3.5 多信道共用技术_现代移动通信（第4版）-QQ阅读男生武侠网

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3.5 多信道共用技术

多信道共用是指在网络内的大量用户共享若干个无线信道，其原理是利用信道被占用的间断性，使许多用户能够合理地选择信道，以提高信道的使用效率。这种占用信道的方式相对于独立信道方式而言，可以明显提高信道利用率。

例如，一个无线区有n个信道，对用户分别指定一个信道，不同信道内的用户不能互换信道，这就是独立信道方式。当某一个信道被某一个用户占用时，则在他通话结束前，属于该信道的其他用户都处于阻塞状态，无法通话。但是，与此同时，一些其他信道却处于空闲状态，而又得不到使用。这样一来，就造成有些信道在紧张排队，而另一些信道却处于空闲状态，从而导致信道得不到充分利用。如果采用多信道共用方式，即在一个无线小区内的n个信道，为该区内所有用户共用，则当k（k＜n）个信道被占用时，其他需要通话的用户可以选择剩下的任一空闲信道通话。因为任何一个移动用户选取空闲信道和占用信道的时间都是随机的，所以所有信道同时被占用的概率远小于单个信道被占用的概率。因此，多信道共用可明显提高信道的利用率。

在同样多的用户和信道情况下，多信道共用的结果使用户通话的阻塞概率明显下降。当然，在同样多的信道和阻塞概率的情况下，多信道共用可使用户数目明显增加；但也不是无止境的，否则将使阻塞概率增加而影响通信质量。那么，在保持一定通信质量的情况下，采用多信道共用技术，一个信道究竟平均分配多少用户才合理？这就是我们下面要讨论的话务量和呼损问题。

3.5.1 话务量与呼损

1．呼叫话务量

话务量是度量通信系统业务量或繁忙程度的指标。其性质如同客流量，具有随机性，只能用统计方法获取。所谓呼叫话务量A，是指单位时间内（1h）进行的平均电话交换量，它可用下面的公式来表示：

式中，C为每小时平均呼叫次数（包括呼叫成功和呼叫失败的次数）；t₀为每次呼叫平均占用信道的时间（包括通话时间）。

如果t₀以小时为单位，则话务量A的单位是爱尔兰（Erlang，占线小时，简称Erl）。如果在一个小时内不断地占用一个信道，则其呼叫话务量为1Erl。这是一个信道所能完成的最大话务量。

例如，设在100个信道上，平均每小时有2100次呼叫，平均每次呼叫时间为2min，则这些信道上的呼叫话务量为

2．呼损率

当多个用户共用信道时，通常总是用户数大于信道数。因此，会出现许多用户同时要求通话而信道数不能满足要求的情况。这时只能先让一部分用户通话，而让另一部分用户等待，直到有空闲信道时再通话。后一部分用户虽然发出呼叫，但因无信道而不能通话，这称为呼叫失败。在一个通信系统中，造成呼叫失败的概率称为呼叫失败概率，简称为呼损率，用B表示。

设A′为呼叫成功而接通电话的话务量（简称为完成话务量），C为一小时内的总呼叫次数，C₀为一小时内呼叫成功而通话的次数，则完成话务量A′为

呼损率B为

式中，A-A′为损失话务量。

所以呼损率的物理意义是损失话务量与呼叫话务量之比的百分数。

显然，呼损率B越小，成功呼叫的概率越大，用户就越满意。因此，呼损率也称为系统的服务等级（Grade of Service, GoS）。例如，某系统的呼损率为10%，即说明该系统内的用户平均每呼叫100次，其中有10次因信道被占用而打不通电话，其余90次则能找到空闲信道而实现通话。但是，对于一个通信网来说，要想使呼损率减小，只有让呼叫流入的话务量减少，即容纳的用户数少一些，这是不希望的。可见呼损率和话务量是一对矛盾，即服务等级和信道利用率是矛盾的。

如果呼叫有以下性质：

1）每次呼叫相互独立，互不相关（呼叫具有随机性）。

2）每次呼叫在时间上都有相同的概率，并假定移动电话通信服务系统的信道数为n，则呼损率B可计算如下：

式（3-19）就是电话工程中的爱尔兰公式。如已知呼损率B，则可根据上式计算出A和n的对应数量关系，见表3-5（工程上称为爱尔兰B表）。

表3-5 爱尔兰呼损表

（续）

注：A—总呼叫话务量；n—信道数；B—呼损率。

在一天24小时中，每小时的话务量是不一样的，即总有一些时间打电话的人多，另外一些时间使用电话的人少。因此对一个通信系统来说，可以区分忙时和非忙时。例如，在我国早晨8:00～9:00点属于电话的忙时，而一些欧美国家晚上7：00点属于电话忙时。所以在考虑通信系统的用户数和信道数时，应采用忙时平均话务量。因为只要在忙时信道够用，非忙时肯定不成问题。

3．每个用户忙时话务量（A_a）

用户忙时话务量是指一天中最忙的那个小时（即忙时）每个用户的平均话务量，用A_a表示。A_a是一个统计平均值。

将忙时话务量与全日话务量之比称为集中系数，用K表示。通常，K为7%～15%。这样，我们便可以得到每个用户忙时话务量的表达式

式中，C_d为每一用户每天平均呼叫次数；T为每次呼叫平均占用信道的时间（单位为s），K为忙时集中系数。

例如，每天平均呼叫3次，每次的呼叫平均占用时间为120s，忙时集中系数为10%（K=0.1），则每个用户忙时话务量为0.01Erl。

一些移动电话通信网的统计数值表明，对于公用移动通信网，每个用户忙时话务量可按0.01～0.03Erl计算；对于专用移动通信网，由于业务的不同，每个用户忙时话务量也不一样，一般可按0.03～0.06Erl计算。当网内接有固定用户时，它的A_a高达0.12Erl。一般而言，车载台的忙时话务量最低、手机居中、固定台最高。