WCDMA无线资源管理_4_

WCDMA无线资源管理

1、无线资源管理概述

无线资源管理（RRM）就是对移动通信系统的空中接口资源的规划和调度。之所以要研究无线资源管理，就是希望在有限的无线资源的情况下，在保证一定的规划覆盖和服务质量（QoS）要求的情况下，接入尽可能多的用户。如果没有良好的无线资源管理技术，即使再好的无线传输技术也无法发挥出它的优势，极端的情况甚至会导致系统无法正常运转。无线资源管理涉及到一系列与无线资源的分配有关的研究课题，如接入控制、信道分配、功率控制、切换、负载控制以及分组信息的调度等。

无线网络是一个动态网络，随时都有用户发出呼叫、终止呼叫，并在网络内部移动。因而，现代的无线资源管理技术应该是实时的并能充分利用网络内部的有效资源，或叫资源最佳分配（optimization）。无线资源分配算法应当使满足服务质量的用户数目最大化。

1.1WCDMA系统的无线资源要素

WCDMA系统的无线资源要素主要包括以下几个方面：码字（包括信道化码和扰码）、功率（包括用户设备UE和Node B的发射、接收功率）、时隙（资源管理的最小时间单位）、频率（包括载频和频段）等。在WCDMA系统中，无线资源管理所具有的功能都是以无线资源的分配和调整为基础来展开的。

1.2WCDMA系统中无线资源管理的主要功能

功率控制

接入控制

切换控制

负载控制

分组调度

码资源分配

1.3WCDMA系统中的QoS管理

QoS是业务性能的综合效果，它决定用户对业务的满意程度。它通过用于所有业务的性能因素的组合来表示，如业务的适用性、可获得性、可保持性、完整性及每个业务特定的其它因素。在第三代移动通信系统中，将QoS分为四个不同的级别：会话级、流级、交互级、背景级

WCDMA中的业务主要分为实时业务（Real time traffic）与非实时业务（Non real time traffic），WCDMA系统具体针对两者的QoS 管理也有很大不同。

2、无线网络容量管理

在CDMA蜂窝系统中，容量性能分析有助于我们深入认识影响CDMA系统小区容量的诸多因素，并为设计优化的接入控制算法提供参考，以提高无线资源利用率。需要说明的是，由于交互式与后台业务采用非实时分组交换方式传送，它们总是对系统分配给实时连接业务之后的剩余容量加以利用，因此，此处的容量性能分析针对实时连接业务。

在上行链路与下行链路中，由于发射与接收对象不同，相应的数学模型有其自身特点，需要分别进行容量性能分析。但对于系统中业已存在的用户而言，其QoS要求能否得到满足均可用能干比（Eb/Io）是否大于或等于某一特定门限来衡量。

2.1容量的几种主要定义

系统中最大能同时接入的用户数。这个定义主要用在接入控制算法中。

系统中平均同时能接入的用户数（Erlang）。这个定义主要用在小区规划和优化中。

系统中平均能负载的流量（kbps）。这个定义主要用在小区规划和优化中。

不管我们采用哪种定义方法，系统的容量都是在一定阻塞率与掉话率的限制下计算的。

2.2CDMA系统的容量

单小区情况：容量N与W/R成正比而与Eb/No成反比，在单小区情况下，不存在临近小区的干扰，所以这个容量被看作是传统CDMA系统中的最大容量，这种容量被称为极值容量。

多小区情况：在多小区情况下，我们引入了复用因子，类似于单小区情况下的推导，我们可以得到多小区情况下的极值容量。

2.3容量与覆盖

容量不仅影响系统质量，而且会影响系统覆盖。

在小区制的CDMA系统中，干扰限制了小区的覆盖范围。对于一个给定的传输功率的上限，小区的覆盖范围与小区中的用户数目成反比。

2.4接入控制与系统容量

在上行接入控制中，我们设定一个最大允许的干扰值Ith。由于CDMA系统是一个干扰受限的系统，所以Ith取值越大，我们得到的系统容量就越大。但是如果Ith太高了，系统可能会变得不稳定，并且处于小区边缘的用户将由于传输功率的减少而不能维持连接的质量。

2.5如何增加系统容量？

WCDMA系统的容量是受干扰限制的，主要是多址干扰，如果采用有效的技术，将多址干扰降到最低程度，就可以极大地提高系统的容量。除了多址干扰的影响外，对具有多种速率业务的WCDMA系统来说，容量还要受到高比特率和高质量业务的限制。若话音业务的速率为9.6kbit/s，如一个用户使用了384kbit/s的视频业务，则相当于有384/9.6=40个话音业务在使用，因此影响了整个系统的容量。再假如，一个正常话音业务的误比特率BER≤10e-3，而某个E-mail的业务要求BER≤10e-9，在发送时就需要提高信扰比(Eb/No)。这样随着发射功率的增加，对其他用户的干扰也就会有所增加，从而降低了系统的容量。另外，就系统来说，每个用户发射功率的大小，对系统的整体容量也是有重要影响的，因此应使发射功率能按照一定的原则进行优化。

具体措施包括：

提高W/R

减少Eb/No的要求

扩频

功率控制

编码与交织

接收与发送分集

减轻相邻小区间的干扰

减少同一小区中不同用户间的干扰

功率控制（Power control）

多用户检测（MUD）

联合发送（JT）

智能天线（Smart Antenna）

3、功率控制算法

3.1功控的原因

远近效应：离基站近的移动台的信号强，离基站远的移动台的信号弱，产生以强压弱的现象；

角效应：下行链路中，当移动台位于相邻小区的交界处时，收到所属基站的有用信号的功率降低，同时还会受到相邻小区基站的较强干扰；

阴影效应：电波传播中由于大型建筑物的阻挡，形成“阴影”效应产生慢衰落；

3.2功控准则