频率复用距离

• 通常在被干扰小区周围，干扰小区是多层，一般第一层起主要 作用。
• 现仅考虑第一层干扰小区，且假定所有干扰基站与预设被干扰
基站的间距相等,即 D ，D则l 载干比可简化为:
•
n
C D Rn 3N
• 式中
I
L
L
•
D R为 同3N频复用比例（也称同频干扰因子），一般用Q表示
即
Q D 3N R
• 多信道共用
• 由若干无线信道组成的移动通信系统， 为大量的用户共同使用并且仍能满足服务质 量的信道利用技术
• 越区切换
• 当正在通话的移动台进入相邻无线小区 时，业务信道自动切换到相邻小区基站，从 而不中断通信过程
5.2 频率复用和蜂窝小区
• 用来解决频率资源有限和用户容量问题 • 区域覆盖方式
载波干扰比与小区簇的关系
• 式 C D Rn表 明3N了n载干比和小区簇的关系
IL
L
• 一般模拟移动通信系统要求 C I 18，dB
• 假设n取值为4，根据上式可得出，簇N
• 最小为6.49，故一般取簇N的最小值为7
3R 2
× × 1I
6
4
2
5D J
• 其中，R是小区的半径。这样，
7
3
×
×
1
来自百度文库
7
×
I 3iR J 3 jR
6
4
1
×
5
6
• 代入（＊）式得 D 3N R
• 其中 N i 2 ij j 2
×
×
×
×
图5－3 N=7 频率复用设计示例
• N又称为频率复用因子 • N越大，则D越大，这样同频干扰越小， • 但是频率利用率越低； • N越小，则D越大，这样频率利用率越高， • 但是同频干扰越大。 • 可见频率利用率与同频干扰是一对矛盾
推导载波干扰比与小区簇的关系
• 假定小区的大小相同，移动台的接收功率
门限按小区的大小调节。若设L为同频干扰
小区数，则移动台的接收载波干扰比可表示
为 •
CC

I
L
Il
l 1
• 式中，C为最小载波强度；Il 为第l个同频干
扰小区所在基站引起的干扰功率
• 移动无线信道的传播特性表明:
• 小区中移动台接收到的最小载波强度C与小区半
– 小容量的大区制
• 一个基站覆盖整个服务区，发射功率要大 • 利用分集接收等技术来保证上行链路的通信质量 • 只能适用于小容量的通信网
– 大容量的小区制 • 频率复用
• 将覆盖区域划分为若干小区 ，每个小区设立一个基站 服务于本小区，但各小区可重复使用频率
• 带来同频干扰的问题
• 切换和位置管理
5.2.1 大容量的小区制
• 频率复用和覆盖方式
– 带状服务覆盖区 – 面状服务覆盖区
•簇 • 小区的覆盖形状 • 同频干扰
• 同频相邻小区的找法
带状服务覆盖区
• 双频组频率配置
f1 f2 f1 f2 f1 f2 f1
• 三频组频率配置
f1 f2 f3 f1 f2 f3 f1
面状服务覆盖区簇
共同使用全部可用频率的N个小区叫做一簇 同一个小区簇内，要使用不同的频率 不同的小区簇间使用对应的相同频率
• 基站发射机位置 –中心激励小区：安置在小区的中心 –顶点激励小区：安置在六边形顶点之中的三个上
• 实际形状 • 由于地形地貌、传播环境、衰落形式的多样性，
小区的实际无线覆盖是一个不规则的形状
同频干扰
• 小区簇的意义 • 频率复用距离与小区簇的关系 • 载波干扰比与小区簇的关系
小区簇的意义
• 一个共有S个双向信道的蜂窝系统，如果每簇含N 个小区，每个小区分配K个信道（k<S）
径的Rn 成正比
• 设 D是l 第l个干扰源与移动台的间距，则移动台接 收到的来自第l个干扰小区的载波功率与 (D 成l正)n 比。n为衰落指数，一般取4
• 如果每个基站的发射功率相等，整个覆盖区域内
的路径衰落指数相同，则移动台的载干比可近似
表示为
C
I
Rn
L
( Dl ) n
l 1
推导载波干扰比与小区簇的关系


多址接入
4d
20 log
频率复用和蜂窝小区
4D
20 log
切换和位置更新

, ht地 面网 络
服务区内各基站的2 相互0 连接 log


20 log
基站与固定网络
5.1.2 蜂窝式组网理论
• 无线蜂窝式小区覆盖 • 将一个移动通信服务区划分成许多以正六边形为基本几何
• 在小区中心作两条与小区的边界垂直的直线，其夹角为120º。
此两条直线
• 分别连接到最近的两个同频点小区中心，其长度分别为I和J， 于是
• （＊）D2 I 2 J 2 2IJ cos120 I 2 IJ J 2
• •
令： I=2iH，J=2jH
式中H为小区中心到边的距离 H
5.1 移动通信网的基本概念
• 实现系统在其覆盖区内良好的语音和数据 • 通信，这样的通信网就是移动通信网
• 学习的内容包括：
1. 移动通信网络结构 2. 蜂窝式组网理论 3. 移动通信网的基本组成
蜂窝移动通信系统图示 各子系统功能
5.1.1 移动通信网络结构

d A , h 空中t 网络

2 13 24 2 1 313 42 4 13
4
12 12 34 5 34 56712 6 7 1 2 34 5 12 3 4 5 67 345671 2 67 12 3 45
3 4 5 67
67
q=D/R=4.6
N=7
图5－2 蜂窝系统的频率复用和小区面状覆盖图示
小区的覆盖形状
• 采用六边形的原因 –用最小的小区数就能覆盖整个地理区域 –最接近于全向的基站天线和自由空间传播的全向 辐射模式
图形的覆盖区域
• 小功率发射
• 一个较低功率的发射机服务一个蜂窝小区，在较小的区域 内设置相当数量的用户
• 频率复用 • 蜂窝系统的基站工作频率，由于传播损耗提供足够的隔离
度，在相隔一定距离的另一个基站可以重复使用同一组工作 频率
–优点：缓解了频率资源紧缺，增加了系统容量 –缺点：同频干扰
5.1.2 蜂窝式组网理论
• 那么 • 如果簇在系统中共同复制了M次，则信道的总数C
可作为容量的一个度量
C MKN MS
• N叫做簇的大小，典型值为4、7或12。 • N的值表现了移动台或基站在保证通信质量的同时，
可以承受的干扰（主要是同频干扰）
频率复用距离与小区簇的关系
• 频率复用距离（即同频距离）D是指最近的两个频点小区中 心之间的距离