UMTS中的無線資源管理策略

前言

　　從GSM首次商用至今已有十多年了。經(jīng)過了一些預(yù)想不到的推遲，由3GPP標(biāo)準(zhǔn)化的3G系統(tǒng)UMTS終于呈現(xiàn)在了我們的面前，它至少可以作為下一個(gè)十年的標(biāo)準(zhǔn)。UMTS將會(huì)使多業(yè)務(wù)、多速率和靈活的基于本土的IP移動(dòng)技術(shù)能夠應(yīng)用到廣泛的領(lǐng)域，并且為電路交換的話音網(wǎng)絡(luò)向移動(dòng)分組網(wǎng)的平滑演進(jìn)鋪平了道路。　　正如所看到的那樣，與十年前相比，可用頻譜資源的匱乏在更大程度上揭示了高效使用頻譜的重要性，UMTS運(yùn)營商在最終分配到牌照前的激烈競(jìng)爭(zhēng)和拍賣也表明了這一點(diǎn)。使用高級(jí)編碼、多址接入和分集等技術(shù)的無線接入系統(tǒng)，比如UMTS中的UTRAN肯定比1G和2G系統(tǒng)具有更高的頻譜效率。　　另一方面，LITRAN采用的WCDMA技術(shù)能夠?qū)Χ嘀方尤氘a(chǎn)生的干擾進(jìn)行精確控制，這也是該系統(tǒng)最主要的優(yōu)點(diǎn)。但是，UMTS系統(tǒng)的靈活性以及較高的用戶比特速率使得干擾更加難以控制。因此，與過去使用的系統(tǒng)相比，制造商必須采用更多且擁有專利的無線資源管理策略，這樣才能使頻譜得到有效利用。作為折衷，RRM技術(shù)還必須保持每個(gè)業(yè)務(wù)的QoS值與協(xié)商值相一致。毫無疑問，UMTS的干擾處理將會(huì)在更大程度上代替1G和2G系統(tǒng)中的頻率規(guī)劃，并且它是運(yùn)營商有效運(yùn)營系統(tǒng)的最重要任務(wù)之一?！　”緯卜譃?章，目的是為讀者提供綜合系統(tǒng)資料，以便他們使用這些資料理解UMTS無線資源管理策略的本質(zhì)。本書適合于大學(xué)生以及樂于對(duì)UlMTS進(jìn)行探索并想了解它的無線接入部分是如何運(yùn)行和改進(jìn)的工程師和研究人員。盡管系統(tǒng)提供了基本的無線規(guī)劃，但是事實(shí)上，它們采用了RRM的概念，這個(gè)概念超出了系統(tǒng)運(yùn)營之前規(guī)劃的范疇，因此在實(shí)際運(yùn)行時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)無線資源的有效利用。

內(nèi)容概要

未來移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵特征就是能夠在分發(fā)諸如語音、消息以及慢速率的數(shù)據(jù)這樣一些傳統(tǒng)無線業(yè)務(wù)的同時(shí)，分發(fā)寬帶及高比特速率的多媒體業(yè)務(wù)。所期待支持的寬廣的業(yè)務(wù)范圍可以分成不同的業(yè)務(wù)質(zhì)量（QoS）等級(jí)。然而，若不通過借助無線資源管理（RRM）策略對(duì)空中接口資源利用以確保目標(biāo)QoS、規(guī)劃的覆蓋區(qū)域并且提供較大的系統(tǒng)容量，那么提供這種保障QoS的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)將是不可能的。    在這一框架下，本書集中于RRM的概念，包含了作為描述特定RRM算法的理論背景。給出了針對(duì)UMTS的RRM問題，并且更特別地?；赪CDMA方案的FDD模式。    該綜合性的教材對(duì)UMTS網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和UMTS設(shè)備生產(chǎn)商的無線工程部的工程師和經(jīng)理們來說是重要的讀物。它對(duì)3G和B3G系統(tǒng)領(lǐng)域的研究人員，以及上述任一領(lǐng)域的學(xué)者也將提供富有洞察力的認(rèn)識(shí)。    采用作為對(duì)無線資源管理策略定義的關(guān)鍵點(diǎn)的QoS概念的概論，介紹了移動(dòng)通信扇區(qū)以及UMTS，包含向4G演進(jìn)的系統(tǒng)。    提供了對(duì)UMTS中無線接口的詳細(xì)描述，作為實(shí)現(xiàn)無線資源管理策略的基礎(chǔ)。    給出了與WCDMA網(wǎng)絡(luò)中無線資源管理策略的發(fā)展相關(guān)的基本概念。    分析了大量場(chǎng)景中特定的無線資源管理策略算法，并試圖識(shí)別影響它們性能的參數(shù)和因素。    借助于一些算法的實(shí)例，探索了UMTS向B3G系統(tǒng)的演進(jìn)以及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中通用無線資源管理的概念。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)    1.1.1  移動(dòng)體驗(yàn)    1.1.2  3G的商用狀況    1.1.3  日本案例的研究    1.1.4  其它國家和地區(qū)對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)向4G演進(jìn)的看法    1.1.5  技術(shù)開發(fā)  1.2  UMTS      1.2.1  UMTS的結(jié)構(gòu)    1.2.2  UMTS的演進(jìn)  1.3  UMTS中的QoS模型  參考文獻(xiàn)第2章  CDMA的概念  2.1  多址技術(shù)  2.2  CDMA信號(hào)的產(chǎn)生  2.3  CDMA信號(hào)接收    2.3.1  單用戶的情形    2.3.2  存在窄帶干擾    2.3.3  多用戶的情形    2.3.4  移動(dòng)無線信道的影響  2.4  蜂窩系統(tǒng)中的CDMA    2.4.1  小區(qū)間干擾    2.4.2  軟切換  參考文獻(xiàn)第3章  UMTS的無線接口描述  3.1  15MTS協(xié)議  3.2  無線接口協(xié)議結(jié)構(gòu)    3.2.1  邏輯信道    3.2.2  傳輸信道    3.2.3  物理信道    3.2.4  邏輯、傳輸和物理信道間的映射  3.3  物理層    3.3.1  傳輸分組的處理    3.3.2  擴(kuò)頻和調(diào)制    3.3.3  下行鏈路發(fā)射分集方案    3.3.4  物理信道的組織結(jié)構(gòu)  3.4  第2層協(xié)議    3.4.1  媒體接入控制協(xié)議    3.4.2  無線鏈路控制協(xié)議    3.4.3  分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議    3.4.4  廣播／多點(diǎn)傳送控制協(xié)議  3.5  無線資源控制協(xié)議    3.5.1  結(jié)構(gòu)    3.5.2  RRC的狀態(tài)    3.5.3  RRC功能及規(guī)程  3.6  無線接入承載舉例    3.6.1  DCH上3.4 kb／s的信令無線承載    3.6.2  用于64／384 kb／s交互級(jí)業(yè)務(wù)及3.4 kb／s信令的RAE  參考文獻(xiàn)第4章  WCDMA RRM基礎(chǔ)  4.1  無線資源的概念  4.2  無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃  4.3  無線資源管理  4.4  空中接口特征    4.4.1  駐留用戶、活動(dòng)用戶和同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的用戶    4.4.2  上行鏈路：?jiǎn)涡^(qū)的情況    4.4.3  上行鏈路：多小區(qū)的情況    4.4.4  下行鏈路：?jiǎn)涡^(qū)的情況    4.4.5  下行鏈路：多小區(qū)的情況  4.5  RRM功能    4.5.1  接納控制    4.5.2  擁塞控制    4.5.3  碼的管理    4.5.4  切換    4.5.5  UE-MAC和分組調(diào)度    4.5.6  功率控制    4.5.7  RRM功能間的相互作用  4.6  與RRM有關(guān)的系統(tǒng)特性    4.6.1  業(yè)務(wù)和用戶的多樣性    4.6.2  業(yè)務(wù)量空間分布的多樣性    4.6.3  室內(nèi)通信  參考文獻(xiàn)  附錄——路徑損耗的分布第5章  RRM算法  5.1  RRM算法的評(píng)價(jià)方法    5.1.1  UlMTS無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃    5.1.2  用仿真評(píng)價(jià)RRM算法  5.2  接納控制算法    5.2.1  上行鏈路接納控制    5.2.2  下行鏈路接納控制  5.3  切換和小區(qū)選擇算法    5.3.1  對(duì)GSM—UMTS協(xié)同工作的要求    5.3.2  PLMN，RAT和小區(qū)選擇算法    5.3.3  切換算法    5.3.4  鄰區(qū)列表的確定  5.4  擁塞控制算法    5.4.1  擁塞控制算法的一般步驟    5.4.2  擁塞處理策略    5.4.3  擁塞恢復(fù)算法    5.4.4  擁塞控制參數(shù)的設(shè)置    5.4.5  多小區(qū)擁塞控制算法  5.5  短期RRM算法    5.5.1  上行鏈路UE-MAC算法    5.5.2  下行鏈路分組調(diào)度算法  5.6  功率控制  參考文獻(xiàn)  附錄——仿真模型  A5.1  傳播模型    A5.1.1  宏蜂窩傳播    A5.1.2  微蜂窩傳播  A5.2  移動(dòng)性模型    A5.2.1  宏蜂窩移動(dòng)性模型    A5.2.2  微蜂窩移動(dòng)性模型  A5.3  業(yè)務(wù)模型    A5.3.1  可視電話業(yè)務(wù)模型    A5.3.2  視頻流業(yè)務(wù)模型    A5.3.3  WWW瀏覽業(yè)務(wù)模型    A5.3.4  電子郵件業(yè)務(wù)模型第6章  B3G系統(tǒng)中的RRM  6.1  異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)  6.2  無線接入網(wǎng)的特征    6.2.1  GERAN    6.2.2  WLAN  6.3無線接入網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)協(xié)作及耦合    6.3.1  UTRAN／GERAN的互聯(lián)協(xié)作    6.3.2  UTRAN／WLAN的互聯(lián)協(xié)作  6.4  無線資源和頻譜的靈活管理  6.5  CRRM算法的實(shí)現(xiàn)    6.5.1  CRRM和本地RRM的相互作用    6.5.2  RAT選擇方案  參考文獻(xiàn)縮略詞匯表

章節(jié)摘錄

　　無線接入承載服務(wù)以無線接口的特征為基礎(chǔ)，支持MT的移動(dòng)。核心網(wǎng)承載服務(wù)的作用是有效地控制和使用骨干網(wǎng)。　　無線接入承載服務(wù)由無線承載服務(wù)和Iu承載服務(wù)共同實(shí)現(xiàn)。無線承載服務(wù)涉及無線接口傳輸?shù)母鱾€(gè)方面，本書只考慮使用UTRAN FDD的承載服務(wù)。Iu承載服務(wù)與物理承載服務(wù)一起完成UTRAN和CN間的數(shù)據(jù)傳輸?！　≡赨MTS系統(tǒng)中，確定了四個(gè)QoS級(jí)別，它們分別是：　　對(duì)話級(jí)(onversational class)　實(shí)時(shí)對(duì)話級(jí)業(yè)務(wù)具有低傳輸時(shí)延特性，其信息實(shí)體的時(shí)間變化①應(yīng)該與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的時(shí)間變化保持相同。最大傳輸時(shí)延由人對(duì)圖像和聲音的感受決定。最著名的對(duì)話級(jí)應(yīng)用是電話話音業(yè)務(wù)。然而，隨著因特網(wǎng)和多媒體的發(fā)展，許多新應(yīng)用將會(huì)要求對(duì)話級(jí)服務(wù)，這些應(yīng)用包括VoIP(Voice ovei’IP)和視頻會(huì)議。　　流級(jí)(Streaming class)　這是數(shù)據(jù)通信引入的新業(yè)務(wù)級(jí)別之一，它對(duì)電信系統(tǒng)提出了許多新要求。流級(jí)業(yè)務(wù)的特征是，信息實(shí)體(即樣本、分組／數(shù)據(jù)包)之間仍然保持與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)相同的時(shí)間變化，但是對(duì)低傳輸時(shí)延沒有任何要求。因?yàn)榱骷?jí)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)流通常是按照時(shí)間順序到達(dá)接收側(cè)(在用戶設(shè)備中)的，因此，可接受的最大傳輸時(shí)延抖動(dòng)由應(yīng)用的時(shí)間校正能力決定，它比人的感覺極限大得多。　　交互級(jí)(Interact，ive class)　交互級(jí)業(yè)務(wù)是另外一種典型的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，它的業(yè)務(wù)特征大體上與終端用戶的請(qǐng)求響應(yīng)模式相同。當(dāng)終端用戶--可以是機(jī)器也可以是人向遠(yuǎn)端設(shè)備(比如服務(wù)器)在線請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，使用的是這種業(yè)務(wù)。人與遠(yuǎn)端設(shè)備交互的例子有：網(wǎng)頁的瀏覽、數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)和服務(wù)器的接入等。機(jī)器與遠(yuǎn)端設(shè)備交互的例子有：測(cè)量記錄的查詢和數(shù)據(jù)庫的自動(dòng)訪問(機(jī)器遙控)等。在消息的目的地，有一個(gè)實(shí)體期望在確定的時(shí)間內(nèi)得到響應(yīng)。因此，往返時(shí)延是業(yè)務(wù)的關(guān)鍵屬性。

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