数字集群移动通信系统无线资源管理的研究及仿真分析

摘要

集群通信系统是由多个用户共用一组无线信道，并动态使用这些信道的专用移动通信系统，主要用于指挥调度通信。集群通信系统强调“快速呼叫接入”和“信道共享”，由于这两方面也正是无线资源管理需要解决的问题，因此对集群通信系统中无线资源管理的研究就显得尤为重要。 本论文首先概要介绍了集群通信系统的概念、特点以及发展历程，对目前在国内最为关注的四种集群通信技术体制：iDEN、TETRA、GoTa、GT800从多个方面进行了分析比较；然后分析了集群通信系统中无线资源的分配情况，综述总结了集群通信系统中无线资源管理包含的主要内容。 本文的研究重点在于集群通信系统无线资源管理中与“快速呼叫建立”密切相关的随机接入协议。通过采用理论推导及OPNET仿真实现的方法，分别对iDEN和TETRA两种典型集群通信体制的随机接入协议进行了详尽的分析。由分析结论可知，这两种随机接入协议都是基于S-ALOHA做了相应的改进，与S-ALOHA协议相比，iDENHS-ALOHA协议通过采用子时隙的方法增加了系统的处理能力，而TETRADFHSA协议中采用的随机接入帧长也进一步优化了系统的平均重传次数、平均接入成功率等参数的性能。 在现有TETRADFHSA协议的基础上，根据集群通信系统在指挥调度中对紧急呼叫功能的要求，本文还提出了一种考虑紧急呼叫优先性的随机接入方案-EP-PRMA协议。对EP-PRMA协议的仿真分析结果表明：采用该随机接入协议方案，不但能大大的提高紧急呼叫的接入成功率，有效提高普通呼叫的接入成功率，而且接入时延的性能也得到了一定程度的改善。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1集群通信系统的概念和特点

1.2集群通信系统的发展历程

1.3集群通信系统无线资源管理的研究意义

1.4本研究课题的来源与论文主要内容

第二章四种主要集群通信体制的分析和比较

2.1引言

2.2四种集群系统的简介

2.2.1 iDEN系统

2.2.2 TETRA系统

2.2.3 GoTa系统

2.2.4 GT800系统

2.3四种集群系统的分析比较

2.3.1从组网结构上看

2.3.2从业务性能上看

2.3.3从频谱利用率上看

2.3.4从呼叫接续速度上看

2.4分析比较结论

2.4.1四种集群系统的相同点

2.4.2各集群系统自身优势分析

2.4.3各集群系统不足之处分析

2.5本章小结

第三章集群通信中无线资源管理的问题综述

3.1无线资源分配

3.1.1频率资源分配

3.1.2时隙资源分配

3.2无线资源管理的主要内容

3.2.1功率控制

3.2.2呼叫接入控制

3.2.3信道分配

3.2.4小区选择

3.2.5小区重选

3.3本章小结

第四章集群通信中随机接入协议的分析

4.1 iDEN系统随机接入协议——HS ALOHA

4.1.1 iDEN HS-ALOHA协议的工作原理

4.1.2 iDEN HS-ALOHA协议性能分析

4.2 TETRA系统随机接入方案——DFHSA

4.2.1 TETRA DFHSA协议的工作原理

4.2.2 TETRA DFHSA协议性能分析

4.3一种新的随机接入方案 EP-PRMA

4.3.1 EP-PRMA协议的工作原理

4.3.2 EP-PRMA协议性能分析

4.4本章小结

第五章随机接入协议的仿真实现和结果分析

5.1 OPNET Modeler仿真简介

5.1.1 OPNET仿真关键技术

5.1.2使用Modeler进行仿真的步骤

5.2仿真实现过程

5.2.1 iDEN HS-ALOHA协议协议的仿真实现

5.2.2 TTETRA DFHSA协议的仿真实现

5.2.3 EP-PRMA协议的仿真实现

5.3仿真结果及分析

5.3.1 iDEN HS-ALOHA协议性能仿真的结果

5.3.2 TETRA DFHSA协议性能仿真的结果

5.3.3 EP-PRMA协议性能仿真的结果

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢