频段信道，后分配扩展频段信道。这样设置是由于部分旧式只支持基本频段，因而扩展频段的信道的使用范围比基本频段的小，而通过将位于扩展频段的信道设置为较高的值，位于频段的信道设置为较低的值，可以优先分配扩展频段的信道，可把基本频段的信道保留给只支持基本频段的。可以看到容量类的因素设置规则即遵循了优先

34、分配使用范围小的信道的原则，而将使用范围较大适应性强的信道保留到以后使用，这样避免了对于有些呼叫到来时，由于找不到可满足其要求的信道而不是没有空闲信道而带来的不必要的拥塞或接入失败。在不增加信道个数的情况下，通过容量类因素的设置，合理地进行信道分配，无形之中增加了信道的利用率，提高了系统的呼叫建立成功率。而质量类因素是对信道的质量进行评估，按照它的设置规则可以看到优先分系统中多载波功率共享算法研究配信道质量好的信道。遵循了信道分配的第二个原则。根据各因素在信道分配中的重要性，可以灵活设置各因素权重的大小。信道分配策略将信道中各因素的评估值加权求和即得到该信道的代价值，将所有满足信道分配必要条件

35、的信道的代价值进行比较，选择代价最小的信道，即为最优信道。没有最优信道时的处理如果经过必要条件筛选之后没有符合要求的空闲信道，但有足够的载频时隙资源，并且允许进行信道类型转换，则进行信道类型转换，把空闲的载频时隙资源转换成符合信道分配要求的信道。如果遍历完整个小区信道资源表，但没有找到任何可用资源，但部分动态被分组业务占用，由于分组业务的优先级别低于语音业务，因而可向分组业务信道管理模块发出信道请求，要求分组业务释放一个配置类型为动态的时隙，发起的转换。信道分配过程中如果没有足够的载频时隙满足呼叫的要求，也没有被分组业务占用的动态时隙资源，并且呼叫支持抢占，则进入抢占过程，挑选一个优先级比当前

36、呼叫低且可以被抢占的呼叫，释放该呼叫或对该呼叫发起出小区切换，如果抢占成功，则把呼叫放入抢占队列中。将信道分配结果更新为抢占了其它呼叫的信道。如果抢占失败即没有搜索到可以释放的呼叫或者呼叫不支持抢占，但支持排队，则进入排队过程，如果排队成功，则更新信道分配结果为等待其它呼叫释放信道。否则将信道分配结果更新为无可用信道。如果呼叫不支持抢占也不支持排队，则更新信道分配的结果为无可用信道。仅在指配过程中允许进行抢占和排队。信道被释放时，首先查看等待信道队列中是否存在因抢占而进入队列的呼叫，如果存在并且被释放的信道满足呼叫的必要条件，则把呼叫分配给抢占入队的呼叫，优先分配给优先级高的呼叫。如果不存在抢

37、占入队的呼叫，则查看队列中是否存在因排队入队列呼叫，如果存在并且被释放的信道满足呼叫的必要条件，则把被释放的信道分配给队列中的呼叫，优先分配给优先级高的呼叫。本章小结由于多载波功率共享算法是通过信道分配算法来发挥作用的，所以本章对系统中的信道分配算法进行了详细地介绍。本章首先介绍了系统采用的多址方式，系统中的信道是特定频率特定时隙的载频时隙；然后介绍了系统中的频率资源如何在各小区中进行复用，当可用频带一定时，特第二章系统信道复用和信道分配算法定的频率复用方式下每个小区分配的频率资源是一定的，也即各小区的可用信道是一定的；最后介绍了如何对一个小区中的有限的信道资源进行分配才能采用有限的信道资源承

38、担更多的话务量，并且尽可能为用户提供最佳的质量，即信道分配算法，本章给出了信道分配算法流程，并对流程中的每一步的实现方法进行了详细的介绍。第三章多载波功率共享算法第三章多载波功率共享算法算法基本思想及算法整体结构在通信网络节能减排的趋势下，更节能、更符合“绿色要求的多载波基站出现，多载波基站采用数字中频合路取代模拟射频合路，多个载波使用一条射频通道，共用一个功放，单载波基站向多载波基站技术的演进如图所示：“，骂少谭期蝌搠聊嘲唰锉甥嬲舻，髫”髻”嘭维：；：一、驾黔，穗唧辅赫糍姊燃删期磷缈，秽兰门翻鞠嗍脚糟舛啊帮钟彬，垮。罂箩薹多马。翻毙彩垆图单载波基站向多载波基站的演进在系统中采用功率控制技术，

39、根据基站和手机上报的测量报告信息，调整基站和手机的发射功率，在保证通话质量的前提下，降低发射功率，从而降低整网干扰，减小功耗。在通信过程中，移动用户仅有的时间用于通话，大部分时间没有传递语音信息。针对这个特点，引入不连续传输（，），在不通话时尽量关闭发射信道，以达到降低干扰电平和提高系统效率的目的。习正是由于在网络中开启了功率控制和不连续发射功能，载频的实际发射功率在绝大多数情况下小于载频最大发射功率。小区的实际输出功率总和总是小于等于“载频最大发射功率载频个数，为多载波功率共享算法提供了可能。传统基站，一个功放驱动一个载波，即使在绝大多数情况下呼叫需要的下行发射功率会远小于载频最大发射功率，

40、但是由于载频标称的最大发射功率影响小区的覆盖范围，因而为了小区的覆盖要求，功放必须提供满足载波标称最大发射功率的功率要求，功放功率的利用率低。而在多载波基站中，一个功放可以提供给多个载波，由于每个载波不同时达到载频最大发射功率的功率需求，因而功放功率可以小于载频最大发射功率与载频个数的乘积，当呼叫到来时，估计呼叫的功率需求，计算每个可用信道所在时系统中多载波功率共享算法研究隙的剩余功率，根据呼叫的功率需求与可用信道所在时隙剩余功率的符合度将用户组合到不同时隙中，尽可能地使时隙占用功率之和在功放功率的范围之内，这样既能满足载频最大发射功率的覆盖要求，又能充分发挥功放的输出能力，降低功耗。这即为多

41、载波功率共享算法的基本思想。图为算法的整体框架图，图中显示了多载波功率共享算法的组成部分以及各部分之间的关系，包括载频时隙功率表的维护，载频时隙功率表与信道分配算法、削峰算法和功率不足切换算法的关系等。激活信道接收到基站测量报告信息接收到功控命令信道释放新呼叫到来更新载频时载频时隙功率表：豳震赫簇熬瓣率、各时隙剩余功率、各时隙空闲信道数计算各空闲信道时隙平均剩余功率每到来时，看该所在时隙是否过载若过载，则触发削峰算法每秒检查一次各时隙是否过载，若是，则记一次功率不足若次观察中有次功率不足，则触发功率不足切换估芭鬟旦曼嚣箩下爿执行信道分配行发射功率广矾日坦刀陬图多载波功率共享算法整体结构结合图可

42、以看到多载波功率共享算法的核心在于维护一个载频时隙功率表，该表中记录了小区各时隙中每个载频的当前发射功率、时隙的剩余功率，时隙空闲信道数，并且当该发射功率变化时及时进行更新。当新呼叫到来时，估计呼叫需要的下行发射功率，并且根据载频时隙功率表计算可用信道所在时隙平均剩余功率，将估计的呼叫的需求功率与各信道所在时隙的平均剩余功率相比较，将该比较值作为信道分配中需要评估的一个因素，通过信道分配算法将呼叫分配到合适的信道上。多载波功率共享算法的功率是受限的，即功放提供的功率小于载频最大发射功率与载频个数的乘积，当各载频实际发射功率之和有可能超过功放最大发射功率，这种情况称为过载，过载时会造成功放性能的下降，并且会对射频器件造成损害。多载波功率共享算法在信道分配中对功率因素进行评估，有效地减少了过载发生的概率。同时多载波功率共享算法设计了两个子算法削峰算法和功率不足切换，它们可以在过载情况出现时进行相应的处理，避免过载对射频器件的影响