多信道共用技术 11通信1+许方+11313116

多信道共用技术摘要：移动通信的频率资源十分紧缺，不可能为每一个移动台预留一个信道，只可能为每个基站配置好一组信道，供该基站所覆盖的区域内的所有移动台共用。

多信道共用就是多个无线信道为许多移动台所共用，或者说，国内大量用户共享若干无线信道。

其目的是为了提高信道利用率。

关键词：信道利用率；空闲信道Shared multichannel techniqueAbstract: mobile communication frequency resource is very scarce, not possible to reserve a channel for each mobile station, is only possible for each base station configured for a group of channel, the base station coverage in all the mobile stations share.Multi channel sharing is a plurality of wireless channel is shared by many of the mobile station, or say, a large number of domestic users to share a number of radio channels. Its purpose is to improve the channel utilization.Keywords: channel utilization; idle channel在一个无线小区内，通常使用若干个信道。

用户工作时占用信道的方式可分为独立信道方式和多信道共用方式。

若一个无线小区有n个信道，将用户也分成n组，每组用户分别被指定在某一信道上工作，不同组内的用户不能互换信道，这种用户占用信道的方式称为独立信道方式。

在这种方式中，即使移动用户具有多信道选择的能力，也只能在规定的信道上工作。

当该信道被某一用户占用时，在他们的通话结束之前，属于该信道的其他用户都不能再占用该信道通话，而此时很可能其他一些信道正空闲。

这样一来就造成有些信道在紧张“排队”，而另一些信道却呈空闲状态。

显然，独立信道方式对信道的利用是不充分的，通常采用可以大大提高信道的利用率的多信道共用方式。

1多信道共用的概念多信道共用与有线用户共享中继线的概念相似，目的也是为了提高信道利用率，下面有3种不同的方案组成的3个系统：方案1：一个移动台配置1个无线信道。

在这种情况下，这个移动台在任何时候均可利用这个无线信道进行通信联络。

但是，浪费太大，大到无法实现。

因为像800MHz的集群通信系统，一共只有600个信道，最多只能容纳600个移动台。

方案2：88个移动台，配8个信道。

但将88个移动台分成8个组，每组配置一个无线信道，各组间的信道不能相互借用，调节余缺。

因此，相当于11个移动台配置一个无线信道。

在这种情况下，只要有1个移动台占用了这个信道，同组的其余10个用户均不能再占用，不管此时其他组是否还有闲着未用的信道。

方案3:88个移动台，8个信道，但移动台不分组，即这8个信道同属于这88个移动台，或者说，这88个移动台共享8个信道。

这种情况下，这88个移动台都有权选用这8个信道中的任意1个空闲信道来进行通话联络。

换句话说，如果按这种方案组成的系统，那么只有在8个信道同时被占用后，再有用户申请信道时，系统才示忙，出现“忽而不应”，即呼损。

对于用方案2组成的系统，虽然允许同时占用信道的最大值也是8个，但是，只要有一个用户占用，同组另一个用户申请信道时，系统就示忙，就出现呼损，即使这个系统实际上此时只有这两个用户要求通信联络。

显然用方案3组成的系统就可明显地提高信道的利用率，而方案3正是多信道共用系统。

参照此提法，方案2就可叫作单信道共用系统，而方案1便是单信道单用系统。

对于工作在多信道共用系统里的移动台来说，当然比工作在单信道里的要复杂的多。

首先，它必须适应工作频率不是单一而是多个的特点，并且调谐是自动的；其次，必须“确知”哪个信道还处于空闲状态，当要占用它，但还没有实际占用时，就必须先设法发出某种“预告”信息，以防“白走一趟”，或相互“碰撞”；最后，必须具有自动转换到系统任意一个空闲信道上的能力。

上述三条可以用“自动选用系统中任意一个空闲信道的能力”来概括。

因此，关于多信道共用可以这样来描述：为了提高无线信道的利用率和通信服务质量，配置在某一范围（如小区）内的若干个无线信道，都能供该范围内所有移动用户选择和使用任意一个空闲信道的能力，叫作多信道共用，也称多信道选址。

2多信道共用的实现实现多信道共用可采用人工方式，也可采用自动方式。

人工方式是由“人工”操作来完成信道的分配。

主呼和被呼用户需手工将移动台调谐到指定的空闲信道上通话。

自动方式是由控制中心自动发出指定信道命令，移动台MS自动调谐到指定空闲信道上通话。

因此，每个MS必须具有自动选择空闲信道的能力。

信道的自动选择方式有以下4种。

①专用呼叫信道方式专用呼叫信道方式是将系统中的一个或几个信道专门用来处理呼叫及为移动台指定通话用的信道，而它本身则不再作通话用。

因此，专用呼叫信道方式称作专用建立信道方式或选呼信道方式。

在这种方式下，移动台只要一开机，就守候在这个控制信道上。

若某移动台发起一次呼叫（主呼），那么，这个呼叫便通过控制信道发出去，传送到位于基站的控制中心进行处理。

之后，控制中心将发出含有指定主叫和被叫占用空闲信道的指令，也是通过控制信道传给有关的双方，双方根据接收到的指令转入指定的空闲信道上进行通话。

显然，采用这种方式的优点是由于设有处理呼叫的专用信道，所以处理呼叫的速度快且入网时间短。

但是，当系统信道不多时，控制信道就不能被充分利用。

因此专用呼叫信道方式适合于大容量移动通信系统。

例如，蜂窝系统，不管是TACS制，还是AMPS 制都采用这种方式。

大容量的移动通信系统中，专用呼叫信道一个不够，可以使用多个。

下面以小区制蜂窝系统为例，介绍有多个专用呼叫信道时的工作情况。

当移动台加上电以后，就自行对所有专用呼叫信道进行扫描，找出其中场强最强的专用呼叫信道，并使移动台的接收部分与这个专用呼叫信道的数据传输同步。

同步之后，移动台向基站发出自己当前信息，以供位置登记。

然后，就自动关掉自己的发射机部分，而接收机部分依然对准所选取的这个专用呼叫信道进一步调谐并不断同步，以便随时准备接收来自基站控制中心发出的信令。

至此，移动台就处于守候状态。

移动台处于守候状态后，将发生的事件可能有：（1）若要求回答“选呼”，即被呼，则移动台就发出自己的识别号码作为响应。

（2）若发出“选呼”，即主呼，则移动台就发出自己的识别号码和所要的呼叫号码，直到移动台接收到基站发来的用于通话的信道指配指令后，才离开专门控制信道，转移到所指配的信道上，开始进行正常的语音通信。

当移动台从一小区到另一小区时，原控制信道信号必然衰减，移动台会自动扫描到信号强度大的另一专用通道——新小区的专用呼叫信道，并在此信道上守候或发起主呼。

当小区采用全向天线时，基站通常配备一个专用呼叫信道即可，三扇形小区是用3副天线覆盖3个六边形小区，因此，需配备3个专用信道。

因为移动台发起呼叫是随机的，所以有可能两个移动台同时占用一个呼叫信道，这种情况称为“碰撞”。

为了避免碰撞的发生，或者说一旦发生碰撞时不致扰乱系统，可以采用下列解决办法：（1）在基站发空闲比特时，移动台才发出选呼信号，只要基站接受了某个移动台的合法占用，就把空闲比特改为“忙”，其他移动台遇到“忙”比特，就不占用这个信道。

（2）移动台送出它的占用信息（“预告”），表明它将要和那一个基站通信。

在移动台送出它的“预告”后，它在时间上开一个“窗”，就从“窗”上看出是“忙”了。

如果未出现“窗”就意味着这次占用的失败。

（3）如果移动台占用未成功，它可随机地等一段时间，再一次发起呼叫。

在TACS中，前向控制信道发出信号报文时，在比特同步(10101010101)、字同步（11100010010）和每10个报文比特之后，均插入1位“忙-闲”比特，以表示反向控制信道此刻是否空闲，即是否允许移动台接入反向控制信道。

按照“忙-闲”比特指示，移动台就可防止大部分的碰撞。

专用呼叫信道方式对蜂窝移动系统来说是相当规范的。

在某些规模较大的数字移动通信系统中也采用这种方式或与此相类似的方式，如GSM和CDMA系统中。

②循环定位方式在这种方式中，选择呼叫与通话可在同一信道上进行。

基站BS在一空闲信道上发空闲指令，即指定这条信道作为临时呼叫信道。

所有未通话的MS均自动对所有信道扫描搜索。

一旦在哪个信道上收到空闲信号就在该信道上守候。

MS 的主呼和被呼都在这一信道上进行，一旦该信道被占用后，BS就要另外选一个空闲信道发空闲信号，所有未通话的MS自动转换到新的空闲信道上守候。

如果BS的全部信道都被占用，BS就发不出空闲信号，所有未通话的移动台就不停地扫描各个信道，直到收到基站发来的空闲信号为止。

这种方式不设专用呼叫信道，全部信道都可以用作通话，能充分利用信道，同时各移动台平时都守候在一个空闲信道上，不论主呼还是被呼均能立即进行，因此接续速度快。

但是，由于全部未通话的移动台都守候在一个空闲信道上，同时发起呼叫的概率较大，容易出现“争抢”现象，但用户较少时同抢概率较小，因此这种方式适于信道数较少的小容量移动通信系统。

③循环不定位方式这是基于循环定位方式，为解决“争抢”现象而出现的一种改进方式。

在这种方式中，基站在所有空闲信道上发空闲指令，网内用户能自动扫描空闲信道，并随机地占据就近的空闲信道，就不用像循环定位在一个临时呼叫信道上守候。

由于网内用户分散在不同的空闲信道上，从而大大减少了争抢的机会。

移动用户主呼时，是在各自的空闲信道上分散进入的；移动用户被呼市，必须选择一个空闲信道发出足够长的指令信号，这时，网内用户由各自所处的信道开始扫描，最后都停留在基站发空闲信号的信道上，并处于守候状态。

这时，基站再发出选择呼叫信号，被呼用户做出应答，便完成了一次接续，该信道成为语音信道。

基站再在其余空闲信道上发出空闲信号，移动台再次分散到各个随机选取的空闲信道上守候。

循环不定位方式可概括为：移动用户不定位呼叫基站，基站发长信号定位移动台建立通信。

在循环不定位方式中，移动台成功完成一次呼叫的时间很长，因此，此方式只适用于信道数较少的系统。

另外它的主要缺点还有：系统的全部信道都处于工作状态，即通话信道在发话，空闲信道在发空闲信号，这种多信道的常发射会引起严重的互调干扰。

④循环分散定位方式这种方式是对循环不定位方式的改进，克服了持续时间长的缺点。