GEO卫星移动通信系统信道分配策略研究

　　目前移动通信系统的信道分配方案主要有非优先切换方案、预留信道方案和排队方案。非优先方案是最基本的信道分配方案，系统对初始呼叫和切换呼叫一视同仁。当没有信道可用时，便形成呼损;预留信道方案将信道分为正常信道和预留信道，正常信道为初始呼叫和切换呼叫所竞争，而预留信道只服务于切换呼叫; 排队方案不对信道进行分类，当系统没有可用信道时，新到达的切换呼叫可以排队等待系统分配信道，在排队过程中，切换呼叫无法立即接通，且排队队列越长，切换呼叫接通的等待时间就越长。

　　在上述几种信道分配方案中，预留信道方案通过预留信道降低切换呼损率，但却导致初始呼损率上升; 排队方案通过排队机制降低切换呼损率，却使切换呼叫产生一定的延迟。如果将预留信道方案与排队方案相结合，即预留少量的信道同时又引入排队机制，这样就不会导致初始呼叫呼损率过大，并可以通过排队进一步降低切换呼损率。

　　3 仿真分析

　　根据上述各种参数的推导，结合以下参数设置,通过仿真来分析系统的性能。

　　波束覆盖半径R : 500 km; 每个波束的信道数M: 30 条; MES 在切换区驻留时间1/ uq 为信道保持时间1/ uh 的1/ 4; MES 移动速度v: 1 000 m/ s; MES每次通话时长20 min。预留信道方案预留2 条信道，排队混合方案预留2 条信道并且排队队列为10。

　　如图2 所示，非优先方案的初始呼损率最低，切换呼损率最高; 预留信道方案的切换呼损率较低，但初始呼损率却较高，因为信道的利用率降低了; 排队混合方案的初始呼损率和预留信道方案是相同的,它的切换呼损率是最低的，因为在排队混合方案中,切换呼叫除了可以参加排队之外，还可以使用预留的信道。

图2 3 种方案初始呼损率和切换呼损率比较

　　预留不同的信道数对系统性能有很大影响，如图3( a) 所示，预留信道越多，系统性能越差，因为预留信道不能被初始呼叫所使用，降低了信道的利用率，进而降低了系统容量。由图3( b) 可见，对于不同的队列长度，初始呼叫的阻塞率几乎没有改变。

　　因为初始呼叫不参与排队，队列的大小和初始呼叫没有任何关系，排队只是针对切换呼叫。对于切换呼叫，当呼叫强度较低，每小时少于20 次时，队列大小对系统性能影响不明显，因为排队混合方案为切换呼叫预留了信道; 当呼叫强度增大，预留信道被全部占用，切换呼叫开始参加排队。但并不是队列值越大，系统可容纳的呼叫强度就越大，当呼叫强度达到55 次/ h 以上时，队列大小对系统性能的影响同样不明显。当呼叫强度为30 次/ h，预留2 条信道,队列大小为10 的排队混合方案的切换呼损率和初始呼叫呼损率分别约为0. 001 和0. 02，而预留信道方案在保证切换呼损率为0. 001 时，至少要预留5条信道，而预留5 条信道时的初始呼损率高达0. 1,显然排队混合方案比预留信道方案有更好的性能。