第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)TD-SCDMA無(wú)線資源管理技術(shù)的研究

江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文摘要無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備通過(guò)特定的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以此達(dá)到對(duì)位于覆蓋網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的對(duì)象信息進(jìn)行協(xié)作感知、采集、處理。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將物理世界和信息技術(shù)結(jié)合起來(lái)，隨著科技不斷發(fā)展，它的巨大應(yīng)用價(jià)值越發(fā)突出顯現(xiàn)出來(lái)，其應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋軍事、工業(yè)過(guò)程、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。信息采集網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)分布網(wǎng)絡(luò)、任務(wù)管理中心三模塊構(gòu)成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，它的主要組成部分是融合了傳感器、數(shù)據(jù)處理單元、通信模塊的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。作為通信模塊核心部分的無(wú)線傳感器網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要地位是顯而易見(jiàn)的，為滿足無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)所傳感數(shù)據(jù)要求的周期性和同步性特點(diǎn)，研究不同應(yīng)用場(chǎng)景下的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)是非常有必要的。為了保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)高效傳輸，降低節(jié)點(diǎn)功耗，同時(shí)使得網(wǎng)關(guān)的生命周期最大化，新型第三代移動(dòng)通信技術(shù)是一個(gè)很好的選擇。3G即第三代移動(dòng)通信技術(shù)，和前面幾代主要不同的是:極大的提高數(shù)據(jù)傳輸速率，同時(shí)通信質(zhì)量上也有了更好的保證，系統(tǒng)容量進(jìn)一步擴(kuò)升，通過(guò)OTT業(yè)務(wù)對(duì)移動(dòng)終端用戶提供更多更高級(jí)的服務(wù)將會(huì)變得更加可能。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)成為目前常用的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式，也是物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸方式發(fā)展的必然趨勢(shì)。TD-SCDMA，三大G技術(shù)里面的一種，這項(xiàng)3G標(biāo)準(zhǔn)融合了很多國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)是由中國(guó)獨(dú)自制定，它具有低輻射、良好的頻譜利用率、對(duì)業(yè)務(wù)支持靈活的特點(diǎn)。隨著國(guó)家政策的支持，TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的建立，TD-SCDMA商業(yè)化不斷成熟。在這樣的形勢(shì)下研究實(shí)現(xiàn)基于TD-SCDMA的嵌入式傳感器網(wǎng)絡(luò)是非常必要的。本論文在熟悉嵌入式linux操作系統(tǒng)和TCP協(xié)議的基礎(chǔ)上，首先介紹無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究背景現(xiàn)狀和應(yīng)用場(chǎng)景，其次簡(jiǎn)述Linux開(kāi)發(fā)、TCP傳輸控制協(xié)議；接著詳細(xì)闡述如何實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA模式的3G傳輸模塊在ARM平臺(tái)上的移植；進(jìn)一步完成TD-SCDMA數(shù)據(jù)通道的構(gòu)造建立，通過(guò)測(cè)試分析其傳輸性能，并與理論值作對(duì)比，提出3G通信模塊的實(shí)用價(jià)值；最后將基于TD-SCDMA的3G數(shù)據(jù)通信模塊與傳感器網(wǎng)絡(luò)相融合。關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；3G；嵌入式；TD-SCDMAResearchonTD-SCDMAradioresourcemanagementtechnologyinthethirdgenerationmobilecommunicationsystemAbstractWirelesssensornetworkisaspecificwaythroughthewirelessnetworkconsistsofsensornodestoachievecooperativesensingequipment,theinformationobjectontheoverlaynetworkareaacquisition,processingtechnology.Wirelesssensornetworkcombinesthephysicalworldandtheinformationtechnology,withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,greatvalueofitsapplicationisbecomingmoreandmoreprominentemerged,theapplicationsincludemilitary,industrialprocess,environmentalmonitoringandsoon.Networkinformationcollection,datadistributionnetwork,taskmanagementcenterthreemodulesofwirelesssensornetwork,themainpartofitistheintegrationofsensor,dataprocessingunit,networknodecommunicationmodule.Fortheimportantpositionofwirelesssensornodegatewaycommunicationmoduleinthecorepartofthewirelesssensornetworkisobviously,inordertomeettheneedsofwirelesssensornetworksforperiodicandsynchronizationcharacteristicsofsensordatarequirements,wirelesssensornetworkgatewaynodesofdifferentapplicationscenariosisnecessary.Inordertoensurereal-timedatatransmissionefficiency,reduceatthesametimethegatewaynodepowerconsumption,thelifetimemaximizationmodel,thethirdgenerationmobilecommunicationtechnologyisagoodchoice.3Gisthethirdgenerationofmobilecommunicationtechnology,andpreviousgenerationsofthemaindifferenceis:toimprovedatatransmissionspeedgreatly,andcommunicationqualityensureabettersystemcapacitytofurtherexpandrise,throughtheOTTbusinesstoprovidemoreadvancedservicestomobileuserswillbecomemorelikely.Thethirdgenerationmobilecommunicationthesystemhasbecomeoneofthemostcommonlyusedwayofwirelessdatatransmission,.TD-SCDMAisalsotheinevitabletrendofthedevelopmentoftheInternetofthingsinthewayofdatatransmission,athreeGtechnology,the3GstandardoftheintegrationofmanyinternationalleadingtechnologyiscomposedofChinesealoneformulation,ithaslowradiation,goodThespectrumutilizationofbusinesssupportandflexiblefeatures.Withthesupportofnationalpolicy,theestablishmentofTDindustryalliance,TD-SCDMAbusinesscontinuestomature.InsuchasituationontheimplementationofembeddedsensornetworkbasedonTD-SCDMAisverynecessary.ThispaperisbasedonthefamiliarembeddedLinuxoperatingsystemandTCPprotocol,introducestheresearchbackgroundandapplicationscenariosofwirelesssensornetworks,theseconddevelopmentofLinux,theTCPtransmissioncontrolprotocol;thendescribeshowtorealizethetransplantationof3GtransmissionmoduleofTD-SCDMAmodelontheARMplatform;furtherconstructedTD-SCDMAdatachannelestablishmentanalysisofthetransmissionperformance,throughthetest,andcomparedwiththetheoreticalvalue,thepracticalvalueof3Gcommunicationmodule;finally,basedonTD-SCDMA3Gdatacommunicationmoduleandsensornetwork.Fusion.Keywords:wirelesssensornetwork;3G;embedded;TD-SCDMA目錄TOC\o"1-3"\h\u1緒論 緒論1.1研究背景和研究意義自20世紀(jì)80年代以來(lái)，移動(dòng)通信在全球范圍內(nèi)得到了迅速發(fā)展。據(jù)總部設(shè)在日內(nèi)瓦的國(guó)際電信聯(lián)盟的報(bào)告稱，截至2009年年底，全球手機(jī)注冊(cè)用戶已經(jīng)達(dá)到41億，普及率為61.1%。而國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)司發(fā)布的“2009年我國(guó)電話用戶發(fā)展情況’，報(bào)告顯示，截至2009年年底，我國(guó)移動(dòng)電話總數(shù)已突破7億，普及率約為52.5%o據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)MIC公布最新調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2020年全球手機(jī)用戶將達(dá)到78億，手機(jī)的普及率將上升至81.6%。第三代移動(dòng)通信技術(shù)在全球普及。移動(dòng)通信在經(jīng)歷了第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)和第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)之后，又進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，即人們普遍關(guān)注的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)。與第一、二代無(wú)線通信系統(tǒng)所提供的傳統(tǒng)語(yǔ)音及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相比，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)能夠利用有限的頻譜資源提供圖像、語(yǔ)音、高速分組數(shù)據(jù)相結(jié)合的多媒體業(yè)務(wù)，從而使其成為近幾年來(lái)移動(dòng)通信領(lǐng)域研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，也逐步成為移動(dòng)通信的發(fā)展方向。在無(wú)線通信系統(tǒng)中，為了將給定的無(wú)線頻譜分割成一組彼此分開(kāi)或互不干擾的無(wú)線信道，使用了諸如頻分、時(shí)分、碼分等技術(shù)。對(duì)于無(wú)線通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，無(wú)線信道數(shù)量有限，是極為珍貴的資源，要提高系統(tǒng)的容量，就要對(duì)信道資源進(jìn)行合理的分配，由此產(chǎn)生了信道分配技術(shù)。在無(wú)線資源日益緊張的今天，信道分配技術(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響越來(lái)越大。TD-SCDMA是中國(guó)百年通信史上第一個(gè)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)，是世界土第個(gè)采用時(shí)分雙工方式和智能天線的公眾陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)信適分配技術(shù)是該系統(tǒng)的重要技術(shù)之一。所以對(duì)動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)的研究是非常有意義的。1.2第三代通信系統(tǒng)的介紹根據(jù)IMT2000系統(tǒng)的基本標(biāo)準(zhǔn)，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要由4個(gè)功能子系統(tǒng)構(gòu)成，分別是核心網(wǎng)(CN)、無(wú)線接入網(wǎng)(RAN)、移動(dòng)臺(tái)(MT)和用戶識(shí)別模塊(UIM)且基本對(duì)應(yīng)于GSM系統(tǒng)的交換子系統(tǒng)(SSS)、基站子系統(tǒng)(BSS)、移動(dòng)臺(tái)(MS)和SIM卡4部分。其中核心網(wǎng)和無(wú)線接入網(wǎng)是第三代移動(dòng)通信資源系統(tǒng)的重要內(nèi)容，也是第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制定中最難實(shí)現(xiàn)的技術(shù)內(nèi)容。按照當(dāng)時(shí)的設(shè)想，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)該具有以下特點(diǎn)。（1）可在全球范圍覆蓋和使用，可與固定網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)及用戶互連，無(wú)線接口的類型盡可能少，具有高度服容性。具有與固定通信網(wǎng)絡(luò)相比擬的高話音質(zhì)量和高安個(gè)性。具有在本地采用2Mbit/s高速率接入和在廣域網(wǎng)采用384kbit/s接入速率的數(shù)據(jù)率分段使用功能。具有在2GHz左右的高效頻譜利用率，且能最大程度地利用有限帶寬。(5)能夠處理包括因特網(wǎng)和視頻會(huì)議、高數(shù)據(jù)率通信和非對(duì)稱數(shù)據(jù)傳輸在內(nèi)的分組和電路交換業(yè)務(wù)。(6)支持分層小區(qū)結(jié)構(gòu)，也支持包括用戶向不同地點(diǎn)通信時(shí)瀏覽因特網(wǎng)的多種同步連續(xù)。(7)語(yǔ)音只占移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的一部分，大部分業(yè)務(wù)是非語(yǔ)音數(shù)據(jù)和視頻信息。(8)一個(gè)共用的基礎(chǔ)設(shè)施，可支持同一地方的多個(gè)公共的和專用的運(yùn)營(yíng)公司。(9)手機(jī)體積小、重量輕，具有真正的全球漫游功能。(10)具有根據(jù)數(shù)據(jù)量、服務(wù)質(zhì)量和使用時(shí)間，而不是以距離為收費(fèi)參數(shù)的新收費(fèi)機(jī)制。經(jīng)過(guò)國(guó)際電信聯(lián)盟的評(píng)估和考察結(jié)果顯示，中國(guó)的TD-SCDMA方案完全滿足其對(duì)第三代移動(dòng)通信的以上幾點(diǎn)要求。在所有提交的標(biāo)準(zhǔn)提案中，它是唯一采用智能天線技術(shù)、上行同步等先進(jìn)技術(shù)的系統(tǒng)，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。更重要的是廠中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)一旦被采用，將會(huì)改變我國(guó)以往在移動(dòng)通信技術(shù)方面受制于人的被動(dòng)局面。在經(jīng)濟(jì)方面，可減少昂貴的國(guó)外專利提成費(fèi)，為國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)利益;在市場(chǎng)方面，會(huì)徹底改變過(guò)去只有運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)沒(méi)有產(chǎn)品市場(chǎng)的畸形局面，從而使我國(guó)獲得與國(guó)際同步發(fā)展移動(dòng)通信的平等地位。我國(guó)在第一代和第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中都是空白的，現(xiàn)在提出的TD-SCDMA系統(tǒng)能作為國(guó)際第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主流標(biāo)準(zhǔn)，是我國(guó)移動(dòng)通信歷史上的重大突破，標(biāo)志著我國(guó)在國(guó)際移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)占有一席之地。TD-SCDMA,WCDMA和CDMA2000是被國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)接納的三個(gè)3GPP標(biāo)準(zhǔn)，其中WCDMA是以歐洲為主體提出的3G標(biāo)準(zhǔn)，CDMA2000是以美國(guó)為主體提出的3G標(biāo)準(zhǔn)。WCDMA是由GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)展出來(lái)的3G技術(shù)規(guī)范，其支持者主要是以GSM系統(tǒng)為主的歐洲廠商，包括歐美的愛(ài)立信、諾基亞、朗訊、北電以及日本的NTT,富士通、夏普等廠商。這套系統(tǒng)能夠架設(shè)在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)于系統(tǒng)提供商而言可以較方便地過(guò)渡，GSM系統(tǒng)相當(dāng)普及的亞洲對(duì)這套新技術(shù)的接受度會(huì)比較高。ICI此，WCDMA具有先天的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。目前WCDMA網(wǎng)絡(luò)在世界上的運(yùn)營(yíng)已經(jīng)比較成功。在技術(shù)上，WCDMA主要采用了帶寬為SMHz的帶寬CDMA技術(shù)，上、下行快速功率控制，下行發(fā)射分集，基站間可以異步操作。WCDMA和CDMA2000都是采用頻分雙工(FDD)模式，而TD-SCDMA采用的是時(shí)分雙工(TDD)模式。TDD模式本身固有的特點(diǎn)突破了FDD技術(shù)的很多限制，如上、下行工作于同一頻段，不需要大段的連續(xù)對(duì)稱頻段，等等;在頻率資源日益緊張的今天，這一點(diǎn)尤顯重要。這樣，基站端的發(fā)射機(jī)可以根據(jù)在上行鏈路獲得的信號(hào)來(lái)估計(jì)下行鏈路的多徑信道的特性，便于使用智能天線等先進(jìn)技術(shù);同時(shí)能夠簡(jiǎn)單方便地適應(yīng)于第三代移動(dòng)通信傳輸上、下行非對(duì)稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要，提高系統(tǒng)頻譜利用率。這些優(yōu)勢(shì)都是FDD系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)的。因此，隨著技術(shù)的發(fā)展，國(guó)際上對(duì)使用TDD的CDMA技術(shù)日益關(guān)注。此外，TD-SCDMA綜合了TDD和CDMA的所有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有靈活的空中接口，并采用了智能天線、聯(lián)合檢測(cè)等先進(jìn)技術(shù)，具有相當(dāng)高的技術(shù)性。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析1.3.1國(guó)外在該方向的發(fā)展現(xiàn)狀和分析從國(guó)外公開(kāi)發(fā)表的學(xué)術(shù)文章來(lái)看，針對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)進(jìn)行的DCA算法研究比較少，大多是研究TDD-CDMA系統(tǒng)的DCA算法。TDD-CDMA系統(tǒng)中的DCA通常由兩個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)，首先是給小區(qū)進(jìn)行資源分配，然后在對(duì)小區(qū)內(nèi)的承載業(yè)務(wù)進(jìn)行快速信道分配。根據(jù)單業(yè)務(wù)和多業(yè)務(wù)、對(duì)稱業(yè)務(wù)和非對(duì)稱業(yè)務(wù)不同，DCA機(jī)制研究的重點(diǎn)不一樣。W.S.Jeon和D.GJeong等人對(duì)上下行時(shí)隙分配策略進(jìn)行了很多研究，他們的研究主要包括兩個(gè)方面:一個(gè)是相同時(shí)隙分配策略;另一個(gè)是不同時(shí)隙分配策略。H.Haas和S.Mclaughlin提出了一種時(shí)隙反轉(zhuǎn)技術(shù)(TimeSlotOpposingTechnique)來(lái)進(jìn)行上下行時(shí)隙的分配，該技術(shù)主要是當(dāng)前向鏈路的干擾小于反項(xiàng)鏈路的干擾時(shí)，就將該時(shí)隙反轉(zhuǎn)。由于在TD-SCDMA系統(tǒng)中上行和下行時(shí)隙不能隨意改變，所以該算法并不適用。研究比較多的算法還有L.Chen等人提出的可以有效適應(yīng)對(duì)稱和非對(duì)稱業(yè)務(wù)的TDD切換點(diǎn)移動(dòng)方法以及可移動(dòng)邊界(MB)策略的信道分配方法。由文獻(xiàn)可知，TDD切換點(diǎn)移動(dòng)方法在不影響話音業(yè)務(wù)性能的前提下，使數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)延大大降低。由于國(guó)外的研究并不是針對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)進(jìn)行的，所以包括時(shí)隙反轉(zhuǎn)技術(shù)在內(nèi)的很多算法都不適用于TD-SCDMA系統(tǒng)。1.3.2國(guó)內(nèi)在該方向的發(fā)展現(xiàn)狀和分析動(dòng)態(tài)信道分配作為TD-SCDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，國(guó)內(nèi)在這方面的研究比較多。TD-SCDMA系統(tǒng)中的DCA的研究分為以下3個(gè)層次:首先是單業(yè)務(wù)情況下的DCA，在不同的蜂窩之間由于業(yè)務(wù)量大小的不同井且齊個(gè)蜂窩的業(yè)務(wù)量隨著時(shí)間變化，從而需要不同數(shù)量的信道。目前主要的DCA算法將集中在這個(gè)部分，這部分的算法的主要思想是在FDMA和TDMA系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)地分配頻率或時(shí)隙到各個(gè)蜂窩中去。此時(shí)DCA主要應(yīng)用于業(yè)務(wù)自適應(yīng)系統(tǒng)和!一擾自適應(yīng)系統(tǒng)算法，利用DCA,負(fù)載高的蜂窩可以借用負(fù)載低的相鄰蜂窩的信道。其次，混合業(yè)務(wù)環(huán)境中，不同業(yè)務(wù)之間的資源分配需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)信道分配。這種DCA算法主要集中在話音和數(shù)據(jù)的資源分配和高速數(shù)據(jù)的資源分配。在TDD模式下，不同的蜂窩間上下行業(yè)務(wù)對(duì)稱性的不同需要DCA。話音的上下行是對(duì)稱的，而大部分?jǐn)?shù)據(jù)在上下行是不對(duì)稱的。相鄰蜂窩如果用不對(duì)稱的時(shí)隙，很有可能產(chǎn)生很大的干擾。這種DCA算法主要解決在不同蜂窩間如何分配上下行的時(shí)隙。最后隨著自適應(yīng)天線技術(shù)在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，通過(guò)自適應(yīng)天線的波束賦形技術(shù)有效提高用戶的信號(hào)質(zhì)量，降低來(lái)自同信道和鄰信道的干擾。從DCA技術(shù)的研究現(xiàn)狀來(lái)看，目前這方面的研究很多，但是也存在一些不足，已有的DCA算法大都基于快速或者慢速DCA單獨(dú)進(jìn)行，沒(méi)有給出整體的解決方案;另外算法沒(méi)有對(duì)采用固定波束切換型和自適應(yīng)智能天線時(shí)的DCA算法進(jìn)行深入的專門研究。2TD-SCDMA簡(jiǎn)述2.1TD-SCDMA基本特點(diǎn)TD-SCDMA(TimeDivisionDuplex一SynchronousCodeDivisionMultiplexAccess)是由中國(guó)無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)化組織(CWTS制定，并被ITU(InternationalTelecommunicationsUnion，國(guó)際電信聯(lián)盟)接納的三大3G無(wú)線通信主流標(biāo)準(zhǔn)之一。TD-SCDMA是FDMA,TDMA和CDMA這三種基本傳輸模式的靈活結(jié)合，具有系統(tǒng)容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。圖2-1TD-SCDMA多址方式TD-SCDMA的多址接入方案是采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址(DS-CDMA)，擴(kuò)頻帶寬約為1.6MHz，采用不需配對(duì)頻率的TDD(時(shí)分雙工)工作方式。TD-SCDMA支持三種信道編碼方式:1)在物理信道上可以采用前向糾錯(cuò)編碼，即卷積編碼，編碼速率為1/2~1/3，用來(lái)傳輸誤碼率要求不高于10的業(yè)務(wù)和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);2)Turbo編碼，用于傳輸速率高于32Kbps并且要求誤碼率優(yōu)于10的業(yè)務(wù);3)無(wú)信道編碼。信道編碼的具體方式由高層選擇，為了使傳輸錯(cuò)誤隨機(jī)化，需要進(jìn)一步進(jìn)行比特交織。TD-SCDMA系統(tǒng)的物理信道采用四層結(jié)構(gòu):系統(tǒng)幀號(hào)、無(wú)線幀、子幀、時(shí)隙/碼。系統(tǒng)使用時(shí)隙和擴(kuò)頻碼來(lái)在時(shí)域和碼域上區(qū)分不同的用戶信號(hào)。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，一個(gè)1Oms的無(wú)線幀可以分成2個(gè)5ms的子幀，每個(gè)子幀中有7個(gè)常規(guī)時(shí)隙和3個(gè)特殊時(shí)隙。因此，一個(gè)基本物理信道的特性由頻率、時(shí)隙和碼決定。TD-SCDMA使用的幀號(hào)(0-4095)與UTRA建議相同。信道的信息速率與符號(hào)速率有關(guān)，符號(hào)速率可以根據(jù)1.28Mcps的碼速率和擴(kuò)頻因子得到。上下行的擴(kuò)頻因子都在1到16之間，因此各自調(diào)制符號(hào)速率的變化范圍為80.0K符號(hào)/秒~1.28M符號(hào)/秒。圖2-2物理信道幀結(jié)構(gòu)TD-SCDMA采用QPSK方式進(jìn)行調(diào)制(室內(nèi)環(huán)境下的2M業(yè)務(wù)采用8PSK調(diào)制)，成形濾波器采用滾降系數(shù)為0.22的根升余弦濾波器。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，功率控制分為開(kāi)環(huán)(open-loop)、外環(huán)(outer-loop和內(nèi)環(huán)(inner-loop)控制。這三部分在實(shí)際系統(tǒng)中的功能和作用有所不同，但是又互相結(jié)合，形成了整體的功率控制系統(tǒng)。在TD-SCDMA系統(tǒng)中的上、下行專用信道上使用內(nèi)環(huán)功率控制，每一子幀(5ms進(jìn)行一次)。功率控制速率為200Hz，功率控制步長(zhǎng)為1dB,ZdB,3dB。在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中，下行鏈路總是同步的。所以一般所說(shuō)同步CDMA都是指上行同步，即要求來(lái)自不同距離的不同用戶終端的上行信號(hào)能同步到達(dá)基站。上行同步過(guò)程包括上行同步的建立和保持。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，同步調(diào)整的步長(zhǎng)約為碼片寬度的1/8，即大約100ns。在實(shí)際系統(tǒng)中所要求和可能達(dá)到的精度則將由基帶信號(hào)的處理能力和檢測(cè)能力來(lái)確定，一般可能在1/8至1個(gè)碼片的寬度，因?yàn)橥綑z測(cè)和控制是每個(gè)子幀5ms/次。一般來(lái)說(shuō)，在此時(shí)間內(nèi)UE的移動(dòng)范圍不會(huì)超過(guò)十幾厘米，因而，這個(gè)同步精度己經(jīng)足夠，并不會(huì)限制和影響UE的高速移動(dòng)。2.2TD-SCDMA關(guān)鍵技術(shù)TD-SCDMA的關(guān)鍵技術(shù)主要集中在基帶部分，如智能天線技術(shù)、聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)、時(shí)分雙工、上行同步技術(shù)、動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)、接力切換技術(shù)、功率控制技術(shù)、軟件無(wú)線電技術(shù)、信道估計(jì)與補(bǔ)償技術(shù)等一系列高新技術(shù)，從而大大增加了系統(tǒng)容量，提高了系統(tǒng)抗干擾性能，大大降低了發(fā)射功率，節(jié)約了制造成本。2.2.1時(shí)分雙工TDD(時(shí)分雙工)定義:一種雙工方法，它的前向鏈路和反向鏈路的信息是在同一載頻的不同時(shí)間間隔上進(jìn)行傳送的。在TDD模式下，物理信道中的時(shí)隙被分成發(fā)射和接收兩個(gè)部分，前向和反向的信息交替?zhèn)魉?。TDD是一種通信系統(tǒng)的雙工方式，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中用于分離接收與傳送信道(或上下行鏈路)。TDD模式的移動(dòng)通信系統(tǒng)中接收和傳送是在同一頻率信道，即載波的不同時(shí)隙，用保護(hù)時(shí)間來(lái)分離接收與傳送信道;而FDD模式的移動(dòng)通信系統(tǒng)的接收和傳送是在分離的兩個(gè)對(duì)稱的頻率信道上，用保護(hù)頻段來(lái)分離接收與傳送信道。圖2-3TDD系統(tǒng)和FDD系統(tǒng)的區(qū)別由于TD-SCDMA的上下行使用同一頻率，因此其上下行具有相似的空中無(wú)線傳播特性。這樣，根據(jù)上行信道空中傳播特性就很容易估算出下行信道特性。從而簡(jiǎn)化智能天線選址的復(fù)雜程度，降低基站覆蓋規(guī)劃的難度。上下行時(shí)隙可以支持非對(duì)稱的2:4和1:5配置，能有效地支持未來(lái)TD-SCDMA的非對(duì)稱業(yè)務(wù)(例如視頻點(diǎn)播、數(shù)據(jù)下載、PTT業(yè)務(wù))。對(duì)于不同的業(yè)務(wù)類型區(qū)域(如城區(qū)與農(nóng)村、會(huì)議集中地等)，可以采用不同的上下行時(shí)隙比配置(如城區(qū)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)多的可以使用2:4，而以通話為主的農(nóng)村可使用3:3)。時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)配置的靈活性，可根據(jù)業(yè)務(wù)類型的分布提高系統(tǒng)無(wú)線資源的利用率，但是要注意非對(duì)稱時(shí)隙比的配置，也有可能對(duì)其鄰近小區(qū)造成一定的干擾。TDD系統(tǒng)相對(duì)于FDD系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì):易于使用非對(duì)稱頻段，無(wú)需具有特定雙工間隔的成對(duì)頻段;2.適合傳輸上下行不對(duì)稱的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);3.上行和下行使用相同載頻，無(wú)線傳播是對(duì)稱的，這有利于智能天線技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。2.2.2多址方式TD-SCDMA系統(tǒng)中由于采用了TDD的雙工方式，使其可以利用時(shí)隙的不同來(lái)區(qū)分不同的用戶。同時(shí)，由于每個(gè)時(shí)隙內(nèi)同時(shí)最多可以有I6個(gè)碼字進(jìn)行復(fù)用，因此同時(shí)隙的用戶也可以通過(guò)碼字來(lái)進(jìn)行區(qū)分。另外，每個(gè)TD-SCDMA載頻的帶寬為1.6MHz，使得多個(gè)頻率可以同時(shí)使用?？梢?jiàn)，TD-SCDMA系統(tǒng)集合CDMA,FDMA,TDMA三種多址方式于一體，使得無(wú)線資源可以在時(shí)間、頻率、碼字這三個(gè)維度進(jìn)行靈活分配，也使得用戶能夠被靈活分配在時(shí)間、頻率、碼字這三個(gè)維度從而降低系統(tǒng)的干擾水平。圖2-4TD-SCDMA多址方式2.3TD-SCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.3.1TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)TD-SCDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它與標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP制訂的通用移動(dòng)通信系統(tǒng)UMTS(UniversalMobileTelecommunicationSystem)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一樣的。UMTS系統(tǒng)由核心網(wǎng)CN、無(wú)線接入網(wǎng)UTRAN和手機(jī)終端UE三部分組成。UTRAN由基站控制器RNC和基站NodeB組成。圖2-5UTRAN總體結(jié)構(gòu)圖CN通過(guò)Iu接口與UTRAN的RNC相連。其中Iu接口又被分為連接到電路交換域的Iu-CS，分組交換域的Iu-PS。NodeB與RNC之間的接口叫做Iub接口。在UTRAN內(nèi)部，RNC通過(guò)Iur接口進(jìn)行信息交互。Iur接口可以是RNC之間物理上的直接連接，也可以靠通過(guò)任何合適傳輸網(wǎng)絡(luò)的虛擬連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。NodeB與UE之間的接口叫Uu接口。圖2-6TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(R4)2.3.2UTRAN通用協(xié)議模型UTRAN層次從水平方向上可以分為傳輸網(wǎng)絡(luò)層和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)層;從垂直方向上則包括四個(gè)平面:控制平面:包含應(yīng)用層協(xié)議，如:RANAP,RASAP,NBAP和傳輸層應(yīng)用協(xié)議的信令承載。用戶平面:包括數(shù)據(jù)流和相應(yīng)的承載，每個(gè)數(shù)據(jù)流的特征都由一個(gè)和多個(gè)接口的幀協(xié)議來(lái)描述。傳輸網(wǎng)絡(luò)層控制平面:為傳輸層內(nèi)的所有控制信令服務(wù)，不包含任何無(wú)線網(wǎng)絡(luò)層信息。它包括為用戶平面建立傳輸承載(數(shù)據(jù)承載)的ALCAP協(xié)議，以及ALCAP需要的信令承載。傳輸網(wǎng)絡(luò)層用戶平面:用戶平面的數(shù)據(jù)承載和控制平面的信令承載都屬于傳輸網(wǎng)絡(luò)層的用戶平面。圖2-13UTRAN通用協(xié)議模型3無(wú)線資源管理及DCA技術(shù)研究3.1無(wú)線資源管理的基本概念無(wú)線頻譜資源有限，分配給移動(dòng)通信系統(tǒng)的帶寬資源更加稀少，因此現(xiàn)在2G和3G移動(dòng)通信系統(tǒng)都使用蜂窩系統(tǒng)來(lái)解決無(wú)線資源不足和用戶容量問(wèn)題。蜂窩系統(tǒng)在有限的頻譜上通過(guò)空間復(fù)用提供更大的系統(tǒng)容量與覆蓋范圍，而不需要做物理層技術(shù)上的重大修改。由于基站和移動(dòng)終端傳輸范圍以及所占用的系統(tǒng)無(wú)線資源有限，無(wú)線資源在基站端體現(xiàn)為復(fù)用關(guān)系，而在移動(dòng)終端之間表現(xiàn)為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，特別是在QoS要求相對(duì)較低的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中競(jìng)爭(zhēng)更為激烈。為防止無(wú)線資源的無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，需要有合理的無(wú)線資源管理(RRM)機(jī)制對(duì)無(wú)線資源進(jìn)行系統(tǒng)地復(fù)用、分配和釋放，以確保系統(tǒng)的整體性能。無(wú)線資源管理負(fù)責(zé)空中接口無(wú)線資源的使用，監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)和無(wú)線環(huán)境的變化，分配并調(diào)整無(wú)線資源的使用，以期達(dá)到最佳系統(tǒng)性能。在移動(dòng)通信中，無(wú)線資源主要是指空中接口中的資源。在CDMA系統(tǒng)中，主要指碼字資源，不同的業(yè)務(wù)需求需要不同的碼字組合。傳統(tǒng)的CDMA系統(tǒng)，由于存在遠(yuǎn)近效應(yīng)，如果不進(jìn)行功率控制，系統(tǒng)將不能正常工作，因此空中接口資源也包括功率資源。而TD-SCDMA系統(tǒng)由于采用了TDD技術(shù)，相比于FDD模式的WCDMA和CDMA2000系統(tǒng)，增加了一維時(shí)隙資源。TD-SCDMA還采用智能天線技術(shù)，智能天線具有空分多址特性，因此又增加一維空間資源。在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，1.6M的單載波TD-SCDMA可能無(wú)法滿足實(shí)際容量需求，TD-SCDMA還可能采用多載波運(yùn)行，因此也增加了一維頻率資源。這樣TD-SCDMA系統(tǒng)中可控的無(wú)線資源包括碼字、功率、時(shí)隙、空間和頻率五維資源。由此可見(jiàn)，TD-SCDMA的無(wú)線資源管理將十分復(fù)雜，它關(guān)系到如何充分進(jìn)行資源管理和調(diào)配，使TD-SCDMA的系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。RRM是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器的重要組成部分。3.1.1無(wú)線資源管理的模塊組成及功能RRM主要由算法模塊、決策模塊、資源分配模塊、無(wú)線資源數(shù)據(jù)庫(kù)和對(duì)外接口模塊組成。在TD-SCDMA中，無(wú)線資源是根據(jù)用戶要求進(jìn)行分配的，因此無(wú)線資源管理算法模塊的組成部分與用戶事件有緊密聯(lián)系。RRM模塊在各通信實(shí)體中的位置如圖3.1所示。其中起決定作用的是算法模塊，包括:圖3.1RRM模塊在各通信實(shí)體中的位置(1)功率控制模塊(PC,PowerControl):主要功能是在維持鏈路通信質(zhì)量的前提下盡可能小的消耗功率資源，從而降低網(wǎng)絡(luò)中的相互干擾和延長(zhǎng)終端電池的使用時(shí)間。由于CDMA是自干擾系統(tǒng)，且存在遠(yuǎn)近效應(yīng)，因此在功率發(fā)送一上只需保證最低的QoS要求，過(guò)多的發(fā)射功率會(huì)造成額外的干擾。同時(shí)移動(dòng)信道是在不停變化當(dāng)中，發(fā)送功率需要始終隨著信道的變化而變化。功率控制使空中接口的干擾電平維持最小，保證大部分移動(dòng)用戶的QoS要求。(2)切換控制模塊(HC,HandoverControl)主要功能是為保證移動(dòng)用戶通信的連續(xù)性，或者基于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和操作維護(hù)等原因，將用戶從當(dāng)前的通信鏈路轉(zhuǎn)移到其它小區(qū)。蜂窩系統(tǒng)中，基站是空間位置復(fù)用的，覆蓋范圍有限。用戶是移動(dòng)的，會(huì)出現(xiàn)從個(gè)基站覆蓋范圍移動(dòng)到鄰基站的覆蓋范圍的情況，因此需要通信系統(tǒng)對(duì)此種行為做合理的控制和資源調(diào)配，使得用戶的服務(wù)不中斷，盡量使用戶感覺(jué)小到服務(wù)華站的改變。(3)接納控制模塊(AC,AdmissionControl):當(dāng)新的用戶和越區(qū)切換的用戶發(fā)起呼叫時(shí)，網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行接納控制過(guò)程，其目的是維持網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和己接納用戶的QoS。無(wú)線通信系統(tǒng)采用的蜂窩體制是空間復(fù)用，此種復(fù)用方法是以干擾在可控制的范圍內(nèi)為前提。在CDMA蜂窩系統(tǒng)中，一般采用頻率復(fù)用因子為1的體系，這樣不可避免地帶來(lái)小區(qū)間干擾。這種小區(qū)間干擾不是不可接受，只要干擾經(jīng)過(guò)空間衰減，在接收處干擾控制在一定得范圍內(nèi)即可。同時(shí)在CDMA小區(qū)內(nèi)，多徑等移動(dòng)環(huán)境造成了小區(qū)內(nèi)有很強(qiáng)的多址干擾(MAI,MultipleAccessInterference)。每接入一個(gè)新的用戶都會(huì)帶來(lái)這兩種干擾，因此在移動(dòng)通信系統(tǒng)接入一個(gè)用戶前，需要評(píng)估該用戶的接入是否會(huì)對(duì)當(dāng)前其他用戶造成很大的干擾。如果造成的干擾在系統(tǒng)的承受范圍之外，拒絕該用戶的接入。(4)分組調(diào)度模塊(PSPacketScheduler):主要功能是用于服務(wù)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其具體的調(diào)度速率由網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷情況決定。在用戶傳輸分組數(shù)據(jù)過(guò)程中，不同的業(yè)務(wù)對(duì)于時(shí)延的QoS要求不同。移動(dòng)環(huán)境中，多徑效應(yīng)以及用戶的高速移動(dòng)帶來(lái)的多普勒效應(yīng)導(dǎo)致用戶的信道狀態(tài)始終變化，因此在時(shí)延要求不是很高的條件下，系統(tǒng)可以讓信道狀況更好的用戶來(lái)傳送數(shù)據(jù)，既維持用戶的QoS要求，又使整個(gè)系統(tǒng)的吞吐量得到提升。此過(guò)程需要一個(gè)很好的調(diào)度器來(lái)調(diào)度這些分組數(shù)據(jù)。3.1.2TD-SCDMA無(wú)線資源管理特點(diǎn)由于TD-SCDMA和WCDMA都是3GPP組織的標(biāo)準(zhǔn)，共用一個(gè)核心網(wǎng)，所以很多協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)都是相似的。WCDMA的標(biāo)準(zhǔn)制定更早，因此TD-SCDMA的無(wú)線資源管理算法就可借鑒WCDMA現(xiàn)有的比較成熟的算法。但是TD-SCDMA畢竟不同于WCDMA,有很多獨(dú)特的地方，如TD-SCDMA的擴(kuò)頻因子最大為16，最小為1，最多可用的擴(kuò)頻碼字?jǐn)?shù)為16，相比于WCDMA來(lái)說(shuō)，信道數(shù)少，干擾相對(duì)較小。TD-SCDMA在上行中還采用了同步的CDMA，使得上行的碼字間基本同步，保證碼道的基本正交，這一點(diǎn)與WCDMA的異步模式并產(chǎn)生很大的干擾截然不同。TD-SCDMA系統(tǒng)還采用智能天線和聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)，大大減少了碼道上的多址干擾和多徑干擾，使得干擾的總體水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于WCDMA系統(tǒng)。上述因素使得TD-SCDMA不再像WCDMA一樣是一個(gè)單純的干擾受限的系統(tǒng)，在某些場(chǎng)景下表現(xiàn)為資源受限，因此導(dǎo)致負(fù)載控制和接納控制的作用相對(duì)減小。但TD-SCDMA系統(tǒng)終究是一個(gè)CDMA系統(tǒng)，接納控制和負(fù)載控制可以使整個(gè)系統(tǒng)工作在更穩(wěn)定的環(huán)境下，可以進(jìn)一步提高吞吐量，提高頻率效率。同時(shí)，TD-SCDMA智能天線的空分作用和多載波運(yùn)營(yíng)會(huì)使得TD-SCDMA的無(wú)線資源管理算法更復(fù)雜。業(yè)務(wù)模型、信道模型和系統(tǒng)模型將對(duì)R.RM算法的設(shè)計(jì)產(chǎn)生決定性的影響。由于業(yè)務(wù)參數(shù)模型和信道模型對(duì)所有3G系統(tǒng)是相同的，決定各系統(tǒng)RRM不同的因素主要是物理層技術(shù)。和其它3G系統(tǒng)相比，TD-SCDMA系統(tǒng)再物理層技術(shù)上采用了智能天線(SA)、聯(lián)合檢測(cè)(JD)、上行同步以及特殊的幀結(jié)構(gòu)等，因此，該系統(tǒng)的RRM設(shè)計(jì)一比較靈活。其中最具有代表性的是該系統(tǒng)的RRM算法中采用了接力切換和動(dòng)態(tài)信道分配(DCA)技術(shù)，并且SA對(duì)一于各個(gè)算法的影響較大。3.2動(dòng)態(tài)信道分配在無(wú)線通信系統(tǒng)中，為了將給定的無(wú)線頻譜分割成一組彼此分開(kāi)或者互不干擾的無(wú)線信道，需要使用諸如頻分、時(shí)分、碼分等技術(shù)。對(duì)于無(wú)線通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，無(wú)線信道數(shù)量有限，是極為珍貴的資源。要提高系統(tǒng)的容量，就要對(duì)信道資源進(jìn)行合理分配，由此產(chǎn)生了信道分配技術(shù)。如何有效地利用有限的信道資源，為盡可能多的用戶提供滿意的服務(wù)，是信道分配技術(shù)的目的。按照信道分割的不同方式，信道分配技術(shù)可分為固定信道分配(FCA,FixedChannelAllocation)、動(dòng)態(tài)信道分配(DCA,DynamicChannelAllocation)和混合信道分配(HCA,HybridChannelAllocation)。FCA指根據(jù)預(yù)先估計(jì)的覆蓋區(qū)域內(nèi)的業(yè)務(wù)符合將信道資源分給若干個(gè)小區(qū)，相同的信道集合在間隔一定距離的小區(qū)內(nèi)可以再次得到利用。FCA的主要優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是頻帶利用率低，不能很好地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中存在的變化及時(shí)改變網(wǎng)絡(luò)中的信道規(guī)劃。為了克服FCA的缺點(diǎn)，人們提出了DCA技術(shù)，在采用DCA的系統(tǒng)中，信道資源不固定屬于某一個(gè)小區(qū)，所有的信道被集中分配，只要能提供足夠的鏈路質(zhì)量，任何小區(qū)都可以將該信道分給呼叫。DCA根據(jù)小區(qū)的業(yè)務(wù)負(fù)荷，通過(guò)信道的通信質(zhì)量、使用率及信道的再用距離等因素選擇最佳的信道，動(dòng)態(tài)地分配給接入的業(yè)務(wù)。HCA則是二者的結(jié)合，在HCA中全部信道被分配為固定的和動(dòng)態(tài)的兩個(gè)集合。信道分配技術(shù)通過(guò)尋找最優(yōu)的信道資源配置來(lái)提高資源利用率，從而提高系統(tǒng)容量。信道分配實(shí)質(zhì)是在一定約束條件下的系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題，為了分析和研究信道分配技術(shù)，首先需要了解信道分配究竟需要受到哪些約束條件的限制，如何為信道分配建立優(yōu)化模型，如何設(shè)計(jì)信道分配方案。采用DCA是TDD系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在，能夠靈活的分配時(shí)隙資源，動(dòng)態(tài)地調(diào)整上下行時(shí)隙的個(gè)數(shù)，從而可以靈活地支持對(duì)稱及非對(duì)稱的業(yè)務(wù)。因此，DCA具有頻帶利用率高、無(wú)需信道預(yù)規(guī)劃、可以自動(dòng)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載和干擾的變化等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)在于，DCA算法相對(duì)于FCA來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜，系統(tǒng)開(kāi)銷也比較大。在DCA技術(shù)中，信道并不是固定地分給某個(gè)小區(qū)，而是被集中在一起進(jìn)行分配;只要能提供足夠的鏈路質(zhì)量任何小區(qū)都可以將該信道分給呼叫。在實(shí)際運(yùn)行中，RNC集中管理一些小區(qū)的可用資源，根據(jù)各個(gè)小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)、系統(tǒng)負(fù)荷情況和業(yè)務(wù)的QoS參數(shù)，動(dòng)態(tài)地將信道分配給用戶。在小區(qū)內(nèi)分配信道的時(shí)候，相鄰小區(qū)的信道使用情況對(duì)于RNC來(lái)說(shuō)是己知的，不需要再通過(guò)小區(qū)間的信令交互獲得。3.3動(dòng)態(tài)信道分配算法研究3.3.1中心控制式DCA經(jīng)典的DCA算法是由控制中心來(lái)執(zhí)行的，即信道分配算法的操作是在移動(dòng)通信交換中心MSC(MobileSwitchingCenter)進(jìn)行的。每次用戶發(fā)起呼叫或某小區(qū)內(nèi)在越區(qū)切換請(qǐng)求時(shí)，該用戶所在的小區(qū)都將此信息告知MSC，由MSC為其搜索并分配空閑的信道。這種方法過(guò)去一直用在蜂窩小區(qū)制系統(tǒng)中，近年來(lái)，隨著微小區(qū)的應(yīng)用，一個(gè)區(qū)域內(nèi)的小區(qū)數(shù)量明顯增多，導(dǎo)致用戶的需求和越區(qū)切換的次數(shù)也大大增加。這樣控制幾個(gè)小區(qū)的MSC常常出現(xiàn)分配任務(wù)過(guò)載的情況，于是出現(xiàn)了其它的方案。3.3.2基于單業(yè)務(wù)的DCA基于單業(yè)務(wù)的DCA主要有業(yè)務(wù)自適應(yīng)以及干擾自適應(yīng)兩種分配算法，比較實(shí)用的是干擾自適應(yīng)算法。對(duì)于業(yè)務(wù)自適應(yīng)算法，需要根據(jù)服務(wù)小區(qū)的業(yè)務(wù)基站以及相鄰小區(qū)基站的信道占用信息，進(jìn)行信道的合理分配，因而信道分配需要在基站間交互信道狀態(tài)信息，而干擾自適應(yīng)算法僅僅使用本地的信息，而沒(méi)有必要與其他的基站交互信息，因而，系統(tǒng)是自組織的，可以根據(jù)需要，在任何地方設(shè)置和增加信道，提高系統(tǒng)容量和無(wú)線覆蓋，而且允許快速的實(shí)時(shí)處理。當(dāng)然，這種方法也有自身的缺陷，比如死鎖、不穩(wěn)定、系統(tǒng)性能惡化。一般來(lái)說(shuō)，使用的系統(tǒng)信息越多，能達(dá)到的優(yōu)化效果就越好，同時(shí)相應(yīng)的系統(tǒng)開(kāi)銷就越大。業(yè)務(wù)自適應(yīng)算法需要本小區(qū)和相鄰小區(qū)的信道信息，因而它是一種較干擾自適應(yīng)算法更為全局的優(yōu)化措施;而干擾自適應(yīng)算法只關(guān)注本小區(qū)的信道分配。所以業(yè)務(wù)自適應(yīng)能達(dá)到最優(yōu)信道分配性能，而干擾自適應(yīng)算法只能達(dá)到次最優(yōu)信道分配性能。在通常情況下，業(yè)務(wù)自適應(yīng)DCA能在小業(yè)務(wù)量的情況下達(dá)到最小的全局呼叫阻塞率，而固定信道分配(FCA)則能在大話務(wù)量的情況下達(dá)到更大的系統(tǒng)容量。當(dāng)采用干擾自適應(yīng)DCA時(shí)，系統(tǒng)容量在一定的條件下可能超過(guò)FCA。由于業(yè)務(wù)自適應(yīng)DCA算法需要傳遞大量關(guān)于各小區(qū)信道使用狀況的信令，因而實(shí)用性較差;干擾自適應(yīng)DCA算法則僅需要測(cè)量本小區(qū)的干擾電平，因而相對(duì)較靈活，易于實(shí)現(xiàn)。3.3.3基于交叉時(shí)隙干擾的DCA交叉時(shí)隙干擾非常嚴(yán)重，尤其是基站一基站的干擾嚴(yán)重影響通信質(zhì)量，使得交叉時(shí)隙在承擔(dān)上行業(yè)務(wù)的小區(qū)容量大大受損。在承擔(dān)下行任務(wù)的小區(qū)，交叉時(shí)隙一般可以正常工作，但是在小區(qū)邊緣地帶可能受到強(qiáng)干擾，使其不能穩(wěn)定工作。如果不采取適當(dāng)?shù)拇胧?，交叉時(shí)隙內(nèi)的強(qiáng)干擾會(huì)導(dǎo)致較大的容量損失。由此產(chǎn)生了許多基于交叉時(shí)隙干擾的DCA算法。(1)基于最小發(fā)射功率的DCA基于最小發(fā)射功率的DCA可以節(jié)省下行系統(tǒng)的發(fā)射功率資源，盡量分配小的功率給接入的用戶以便最大化系統(tǒng)容量。需要注意的是如果同時(shí)考慮上下行鏈路，只要有任何一條鏈路不允許系統(tǒng)接入，則已經(jīng)分配的資源必須無(wú)條件釋放。(2)基于最小干擾的DCA基于最小干擾的DCA主要思想使根據(jù)用戶在不同時(shí)隙接收到的干擾功率不同，把具有最小干擾功率的時(shí)隙分配給該用戶，通過(guò)這種資源分配調(diào)度算法，可以有效地控制整個(gè)系統(tǒng)的干擾功率，從而提高系統(tǒng)上下行容量。基于最小干擾的DCA主要運(yùn)用在上行鏈路，通過(guò)該算法能夠保證新用戶接入具有最小干擾的時(shí)隙，同時(shí)保證每個(gè)時(shí)隙的負(fù)載盡量均衡，是一種非常理想的資源調(diào)度算法。(3)基于路徑損耗的DCA盡可能將交叉時(shí)隙分配給離基站近的用戶，而將非交叉時(shí)隙分配給小區(qū)的邊緣用戶。3.4TD-SCDMA數(shù)據(jù)通道構(gòu)造圖3.2客戶端/服務(wù)器模式基本流程上圖描述的是客戶端和服務(wù)器建立連接的基本流程：服務(wù)器調(diào)用socket函數(shù)分配一個(gè)文件描述符，接著綁定本地要監(jiān)聽(tīng)的端口，然后調(diào)用accept函數(shù)會(huì)阻塞等待客戶端發(fā)起連接?？蛻舳送瑯臃峙湮募枋龇蟀l(fā)起連接請(qǐng)求，此時(shí)客戶端處于阻塞等待服務(wù)器應(yīng)答狀態(tài)，當(dāng)服務(wù)器返回確定信息后，connect函數(shù)返回，連接建立。通過(guò)上面的一系列措施后，服務(wù)器和客戶端可以建立連接。客戶端/服務(wù)器模式流程如下:當(dāng)服務(wù)器從accept返回后，下一步服務(wù)器可以調(diào)用read函數(shù)，如果管道中沒(méi)有要接收的數(shù)據(jù)就保持阻塞等待，讀socket就像讀管道一樣，這時(shí)候客戶端通過(guò)調(diào)用write發(fā)送請(qǐng)求給服務(wù)器，當(dāng)服務(wù)器收到數(shù)據(jù)后便可以后從read函數(shù)返回，對(duì)客戶端的請(qǐng)求進(jìn)行處理。與此同時(shí)客戶端調(diào)用read函數(shù)一直處于阻塞等待狀態(tài)等待來(lái)自服務(wù)器端數(shù)據(jù)，服務(wù)器將數(shù)據(jù)寫入套接字，再次調(diào)用read函數(shù)保持阻塞等待下一條請(qǐng)求的狀態(tài)，客戶端接收到數(shù)據(jù)后read函數(shù)返回，下一步才能發(fā)送接下來(lái)的數(shù)據(jù)，從而如此循環(huán)下去。如果客戶端不會(huì)再有數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器，調(diào)用close函數(shù)即可；服務(wù)器此時(shí)read會(huì)接收到確定的返回值0，通過(guò)這種方式服務(wù)器可以確定客戶端不再發(fā)送數(shù)據(jù)，如果服務(wù)器不再有數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端，調(diào)用close便會(huì)斷掉他們之間的連接。然而需要我們注意的是，服務(wù)器和客戶端任何一方調(diào)用close完成的時(shí)候，服務(wù)器和客戶端之間會(huì)關(guān)閉掉兩個(gè)傳輸方向，所以上面完成之后是不能再發(fā)送數(shù)據(jù)信息的。當(dāng)服務(wù)器、客戶端兩者之中其一使用shutdown函數(shù)，都會(huì)使得當(dāng)前連接位于半關(guān)閉的形式狀態(tài)，但是還是可以接收客戶端或者服務(wù)器的數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序和TCP協(xié)議層之間的交互過(guò)程對(duì)于學(xué)習(xí)socket編程的API時(shí)是比較看重的難點(diǎn)之一：應(yīng)用程序調(diào)用某個(gè)socket函數(shù)時(shí)對(duì)應(yīng)的TCP協(xié)議層完成了什么動(dòng)作任務(wù)，舉個(gè)例子，當(dāng)你connect時(shí)會(huì)向?qū)Ψ桨l(fā)出SYN段，TCP協(xié)議層的狀態(tài)變化是如何被應(yīng)用程序感知的，另外一個(gè)例子：從某個(gè)阻塞的套接字函數(shù)返回的時(shí)候，是可以表示TCP協(xié)議這一端收到了數(shù)據(jù)，比如當(dāng)套接字函數(shù)read返回0就表明收到的數(shù)據(jù)是FIN段。學(xué)習(xí)上面的客戶端/服務(wù)器流程是非常有必要的，它是我們數(shù)據(jù)通道構(gòu)建過(guò)程中的基礎(chǔ)，對(duì)于我們有著很好的模范作用，當(dāng)然通過(guò)多線程機(jī)制、多路IO復(fù)用方式可以使得我們的數(shù)據(jù)通道更加穩(wěn)健和智能。知道其基本流程是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，接下來(lái)的一節(jié)中我們會(huì)詳細(xì)介紹下各個(gè)套接字涉及到的函數(shù)重點(diǎn)講解，這可以更加詳細(xì)化我們的實(shí)現(xiàn)方案。3.5TD-SCDMA傳輸模塊性能分析通過(guò)前幾次的測(cè)試,考慮到在TD公網(wǎng)環(huán)境下,上行速率有限制為速率無(wú)法提升的主要因素,于是將整套系統(tǒng)移植到大唐移動(dòng)專網(wǎng)環(huán)境下測(cè)試,以驗(yàn)證模塊和DTD系統(tǒng)軟件在專網(wǎng)環(huán)境下的上行傳輸速率。大唐移動(dòng)專網(wǎng)和公網(wǎng)的區(qū)別是：移動(dòng)公網(wǎng)的帶寬受限，因而上行速率是受限的；移動(dòng)專網(wǎng)可以相對(duì)的去調(diào)節(jié)帶寬，從而影響上行速率，我們的測(cè)試地點(diǎn)位于大唐移動(dòng)基站實(shí)驗(yàn)室（可提供大唐移動(dòng)TD專網(wǎng)），我們具有的測(cè)試設(shè)備是筆記本電腦一臺(tái)、DTD設(shè)備一套、LC6341模塊2塊。測(cè)試方案我們一共提出來(lái)了三套，這是為后面分析測(cè)試結(jié)果而準(zhǔn)備。方案一：將6341模塊（也就是支持TD-SCDMA的模塊）直接與PC機(jī)通過(guò)USB接口相連,作為無(wú)線撥號(hào)上網(wǎng)設(shè)備使用,PC機(jī)用通訊軟件通過(guò)TD專網(wǎng)上傳文件,不經(jīng)過(guò)TD-3G主板系統(tǒng)軟件：圖3.3移動(dòng)通信項(xiàng)目部測(cè)試方案一方案二：將6341放入DTD設(shè)備中,經(jīng)過(guò)TD-3G主板系統(tǒng)軟件撥號(hào)接入TD專網(wǎng),控制主板通過(guò)USB連接線控制DTD設(shè)備,并發(fā)送數(shù)據(jù):在控制主板一側(cè)通過(guò)測(cè)試程序與DTD的3G-TD設(shè)備連接,并控制發(fā)送數(shù)據(jù)到指定IP的端口,測(cè)試器速率：圖3.4移動(dòng)通信項(xiàng)目部測(cè)試方案二方案三：將6341放入DTD設(shè)備中,經(jīng)過(guò)3G-TD主板系統(tǒng)軟件撥號(hào)接入TD專網(wǎng),在DTD3G-TD主板設(shè)備一側(cè)直接發(fā)送數(shù)據(jù)到指定IP的端口,測(cè)試其傳輸速率：圖3.5移動(dòng)通信項(xiàng)目部測(cè)試方案三通過(guò)測(cè)試我們知道第一種方案下速率為80Kbps-104Kbps；第二種方案為74.4Kbps；第三種方案為100Kbps；通過(guò)以上結(jié)果可以看出,在大唐移動(dòng)TD專網(wǎng)下獲得的上行速率,明顯好于公網(wǎng)下得到的速率.同時(shí)方案1與方案3對(duì)比得出6341模塊在TD專網(wǎng)下的傳輸性能與通過(guò)DTD3G-TD設(shè)備系統(tǒng)軟件傳輸?shù)玫降纳闲兴俾什町惒皇呛艽螅簿褪钦f(shuō)3G-TD主板的系統(tǒng)軟件對(duì)于速率是沒(méi)有太大影響的;方案2與方案3對(duì)比得出,控制主板側(cè)發(fā)送數(shù)據(jù)通過(guò)USB通道傳輸?shù)紻TD3G-TD設(shè)備的過(guò)程中有較大的延時(shí)，控制主板到3G-TD主板的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于整體的性能影響較大;方案1與方案2對(duì)比再次驗(yàn)證了控制主板通過(guò)USB通道到DTD3G-TD設(shè)備的過(guò)程中有較大的延時(shí)。在專網(wǎng)下得到的系統(tǒng)軟件的上行速率,明顯好于公網(wǎng)的上行傳輸速率，進(jìn)一步證明公網(wǎng)下,上行速率限制對(duì)整套系統(tǒng)的傳輸速率影響很大；實(shí)測(cè)速率接近74.4Kbps，與理論最高上行速率384Kbps顯然還有差距，這跟3G傳輸專網(wǎng)帶寬的調(diào)整幅度顯然有很大關(guān)系，但是這樣的傳輸速率已經(jīng)滿足了對(duì)傳輸性能的基本要求。除此之外，與WCDMA實(shí)測(cè)上行速率為200Kbps~900Kbps相比,TD-SCDM的速率在專網(wǎng)下上行速率為80Kbps-104Kbps（公網(wǎng)下只有33.33Kbps~36.36Kbps），可見(jiàn)WCDMA相對(duì)于TD-SCDMA性能在實(shí)測(cè)中還是比較優(yōu)異的，它們同時(shí)也都符合了項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)TD-SCDMA的速率穩(wěn)定性良好，而WCDMA的速率波動(dòng)性是比較大的。4結(jié)論動(dòng)態(tài)信道分配是TD-SCDMA系統(tǒng)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。它的分配方法不是將信道固定地分配給某個(gè)無(wú)線小區(qū)，而是多個(gè)無(wú)線小區(qū)都可以共同使用同一個(gè)信道。每個(gè)無(wú)線小區(qū)使用的信道數(shù)不是固定的，當(dāng)某時(shí)刻業(yè)務(wù)量大時(shí)，使用信道數(shù)就多，否則就少，以增大系統(tǒng)容量和改善通信質(zhì)量。這樣的信道分配方案可以動(dòng)態(tài)地利用其他小區(qū)的空閑信道。它的優(yōu)點(diǎn)是頻帶利用率高，能很好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載的變化，特別適合在多媒體通信中非對(duì)稱業(yè)務(wù)和多種不同業(yè)務(wù)共存情況下的無(wú)線通信。本課題的研究目的主要是設(shè)計(jì)高效實(shí)用的動(dòng)態(tài)信道分配算法。在深入分析TD-SCDMA系統(tǒng)特性的基礎(chǔ)上，圍繞交叉時(shí)隙干擾這個(gè)動(dòng)態(tài)信道分配需要解決的重要問(wèn)題。TD-SCDMA系統(tǒng)是采用時(shí)分雙工模式，上下行業(yè)務(wù)在同一載波不同時(shí)隙中被承載，慢速動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)通過(guò)對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)中各小區(qū)的上下行業(yè)務(wù)比例和業(yè)務(wù)強(qiáng)度進(jìn)行估計(jì)和判斷，靈活調(diào)整上卜行時(shí)隙分配的比例，使上下行時(shí)隙的傳輸能力和上下行業(yè)務(wù)負(fù)載的比例關(guān)系相匹配，以獲得最佳的頻譜效率。但是針對(duì)相鄰小區(qū)的上下行時(shí)隙劃分不一致時(shí)所產(chǎn)生的交叉時(shí)隙干擾，本文通過(guò)研究系統(tǒng)平均資源利用率，提出了熱點(diǎn)小區(qū)慢速DCA，動(dòng)態(tài)地安排資源，并通過(guò)仿真與沒(méi)有慢速DCA的算法進(jìn)行了比較，并分析了熱點(diǎn)小區(qū)慢速DCA性能上的優(yōu)點(diǎn)和不足，以雙小區(qū)模型為例進(jìn)行了理論分析，得出了熱點(diǎn)小區(qū)慢速DCA能改善系統(tǒng)性能的邊界條件，使上下行時(shí)隙的傳輸能力和上下行業(yè)務(wù)負(fù)載的比例關(guān)系相匹配。參考文獻(xiàn)[1]曹慶新.基于OMAP5910的GPRS多媒體無(wú)線終端的研究與實(shí)現(xiàn)[J].天津大學(xué).2009[2]肖治.3G時(shí)代:生活在全信息的黑盒里[J].新經(jīng)濟(jì).2009[3]柯家海.淺談3G技術(shù)[J].科技信息.2010[4]王樹紅.嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].太原大學(xué)學(xué)報(bào).2007[5]彭海文.基于嵌入式linux的3G技術(shù)的應(yīng)用和研究[J].武漢大學(xué).2010[6]弓雷.ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)詳解[M].北京：清華大學(xué)出版社.2010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怎樣提高電腦系統(tǒng)運(yùn)行速度WindowsXP的啟動(dòng)速度比Windows2000要快30%左右，但相對(duì)于Windows98仍然要慢了不少，不過(guò)，我們可以通過(guò)優(yōu)化設(shè)置，來(lái)大大提高WindowsXP的啟動(dòng)速度。加快系統(tǒng)啟動(dòng)速度主要有以下方法：盡量減少系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)加載的程序與服務(wù)；對(duì)磁盤及CPU等硬件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置；修改默認(rèn)設(shè)置，減少啟動(dòng)等待時(shí)間等。這些方法大部分既可減少系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)間，又可以節(jié)省系統(tǒng)資源，加快電腦運(yùn)行速度。1.加快系統(tǒng)啟動(dòng)速度WindowsXP的啟動(dòng)速度比Windows2000要快30%左右，但相對(duì)于Windows98仍然要慢了不少，不過(guò)，我們可以通過(guò)優(yōu)化設(shè)置，來(lái)大大提高WindowsXP的啟動(dòng)速度。加快系統(tǒng)啟動(dòng)速度主要有以下方法：盡量減少系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)加載的程序與服務(wù)；對(duì)磁盤及CPU等硬件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置；修改默認(rèn)設(shè)置，減少啟動(dòng)等待時(shí)間等。這些方法大部分既可減少系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)間，又可以節(jié)省系統(tǒng)資源，加快電腦運(yùn)行速度。(1)MsconfigWindowsXP的啟動(dòng)速度在系統(tǒng)安裝初期還比較快，但隨著安裝的軟件不斷增多，系統(tǒng)的啟動(dòng)速度會(huì)越來(lái)越慢，這是由于許多軟件把自己加在了啟動(dòng)程序中，這樣開(kāi)機(jī)即需運(yùn)行，大大降低了啟動(dòng)速度，而且也占用了大量的系統(tǒng)資源。對(duì)于這樣一些程序，我們可以通過(guò)系統(tǒng)配置實(shí)用程序Msconfig將它們從啟動(dòng)組中排除出去。選擇“開(kāi)始”菜單中的“運(yùn)行”命令，在“運(yùn)行”對(duì)話框中鍵入“Msconfig”，回車后會(huì)彈出“系統(tǒng)配置實(shí)用程序”對(duì)話框，選擇其中的“啟動(dòng)”選項(xiàng)卡(如圖1)，該選項(xiàng)卡中列出了系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)加載的項(xiàng)目及來(lái)源，仔細(xì)查看每個(gè)項(xiàng)目是否需要自動(dòng)加載，否則清除項(xiàng)目前的復(fù)選框，加載的項(xiàng)目越少，啟動(dòng)的速度就越快。設(shè)置完成后需要重新啟動(dòng)方能生效。(2)BootvisBootvis是微軟提供的一個(gè)啟動(dòng)優(yōu)化工具，可提高WindowsXP的啟動(dòng)速度。用BootVis提升WindowsXP的啟動(dòng)速度必須按照正確的順序進(jìn)行操作，否則將不會(huì)起到提速的效果。其正確的操作方法如下：?jiǎn)?dòng)Bootvis，從其主窗口(如圖2)中選擇“工具”菜單下的“選項(xiàng)”命令，在“符號(hào)路徑”處鍵入Bootvis的安裝路徑，如“C:\ProgramFiles\Bootvis”，單擊“保存”退出。從“跟蹤”菜單中選擇“下次引導(dǎo)”命令，會(huì)彈出“重復(fù)跟蹤”對(duì)話框，單擊“確定”按鈕，BootVis將引導(dǎo)WindowsXP重新啟動(dòng)，默認(rèn)的重新啟動(dòng)時(shí)間是10秒。系統(tǒng)重新啟動(dòng)后，BootVis自動(dòng)開(kāi)始運(yùn)行并記錄啟動(dòng)進(jìn)程，生成啟動(dòng)進(jìn)程的相關(guān)BIN文件，并把這個(gè)記錄文件自動(dòng)命名為TRACE_BOOT_1_1。程序記錄完啟動(dòng)進(jìn)程文件后，會(huì)重新啟動(dòng)BootVis主界面，在“文件”菜單中選擇剛剛生成的啟動(dòng)進(jìn)程文件“TRACE_BOOT_1_1”。窗口中即會(huì)出現(xiàn)“CPU>使用”、“磁盤I/O”、“磁盤使用”、“驅(qū)動(dòng)程序延遲”等幾項(xiàng)具體圖例供我們分析，不過(guò)最好還是讓BootVis程序來(lái)自動(dòng)進(jìn)行分析：從“跟蹤”菜單中選擇“系統(tǒng)優(yōu)化”命令，程序會(huì)再次重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，并分析啟動(dòng)進(jìn)程文件，從而使計(jì)算機(jī)啟動(dòng)得更快。(3)禁用多余的服務(wù)WindowsXP在啟動(dòng)時(shí)會(huì)有眾多程序或服務(wù)被調(diào)入到系統(tǒng)的內(nèi)存中，它們往往用來(lái)控制Windows系統(tǒng)的硬件設(shè)備、內(nèi)存、文件管理或者其他重要的系統(tǒng)功能。但這些服務(wù)有很多對(duì)我們用途不大甚至根本沒(méi)有用，它們的存在會(huì)占用內(nèi)存和系統(tǒng)資源，所以應(yīng)該將它們禁用，這樣最多可以節(jié)省70MB的內(nèi)存空間，系統(tǒng)速度自然也會(huì)有很大的提高。選擇“開(kāi)始”菜單中的“運(yùn)行”命令，在“運(yùn)行”對(duì)話框鍵入“services.msc”后回車，即可打開(kāi)“服務(wù)”窗口。窗口的服務(wù)列表中列出了系統(tǒng)提供的所有服務(wù)的名稱、狀態(tài)及啟動(dòng)類型。要修改某個(gè)服務(wù)，可從列表雙擊它，會(huì)彈出它的屬性對(duì)話框(如圖3)，你可從“常規(guī)”選項(xiàng)卡對(duì)服務(wù)進(jìn)行修改，通過(guò)單擊“啟動(dòng)”、“停止”、“暫?！?、“恢復(fù)”四個(gè)按鈕來(lái)修改服務(wù)的狀態(tài)，并可從“啟動(dòng)類型”下拉列表中修改啟動(dòng)類型，啟動(dòng)類型有“自動(dòng)”、“手動(dòng)”、“已禁用”三種。如果要禁止某個(gè)服務(wù)在啟動(dòng)自動(dòng)加載，可將其啟動(dòng)類型改為“已禁用”。WindowsXP提供的所有服務(wù)有36個(gè)默認(rèn)是自動(dòng)啟動(dòng)的，實(shí)際上，其中只有8個(gè)是必須保留的(見(jiàn)下表)，其他的則可根據(jù)自己的需要進(jìn)行設(shè)置，每種服務(wù)的作用在軟件中有提示。4)修改注冊(cè)表來(lái)減少預(yù)讀取，減少進(jìn)度條等待時(shí)間WindowsXP在啟動(dòng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)進(jìn)度條，我們可以通過(guò)修改注冊(cè)表，讓進(jìn)度條只跑一圈就進(jìn)入登錄畫面。選擇“開(kāi)始”菜單中的“運(yùn)行”命令，在“運(yùn)行”對(duì)話框鍵入“regedit”命令后回車，即可啟動(dòng)注冊(cè)表編輯器，在注冊(cè)表中找HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\PrefetchParameters，選擇其下的EnablePrefetcher鍵，把它的鍵值改為“1”即可。(5)減少開(kāi)機(jī)磁盤掃描等待時(shí)間當(dāng)Windows日志中記錄有非正常關(guān)機(jī)、死機(jī)引起的重新啟動(dòng)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)在啟動(dòng)的時(shí)候運(yùn)行磁盤掃描程序。在默認(rèn)情況下，掃描每個(gè)分區(qū)前會(huì)等待10秒鐘，如果每個(gè)分區(qū)都要等上10秒才能開(kāi)始進(jìn)行掃描，再加上掃描本身需要的時(shí)間，會(huì)耗費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能完成啟動(dòng)過(guò)程。對(duì)于這種情況我們可以設(shè)置取消磁盤掃描的等待時(shí)間，甚至禁止對(duì)某個(gè)磁盤分區(qū)進(jìn)行掃描。選擇“開(kāi)始→運(yùn)行”，在運(yùn)行對(duì)話框中鍵入“chkntfs/t:0”，即可將磁盤掃描等待時(shí)間設(shè)置為0；如果要在計(jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)忽略掃描某個(gè)分區(qū)，比如C盤，可以輸入“chkntfs/xc:”命令；如果要恢復(fù)對(duì)C盤的掃描，可使用“chkntfs/dc:”命令，即可還原所有chkntfs默認(rèn)設(shè)置，除了自動(dòng)文件檢查的倒計(jì)時(shí)之外。2.提高系統(tǒng)運(yùn)行速度提升系統(tǒng)運(yùn)行速度的思路與加快啟動(dòng)的速度類似：盡量?jī)?yōu)化軟硬件設(shè)置，減輕系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。以下是一些常用的優(yōu)化手段。(1)設(shè)置處理器二級(jí)緩存容量WindowsXP無(wú)法自動(dòng)檢測(cè)處理器的二級(jí)緩存容量，需要我們自己在注冊(cè)表中手動(dòng)設(shè)置，首先打開(kāi)注冊(cè)表，找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”，選擇其下的“SecondLevelDataCache”，根據(jù)自己所用的處理器設(shè)置即可，例如PIIICoppermine/P4Willamette是“256”，AthlonXP是“384”，P4Northwood是“512”。(2)提升系統(tǒng)緩存同樣也是在“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”位置，把其下的“LargeSystemCache”鍵值從0改為1，WindowsXP就會(huì)把除了4M之外的系統(tǒng)內(nèi)存全部分配到文件系統(tǒng)緩存中，這樣X(jué)P的內(nèi)核能夠在內(nèi)存中運(yùn)行，大大提高系統(tǒng)速度。通常來(lái)說(shuō)，該優(yōu)化會(huì)使系統(tǒng)性能得到相當(dāng)?shù)奶嵘?，但也有可能?huì)使某些應(yīng)用程序性能降低。需要注意的是必須有256M以上的內(nèi)存，激活LargeSystemCache才可起到正面的作用，否則不要輕易改動(dòng)它。(3)改進(jìn)輸入/輸出性能這個(gè)優(yōu)化能夠提升系統(tǒng)進(jìn)行大容量文件傳輸時(shí)的性能，不過(guò)這只對(duì)服務(wù)器用戶才有實(shí)在意義。我們可在中新建一個(gè)DWORD(雙字節(jié)值)鍵值，命名為IOPageLockLimit。一般情況下把數(shù)據(jù)設(shè)置8~16MB之間性能最好，要記住這個(gè)值是用字節(jié)來(lái)計(jì)算的，例如你要分配10MB的話，就是10×?1024×1024，也就是10485760。這里的優(yōu)化也需要你的機(jī)器擁有大于256M的內(nèi)存。(4)禁用內(nèi)存頁(yè)面調(diào)度在正常情況下，XP會(huì)把內(nèi)存中的片斷寫入硬盤，我們可以阻止它這樣做，讓數(shù)據(jù)保留在內(nèi)存中，從而提升系統(tǒng)性能。在注冊(cè)表中找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”下的“DisablePagingExecutive”鍵，把它的值從0改為1即可禁止內(nèi)存頁(yè)面調(diào)度了。(5)關(guān)閉自動(dòng)重新啟動(dòng)功能當(dāng)WindowsXP遇到嚴(yán)重問(wèn)題時(shí)便會(huì)突然重新開(kāi)機(jī)，可從注冊(cè)表將此功能取消。打開(kāi)注冊(cè)表編輯器，找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\CrashControl\”將AutoReboot鍵的Dword值更改為0，重新啟動(dòng)后設(shè)置即可生效。(6)改變視覺(jué)效果WindowsXP在默認(rèn)情況下啟用了幾乎所有的視覺(jué)效果，如淡入淡出、在菜單下顯示陰影。這些視覺(jué)效果雖然漂亮，但對(duì)系統(tǒng)性能會(huì)有一定的影響，有時(shí)甚至造成應(yīng)用軟件在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)停頓。一般情況下建議少用或者取消這些視覺(jué)效果。選擇桌面上“我的電腦”圖標(biāo)，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令，打開(kāi)“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框。選擇“高級(jí)”選項(xiàng)卡，在其中的“性能”欄中單擊“設(shè)置”按鈕，會(huì)彈出“性能選項(xiàng)”對(duì)話框(如圖4)，可選擇“調(diào)整為最佳性能”單選框來(lái)關(guān)閉所有的視覺(jué)效果，也可選擇“自定義”然后選擇自己需要的視覺(jué)效果。(7)合理設(shè)置頁(yè)面虛擬內(nèi)存同樣也是在“性能選項(xiàng)”對(duì)話框中，選擇“高級(jí)”選項(xiàng)卡，在其中的“虛擬內(nèi)存”欄中單擊“更改”按鈕，接下來(lái)選擇虛擬內(nèi)存為“自定義大小”，然后設(shè)置其數(shù)值。一般情況下，把虛擬設(shè)為不小于256M，不大于382M比較合適，而且最大值和最小值最好一樣。(8)修改外觀方案WindowsXP默認(rèn)的外觀方案雖然漂亮，但對(duì)系統(tǒng)資源的占用也多，可將其改為經(jīng)典外觀以獲得更好的性能。在桌面空白位置單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令，會(huì)打開(kāi)“顯示屬性”對(duì)話框，在“主題”選項(xiàng)卡選擇主題為“Windows經(jīng)典”，即可將外觀修改為更為經(jīng)濟(jì)的Windows經(jīng)典外觀。(9)取消XP對(duì)ZIP支持WindowsXP在默認(rèn)情況下打開(kāi)了對(duì)zip文件支持，這要占用一定的系統(tǒng)資源，可選擇“開(kāi)始→運(yùn)行”，在“運(yùn)行”對(duì)話框中鍵入“regsvr32/uzipfldr.dll”，回車確認(rèn)即可取消XP對(duì)ZIP解壓縮的支持，從而節(jié)省系統(tǒng)資源。(10)關(guān)閉Dr.WatsonDr.Watson是WindowsXP的一個(gè)崩潰分析工具，它會(huì)在應(yīng)用程序崩潰的時(shí)候自動(dòng)彈出，并且在默認(rèn)情況下，它會(huì)將與出錯(cuò)有關(guān)的內(nèi)存保存為DUMP文件以供程序員分析。不過(guò)，記錄DUMP文件對(duì)普通用戶則毫無(wú)幫助，反而會(huì)帶來(lái)很大的不便：由于Dr.Watson在應(yīng)用程序崩潰時(shí)會(huì)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行DUMP記錄，將出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間硬盤讀寫操作，要很長(zhǎng)一斷時(shí)間程序才能關(guān)閉，并且DUMP文件還會(huì)占用大量磁盤空間。要關(guān)閉Dr.Watson可打開(kāi)注冊(cè)表編輯器，找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\WindowsNT\CurrentVersion\AeDebug”分支，雙擊其下的Auto鍵值名稱，將其“數(shù)值數(shù)據(jù)”改為0，最后按F5刷新使設(shè)置生效，這樣就取消它的運(yùn)行了。同樣，我們可以把所有具備調(diào)試功能的選項(xiàng)取消，比如藍(lán)屏?xí)r出現(xiàn)的memory.dmp，可在“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框中選擇“高級(jí)”選項(xiàng)卡，單擊“啟動(dòng)和故障恢復(fù)”欄中的“設(shè)置”按鈕，并在彈出的“啟動(dòng)和故障恢復(fù)”對(duì)話框中選擇“寫入調(diào)試信息”為“無(wú)”(如圖5)。(11)啟動(dòng)硬盤/光驅(qū)DMA模式打開(kāi)“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框，選擇“硬件”選擇卡中的“設(shè)備管理器”按鈕，打開(kāi)“設(shè)備管理器”窗口，在設(shè)備列表中選擇“IDEATA/ATAPI控制器”，雙擊“主要IDE通道”或“次要IDE通過(guò)”，在其屬性對(duì)話框的“高級(jí)設(shè)置”選項(xiàng)卡中檢查DMA模式是否已啟動(dòng)，一般來(lái)說(shuō)如果設(shè)備支持，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)DMA功能，如果沒(méi)有打開(kāi)可將“傳輸模式”設(shè)為“DMA(若可用)”。(12)關(guān)掉不用的設(shè)備WindowsXP總是盡可能為電腦的所有設(shè)備安裝驅(qū)動(dòng)程序并進(jìn)行管理，這不僅會(huì)減慢系統(tǒng)啟動(dòng)的速度，同時(shí)也造成了系統(tǒng)資源的大量占用。針對(duì)這一情況，你可在設(shè)備管理器中，將PCMCIA卡、調(diào)制解調(diào)器、紅外線設(shè)備、打印機(jī)端口(LPT1)或者串口(COM1)等不常用的設(shè)備停用，方法是雙擊要停用的設(shè)備，在其屬性對(duì)話框中的“常規(guī)”選項(xiàng)卡中選擇“不要使用這個(gè)設(shè)備(停用)”。在重新啟動(dòng)設(shè)置即可生效，當(dāng)需要使用這些設(shè)備時(shí)再?gòu)脑O(shè)備管理器中啟用它們。(13)關(guān)閉錯(cuò)誤報(bào)告當(dāng)應(yīng)用程序出錯(cuò)時(shí)，會(huì)彈出發(fā)送錯(cuò)誤報(bào)告的窗口，其實(shí)這樣的錯(cuò)誤報(bào)告對(duì)普通用戶而言幾乎沒(méi)有任何意義，關(guān)閉它是明智的選擇。在“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框中選擇“高級(jí)”選項(xiàng)卡，單擊“錯(cuò)誤報(bào)告”按鈕，在彈出的“錯(cuò)誤匯報(bào)”對(duì)話框中，選擇“禁用錯(cuò)誤匯報(bào)”單選項(xiàng)，最后單擊“確定”即可。另外我們也可以從組策略中關(guān)閉錯(cuò)誤報(bào)告：從“運(yùn)行”中鍵入“gpedit.msc”，運(yùn)行“組策略編輯器”，展開(kāi)“計(jì)算機(jī)配置→管理模板→系統(tǒng)→錯(cuò)誤報(bào)告功能”，雙擊右邊設(shè)置欄中的“報(bào)告錯(cuò)誤”，在彈出的“屬性”對(duì)話框中選擇“已禁用”單選框即可將“報(bào)告錯(cuò)誤”禁用。(14)關(guān)閉自動(dòng)更新“自動(dòng)更新”功能對(duì)許多WindowsXP用戶而言并不是必需的，可將其關(guān)閉以節(jié)省系統(tǒng)資源。在“我的電腦”上單擊鼠標(biāo)右鍵，從快捷菜單中選擇“屬性”命令，選擇“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框中的“自動(dòng)更新”選項(xiàng)卡，勾選“關(guān)閉自動(dòng)更新，我將手動(dòng)更新計(jì)算機(jī)”單選框，單擊“確定”按鈕即可關(guān)閉自動(dòng)更新功能。如果在“服務(wù)”已經(jīng)將“AutomaticUpdates”服務(wù)關(guān)閉，“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框中的“自動(dòng)更新”選項(xiàng)卡就不能進(jìn)行任何設(shè)置了。(15)去掉菜單延遲去掉菜單彈出時(shí)的延遲，可以在一定程度上加快XP。要修改的鍵值位置在“HKEY_CURRENT_USER\ControlPanel\Desktop”。修改其下的“MenuShowDelay”鍵，把默認(rèn)的400修改為0，按F5刷新注冊(cè)表即可生效。(16)清除預(yù)讀文件WindowsXP的預(yù)讀設(shè)置雖然可以提高系統(tǒng)速度，但是使用一段時(shí)間后，預(yù)讀文件夾里的文件數(shù)量會(huì)變得相當(dāng)龐大，導(dǎo)致系統(tǒng)搜索花費(fèi)的時(shí)間變長(zhǎng)。而且有些應(yīng)用程序會(huì)產(chǎn)生死鏈接文件，更加重了系統(tǒng)搜索的負(fù)擔(dān)。所以，應(yīng)該定期刪除這些預(yù)讀文件。預(yù)計(jì)文件存放在WindowsXP系統(tǒng)文件夾的Prefetch文件夾中，該文件夾下的所有文件均可刪除。(17)關(guān)閉自動(dòng)播放功能在WindowsXP中，當(dāng)往光驅(qū)中放入光盤或?qū)SB硬盤接上電腦時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)將光驅(qū)或USB硬盤掃描一遍，同時(shí)提示你是否播放里面的圖片、視頻、音樂(lè)等文件，如果是擁有多個(gè)分區(qū)的大容量的USB硬盤，掃描會(huì)耗費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，而且你得多次手動(dòng)關(guān)閉提示窗口，非常麻煩。這種情況下我們可以將WindowsXP的自動(dòng)播放功能關(guān)閉。運(yùn)行“組策略”程序。在組策略窗口左邊欄中，打開(kāi)“計(jì)算機(jī)配置”，選擇“管理模板”下的“系統(tǒng)”，然后在右邊的配置欄中找到“關(guān)閉自動(dòng)播放”并雙擊它，會(huì)彈出“關(guān)閉自動(dòng)播放屬性”對(duì)話框。在其中“設(shè)置”選項(xiàng)卡中選擇“已啟用”，“關(guān)閉自動(dòng)播放”下拉列表中選擇“所有驅(qū)動(dòng)器”(如圖6)。這樣以后就不用擔(dān)心WindowsXP的“自動(dòng)播放”功能帶來(lái)的麻煩了。如果你只是想禁止系統(tǒng)掃描某個(gè)驅(qū)動(dòng)器(如USB硬盤)上的文件，可采用下面的方法。先連上你的USB硬盤，讓系統(tǒng)將它識(shí)別出來(lái)。然后打開(kāi)“我的電腦”，選擇USB硬盤上的某個(gè)分區(qū)，按鼠標(biāo)右鍵，會(huì)彈出磁盤屬性窗口，選取“自動(dòng)播放”選項(xiàng)卡，將所有內(nèi)容的類型都選擇為不執(zhí)行操作。如果USB硬盤有多個(gè)分區(qū)，對(duì)所有分區(qū)都進(jìn)行同樣的操作，這樣當(dāng)你將USB驅(qū)動(dòng)器拔掉再重新接上時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將USB硬盤識(shí)別出來(lái)，而不會(huì)反復(fù)問(wèn)你是否播放USB硬盤中的文件了。3.加快關(guān)機(jī)速度WindowsXP的關(guān)機(jī)速度要慢于啟動(dòng)速度，特別有些任務(wù)還需要手工結(jié)束，更加延緩了關(guān)機(jī)速度。因此，要加快關(guān)機(jī)速度，首先要開(kāi)啟WindowsXP的自動(dòng)結(jié)束任務(wù)功能。具體步驟是：從注冊(cè)表中找到“HKEY_CURRENT_USER\ControlPanel\Desktop”，把“AutoEndTasks”的鍵值設(shè)置為1即可。然后再