蜂窝移动通信系统解析

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2.2.3 频率复用和小区制移动通信系统 • 共同使用全部可用频率的N个小区叫做一簇
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（cluster，也叫区群）。 N叫做簇（或区群）
的大小，如果区群在系统中共同复制了M次，
则信道的总数C可以作为容量的一个度量
C = MKN = MS （2-2）
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2.2.3 频率复用和小区制移动通信系统 • 用正六边形表示的一个小区，可使相邻小区无
小区的中心（中心激励小区），或者安置在六边形的顶
点之中的三个上（顶点激励小区）。
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2.2.3 频率复用和小区制移动通信系统
N=4包含2个完整的含有相同数字1 到4的小区，一般称为簇或区群。在 一个簇里要使用不同频率，在不同 簇中要使用对应的相同频率。小区 的频率复用指名了在哪使用了不同 的频率信道
服务覆盖区。
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2.2.3 频率复用和小区制移动通信系统 带状覆盖区(铁路或江河沿线)
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图2-1 双频组和三频组频率配置
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2.2.3 频率复用和小区制移动通信系统 面状覆盖区
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• 无线移动通信系统广泛使用六边形研究系统覆盖和业务
需求。
• 实际上，由于无线系统覆盖区的地形地貌不同，无线电 波传播环境不同，产生的电波的长期衰落和短期衰落不 同，因而一个小区的实际无线覆盖是一个不规则的形状。 • 当用六边形来模拟覆盖范围时，基站发射机或者安置在
• 在蜂窝系统中，存在两种主要的干扰，即同
频干扰和邻频干扰。
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2.4 干扰和信道容量
• 2.4.1 同频干扰和系统容量
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• 2.4.2 相邻信道的干扰
• 2.4.3 蜂窝小区容量的改善
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2.4.1 同频干扰和系统容量 • 频率复用意味着在一个给定的覆盖区域内，存在
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N的值表现了移动台或基站可以承受的干扰，同时保
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持令人满意的通信质量
移动台或基站可以承受的干扰主要体现在由于频率 复用所带来的同频干扰 同频距离的选定决定着同频干扰的大小，因为干扰 随着距离的增大会减小
同频复用距离D指最近的两个同频点小区中心之间的
距离
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2.2.3 频率复用和小区制移动通信系统
2.3 信道切换策略
将正在处于通话状态的移动台转移到新的业务信道上
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（新的小区）的过程称为“切换”（handover）
??? 为什么要切换
(1) 信号强度或质量下降引起切换
(2) 容量问题引起切换
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2.4 干扰和信道容量
• 干扰是蜂窝无线系统性能的主要限制因素。
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市、工矿区以及专业部门，是发展专用移动通信网可选
用的制式。
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2.2.3 频率复用和小区制移动通信系统
• 为整个系统中的所有基站选择和分配信道组的
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设计过程叫做频率复用或频率规划。
• 小区制大容量
• 小区制移动通信系统的频率复用和覆盖有两种
方式，一种是带状服务覆盖区；另一种是面状
移动通信 原理
第二章 蜂窝移动通信系统
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2.1 移动通信网的基本概念 2.2 蜂窝小区的概念和区域覆盖 2.3 信道切换策略 2.4 干扰和信道容量 2.5 电信业务流量与服务等级
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2.1 移动通信网的基本概念
• 2.1.1 移动通信网概念
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• 2.1.2 移动通信网组成
• 2.2.2 大区制小容量
• 2.2.3 频率复用和小区制移动通信系统
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2.2.1 蜂窝小区的概念 • 蜂窝的概念是一个系统级的概念，其思想是用许
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多小功率的发射机来代替单个的大功率发射机，
每一个小的覆盖区只提供服务范围内的一小部分
覆盖。
• 移动通信网的区域覆盖方式分为两类：
Байду номын сангаас
D=(3N)1/2R
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N= i2 + ij + j2 N也称为频率复用因子
N越大，D就大，频率
利用率就降低，反之， N小，D小，频率利用 率高，但同频干扰加大
图2-3 在蜂窝小区中定位同频小区的方法
1、沿着任何一条六边形链移动i个小区；2、逆时针旋转60 度，再一定j个小区，如上图，i=3，j=2，N=19 17
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2.1.1 移动通信网概念
• 移动通信在追求最大容量的同时，还要追
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求最大的覆盖，未来的目标是全球无缝覆
盖(seamless coverage)
–即无论用户移动到什么地方，移动通信系统都 应该覆盖到 –要实现系统在其覆盖区内良好的通信，就必须 有一个通信网支持，这个网络就是移动通信网
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2.1.2 移动通信网组成
（1）空中网络部分
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–多址接入方式
–频率复用和蜂窝小区 –切换和位置更新
（2）地面网络部分
–服务区内各个基站的相互连接 –基站与固定网络（PSTN、ISDN、数据网等）
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2.2 蜂窝小区的概念和区域覆盖
• 2.2.1 蜂窝小区的概念
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空隙，每一个区群的小区数量N满足下式：
N = i2 + ij + j2 （2-3）
N 3 4 7 9 12 13 16 19 21 25 27 j 1 0 1 0 2 i 1 2 2 3 2 1 3 0 4 2 3 1 4 0 5 3 3
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2.2.3 频率复用和小区制移动通信系统
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图2-2 蜂窝系统的频率复用
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2.2.3 频率复用和小区制移动通信系统 • 考虑一个共有S个可用的双向信道的蜂窝系统，
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如果每个蜂窝小区都分配K（K< S）个信道，
并且S个信道在N个小区中分为各不相同的、各 自独立的信道组，而且每个信道组有相同的信 道数目，那么可用无线信道的总数为 S = KN （2-1）
着许多使用同一组频率的小区，这些小区叫做同
–一类是小容量的大区制； –另一类是大容量的小区制。
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2.2.2 大区制小容量
• 大区制是指一个基站覆盖整个服务区。
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• 为了增大通信用户量，大区制通信网只有增多基站的信
道数（装备量也随之加大），但这总是有限的。 • 因此，大区制只能适用于小容量的通信网，例如用户数 在1 000以下。 • 这种制式的控制方式简单，设备成本低，适用于中小城