第2章移动通信概论2详解

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（2）面状服务区 小区的形状 可以实现一个平面的覆盖。按交叠区的中心线所围成的 面积形状看，区域的形状可分为正三角形、正方形和正六角 形三种，分别称它们为正三角形区域、正四边形区域和正六 边形区域。可以证明，要用正多边形无空隙、无重叠地覆盖
一个平面区域，可取的形状只有这三种，如图2-24所示
Leabharlann Baidu
。
图2-24 小区的形状
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（1）带状服务区
对于公路、铁路、海岸等的覆盖可采用带状服务区又称带 状网，如图2-23所示。基站天线若用全向辐射，覆盖区形状是 圆形的。带状网宜采用有向天线，使每个小区是扁圆形。带状 网进行频率复用可采用双频制，也可用多频制。
第1章 移动通信概述 蜂窝系统工作原理
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直放站（Repeater）的设置
直放站也叫中继站，属于同频放大设备，它在无线电传输 过程中起到信号增强的作用，如图2-27所示。直放站在下行链 路中，由施主天线从宿主基站提取信号，通过带通滤波器对带 通外的信号进行极好的隔离，将滤波信号经功放放大以后，再 次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中，覆盖区域内的移动 台的信号以同样的工作方式由上行放大链处理后发射到相应基 站，从而达到基站与移动台间的信号传递。引入直放站有许多 好处，如填补移动通信盲区以实现连续覆盖、室内室外分开覆 盖以有利于网络优化、吸收室内话务量等等，但直放站的使用 也会带来新问题，如时延、多径、电路噪声、直放站的自激等 等。
第1章 移动通信概述
第二章 移动通信的基本概念
无线电波的传播特性 移动信道的特征 *陆地移动信道的场强估算与损耗 蜂窝系统工作原理 移动通信系统的基本网络结构 无线环境下的噪声与干扰
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什么是蜂窝 频率复用 多址方式
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图2-27 直放站原理图
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分裂小区 在整个服务区中每个区的大小可以是相同的，但这只能 适应用户密度均匀的情况。事实上服务区内的用户密度是 不均匀的，例如城市中心商业区的用户密度最高，居民区 的用户密度也高，而市郊区的用户密度较低。因此，在用 户密度高的市中心区可使小区的面积小一些，在用户密度 低的市郊区可使小区的面积大一些，如下图2-28所示。
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由正三角形，正四边形、正六边形覆盖一个平面时，各区域 之同的中心距离、半个区域面积、交叠部分面积以及交叠区宽度 如下表2-4所示。 表2-4 三种形状小区的比较
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区群的组成 单位无线区群的构成应满足以下两个条件：一是单位无 线区群之间彼此邻接；二是相邻单位无线区群的同频小区中 心间隔距离是一样的。满足以上两个条件的关系式如下：
图2-28 小区的分裂
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蜂窝的种类
宏蜂窝小区
(Macro-cell)
微蜂窝小区
1~35km 10W以上
(Micro-cell) 1Km内 1~2W
其它蜂窝小区
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小区按照半径大小一般分为卫星小区、宏小区、微小 区、微微小区等几类，具体见下表2-5。
表2-5 小区的分类
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2 、 频率复用
（1）频率复用概述
蜂窝系统的基本出发点是频率复用，也称为频分复用（FDM， Frequency Division Multiplexing），就是将用于传输信道的总带宽划分成 若干个子频带（或称子信道）以进行信号的传输。频分复用要求总频率 宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号 互不干扰，应在各子信道之间设立保护隔离带。频分复用技术的特点是 所有子信道传输的信号以并行的方式工作。 通常，不同区群的两个小区只要相互之间的空间距离大于某一数值， 就可使用相同的频道，而不会产生显著的同道干扰，这是利用了电波的 传播损耗以实现频率再用。频率复用的优势是可以极大地提高频谱效率， 但劣势是如果系统设计得不好将产生严重的干扰，这种干扰称为同信道 干扰。
N a ab b
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式中N为构成单位无线区群的正六边形的数目，简称区 群数。a和b不能同时为零。按照以上条件，可确定N有如下数
值，相应的区群形状如图2-25所示。
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图2-25 区群的组成
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中心激励和顶点激励 根据基站的位置不同，可有两种激励方式：如图2-26所示， 一种是基站位于正六边形的中心，称为中心激励方式；另一种 是基站位于每个正六边形的三个相隔的顶点上，称为“顶点激 励”方式。对于前者，基站使用全向天线形成圆形覆盖区；对 于后者，每个基站使用三个120º扇形覆盖的定向天线实现共同 覆盖。从经济效益上看，前者投资较少，可是同信道重用比不 能选得很小，否则同道干扰严重；后者虽然好像每个小区的基 站投资由上表可见，在服务区面积一定的情况下，正六边形相 邻区域的中心间隔最大，即覆盖面积一定时，需要最少的小区 个数，也就是需要较少的发射站。因此，正六角形小区覆盖相 对于四边形和三角形费用少。正六边形构成的网络形同蜂窝， 所以把小区制移动通信网称为蜂窝网。需要注意的是，交叠区 宽度和区域的切换方式与控制方式有关。
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1、 什么是蜂窝
什么是蜂窝呢？移动通信系统是采用一个叫基站的设备来 提供无线覆盖服务的，基站的覆盖范围有大有小，我们把基站 的覆盖范围称之为蜂窝。 早期的移动通信系统是在其覆盖区域中心设置大功率的发射 机，采用高架天线把信号发射到整个覆盖地区（半径可达几十 公里）。 为了在服务区实现无缝覆盖并提高系统的容量，可采用多 个基站来覆盖给定的服务区，每个基站的覆盖区称为一个小区。 根据服务区域类型的不同，可划分为带状服务区和面状服务区。
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图2-26 两种激励方式示意图
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盲点与热点 在实际的宏蜂窝内，通常存在着两种特殊的微小区域——“ 盲点”与“热点”。盲点是指由于网络漏覆盖或电波在传播过 程中遇到障碍物而造成阴影区域等原因，使得该区域的信号强 度极弱，通信质量严重低略；热点是指由于客观存在商业中心 或交通要道等业务繁忙区域，造成空间业务负荷的不均匀分布。 对于以上两“点”问题，往往通过设置直放站、分裂小区等方 法加以解决。