GEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)信道分配策略研究

　　目前移動(dòng)通信系統(tǒng)的信道分配方案主要有非優(yōu)先切換方案、預(yù)留信道方案和排隊(duì)方案。非優(yōu)先方案是最基本的信道分配方案，系統(tǒng)對初始呼叫和切換呼叫一視同仁。當(dāng)沒有信道可用時(shí)，便形成呼損;預(yù)留信道方案將信道分為正常信道和預(yù)留信道，正常信道為初始呼叫和切換呼叫所競爭，而預(yù)留信道只服務(wù)于切換呼叫; 排隊(duì)方案不對信道進(jìn)行分類，當(dāng)系統(tǒng)沒有可用信道時(shí)，新到達(dá)的切換呼叫可以排隊(duì)等待系統(tǒng)分配信道，在排隊(duì)過程中，切換呼叫無法立即接通，且排隊(duì)隊(duì)列越長，切換呼叫接通的等待時(shí)間就越長。

　　在上述幾種信道分配方案中，預(yù)留信道方案通過預(yù)留信道降低切換呼損率，但卻導(dǎo)致初始呼損率上升; 排隊(duì)方案通過排隊(duì)機(jī)制降低切換呼損率，卻使切換呼叫產(chǎn)生一定的延遲。如果將預(yù)留信道方案與排隊(duì)方案相結(jié)合，即預(yù)留少量的信道同時(shí)又引入排隊(duì)機(jī)制，這樣就不會導(dǎo)致初始呼叫呼損率過大，并可以通過排隊(duì)進(jìn)一步降低切換呼損率。

　　3 仿真分析

　　根據(jù)上述各種參數(shù)的推導(dǎo)，結(jié)合以下參數(shù)設(shè)置,通過仿真來分析系統(tǒng)的性能。

　　波束覆蓋半徑R : 500 km; 每個(gè)波束的信道數(shù)M: 30 條; MES 在切換區(qū)駐留時(shí)間1/ uq 為信道保持時(shí)間1/ uh 的1/ 4; MES 移動(dòng)速度v: 1 000 m/ s; MES每次通話時(shí)長20 min。預(yù)留信道方案預(yù)留2 條信道，排隊(duì)混合方案預(yù)留2 條信道并且排隊(duì)隊(duì)列為10。

　　如圖2 所示，非優(yōu)先方案的初始呼損率最低，切換呼損率最高; 預(yù)留信道方案的切換呼損率較低，但初始呼損率卻較高，因?yàn)樾诺赖睦寐式档土? 排隊(duì)混合方案的初始呼損率和預(yù)留信道方案是相同的,它的切換呼損率是最低的，因?yàn)樵谂抨?duì)混合方案中,切換呼叫除了可以參加排隊(duì)之外，還可以使用預(yù)留的信道。

圖2 3 種方案初始呼損率和切換呼損率比較

　　預(yù)留不同的信道數(shù)對系統(tǒng)性能有很大影響，如圖3( a) 所示，預(yù)留信道越多，系統(tǒng)性能越差，因?yàn)轭A(yù)留信道不能被初始呼叫所使用，降低了信道的利用率，進(jìn)而降低了系統(tǒng)容量。由圖3( b) 可見，對于不同的隊(duì)列長度，初始呼叫的阻塞率幾乎沒有改變。

　　因?yàn)槌跏己艚胁粎⑴c排隊(duì)，隊(duì)列的大小和初始呼叫沒有任何關(guān)系，排隊(duì)只是針對切換呼叫。對于切換呼叫，當(dāng)呼叫強(qiáng)度較低，每小時(shí)少于20 次時(shí)，隊(duì)列大小對系統(tǒng)性能影響不明顯，因?yàn)榕抨?duì)混合方案為切換呼叫預(yù)留了信道; 當(dāng)呼叫強(qiáng)度增大，預(yù)留信道被全部占用，切換呼叫開始參加排隊(duì)。但并不是隊(duì)列值越大，系統(tǒng)可容納的呼叫強(qiáng)度就越大，當(dāng)呼叫強(qiáng)度達(dá)到55 次/ h 以上時(shí)，隊(duì)列大小對系統(tǒng)性能的影響同樣不明顯。當(dāng)呼叫強(qiáng)度為30 次/ h，預(yù)留2 條信道,隊(duì)列大小為10 的排隊(duì)混合方案的切換呼損率和初始呼叫呼損率分別約為0. 001 和0. 02，而預(yù)留信道方案在保證切換呼損率為0. 001 時(shí)，至少要預(yù)留5條信道，而預(yù)留5 條信道時(shí)的初始呼損率高達(dá)0. 1,顯然排隊(duì)混合方案比預(yù)留信道方案有更好的性能。