GESTIONAREA RESURSELOR DE COMUNICATII

Cresterea puternica a numarului de utilizatori in sistemele de comunicatii mobile precum si a ponderii transmisiilor de date impune cu deosebita stringenta utilizarea mai eficienta a spectrului limitat de frecventa alocat sistemelor mobile. Eficienta spectrala sporita este ceruta si de nevoia micsorarii costului serviciului de comunicatii mobile prin micsorarea numarului statiilor de baza necesar acoperirii cu semnal radio a unei arii geografice date. Limitarea fundamentala in reutilizarea mai intensa a canalelor de comunicatie este interferenta cauzata de mobilele din sistem sau de alte sisteme ce opereaza in aceeasi arie. Ea poate fi redusa prin utilizarea unor echipamente de emisie performante si distributia adecvata a canalelor pe celule. Insa, interferenta izocanal cea mai importanta dintre toate tipurile de interferenta poate fi limitata numai prin tehnici eficiente de alocare a canalelor cu efect direct asupra nivelului de trafic preluat de sistem.

Deoarece interferenta izocanal este factorul ce influenteaza cel mai puternic capacitatea de trafic a unui sistem celular minimizarea ei prin mentinerea raportului semnal/interferenta la cea mai mica valoare necesara unei calitati impuse a comunicatiei constituie obiectivul fundamental al algoritmilor de alocare a canalelor de comunicatie.

Tehnici de alocare a canalelor

Banda de frecventa alocata unui sistem poate fi divizata intr-un numar de canale ortogonale, adica lipsite de interferenta reciproca. Toate aceste canale pot fi utilizate simultan daca se mentine un nivel minim acceptabil al puterii semnalului la receptie. Canalele pot fi obtinute prin divizare in frecventa (FDMA), in timp (TDMA), in cod (CDMA) sau combinat prin doua sau toate cele trei tipuri de divizar e. Un acelasi canal poate fi utilizat simultan pe aria sistemului de mai multe unitati mobile daca sunt separate geografic suficient de mult. Distanta minima dintre doua unitati mobile izocanal se numeste distanta de reutilizare. Reutilizarea canalelor pe aria sistemului este posibila deoarece puterea receptionata la o distanta d de statia de baza este invers proportionala cu puterea n a distantei d, exponentul n al pierderilor de propagare cu distanta avand valori intre si De exemplu, pentru n puterea medie receptionata la distanta 2d reprezinta mai putin de din cea receptionata la distanta d. Astfel, prin alegerea adecvata a puterii de emisie sau a distantei dintre mobilele izocanal un acelasi canal poate fi reutilizat pe aria sistemului cu mentinerea raportului semnal/interferenta peste limita de prag.

De exemplu, mobilul aflat la distanta d_T de propria statie de baza T (Figura este interferat de alte sase mobile ce comunica cu alte statii de baza pe acelasi canal. Puterea de semnal este puterea receptionata de statia de baza T de la mobilul aflat al distanta d_T, iar puterea de interferenta este suma puterilor receptionate de statia de baza T de la fiecare din celelalte cinci mobile, astfel ca valoarea medie a raportului semnal/interferenta este:

Pentru a realiza un nivel minim impus al raportului semnal/interferenta fie se cresc distantele surselor de interferenta fata de statia de baza T pentru a micsora puterea de interferenta, fie se creste puterea emisa de statia de baza T pentru a mari nivelul puterii de semnal.

In functie de optiune algoritmul de alocare a canalelor se inscrie in una din cele doua clase fundamentale de algoritmi: cu respectarea unei distante minime de reutilizare sau cu controlul puterii de emisie.

1.1 Clasificarea algoritmilor de alocare

Exista mai multe criterii de clasificare. Astfel, in functie de maniera in care sunt separate celulele izocanal un algoritm poate fi static (FCA Fixed Channel Allocation), dinamic (DCA Dynamic Channel Allocation) sau hibrid (HCA Hybrid Channel Allocation).

Un algoritm static distribuie canalele pe celule pe baza unei scheme de reutilizare a canalelor cu obiectivul mentinerii calitatii impuse a comunicatiilor in cele mai defavorabile conditii. Rezulta structuri compacte de celule clustere ce se repeta pe aria sistemului. Canalele raman la dispozitia celulelor indiferent daca sunt solicitate sau nu de utilizatorii din celula. De aici rezulta si principalul dezavantaj al acestei clase de algoritmi: neadaptarea la conditiile de trafic in permanenta schimbare pe aria unui sistem de comunicatii mobile.

Un algoritm dinamic de alocare pastreaza toate canalele la nivel central si le repartizeaza celulelor numai la aparitia unui apel de comunicatie in celula. Dupa terminarea comunicatiei canalul este preluat la nivel central. Algoritmii dinamici se adapteaza foarte bine la conditiile variabile de trafic din sistemul mobil, insa pe baza unui volum de calcule si a unui nivel al traficului de control extrem de mari, deoarece alocarea fiecarui canal trebuie facuta cu respectarea nivelului minim prestabilit al raportului semnal/interferenta. Este si motivul pentru care algoritmii dinamici sunt mai putin eficienti decat cei statici in conditii de trafic de mare intensitate.

Algoritmii hibrizi combina cele doua tehnici si incearca sa pastreze avantajele fiecareia din cele doua clase si sa elimine cat mai multe din dezavantajele lor.

Algoritmii de alocare se clasifica si in functie de parametrul dupa care se face alocarea. Astfel, se poate utiliza interferenta dintre celule apreciata prin distantele ce le separa sau valoarea masurata a raportului semnal/interferenta in locul in care se afla unitatea mobila ce solicita un canal de comunicatie. In primul caz rezulta o utilizare ineficienta a resurselor de comunicatie prin luarea in consideratie a cazului cel mai defavorabil. In al doilea caz rezulta un trafic de control de nivel mare pentru transmiterea datelor de masura si o capacitate mare de calcul pentru prelucrarea datelor si luarea unei decizii in timp scurt.

In functie de entitatea care ia decizia de alocare algoritmii de alocare sunt cu control centralizat sau cu control distribuit. In primul caz, toate datele de masura sunt transmise unui controler central unde se realizeaza calculele privind valoarea raportului semnal/interferenta ,si se ia decizia de alocare. Rezulta o repartitie optima a canalelor pe aria sistemului deoarece controlerul are informatii globale despre sistem. Traficul de control asociat si capacitatea necesara de calcul sunt foarte mari. In cazul algoritmilor cu control distribuit decizia de alocare se ia la nivelul statiei de baza sau chiar a unitatii mobile, pe baza datelor masurate local, eventual si in urma unui schimb de informatii intre statii de baza vecine. Traficul de control asociat este redus si volumul de calcule mai mic. Repartitia canalelor pe aria sistemului poate sa difere de cea optima din cauza lipsei unei imagini globale asupra traficului si interferentelor in sistem, deci resursele de comunicatie sunt utilizate mai putin eficient.

Controlul centralizat sau distribuit al alocarii este independent de clasa statica, dinamica sau hibrida in care se incadreaza algoritmul.

1.2 Metode statice de alocare a canalelor

Strategia acestor metode este de a aloca in mod permanent canale pentru fiecare celula care le foloseste in mod exclusiv. Fiecare celula are, deci, un numar de canale nominale, distributia acestora pe aria sistemului facandu-se cu respectarea stricta a distantei de reutilizare.

Numarul total C de canale este divizat in N seturi, iar acestea sunt repartizate celulelor cu ajutorul parametrilor de deplasare. Numarul N al seturilor nu poate lua orice valoare intreaga.

In metodele statice cele mai simple, celulele primesc acelasi numar de canale nominale. Ele sunt eficiente numai daca distributia traficului pe aria sistemului este, de asemenea, uniforma, valoarea medie a probabilitatii de blocare in sistem rezultand identica cu cea din fiecare celula a sistemului. Daca insa traficul este neuniform distribuit in sistem, o distributie uniforma a canalelor conduce la variatii mari ale probabilitatii de blocare de la o celula la alta si la o utilizare ineficienta a canalelor. Din aceasta cauza in metodele statice mai elaborate canalele sunt distribuite pe aria sistemului in acord cu distributia de trafic fie prin alocare neuniforma, fie prin imprumut static. In cazul alocarii statice neuniforme, numarul canalelor nominale ale unei celule este proportional cu valoarea medie a intensitatii traficului din celula. In acest fel, celulele cu trafic mai intens primesc un numar mai mare de canale decat cele cu trafic redus.

Un exemplu de alocare statica neuniforma este algoritmul de alocare compacta neuniforma in care numarul canalelor nominale se alege astfel incat sa se minimizeze valoarea medie a probabilitatii de blocare pe aria sistemului. Schema de alocare rezultata se numeste compacta deoarece minimizeaza valoarea medie a distantei de reutilizare. Schema de alocare compacta neuniforma se obtine prin alocarea succesiva a canalelor pe celule, la fiecare pas urmarindu-se minimizarea valorii medii a probabilitatii de blocare pe intreg sistemul.

1.3 Algoritmi cu imprumut de canale

In algoritmii de alocare cu imprumut de canale celulele care au toate canalele nominale ocupate si primesc apeluri suplimentare pot imprumuta canale de la celulele vecine, cu conditia ca acestea sa nu interfere cu canalele nominale. Tot pentru evitarea interferentei este prohibita utilizarea in anumite celule a unui canal imprumutat. Se spune ca se realizeaza blocarea canalului imprumutat pe aria celulelor respective. Numarul celulelor in care este blocat canalul depinde de dispunerea lor relativa si de modul in care a fost realizata repartitia canalelor nominale. De exemplu, in sistemul cu clustere de dimensiune sapte (un canal nu poate fi alocat in celule vecine) din Figura un canal imprumutat celulei D de catre celula A este blocat pe inca trei celule (P, Q si R), desi in absenta imprumutului el este blocat numai in cele sase celule vecine celulei A.

Spre deosebire de alocarea statica neuniforma imprumutul nu este permanent, canalul imprumutat fiind returnat celulei donoare imediat ce comunicatia se incheie. Diversi algoritmi se deosebesc prin modalitatea in care celula donoare selecteaza canalul nominal liber pe care il imprumuta unei celule acceptoare. In metodele de imprumut simplu celula donoare poate imprumuta orice canal nominal liber. In metodele hibride fiecare celula imparte canalele nominale in doua seturi: un set A de canale standard sau locale si un set B de canale nestandard sau imprumutabile. O celula imprumuta catre vecinele ei numai canale din setul B, daca sunt libere.

Metodele cu imprumut simplu asigura o probabilitate de blocare mai mica decat metodele statice fara imprumut in conditii de trafic redus sau mediu, dar valori mult mai mari ale acesteia in conditii de trafic intens din cauza generalizarii imprumuturilor de canale si blocarii acestora pe un numai mare de celule. Performantele unui algoritm cu imprumut hibrid depind esential de modul in care este ales canalul imprumutat din setul de canale imprumutabile. Obiectivul oricarui algoritm cu imprumut este acela de a minimiza numarul canalelor blocate din cauza imprumutului. Diferentierile dintre ele apar in criteriul specific prin care se selecteaza canalul imprumutat din setul de canale disponibile.

In Tabelul sunt prezentate sintetic metodele de alocare statica cu imprumut de canale prezentate in literatura.

Tabelul 1 - Metode de alocare statica cu imprumut

Astfel, in cazul imprumutului de la cel mai bogat canalele candidate sunt canalele nominale libere din celulele adiacente celulei acceptoare si se imprumuta un canal de la celula cu cel mai mare numar de canale disponibile. Nu se ia in consideratie numarul de celule in care urmeaza sa fie blocat canalul imprumutat.

In cazul imprumutului elementar se ia in consideratie faptul ca se blocheaza canalul imprumutat in anumite celule si se urmareste minimizarea probabilitatii de blocare in celula care este cea mai afectata de imprumut. Canalul imprumutat este un canal nominal disponibil din celulele vecine care conduce la maximizarea numarului total de canale disponibile in clusterul din care face parte celula acceptoare.

In varianta cu realocare, algoritmul de imprumut elementar transfera o comunicatie de pe un canal imprumutat pe un canal nominal de indata ce acesta devine liber. Daca in celula exista mai multe canale imprumutate se elibereaza acel canal care minimizeaza probabilitatea de blocare in celula cea mai afectata de imprumut, intocmai ca la efectuarea imprumutului.

Algoritmul cu imprumutul primului canal disponibil imprumuta primul canal liber dintr-o lista predefinita de canale. Celulele au liste specifice de cautare.

In cazul algoritmului de imprumut hibrid simplu fiecare celula isi imparte canalele nominale in doua seturi: standard (neimprumutabile) si nestandard (imprumutabile). Eventualele cereri de imprumut din partea celulelor vecine sunt satisfacute numai daca exista canale imprumutabile libere. Proportia in care se face impartirea in cele doua seturi poate fi prestabilita si fixa sau adaptabila la conditiile estimate sau masurate de trafic.

Pentru algoritmul de imprumut cu ordonarea canalelor fiecare celula stabileste o lista ordonata de canale si aloca unei comunicatii proprii canalul liber cu cel mai mic numar de ordine in lista si imprumuta celulelor vecine canalul liber cu cel mai mare numar de ordine in lista. Un canal poate fi imprumutat numai daca el este disponibil pentru imprumut simultan in trei celule adiacente.

Algoritmul de alocare cu imprumut cu blocare directionala restrange conditia de canal imprumutabil numai la cerinta ca el sa nu fie blocat in celule aflate in directia in care urmeaza sa fie imprumutat. In acest fel creste numarul de canale ce pot fi imprumutate. De exemplu, in Figura la imprumutul unui canal din celula A catre celula D, acesta este blocat pentru imprumut numai in celulele C si E si ramane disponibil pentru imprumut in celulele B, F si G. La blocarea unui canal imprumutat intr-o celula trebuie specificata si directia in care este blocat. Algoritmul impune si transferuri intercelulare pentru compactizarea listei canalelor proprii ocupate sau imprumutate, adica gruparea canalelor ocupate cu canale proprii in fruntea listei si a celor imprumutate altor celule in coada listei. Astfel, se minimizeaza imprumuturile intre celule si, mai ales, imprumuturile multiple ce pot aparea in conditii de trafic intens. Imprumuturile multiple caracterizeaza situatiile in care o celula imprumuta canale catre celulele vecine, dar are si canale imprumutate de la altele. Imprumuturile multiple provoaca utilizarea ineficienta a comunicatiilor prin cresterea numarului de celule in care sunt blocate o parte din canale.

Imprumutul selectiv permite imprumutul unui canal de catre o celula acceptoare numai din cele doua celule vecine sectorului in care se afla mobilul ce a lansat apelul de comunicatie. De exemplu, in Figura pentru un mobil aflat in sectorul X se pot imprumuta canale numai din celulele A si B.

Imprumutul cu ordonarea canalelor si rearanjarea comunicatiilor utilizeaza liste ordonate de canale pentru fiecare celula si divizarea lor in canale standard/nonstandard. Pentru comunicatiile proprii sunt folosite in ordine canalele din partea superioara a listei, iar pentru imprumut canalele din partea inferioara a listei, prioritate mai mare la imprumut avand canalele cu numar mai mare de ordine. Diferenta in raport cu alte metode consta in rearanjarea comunicatiilor pe canale la eliberarea acestora. Astfel, la eliberarea unui canal standard se transfera pe acesta comunicatia sustinuta de canalul nonstardard cu cel mai mic numar de ordine, iar daca toate canalele nonstandard sunt libere comunicatia sustinuta de canalul standard cu cel mai mare numar de ordine. La fiecare alocare de canal sau rearanjare a comunicatiilor este actualizata lista canalelor disponibile pentru imprumut si a celulelor afectate de imprumut.

1.4 Metode de alocare dinamica

Datorita variabilitatii spatiale si temporale a traficului intr-un sistem celular de comunicatii mobile metodele de alocare statica nu pot asigura o utilizare eficienta a resurselor de comunicatii, modificarea distributiei pe celule a canalelor in functie de evolutia traficului fiind singura cale de crestere a acestei eficiente. Se obtin, astfel, metode dinamice de alocare a canalelor in care nu mai exista o relatie fixa intre canale si celule. Canalele sunt mentinute la dispozitia unui controler central care le aloca temporar celulelor pe masura ce acestea primesc apeluri din partea utilizatorilor, canale ce sunt returnate controlerului central la sfarsitul comunicatiei.

Tabelul Principalele metode de alocare dinamica a canalelor

Alocarea unui canal se face cu conditia nedepasirii nivelului acceptat de interferenta. Deoarece pot exista mai multe canale ce indeplinesc conditia de alocare trebuie aleasa o strategie de selectare a unui canal si aceasta se bazeaza, la randul ei, pe o functie de cost ce trebuie minimizata. Diversi algoritmi de alocare dinamica se diferentiaza intre ei prin modul in care este definita functia de cost. Ca argumente ale functie de cost pot fi variatia probabilitatii de blocare in celulele adiacente celei in care se face alocarea, gradul de utilizare a canalului alocat, distanta de reutilizare, ocuparea canalului alocat pe aria sistemului in momentul alocarii, datele masurate de catre mobile, probabilitatea medie de blocare in sistem etc.

In functie de informatia utilizata pentru alocarea canalelor metodele dinamice pot fi cu alocare simpla sau cu alocare adaptiva. In primul caz algoritmul de alocare foloseste numai informatia despre utilizarea curenta pe aria sistemului a canalului alocat, in timp ce in al doilea caz se ia in considerare si modul in care a fost utilizat canalul in etapele anterioare.

Metodele dinamice pot fi cu control centralizat sau cu control distribuit.

in Tabelul sunt prezentate principalele tipuri de metode de alocare dinamica.

1.5. Metode hibride de alocare a canalelor

In cazul metodelor hibride de alocare a canalelor acestea se impart in doua seturi: un set ce se aloca static celulelor si un set ce se pastreaza centralizat la dispozitia sistemului si se aloca dinamic celulelor pentru momentele in care numarul de apeluri depaseste numarul de canale nominale primite prin alocare statica. Pentru un sistem fara memorie (apelurile blocate sunt eliminate din sistem) pentru un raport de de exemplu, intre numarul canalelor alocate static si cel al canalelor alocate dinamic rezulta o crestere de aproximativ a traficului preluat de sistem la aceeasi valoare a probabilitatii de blocare.

Un obiectiv de interes pentru optimizarea unei metode hibride de alocare este stabilirea valorii adecvate a raportului dintre numarul canalelor ce se aloca static si cel al canalelor ce urmeaza a se aloca dinamic. Simularile au aratat ca valoarea optima a acestui raport pentru un sistem cu asteptare este dependent de valoarea traficului. Astfel, performante optime ale unei metode hibride de alocare s-au obtinut pentru un raport favorabil canalelor alocate dinamic, atunci cand traficul este cu pana la mai mare decat valoarea nominala. La o crestere de a traficului raportul celor doua tipuri de alocari trebuie sa fie aproximativ unitar pentru ca performantele sa fie optime. La cresteri de peste a traficului performantele se imbunatatesc in cazul metodelor hibride de alocare numai daca alocarea se face preponderent static. Aceste rezultate sunt in concordanta cu studiile anterioare care au relevat ca metodele statice de alocare sunt performante la trafic intens, daca distributia reala de trafic se apropie de cea estimata, in timp ce metodele de alocare dinamica sunt mai performante la nivele mici si moderate ale intensitatii traficului oferit.

Simularile au demonstrat si pentru metodele hibride de alocare ca sistemele cu memorie au performante superioare celor fara memorie, tocmai datorita sansei suplimentare oferite apelurilor si cererilor de transfer de a beneficia de un canal devenit disponibil in intervalul de timp in care sunt mentinute in lista de asteptare.

De asemenea, rearanjarea comunicatiilor la fiecare noua alocare sau transfer conduce la cresterea performantelor metodelor hibride prin cresterea densitatii de utilizarea a canalelor. Rearanjarea comunicatiilor consta in realizarea de transferuri intra si intercelulare in vederea micsorarii interferentei izocanal si a valorii medii a distantei de reutilizare.

Tratarea prioritara a transferurilor

Prin transfer se intelege schimbarea canalului pe care se desfasoara o comunicatie, atunci cand calitatea acesteia scade sub un prag prestabilit, scadere ce se poate datora fie trecerii mobilului intr-o noua celula, fie cresterii interferentei pe canalul curent din cauza alocarii lui intr-o celula apropiata. In sistemele ce utilizeaza metode de alocare cu rearanjarea canalelor transferul poate fi provocat si de rearanjarea comunicatiilor pe canale in vederea minimizarii interferentei in sistem sau eliberarii unui canal pentru servirea unui apel sau transfer. Daca nu se gaseste un canal liber si comunicatia pe canalul curent trebuie incheiata aceasta este intrerupta fortat. Acest fenomen are efect subiectiv mult mai deranjant asupra utilizatorului decat servirea cu intarziere a unei cereri de stabilire a unei noi comunicatii. Din acesta cauza transferurile trebuie tratate prioritar in raport cu apelurile.

Exista doua categorii de metode pentru tratarea prioritara a transferurilor: cu rezervare de canale si, respectiv, cu memorarea transferurilor. In primul caz, fiecare celula pastreaza un numar de canale pentru servirea cererilor de transfer. Chiar daca acestea sunt libere ele nu sunt folosite pentru servirea unor apeluri. Mai mult, daca aceste canale rezervate pentru transferuri sunt deja ocupate si soseste o noua cerere de transfer se pot utiliza alte canale pentru satisfacerea cererii de transfer daca exista canale libere. Se observa ca, astfel, micsorarea numarului de trasnsferuri nereusite se face cu pretul cresterii numarului de apeluri blocate si trebuie realizat un echilibru intre acesti parametri, ambii influentand calitatea comunicatiilor in sistem.

Memorarea cererilor de transfer si servirea lor atunci cand apar canale disponibile reprezinta o solutie de crestere a numarului de transferuri reusite deoarece exista un interval de timp intre momentul lansarii cererii de transfer pana in momentul in care raportul semnal/interferenta scade sub pragul ce nu mai permite desfasurarea comunicatiei. Disciplina cozii de asteptare a cererilor de transfer poate fi una de tip FIFO (First In First Out, adica cererile sunt satisfacute in ordinea in care au fost memorate), in functie de viteza de scadere a raportului semnal/interferenta sau cu prioritate pentru transferurile al caror raport semnal/interferenta este mai apropiat de pragul de intrerupere fortata. Servirea in functie de raportul semnal/interferenta nu conduce la cresterea traficului de control deoarece masurarea acestui parametru se realizeaza in permanenta.

Rata transferurilor reusite creste prin memorarea lor deoarece exista sansa aparitiei unui canal liber in intervalul de timp petrecut de cererea de transfer in lista de asteptare. Transferurile sunt tratate in continuare prioritar deoarece orice canal eliberat este folosit cu precadere pentru servirea cererilor de transfer memorate si numai dupa epuizarea listei pot fi servite si eventuale apeluri pentru noi comunicatii.

In cazul memorarii cererilor de transfer nereusita unui transfer se poate datora atingerii pragului de intrerupere fortata inaintea aparitiei unui canal liber, atingerii limitei maxime de timp pe care o cerere de transfer il poate petrece in lista sau atingerii capacitatii finite a memoriei destinate acestui scop.

Tratarea prioritara a transferurilor, desi cu efect pozitiv asupra calitatii comunicatiei in sistem, conduce la scaderea traficului realizat prin blocarea unui numar de apeluri. O metoda alternativa ce conduce si la cresterea traficului realizat de sistem consta in rezervarea de canale pentru transferuri si memorarea apelurilor. Calitatea comunicatiei creste prin sansa suplimentara oferita transferurilor de a gasi canale libere, iar traficul realizat creste prin sansa apelurilor de a beneficia de un canal liber in timpul petrecut in coada de asteptare si de a fi servite in cele din urma. In plus, ele nefiind sensibile la intarziere, nu este afectata calitatea comunicatiei in sistem.

1 Divizarea radiala

Divizarea radiala a celulelor consta in definirea unor zone pe aria fiecarei celule in functie de distanta fata de centrul celulei. Rezulta zone de forma unor coroane circulare, cu exceptia celei centrale care ramane circulara (Figura Avand in vedere ca mobilele aflate in zonele mai apropiate de statia de baza au un nivel mare al semnalului util reutilizarea canalelor alocate acestor zone se poate face la distante mai mici. Creste, astfel, eficienta de utilizare a spectrului.

Divizarea radiala a celulelor este un efect al tehnicii de alocare a canalelor si nu presupune introducerea de echipamente suplimentare ca in cazul divizarii clasice a celulelor. Alocarea canalelor pe zone se face prin metode statice sau adaptive.

2 Metode statice

Canalele sistemului sunt divizate in mai multe seturi disjuncte ce sunt, apoi, repartizate zonelor folosind distante de reutilizare diferite de la un set al altul. Obiectivul urmarit este acela de a minimiza raportul semnal/interferenta pe aria sistemului prin mentinerea lui la o valoare usor superioara pragului minim pentru toate mobilele, cu efect benefic asupra capacitatii sistemului. Mobilele ce receptioneaza valori mari ale puterii utile primesc canale din seturile cu distanta de reutilizare mica si reciproc. Cand nivelul puterii utile se schimba comunicatiile lor sunt transferate pe canale din alt set din aceeasi zona. Uzual, mobilele aflate mai aproape de centrul celulei folosesc canale din seturi cu distanta de reutilizare mai mica.

Pentru atingerea unei capacitati maxime de comunicatie trebuie rezolvate optim doua probleme: repartitia canalelor pe zone si, respectiv, alocarea canalelor catre apeluri si transferuri.

Repartitia canalelor pe zone se poate face printr-un algoritm simplu de sortare care consta in ordonarea mobilelor active din celula descrescator in functie de raportul semnal/interferenta. Celula retine din lista un numar de mobile egal cu numarul total de canale ce i-au fost repartizate. Apoi se aloca mobilelor retinute canale in ordinea crescatoare a raportului semnal/interferenta si se foloseste succesiv pana la epuizare canalele fiecarei zone incepand cu zona exterioara si terminand cu cea in care se afla statia de baza. Repartitia canalelor pe zone trebuie sa se realizeze in ordine diferita de la o celula la alta, in caz contrar primul canal al fiecarei zone fiind supus unei interferente extrem de mari. Prin divizarea radiala a celulelor capacitatea de trafic a sistemului poate creste cu pana la de trei ori fata de cea a sistemului cu celule nedivizate radial.

Alocarea statica a canalelor in sisteme cu celule divizate radial nu exploateaza indeajuns flexibilitatea introdusa prin introducerea zonelor si sporul de capacitate, desi important, nu este pe masura cresterii complexitatii sistemului. In plus, determinarea unei alocari eficiente in sistemele microcelulare trebuie reluata frecvent din cauza fluctuatiilor mari si rapide ale traficului si devine extrem de complicata datorita numarului mare de (micro)celule si a formei lor neregulate.

3 Metode adaptive

Un numar de metode adaptive de alocare a canalelor in sisteme cu celule divizate radial incearca sa elimine o parte din dezavantajele metodelor statice, toate avand ca obiectiv mentinerea raportului semnal/interferenta la valori usor peste pragul de intrerupere fortata a comunicatiei cu efect benefic asupra valorii medii a acestuia pe aria sistemului si, in ultima instanta, asupra capacitatii de trafic a sistemului.

In cazul metodei de alocare adaptiva cu divizare radiala autonoma canalele sunt alocate independent de statiile de baza catre apelurile provenite din propriile celule folosind liste ordonate identice de canale. Se aloca de fiecare data primul canal din lista ce indeplineste conditia de prag pentru raportul semnal/interferenta. Astfel, la nivelul fiecarei celule se realizeaza o distribuire a canalelor in functie de distanta fata de statia de baza cu canalele cu numar mare de ordine in lista alocate mobilelor mai apropiate de statia de baza. Metoda asigura practic dublarea capacitatii celulei in raport cu metoda statica de alocare, precum si o reducere cu pana la a valorii medii a raportului semnal/interferenta pe aria celulei. Datorita mentinerii raportului semnal/interferenta in apropierea valorii de prag mobilele cu viteza mare de deplasare au dificultati in mentinerea continuitatii comunicatiei, variatia valorii acestui raport fiind extrem de rapida, existand permanent pericolul de a scadea sub valoarea de prag. Introducerea controlului puterii de emisie elimina si acest dezavantaj si chiar creste suplimentar capacitatea celulei cu aproximativ

Intr-o varianta imbunatatita se selecteaza din lista in vederea alocarii canalul cu cea mai mica valoare a raportului semnal/interferenta, obtinandu-se o crestere de ori a capacitatii celulei in raport cu metoda statica de alocare. Numarul mare de masuratori necesar o face de improprie de aplicat in sistemele microcelulare.

In cazul metodei de alocare adaptiva cu autoorganizare fiecare statie de baza mentine un tabel cu valorile medii ale puterii de emisie folosite de mobile pentru fiecare din canale. La sosirea unui apel se cauta in tabel canalul disponibil cu valoarea medie cea mai apropiata de puterea de emisie a mobilului ce a lansat apelul. Valoarea medie din tabel este actualizata in conformitate cu noua alocare si este comunicata tuturor celorlalte statii de baza. Apare astfel o grupare a canalelor in functie de puterea de emisie a mobilelor si, deoarece aceasta depinde in principal de distanta care le separa de statia de baza, canalele sunt de fapt repartizate pe aria celulei in functie de distanta, deci celula este divizata radial.

Metoda de alocare adaptiva cu control distribuit utilizeaza aceeasi lista de canale pentru toate statiile de baza, alocarea se face pe baza valorii masurate a raportului semnal/interferenta si presupune ca in fiecare celula exista alte sase substatii de baza interconectate cu statia de baza centrala (Figura si care functioneaza sub controlul direct al acesteia. In conditii de trafic redus toate substatiile sunt pasive, intregul trafic fiind preluat direct de statia centrala. La cresterea intensitatii traficului, creste numarul apelurilor blocate si cel al comunicatiilor intrerupte fortat, motiv pentru care statia de baza centrala activeaza una sau mai multe din substatii in functie de apropierea lor fata de mobilele care solicita canale de comunicatie. Din punctul de vedere al mobilului activarea unei substatii este echivalenta modificarii pozitiei statiei de baza mai aproape de el cu efect benefic asupra raportului semnal/interferenta si, deci, al calitatii comunicatiei.