多业务CDMA网络中基于中断概率CAC算法研究

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1、多业务CDMA网络中基于中断概率的CAC算法研究王兰，牛志升，段翔（清华大学电子工程系，北京。100084）摘要：本文针对码分多址接入（CDMA)系统要求提出了两种基于用户中断概率的呼叫接纳控制（CAC）算法。两种算法分别将平均或者最大中断概率定义为业务的服务质量，对用户的呼叫进行接纳控制。基于平均中断概率的策略能够提高系统的吞吐量和无线资源的利用率；而基于最大中断概率的呼叫接纳控制策略可以提供更好的服务质量保证。通过仿真发现，两种策略中，业务的中断概率要求都成为决定小区能够容纳的用户数的主导因素，并

2、且两种策略对系统的影响与理论分析完全一致。关键词：CDMA；中断概率；呼叫接纳控制中图分类号:TNCalladmissioncontrolformulticlassCDMAnetworksbasedonoutageprobabilityWANGLan,NIUZhisheng,DUANXiang(DepartmentofElectronicEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing.100084)Abstract:Aimedatdifferentgoals,thispa

3、perproposestwocalladmissioncontrol(CAC)schemesbasedontheaverageor8maximaloutageprobabilityareproposed.Thesetwoschemesdefinetheaverageormaximaloutageprobabilityasthequality-of-service(QoS)ofeachclassoftraffic.Theschemebasedontheaverageoutageprobabilityca

4、nimprovesystemthroughputandefficientuseofwirelessresource.TheschemebasedonthemaximaloutageprobabilitycanprovidebetterQoSguarantee.Simulationresultsshowthatintwoschemes,theoutageprobabilitybecomesthedominantfactorthatinfluencestheusernumberinacell.Andthe

5、effectsoftwoschemesarethesamewiththeoreticalanalysis.Keywords:CDMA；outageprobability；calladmissioncontrol1引言呼叫接纳控制（CAC：calladmissioncontrol）是网络中用来管理和监控服务质量的一种机制。在基于时分复用的单业务蜂窝网中CAC被简单的转化为物理信道数目的分配，系统的容量是由信道数目决定的，不随时间变化；但在CDMA（code-divisionmultiple-acces）

6、网络中，由于用户的数目和信道的状态都会直接影响到多用户干扰的程度，因此，CAC机制依赖于CDMA网络中由多址接入干扰水平来决定的“软容量”来衡量。在这样的系统中，即使允许用户接入网络，系统也可能在下一个时刻发生中断，导致用户被关断。一般说来，网络中的用户越多，资源的利用率越高，但是服务质量也越难保证。因此，用户对服务质量的要求就限制了网络中能够容纳的呼叫数量。同时，网络还需要对不同级别的业务加以区分，因为不同级别的业务类型要求的服务质量是完全不同的。CAC的本质就是判断是否能接纳一个新的用户，使得接入

7、这个用户后仍然可以维持系统中已经存在的所有用户包括新接入的用户的服务质量。显然，这个条件是对服务质量要求的量化。在目前的研究中，用来直接衡量误码率的信干比，是最常用的CAC算法参数，也是用来衡量服务质量的重要参数。但是由于CDMA系统的容量是变化的，且受到干扰的限制，因此，即使系统在用户接入时可以满足容量要求，在下一时刻也可能发生中断（outage），即系统无法为所有的用户提供要求的服务。换言之，由于无线信道状况的时变性和不稳定性，网络无法保证在任何时刻都不出现系统中断。8当出现中断时，网络将采取某些

8、措施，消除系统中断。主要采取的方式是从所有活动用户中挑选一个活动用户的子集，通过资源分配保证该子集中的用户的服务质量，而对于其余的用户则降低其服务质量或者直接让其不发送数据[1]。对于该活动用户子集的选择，一些文献根据不同的优化目标给出了不同的选择方式，如最大化系统总吞吐量（用户数据速率之和）[2]或尽量保证实时用户业务的服务质量[3]等。然而，这些子集的选择算法复杂度都很高，一般难以满足动态无线资源管理实时性的要求。另外，很多文献已经提出了各种接纳控制