m移动通信系统中越区切换算法的matlab仿真,对比MASN,ASUR,OP

简介: m移动通信系统中越区切换算法的matlab仿真,对比MASN,ASUR,OP

1.算法仿真效果
matlab2022a仿真结果如下:

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2.算法涉及理论知识概要
硬切换,就是强制切换,其最大的特点是:“先断后连”。在硬切换过程中,用户移动设备仅仅保持与一个基站链接,一旦切换操作被激活,其马上会切断原有的连接,然后再与新的基站建立连接。从一个基站切换到另个基站的过程中,通信链路有短暂的中断。这个中断的时间长短将影响用户的通话。而且硬切换具有另一个缺陷,就是在区域边界出会频繁的出现反复切换的现象,这也是所谓的乒乓效应。当信道衰落效应存在的时候,会更进一步加剧乒乓效应。解决这个问题的办法是,通过滞后参数来延迟执行的时间,从而避免频繁切换的问题,但这将会要求小区边界有一个较高的发送功率,这就导致了给其他用户带了通话干扰。从而导致系统的容量的下降,影响了小区内整体的通话质量。图1就是硬切换的物理结构:

2885d6e9a306c2745c9f4f23132fd9a2_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

   通常情况下,硬切换测量过程对移动台设备的要求比较高。如果需要进行不同频率的硬切换操作,那么其首先需要做一个操作,即测量多个小区的导频信号强度。这就导致了硬切换过程中会引致另一个严重的缺陷,硬切换的基本原理如图2所示:

ebe192919a3fcf1bc4276071a53b5416_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

     如上图所示,当一个移动用户从小区1走向小区2的时候,小区1基站和用户移动台之间物理距离逐渐变大,这就导致用户移动设备接收到来自小区1基站的信号不断减弱,当这个信号小于一个门限的时候,便会激活硬切换过程。硬切换就会切断移动用户与基站的连接,同时启动与基站2的连接,从而完成一个硬切换的过程。

软切换

    软切换在其切换过程中,软切换不需要另外单独设置设备的频率的时候,也不会出现中断的情况,通常情况下,软切换可以分为软切换过程和更软切换过程两种切换过程。软切换:当用户移动台设备开始与一个新的小区基站建立联系的时候,并不立即中断与原来基站之间的通信,即“先连后断”。

image.png

    区分软切换和硬切换主要看它们发生的时间,后者是在某一个时间点上,而前者则不同,它是在一段时间内。

       在软切换中,只要满足触发条件,在新基站的导频强度不小于原来基站的导频强度之前,移动台都会进入软切换状态并建立新的连接。移动台会同时和至少两个基站保持连接,直到与原来的基站断开连接。因此软切换是一个“先建后断”的过程。

   而在硬切换过程中,如果移动台从a小区的边缘向b小区移动时,移动台会不断地测量b小区的导频信号强度,当b小区比a小区的导频强度大于迟滞边界时,硬切换就发生了。硬切换发生的同时,在与新基站建立连接之前,先要断开与原来基站的连接。所以说,硬切换是一个“先断后建”的过程。

3.MATLAB核心程序

%定义小区1,小区2,小区3的状态
cell1_state = 1;%小区1处于连接状态
cell2_state = 0;%小区2处于非连接状态
full        = 0;%激活集未满
Count       = 0;%定义激活集个数

Best_pn     = 10;%定义最好导频强度
Worst_pn    = 1;%定义最弱导频强度
T_ADD       = [1 2 3 4 5 6];%加入门限
T_DROP      = 7;%丢失门限
T_REP       = 1;%门限
Delta_T     = 5;%状态持续时间

times       = 1000;%仿真持续时间

Power_cell2 = zeros(times,1);%小区2的强度
tmp2        = 0;
cnt2        = 0;

%定义平均激活数
ASUR        = zeros(length(T_ADD),1);

for j = 1:length(T_ADD)

    for k = 1:200

    MASN_tmp = 0;

    %定义小区1,小区2,小区3的状态
    cell1_state = 1;%小区1处于连接状态
    cell2_state = 0;%小区2处于非连接状态
    full        = 0;%激活集未满
    Count       = 0;%定义激活集个数

    Best_pn     = 6;%定义最好导频强度
    Worst_pn    = 1;%定义最弱导频强度
    T_ADD       = [1 2 3 4 5 6];%加入门限
    T_DROP      = 7;%丢失门限
    T_REP       = 1;%门限
    Delta_T     = 5;%状态持续时间

    times       = 1000;%仿真持续时间

    Power_cell2 = zeros(times,1);%小区2的强度
    tmp2        = 0;
    cnt2        = 0;
    tmp3        = 0;
    cnt3        = 0;
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