下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)中的無線資源管理與調(diào)度策略研究

公明

【摘要】 移動通信網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)一直以來都受到了社會各界的廣泛關(guān)注，移動通信網(wǎng)絡(luò)作為備受矚目的電子通信工程，至今已成功為地球超過四分之三的人口提供了移動信息交互服務(wù)。隨著近些年移動用戶數(shù)量的不斷增加以及用戶對服務(wù)質(zhì)量要求的提高，使得移動通信網(wǎng)絡(luò)無線資源日益匱乏。為了解決資源供求矛盾提高移動通信網(wǎng)絡(luò)性能，必須研發(fā)高效的無線資源管理模式及管理方案，制度科學(xué)的調(diào)度策略。本文將針對下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)中的無線資源管理與調(diào)度策略展開研究。

【關(guān)鍵詞】 移動通信網(wǎng)絡(luò) 無線資源 調(diào)度策略

引言：移動通信網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)給人們的日常生活帶來了改變，現(xiàn)代人對移動通信網(wǎng)絡(luò)已產(chǎn)生了依賴，很多人在出行、上班途中都會使用移動通信網(wǎng)絡(luò)，隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)的寬帶化及移動終端的智能化發(fā)展，移動通信網(wǎng)絡(luò)已覆蓋了人類社會，移動通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)融入了人們的生活。為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的通信需求，通信企業(yè)紛紛積極開發(fā)新一代通信模式，下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)正在朝著豐富、快速、靈活、高效的方向發(fā)展。想要保障通信質(zhì)量及通信穩(wěn)定性，必須做好無線資源管理，制度科學(xué)調(diào)度策略。

一、移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

無線通信最早出現(xiàn)于一八九九年，但由于技術(shù)限制和條件限制，并沒有廣泛推廣。一九二二年，船舶上開始廣泛使用無線通信系統(tǒng)。六十年代，美國開發(fā)了改進型移動電話系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動選擇無線信道并接入網(wǎng)絡(luò)。七十年代，美國開始開發(fā)第一代移動通信網(wǎng)絡(luò)，利用基站覆蓋，模擬蜂窩式移動通信系統(tǒng)。八十年代中期以后是移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展速度開始加快。第一代移動通信網(wǎng)絡(luò)是模擬制式，AMPS是美國開發(fā)的第一代1G移動通信網(wǎng)絡(luò)，1G網(wǎng)絡(luò)是移動通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化的第一步。第二代移動通信網(wǎng)絡(luò)是2G網(wǎng)絡(luò)，2G網(wǎng)絡(luò)開發(fā)于八十年代末，被稱為數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)。2G網(wǎng)絡(luò)是包括了語音在內(nèi)的全數(shù)字化系統(tǒng)，利用了全新技術(shù)不僅通話質(zhì)量被提高，系統(tǒng)容量也得到了明顯提升。GSM是全球第一個商業(yè)運用的2G系統(tǒng)，GSM采用了TDMA技術(shù)。2.5G網(wǎng)絡(luò)實際上并非全新的移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而是基于2G網(wǎng)絡(luò)提供了增強業(yè)務(wù)。

3G網(wǎng)絡(luò)是已經(jīng)得到高度普及的第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)。3G網(wǎng)絡(luò)與2G網(wǎng)絡(luò)相比提供了更多功能和服務(wù)，其中包括了語音、傳真、數(shù)據(jù)、多媒體娛樂及全球無縫漫游。3G網(wǎng)絡(luò)開發(fā)于一九九六年，推出于一九九八年。

4G網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前最新的第四代移動通信網(wǎng)絡(luò)，4G真正意義上實現(xiàn)了高效移動數(shù)據(jù)傳輸，速率可達到20Mbps。4G支持交互多媒體業(yè)務(wù)、高質(zhì)量影像、3D動畫和寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入。通過實踐4G移動通信網(wǎng)絡(luò)在20KM/小時下實現(xiàn)了1Cbps的實時傳輸速率。4G網(wǎng)絡(luò)融合了MIMO技術(shù)及VSF-OFDM接人技術(shù)。

二、下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)中的無線資源管理與調(diào)度策略

無線資源供求矛盾根源在于用戶對資源的爭用，無線資源管理和調(diào)度的目的是解決多分組業(yè)務(wù)流等待服務(wù)時，如何合理利用RRM管理及調(diào)度資源，以滿足各業(yè)務(wù)流的QOS要求。如果沒有良好的無線資源管理，便會使得移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢無法發(fā)揮，甚至阻礙整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。新一代移動通信網(wǎng)絡(luò)必須做好無線資源管理及調(diào)度。分組調(diào)度時由RNC控制，如RNC分組調(diào)度控制中無法快速、高效反應(yīng)時變信道傳輸信息，便無法進行快速鏈路的分組調(diào)度，便會在RC引入HSDPA后，分組調(diào)度將移入NODE中，這必然影響UE內(nèi)存及系統(tǒng)傳輸延遲。因此，在無線資源管理及調(diào)度策略中，必須考慮如何充分利用時變信道，獲得多用戶分集增益和頻率分集增益，提高系統(tǒng)吞吐量，使用多調(diào)度算法，進行科學(xué)調(diào)度和合理資源管理優(yōu)化。例如：MAX C/I、輪詢RR及、比例公平算法等等。MAX c/j調(diào)度算法利用多用戶分集效果實現(xiàn)最大化系統(tǒng)容量，將資源盡可能的分配給信道條件好的用戶，實現(xiàn)系統(tǒng)吞吐量最大化。在無線資源管理方面可以利用元啟發(fā)式算法及蟻群優(yōu)化算法和遺傳算法等。遺傳算法相比其他算法，ACO尋優(yōu)簡單、易于并行化，是當(dāng)前比較高效及可行的優(yōu)化無線資源管理的方法，不僅能夠有效解決資源優(yōu)化難題，并且遺傳算法不依賴被控對象的精確數(shù)學(xué)模型。

三、結(jié)束語

做好移動通信網(wǎng)絡(luò)的無線資源管理和調(diào)度，是提高移動通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和穩(wěn)定性的重要手段。無線資源管理和調(diào)度應(yīng)從多維度優(yōu)化資源管理及合理調(diào)度，提高頻譜效率，提高系統(tǒng)整體吞吐量來考慮，科學(xué)選用合理算法。