移动通信多址接入技术.ppt

1、(多址技术)，一种常见的用户地址划分方法：1 .频分多址FDMA将一个给定的频谱资源分成几个等间距的信道，供不同的用户使用。2.时分多址将通信时间分成几个等间隔的时隙(信道)，供不同的用户使用。3.码分多址使用扩频码作为不同用户的地址码(称为信道)。4.SDMA利用用户空间的不同特性来实现多址通信。5.分组无线随机多址用户数据包在随机接入信道上发送，然后在反馈信道上等待响应。如果在给定的时间间隔内没有收到对方的确认响应，则重新发送新发送的数据包。多址技术是一种在无线通信网络中使许多移动用户能够同时共享有限频谱的技术。通信抗干扰国家重点实验室，复用和多址的概念，3，FDMA是把给定的频谱资源分成

2、不同的信道并分配给每个用户，时分多址把无线频谱分成时隙并分配给不同的用户，而不同的用户被称为具有不同信号波形(码序列)的码分多址连接。通信抗干扰国家重点实验室，从FDM/FDMA到正交频分复用/正交频分多址，通常使用双工技术(频分双工和时分双工)以及特定的FDMA、时分多址和码分多址多址模式。反向信道，前向信道，频率，时间，反向信道，前向信道，频率分离，时间分离，(a)频分双工同时提供两个单工信道，(b)时分双工以相同的频率提供两个单工时隙，例如，FDMA/频分双工系统时分多址/频分双工系统分配给用户一对信道3360，而在时分多址/频分双工系统，如图5-2所示的P131。前向信道和后向信道，图

3、5 2时分多址示意图，时分多址示意图，SDMA分组无线，SDMA:用于通过空间划分来区分不同的用户。阵列天线用于在不同的用户方向形成不同的波束。图5: 6空分多址1示意图。空分多址示意图2。分组无线电：分组无线电接入技术使许多用户能够以分散的方式接入信道。一旦基站检测到由多个发射机同时发射造成的冲突，它将发射：确认(确认)或NACK(否定确认)。正在传输的移动用户监听确认反馈，以确定传输是否成功。如果发生冲突，将在以后重新传输。分组无线多址接入易于实现，用户使用竞争技术在公共信道上传输。它的优点是在服务大量用户时开销很小，但缺点是效率低，可能会导致延迟。无线电信号可以表示为：也就是说，要求每个

4、信号特征是独立的(或正交的)，也就是说，任何两个信号之间的互相关函数是0(或接近0)。S(c，f，t)是代码类型、频率和时间的函数。多址技术利用信号参数的正交性来区分无线电信号。1.FDMA:(物理意义：信道在频域中彼此不重叠)2。时分多址：(时隙在时域中不相互重叠)3。FDMA系统根据不同的信道区分用户。发射机和接收机都使用一个信道，并且发射机和接收机之间的频率间隔必须大于某个值。频分双工通常用于实现双工通信。频分多址(FDMA):f1f2f3，fn，f1f2fn，b保护，FDMA信道划分，FDMA/FDD系统操作图，F1，F2，f3，F3，FDMA特征：FDMA每个信道仅发送一部电话；连续

5、传输，一旦移动台被分配了一个信道，移动台和基站同时连续传输；信道带宽很窄(30kHz)，也就是说，FDMA通常使用窄带系统；低传输速率。符号持续时间较长，大于平均延迟扩展，这意味着符号间干扰较低，不需要均衡；与时分多址相比，FDMA系统简单得多(例如，不需要同步和成帧位)；基站共用设备的成本很高，因为每个载波都有一个单一的信道设计，例如100个信道，这就需要100套收发设备和带通滤波器来滤除杂波干扰；移动站需要双工器，这增加了成本。需要精确的射频滤波器来消除相邻频率的干扰。FDMA系统设计应考虑如何实现渠道共享。如果一个基站有n个信道，在信道被多路复用之后，可能会发生所有信道都被占用，并且不能

6、连接新的呼叫的情况。这种情况发生的可能性有多大？这意味着允许大量用户共享小区中的有限信道，也就是说，根据需要从可用信道向用户分配信道。中继理论的基本原理是由丹麦数学家埃尔兰在19世纪末提出的，他致力于研究如何为大量能力有限的用户服务。现在把他的名字作为交通强度的单位。爱尔兰语(Erlang)表示完全占用信道的流量强度，即每单位小时的呼叫小时数(呼叫小时数/小时数)、0.5 Erlang (1 Erlang)或每单位分钟的呼叫分钟数(呼叫分钟数/分钟数)。例如，一个信道在一个小时内占用30分钟(60分钟)的流量是：c。对于一个有n个信道的系统，每个信道产生的平均流量是：b。一个有u个用户的系统产

7、生的总流量是：a。每个用户的流量强度等于呼叫请求率乘以保持时间：例如1:一个系统有50个用户，每个用户平均每小时打2个电话， 每个呼叫平均持续3分钟，因此每个用户的流量为：表示系统中每个用户平均每小时占用信道，总系统流量：表示系统中50个用户产生的流量为5个爱尔兰。3)。完成的电话流量的性质和计算是在观察时间t小时内设定的，C1呼叫是在整个网络中完成的，因此每小时完成的呼叫数是，完成的电话流量是，C1S是观察时间t小时内的实际呼叫时间。如果信道总数为n，并且在观察时间t中同时占用i(in)个信道的时间为ti(tiT)，则实际通话时间可以计算为(a)。当观察时间T足够长时，that表示在总共n个

8、信道中同时占用I个信道的概率，可以用pi表示，并且公式(a)可以重写为。表1，使用公式(a)，有，(爱尔兰)，这表明，在总共8个频道中，平均3.5个频道在2小时的观察时间内同时被占用。每小时每个频道的平均占用时间为3.5/8=0.4375小时。因为一个信道的最大容量是1爱尔兰，它的平均信道利用率是43.75%。哪里是完整的交通。从公式中可以看出，呼叫损失率b和呼叫成功率对用户更为满意。4)呼叫丢失率B:丢失通信量与传入通信量之比：B也称为GOS(服务等级(GOS)，但如果B，系统将流入通信量A，系统容量(用户数)U。呼叫丢失率的计算：对于有N个信道的共享系统，爱尔兰呼叫丢失公式为：公式(B)和

9、(B)在工程上非常实用。虽然公式推导很复杂，但Erlang B公式是以下图的形式给出的。(系统流量A标在底部，呼损率B为纵坐标，第三个参数可由A和B轻松计算。)给定呼损率B，可通过公式(5-9)计算出N个信道的流入流量A。给定流入流量A，一个小区到达服务级别B所需要的共享信道的数量可以通过公式(5-9)来计算。信道利用率可以通过每小时每个信道的完成业务量来计算，即表52呼叫丢失率和业务量与信道号和信道利用率之间的关系，表52呼叫丢失率和业务量与信道号和信道利用率之间的关系(续)，5。繁忙时段的流量和用户数量，以及每个用户在24小时内的流量分布是不均匀的，所以网络设计应该根据最繁忙时段的流量进行

10、计算。最繁忙时间的交通量与全天交通量之比称为集中系数，用k表示，一般k=10%。每个用户的繁忙时间流量需要通过统计方法来确定。假设通信网络中每个用户的平均日呼叫次数为C(次/日)，每个呼叫的平均占用信道时间为T(秒/时)，集中系数为K，每个用户的忙时业务量例如为C=3(次/日)，T=120(秒/时)，k=10%，则使用上述公式。国外数据表明，公共移动通信网络可以按照a=0.01来设计，专业移动通信网络可以按照a=0.05来设计。由于不同的电话使用习惯，国内用户在忙的时候电话流量一般会超过上述数据。建议公共移动通信网按a=0.020.03设计，专业移动通信网按a=0.08设计。整个网络中的用户数

11、量是mn。表3用户数量的计算。表3显示了用a=0.01(爱尔兰/用户)计算的每个频道的用户数(如果A不同，则需要单独计算)。在一个拥有200万人口的城市地区，三个相互竞争的系统提供蜂窝服务。系统a中有394个单元，19个通道；系统b中有57个通道的单元98；系统C有49个小区，100个信道，阻塞概率为2%。每个用户平均每小时打两次电话，每次电话的平均通话时间为3分钟。找出：系统支持的用户数量。假设所有三个系统都以最大容量工作，计算每个系统的市场份额百分比。求解系统a，已知：阻塞概率：系统中每个小区使用的信道数的2%0.02，C=19。对于GOS=0.02，C=19，从图中可以看出，每个小区承载

12、的总流量为12E rlang。因此，每个单元支持的用户数量是：因为总共有394个单元，系统a可以支持120 x 30。系统b，已知：阻塞概率：系统中每个小区使用的信道数量的2%0.02，C=57。对于GOS=0.02，C=57，从图中可以看出，所承载的总流量为45E rlang。因此，每个单元支持的用户数量是：因为总共有98个单元，所以系统b可以支持450 x 988。系统C，已知：阻塞概率：系统中每个小区使用的信道数量的2%0.02，C=100。对于GOS=0.02，C=100，从图中可以看出，每个小区承载的总流量为88E rlang。因此，每个小区支持的用户数量是：因为有49个小区，所以系

13、统c可以支持880倍。因此，这三个系统支持的蜂窝用户总数是47280 44100 43120=134500。由于该城区有200万户家庭，系统A的蜂窝用户总数为47280户，市场份额为47280200000002.36。同样，系统B的市场份额为44，100，200，000；系统C的市场份额为43120200000D2156。这三个系统的综合市场份额为134，500。每个小区的半径为4公里，城市的总频谱为40兆赫兹，使用带宽为60兆赫兹的双向信道。假设系统的GOS(呼叫损失率)为2%。如果每个用户提供的电话流量为0.03二郎，则计算为33，360。服务区的小区数量为Nc；(b)每个小区的信道号n；

14、(c)每个小区的交通强度Ac；最大载客量；(e)可以服务的用户总数；(f)每个信道的移动台数量m；(g)理论上，系统可以服务的最大用户数是UM。解决方案：众所周知，城市面积为1300平方公里，小区半径为R=4公里，总带宽为40兆赫兹，每个用户产生的电话流量为Au=0.03兆赫兹。(a)众所周知，一个小区(六边形)的面积为2.5981平方公里，因此，每个小区覆盖215981 x42=41.57平方英里，因此小区总数为130041057=31 (b)的总数每个小区的通信量强度=84 Erlang/小区承载的最大通信量(d)=小区数每个小区的通信量强度=3l84=2604 Erlang(e)每个小区

15、的已知通信量=0.03Erlang用户总数=总通信量/每个用户的通信量=2604 0.03=86800(f)每个信道的移动站数=用户数=86800666=130。理论上可以服务的移动站的最大数量是系统中可用信道的数量(所有信道都被占用)=nxNc=95x3l=2945，占34。6%的客户。)空闲频道的选择。表示空闲信道模式。在系统中建立专用呼叫信道来处理呼叫请求。当移动站不说话时，它在呼叫信道上等待。当呼叫时，它通过RCC发起呼叫，并通过FCC指定一个空闲信道。(通话后移动台自动返回专用信道等待)，专用呼叫信道模式：专用呼叫信道模式：的优点，呼叫处理速度快，但占用专用呼叫信道，信道利用率低，适合900兆赫兹的手机采用这种模式。分为：循环定位模式、循环非定位模式、循环分散定位模式、标记空闲信道模式：a .循环定位：不设置特殊呼叫信道，所有信道呼叫和通话同时进行；基站发出空闲信号，所有移动站自动扫描信道。一旦移动站在某个信道上接收到空闲信号，它就定位要通话的信道。只有一个通道带有空闲标志。优点：所有频道均可用于通话，频道利用率高，通话和被叫在同一个频道，通话处理速度快。然而，多个用户同时发起呼叫的概率很高。适用于小容量系统。基站临时指定一个信道作为呼叫信道，并在临时呼叫信道上发送空闲信号。通常，所有不说话的移动台会自动扫描和搜索所有频道，一旦