（通信与信息系统专业论文）移动多业务分组预约多址协议的研究.pdf

北方交通人学博 _ 学位论文 一二二二二二二二二二巴二二二二二 本文同时分析了c r -p r m a在衰落 信道下的性能，结牙 应使得c r -p r ma 的系统性能及系统稳定性都有所提高 摘要 明，衰落模型下，捕获效 之后我们首次分析了 瑞利衰落引起误码、误分组对分组预约类多址协议的影响。 又 结 果 显 示 ， 衰 落 降 氏 了 系 统 容 量 、 增 大 了 分 组 平 均 时 延 ， 系 统 整 体 16 能 下 降 。 女 口 果 采 用纠错编码技术可有效抵消衰落的影响. 综合考虑衰落引起的误分组和捕获效应， 并 采 用 分 组 纠 错 码 以 后 ， 分 组 预 约 类 多 址 系 统 有 与 理 想 信 道 条 件 下 相 近 的 系 统 容 i ) ,- - 乙 在 移 动 通 信 中 ， 不 仅 同 对参考终端用户有干扰 预约类多址协议的性能 。 所 端用户对参考用户有干扰， 同频邻小区终端用户也 首次分析了 蜂窝多小区下考虑功率捕获效应后分组 了 一 种 估 计 同 频 邻 小 区 干 扰 终 端 用 户 数 的 方 法 。 传 果显示同频干扰对分组预约类多址有较大的影响， 如果不采用频率复用技术， 系统容 量非常小， 几乎总工作在阻 塞状态， 采用合适的频率复用因子可有效削弱邻区同频干 扰 的 影 响 . ) ( -y 然后又首次分析了 衰落引起的误分组对蜂窝多小区下分组预 的 影 响 。 t 结 果 证 明 采 用 纠 错 编 码 后 ， 系 统 容 量 有 较 小 程 度 的 降 低 。 岁址 系 统 “ 量 在 本 又 的 最 后 我 、门 提 出 了 一 种 分 布 式 多 业 务 蜂 窝 无 线 分 组 网 越 区 切 换 协 议 厂 该 协 议充分考虑了 分组无线网及与之相连的固定网络的链路的特点， 尽量满足不同业务的 q o s 要求， 使 层协议的负担卿务 的 时 延 尽 量 小 ; 而 且 保 “ ” 据 分 组 的 “ 序 性 、 “ 整 性 减 ” 上 关键词:多址接入协议、 分组预约类多址协议、多业务综合系统、捕获效应、 越区 切换 d i s s e r t a t i o n , n o rt h e r n j i a o t o n g u n iv e r s i t y ab s t r a c t 味 abs t r a c t mo b i l e c o m m u n i c a t i o n s a n d i n t e rn e t a r e d e v e l o p i n g s o f a s t t h a t t h e y m a k e t h e t w o h o t t e s t p o i n t s i n i t i n d u s t ry . a n d t h e t r e n d o f m e r g i n g o f t h e m i s i n d e fl e c t i b l e . b r o a d c a s t m e d i a i s u s e d i n m o b i l e c o m i n u n i c a t i o n s , t h e n t h e n e e d s f o r u s e o f a n e f f i c i e n t m u lt i p l e a c c e s s p r o t o c o l ( ma c ) a r i s e s . ma c i s a v e ry i m p o rt a n t i s s u e i n m o b i l e c o m m u n i c a t i o n s , i t n o t o n l y d e t e r m i n e s t h e c a p a c i t y o f t h e s y s t e m a n d t h e c o m p l e x i t y o f t h e e q u ip m e n t , b u t h a v e e ff e c t o n t h e s y s t e m s f o r w a r d a n d b a c k w a r d c o m p a t i b i li ty . t h e c l a s s o f p a c k e t r e s e r v a t i o n m u l t i p l e a c c e r s p r o t o c o l a t t r a c t m o r e a n d m o r e s c i e n t i s t s a t t e n t io n f o r t h e y h a v e a n u m b e r o f a d v a n t a g e s o v e r o t h e r ma c p r o t o c o l s : s i m p l e , fl e x i b l e , h i g h t h r o u g h p u t a n d c a p a c i t y , e a s y a c c o m m o d a t i o n o f m i x e d i n f o r m a t i o n t y p e s , s i m p l i f i c a t i o n o f i n f o r m a t i o n r o u t in g i n a n e t w o r k , e a s y h a r m o n i z a t i o n w i t h t h e a n t i c i p a t e d e v o l u t i o n o f f i x e d n e t w o r k s ( c o r e n e t w o r k o f m o b i l e c o m m u n i c a t i o n s , i n t e rne t ) . t h i s p a p e r i s d e d i c a t e d t o t h e c l a s s o f p a c k e t r e s e r v a t i o n m u l t i p l e a c c e s s p r o t o c o l s w h i c h i s s u i t f o r c e l l u l a r e n v i r o n me n t . f i r s t , w e p r e s e n t a n o v e l p r o t o c o l ( c r - p r ma ) f o r t h e i n t e g r a t i o n o f v o i c e a n d d a t a b a s e d o n p r ma . b e s i d e s t h e o r i g i n a l m e r i t s o f p r ma , it i m p r o v e s t h e t h r o u g h p u t a n d c a p a c i t y o f s y s t e m g r e a t ly a n d a t t h e s a m e t i m e i t r e d u c e s t h e a v e r a g e d e l a y . a n d i t i s w o rt h t o m e n t i o n t h a t t h e r e s e r v a t i o n m e c h a n i s m o f c r - p r ma c a n a l s o b e i n t r o d u c e d i n t o a n y v a r i a t i o n s o f o r i g i n a l p r ma t o i m p r o v e t h e o v e r a l l p e r f o r m a n c e o f s y s t e m f u r t h e r . t h e n w e i m p l e m e n t t h e d a t a r e s e r v a t i o n m e c h a n i s m i n c d ma / p r ma a n d p r e s e n t a n o v e l m u l t i p le a c c e s s p r o t o c o l c r r c ma , i t d e c r e a s e s t h e p r o b a b i l i t y o f r a n d o m c o l l i s i o n a n d i m p r o v e s t h e o v e r a l l s y s t e m p e r f o r m a n c e s u c h a s c a p a c i t y , a v e r a g e d e l a y g r e a t l y , c o m p a r e d w i t h c d m a / p r ma p r o t o c o l . a n d i t i s m o r e s u i t a b l e t o t r a n s m i t m u l t i - s e r v i c e t r a f f i c . i t i s a l w a y s a s s u m e s t h a t t h e c h a n n e l i s p e r f e c t w h e n t h e p r m a i s c o n s i d e r e d , f o r t h e p u r p o s e o f c a l c u l a t i o n s i m p l i f i c a t i o n . u n d e r t h i s a s s u m p t i o n , t h e r e i s n o f a d e a n d t r a n s m i s s io n e r r o r o c c u r s , w h i c h i s d i s a g r e e m e n t w i 少t h e r e a l t r a n s m is s io n c h a n n e l . w e a n a l y s i s t h e p e r f o r m a n c e o f p r m a a n d c r - p r ma w i t h r a y l e i g h f a d in g a n d c a p t u r e e ff e c t , a n d c o m p a r e d t h e m w i t h t h o s e i n p e r f e c t c h a n n e l s a f t e r t h a t w e a n a l y s i s t h e s y s t e m c a p a c i t y w i t h t h e e ff e c t o f t r a n s m i s s i o n e r r o r c a u s i n g b y c h a n n e l f a d i n g . t h e r e s u l t s s h o w t h a t t r a n s m i s s i o n e r r o r d e c r e a s e s t h e s y s t e m p e r f o r m a n c e , a n d a p p r o p r i a t e e f c c a n a n t i t h e m i n u s e ff e c t o f t r a n s m i s s i o n e r r o r . 】 】 d i s s e rt a t i o n , n o r t h e r n j i a o t o n g u n i v e r s i t yab s t r a c t wi t h i n a m o b i l e c o m m u n i c a t i o n s s y s t e m , a u s e r s u ff e r s i n t e r f e r e n c e f r o m n o t o n l y t h e s a m e c e l l , b u t n e i g h b o r c e l l s w h i c h a r e o p e r a t i n g u n d e r s a m e f r e q u e n c y . t h e r e f o r e w e i n v e s t i g a t e t h e p e r f o r m a n c e o f p r ma a n d c r - p r ma s y s t e m u n d e r c o - f r e q u e n c y i n t e r f e r e n c e . a n d w e p r e s e n t a m e t h o d t o e v a lu a t e t h e c o - f r e q u e n c y i n t e r f e r e n c e u s e r n u m b e r . t h e r e s u l t s s h o w t h a t i f t h e s y s t e m h a v e a w e l l f r e q u e n c y r e u s e p a tt e r n , t h e c o - f r e q u e n c y i n t e r f e r e n c e w i l l h a s l i t t l e e ff e c t o n s y s t e m o v e r a l l p e r f o r m a n c e . a n d r e s u l t s s h o w t h a t a p p r o p r i a t e e f c c a n a l s o m i n i m i z e t h e m i n u s e ff e c t o f t r a n s m i s s i o n e r r o r o n p a c k e t r e s e r v a t i o n m u l t i p l e a c c e s s s y s t e m u n d e r c e l l u l a r e n v i r o n m e n t . a t l a s t , w e p r e s e n t a n e w d i s t r i b u t e d h a n d o v e r p r o t o c o l i n a m i c r o - c e l l p a c k e t s w i t c h e d m o b i l e n e t w o r k f o r i n t e g r a t e d v o i c e a n d d a t a t r a n s m i s s i o n . i t c a t e r s t o t h e l i n k c h a r a c t e r o f p a c k e t r a d i o n e t w o r k a n d f i x e d n e t w o r k , w h i c h i s c o n n e c t i n g w i t h f o r m e r , t o m e e t t h e d i ff e r e n t q o s n e e d s o f d i f f e r e n t t r a f f i c . a n d t h e lo s s l e s s s e q u e n c e p r e s e r v in g c h a r a c t e r i s t i c s o f t h a t p r o t o c o l c o n s i d e r a b l y r e d u c e s t h e o v e r h e a d a n d d e l a y d u e t o e n d - t o - e n d r e t r a n s mi s s i o n . 呀 ke yw or ds: s y s t e m, c a p t u r e m u l t i p l e a c c e s s p r o t o c o l , p a c k e t r e s e r v a t i o n m u lt i p l e a c c e s s , i n t e g r a t e d e ff e c t , h a n d o v e r i v 北方交通大学博 卜 学位论文 第一章绪 论 当 今科学技术尤其是信息技术的迅猛发展正引导世界进入信息社会。 伴随世界范围 内的信息科技革命， 通信技术以前所未有的速度在发展更新， 特别是通信技术与计算机 技术的相互融合， 使通信技术的发展日 新月异， 一个全新的电 信世界正展现在我们面前。 1 . 1移动通信发展历程 1 . 1 . 1移动通信发展历史 移动通信自2 0 世纪初诞生以来，整个发展历程大致可分为三个阶段: 第一阶段是4 0 年代以前，这是移动通信的早期发展阶段。在这阶段，初步进行了 一些传播特性的测试， 并在短波的几个频段上进行了一些专用通信应用。 工作方式均为 单工或半双工方式。 第二阶段是4 0 年代至6 0 年代后期， 在这个阶段， 发展了一些具有拨号、 半双工功 能的移动通信系统，但仍停留在专用系统的水平上。 第三阶段是7 0 年代至今。 在这个阶段，由于蜂窝理论的应用，频率复用的概念得 以实用化，大大提高了频谱的利用率， 有效地提高了系统的容量。同时，由于微电子技 术、计算机技术、通信网络技术以及通信调制编码技术的发展，移动通信在交换、 信令 体制、无线调制编码技术和无线多址技术等方面有了 长足的进步。 这阶段在无线多址技术上又可分为第一代移动通信系统 ( 以模拟技术为主，如 t a c s , a mp s ) ，第二代移动通信系统 ( 以窄带数字技术为主，如 g s m, d a m p s和 q - c d m a ) 和即将投入商用的第三代移动通信系统i m t 2 0 0 0 ( w c d m a , c d m a 2 0 0 0 和 t d - s c d ma等) 。 芍 1 . 1 . 2移动通信与互连网的融合趋势 北方交通大学博 卜 学位论文 二二二二二二竺二二二二二二二二二 9 0 年代移动通信获得了飞速发展， 但是移动通信的业务迄今为止都是传统的话音通 信占主导地位， 移动通信网络本质上是电路交换通信网。随着用户量的剧增， 运营商之 间的竞争加剧，单一的话音业务远远不能满足用户的业务需求。发展移动数据业务， 移 动多媒体业务是移动通信运营商的战略方向， 让消费者拥有和互连网无缝结合的移动i p 业务是运营商的竞争利器。 第三代移动通信的发展是在固定网络向宽带电信网络发展的大背景下进行的n -3 。 第 三代移动通信的核心网络将很有可能采用宽带i p 网络。移动通信网络与i p 通信网络的 融合， 将开创电信产业发展的新纪元。 在一个统一的i p 通信网络平台传输话音、 数据、 视频、图象、消息等为大势所趋。 移动通信在经历了将近一个世纪的电路交换通信模式后，目前其技术的整体发展趋 势是由电 路交换向 分组交换演化， 这是因为 i p网 络将是未来通信网络的 基础。为了 实 现与i p 骨干网的无缝连接，需要移动通信也采用分组交换技术。 1 . 1 .3移动数据通信的发展 自 从互连网浪潮席卷全球数据市场之后， 仅提供话音业务的移动通信越来越难以满 足用户的需要， 在蜂窝移动网上如何提供让用户满意的数据业务已成为移动网运营商极 为关注的问题。 最早在移动通信网上提供移动数据业务服务的系统是 1 9 9 4 年出现在北美的c d p d 系统，基于a mp s 蜂窝移动电话系统之上的分组数据交换系统，采用t c p / i p协议，利 用 话 音 信 道的间 隙 传 送 数 据。 传 输 速 率可 达1 9 .2 k b p s . 而 基于g s m系统有电路交换型的高 速电 路交换数据业务 ( h s c s d ) 和分组交换型 的 通用分组无线业务( g p r s ) i - 、 增强型分组业务( e d g e ) 两类移动数据业务。 h s c s d 采 用 一 种 新的 信 道 编 码 技 术， 把 一 个时隙9 .6 k b p s 的 传 输 速率 提高 到1 4 .4 k b p s 。 而 且允 许占 用多时隙， 最高 传 输速率 达5 7 .6 k b p s . g p r s 网 络结 构中引 入了 分组交换 和分组 传 输的概念，同时采用动态分配无线资源的策略， 提高了无线资源的利用率， 更适合于数 据业务突发性的 特点。 g p r s 支持的 接入速率可达1 7 1 .2 k b p s . e d g e 属于 增强 型g p r s 数据业务，它采用新的调制技术， 其数据传输速率最高 达到3 8 4 k b p s . i m t - 2 0 0 0 的目 标是: 全球统一频段、 统一标准， 全球无缝覆盖， 实现高服务质量， 高 保密 性， 高 频谱效率， 提供多 媒体 业务， 实 现车 速 环境1 4 4 k b p s 速率， 步行 坏境3 8 4 k b p s 速率，室内 环境2 m b p s 速率的无线多媒体通信。 1 . 2多址接入技术 第一章绪论 ; 1 . 2 . 1概述 在移动通信系统中， 所有无线传输技术面临的一个公共问题: 传输信道是广播型信 道。当有多于一个以上的用户同时使用这个广播型信道时， 就需要多址接入技术来消除 或减弱多址冲突n z - z n 在设计多址接入协议时首先要充分考虑应用环境的特殊性。 如果暂不考虑应用环境 的不同，通常一个好的多址接入协议应具有以下特点: .:.首先也是最重要的一点是多址接入协议应能使系统中的所有终端用户共享信道 资源。多址接入协议应能控制各终端用户按一定的规则接入 ( 使用信道资源) 的方式。 .:.多址接入协议应能合理地分配信道资源给终端用户，使信道资源得到有效地利 用。信道资源使用有效性的衡量指标通常是用信道吞吐量及传输时延。 .:.信道资源的分配应公平。即如不考虑给任一终端用户任何优先权的话，分配给 每一终端用户平均信道资源应完全一样。 。多址接入协议应能灵活区分不同种类的业务，如话音和数据。 .:.多址接入协议应稳定。也就是说 如果系统处在平衡状态，当负载增加时，系统 进入另一个平衡点，而不是使系统输入负载增加，系统吞吐量降低。 .:.多址接入协议应具有一定的鲁棒性 ( r o b u s t ) 。即协议与设备无关，任一终端用 户不正常工作，对系统中的其他用户的影响应尽可能的小。 如果考虑我们最感兴趣的移动通信环境， 多址接入协议除应具有以上特性外， 还应 考虑以下问题: .:.隐藏终端问题。 .:. 远近效应。 .:.无线信道的多径衰落及阴影衰落。 .:.蜂窝环境下，邻小区的同频干扰。 夸 1 .2 . 2多址接入协议的分类 自 从1 9 7 0 年a b r a m s o n 提出a l o h a协议12 1 1 以 来， 人们提出了一系列的多址接入协 议12 0 - 3 2 1 。这些多址接入协议可分成三大类:无竞争多址接入协议，竞争多址接入协议和 c d ma类多址接入协议。如图 1 . 1 所示。 比 方交通人学博士学位论文 图1 . 1多址接入协议分类图 无竞争多址接入协议通过给终端用户排序发送信息， 避免了两个或更多的终端用户 同时接入信道， 而发生冲突。 无竞争多址接入协议或者是给每一个终端用户固定分配一 定的信道资源， 如f d ma , t d ma ; 或者是只给有信息要发送的用户终端在一定条件下 按需分配，如令牌环。固定分配多址接入协议较适合于对时延要求较高的话音、 视频等 比 特恒定流业务。 它的缺点是灵活性较差; 用户空闲间隙仍占用信道资源，因此资源利 用率较低，系统的容量较小。 而在竞争多址接入 ( 多用在分组交换系统中) 系统中， 因为隐藏终端或暴露终端问 题， 一个无线终端用户无法准确获知是否有其他终端用户准备发送信息。 所以一个终端 用户准备发送信息时，并不知道是否会有其他终端用户同时发送而有可能发生冲突。当 几个终端用户同时发送信息时， 所有的发送都因冲突而失败。 因此多址接入协议应能识 别冲突并解决冲突。竞争多址接入协议也可分为两大类:纯随机多址，如 a l o h a , s - a l o h a , c s ma及i s ma等;另一类是有预约随机多址，如p r ma , r c ma等。 纯随机多址系统内，每一终端用户的每一次分组发送都有可能与其它用户发生碰 撞。 这样系统的吞吐量就不可能高。 也就是说信道资源的利用率比较低。 而有预约随机 多 址系统中， 只是终端用户每一次发送的第一个分组有可能与其它用户发送的第一个分 组发生碰撞。 如果终端用户成功发送的第一个分组， 则有预约多址协议会按某种规则给 该 用户分配一定的信道资源， 该用户可独占使用至本次发送结束， 而不会再与其它用户 发生碰撞。 也就是说当终端用户成功发送第一个分组之后， 将独占使用一定的信道资源， 类似于固定分配多 址。 而且它允许系统内 所有终端用户统计复用信道资 源， 因 此综合了 第一章绪论 一一一.一一一 纯随 机多 址 及 固 定 多 址的 优点: 协议 简单灵 活、 易 于 综 合 传 输多 种业 务 系 统的 吞 吐 量 及容量都比较大。 除了以 上两大类多址协议外， 还有一 类多 址接入方式: c d m a类多址 接入方 式。 通常人们提及c d m a ，多与f d m a , t d m a相提并论。 但与后两者不同的是， c d m a 依靠 码字的 不同 来实 现多 址接入， 而不是 让不同 的 用户在 不同 的时间 或 不同 的 频率内 传 送信息。 只要干扰用户数不超过一定的门限值， 用户接收信号的信噪比 就足够大， 可以 正确解调出 用户信息。 这时， c d m a系统运行起来与固定多址接入系统完全一样。 但当 干扰用户数超过门限 值时， 用户不能完全正确的 解调出原始信息， 系统的服务质量下降。 此时c d m a系统不象固定多址系统 ( f d m a , t d m a ) ， 将阻塞新的呼叫用户，而是为 所有的用户提供质量略差一点的服务，这就是 c d m a系统的软容量特性。如果千扰用 户数超过门限值过多，所有用户的原始信息都无法正确解调时，冲突就发生了。此时， c d m a系统类似随机多址接入系统发生冲突， 所有用户无法正确解调、 接收信息。 因此， c d m a多址接入系统在用户数较少时与固定多址系统类似， 当用户数比较多时， 又与随 机接入多址系统比较相象。 这就是我们在图l 1 中把c d m a多址接入协议单独列为一类 的原因。 芍 1 .3预约随机多址 本文选择预约随机多址接入协议作为研究的主要内容， 除了因为前面我们提到预约 随机多址综合了纯随机多址及固定多址二者的 优点: 协议简单灵活、 易于综合传输多种 业务、系统的吞吐量及容量都比较大。此外，随机多址基本都是采用分组交换。无线分 组交换与电路交换相比，具有以下优点: .:.易于综合传输多种业务。 .:.可简化固定网中的路由信息 ( 移动通信系统骨干网的发展趋势也是采用分组交 换网络，如基于i p 或a t m的网络) 。 .:.易于与固定网 ( 移动通信系统骨干网、i n t e rn e t )无缝连接，利用信息在不同网 络间透明传输。 自 从d .j . g o o d m a n 在文献 3 2 中 提出 分组 预约多 址 协议以 来， 它日 益引 起各国 学者 的关注。 n a n d a等在文献 3 3 中用平衡点法分析了 纯话音情况下的协议性能。并 在文 献 3 4 中 对话音和数据综合情况下的协议性能 进行了 分析。 文献 3 5 针对 3 4 中 数据终端不 能获得预 约而 导 致的 较大的 数 据分组 传输时 延 提出了i p r m a . g a n g w u 在 文献 3 6 中 采 用嵌入马氏链分析了话音数据综合 p r ma ， 得到了较为精确的结果。 但运算量异常巨大， 北方交通大学博十学位论文 所以 只分析了 时隙为1 0 的情况。 文献【 3 7 1 对p r m a在快衰落及慢衰落信道下的协议性 能进行了 仿真。文献 3 8 利用p r ma类协议的 统计复用特性提出了 一种多维p r m a作 为u t r a ( u m t s t e r r e s t r i a l r a d i o a c c e s s ) 的 多 址接入 方式。 为了 与 陆 地网 的 融 合， 文献 3 9 1 提出了 一种适用于低轨卫星系统的基于 p r m a的多址协议。 文献【 4 0 1 深入分析了 扩频 p r ma系统的性能。到目前为止分组预约类多址协议己不仅仅停留在理论探讨的水平 上， b e l l c o r e 在9 3 年就己搭建了分组预约多址协议测试平台(4 1 1 。 而基于g s m的g p r s ( ( 的多址接入方式更是以分组预约为基础。 所以， 可以 预见分组预约类多址协议在未来移 动通信系统中必将有越来越重要的地位。 怪 1 . 4本文的主要工作和贡献 移动通信与互连网融合的趋势要求移动通信由电路交换向分组交换演化。 无线分组 交换正逐渐成为各国学者们研究的热点问 题。 本文主要针对无线分组网中的多址接入问 题作了较深入的研究。 并在最后， 对无线分组网中的越区切换问 题作了尝试性的探索研 究。围绕着这两个问题进行了如下几方面的工作: 首先，基于预约分组多址协议，提出了一种新的多业务综合多址接入协议 c r - p r m a ， 它在原有协议基础上， 增加了 有预约权的话音分组捎带数据分组预约信息的能 力。既保留了原协议的分组交换的统计复用特点:易于多业务综合接入， 实现简单， 信 道资源利用率高， 区别对待不同 业务的不同服务质量要求等优点; 又有效地降低了随机 碰撞发生的频数， 从而使系统容量和系统吞吐量得到不同程度的增加，同时降低了分组 的平均时延， 提高了系统整体性能。 值得指出的是本章中提出的数据分组预约机制可移 植到分组预约类多址协议的任一变种中去，来进一步提高系统整体性能。 基于c d ma i p r ma ， 提出了一种新的多业务多址协议c r r c m a ， 它有效地降低了 随机竞争发生碰撞的频数， 从而使系统的性能和服务质量得到不同程度的增加， 增加了 系统的容量，同时降低了分组的平均时延，提高了系统整体性能。结果证明c d ma与 p r m a的结合可综合二者的优点， 既可有效抗干扰， 系统又有较大的容量， 高效利用频 谱资源，同时利于多种业务的同时综合传输。 前人在进行分组预约类多址类协议的性能分析时多假设理想信道条件。 这与实际的 无线传播环境有较大的差异。 因此本文首次分析了瑞利衰落信道下， 功率捕获效应对分 组预约类多业务多址协议性能的影响。结果证明 瑞利衰落信道模型下功率捕获效应使 p r m a多址协议的性能， 尤其在重负 载时， 有较大程度的提高， 系统在重负 载时的 稳定 性也得到提高。 本文同时分析了c r -p r m a在衰落信道下的 性能，结果表明， 衰落模 型下，捕获效应使得c r -p r ma的系统性能及系统稳定性都有所提高。 第一章绪论 = =二=二= 之 后 我 们首 次 分 析了 瑞 利 衰 落引 起误 码、 误 分 组 对 分 组 预 约 类多 址 协议的 影响 。 结 果显 示， 衰 落降 低了 系 统容 量、 增大了 分 组 平 均时 延， 系 统 整体 性能 下降。 如 果 采 用 纠 错编码技术可 有效 抵消衰 落的 影响。 综合考 虑衰落引 起的 误分 组和捕获效应并采用分 组 纠错码以 后， 分组预约类多址系统有与理想信道条件下相近的系统容量。 在移动通信中， 不仅同小区终端用户对参考用户有干扰， 同频邻小区终端用户也对 参考终端用户有干扰。 所以 我们首次分析了 蜂窝多小区下， 考虑功率捕获效应后分组预 约类多址协议的性能。 本文提出了一种估计同频邻小区干扰终端用户数的方法。 结果显 示同频干扰对分组预约类多址有较大的影响，如果不采用频率复用技术， 系统容量非常 小， 几乎总工作在阻塞状态， 采用合适的频率复用因子可有效削弱邻区同频干扰的影响。 然后又首次分析了衰落引起的误分组对蜂窝多小区下分组预约类多址系统容量的 影响。结果证明采用纠错编码后，系统容量有较小程度的降低。 在本文的最后我们提出了一种分布式多业务蜂窝无线分组网越区切换协议。 该协议 充分考虑了分组无线网及与之相连的固定网络的链路的特点， 尽量满足不同业务的q o s 要求，使话音业务的时延尽量小;而且保持数据分组的有序性、完整性， 减轻上层协议 的负担。 参考文献 i . d .c .c o x , wi r e l e s s n e t w o r k a c c e s s f o r p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n s i e e e c o m m u n . ma g . v o l . 3 0 , n o . 1 2 , d e c . 1 9 9 3 , p 9 6 - 1 9 5 2 . j .e .p a d g e t t , e t a l o v e r v i e w o f w i r e l e s s p e r s o n a l c o m m u n ic a t i o n s i e e e c o m m u n . ma g v 6 1 . 3 3 , n o . 1 , j a n . 1 9 9 5 , p 2 8 - 4 1 ( 3 . t .ma g e d anz , i n t e g r a t i o n and e v o l u t i o n o f e x i s t i n g m o b i l e t e l e c o m m u n i c a t i o n s s y s t e m s t o w a r d u n i t s i e e e ma g . v o l . 3 4 , n o . 9 , s e p . 1 9 9 6 , p 9 0 - 6 4 . g .b r a s c h e , e t a l c o n c e p t s , s e r v i c e s and p r o t o c o l s o f t h e n e w g s m p h a s e 2 + g e n e r a l p a c k e t r a d i o s e r v i c e i e e e ma g . v 6 1 . 3 5 , n o .8 , a u g . 1 9 9 7 , p 9 4 - 1 0 4 5 . d .j .g o o d m an c e l l u l a r p a c k e t c o m m u n i c a t i o n s i e e e t r ans . o n c o m m u n . v o l .3 8 , n o . 8 , a u g , 1 9 9 0 , p 1 2 7 2 - 8 0 6 . r . k a l d e n , e t a l wi r e l e s s i n t e r n e t a c c e s s b a s e d o n g p r s i e e e p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n s , a p r . 2 0 0 0 , p 8 - 1 8 a 七 方交通大学博十学位论文 7 . m.c .c h a n , e t a l n e x t - g e n e r a t i o n w i r e l e s s d a t a s e r v i c e s : a r c h i t e c t u r e a n d e x p e r i e n c e i e e e p e r s o n a l c o m mu n i c a t i o n s , f e b . 1 9 9 9 , p 2 0 - 3 3 8 . a .s a l k i n t z i s , e t a l t h e e v o l u t i o n o f m o b i l e d a t a n e t w o r k i n g g u e s t e d i t o r i a l o f i e e e p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n s , a p r . 2 0 0 0 9 . s .f a c c i n , e t a l g p r s a n d i s - 1 3 6 in t e g r a t i o n f o r fl e x i b l e n e t w o r k a n d s e r v i c e s e v o l u t i o n i e e e p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n s , j u n . 1 9 9 9 , p 4 8 - 5 4 1 0 . r . p i r h o n e n , e t a l t d ma c o n v e r g e n c e f o r p a c k e t d a t a s e r v i c e s i e e e p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n s , j u n . 1 9 9 9 , p 6 8 - 7 3 1 1 . k .b a l a c h a n d r a n , e t a l g p r s - 1 3 6 : h i g h - r a t e p a c k e t d a t a t d m a d i g i t a l c e l l u l a r s y s t e m s i e e e p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n s , f o rame ri c a n j u n . 1 9 9 9 1 2 1 . m.c h e n g , e t a l wi r e l e s s d y n a m i c c h a n n e l a s s i g n m e n t p e r f o r m a n c e u n d e r p a c k e t d a t a t r a f f i c i e e e j - s a c , v o l . 1 7 , n o . 7 , j u l y , 1 9 9 9 , p 1 2 5 7 - 6 9 1 3 . p .r a m a n a t h a n , e t a l d y n a m i c r e s o u r c e a l l o c a t i o n s c h e m e s d u r in g h a n d o ff f o r m o b i l e m u lt i m e d i a w i r e l e s s n e t w o r k s i e e e j - s a c , v o l . 1 7 , n o .7 , j u l y , 1 9 9 9 , p 1 2 7 0 - 8 3 1 4 . w .b . y a n g , e t a l a d m i s s i o n p o l i c i e s f o r i n t e g r a t e d v o i c e a n d d a t a t r a ff i c i n c d m a p a c k e t r a d i o n e t w o r k s i e e e j - s a c , v o l . 1 2 , n o .4 , m a y , 1 9 9 4 , p 6 5 4 - 6 4 1 5 . n .a b r a m s o n , t h e a l o h a s y s t e m - a n o t h e r a lt e r n a t i v e f o r c o m p u t e r c o m m u n i c a t i o n s p r o c e e d i n g s f a l l , j o i n t c o m p u t