无线网络及系统.pptVIP

第十一讲 无线通信的网络与系统 目录 分组无线电 系统容量 无线网络的分层结构 无线系统及标准 分组无线电 分组无线电（PR） 用户通过分散、协调性差的突发数据方式接入信道，实现多址； 使用公共信道竞争发送接入数据； 通过反馈建立信道； 采用竞争机制，存在碰撞问题； 用户数越多，碰撞概率越大，接入概率降低，接入时间增大。 竞争性能描述 归一化吞吐量（T）：每单位时间成功发送的信息平均数量； 假定发送服从分组到达率为?的Poisson分布，?为发送分组所用时间，则传输量 R＝ ? ? ； 吞吐量 T ＝ RPr〔无碰撞〕＝ ? ? Pr〔无碰撞〕； 平均延迟（D）：信息分组所经历时间； 易损阶段Vp：容易碰撞的时间间隔； 在一个分组时间间隔内，用户产生n个分组的概率可假定服从Poisson分布； 无碰撞概率：只有一个分组发送的概率； 分组无线电协议 竞争协议： 随机接入 调度接入 混合接入 ALOHA：随机接入协议 吞吐量 T＝Re－2R 时隙ALOHA：同步接入方式 吞吐量 T＝Re－R 载波检测多址协议（CSMA） 发送分组前测试信道状态； CSMA参数：检测延迟、传播延迟； 延迟时间影响协议性能和碰撞概率； CSMA技术的变形技术： 1-持续CSMA； 非持续CSMA； P-持续CSMA； CSMA/CD； 时间检测多址（DSMA）。 预留协议 预留ALOHA； 分组预留多址协议（PRMA）。 分组无线电的截获效应 同一信道内的竞争为基础； 信号最强的用户就可能截获发射机，即有远近效应问题； 优点：即使碰撞（截获），也可能存活； 缺点：强发射机可以屏蔽其它弱发射机； 分组无线电应用 分组协议存在不同优缺点，适合不同通信类型，下表是不同通信类型的多址技术： 系统容量 系统容量说明 定义：一定频段内所能提供的信道或用户的最大数目，是衡量无线系统频谱效率的参数。 所需载波－干扰比（C/I）； 信道带宽。 同信道复用率Q＝D/R，D为两个同信道小区之间的距离，R为小区半径。（参考第二、八章内容） 多址容量 分单小区、多小区考虑 FDMA TDMA CDMA SDMA系统容量 多天线容量 虚拟无线电 . 蜂窝系统容量 小区概念 固定信道分配 频率复用因子 上行和下行 下行不同基站对同一手机 上行不同手机对同一基站 增加容量的方法 提高频率复用因子 扇区化 减小小区的尺寸 CDMA系统 宏分集和软越区 TDMA系统容量 习题一：为什么数字TDMA系统容量相对与模拟蜂窝系统容量提高了3至6倍？ （举例8.7、8.8，表8.3） 蜂窝CDMA系统容量 如何理解CDMA软容量？ 小区复用率高 功率控制 语音激活 举例8.9 多小区CDMA容量 参考表8.4 无线网络的分层结构 无线协议的分层结构 物理层 MAC层 链路层 网络层 低层管理功能 物理层 物理资源分割 发送分集 FDMA,TDMA或CDMA 调制方式 功率控制 物理层所需的快速响应的信道 前向纠错编码 提供物理信道 MAC层 物理信道到逻辑信道的映射 高层协议需要多个逻辑信道 广播信道 确认信道 寻呼信道 随机接入信道 高层协议的设计一定程度独立与物理层 链路层 保证逻辑信道的可靠传输 对不同种类逻辑信道提供不同的保护 ARQ的保护 保证逻辑信道的连续 越区切换 网络层 无线网的最高层 和有线网络互联 链路距离释放和无线资源控制 呼叫的处理 位置更新,鉴权 无连接业务和短消息业务 WCDMA的三层 无线系统和标准 模拟蜂窝系统－AMPS、ETACS 美国数字蜂窝系统－IS－54标准 GSM标准 IS－95标准 IS－95标准 CT2标准 DECT标准 PACS标准 总结：模拟蜂窝系统 总结：数字蜂窝系统 总结：数字无绳系统 总结：PCS系统 * * 无线通信工程 姚彦教授 清华大学微波与数字通信国家重点实验室 2001年6月8日 FDMA、TDMA、CDMA 数据流或确定性的（语音） 固定TDMA预留信道的预留协议 分组，长信息，少量用户 预留协议 分组，长信息，大量用户 竞争协议 分组，短信息 多址技术 通信类型