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接入控制机制的未来研究方向---
重连接情况下蜂窝移动通信网接入控制的研究
通信与信息系统高萌1301021
接入控制(CAC,Connection/callAdmissionControl)是蜂窝移动通信网无线资源管理中的重要组成部分，其主要作用是对接入系统的各种业务流进行控制，通过合理地利用有限的资源，在保证网络中现有业务流QoS的同时，满足新接入的用户所要求的QoS，或者尽力减小接入业务流对现有业务流QoS的影响，从而有效地避免网络拥塞，保证各类业务的QoS。
对于第三代无线通信系统的接入控制机制的研究仍在进行中，下面介绍一种接入控制机制的未来的研究方向---重连接情况下蜂窝移动通信网接入控制的究。
1.课题背景
为了提高无线通信系统的容量以适应宽带业务的需求，未来无线通信系统将向微小区/微微小区的架构发展。这样，无线网络的资源稀缺性和用户的移动性问题将显得更为突出，一部分用户的连接请求不可避免的会被阻塞或者被强行中止，这时，用户往往会选择重连接，但是，重连接会给网络的性能带来负面影响，这也是蜂窝移动通信网接入控制中不可忽视的现象。虽然关于重连接情况的分析，国外的学者做了很多贡献，提出了不少资源分配的方法。如SunghyunChoi和KangG.Shin在提出了一种预测和自适应相结合的带宽预留和接入控制方案；SooyeonKim[2]等设计了一种基于优先级的自适应无线多媒体服务接入控制算法；宋梅[3]等也对基于QoS的宽带无线接入控制进行了研究。但是那些文献都没有在接入控制上将重连接请求与新的连接请求作与区分。基于以上背景，提出了“重连接情况下蜂窝移动通信网接入控制研究”这一研究方向，其旨在研究重连接情况对蜂窝移动通信网的性能及其用户QoS的影响，并试图提出可行的算法，以提高用户的QoS和系统资源的利用率，因此具有重要意义。
2.研究目标和研究内容
2.1研究目标
该课题主要研究具有一般意义的蜂窝通信网的呼叫接入控制算法，并针对重连接的情况进行了分析，主要研究目标为：
1）对有重连接和无重连接模型下的系统进行比较。
2）提出可行的算法，以提高重连接情况下无线小区的系统性能。
2.2研究内容
1）通过仿真分析比较有重连接和无重连接模型下的系统性能，并说明重连接对网络性能及用户QoS的影响。
2）提出了基于排队论知识的四优先级和三优先级的重连接优先接入控制算法，并提出了一次重连接阻塞率、二次重连接阻塞率、重连接阻塞率、非重连接阻塞率以及小区总阻塞率等指标来评价算法性能。
3）提出了基于三优先级的重连接优先接入控制算法的门限信道自适应算法，该算法能在小区负载变化的情况下动态调整门限信道的个数，从而在保证用户获得预定QoS的前提下，充分提高系统资源的利用率。
3.重连接网络模型描述
存在排队现象主要因素为某些资源、设备或空间（场地）的有限性以及人们对它们的需求。如呼叫接入控制就是由于信道资源的有限性和用户对信道的需求而产生的。排队系统可以归结为顾客与服务窗口之间的一种服务关系。如图3.1所示。

重连接网络模型是在排队模型的基础上建立起来的。在考虑重连接情况时，假设受阻塞或者掉线的用户会等待一段时间后会以一定概率重新发起连接，此时可将小区的连接请求来源分为四部分：小区内新连接请求（发起于本小区），新连接的重连接请求（被阻塞的新连接）切换连接请求（通话时从外小区移动过来连接请求），切换重连接请求（掉线的切换请求）。重连接排队网络模型如图3.2所示。
模型参数意义：
λn新连接到达强度
λh切换连接到达强度
1/μn新连接在该小区内通信持续时间的平均值
1/μh切换连接在该小区内通信持续时间的平均值
C小区信道容量个数
G小区内保护信道个数（所谓保护信道是指在小区中预留出一部分信道专门供切换连接使用）
Nn小区内新连接被阻塞的门限信道数（Nn=C-G）
an新连接被阻塞用户的重连接概率
ah掉线用户重连接概率
1/λrn阻塞用户重连接间隔时间平均值
1/λrh掉线用户重连接间隔时间平均值

4.四优先级重连接优先接入算法
由于降低重连接的阻塞率，能够减少重连接给小区性能带来的负面影响。因此，据据排队论的知识，可以通过提高某一用户的优先级来实现降低该用户的阻塞率。基于这样的思路，假设小区内的接入控制模块能够识别不同的连接请求类型，提出的四优先级的重连接优先控制（FRPA）算法流程图如图4.1所示。

这里假设所有用户所需的通信带宽均只需要一个信道。FRPA算法描述为：切换请求与切换重连接请求的优先级最高，只有当小区内的所有信道都被占用时，这些请求才被拒绝；其次是本小区第二次重连接请求，当有C-Srg（称Srg为二次重连接信道差额）个以上的信道（包括C-Srg个）被占用时，第二次重连接被拒绝，否则