应用排队理论改善gsm网络话务拥塞

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1、应用排队理论改善GSM网络话务拥塞GSM是GlobalSystemforMobileCommunications的缩写，意为全球移动通信系统，是世界上主要的蜂窝系统之一。近年来GSM用户迅猛增长，对网络容量需求很大，网络拥塞问题也越来越突出。GSM网络拥塞主要有两种：一种是信令信道的拥塞（即SDCCH拥塞），另一种是TCH信道拥塞，又叫话务拥塞，其中后者是最为常见的，譬如我们平时拨打电话的时候的忙音就属于这种情况。目前解决此类拥塞的主流方式有两种：一是基站建设，即增加基站的数量与容量；二是网络优化；这都不是今天我们要分享的重点，故不多做介绍。下血我要与人家一起分享的是运用排队论来解决G

2、SM网络中TCH拥塞问题的建模过程。其实在GSM网络屮引用排队论的工作过程很简单，即当用户发起呼叫之后，手机向网络发起TCH信道请求，当网络没哟空闲的TCH信道分配的吋候，不让网络立刻拒绝该请求，而是让其排队等候，在排队过程中若发现有TCH信道释放，则口J将此信道分配给在排队的用户。为了应用排队论研究GSM网络中的话务拥塞问题，这里首先耍对用户呼叫过程进行分析，在此基础上按照排队论的分析方法建立话务拥塞的数学模型。用户呼叫发起与通话时间都是很随机的，从数学的角度来讲，随机服务系统有三个组成部分：输入过程、排队规则、服务机构。输入过程:这一环节就是要寻找呼叫请求的输入规律，这需要确定三个

3、耍素：呼叫请求的总次数（一般认为是无限的）、到达类型（每个用户的呼叫请求是独立的，不存在关联性，因此属于单个到达型）、到达间隔时间的概率分布函数（这个比较复杂）。一般认为对于电话系统，用户呼叫过程可以用泊松分布过程来描述：设区间【a,a+t】内有K个呼叫请求到來的概率为V（k）,单位吋间内呼叫请求次数为R,则有:(2-1)叫(/)=£亠・^^,*=0,1,2,・・・k泊松过程的概率分布函数是负指数分布：力㈢=<(2-2)t^Ot<0排队规则：最合理的排队规则应该是所有的呼叫排成一个队列，没有优先权之分，先到先服务，被释放的TCH信道首先分给排在对头的呼叫请求，当然，每个排队时间应该有

4、所限制，因为用户在发起请求的时候不应有过长的等待时间，排队时间超过限值则丢弃此请求。同样，队列长度也可以限制OTCHig求TCHig求・图2.5排队机制下的用户呼叫处理流程服务机构:服务机构就是指同一时刻有多少个TCH信道可以接纳用户的请求，以及每一个请求被成功分配TCH信道Z后，TCH被占用的服务时间。这一服务时间受比较多因素影响，譬如通话对象是男的还是女的，都对占用吋间有着很重要的影响，因此这占用信道的吋间是很随机的，理论证明，TCH信道的平均占用时间服从参数为u的负指数分布:xNOXV。排队数学模型的建立:根据以上分析，假定呼叫请求就是需要服务的客户，则排队模型如下：（1）用户按

5、泊松流到达系统，平均强度为T,可得用户相继到达系统的时间间隔服从参数为r的指数分布，用户的服务时间服从参数为u的负指数分布，根据排队论的基本原理，满足上述条件的排队论系统称为M/M/n系统。(2)在M/M/n系统中，若系统内的用户数为k(0《k《n),说明系统内有k个TCH信道忙着接待用户，而其余n-k个信道空闲。(3)模型中仅允许用户排列成一个队列，当一个TCH信道释放出來，等待中的用户按照FIFO(fistinfirstout)服务原则占用该信道。(4)用户不可能处于无限的等待中，所以排队时长是有限制的,在时限内可继续留在队中，超出则丢弃。M/M/n模型分析在M/M/n呼叫排队系统

6、中，随着用户通话完成离去，系统的状态可能有如下几种情况：(1)系统在t时刻处于状态i,在t+tl时刻还处于状态i;(2)系统在t吋刻处于状态i・l,在t+tl时刻转移到状态i；(3)系统在t时刻处于状态i+1,在t+tl时刻还处于状态i；(4)系统在t+tl时刻发生了状态不小于2的转移