无线通信网络呼叫接纳控制策略研究综述

呼叫接纳控制（CAC）是无线通信网络无线资源管理中一个重要的组成部分,CAC策略依据一定的准则决定呼叫到达请求的允许接入或拒绝接入,其中策略设计的好坏直接影响着网络的性能和资源利用率。20多年来,CAC策略得到了广泛地研究,极大地改善了网络呼损率、中断率、分组延时、丢包率和吞吐率等性能。简要介绍了无线通信网络中与CAC的一些相关背景及CAC策略的功能定位与作用,重点介绍了近年来CAC研究的一些新的成果,并分析了这些成果仍然存在的一些问题,最后给出了对于CAC进一步研究的探讨。     

CDMA网络中综合业务的呼叫接纳控制算法及性能分析

呼叫接纳控制(CAC)是CDMA系统无线资源管理中的重要组成部分,有效的CAC算法能在满足各类业务不同QoS要求的同时,提高资源的利用率。本文对于新呼叫和切换呼叫,提出了一种有效的呼叫接纳控制算法,给予了切换呼叫更高的优先级,并采用Markov链对算法的性能进行了分析。     

IEEE802.16中基于自适应信道预留的呼叫接入策略

呼叫接入控制（CAC）在宽带无线接入（BWA）服务质量（QoS）中起着非常重要的作用。对无线城域网中IEEE802.16复杂的QoS定义,该文提出了一种在IEEE802.16中基于自适应资源预留的呼叫接入控制策略（AR-CAC）。该策略根据UGS负载和信道利用率为其自适应预留信道,同时考虑了IEEE802.16业务的带宽特性。仿真结果表明,该策略在硬切换呼叫切换失败概率不变的情况下降低了高优先级服务的呼叫阻塞率,同时增大了系统的吞吐量。     

多媒体CDMA蜂窝网络中联合退避缓存及速率自适应的呼叫接纳控制策略

资源管理和呼叫接纳控制作为未来蜂窝网络的核心管理模块,能为移动用户提供具有QoS保证的多媒体应用并实现无线资源的有效利用.针对多业务CDMA蜂窝网络,结合非理想功率控制下的容量定义,提出退避缓存与自适应速率调控相结合的呼叫接纳控制策略.其中退避缓策略采用请求呼叫主动退避的思想,有效降低阻塞率;自适应速率调控策略则采用业务用户双重分级的思想,确保用户公平性的同时实现平稳的QoS.仿真结果表明,该策略可以自适应地保证各类业务的QoS要求,提高业务间的公平性和系统资源的利用率.     

WiMAX网络中信噪比与带宽结合的接纳控制算法

呼叫接纳控制（CAC）是宽带无线接入网络无线资源管理中一个重要的组成部分,其中策略设计的好坏直接影响着网络的性能和资源利用率。针对现有基于WiMAX的接纳控制算法仅考虑了带宽作为接纳控制的标准,提出一种结合带宽和信噪比的接纳控制算法,在考虑小区带宽因素的同时能兼顾考虑接纳后业务的信噪比情况。仿真结果表明,结合带宽和信噪比的接纳控制算法可以有效的降低系统中呼叫的掉线率,提高系统性能。     

CDMA系统中考虑相邻小区干扰基于QoS的CAC算法

CDMA网络用户的数量日益增加,无线资源相对有限,用户对服务质量的要求也越来越高,呼叫接纳控制是解决这系列问题的关键技术之一。该文提出了基于QoS(服务质量)考虑相邻小区干扰的呼叫接纳控制算法,以高斯模型引入相邻小区的干扰,以不同业务的中断概率要求为判决门限来实现对于不同业务的QoS的保证。可以看到该算法对于系统干扰源的考虑更加全面,更加符合实际的网络环境;同时也满足了无线用户日益提高的QoS要求,这无疑是移动通信服务更加人性化的一种体现。     

基于马尔科夫链的联合呼叫接入控制算法

异构网络的接入策略与网络资源管理效率紧密相关;同时,网络复杂性与网络资源竞争性直接影响到用户服务质量。针对异构网络接入控制存在的切换掉话率和呼叫阻塞率高、资源利用率低等问题,提出了基于马尔科夫链的联合呼叫接入控制算法。接入控制算法为切换呼叫业务、实时业务动态地预留了一定的带宽资源,根据不同业务设置带宽降级因子来决定是否释放带宽;同时,根据用户偏好和不同业务的QoS要求,构建了呼叫接入控制效用函数,利用马尔科夫链进行了建模分析。仿真表明,算法提高了网络资源利用率,降低了系统复杂度,满足了各类业务的QoS要求。     

一种面向WiMAX的呼叫接纳控制算法

提出一种在WiMAX系统资源紧张时,使接纳率和资源利用率最大化的呼叫接纳控制CAC(Call Admission Control)算法。算法基于经济学概念,利用基尼系数(Gini Coefficient)给出了接纳控制模型,并用修正的sigmoid函数计算接纳概率。根据接纳概率决定是否接纳新到业务。仿真结果表明,算法与典型的截止优先权算法相比,在系统繁忙时系统接纳率和资源利用率都有较大提高。     

多业务IP网络呼叫接纳控制模型和算法

呼叫接纳控制(CAC)是多业务IP网络QoS的关键技术。文章主要研究在采用多协议标记交换(MPLS)传送机制的区分服务(DiffServ)网络中引入带宽代理(BB)资源管理实体条件下的呼叫接纳控制模型和算法。文章在分析比较三类常用呼叫接纳控制技术的基础上,提出了基于参数模型和网络测量相结合的控制模型,给出了该模型的核心控制算法,设计了算法实现流程,并在ns-2.26上进行了仿真实验。仿真结果表明,该文提出的控制模型和算法既能确保各类业务所需的QoS,又能有效地提高网络资源利用率。     

适合于移动多媒体网络的呼叫接纳控制算法

移动多媒体网络应该能够同时支持传统的数据业务和实时交互式多媒体业务,并能够为用户提供QoS保证.在无线移动网中提供QoS保证,呼叫接纳控制扮演着重要的角色.通过对呼叫接纳算法中资源预留方案进行了分析总结,提出了一种适合于移动多媒体网络的自适应呼叫接纳控制算法.     

Transmission scheme and performance analysis for decode-and-forward MIMO two-way relay systems

In decode-and-forward (DF) MIMO two-way relay systems, the transmission schemes are designed and the closed-form expressions for the outage probability and average symbol error rate (ASER) of the twoway relay system are derived based on two different scenarios of channel state information (CSI). For perfect CSI, the maximum-ratio-transmission and combining (MRT-MRC) technique is applied to design the beamforming and combining vectors. Without perfect CSI, the transmission scheme with limited feedback is designed, and the analytical results are verified through two kinds of codebooks, i.e., random vector quantization and Grassmann. The simulation results show that, the proposed transmission schemes for the two-way relay system can outperform other transmission schemes in the performance of outage probability and ASER, and the accuracy of the derived closed-form expressions is also verified by the numerical simulations.     

MIMO系统中的最优中继选择方案

研究多输入多输出中继系统中基于放大转发协议的最优中继选择方案,推导出中断概率和平均信道容量的闭式表达式,并对不同中继节点数时的中断概率和平均信道容量进行仿真。结果表明,该方案可以有效降低系统中断概率,且随着中继节点数的增多,系统平均信道容量优于直接传输方案。     

Two-Way中继系统中基于最小化总功率的功率分配策略*

在保证系统QoS前提下,为了降低Two-Way中继系统的总功率开销,提出了一种基于最小化总功率的优化功率分配策略。首先对Two-Way中继系统中断概率的闭合表达式进行了推导;在系统中断概率等于某一恒定值的条件下,建立了最小化系统总功率的优化模型。通过拉格朗日乘数法对优化模型进行了求解。仿真结果证明了此策略能降低系统总功率开销。     

协作通信的中继选择策略性能研究

在解码转发协议的基础上,研究了全选中继策略和机会中继选择策略的中断概率性能,推导了瑞利衰落下的两种策略的中断概率精确闭式结果,给出了高信噪比时的中断概率近似表达式.通过理论分析和数值仿真结果得出:在信噪比足够高或在中继-目的信道性能优于源-中继的信道性能的情况下,这两种策略具有相同的中断概率性能;源-中继的信道性能比中继-目的节点的信道性能越好,全选中继策略的性能越优于机会中继选择策略的中断概率性能.     

能量收集无线网络中面向统计服务质量的最优功率分配

针对能量收集无线网络中的服务质量（QoS）保障问题,提出了面向统计QoS的最优功率分配方案,从而最大化时延QoS约束下的有效容量。首先,构建能量收集无线网络的有效容量最大化问题。其次,利用凸优化理论求解出最优功率分配方案以及该方案下的最大有效容量,并得出了两种特例下的最优功率分配方案,即：当QoS需求非常松弛时,最优化功率分配方案收敛于注水策略;当QoS需求非常严格时,最优化功率分配方案收敛于信道反转策略。然后,求解了所提最优功率分配方案得到的信道中断概率。最后,通过仿真实验,检验了该最优功率分配方案的性能。实验结果表明,与现有策略相比,所提方案能够获得更大的有效容量。     

基于路径中断概率的VANETs连接模型及性能分析

车载网VANETs（Vehicular Ad hoc Networks）在道路安全、车流量管理和娱乐应用具有广阔的前景,而这些应用依赖数据有效的传输。为此,VANETs的数据传输技术成为研究的焦点。然而,VANETs的拓扑动态变化、车辆快速移动加速了车间通信链路的断裂,降低了链路的可靠性,为数据有效传输提出了挑战。据此,分析了VANETs的多跳通信连接特性。通过研究端到端中断概率,提出多跳连接的分析模型。通过模型,可得出在一定的平均端到端中断概率所需的最小发射功率以及最大传输跳数。通过仿真,验证理论模型的正确性。仿真进一步表明,通过合适的功率控制算法有利于改善数据传输路径。     

Two-way中继系统中基于最小化中断概率的功率分配策略*

为了降低Two-Way中继系统中断概率,本文提出了一种Two-Way 中继系统中基于最小化中断概率的功率分配策略。首先推导了Two-way中继系统中断概率的闭合表达式,然后在总功率受限的条件下,提出了一种最小化中断概率的最优功率分配策略（OPA）。通过拉格朗日乘数法对该优化模型进行了求解。仿真结果证明了该策略能够有效的降低系统的中断概率,提高系统性能。     

新型信道自适应编码协作体制

针对传统编码协作体制在信道条件动态变化的移动场景中存在较严重的性能损失问题,提出一种码率兼容低密度奇偶校验(LDPC)码与混合自动重传请求(HARQ)协议相结合的新型自适应编码协作体制.假设信道状态信息在每次传输时发生变化,通过不等长增量冗余的自动重传,协作节点与目的节点处的等效码率随信道条件变化而获得自适应非线性调整.推导所提体制的中断概率与吞吐量等系统性能表达式,并给出理论分析及仿真结果.实验结果表明,在适当的兼容码率设计下,所提体制与传统体制和等长传输体制相比较可有效降低系统中断概率,提高系统的吞吐量,改善移动环境下协作通信系统的传输可靠性.     

联合考虑主用户QoS和安全约束下认知NOMA安全传输

本文研究了认知非正交多址接入(NOMA)网络中联合考虑主用户服务质量(QoS)约束和安全约束下次用户物理层安全传输.该网络中采用认知功率分配策略,优先保障主用户的QoS和安全性能.在此功率分配方案下,推导得出了次用户连接中断概率(COP)和安全中断概率(SOP)的闭式表达式,揭示了系统参数配置对次用户传输可靠性和安全性的影响关系,以及安全性-可靠性之间的折衷关系.仿真结果表明,较强的主用户安全约束恶化了次用户的安全性能,但是提升了次用户的安全-可靠折衷性能.     

超密集网络中基于Stackelberg博弈的非统一定价功率控制

针对超密集网小区同频部署中产生的区间干扰问题,提出基于Stackelberg博弈的非统一定价功率控制方案。首先,建立基于Stackelberg博弈的非统一定价功率控制模型,并通过该模型求解出基于价格的最优发射功率,此发射功率是关于干扰价格的函数;接着通过引入拉格朗日函数求解出相应基站的最优干扰价格,由控制器把干扰价格发送给相应的基站,并由基站调整自己的发射功率值去减弱对当前用户的干扰。仿真结果表明,与基于Stackelberg博弈的统一定价功率控制方案相比,所提方案在系统平均中断概率上平均下降了3个百分点。与基于基站权重的功率控制方案相比,在基站数量低于105时,所提方案在平均中断概率平均上上升了1.4个百分点;而当基站数超过105时,所提方案在平均中断概率上平均下降了1.6个百分点。此外,与这两个方案相比,所提方案在系统平均吞吐量上分别提升了12个百分点和10.5个百分点;在系统平均频谱效率上分别提升了9个百分点和8.5个百分点;在系统平均功率效率上分别提升了13个百分点和12个百分点。实验结果表明所提方案能够在部署更多基站情况下更好地提高蜂窝系统的性能。