基于信道預(yù)留和強占優(yōu)先的移動信道切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，特別是涉及一種移動信道的切換方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動通信技術(shù)的日新月異，移動用戶數(shù)量和多媒體通信業(yè)務(wù)量的迅速增加， 小區(qū)分布越來越密集，小區(qū)之間業(yè)務(wù)切換更加頻繁，同時頻譜、時隙等無線資源越來越緊 張，為了更高效地利用無線資源，提高系統(tǒng)容量和業(yè)務(wù)QoS(Qualityofservice),設(shè)計適 合語音、數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù)的切換接入策略一直是研究的熱點。
[0003] 切換是移動通信系統(tǒng)中為了保證移動用戶通信的連續(xù)性或基于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和操作 維護(hù)等原因，將用戶從當(dāng)前的通信鏈路轉(zhuǎn)移到其他小區(qū)的過程。對于語音呼叫，通話的強制 中斷比對新呼叫的阻塞更令人難以接受，所以人們提出了多種賦予越區(qū)切換優(yōu)先權(quán)的接入 方案。
[0004] 李海波.TD-SCDMA系統(tǒng)接力切換技術(shù)研究[D]，吉林大學(xué)，2008.根據(jù)呼叫的 不同屬性設(shè)置了不同的切換優(yōu)先級別。P.VenkataKrishna，SudipMisra，Mohammad S.Obaidat,etc.Anefficientapproachfordistributeddynamicchannelallocation withqueuesforreal-timeandnon-real-timetrafficincellularnetworks[J].The JournalofSystemsandSoftware, 2009, 82(7): 1112 - 1124.根據(jù)用戶移動特點為小區(qū)動 態(tài)預(yù)留切換信道，但它們未考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入。
[0005] YuhongZhang,EzzatollahSalari.Ahybridchannelallocationalgorithm withprioritytohandoffcallsinmobilecellularnetworks[J].ComputerCommunic ations，2009, 32 (5) : 880 - 887提出了排隊及信道借用的混合切換信道分配機制，賦予了切 換呼叫較高的優(yōu)先級。李波，吳成柯，李冬.基于預(yù)留信道和強占優(yōu)先相結(jié)合的接入策略 [?1].通信學(xué)報，2000,21(3):12-18.(文獻(xiàn)7)以及118〇，冊0^叩1?5，]^1(通01'0 1^1」1，6七。. Analysisandstudyofahandoffschemewithmultipleprioritystrategies[J]. SCIENCEINCHINA(SeriesE), 2000, 43 (4): 355-364 (文獻(xiàn) 8)在語音 / 數(shù)據(jù)綜合業(yè)務(wù)切 換中賦予了語音切換對數(shù)據(jù)服務(wù)信道的優(yōu)先強占機制，但未考慮業(yè)務(wù)的多屬性。Jingao Wang,Qing-AnZeng,DharmaP.Agrawal.PerformanceAnalysisofaPreemptiveand PriorityReservationHandoffSchemeforIntegratedService-BasedWireless MobileNetworks[J].IEEETransactionsonMobileComputing, 2003, 2(1) :65-75.(文 獻(xiàn)9)提出的優(yōu)先強占切換策略由于實時和非實時業(yè)務(wù)新呼叫服務(wù)信道的嚴(yán)格區(qū)分機制，會 造成信道資源的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明型專利針對不同切換業(yè)務(wù)自身屬性，提出了一種基于信道預(yù)留和強占優(yōu)先 的接力切換策略，旨在提高小區(qū)負(fù)載實時變化情況下的業(yè)務(wù)Q〇S，提高系統(tǒng)資源利用率，在 降低高優(yōu)先級切換阻塞率的同時，折中低優(yōu)先級業(yè)務(wù)的呼叫損失。實驗表明該策略為當(dāng)前 小區(qū)的主要業(yè)務(wù)提供了更好的服務(wù)質(zhì)量。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0008] -種基于信道預(yù)留和強占優(yōu)先的移動信道切換方法，設(shè)定語音越區(qū)切換呼叫具有 比語音新呼叫以及數(shù)據(jù)呼叫更高的優(yōu)先等級：在切換呼叫業(yè)務(wù)中，VIP語音切換、快速語音 切換、普通語音切換的優(yōu)先級依次遞減；
[0009] 當(dāng)一個VIP語音切換呼叫到達(dá)時，如果目標(biāo)小區(qū)沒有空閑信道，在線的數(shù)據(jù)呼叫 數(shù)大于等于1且排隊隊列未滿，該VIP語音切換呼叫可以強占正在為某個數(shù)據(jù)呼叫服務(wù)的 信道，服務(wù)信道被強占的數(shù)據(jù)呼叫則轉(zhuǎn)移到本小區(qū)的排隊隊列進(jìn)行等待，直到出現(xiàn)新的空 閑信道或被轉(zhuǎn)移走，如果目標(biāo)小區(qū)沒有空閑信道且排隊隊列已滿，該VIP語音切換呼叫被 阻塞；快速語音切換呼叫和普通語音切換呼叫有與VIP語音切換呼叫相同的對數(shù)據(jù)服務(wù)信 道的強占機制，當(dāng)為語音呼叫服務(wù)的信道數(shù)目大于或等于仏時，快速語音切換呼叫被阻塞； 當(dāng)為語音呼叫服務(wù)的信道數(shù)大于或等于C2時，普通語音切換呼叫被阻塞；
[0010] 其中，c3為快速語音切換呼叫服務(wù)的截止信道數(shù)目，c2為普通語音切換呼叫服務(wù) 的截止信道數(shù)目，且c2 <C3 <S，S為VIP語音切換呼叫服務(wù)的截止信道數(shù)目，也即為每個 小區(qū)共有的信道數(shù)目。
[0011] 小區(qū)所有的語音新呼叫，均視為同等優(yōu)先級，當(dāng)正在占用信道的語音呼叫數(shù)大于 或等于(^時，到達(dá)的語音新呼叫將被阻塞，當(dāng)正在占用信道的語音呼叫數(shù)小于(^時，如果有 空閑信道，系統(tǒng)為該語音呼叫分配一個可用信道，如果沒有空閑信道，該語音呼叫可以強占 正在為某數(shù)據(jù)呼叫服務(wù)的信道，服務(wù)信道被強占的數(shù)據(jù)呼叫進(jìn)入本小區(qū)排隊隊列等待新的 空閑信道，若排隊隊列滿，該語音新呼叫被阻塞；其中，Ci為語音新呼叫服務(wù)的截止信道數(shù) 目，且Q<c2。
[0012] 數(shù)據(jù)呼叫到達(dá)目標(biāo)小區(qū)時，如果無空閑信道，則進(jìn)入排隊隊列等待，若排隊隊列已 滿，該數(shù)據(jù)服務(wù)被阻塞；如果在隊列中等待的數(shù)據(jù)呼叫在未得到服務(wù)之前離開小區(qū)，該數(shù)據(jù) 呼叫將被轉(zhuǎn)移到新的目標(biāo)小區(qū)中去；所述的數(shù)據(jù)呼叫包括數(shù)據(jù)新呼叫、從鄰區(qū)轉(zhuǎn)移來的數(shù) 據(jù)呼叫和切換來的數(shù)據(jù)呼叫。
[0013] 采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明，當(dāng)系統(tǒng)語音呼叫強度較大時，高優(yōu)先級的VIP、高速 語音切換阻塞率減小了至少50%;當(dāng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)呼叫強度較大時，該策略降低了數(shù)據(jù)呼叫阻 塞率和排隊隊長，并使傳輸時延減小了近0. 01s，整體上提高了系統(tǒng)的QoS。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明中系統(tǒng)接入模型。
[0015] 圖2為本發(fā)明系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
[0016] 圖3為語音新呼叫阻塞率對比圖。
[0017] 圖4為VIP語音切換阻塞率對比圖。
[0018] 圖5為不同屬性語音切換呼叫阻塞率對比圖。
[0019] 圖6為數(shù)據(jù)呼叫阻塞率(新呼+切換）對比圖。
[0020] 圖7為平均排隊隊長對比圖。
[0021] 圖8為數(shù)據(jù)傳輸延遲對比圖。
【具體實施方式】
[0022] 如圖1所示，一種基于信道預(yù)留和強占優(yōu)先的移動信道切換方法，根據(jù)用戶屬性 將呼叫分為VIP語音切換呼叫、快速語音切換呼叫（速度門限假定為40km/h)、普通語音切 換呼叫、語音新呼叫、數(shù)據(jù)切換呼叫和數(shù)據(jù)新呼叫。這里假設(shè)移動通信系統(tǒng)由很多相同小區(qū) 組成，每個小區(qū)有S個業(yè)務(wù)信道，有一個大小為Q的數(shù)據(jù)呼叫排隊隊列。這里將呼叫的當(dāng)前 服務(wù)小區(qū)稱為"當(dāng)前小區(qū)"，將呼叫將要切換進(jìn)入的小區(qū)叫做"目標(biāo)小區(qū)"。系統(tǒng)模型如圖1 所示。
[0023] 設(shè)定語音越區(qū)切換呼叫具有比語音新呼叫以及數(shù)據(jù)呼叫更高的優(yōu)先等級：在切換 呼叫業(yè)務(wù)中，VIP語音切換、快速語音切換、普通語音切換的優(yōu)先級依次遞減。
[0024] 當(dāng)一個VIP語音切換呼叫到達(dá)時，如果目標(biāo)小區(qū)沒有空閑信道，在線的數(shù)據(jù)呼叫 數(shù)大于等于1且排隊隊列未滿，該VIP語音切換呼叫可以強占正在為某個數(shù)據(jù)呼叫服務(wù)的 信道，服務(wù)信道被強占的數(shù)據(jù)呼叫則轉(zhuǎn)移到本小區(qū)的排隊隊列進(jìn)行等待，直到出現(xiàn)新的空 閑信道或被轉(zhuǎn)移走，如果目標(biāo)小區(qū)沒有空閑信道且排隊隊列已滿，該VIP語音切換呼叫被 阻塞；快速語音切換呼叫和普通語音切換呼叫有與VIP語音切換呼叫相同的對數(shù)據(jù)服務(wù)信 道的強占機制，當(dāng)為語音呼叫服務(wù)的信道數(shù)目大于或等于仏時，快速語音切換呼叫被阻塞；