摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)和移動通信技術(shù)也得到了高速的發(fā)展。其中分布式無線通信系統(tǒng)作為通訊系統(tǒng)中最受關(guān)注的一項技術(shù)，探究分布式無線通信系統(tǒng)頻譜資源的有效分配能夠使頻譜資源得到有效的利用，對無線通信系統(tǒng)的設(shè)計和使用性能都會有一定的積極影響。本文就如何進行分布式無線通信系統(tǒng)頻譜資源的有效分配展開論述。

關(guān)鍵詞：分布式；無線通信系統(tǒng)；頻譜資源；分配方法

中圖分類號：TN919.72 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）36-0237-02

1 引 言

移動通信技術(shù)的高速發(fā)展，不僅僅提升了人們對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的廣泛度，同時以分布式無線通信為代表的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也得到了高速的發(fā)展。在未來的發(fā)展中，如何有效的分配分布式無線通信系統(tǒng)頻譜資源成為了制約分布式無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵問題，本文針對分布式無線通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀，根據(jù)頻譜資源分配的原理和方法，闡述了分布式無線通信系統(tǒng)頻譜資源進行有效分配的優(yōu)勢。

2 分布式無線通信系統(tǒng)現(xiàn)狀

現(xiàn)代高速發(fā)展的社會正在步入一個完全信息化的時代，如何能夠?qū)崿F(xiàn)任何人在任意的時間和地點與任何人通訊是這個信息化時代應(yīng)該解決的問題。無線通信系統(tǒng)作為解決這一問題的關(guān)鍵技術(shù)，其已經(jīng)發(fā)展成為通信技術(shù)的核心。

Distributed Wireless Communication System （DWCS）又稱分布式無線通信系統(tǒng)目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各個不同的通信領(lǐng)域中。其中，20世紀60年代美國科學(xué)家提出的蜂窩移動通信的概念大力推動了DWCS的發(fā)展，同時蜂窩移動通信技術(shù)的提出為無線通信技術(shù)的發(fā)展起到了奠基性的作用。21世紀以后，由GPRS和EDGE組成的2.5G通信技術(shù)只能滿足部分低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的正常要求，對于高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求則滿不足了，3G通信技術(shù)應(yīng)運而生。隨后WiMAX等新鮮元素陸續(xù)加入到3G通信技術(shù)中，為當(dāng)時的通信系統(tǒng)的發(fā)展加入了新鮮的發(fā)展動力。

隨著網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化的發(fā)展，人們對于移動通信的要求越來越高，無線通信系統(tǒng)逐漸出現(xiàn)在人們的眼前，到現(xiàn)在為止人們對于新型組網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)趨于成熟。其中新型組網(wǎng)技術(shù)研究的重點在于對現(xiàn)有組網(wǎng)方案的改進，現(xiàn)階段我國的組網(wǎng)方案仍然是傳統(tǒng)的蜂窩小區(qū)組網(wǎng)方案，如何改變這一傳統(tǒng)的組網(wǎng)方式，通過有效的部署來適應(yīng)更高的用戶體驗，為用網(wǎng)用戶提供靈活高效的網(wǎng)絡(luò)，以完成分布式無線通信系統(tǒng)頻譜資源的有效分配，是現(xiàn)階段DWCS發(fā)展中遇到的主要問題[1]。

3 DWCS頻譜資源分配原理和方法

DWCS頻譜資源能夠有效的進行分配制約未來移動通信系統(tǒng)發(fā)展。而DWCS頻譜資源分配的原理和目的是為了保障用戶對于使用網(wǎng)絡(luò)的各種各樣不同的用戶體驗。在這個過程中用戶會對數(shù)據(jù)的傳輸速率、分組延時狀態(tài)和延時抖動等一些用戶之間的公平性準(zhǔn)則提出一些要求，而DWCS頻譜資源分配的原理就是基于用戶提出的各種要求，依據(jù)不同的公平性原則，利用分布業(yè)務(wù)的本體特性以及信道衰落在時間空間上的選擇性，盡可能的保障用戶各種各樣的需求，以完成對DWCS頻譜資源的有效合理分配[2]。

3.1 DWCS頻譜資源分配原理

上文已經(jīng)提到對于分布式無線通信系統(tǒng)頻譜資源的分配主要是依據(jù)不同的公平性原則。在3G技術(shù)剛剛被人們使用時，網(wǎng)絡(luò)通信供應(yīng)商往往會將頻譜資源優(yōu)先考慮各用戶的最小需求，滿足用戶的最小需求后，再根據(jù)各個用戶的信道條件進行頻譜資源的隨機分配，這種分配的原理就導(dǎo)致了信道條件不好的用戶不能夠完整的使用有效的頻譜資源，在現(xiàn)在看來，這種分配的原理是不公平的。

現(xiàn)階段，我國電信運營商通常會按照最大-最小公平性準(zhǔn)則、比例公平準(zhǔn)則、時間平均公平性準(zhǔn)則等多種公平性準(zhǔn)則來進行DWCS頻譜資源的有效分配。

其中，最大-最小和比例公平準(zhǔn)則是在資源分配中最常運用的準(zhǔn)則，都是基于這樣的工作原理，如圖1所示。

在圖1公式中一共有三個約束條件（C），C1表示用戶的最大資源使用量在系統(tǒng)本身的資源量之內(nèi)，C2表示各個用戶的資源分配功率在系統(tǒng)本身的功率之內(nèi)，C3表示任意用戶使用的網(wǎng)絡(luò)速度均不低于用戶的平均使用速率，其中ri為用戶使用網(wǎng)絡(luò)的使用速率。正是基于這樣的工作原理，最大-最小和比例公平準(zhǔn)則才能夠在DWCS品族資源的分配的過程中保證資源的有效分配和重復(fù)利用，但是這兩種公平性分配準(zhǔn)則受限于它們的工作原理，只能夠在單次的使用中起到公平分配的作用。而時間平均公平性準(zhǔn)則保證在一定的時間段內(nèi)用戶可以獲得相同的時間平均性能。由于時間平均公平性準(zhǔn)則對應(yīng)時間的長度比較長，就可以進一步保證充分發(fā)掘時間分集的潛在潛力[3]。

3.2 DWCS頻譜資源分配方法

在進行DWCS頻譜資源分配方法的研究中，應(yīng)該充分考慮到其與遺傳算法的結(jié)合，同時要充分的考慮到載波與功率在頻譜資源容量上的相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系和信道條件以及容量的需求之間的差值，以改善新到的條件為出發(fā)點，建立合理的DWCS頻譜資源分配模型，利用完整的遺傳算法公式設(shè)計出有效的DWCS頻譜資源分配方案，以完成對頻譜資源的有效分配。

利用字符編碼的方式，通過遺傳算法的基礎(chǔ)公式，編碼出含有無線通信系統(tǒng)中沒有被用戶進行占用子載波長度的頻譜資源分配方法模型。

同時在確定該模型之前，必須考慮到不同載波的數(shù)量對能量的制約和影響?；谧畲?最小公平性準(zhǔn)則，在保證用戶的容量需求在無線通信系統(tǒng)能夠正常承載的范圍內(nèi)，就可以將用戶的容量需求隨機生成。在這期間需要注意一個問題，載波作為一種不可持續(xù)的資源，可以起到這樣的一種作用：通過算法消耗的能量與載波的數(shù)量是成反比的，也就是說載波的數(shù)量越高，算法消耗的能量越少。從這一點就可以看出來，是可以通過選擇不同的算法，消耗不同的載波來確定不同的分布式無線通信系統(tǒng)頻譜資源的模型[4]。

在確定好DWCS模型之后，需要在保證最低效率的情況下，保證該模型能夠自動的對發(fā)射的功率進行調(diào)試，避免單一功率的發(fā)射波不僅造成能源的浪費，同時不能夠保證分布式無線通信系統(tǒng)頻譜資源的能效的提高，最終導(dǎo)致用戶的使用體驗并不能夠達到理想的效果。

4 結(jié)束語

未來移動通信系統(tǒng)面臨的巨大問題就是如何將維護用戶的使用體驗和合理的分配分布式無線通信系統(tǒng)頻譜資源有機的結(jié)合起來，研究出真正能夠有效的分配DWCS頻譜資源的方法，并使之發(fā)展成熟，這對我國整個通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步是必不可少的。在這個發(fā)展的過程中，我們應(yīng)該做到取長補短，充分借鑒國外DWCS頻譜資源分配技術(shù)較為成熟的國家，吸取發(fā)達的技術(shù)，轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿游覈擁椉夹g(shù)發(fā)展的動力，促進分布式無線通信系統(tǒng)頻譜資源的有效分配，進一步保證用戶的使用體驗和資源的合理分配，最終為我國信息化時代的建設(shè)起到推動的作用[5]。

參考文獻

[1]林俊如，曾 鵬，于海斌.面向高速工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的TDMA MAC協(xié)議設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機科學(xué)，2011，38（10）：299～304.

[2]高 男，周金和.分布式無線通信系統(tǒng)頻譜資源有效分配研究[J].計算機仿真，2018，35（06）：180～183.

[3]王 瑜，李 征，吳偉陵.分布式無線通信系統(tǒng)的反向鏈路容量分析.北京郵電大學(xué)學(xué)報，2004，27（3）：103～107.

[4]葉曉暉.分布式無線通信系統(tǒng)信道接入關(guān)鍵技術(shù)研究.清華大學(xué)學(xué)報，2005，05（10）：99～104.

[5]吳 非.認識無線電多小區(qū)間頻譜分配算法研究[J].計算機通信，2008，15（07）：122～124.

收稿日期：2018-11-17