动态信道分配
无线移动通信系统中的动态信道分配、功率控制
无线移动通信系统中的动态信道分配、功率控制北方交通大学现代通信研究所杨涛萧韦一、简介蜂窝移动通信网从开始使用到现在不过二十年左右的时间,但有着惊人的发展速度。
随着移动通信业务量的激增,模拟通信网面临着容量严重不足的压力。
另一方面,由于计算机和数据终端的广泛应用,非话音业务迅速增多,模拟蜂窝系统已经不能适应移动通信业务发展的需要。
现在,移动通信已从模拟网络发展到了第二代及第三代的数字通信网络。
要解决通信容量不足的问题,就需要找到一种高效合理使用有限的无线资源(主要指频率和功率)的方法。
在频分与时分多址(FDMA/TDMA)系统中,动态信道分配(DCA)已成为研究热点。
DCA不仅可以高效的利用频谱并可以减轻代价颇高的频率规划方面的负担。
另一方面,功率也是移动台的一种宝贵资源,并且也是限制系统容量的重要因素。
功率过大会引起共道干扰的增加,影响共道用户的通信质量。
功率过小,会使移动台的信噪比达不到要求的标准,同样也会对通信质量造成影响。
于是,提出了功率控制(PC),功率控制就是一种以最小功率来达到所需的信噪比,来使移动信道中的同道干扰降到最低的方法。
因为是移动信道,所以应充分考虑信道用户的移动性,这就需要充分利用用户的分布特性来进行资源的重组与分配,达到优化利用。
将DCA与PC相结合,综合考虑二者的作用及用户的移动性就产生了DCA与PC 的结合算法,这将作为本文的重点。
二、动态信道分配(DCA)早期的固定信道分配(FCA)方法是通过一个再用距离来建立再用方案。
FCA并未考虑用户的分布特性,信道是分配给小区而不是用户。
再用距离的选择就是要保证距离大于再用距离的共道用户的同频干扰足够小,以不至于对其他用户产生明显影响。
而对于DCA,所有的信道被集中在一起,根据某种规则动态的进行分配。
DCA算法是根据各小区的业务量来分配信道,这样可以减少业务的热点,并且DCA算法通过监测用户位置处的信号与干扰值来调整再用距离,这样可将系统容量进一步提升。
车联网中应急通信网络动态信道分配方法
车联网中应急通信网络动态信道分配方法朱发财【摘要】为有效解决车联网数据传输的同信道干扰问题,并在减小网络时延的同时控制信息丢包率,提出车联网中应急通信网络动态信道分配(DCA,dynamic channel allocation)方法.在PRIME拓扑通信框架中连接应急传输协议,并对动态数据进行接收与发送处理,完成车联网应急通信网络环境的搭建;选择适宜的应急多播树信道节点,通过计算信道分配转发权重的方式完成动态信道的同步分配处理,实现车联网中应急通信网络动态信道的顺利分配.设置仿真平台进行对比实验,结果显示,与基础分配方法相比,应用动态信道分配方法后,通信网络时延明显缩短,信息丢包率也得到有效控制,同信道干扰对车联网数据传输的影响减小.【期刊名称】《西安工程大学学报》【年(卷),期】2019(033)003【总页数】7页(P296-301,325)【关键词】车联网;应急通信网络;信道分配;拓扑框架;多播树节点;转发权重;同步分配【作者】朱发财【作者单位】福州理工学院科技处,福建福州 350506【正文语种】中文【中图分类】TP3930 引言信道分配是一种利用信道质量标准、业务量参数等条件对已占用资源进行优化配置的技术手段。
DCA是常见的信道分配运行设备,完全遵照通用移动通信系统陆地接入执行标准,可借助UE state transition传输结构将真实的信道占用信息传输至中心处理主机。
每一次信道的分配处理都使用一个完全独立的按压开关发送频率,且在执行下一次分配指令时,所有已出现的开关发送频率都保持为已占用状态[1-2]。
从数值角度来看,按压开关发送频率总量极为巨大,且不论核心分配准则如何变化,与频率系数相关的基础利用率都不会发生改变。
这项技术目前主要应用于移动通信网络搭建等多个领域。
目前已有专家学者提出了一些车联网中的信道分配方法,如文献[3]中提出的光载射频-分布式天线系统(RoF-DAS，optical RF-distributed antenna system)的车载网络中信道分配方法,对应急通信中的所有通信节点进行降序排列,并通过提升网络平均吞吐量的方式控制端到端通信数据传输的链路负载情况。
移动通信题库
名词解释（3×5）移动通信：至少有一方处于移动状态下进行信息交换的通信就叫做移动通信。
多径效应：由移动体周围的局部散射体引起的多径传播，表现为快衰落。
多普勒效应：由于移动体的运动速度和方向引起多径条件下多普勒频谱展宽。
多普勒展宽：多径传播下，多径的多普勒频移形成信号频率的扩展。
瑞利(Rayleigh)分布：指在无直射波的N个路径，传播时若每条路径的信号幅度为高斯分布、相位在0~2π为均匀分布，则合成信号包络分布为瑞利分布。
莱斯分布：指含有一个强直射波的N个路径，传播时若每条路径的信号幅度为高斯分布、相位在0~2π为均匀分布，则合成信号包络分布为莱斯分布。
同频道干扰：同频道再用带来的问题是同频道干扰。
邻道干扰：所谓邻道干扰是指相邻的或邻近频道信号的相互干扰。
相干带宽：是指一特定频率范围, 在该范围内, 两个频率分量有很强的幅度相关性。
相干时间：是信道冲激响应维持不变的时间间隔的统计平均值。
即指一段时间间隔，在此间隔内，两个到达信号具有很强的幅度相关性。
简答题（5×11）1大区制和小区制定义和它们特点？大区制是指把一个通信服务区域仅规划为一个或少数几个无线覆盖区, 简称无线区。
大区制的缺点是：由于一个基站所能提供的信道数有限, 因而系统容量不高, 不能满足用户数目日益增加的需要。
小区制是指把一个通信服务区域分为若干个小无线覆盖区。
小区制结构的最大特点是: 采用信道复用技术, 大大缓解了频率资源紧缺的问题, 提高了频率利用率, 增加了用户数目和系统容量。
2 MSK和FSK调制的关系和区别？MSK是FSK的一种特殊形式，它要求：•两个频率的信号不相关•两个频率的信号在一个码元期间所积累的相位差为π且在码元转换时刻已调信号的相位连续•频偏严格地等于1/4Tb,调制指数h=0.5；•附加相位在一个码元期间线性地变化±π，在码元转换时刻信号的相位连续；3 GMSK调制的原理和频谱改善的原因？GMSK信号就是通过在FM调制器前加入高斯低通滤波器(称为预调制滤波器)而产生的有意引入可扩展的ISI以压缩调制信号的频谱。
常用通信术语缩写及中英文对照
常用通信术语缩写及中英文对照ALCAP Access Link Control Application Part 接入链路控制应用部分上AMR Adaptive Multi Rate自适应多速率BCCH Broadcast Control Channel 广播控制信道BCH Broadcast CHannel 广播信道 (传输信道)BLER BLock Error Rate 误块率BQ——质量差（Bad Quality）BSSGP Base Station Subsystem GPRS Protocol 基站系统Gprs协议CCCH Common Control CHannel 公共/通用控制信道CI Cell ID 小区编码C/I Ec/No 载干比CPICH Common Pilot Channel 公共导引信道CQI Channel Quality Indication信道质量指示CQT Call Quality Test 呼叫质量测试CTCH Common Traffic Channel 公共业务信道CS Circuit Switching 分组交换DCA Dynamic Channel Allocation 动态信道分配DCH Dedicated Channel 专用信道DCCH Dedicated Control CHannel 专用控制信道DPCH Dedicated Physical Channel 专用物理信道DT Driving Test 驱车测试DTCH Dedicated Traffic CHannel 专用业务信道DSCH Downlink Shared Channel 下行共享信道DwPTS Downlink Pilot Time Slot 下行导频时隙Ec/Io 导频信道测量值Ec/Io 码片能/载频总功率谱密度。
（导频强度）Eb/Nt 比特能/有效噪声功率频谱密度。
第十四章 TDD移动通信系统
上/下行共用
1910~1930MHz
上/下行共用
1880~1900MHz
上/下行共用
中国移动TD运营频段
BUPT Information Theory & Technology Center
§14.2 TD-SCDMA帧结构与信道类型
• TD-SCDMA的物理信道采用三层帧结构：无线帧，子帧和 时隙/码。
BUPT Information Theory & Technology Center
§14.1 TDD原理
• 信道非对称：传统上，无线接入主要是针对话音业务进行优化，话音业 务具有上下行对称特性，因此采用FDD可以满足要求。但随着无线数 据业务的不断增长，上下行数据速率呈现出非对称特性。典型情况下， 下行业务速率与上行业务速率比值为4:1。 • 尽管FDD可以方便的支持对称接入业务，但对于支持非对称业务，不 够灵活。 • TDD技术，由于采用分时方式支持上下行发送，因此能够根据业务属 性，动态调整上下行切换点，灵活分配传输速率，从而更方便的支持对 称业务和非对称业务，甚至混合类型业务。
§14.2 TD-SCDMA
• 14.2.2物理层技术表14.4 中国TD-SCDMA规划无线频谱
分配频段 1900~1920MHz 2010~2025MHz 1850~1910MHz 属性 上/下行共用 上/下行共用 上/下行共用 备注 3G核心频段 3G核心频段、中国移动TD运营频 段
1930~1990MHz
§14.1 TDD原理
• 系统干扰相对较大：与FDD系统相比，TDD有可能引入更 多的干扰。如下图所示，在同频组网条件下，当基站之间 异步或基站同步但切换点不一致时，则在基站和终端都会 受到干扰。一般的，基站间的干扰更严重，终端间的干扰 次之。
现代无线通信技术 第3章 蜂窝结构系统
?解?如果n4时??4137351876cindb???43241386cndbi???例系统总的可用信道数s280相同区域内用n7的区群需要复制4次而用n4的区群需要复制7次求二者能提供的信道总数?6?n7时?每个小区的可用信道数?则总的可用信道数?同频复用比q?n4时?每个小区的可用信道数?则总的可用信道数?同频复用比q4740???2840?1120cmnk???280740ksn??????280470?kmnk?sn???747028701960c??3458qn??3346qn???413187cindb??431386cndbi??为什么可用信道数不同?结论
解：
13dBC101130 19.95 I
同时N应满足区群构成条件，即N可为4, 7, 9……，所 以区群大小N至少为4时，才能满足系统的载干比要求
n
C
3N
( 3N)4
19.95
N3.65
Im
6
例：蜂窝小区N=7的模式，设n=4，问其载干比?
解
1
4
C/I 3N73.518.7dB
6
如果，N=4时，
越区切换分类：分硬切换和软切换两类。
越区切换准则 ➢ 相对信号强度准则；
3.2.3 越区切换
动态信道分配(V1.0)
码域DCA
Basic RU or RUSF16
15
0 TS
TS
RUSF4
22
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Let’s 3G with ZTE !
码域DCA
码道碎片：码树中没有与其剩余基本RU数相匹配高速扩频因子的码道
C1,0
C2,0
C2,1
C4,0
C4,1
C4,2
C4,3
C8,0 C8,1 C8,2 C8,3 C8,4 C8,5 C8,6 C8,7
的低速扩频因子码字
红色代表已 分配的码字
宝石篮代表优化分配的码字 （根据申请的扩频因子）
两个结 果中任 取一个
21
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基本资源单位―BRU
➢ 一个基本RU是载波/时隙 /SF16扩频码的组合
➢ 扩频因子越小的码道能承载 的业务量越大
➢ SF16=1BRU， SF8=2BRU，SF4=4BRU， SF2=8BRU， SF1=16BRU
TD-SCDMA系统中一颗完整的码树使用范围在一个时隙内，多个时隙使用相 同的码资源
当某条码道分配后其所有子孙结点和祖先结点都要被阻塞，不能被分配给其他 用户
上行方向单时隙内单用户最多可以占用两条码道，码道的扩频因子可以为 SF16/SF8/SF4/SF2/SF1
下行方向单时隙内单用户使用的码道树无限制，码道的扩频因子只能为SF1和 SF16
4
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概述
动态信道分配方案
➢基于DCA控制的类型可以分为：
集中控制式DCA 分布控制式DCA
城市轨道交通无线通信原理
城市轨道交通无线通信原理1. 引言城市轨道交通系统是现代城市中重要的交通工具之一，为了保证乘客的安全和顺畅的运营，轨道交通系统需要进行实时的通信和控制。
传统的有线通信方式存在一些问题，如成本高、维护困难等。
因此，无线通信技术被广泛应用于城市轨道交通系统中。
本文将详细介绍与城市轨道交通无线通信原理相关的基本原理，包括无线通信技术的分类、信道分配、调制解调和编码解码等内容。
2. 无线通信技术分类城市轨道交通无线通信技术主要包括微波通信、红外通信和无线局域网（Wi-Fi）技术等。
这些技术在不同的场景下有不同的应用。
2.1 微波通信微波通信是一种通过微波频段进行通信的技术。
它具有传输距离远、传输速率高的特点，适用于城市轨道交通系统中的远距离通信。
微波通信主要包括点对点通信和广播通信两种方式。
在点对点通信中，一对天线通过微波信号进行通信。
发送端将数据转换为微波信号并发送给接收端，接收端将接收到的微波信号转换为数据。
微波通信可以实现高速、稳定的通信，适用于城市轨道交通系统中的信号控制、车辆调度等场景。
在广播通信中，一台发射器通过微波信号向周围的接收器发送信号。
微波信号可以穿透建筑物和障碍物，适用于城市轨道交通系统中的广播通知、紧急广播等场景。
2.2 红外通信红外通信是一种通过红外线进行通信的技术。
它具有传输距离短、传输速率低的特点，适用于城市轨道交通系统中的短距离通信。
红外通信主要包括红外遥控和红外数据传输两种方式。
在红外遥控中，一台遥控器通过红外信号向车辆或设备发送指令。
车辆或设备通过接收红外信号来执行相应的操作。
红外遥控适用于城市轨道交通系统中的车辆控制、设备操作等场景。
在红外数据传输中，数据通过红外信号进行传输。
发送端将数据转换为红外信号并发送给接收端，接收端将接收到的红外信号转换为数据。
红外数据传输适用于城市轨道交通系统中的数据交换、信息传递等场景。
2.3 无线局域网（Wi-Fi）技术无线局域网技术是一种通过无线信号进行通信的技术。
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第1章 概 述
知识点 信道分配的概念 DCA 的功能 DCA 的分类
1.1 DCA 的功能
信道分配指在采用信道复用技术的小区制蜂窝移动系统中，在多信道共用的 情况下，以最有效的频谱利用方式为每个小区的通信设备提供尽可能多的可使用 信道。信道分配过程一般包括呼叫接入控制、信道分配、信道调整三个步骤。不 同的信道分配方案在这三个步骤中有所区别。当以共信道隔离为标准来分类，信 道分配方案可分为以下三种：
干扰比）门限的信道中按一定的算法选择合适的进行分配。DCA 的呼叫接入控 制策略与 FCA 区别不大。DCA 的信道分配策略为全局性策略。而信道重分配也 是 DCA 的一大特点。DCA 有极好的业务自适应性和高度灵活性，弥补了 FCA 的不足，但计算和控制复杂度也很高。当系统负荷很高时，DCA 的效率不如 FCA。
动态信道分配介绍
课程目标：
掌握动态信道的分类 掌握动态信道分配的方法
参考资料：
研发部门相关资料
目录
第 1 章 概 述...........................................................................................................................................................1 1.1 DCA 的功能....................................................................................................................................................1 1.2 动态信道分配方案........................................................................................................................................2 1.3 TD-SCDMA 信道分配功能分类...................................................................................2
混合信道分配（HCA）方案：即将所有的信道分为两个部分：一部分信道 固定配置给某些小区，即部分信道隔离；另一部分信道则保留在中心存储区中， 为系统中的所有用户所共享，即部分信道共享。HCA 是 FCA 与 DCA 的折中。
DCA 是 TD-SCDMA 系 统 中 RRM 算 法 的 核 心 内 容 之 一 。 我 们 知 道 TDSCDMA 系统中一条信道是由 频率/时隙/扩频码 的组合唯一确定。DCA 主要研 究的是信道的分配和重分配的原则。DCA 通过系统负荷，干扰，用户空间方向 角等测量信息来确定最优的资源分配方案，降低系统干扰，提高系统容量。
固定信道分配（FCA）：FCA 中，整个服务区域被分为一定数量的小区， 每个小区根据一定的信道复用形式配置一定数量的信道，相当于在一个小区群的 不同小区间对信道完全隔离。
动态信道分配（DCA）：DCA 方案中，所有的信道资源放置于中心存储区
中，表示信道的完全共享。一旦有新的呼叫要求，则在满足 CIRmin （最小载波
i
图目录
图 2-1 深蓝为上行、浅蓝为下行 ...........................................................................................................3 图 2-2 不同颜色的区域代表采用不同时隙转换点 ...............................................................................4 图 2-3 动态调整前时隙间业务分布状况 ...............................................................................................5 图 2-4 动态调整后时隙间业务分布状况 ...............................................................................................5 图 2-5 码资源分配流程 ...........................................................................................................................5 图 2-6 OVSF 码树 .....................................................................................................................................6 图 2-7 信道化码 .......................................................................................................................................7 图 2-8 信道化码资源分配示意图 ...........................................................................................................7 图 2-9 RU 示意图......................................................................................................................................8 图 2-10 码道碎片 .....................................................................................................................................8 图 2-11 无码道碎片图 .............................................................................................................................9 图 2-12 码道碎片图 .................................................................................................................................9 图 2-13 顺序法码道查找 .......................................................................................................................10 图 2-14 筛选分配法 ...............................................................................................................................11 图 2-15 信道整合图 ...............................................................................................................................11 图 2-16 Midamble 码位置 .......................................................................................................................12 图 2-17 空域 DCA ..................................................................................................................................13
至于 DCA 的分类，国内外有很多不同的看法，大致可按两种方式分为： 基于 DCA 控制的类型可以分为： 集中控制式 DCA：信道通过中心控制器从中心存储区分配给呼叫临时使 用； 分布控制式 DCA：信道的确定是在移动终端 MS 和/或基站进行，而不是由 移动交换中心 MSC 来控制的方案。分布式控制方案在减轻交换复杂度的同时可 提高频谱的利用率。分布式信道分配方案可以按所使用的信息分为呼叫更新式分 配和干扰自适应式信道分配。 基于信道分配所使用的信息，DCA 可分为： 呼叫更新(call-by-call)DCA 方案； 自适应 DCA 方案。 目前我司只有快速动态信道分配和慢速动态信道分配的概念。可以划入分布 控制一类。
第 2 章 DCA 的分类介绍 .......................................................................................................................................3 2.1 慢速 DCA.......................................................................................................................................................3 2.2 快速 DCA.......................................................................................................................................................4