第5章蜂組網(wǎng)技術(shù)

1、第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)第第5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù) 5.1移動通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成移動通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成 5.2多址接入技術(shù)多址接入技術(shù) 5.3多信道共用技術(shù)多信道共用技術(shù) 5.4移動通信中的信令移動通信中的信令 5.5移動管理技術(shù)移動管理技術(shù) 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)所謂大區(qū)制所謂大區(qū)制,就是在一個服務(wù)區(qū)內(nèi)只有一個或幾個基站，就是在一個服務(wù)區(qū)內(nèi)只有一個或幾個基站，由該基站負責整個移動通信網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)與控制，如圖由該基站負責整個移動通信網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)與控制，如圖5-1所示。所示。為了增大覆蓋區(qū)半徑，基站天線架設(shè)得很高，可達幾十米為了增大覆蓋區(qū)半徑，基站天線架設(shè)得很高，可達幾十米

2、至幾百米；發(fā)射功率很大，一般為至幾百米；發(fā)射功率很大，一般為50200w，實際覆蓋半，實際覆蓋半徑為徑為3050km。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖5-1大區(qū)制移動通信示意圖 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)大區(qū)制的優(yōu)點是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、成本低，一般將基站大區(qū)制的優(yōu)點是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、成本低，一般將基站的收發(fā)信設(shè)備與市話交換局連接起來，借助于很高的天線，的收發(fā)信設(shè)備與市話交換局連接起來，借助于很高的天線，為一個較大的服務(wù)區(qū)提供移動通信業(yè)務(wù)。為一個較大的服務(wù)區(qū)提供移動通信業(yè)務(wù)。一個大區(qū)制系統(tǒng)的基站頻道數(shù)是有限的，容量不大，一個大區(qū)制系統(tǒng)的基站頻道數(shù)是有限的，容量不大，不能滿足用戶數(shù)

3、目日益增加的需要，一般用戶數(shù)只能達到不能滿足用戶數(shù)目日益增加的需要，一般用戶數(shù)只能達到幾十到幾百個。大區(qū)制覆蓋的移動通信方式只適用于中、幾十到幾百個。大區(qū)制覆蓋的移動通信方式只適用于中、小城市等業(yè)務(wù)量不大的地區(qū)或?qū)Ｓ靡苿油ㄐ艠I(yè)務(wù)。小城市等業(yè)務(wù)量不大的地區(qū)或?qū)Ｓ靡苿油ㄐ艠I(yè)務(wù)。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)移動臺發(fā)射功率的大小是決定大區(qū)制系統(tǒng)覆蓋區(qū)大小移動臺發(fā)射功率的大小是決定大區(qū)制系統(tǒng)覆蓋區(qū)大小的重要因素，但移動臺功率不可能很大，上行傳輸距離很的重要因素，但移動臺功率不可能很大，上行傳輸距離很有限。上、下行增益差可達有限。上、下行增益差可達612db或更大，使平坦地區(qū)上、或更大，使平坦

4、地區(qū)上、下行傳輸距離差大于下行傳輸距離差大于1倍，從而限制了基站（倍，從而限制了基站（bs）與移動臺）與移動臺（ms）的互通距離，即所謂的上、下行傳輸不平衡問題。）的互通距離，即所謂的上、下行傳輸不平衡問題。要解決這一問題，應采取相應的技術(shù)措施，主要的措施有要解決這一問題，應采取相應的技術(shù)措施，主要的措施有以下幾種：以下幾種：（1）設(shè)置分集接收臺。在業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的適當?shù)攸c設(shè)立）設(shè)置分集接收臺。在業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的適當?shù)攸c設(shè)立分集接收臺（分集接收臺（rd），如圖），如圖5-1所示。位于遠端移動臺的發(fā)送所示。位于遠端移動臺的發(fā)送信號可以由就近的信號可以由就近的rd分集接收，放大后由有線或無線鏈路分集接收，放大

5、后由有線或無線鏈路傳至基站。傳至基站。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)（2）基站采用全向天線發(fā)射和定向天線接收，可以獲）基站采用全向天線發(fā)射和定向天線接收，可以獲得得810db的接收增益。的接收增益。（3）基站采用分集接收的天線配置方案。）基站采用分集接收的天線配置方案。（4）提高基站接收機的靈敏度。）提高基站接收機的靈敏度。（5）在大的覆蓋區(qū)內(nèi)，用同頻轉(zhuǎn)發(fā)器掃描盲區(qū)，整個）在大的覆蓋區(qū)內(nèi)，用同頻轉(zhuǎn)發(fā)器掃描盲區(qū)，整個系統(tǒng)都能使用相同的頻道，盲區(qū)中的移動臺也不必轉(zhuǎn)換頻系統(tǒng)都能使用相同的頻道，盲區(qū)中的移動臺也不必轉(zhuǎn)換頻道，工作簡單。道，工作簡單。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)大區(qū)

6、制的優(yōu)點是系統(tǒng)組成簡單，投資少，見效快。大大區(qū)制的優(yōu)點是系統(tǒng)組成簡單，投資少，見效快。大區(qū)制的設(shè)計和組網(wǎng)代表移動通信的一個發(fā)展階段，容量小、區(qū)制的設(shè)計和組網(wǎng)代表移動通信的一個發(fā)展階段，容量小、用戶密度低的宏小區(qū)，以及大范圍覆蓋的專用集群移動通用戶密度低的宏小區(qū)，以及大范圍覆蓋的專用集群移動通信系統(tǒng)等，都具有大區(qū)制移動通信網(wǎng)的技術(shù)特點。例如信系統(tǒng)等，都具有大區(qū)制移動通信網(wǎng)的技術(shù)特點。例如20世紀世紀40年代美國出現(xiàn)的公用汽車電話系統(tǒng)年代美國出現(xiàn)的公用汽車電話系統(tǒng)imts，就是一種，就是一種大區(qū)制系統(tǒng)。另外，目前的區(qū)域?qū)ず粝到y(tǒng)以及集群移動通大區(qū)制系統(tǒng)。另外，目前的區(qū)域?qū)ず粝到y(tǒng)以及集群移動通信系統(tǒng)等

7、也大多采用大區(qū)制的組網(wǎng)方式。信系統(tǒng)等也大多采用大區(qū)制的組網(wǎng)方式。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)當用戶數(shù)很多時，話務(wù)量相應增大，需要提供很多頻當用戶數(shù)很多時，話務(wù)量相應增大，需要提供很多頻道才能滿足通話需要。為了增大服務(wù)面積，將一個移動通道才能滿足通話需要。為了增大服務(wù)面積，將一個移動通信服務(wù)區(qū)劃分成許多小區(qū)信服務(wù)區(qū)劃分成許多小區(qū)(cell)，每個小區(qū)設(shè)立基站，與用，每個小區(qū)設(shè)立基站，與用戶移動臺之間建立通信，小區(qū)的覆蓋半徑較小，可從幾百戶移動臺之間建立通信，小區(qū)的覆蓋半徑較小，可從幾百米至幾十千米。如果基站采用全向天線，覆蓋區(qū)實際上是米至幾十千米。如果基站采用全向天線，覆蓋區(qū)實際上是

8、一個圓，但從理論上說，圓形小區(qū)鄰接會出現(xiàn)多重覆蓋或一個圓，但從理論上說，圓形小區(qū)鄰接會出現(xiàn)多重覆蓋或無覆蓋。在進行服務(wù)區(qū)設(shè)計時，能有效覆蓋整個平面區(qū)域無覆蓋。在進行服務(wù)區(qū)設(shè)計時，能有效覆蓋整個平面區(qū)域的實際上是圓的內(nèi)接規(guī)則多邊形，這樣的規(guī)則多邊形有正的實際上是圓的內(nèi)接規(guī)則多邊形，這樣的規(guī)則多邊形有正三角形、正方形、正六邊形三種，如圖三角形、正方形、正六邊形三種，如圖5-2所示。所示。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)對這三種圖形進行比較可知，正六邊形小區(qū)的中心距離最對這三種圖形進行比較可知，正六邊形小區(qū)的中心距離最大，覆蓋面積也最大，重疊區(qū)面積最小，即對于同樣大小大，覆蓋面積也最大，重疊

9、區(qū)面積最小，即對于同樣大小的服務(wù)區(qū)域，采用正六邊形構(gòu)成小區(qū)所需的小區(qū)數(shù)最少，的服務(wù)區(qū)域，采用正六邊形構(gòu)成小區(qū)所需的小區(qū)數(shù)最少，因此所需的頻率組數(shù)也最少，所以用正六邊形組網(wǎng)是最經(jīng)因此所需的頻率組數(shù)也最少，所以用正六邊形組網(wǎng)是最經(jīng)濟的方式。應該說明，這種規(guī)則的小區(qū)圖形僅僅具有理論濟的方式。應該說明，這種規(guī)則的小區(qū)圖形僅僅具有理論分析和設(shè)計意義，實際中的基站天線覆蓋區(qū)不可能是規(guī)則分析和設(shè)計意義，實際中的基站天線覆蓋區(qū)不可能是規(guī)則正六邊形。我們把許多正六邊形小區(qū)作為幾何圖形覆蓋整正六邊形。我們把許多正六邊形小區(qū)作為幾何圖形覆蓋整個服務(wù)區(qū)所構(gòu)成的形狀類似蜂窩的移動通信網(wǎng)稱為小區(qū)制個服務(wù)區(qū)所構(gòu)成的形狀類似

10、蜂窩的移動通信網(wǎng)稱為小區(qū)制蜂窩移動通信網(wǎng)或蜂窩網(wǎng)，圖蜂窩移動通信網(wǎng)或蜂窩網(wǎng)，圖5-3給出了一個蜂窩網(wǎng)的全展給出了一個蜂窩網(wǎng)的全展開圖形。開圖形。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖圖5-2小區(qū)的形狀小區(qū)的形狀(a)正三角形；正三角形；(b)正方形；正方形；(c)正六邊形正六邊形 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖5-3蜂窩小區(qū)覆蓋 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)在頻分信道的蜂窩系統(tǒng)中，每個小區(qū)占有一定的頻道，而在頻分信道的蜂窩系統(tǒng)中，每個小區(qū)占有一定的頻道，而且各個小區(qū)占用的頻道是不相同的。假設(shè)每個小區(qū)分配一組載且各個小區(qū)占用的頻道是不相同的。假設(shè)每個小區(qū)分配一組載波頻率，

11、為避免相鄰小區(qū)間產(chǎn)生干擾，各小區(qū)的載波頻率不應波頻率，為避免相鄰小區(qū)間產(chǎn)生干擾，各小區(qū)的載波頻率不應相同。但因為頻率資源有限，當小區(qū)覆蓋不斷擴大而且小區(qū)數(shù)相同。但因為頻率資源有限，當小區(qū)覆蓋不斷擴大而且小區(qū)數(shù)目不斷增加時，將出現(xiàn)頻率資源不足的問題。因此，為了提高目不斷增加時，將出現(xiàn)頻率資源不足的問題。因此，為了提高頻率資源的利用率，用空間劃分的方法，在不同的空間進行頻頻率資源的利用率，用空間劃分的方法，在不同的空間進行頻率復用，即將若干個小區(qū)組成一個區(qū)群或簇率復用，即將若干個小區(qū)組成一個區(qū)群或簇(cluster)，區(qū)群內(nèi)，區(qū)群內(nèi)不同的小區(qū)使用不同的頻率，另一區(qū)群對應的小區(qū)可重復使用不同的小區(qū)使

12、用不同的頻率，另一區(qū)群對應的小區(qū)可重復使用相同的頻率。不同區(qū)群中的相同頻率的小區(qū)之間將產(chǎn)生同頻干相同的頻率。不同區(qū)群中的相同頻率的小區(qū)之間將產(chǎn)生同頻干擾，但當兩同頻小區(qū)間距足夠大時，同頻干擾將不影響正常的擾，但當兩同頻小區(qū)間距足夠大時，同頻干擾將不影響正常的通信質(zhì)量。通信質(zhì)量。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)構(gòu)成單元無線區(qū)群的基本條件是：構(gòu)成單元無線區(qū)群的基本條件是：區(qū)群之間彼此鄰區(qū)群之間彼此鄰接且無空隙無重疊地覆蓋整個面積；接且無空隙無重疊地覆蓋整個面積；相鄰單元中，同頻相鄰單元中，同頻道小區(qū)之間的距離保持相等，且為最大。滿足上述條件的道小區(qū)之間的距離保持相等，且為最大。滿足上述條件

13、的區(qū)群形狀和區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)不是任意的?？梢宰C明，區(qū)群區(qū)群形狀和區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)不是任意的?？梢宰C明，區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù)內(nèi)的小區(qū)數(shù)n應滿足下式：應滿足下式：=2+2 （5.1）式中：式中： 和和 分別是相鄰同頻小區(qū)之間的二維距離（相隔的分別是相鄰同頻小區(qū)之間的二維距離（相隔的小區(qū)數(shù)），如圖小區(qū)數(shù)），如圖5-3所示。所示。 和和 為不能同時取為不能同時取0的正整數(shù)。由的正整數(shù)。由式（式（5.1)的計算可得到的計算可得到n為不同值時的正六邊形蜂窩的區(qū)群為不同值時的正六邊形蜂窩的區(qū)群結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu),如圖如圖5-4所示。所示。第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖5-4正六邊形區(qū)群的構(gòu)成 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)

14、章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)確定相鄰區(qū)群同頻小區(qū)的方法是：自某一小區(qū)確定相鄰區(qū)群同頻小區(qū)的方法是：自某一小區(qū)a出發(fā)，出發(fā)，先沿邊的垂線方向跨越先沿邊的垂線方向跨越 個小區(qū)，再按逆時針方向轉(zhuǎn)個小區(qū)，再按逆時針方向轉(zhuǎn)60，然后再跨越然后再跨越 個小區(qū)，這樣就可找出同頻小區(qū)個小區(qū)，這樣就可找出同頻小區(qū)a。在正六邊。在正六邊形的六個方向上，可以找到形的六個方向上，可以找到6個相鄰的同頻小區(qū)，如圖個相鄰的同頻小區(qū)，如圖5-3所所示。區(qū)群間同頻復用距離可由下式計算：示。區(qū)群間同頻復用距離可由下式計算： 03rndg（5.2） 式中:dg為同頻復用小區(qū)之間的幾何中心距離;n為區(qū)群內(nèi)的小區(qū)數(shù);r0為小區(qū)的輻射半徑?？梢姡?/p>

15、內(nèi)小區(qū)數(shù)n越大，同頻道小區(qū)距離就越遠，抗同頻干擾的性能也就越好。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)移動環(huán)境中對同頻小區(qū)中心距離移動環(huán)境中對同頻小區(qū)中心距離g有何要求呢？下面我有何要求呢？下面我們從同頻干擾概念出發(fā)進行分析。我們對區(qū)群內(nèi)對應的無們從同頻干擾概念出發(fā)進行分析。我們對區(qū)群內(nèi)對應的無線小區(qū)使用相同的頻率，這勢必會造成干擾信號與有用信線小區(qū)使用相同的頻率，這勢必會造成干擾信號與有用信號以相同的頻率進入到接收機的通頻帶，造成同頻干擾，號以相同的頻率進入到接收機的通頻帶，造成同頻干擾，而且這種干擾是無法消除的。在移動通信組網(wǎng)過程中，防而且這種干擾是無法消除的。在移動通信組網(wǎng)過程中，防止

16、同頻道干擾的基本措施是通過基站站址的布局，使同頻止同頻道干擾的基本措施是通過基站站址的布局，使同頻復用的小區(qū)之間保持足夠的距離以及進行合理的設(shè)計和頻復用的小區(qū)之間保持足夠的距離以及進行合理的設(shè)計和頻道配置，以滿足同頻道干擾保護比指標。道配置，以滿足同頻道干擾保護比指標。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)1）射頻防護比）射頻防護比為保證接收質(zhì)量，接收機輸入端的有用信號電平與同為保證接收質(zhì)量，接收機輸入端的有用信號電平與同頻道干擾電平之比（頻道干擾電平之比（s/i）必須大于某一個數(shù)值，這個數(shù)值）必須大于某一個數(shù)值，這個數(shù)值就稱為射頻防衛(wèi)比（即同頻干擾保護比）。它與調(diào)制制度、就稱為射頻防衛(wèi)比（

17、即同頻干擾保護比）。它與調(diào)制制度、可通率等因素有關(guān)。可通率等因素有關(guān)。第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)對于模擬蜂窩移動通信網(wǎng)，射頻防護比指標規(guī)定如下：靜態(tài)對于模擬蜂窩移動通信網(wǎng)，射頻防護比指標規(guī)定如下：靜態(tài)條件下（不考慮快衰落和慢衰落及其他各種干擾的影響），要達條件下（不考慮快衰落和慢衰落及其他各種干擾的影響），要達到三級語音質(zhì)量，并且可通率為到三級語音質(zhì)量，并且可通率為90時，射頻防護比應大于或等時，射頻防護比應大于或等于于8db；要達到四級語音質(zhì)量，射頻防護比應大于或等于；要達到四級語音質(zhì)量，射頻防護比應大于或等于12db。在動態(tài)條件下，則應在此基礎(chǔ)上加上衰落和干擾余量。一般來說，在

18、動態(tài)條件下，則應在此基礎(chǔ)上加上衰落和干擾余量。一般來說，對于三級語音質(zhì)量，干擾保護比應取對于三級語音質(zhì)量，干擾保護比應取25db左右；而對于四級語音左右；而對于四級語音質(zhì)量，應取質(zhì)量，應取30db左右。左右。對于數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)，數(shù)字網(wǎng)情況下，因為采用先進的對于數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)，數(shù)字網(wǎng)情況下，因為采用先進的語音編碼技術(shù)以及調(diào)制技術(shù)等，與模擬系統(tǒng)相比，在語音質(zhì)量和語音編碼技術(shù)以及調(diào)制技術(shù)等，與模擬系統(tǒng)相比，在語音質(zhì)量和可通率要求相同的情況下，所需的載干比可以降低，例如，對于可通率要求相同的情況下，所需的載干比可以降低，例如，對于gsm系統(tǒng)，在采用跳頻時，干擾保護比取系統(tǒng)，在采用跳頻時，干擾保

19、護比取9db，無跳頻情況下取，無跳頻情況下取11db就可以滿足語音質(zhì)量要求了。就可以滿足語音質(zhì)量要求了。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)2）同信道再用距離的計算）同信道再用距離的計算影響同頻復用距離的因素有調(diào)制制度、電波傳播特性、小影響同頻復用距離的因素有調(diào)制制度、電波傳播特性、小區(qū)半徑、工作方式、可通率等。區(qū)半徑、工作方式、可通率等。圖圖5-5給出了計算同頻道復用距離的示意圖。假設(shè)基站給出了計算同頻道復用距離的示意圖。假設(shè)基站a和和b使用相同的頻道，移動臺使用相同的頻道，移動臺m正在接收基站正在接收基站a發(fā)射的信號，發(fā)射的信號，由于基站天線高度大于移動臺天線高度，因此當移動臺由于基站

20、天線高度大于移動臺天線高度，因此當移動臺m處于處于小區(qū)邊緣時，容易受到基站小區(qū)邊緣時，容易受到基站b發(fā)射的同頻信號的干擾。假若輸發(fā)射的同頻信號的干擾。假若輸入到移動臺接收機的有用信號與同頻道干擾信號之比等于射頻入到移動臺接收機的有用信號與同頻道干擾信號之比等于射頻防護比，則防護比，則a、b兩基站之間的距離就是同頻道復用距離兩基站之間的距離就是同頻道復用距離d。圖中，圖中，ds為有用信號的傳播距離，即小區(qū)半徑為有用信號的傳播距離，即小區(qū)半徑0，i為干擾源為干擾源到被干擾移動臺的距離。下面具體分析同頻道復用距離到被干擾移動臺的距離。下面具體分析同頻道復用距離d與小與小區(qū)半徑區(qū)半徑0的關(guān)系。的關(guān)系。

21、 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)在第在第2章我們已經(jīng)得到平面大地上電波傳播損耗的計算章我們已經(jīng)得到平面大地上電波傳播損耗的計算公式。設(shè)干擾信號與有用信號的傳播損耗中值分別用公式。設(shè)干擾信號與有用信號的傳播損耗中值分別用i和和s表示，則由式（表示，則由式（2.10）可列出：）可列出： 12040lg20lg12040lg20lgiitrsstrldh hldh h（5.3）所以傳播損耗之差為 40lg(db)iissdlld（5.4） 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)設(shè)基站設(shè)基站a和和b的發(fā)射功率均為的發(fā)射功率均為t，則移動臺，則移動臺m接收機的接收機的輸入信號功率和同頻干擾功率分

22、別為輸入信號功率和同頻干擾功率分別為 itstlpilps（5.5） 所以有 sillisis/（5.6） 將式（5.6）代入式（5.4）,可以得到 40/10issidd（5.7） 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)中心激勵：基站設(shè)在小區(qū)的中央，由全方向性天線形中心激勵：基站設(shè)在小區(qū)的中央，由全方向性天線形成圓形覆蓋區(qū)，這就是所謂的中心激勵方式，如圖成圓形覆蓋區(qū)，這就是所謂的中心激勵方式，如圖5-6（a）所示。所示。 圖5-6兩種激勵方式 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)將基站設(shè)計在每個小區(qū)六邊形的三個頂點上，每個基將基站設(shè)計在每個小區(qū)六邊形的

23、三個頂點上，每個基站采用三副站采用三副120扇形覆蓋的定向天線，分別覆蓋三個相鄰扇形覆蓋的定向天線，分別覆蓋三個相鄰小區(qū)的各三分之一區(qū)域，每個小區(qū)由三副小區(qū)的各三分之一區(qū)域，每個小區(qū)由三副120扇形天線共扇形天線共同覆蓋，這就是所謂的頂點激勵方式，如圖同覆蓋，這就是所謂的頂點激勵方式，如圖5-6（b）所示。）所示。采用采用120定向天線后，所接收到的同頻干擾功率僅為采用定向天線后，所接收到的同頻干擾功率僅為采用全向天線系統(tǒng)的全向天線系統(tǒng)的13，因而可減少系統(tǒng)的同頻干擾。另外，因而可減少系統(tǒng)的同頻干擾。另外，在不同地點采用多副定向天線可消除小區(qū)內(nèi)障礙物的陰影在不同地點采用多副定向天線可消除小區(qū)內(nèi)

24、障礙物的陰影區(qū)。區(qū)。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)為了擴大系統(tǒng)容量，為了擴大系統(tǒng)容量，fdma系統(tǒng)和系統(tǒng)和cdma系統(tǒng)都使用系統(tǒng)都使用了扇區(qū)劃分技術(shù)，其區(qū)別在于了扇區(qū)劃分技術(shù)，其區(qū)別在于fdma的每個扇區(qū)使用不同的每個扇區(qū)使用不同的載頻，的載頻，cdma可以使用相同的載頻。可以使用相同的載頻。蜂窩系統(tǒng)中的同頻干擾可以通過使用定向天線代替基蜂窩系統(tǒng)中的同頻干擾可以通過使用定向天線代替基站中單獨的一根全向天線來減小，其中每個定向天線輻射站中單獨的一根全向天線來減小，其中每個定向天線輻射某一特定的扇區(qū)。由于使用了定向天線，小區(qū)將只接收同某一特定的扇區(qū)。由于使用了定向天線，小區(qū)將只接收同頻小

25、區(qū)中一部分小區(qū)的干擾。這種使用定向天線來減小同頻小區(qū)中一部分小區(qū)的干擾。這種使用定向天線來減小同頻干擾，從而提高系統(tǒng)容量的技術(shù)叫做裂向。同頻干擾減頻干擾，從而提高系統(tǒng)容量的技術(shù)叫做裂向。同頻干擾減小的因素決定于使用扇區(qū)的數(shù)目。通常將一個小的因素決定于使用扇區(qū)的數(shù)目。通常將一個fdma小區(qū)小區(qū)劃分為劃分為3個個120的扇區(qū)或是的扇區(qū)或是6個個60的扇區(qū)，如圖的扇區(qū)，如圖5-7(a)和和(b)所示。所示。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖圖5-7fdma小區(qū)扇區(qū)劃分小區(qū)扇區(qū)劃分（a）120裂向；（裂向；（b）60裂向裂向 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)fdma采用裂向技術(shù)以后，在某

26、個小區(qū)中使用的信道就采用裂向技術(shù)以后，在某個小區(qū)中使用的信道就分為分散的組，每組只在某個扇區(qū)中使用，如圖分為分散的組，每組只在某個扇區(qū)中使用，如圖5-7(a)和和(b)所示。例如，假設(shè)有一個所示。例如，假設(shè)有一個n=7小區(qū)復用情形，對于小區(qū)復用情形，對于120扇區(qū)，扇區(qū)，第一層第一層(包圍該小區(qū)的小區(qū)群包圍該小區(qū)的小區(qū)群)干擾源數(shù)目由干擾源數(shù)目由6下降到下降到2,這是因這是因為為1個扇區(qū)只能接收到個扇區(qū)只能接收到2個小區(qū)相應信道組的干擾。個小區(qū)相應信道組的干擾。fdma系統(tǒng)采用裂向方法會造成中繼效率下降，話務(wù)量系統(tǒng)采用裂向方法會造成中繼效率下降，話務(wù)量有所損失，所以一些運營商不用裂向方法。特別

27、是在密集的有所損失，所以一些運營商不用裂向方法。特別是在密集的市區(qū)，這些地方的定向天線模式在控制無線傳播時往往失效。市區(qū)，這些地方的定向天線模式在控制無線傳播時往往失效。由于裂向中每個基站使用不止一根天線，小區(qū)中的可用信道由于裂向中每個基站使用不止一根天線，小區(qū)中的可用信道必須進行劃分并且對特定天線實行專用，這樣就把可用的中必須進行劃分并且對特定天線實行專用，這樣就把可用的中繼信道分為多個部分，從而降低了中繼效率。繼信道分為多個部分，從而降低了中繼效率。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)cdma系統(tǒng)利用定向天線將小區(qū)分成幾個扇區(qū)系統(tǒng)利用定向天線將小區(qū)分成幾個扇區(qū)(典型的典型的是是120扇

28、形天線扇形天線)，每個扇區(qū)的基站僅接收來自確定方向的，每個扇區(qū)的基站僅接收來自確定方向的用戶信號用戶信號(約為約為1/3)，因為干擾也是，因為干擾也是1/3，理論上將系統(tǒng)容量，理論上將系統(tǒng)容量提高了提高了3倍，由于相鄰天線覆蓋區(qū)有重疊，實際為倍，由于相鄰天線覆蓋區(qū)有重疊，實際為2.55倍。倍。扇區(qū)的劃分是與系統(tǒng)業(yè)務(wù)量相匹配的，業(yè)務(wù)量較高的地區(qū)扇區(qū)的劃分是與系統(tǒng)業(yè)務(wù)量相匹配的，業(yè)務(wù)量較高的地區(qū)扇區(qū)劃分得密集一些，這樣可進一步提高系統(tǒng)效率。但是，扇區(qū)劃分得密集一些，這樣可進一步提高系統(tǒng)效率。但是，扇區(qū)數(shù)增加了，容量增加了，同時也增加了軟切換的次數(shù)。扇區(qū)數(shù)增加了，容量增加了，同時也增加了軟切換的次數(shù)

29、。因此，扇區(qū)的劃分應根據(jù)實際話務(wù)情況決定。因此，扇區(qū)的劃分應根據(jù)實際話務(wù)情況決定。扇區(qū)的劃分技術(shù)和智能天線技術(shù)是有區(qū)別的，扇區(qū)的扇區(qū)的劃分技術(shù)和智能天線技術(shù)是有區(qū)別的，扇區(qū)的劃分采用確定覆蓋角度的定向天線對準該覆蓋角度服務(wù)區(qū)劃分采用確定覆蓋角度的定向天線對準該覆蓋角度服務(wù)區(qū)的所有用戶，而智能天線技術(shù)是在某定向天線的覆蓋范圍的所有用戶，而智能天線技術(shù)是在某定向天線的覆蓋范圍內(nèi)用天線賦形的波束對準跟蹤該覆蓋范圍的每一個用戶。內(nèi)用天線賦形的波束對準跟蹤該覆蓋范圍的每一個用戶。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)在整個服務(wù)區(qū)中每個區(qū)的大小可以是相同的，分配給在整個服務(wù)區(qū)中每個區(qū)的大小可以是相同的，

30、分配給各小區(qū)的頻道數(shù)目也相同，但這只能適應用戶密度均勻的各小區(qū)的頻道數(shù)目也相同，但這只能適應用戶密度均勻的情況。然而，事實上服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶密度是不均勻的，例情況。然而，事實上服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶密度是不均勻的，例如鬧市區(qū)的用戶密度大，話務(wù)量急增；郊區(qū)的用戶密度較如鬧市區(qū)的用戶密度大，話務(wù)量急增；郊區(qū)的用戶密度較小，話務(wù)量也較小。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，原來的用小，話務(wù)量也較小。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，原來的用戶低密度區(qū)可能已變成高密度區(qū)。為了適應這種情況，在戶低密度區(qū)可能已變成高密度區(qū)。為了適應這種情況，在高用戶密度的地區(qū)，應將小區(qū)面積劃分得小一些，或?qū)⑿「哂脩裘芏鹊牡貐^(qū)，應將小區(qū)面積劃分得小一些，

31、或?qū)⑿^(qū)中基站全向覆蓋改為定向覆蓋，使每個小區(qū)所分配的頻區(qū)中基站全向覆蓋改為定向覆蓋，使每個小區(qū)所分配的頻道數(shù)增多，滿足話務(wù)量增大的需要，這種技術(shù)稱為小區(qū)分道數(shù)增多，滿足話務(wù)量增大的需要，這種技術(shù)稱為小區(qū)分裂。小區(qū)一般分為巨型區(qū)、宏小區(qū)、微小區(qū)、微微小區(qū)幾裂。小區(qū)一般分為巨型區(qū)、宏小區(qū)、微小區(qū)、微微小區(qū)幾類，具體指標見表類，具體指標見表5-1，各分類之間的關(guān)系如圖，各分類之間的關(guān)系如圖5-8所示。所示。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù) 蜂窩類型 巨型區(qū) 宏小區(qū)(macro cell) 微小區(qū)(micro cell) 微微小區(qū)(pico cell) 蜂窩半徑(km) 100500 35

32、1 0.05 終端移動速度(km/h) 1500 500 100 10 運行環(huán)境 所有 鄉(xiāng)村郊區(qū) 市區(qū) 室內(nèi) 業(yè)務(wù)量密度 低 低到中 中到高 高 適用系統(tǒng) 衛(wèi)星 蜂窩 蜂窩/無繩 蜂窩/無繩 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖5-8小區(qū)分類圖 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)采用蜂窩小區(qū)分裂的方法，在有限的頻率資源中通過采用蜂窩小區(qū)分裂的方法，在有限的頻率資源中通過縮小同頻復用距離使單位面積的頻道數(shù)增多，系統(tǒng)容量增縮小同頻復用距離使單位面積的頻道數(shù)增多，系統(tǒng)容量增大。具體實施方法有兩種：一是在原基站基礎(chǔ)上采用方向大。具體實施方法有兩種：一是在原基站基礎(chǔ)上采用方向性天線將小區(qū)扇形化，

33、如圖性天線將小區(qū)扇形化，如圖5-9(a)、(b)和和(c)所示。一個全向所示。一個全向天線的小區(qū)可以分裂成天線的小區(qū)可以分裂成3個個120扇形小區(qū)、扇形小區(qū)、6個個60扇形小扇形小區(qū)、一個區(qū)、一個“三葉草三葉草”形無線區(qū)。二是將小區(qū)半徑縮小并增形無線區(qū)。二是將小區(qū)半徑縮小并增加新基站，如圖加新基站，如圖5-9(d)所示，方法是將原來較大的小區(qū)分所示，方法是將原來較大的小區(qū)分裂成裂成4個較小的小區(qū)，采用這種方法應將原基站天線高度適個較小的小區(qū)，采用這種方法應將原基站天線高度適當降低，發(fā)射功率減少，努力避免小區(qū)間的同頻干擾。當降低，發(fā)射功率減少，努力避免小區(qū)間的同頻干擾。第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章

34、蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖圖5-9蜂窩小區(qū)的分裂方案蜂窩小區(qū)的分裂方案（a）1 3;（b）1 6;（c）三葉草；）三葉草；（d）增加新基站的分裂）增加新基站的分裂 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)移動通信的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖移動通信的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5-13所示?；就ㄟ^傳輸所示?；就ㄟ^傳輸鏈路與移動交換機相連，交換機再與固定電信網(wǎng)絡(luò)或其他鏈路與移動交換機相連，交換機再與固定電信網(wǎng)絡(luò)或其他通信網(wǎng)相連，所以移動通信有以下兩種通信鏈路：通信網(wǎng)相連，所以移動通信有以下兩種通信鏈路：(1)移動移動用戶用戶基站基站交換機交換機其他網(wǎng)絡(luò)其他網(wǎng)絡(luò)其他用戶其他用戶;(2)移移動用戶動用戶基站基站交換機交換機基站基站

35、移動用戶。移動用戶。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖5-13基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)基站與交換機之間、交換機與網(wǎng)絡(luò)之間可采用有線鏈基站與交換機之間、交換機與網(wǎng)絡(luò)之間可采用有線鏈路（如光纖、同軸電纜、雙絞線等），也可采用無線鏈路路（如光纖、同軸電纜、雙絞線等），也可采用無線鏈路（如微波鏈路）。這些鏈路上傳輸?shù)臄?shù)字信號形式通常為（如微波鏈路）。這些鏈路上傳輸?shù)臄?shù)字信號形式通常為pcm數(shù)字多路復用信號。數(shù)字多路復用信號。通常每個基站要同時支持通常每個基站要同時支持50路語音呼叫，每個交換機路語音呼叫，每個交換機可以支持近可以支持近100個基站，交換機到固定網(wǎng)絡(luò)之

36、間需要個基站，交換機到固定網(wǎng)絡(luò)之間需要5000個個話路的傳輸容量。話路的傳輸容量。移動通信網(wǎng)中使用的交換機通常稱為移動交換中心移動通信網(wǎng)中使用的交換機通常稱為移動交換中心（msc）。它與常規(guī)交換機的不同之處在于：）。它與常規(guī)交換機的不同之處在于：msc除了除了要完成常規(guī)交換機的所有功能外，還要負責移動性管理和要完成常規(guī)交換機的所有功能外，還要負責移動性管理和無線資源管理（包括越區(qū)切換、漫游、用戶位置登記管理無線資源管理（包括越區(qū)切換、漫游、用戶位置登記管理等）。等）。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)在蜂窩移動通信網(wǎng)中，為便于網(wǎng)絡(luò)組織，將一個移動在蜂窩移動通信網(wǎng)中，為便于網(wǎng)絡(luò)組織，將一個

37、移動通信網(wǎng)分為若干個服務(wù)區(qū)，每個服務(wù)區(qū)又分為若干個通信網(wǎng)分為若干個服務(wù)區(qū)，每個服務(wù)區(qū)又分為若干個msc區(qū)，每個區(qū)，每個msc區(qū)又分為若干個位置區(qū)，每個位置區(qū)由區(qū)又分為若干個位置區(qū)，每個位置區(qū)由若干個基站小區(qū)組成。一個移動通信網(wǎng)由多少個服務(wù)區(qū)或若干個基站小區(qū)組成。一個移動通信網(wǎng)由多少個服務(wù)區(qū)或多少個多少個msc區(qū)組成，取決于移動通信網(wǎng)所覆蓋地域的用戶區(qū)組成，取決于移動通信網(wǎng)所覆蓋地域的用戶密度和地形地貌等。多個服務(wù)區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖密度和地形地貌等。多個服務(wù)區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5-14所示。所示。每個每個msc（包括移動電話端局和移動匯接局）要與本地的（包括移動電話端局和移動匯接局）要與本地的市話匯接

38、局、本地長途電話交換中心相連。市話匯接局、本地長途電話交換中心相連。msc之間需之間需互連互通才能構(gòu)成一個功能完善的網(wǎng)絡(luò)?；ミB互通才能構(gòu)成一個功能完善的網(wǎng)絡(luò)。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖5-14多個服務(wù)區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)蜂窩系統(tǒng)是以信道來區(qū)分對象的，一個信道只能容納蜂窩系統(tǒng)是以信道來區(qū)分對象的，一個信道只能容納一個用戶進行通話，許多同時通話的用戶互相以信道來區(qū)一個用戶進行通話，許多同時通話的用戶互相以信道來區(qū)分，這就是多址。移動通信是一個多信道同時工作的系統(tǒng)，分，這就是多址。移動通信是一個多信道同時工作的系統(tǒng)，具有廣播和大面積覆蓋的特點。在電波覆

39、蓋區(qū)內(nèi)，如何建具有廣播和大面積覆蓋的特點。在電波覆蓋區(qū)內(nèi)，如何建立用戶之間的無線信道的連接是多址接入方式的問題。解立用戶之間的無線信道的連接是多址接入方式的問題。解決多址接入問題的方法即為多址接入技術(shù)。決多址接入問題的方法即為多址接入技術(shù)。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖5-15 頻分多址示意圖第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)在單純的在單純的fdma系統(tǒng)中，通常采用頻分雙工（系統(tǒng)中，通常采用頻分雙工（fdd）的方式來實現(xiàn)雙工通信，即接收頻率和發(fā)送頻率是不同的，的方式來實現(xiàn)雙工通信，即接收頻率和發(fā)送頻率是不同的，收發(fā)要有一定的間隔（保護頻帶）

40、，此間隔必須大于一定收發(fā)要有一定的間隔（保護頻帶），此間隔必須大于一定的數(shù)值，例如，在的數(shù)值，例如，在800mhz和和900mhz頻段，收發(fā)頻率間隔頻段，收發(fā)頻率間隔通常為通常為45mhz。此外，在用戶頻道之間設(shè)有保護頻隙。此外，在用戶頻道之間設(shè)有保護頻隙g，以避免系統(tǒng)頻率漂移造成頻道間重疊。以避免系統(tǒng)頻率漂移造成頻道間重疊。fdma頻道劃分方頻道劃分方法如圖法如圖5-16所示。所示。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖5-16fdma的頻道劃分方法 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)頻分多址是以頻率來區(qū)分信道的，多個頻道在頻率軸頻分多址是以頻率來區(qū)分信道的，多個頻道在頻率軸上嚴格分

41、開，但在時間和空間上是重疊的，此時，上嚴格分開，但在時間和空間上是重疊的，此時，“信道信道”一詞的含義即為一詞的含義即為“頻道頻道”。模擬信號和數(shù)字信號都可采用。模擬信號和數(shù)字信號都可采用頻分多址方式傳輸。該方式有如下特點：頻分多址方式傳輸。該方式有如下特點：（1）單路單載頻。每個頻道只傳送一路業(yè)務(wù)信息，載）單路單載頻。每個頻道只傳送一路業(yè)務(wù)信息，載頻間隔必須滿足業(yè)務(wù)信息傳輸帶寬的要求。頻間隔必須滿足業(yè)務(wù)信息傳輸帶寬的要求。（2）連續(xù)傳輸。系統(tǒng)分配給移動臺和基站一對）連續(xù)傳輸。系統(tǒng)分配給移動臺和基站一對fdma信道，它們利用此頻道通信直到結(jié)束。信道，它們利用此頻道通信直到結(jié)束。（3）是頻道受限

42、和干擾受限的系統(tǒng)。主要干擾有鄰道）是頻道受限和干擾受限的系統(tǒng)。主要干擾有鄰道干擾、互調(diào)干擾和同頻干擾。干擾、互調(diào)干擾和同頻干擾。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)（4）需要周密的頻率計劃，頻率分配工作復雜。）需要周密的頻率計劃，頻率分配工作復雜。（5）基站有多部不同頻率的收發(fā)信機同時工作，基站）基站有多部不同頻率的收發(fā)信機同時工作，基站的硬件配置取決于頻率計劃和頻道配置。的硬件配置取決于頻率計劃和頻道配置。（6）頻率利用率低，系統(tǒng)容量小。）頻率利用率低，系統(tǒng)容量小。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)fdma系統(tǒng)通常采用系統(tǒng)通常采用fdd工作方式，由于所有移動工作方式，由于所有移動臺

43、均使用相同的接收和發(fā)送頻段，因而移動臺到移動臺之臺均使用相同的接收和發(fā)送頻段，因而移動臺到移動臺之間不能直接通信，而必須經(jīng)過基站中轉(zhuǎn)。移動通信的頻率間不能直接通信，而必須經(jīng)過基站中轉(zhuǎn)。移動通信的頻率資源十分緊缺，不可能為每一個移動臺預留一個信道，只資源十分緊缺，不可能為每一個移動臺預留一個信道，只可能為每個基站配置好一組信道，供該基站所覆蓋的區(qū)域可能為每個基站配置好一組信道，供該基站所覆蓋的區(qū)域（稱為小區(qū)）內(nèi)的所有移動臺共用，即多信道共用問題。（稱為小區(qū)）內(nèi)的所有移動臺共用，即多信道共用問題。關(guān)于多信道共用的問題我們將稍后討論。關(guān)于多信道共用的問題我們將稍后討論。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂

44、窩組網(wǎng)技術(shù)5.2.2時分多址時分多址(tdma)1.時分多址的原理時分多址的原理時分多址是以時隙時分多址是以時隙(時間間隔時間間隔)來區(qū)分信道的。在無線信道上，來區(qū)分信道的。在無線信道上，把時間分割成周期性的幀，每一幀再分割成若干個時隙（無論幀把時間分割成周期性的幀，每一幀再分割成若干個時隙（無論幀或時隙都是互不重疊的），然后根據(jù)一定的時隙分配原則，使各或時隙都是互不重疊的），然后根據(jù)一定的時隙分配原則，使各個移動臺在每幀內(nèi)只能按指定的時隙向基站發(fā)送信號，在滿足定個移動臺在每幀內(nèi)只能按指定的時隙向基站發(fā)送信號，在滿足定時和同步的條件下，基站可以分別在各時隙中接收到各移動臺的時和同步的條件下，基

45、站可以分別在各時隙中接收到各移動臺的信號而不混擾。同時基站發(fā)向多個移動臺的信號都按順序安排在信號而不混擾。同時基站發(fā)向多個移動臺的信號都按順序安排在預定的時隙中傳輸，各移動臺只要在指定的時隙內(nèi)接收就能在合預定的時隙中傳輸，各移動臺只要在指定的時隙內(nèi)接收就能在合路的信號中把發(fā)給它的信號區(qū)分出來。圖路的信號中把發(fā)給它的信號區(qū)分出來。圖5-17是是tdma通信通信系統(tǒng)的工作示意圖，圖中只畫出了移動臺到基站傳輸時信號占用系統(tǒng)的工作示意圖，圖中只畫出了移動臺到基站傳輸時信號占用時隙的情況。時隙的情況。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖5-17tdma通信系統(tǒng)的工作示意圖 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)

46、章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)時分多址方式中，時間軸上按時隙嚴格分割，時隙間時分多址方式中，時間軸上按時隙嚴格分割，時隙間設(shè)有保護時間，但在頻率軸上是重疊的，此時，設(shè)有保護時間，但在頻率軸上是重疊的，此時，“信道信道”一詞的含義為一詞的含義為“時隙時隙”。時分多址只能傳送數(shù)字信息，語。時分多址只能傳送數(shù)字信息，語音必須先進行模音必須先進行模/數(shù)變換，再送到調(diào)制器對載波進行調(diào)制，數(shù)變換，再送到調(diào)制器對載波進行調(diào)制，然后以突發(fā)信號的形式發(fā)送出去。不同的系統(tǒng)復用路數(shù)可然后以突發(fā)信號的形式發(fā)送出去。不同的系統(tǒng)復用路數(shù)可以不同。和以不同。和fdma通信系統(tǒng)相比，通信系統(tǒng)相比，tdma通信系統(tǒng)主要通信系統(tǒng)主要有以下幾方面

47、的特點：有以下幾方面的特點：（1）以每一時隙為一個話路的數(shù)字信號傳輸。）以每一時隙為一個話路的數(shù)字信號傳輸。n個時個時分信道共用一個載波，占據(jù)相同的帶寬，只需一部收發(fā)信分信道共用一個載波，占據(jù)相同的帶寬，只需一部收發(fā)信機。機。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)（2）各移動臺發(fā)送的是周期性信號，而基站發(fā)送的是）各移動臺發(fā)送的是周期性信號，而基站發(fā)送的是時分復用時分復用(tdm)信號，發(fā)射信號的速率隨時隙數(shù)的增大而信號，發(fā)射信號的速率隨時隙數(shù)的增大而提高。提高。（3）抗干擾能力強，頻率利用率高，系統(tǒng)容量大。）抗干擾能力強，頻率利用率高，系統(tǒng)容量大。（4）因為移動臺只在指定的時隙中接收基站發(fā)給

48、它的）因為移動臺只在指定的時隙中接收基站發(fā)給它的信息，因而在一幀的其他時隙中，可以測量其他基站發(fā)送信息，因而在一幀的其他時隙中，可以測量其他基站發(fā)送的信號強度，或檢測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)送的廣播信息和控制信息，的信號強度，或檢測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)送的廣播信息和控制信息，這對于加強通信網(wǎng)絡(luò)的控制功能和保證移動臺的越區(qū)切換這對于加強通信網(wǎng)絡(luò)的控制功能和保證移動臺的越區(qū)切換都是有利的。都是有利的。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)（5）tdma系統(tǒng)不存在頻率分配問題，對時隙的動態(tài)系統(tǒng)不存在頻率分配問題，對時隙的動態(tài)管理和動態(tài)分配通常要比對頻率的管理和分配簡單而經(jīng)濟。管理和動態(tài)分配通常要比對頻率的管理和分配簡單而

49、經(jīng)濟。如果采用語音檢測技術(shù)，實現(xiàn)有語音時分配時隙，無語音如果采用語音檢測技術(shù)，實現(xiàn)有語音時分配時隙，無語音時不分配時隙，還有利于提高系統(tǒng)容量。時不分配時隙，還有利于提高系統(tǒng)容量。（6）tdma系統(tǒng)必須有精確的定時和同步功能，保證系統(tǒng)必須有精確的定時和同步功能，保證各移動臺發(fā)送的信號不會在基站發(fā)生重疊或混淆，并且能各移動臺發(fā)送的信號不會在基站發(fā)生重疊或混淆，并且能準確地在指定的時隙中接收基站發(fā)給它的信號。同步技術(shù)準確地在指定的時隙中接收基站發(fā)給它的信號。同步技術(shù)是是tdma系統(tǒng)正常工作的重要保證，往往也是比較復雜系統(tǒng)正常工作的重要保證，往往也是比較復雜的技術(shù)難題。的技術(shù)難題。 第第5 5章蜂窩組

50、網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)不同通信系統(tǒng)的幀長度和幀結(jié)構(gòu)通常是不一樣的。不同通信系統(tǒng)的幀長度和幀結(jié)構(gòu)通常是不一樣的。tdma蜂窩式通信網(wǎng)絡(luò)所用的時幀長度一般在幾毫秒到蜂窩式通信網(wǎng)絡(luò)所用的時幀長度一般在幾毫秒到幾十毫秒的范圍內(nèi)。時幀結(jié)構(gòu)和通信系統(tǒng)的雙工方式有關(guān)。幾十毫秒的范圍內(nèi)。時幀結(jié)構(gòu)和通信系統(tǒng)的雙工方式有關(guān)。采用頻分雙工（采用頻分雙工（fdd）時，基站（或移動臺）的收發(fā)設(shè)備）時，基站（或移動臺）的收發(fā)設(shè)備要在兩個不同的頻率上工作，而且這兩個頻率之間要有足要在兩個不同的頻率上工作，而且這兩個頻率之間要有足夠的保護間隔。通?；驹诟哳l率發(fā)射，在低頻率接收，夠的保護間隔。通?；驹诟哳l率發(fā)射，在低頻率接收

51、，而移動臺在低頻率發(fā)射，在高頻率接收。對于這樣的雙工而移動臺在低頻率發(fā)射，在高頻率接收。對于這樣的雙工方式，其幀結(jié)構(gòu)如圖方式，其幀結(jié)構(gòu)如圖5-18所示。所示。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖5-18頻分雙工的幀結(jié)構(gòu)示意圖 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)采用時分雙工（采用時分雙工（tdd）時，基站（或移動臺）的收時，基站（或移動臺）的收發(fā)設(shè)備均在同一頻率上工作，因而同一部電臺的發(fā)射機和發(fā)設(shè)備均在同一頻率上工作，因而同一部電臺的發(fā)射機和接收機只有用輪流工作的辦法，才能實現(xiàn)雙工通信。比如，接收機只有用輪流工作的辦法，才能實現(xiàn)雙工通信。比如，把幀中的時隙分成兩部分，前一部分由基站向移

52、動臺發(fā)送把幀中的時隙分成兩部分，前一部分由基站向移動臺發(fā)送（移動臺接收），后一部分由移動臺向基站發(fā)送（基站接（移動臺接收），后一部分由移動臺向基站發(fā)送（基站接收），如此交替地轉(zhuǎn)換，即可實現(xiàn)雙工通信。按這種辦法收），如此交替地轉(zhuǎn)換，即可實現(xiàn)雙工通信。按這種辦法構(gòu)成的幀結(jié)構(gòu)如圖構(gòu)成的幀結(jié)構(gòu)如圖5-19所示。所示。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖5-19時分雙工結(jié)構(gòu)示意圖 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)不同系統(tǒng)所采用的時隙結(jié)構(gòu)存在很大的差異，即使同不同系統(tǒng)所采用的時隙結(jié)構(gòu)存在很大的差異，即使同一個系統(tǒng)中，不同傳輸方向（正向與反向）上的時隙結(jié)構(gòu)一個系統(tǒng)中，不同傳輸方向（正向與反向）上

53、的時隙結(jié)構(gòu)也可能不盡相同。實際上，不可能規(guī)定一種通用的時隙格也可能不盡相同。實際上，不可能規(guī)定一種通用的時隙格式來適應各種系統(tǒng)的需要。式來適應各種系統(tǒng)的需要。有的系統(tǒng)因為設(shè)置了專用控制信道，其傳輸業(yè)務(wù)信息有的系統(tǒng)因為設(shè)置了專用控制信道，其傳輸業(yè)務(wù)信息的時隙與傳輸控制信息的時隙可以分別考慮。有的系統(tǒng)因的時隙與傳輸控制信息的時隙可以分別考慮。有的系統(tǒng)因為沒有設(shè)置專用控制信道，其時隙除傳輸業(yè)務(wù)信息外，通為沒有設(shè)置專用控制信道，其時隙除傳輸業(yè)務(wù)信息外，通常還要插入相應的控制信息。即使在設(shè)置專用控制信道的常還要插入相應的控制信息。即使在設(shè)置專用控制信道的系統(tǒng)中，為了對移動臺進行實時可靠的控制，也會在業(yè)務(wù)

54、系統(tǒng)中，為了對移動臺進行實時可靠的控制，也會在業(yè)務(wù)信道中插入一定的控制信息。信道中插入一定的控制信息。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)有些系統(tǒng)在每一時隙內(nèi)均插入一定數(shù)量的同步信息，有些系統(tǒng)在每一時隙內(nèi)均插入一定數(shù)量的同步信息，供比特同步用。也有的系統(tǒng)在每一時隙前面設(shè)置一個同步供比特同步用。也有的系統(tǒng)在每一時隙前面設(shè)置一個同步碼（時隙頭），供時隙同步用。碼（時隙頭），供時隙同步用。在各種通信系統(tǒng)中，時隙內(nèi)均包含各自的標志符號。在各種通信系統(tǒng)中，時隙內(nèi)均包含各自的標志符號。這些標志符號可以不止一種，可以有不同的用途，也常常這些標志符號可以不止一種，可以有不同的用途，也常常采用不同的名稱。有

55、的是為了區(qū)分基站的身份；有的是為采用不同的名稱。有的是為了區(qū)分基站的身份；有的是為了標明該時隙在幀中的位置，防止接收機同步時，錯誤地了標明該時隙在幀中的位置，防止接收機同步時，錯誤地鎖定到別的時隙上；有的只是區(qū)分業(yè)務(wù)信息的類型等。鎖定到別的時隙上；有的只是區(qū)分業(yè)務(wù)信息的類型等。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)在移動通信中，信號的傳播存在著隨機時延。由于移在移動通信中，信號的傳播存在著隨機時延。由于移動臺的位置在通信網(wǎng)內(nèi)是隨機分布的，也是經(jīng)常變化的，動臺的位置在通信網(wǎng)內(nèi)是隨機分布的，也是經(jīng)常變化的，因此移動臺和基站之間的距離是一個隨機變量。通信距離因此移動臺和基站之間的距離是一個隨機變量

56、。通信距離的不同，使得信號的傳播時延也不同。因而，即使移動臺的不同，使得信號的傳播時延也不同。因而，即使移動臺與基站的時鐘都非常精確，信號到達對方接收機時，也不與基站的時鐘都非常精確，信號到達對方接收機時，也不可能完全準確地落入對方的時隙。為了防止不同時隙的信可能完全準確地落入對方的時隙。為了防止不同時隙的信號因為時延差不同而在相鄰時隙發(fā)生交疊，通常在時隙末號因為時延差不同而在相鄰時隙發(fā)生交疊，通常在時隙末尾（或開頭）設(shè)置一定的保護時間。此保護時間對移動臺尾（或開頭）設(shè)置一定的保護時間。此保護時間對移動臺向基站傳輸信息的時隙來說是不可缺少的。保護時間的大向基站傳輸信息的時隙來說是不可缺少的。保

57、護時間的大小可以根據(jù)最大通信距離估算出來。在保護時間內(nèi)不發(fā)送小可以根據(jù)最大通信距離估算出來。在保護時間內(nèi)不發(fā)送信息。信息。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)在移動信道進行數(shù)據(jù)傳輸時，如果信息的傳輸速率高在移動信道進行數(shù)據(jù)傳輸時，如果信息的傳輸速率高到一定程度，則因為多徑傳播引起的碼間干擾會使系統(tǒng)的到一定程度，則因為多徑傳播引起的碼間干擾會使系統(tǒng)的誤比特率增大。在這種情況下，接收機通常要采用自適應誤比特率增大。在這種情況下，接收機通常要采用自適應均衡技術(shù)，以減少這種碼間干擾的影響。所以，有些通信均衡技術(shù)，以減少這種碼間干擾的影響。所以，有些通信系統(tǒng)常常在各個時隙中包含自適應均衡所需要的訓練

58、序列。系統(tǒng)常常在各個時隙中包含自適應均衡所需要的訓練序列。圖圖5-20是一種時隙結(jié)構(gòu)的示意圖，該圖只說明了時隙結(jié)是一種時隙結(jié)構(gòu)的示意圖，該圖只說明了時隙結(jié)構(gòu)的基本形式，并沒有考慮不同系統(tǒng)在不同使用場合下的構(gòu)的基本形式，并沒有考慮不同系統(tǒng)在不同使用場合下的特殊要求。特殊要求。 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)圖5-20tdma系統(tǒng)的時隙結(jié)構(gòu)示意圖 第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)3.時分多址通信系統(tǒng)的同步和定時時分多址通信系統(tǒng)的同步和定時同步和定時是同步和定時是tdma移動通信系統(tǒng)正常工作的前題。因移動通信系統(tǒng)正常工作的前題。因為通信雙方只允許在規(guī)定的時隙中發(fā)送信號和接收信號，所以必

59、為通信雙方只允許在規(guī)定的時隙中發(fā)送信號和接收信號，所以必須在嚴格的幀同步、時隙同步和比特（位）同步的條件下進行工須在嚴格的幀同步、時隙同步和比特（位）同步的條件下進行工作，如果通信設(shè)備采用相干檢測，則接收機還必須獲得載波同步。作，如果通信設(shè)備采用相干檢測，則接收機還必須獲得載波同步。（1）位同步是接收機正確解調(diào)的基礎(chǔ)。在移動通信系統(tǒng)中，）位同步是接收機正確解調(diào)的基礎(chǔ)。在移動通信系統(tǒng)中，用于傳輸位同步信息的方法有兩種：一種是用專門的信道傳輸；用于傳輸位同步信息的方法有兩種：一種是用專門的信道傳輸；另一種是插入業(yè)務(wù)信道中傳輸，比如在每一個時隙的前面發(fā)送一另一種是插入業(yè)務(wù)信道中傳輸，比如在每一個時隙

60、的前面發(fā)送一段段“0”、“1”交替的信號作為位同步信息。此外，在有些通信系交替的信號作為位同步信息。此外，在有些通信系統(tǒng)中，位同步信息是從其數(shù)字信號中提取的，用這種辦法可以不統(tǒng)中，位同步信息是從其數(shù)字信號中提取的，用這種辦法可以不再發(fā)送專門的位同步信息，但考慮到再發(fā)送專門的位同步信息，但考慮到tdma通信系統(tǒng)是按時隙以通信系統(tǒng)是按時隙以猝發(fā)方式傳輸信號的，為了迅速、準確而可靠地獲得位同步信息，猝發(fā)方式傳輸信號的，為了迅速、準確而可靠地獲得位同步信息，不宜采用這種方法。不宜采用這種方法。第第5 5章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)章蜂窩組網(wǎng)技術(shù)由于信號在移動環(huán)境中傳輸時，經(jīng)常受到干擾、噪聲由于信號在移動環(huán)境中傳輸時