第4章 移動通信網絡技術-1

1、第4章 移動通信網絡技術14.1 概述 4.4 蜂窩通信網絡規(guī)劃 4.3 移動性管理 4.2 頻率復用技術和系統(tǒng)容量 第第4章章 移動通信網絡技術移動通信網絡技術第4章 移動通信網絡技術2 4.1 概概 述述 通信領域的通信領域的最高目標最高目標：實現無論任何人在任何時間、任何：實現無論任何人在任何時間、任何地點與任何人進行任何方式的信息交流，即個人通信。地點與任何人進行任何方式的信息交流，即個人通信。 存在主要問題存在主要問題：頻譜資源有限和用戶數量不斷增加：頻譜資源有限和用戶數量不斷增加 為了提高頻譜利用率和設計盡可能大的系統(tǒng)容量，公眾移為了提高頻譜利用率和設計盡可能大的系統(tǒng)容量，公眾移動

2、通信網絡都采用動通信網絡都采用蜂窩結構蜂窩結構。 蜂窩移動通信是無線通信的主要方面，也是當前最普及的蜂窩移動通信是無線通信的主要方面，也是當前最普及的無線通信技術。無線通信技術。第4章 移動通信網絡技術34.1.1 移動通信的概念及特點移動通信的概念及特點 所謂所謂移動通信移動通信，就是指通信的一方或雙方在移動中實現，就是指通信的一方或雙方在移動中實現通信。即要求通信中至少有一方處在運動中或暫時停留通信。即要求通信中至少有一方處在運動中或暫時停留在某一非預定的位置上。在某一非預定的位置上。 包括移動臺包括移動臺(汽車、火車、飛機、船艦等移動體汽車、火車、飛機、船艦等移動體)與固定與固定電臺之間

3、通信，移動臺與移動臺之間通信，移動臺通過電臺之間通信，移動臺與移動臺之間通信，移動臺通過基站與有線用戶通信等?；九c有線用戶通信等。第4章 移動通信網絡技術4移動通信的特點：移動通信的特點：(1) 傳輸信道傳輸信道必須使用無線電波傳播。必須使用無線電波傳播。電波在傳播中引起的電波在傳播中引起的多徑衰落，會使信號發(fā)生快衰落，嚴重影響通信的質量。多徑衰落，會使信號發(fā)生快衰落，嚴重影響通信的質量。 因此，必須采用各種抗多徑衰落的技術。因此，必須采用各種抗多徑衰落的技術。 (2)干擾干擾多而復雜。多而復雜。u天電干擾、工業(yè)干擾和各種噪聲的干擾，干擾信號是時天電干擾、工業(yè)干擾和各種噪聲的干擾，干擾信號是

4、時變的隨機信號，其場強可能比有用信號高幾十分貝。變的隨機信號，其場強可能比有用信號高幾十分貝。u基站常有多部收、發(fā)信機同時工作，會引起鄰道干擾、基站常有多部收、發(fā)信機同時工作，會引起鄰道干擾、互調干擾以及同頻干擾?；フ{干擾以及同頻干擾。u “遠近效應遠近效應” 是移動通信系統(tǒng)的一種特殊干擾。是移動通信系統(tǒng)的一種特殊干擾。第4章 移動通信網絡技術5(3) 組網方式組網方式多樣靈活且復雜。多樣靈活且復雜。 組網方式可分為組網方式可分為大區(qū)制大區(qū)制和和小區(qū)制小區(qū)制兩大類。兩大類。 大區(qū)制大區(qū)制采用一個基站管轄和控制所屬移動臺，并通過基站采用一個基站管轄和控制所屬移動臺，并通過基站與公共交換電話網相連

5、接；與公共交換電話網相連接； 小區(qū)制小區(qū)制根據服務區(qū)域，可組成線狀或面狀的蜂窩網。根據服務區(qū)域，可組成線狀或面狀的蜂窩網。 移動臺在通信區(qū)域內是自由移動的，移動交換中心必須隨移動臺在通信區(qū)域內是自由移動的，移動交換中心必須隨時跟蹤并知道移動臺的位置時跟蹤并知道移動臺的位置;(位置管理位置管理) 移動臺從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)時，要進行移動臺從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)時，要進行越區(qū)切換越區(qū)切換; (切換管理切換管理) 移動臺在外地移動交換局管轄區(qū)內應能正常通信，即具有移動臺在外地移動交換局管轄區(qū)內應能正常通信，即具有漫游功能漫游功能;(信息保密管理信息保密管理)第4章 移動通信網絡技術6 由于

6、移動終端電源開、關的隨意性以及電池更換等原因，由于移動終端電源開、關的隨意性以及電池更換等原因，增加了呼叫、接續(xù)的復雜度。增加了呼叫、接續(xù)的復雜度。(會話管理會話管理) 因此，移動通信的組網比固定的有線網通信要復雜得多。因此，移動通信的組網比固定的有線網通信要復雜得多。(4) 用戶量大而用戶量大而頻率有限頻率有限。 擴大移動通信的信道容量的方法：多信道共用、頻率復用、擴大移動通信的信道容量的方法：多信道共用、頻率復用、小區(qū)或微小區(qū)制等。在必要時，可能開辟使用新的更高的小區(qū)或微小區(qū)制等。在必要時，可能開辟使用新的更高的頻率段，滿足日益增長的移動通信需求。頻率段，滿足日益增長的移動通信需求。(5)

7、 對用戶終端設備的要求苛刻。對用戶終端設備的要求苛刻。 要求移動用戶終端設備操作簡單，維修方便，且要保證在要求移動用戶終端設備操作簡單，維修方便，且要保證在振動、沖擊、高低溫等惡劣環(huán)境下仍能工作。此外，還要振動、沖擊、高低溫等惡劣環(huán)境下仍能工作。此外，還要求設備體積小、重量輕和省電等。求設備體積小、重量輕和省電等。第4章 移動通信網絡技術74.1.2 移動通信系統(tǒng)的基本組成移動通信系統(tǒng)的基本組成典型的移動通信系統(tǒng)通常由典型的移動通信系統(tǒng)通常由移動臺移動臺(MS)、基站子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)(BSS)、網絡子系統(tǒng)網絡子系統(tǒng)構成。移動交換中心構成。移動交換中心(MSC)是網絡子是網絡子系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)的

8、核心。VLRBTSBTSBTSBTSMSCOMCHLRAUCEIR公用電話網PSTNISDNPDN基于子系統(tǒng)BSS網絡子系統(tǒng)NSSMSMSMS移動終端BSCBSCGSM系統(tǒng)結構第4章 移動通信網絡技術8移動臺移動臺MS：給用戶提供接入網絡業(yè)務的無線接口。：給用戶提供接入網絡業(yè)務的無線接口。MS分為車載型、便攜型和手持型等。分為車載型、便攜型和手持型等?；咀酉到y(tǒng)基站子系統(tǒng)(BSS)的功能包括簡單的控制功能、無線傳的功能包括簡單的控制功能、無線傳輸功能及無線資源分配功能。由輸功能及無線資源分配功能。由基站收發(fā)信機基站收發(fā)信機(BTS)和基和基站控制器設備站控制器設備(BSC)組成。組成。 BTS

9、為為MS提供接入通信網絡的無線接口，提供接入通信網絡的無線接口，BSC在基站在基站與交換機之間起連接作用。與交換機之間起連接作用。一個一個BSC可以控制多個可以控制多個BTS。 一個一個網絡子系統(tǒng)網絡子系統(tǒng)NSS可包括若干個可包括若干個MSC、VLR和和HLR。其其核心是核心是移動交換中心移動交換中心(MSC)。 第4章 移動通信網絡技術9MSC：具有完成呼叫接續(xù)與控制、無線資源管理和移動性具有完成呼叫接續(xù)與控制、無線資源管理和移動性管理等功能。管理等功能?？蓮娜N數據庫可從三種數據庫(HLR、VLR和和AUC)獲取有獲取有關用戶位置登記和呼叫請求等所需的全部數據，支持位置關用戶位置登記和呼叫

10、請求等所需的全部數據，支持位置登記和更新、越區(qū)切換和漫游服務等項功能。登記和更新、越區(qū)切換和漫游服務等項功能。HLR：歸屬地用戶位置數據庫。：歸屬地用戶位置數據庫。存儲該存儲該HLR管轄區(qū)的所有管轄區(qū)的所有移動用戶的有關數據。其中，靜態(tài)數據有移動用戶碼、訪移動用戶的有關數據。其中，靜態(tài)數據有移動用戶碼、訪問能力、用戶類別和補充業(yè)務等。此外，問能力、用戶類別和補充業(yè)務等。此外，HLR還暫存移動還暫存移動用戶漫游時的有關動態(tài)信息數據。用戶漫游時的有關動態(tài)信息數據。 VLR：外來用戶位置數據庫：外來用戶位置數據庫。是一個動態(tài)用戶的數據庫，。是一個動態(tài)用戶的數據庫，它存儲進入其控制區(qū)域內的漫游移動用戶

11、的有關數據。這它存儲進入其控制區(qū)域內的漫游移動用戶的有關數據。這些數據是從該些數據是從該MS的的HLR獲取并進行暫存的，一旦移動用戶獲取并進行暫存的，一旦移動用戶離開該離開該VLR的控制區(qū)域，則刪除該移動用戶的數據。的控制區(qū)域，則刪除該移動用戶的數據。 第4章 移動通信網絡技術10AUC：鑒權中心。完成對移動用戶的鑒權，存儲移動用戶的鑒權中心。完成對移動用戶的鑒權，存儲移動用戶的鑒權參數，并能根據鑒權參數，并能根據MSC/VLR的請求產生、傳送相應的鑒權的請求產生、傳送相應的鑒權參數。參數。 EIR：存儲移動臺設備參數的數據庫。存儲著移動設備的國存儲移動臺設備參數的數據庫。存儲著移動設備的國際

12、移動設備識別碼際移動設備識別碼(IMEI/電子串號電子串號)；分別列出了準許使用的、；分別列出了準許使用的、出現故障需監(jiān)視的、失竊不準使用的移動設備的出現故障需監(jiān)視的、失竊不準使用的移動設備的IMEI識別碼，識別碼，以確保網路內所使用的移動設備的唯一性和安全性。以確保網路內所使用的移動設備的唯一性和安全性。第4章 移動通信網絡技術114.1.3 移動通信的分類移動通信的分類移動通信的分類方法多種多樣，移動通信的分類方法多種多樣，按使用的對象可分為按使用的對象可分為民用通信和軍用通信民用通信和軍用通信；按使用環(huán)境可分為按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信、空中通信陸地通信、海上通信、空中通信；按多

13、址方式分為按多址方式分為頻分多址、時分多址、碼分多址、空分多址頻分多址、時分多址、碼分多址、空分多址等；等；按覆蓋范圍可分為按覆蓋范圍可分為廣域網、城域網和局域網廣域網、城域網和局域網等；等；按業(yè)務類型可分為按業(yè)務類型可分為電話網、數據網、多媒體網電話網、數據網、多媒體網；按工作方式可分為按工作方式可分為同頻單工、異頻單工、同頻雙工、異頻雙工和同頻單工、異頻單工、同頻雙工、異頻雙工和半雙工半雙工；按服務范圍可分為按服務范圍可分為專用網和公用網專用網和公用網；按信號形式可分為按信號形式可分為模擬網和數字網模擬網和數字網。第4章 移動通信網絡技術12 因頻率資源有限，為增加用戶容量，需采用小區(qū)制（

14、蜂因頻率資源有限，為增加用戶容量，需采用小區(qū)制（蜂窩網），可以實現頻率再利用（頻率復用）窩網），可以實現頻率再利用（頻率復用）考慮以下問題：考慮以下問題：1、頻率復用的原則（需滿足什么條件）、頻率復用的原則（需滿足什么條件）2、小區(qū)形狀、大小如何確定（基站覆蓋半徑）、小區(qū)形狀、大小如何確定（基站覆蓋半徑）3、哪些小區(qū)可以實現頻率復用、哪些小區(qū)可以實現頻率復用4、頻率復用對系統(tǒng)容量及性能的影響、頻率復用對系統(tǒng)容量及性能的影響4.2 頻率復用技術和系統(tǒng)容量頻率復用技術和系統(tǒng)容量第4章 移動通信網絡技術134.2.1 頻率復用技術頻率復用技術1. 區(qū)域劃分區(qū)域劃分 1) 小容量的大區(qū)制小容量的大區(qū)制

15、大區(qū)制：大區(qū)制：用一個基站覆蓋整個服務區(qū)。早期：采用大區(qū)制用一個基站覆蓋整個服務區(qū)。早期：采用大區(qū)制問題：問題：MS的發(fā)射功率有限，的發(fā)射功率有限， 有時無法達到基站的要求。有時無法達到基站的要求。解決方法：解決方法：設置若干設置若干分集接收點，分集接收點，利用利用分集接收來改善上行鏈路的分集接收來改善上行鏈路的通信條件通信條件圖圖4-1 大區(qū)制移動通信示意圖大區(qū)制移動通信示意圖第4章 移動通信網絡技術14大區(qū)制大區(qū)制特點：特點：基站只有一個天線，架設高，功率大，覆蓋基站只有一個天線，架設高，功率大，覆蓋半徑大半徑大 (2050km)，設備簡單，投資少，見效快。，設備簡單，投資少，見效快。缺點

16、：缺點：服務范圍仍然有限；每個頻道每一時刻只能服務范圍仍然有限；每個頻道每一時刻只能供一個區(qū)域的用戶使用，容納的用戶數有限。供一個區(qū)域的用戶使用，容納的用戶數有限。改進：改進：將整個服務區(qū)劃為許多小的區(qū)域將整個服務區(qū)劃為許多小的區(qū)域(小區(qū)小區(qū))第4章 移動通信網絡技術152) 大容量的小區(qū)制大容量的小區(qū)制小區(qū)制小區(qū)制就是把整個服務區(qū)域劃分為若干個小區(qū)，每個就是把整個服務區(qū)域劃分為若干個小區(qū)，每個小區(qū)設小區(qū)設置一個基站，負責本小區(qū)內移動通信的聯絡和控制；置一個基站，負責本小區(qū)內移動通信的聯絡和控制；同時還要在小區(qū)之間設置移動業(yè)務交換中心同時還要在小區(qū)之間設置移動業(yè)務交換中心MSC，做到統(tǒng)，做到統(tǒng)

17、一控制各小區(qū)之間用戶的通信接續(xù)，以及移動用戶與市一控制各小區(qū)之間用戶的通信接續(xù)，以及移動用戶與市話話用戶的聯系。用戶的聯系。 頻率復用：頻率復用：每個小區(qū)各設一個小功率基站，以滿足本每個小區(qū)各設一個小功率基站，以滿足本小區(qū)內通信的需要。同時小區(qū)內通信的需要。同時要適當控制小區(qū)基站的輻射功率，要適當控制小區(qū)基站的輻射功率，在在相隔一定距離之后，系統(tǒng)可以相隔一定距離之后，系統(tǒng)可以重復使用相同頻率的載波重復使用相同頻率的載波工作，且同頻干擾在可接受范圍之內，從而提高頻譜利用工作，且同頻干擾在可接受范圍之內，從而提高頻譜利用率。率。第4章 移動通信網絡技術16圖4-2 小區(qū)制移動通信示意圖 頻率復用需

18、頻率復用需滿足條件滿足條件： 1、在同一小區(qū)或相鄰小、在同一小區(qū)或相鄰小區(qū)的用戶不能使用相同區(qū)的用戶不能使用相同的載波頻率；的載波頻率； 2、非相鄰且距離較遠的、非相鄰且距離較遠的小區(qū)可使用相同的載波小區(qū)可使用相同的載波頻率。頻率。 特點：特點：小區(qū)數目越多小區(qū)數目越多(發(fā)發(fā)射機功率應減小射機功率應減小)，整個，整個系統(tǒng)的容量就越大。系統(tǒng)的容量就越大。第4章 移動通信網絡技術17(1)帶狀網。帶狀網。帶狀網主要用于覆蓋公路、鐵路、海岸等條帶形的業(yè)務區(qū)域。帶狀網主要用于覆蓋公路、鐵路、海岸等條帶形的業(yè)務區(qū)域?；咎炀€若用基站天線若用全向全向輻射，則覆蓋區(qū)形狀是輻射，則覆蓋區(qū)形狀是圓形圓形的。的。

19、帶狀網宜采用帶狀網宜采用有向天線有向天線，使每個小區(qū)，使每個小區(qū)呈扁圓形呈扁圓形。小區(qū)制移動通信系統(tǒng)的覆蓋有兩種：小區(qū)制移動通信系統(tǒng)的覆蓋有兩種： 帶狀服務覆蓋區(qū)和面狀服務覆蓋區(qū)帶狀服務覆蓋區(qū)和面狀服務覆蓋區(qū)。圖4-3 帶狀網示意圖第4章 移動通信網絡技術18(2) 蜂窩網蜂窩網在平面區(qū)域內劃分小區(qū)，通常組成蜂窩式的網絡。在平面區(qū)域內劃分小區(qū)，通常組成蜂窩式的網絡。小區(qū)形狀的確定：小區(qū)形狀的確定：全向全向天線輻射信號，覆蓋區(qū)域是圓形的天線輻射信號，覆蓋區(qū)域是圓形的要無空隙地要無空隙地覆蓋整個服務區(qū)，小區(qū)之間必然有重疊覆蓋整個服務區(qū)，小區(qū)之間必然有重疊去除重疊部分之后，實際的小區(qū)去除重疊部分之后

20、，實際的小區(qū)有效覆蓋區(qū)為多邊形有效覆蓋區(qū)為多邊形圖4-5 不同多邊形的小區(qū)形狀正三角形正方形正六邊形要無空隙、無重疊地覆蓋一個平面的區(qū)域，常取的形狀只有這三種要無空隙、無重疊地覆蓋一個平面的區(qū)域，常取的形狀只有這三種第4章 移動通信網絡技術19選擇形狀時考慮的問題：選擇形狀時考慮的問題：1、鄰接小區(qū)中心間距、鄰接小區(qū)中心間距d越大越好，間隔大則干擾??；越大越好，間隔大則干擾??；2、單位小區(qū)的有效面積越大越好，面積大則使一個區(qū)域基站數、單位小區(qū)的有效面積越大越好，面積大則使一個區(qū)域基站數少，所需頻率組數少；少，所需頻率組數少；3、重疊區(qū)域面積小為好，重疊的地方少，使得鄰頻干擾減??；、重疊區(qū)域面積

21、小為好，重疊的地方少，使得鄰頻干擾減??；4、重疊距離要小，使移動通信便于跟蹤交接。、重疊距離要小，使移動通信便于跟蹤交接。表 4-2 三種形狀的小區(qū)的特點最大最大最小最小基站輻射半徑基站輻射半徑r相同相同最合適最合適第4章 移動通信網絡技術20蜂窩小區(qū)的覆蓋半徑主要取決于蜂窩小區(qū)的覆蓋半徑主要取決于人口密度及分布、人人口密度及分布、人流活動路線和場所流活動路線和場所。 小區(qū)覆蓋半徑越小，小區(qū)數目越多，小區(qū)覆蓋半徑越小，小區(qū)數目越多， 容量越大，但基站數也在增多容量越大，但基站數也在增多農村地區(qū)：農村地區(qū)：蜂窩小區(qū)覆蓋半徑較大；蜂窩小區(qū)覆蓋半徑較大；城市中心地區(qū)：城市中心地區(qū)：蜂窩小區(qū)半徑很小。

22、蜂窩小區(qū)半徑很小。根據蜂窩小區(qū)覆蓋半徑的不同，蜂窩可分為三類：根據蜂窩小區(qū)覆蓋半徑的不同，蜂窩可分為三類：宏蜂窩、宏蜂窩、微蜂窩和微微蜂窩。微蜂窩和微微蜂窩。第4章 移動通信網絡技術21各類蜂窩小區(qū)的特點：各類蜂窩小區(qū)的特點： 宏蜂窩。早期蜂窩小區(qū)由宏蜂窩構成。宏蜂窩。早期蜂窩小區(qū)由宏蜂窩構成。小區(qū)覆蓋半徑：小區(qū)覆蓋半徑：220 km?；镜摹；镜陌l(fā)射功率：發(fā)射功率：l00 W左右。左右。天線天線架設位置比較高。架設位置比較高。在實際的宏蜂窩內通常存在著兩種特殊的微小區(qū)域：在實際的宏蜂窩內通常存在著兩種特殊的微小區(qū)域：一是一是“盲點盲點”區(qū)域區(qū)域 由于無線電波遇到障礙物而造成的由于無線電波遇

23、到障礙物而造成的陰影區(qū)域陰影區(qū)域，使得該區(qū)域的信號強度減弱，通信質量下降；，使得該區(qū)域的信號強度減弱，通信質量下降；二是二是“熱點熱點”區(qū)域區(qū)域 在商業(yè)中心或交通要道等業(yè)務繁忙在商業(yè)中心或交通要道等業(yè)務繁忙區(qū)域，空間業(yè)務負荷分布不均勻。區(qū)域，空間業(yè)務負荷分布不均勻。 為了解決為了解決“盲點盲點”區(qū)域和區(qū)域和“熱點熱點”區(qū)域問題，于是產生區(qū)域問題，于是產生了微蜂窩小區(qū)技術。了微蜂窩小區(qū)技術。第4章 移動通信網絡技術22 微蜂窩。微蜂窩。覆蓋半徑：覆蓋半徑：0.42 km?；尽；景l(fā)射功率：發(fā)射功率：40 W以下。以下。基站基站天線天線相對較低，高于地面相對較低，高于地面510 m；作用：作用：

24、1、消除宏蜂窩中的、消除宏蜂窩中的“盲點盲點”區(qū)域，擴大無線電覆蓋。區(qū)域，擴大無線電覆蓋。2、微蜂窩基站發(fā)射功率較低，允許較小的頻率復用距離，、微蜂窩基站發(fā)射功率較低，允許較小的頻率復用距離，從而大大增加業(yè)務量和信道數量。所以，微蜂窩可以解決從而大大增加業(yè)務量和信道數量。所以，微蜂窩可以解決 “熱點熱點”區(qū)域負荷大的問題。區(qū)域負荷大的問題。特點：隨用戶數量的增長，很容易擴容和增大服務區(qū)。特點：隨用戶數量的增長，很容易擴容和增大服務區(qū)。第4章 移動通信網絡技術23 微微蜂窩。微微蜂窩。微微蜂窩實質上就是微蜂窩的一種，只是覆蓋半徑更小。微微蜂窩實質上就是微蜂窩的一種，只是覆蓋半徑更小。覆蓋半徑：覆

25、蓋半徑：小于小于400 m。基站?；景l(fā)射功率發(fā)射功率：幾十毫瓦左右。：幾十毫瓦左右。天線天線一般安裝于建筑物內業(yè)務集中的地點。一般安裝于建筑物內業(yè)務集中的地點。 微微蜂窩是作為網絡覆蓋中的一種補充形式而存在的，微微蜂窩是作為網絡覆蓋中的一種補充形式而存在的，主要用來解決商業(yè)中心、會議中心等市內主要用來解決商業(yè)中心、會議中心等市內“熱點熱點”區(qū)域的區(qū)域的通信問題。通信問題。表4-3 蜂窩小區(qū)的分類第4章 移動通信網絡技術242. 區(qū)群及頻率復用區(qū)群及頻率復用1) 區(qū)群區(qū)群區(qū)群區(qū)群：由使用不同頻率組的一組小區(qū)組成。在區(qū)群之：由使用不同頻率組的一組小區(qū)組成。在區(qū)群之間可進行頻率復用。間可進行頻率復

26、用。為了保證同信道小區(qū)之間有足夠遠的距離，以確保為了保證同信道小區(qū)之間有足夠遠的距離，以確保同同頻干擾頻干擾滿足系統(tǒng)設計要求，相鄰近的若干小區(qū)都不能使用滿足系統(tǒng)設計要求，相鄰近的若干小區(qū)都不能使用相同的頻道。相同的頻道。 這些不同頻道的小區(qū)就組成了一個區(qū)群，只有不同區(qū)這些不同頻道的小區(qū)就組成了一個區(qū)群，只有不同區(qū)群的小區(qū)才能進行頻率復用群的小區(qū)才能進行頻率復用。第4章 移動通信網絡技術25區(qū)群的組成應滿足兩個條件：區(qū)群的組成應滿足兩個條件：一、區(qū)群之間要鄰接，且無縫隙、無重疊地進行覆蓋；一、區(qū)群之間要鄰接，且無縫隙、無重疊地進行覆蓋；二、鄰接之后的區(qū)群應保證二、鄰接之后的區(qū)群應保證各個相鄰同信

27、道小區(qū)之間的距各個相鄰同信道小區(qū)之間的距離相等離相等。要滿足以上兩個條件，區(qū)群內的小區(qū)數要滿足以上兩個條件，區(qū)群內的小區(qū)數N應滿足：應滿足： N=i2+ij+j2 (4-2-1)式中，式中，i、j為正整數為正整數(尋找相距最近的同頻小區(qū)經過的小區(qū)尋找相距最近的同頻小區(qū)經過的小區(qū)數數)。由此可算出。由此可算出N的可能取值有的可能取值有1、3、4、7、9 。第4章 移動通信網絡技術26圖4-6 區(qū)群形狀舉例示意圖相應的區(qū)群形狀舉例如圖相應的區(qū)群形狀舉例如圖4-6所示。所示。第4章 移動通信網絡技術27圖4-3 帶狀網示意圖帶狀網覆蓋的小區(qū)帶狀網覆蓋的小區(qū) 若相鄰兩個小區(qū)組成一個區(qū)群，則稱為若相鄰兩

28、個小區(qū)組成一個區(qū)群，則稱為雙頻制雙頻制。 若以使用不同信道的三個小區(qū)組成一個區(qū)群，則稱為若以使用不同信道的三個小區(qū)組成一個區(qū)群，則稱為三頻制三頻制。 雙頻制頻率利用率最高雙頻制頻率利用率最高 雙頻制的同頻干擾最嚴重雙頻制的同頻干擾最嚴重(無線小區(qū)距離最近無線小區(qū)距離最近)第4章 移動通信網絡技術282) 同頻小區(qū)及頻率復用同頻小區(qū)及頻率復用同頻小區(qū)：同頻小區(qū)：兩個兩個小區(qū)之間離小區(qū)之間離得足夠遠并且信號不相互影得足夠遠并且信號不相互影響，可以使用相同的信道進響，可以使用相同的信道進行通信。行通信。 圖圖4-7中，由中，由7個小區(qū)構成一個小區(qū)構成一個區(qū)群，再由若干區(qū)群覆蓋個區(qū)群，再由若干區(qū)群覆蓋

29、一個服務區(qū)。一個服務區(qū)。圖4-7第4章 移動通信網絡技術291j確定最近的確定最近的同頻小區(qū)同頻小區(qū)的的步驟步驟：12i1) 從當前小區(qū)開始，沿任意一條從當前小區(qū)開始，沿任意一條邊的垂直方向數邊的垂直方向數 i 個小區(qū)；個小區(qū)；2) 順（逆）時針方向旋轉順（逆）時針方向旋轉60。，再數再數 j 個小區(qū)。則該小區(qū)為當個小區(qū)。則該小區(qū)為當前小區(qū)的一個相鄰同頻道小區(qū)。前小區(qū)的一個相鄰同頻道小區(qū)。j第4章 移動通信網絡技術30dd123231d14323124ddd12345677231654 N=3 N=4 N=7 i=1, j=1 i=0, j=2 i=1, j=2 N=i2+ij+j2 第4章

30、移動通信網絡技術31 由由7個小區(qū)構成的區(qū)群，每個個小區(qū)構成的區(qū)群，每個小區(qū)有小區(qū)有6個相鄰同頻道小區(qū)。個相鄰同頻道小區(qū)。 每個小區(qū)都有可用信道總數的每個小區(qū)都有可用信道總數的1 /7 ，故頻率復用因子為，故頻率復用因子為1 /7 。i=1，j=2,N=7第4章 移動通信網絡技術32補充：補充：相鄰同頻小區(qū)相鄰同頻小區(qū)距離的計算距離的計算 1 1）相鄰小區(qū)之間的中心距離：）相鄰小區(qū)之間的中心距離：2202(/2)3dRRR2 2）相鄰同頻道小區(qū)的距離：）相鄰同頻道小區(qū)的距離：2200022013()()223Didjdjdiijj dNRN為區(qū)群內小區(qū)數目，為區(qū)群內小區(qū)數目，R為小區(qū)輻射半徑為

31、小區(qū)輻射半徑 D60第4章 移動通信網絡技術33區(qū)群大小的選擇區(qū)群大小的選擇設系統(tǒng)共有設系統(tǒng)共有S個可用的雙向信道，服務區(qū)域可劃分為個可用的雙向信道，服務區(qū)域可劃分為M個區(qū)群，個區(qū)群，區(qū)群由區(qū)群由N個小區(qū)組成，小區(qū)半徑個小區(qū)組成，小區(qū)半徑固定為固定為r。每小區(qū)信道數每小區(qū)信道數 k SN系統(tǒng)總的信道數系統(tǒng)總的信道數 C = SM = kNM同頻道小區(qū)距離同頻道小區(qū)距離系統(tǒng)容量系統(tǒng)容量 k N 。同頻干擾同頻干擾 D N 。同頻干擾和系統(tǒng)容量之間進行折中處理。同頻干擾和系統(tǒng)容量之間進行折中處理。rND3相互矛盾相互矛盾 第4章 移動通信網絡技術34例1：某蜂窩系統(tǒng)的總帶寬為30MHz，采用兩個2

32、5kHz的信道組成全雙工語音和控制信道，系統(tǒng)采用9小區(qū)復用方式，并將總帶寬中的1MHz分給控制信道。計算總的可用信道數；確定控制信道數；1.確定每個小區(qū)中的語音信道數；例2：一個蜂窩系統(tǒng)中有1001個用于處理通信業(yè)務的可用信道，設小區(qū)的面積為6km2，整個系統(tǒng)的面積為2100km2。 N=7，計算系統(tǒng)容量；1. N=4，覆蓋整個區(qū)域，需要將該區(qū)群覆蓋多少次？計算系統(tǒng)容量；第4章 移動通信網絡技術35例1：某蜂窩系統(tǒng)的總帶寬為30MHz，采用兩個25kHz的信道組成全雙工語音和控制信道，系統(tǒng)采用9小區(qū)復用方式，并將總帶寬中的1MHz分給控制信道。計算總的可用信道數；確定控制信道數；1.確定每個小

33、區(qū)中的語音信道數；解：30000160025 2、可用信道總數100022025 2、控制信道數600203649、每個小區(qū)中的話音信道數第4章 移動通信網絡技術36例2：一個蜂窩系統(tǒng)中有1001個用于處理通信業(yè)務的可用信道，設小區(qū)的面積為6km2，整個系統(tǒng)的面積為2100km2。 N=7，計算系統(tǒng)容量；1. N=4，覆蓋整個區(qū)域，需要將該區(qū)群覆蓋多少次？計算系統(tǒng)容量；解：解：1001K 26Skm小區(qū)22100Skm系統(tǒng)21001=506750100150050SMSCMK系統(tǒng)區(qū)群、N=7時，區(qū)群個數系統(tǒng)容量21002=876487100187087SMSCMK系統(tǒng)區(qū)群、N=4時，區(qū)群個數系

34、統(tǒng)容量 減小區(qū)群大小減小區(qū)群大小N 能增大系統(tǒng)容量能增大系統(tǒng)容量第4章 移動通信網絡技術373. 信道分配信道分配信道分配：信道分配：指將給定頻率分配給一個區(qū)群中的不同小區(qū)。指將給定頻率分配給一個區(qū)群中的不同小區(qū)。信道的合理分配信道的合理分配不僅可以降低干擾不僅可以降低干擾(如鄰道干擾、互調干擾如鄰道干擾、互調干擾)外，還可以提高系統(tǒng)的容量。外，還可以提高系統(tǒng)的容量。信道分配主要有三種方式：信道分配主要有三種方式： 固定信道分配方式，即為各小區(qū)分配一組固定信道分配方式，即為各小區(qū)分配一組預先確定的信預先確定的信道道，小區(qū)中任何呼叫請求只能占用特定的空閑信道；，小區(qū)中任何呼叫請求只能占用特定的空

35、閑信道； 動態(tài)信道分配方式，即隨業(yè)務量的變化動態(tài)信道分配方式，即隨業(yè)務量的變化動態(tài)配置各小區(qū)動態(tài)配置各小區(qū)的全部的全部信道信道； 固定、動態(tài)結合信道分配方式。固定、動態(tài)結合信道分配方式。第4章 移動通信網絡技術381) 固定信道分配方式固定信道分配方式基本原則：基本原則：將所有信道分成將所有信道分成n組，每個小區(qū)固定使用其組，每個小區(qū)固定使用其中的一組，并且要求每組中的信道不會形成明顯的干擾。中的一組，并且要求每組中的信道不會形成明顯的干擾。 主要包括主要包括分區(qū)分組配置法和等頻距配置法分區(qū)分組配置法和等頻距配置法兩種。兩種。(1) 分區(qū)分組配置法。分區(qū)分組配置法。 分配原則如下：分配原則如下

36、： 盡量減小占用的總頻段，以提高頻段的利用率。盡量減小占用的總頻段，以提高頻段的利用率。 同一區(qū)群內不能使用相同的信道，以避免同頻干擾。同一區(qū)群內不能使用相同的信道，以避免同頻干擾。 小區(qū)內小區(qū)內采用無三階互調的相容采用無三階互調的相容信道組，以避免互調信道組，以避免互調 干擾。干擾。 第4章 移動通信網絡技術39設給定的頻段以等間隔劃分為信道，按順序分別標明設給定的頻段以等間隔劃分為信道，按順序分別標明各信道的號碼為：各信道的號碼為：1，2，3，。若每個區(qū)群有。若每個區(qū)群有7個小區(qū)，個小區(qū)，每個小區(qū)需每個小區(qū)需6個信道，則按上述原則進行分配，可得到：個信道，則按上述原則進行分配，可得到：第一

37、組：第一組： 1，5，14，20，34，36第二組：第二組： 2，9，13，18，21，31第三組：第三組： 3，8，19，25，33，40第四組：第四組： 4，12，16，22，37，39第五組：第五組： 6，10，27，30，32，41第六組：第六組： 7，11，24，26，29，35第七組：第七組： 15，17，23，28，38，42 第4章 移動通信網絡技術40該法的特點是：避免了三階互調；但未考慮同一信道該法的特點是：避免了三階互調；但未考慮同一信道組中的頻率間隔，可能會出現較大的鄰道干擾；隨著所需組中的頻率間隔，可能會出現較大的鄰道干擾；隨著所需信道數的增加，頻譜利用率隨之降低。信

38、道數的增加，頻譜利用率隨之降低。在此簡單介紹一下互調干擾。在此簡單介紹一下互調干擾。 由于帶外由于帶外n個信號的混頻個信號的混頻(多諧波或是組合頻率多諧波或是組合頻率)而產生而產生一個出現在帶內的頻率分量，此分量與接收機中心頻率相一個出現在帶內的頻率分量，此分量與接收機中心頻率相近時會被接收機接收，形成對有用信號的干擾，這種干擾近時會被接收機接收，形成對有用信號的干擾，這種干擾稱為稱為互調干擾互調干擾。當帶外混頻數為。當帶外混頻數為3時，稱為時，稱為三階互調干擾三階互調干擾?；フ{干擾最大來自于三階互調?；フ{干擾最大來自于三階互調。第4章 移動通信網絡技術41無三階互調頻道組要求滿足的條件：任意

39、兩個頻道序無三階互調頻道組要求滿足的條件：任意兩個頻道序號之差全部不一樣。號之差全部不一樣。采用差值陣列法：將選取的編號進行相減運算，所得到的采用差值陣列法：將選取的編號進行相減運算，所得到的差值形成一個陣列。差值形成一個陣列。 無相同數值，則為無相同數值，則為無三階互調信道組無三階互調信道組第4章 移動通信網絡技術42(2) 等頻距配置法。等頻距配置法?；驹瓌t：基本原則：按等頻率間隔對信道進行配置，只要頻距按等頻率間隔對信道進行配置，只要頻距N選得足夠大，就可以有效地避免鄰道干擾。選得足夠大，就可以有效地避免鄰道干擾。例如，例如， 等頻距配置時，可根據區(qū)群內的小區(qū)數等頻距配置時，可根據區(qū)群內的小區(qū)數N來確定同一信來確定同一信道組內各信道之間的頻率間隔，如第一組用道組內各信道之間的頻率間隔，如第一組用(1，1N，12N，13N，)，第二組用，第二組用(2，2N，22N，23N，)等。等。 若若N=7，則信道配置為，則信道配置為第4章 移動通信網絡技術43第一組：第一組： 1，8，15，22，29，第二組：第二組：2，9，16，23，30，第三組：第三