第5章 无线资源管理

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(3)除了同频、邻频干扰外,当与载波偏离400kHz的频率电平远高于载波电平时,也会产生干扰,但 此种情况出现极少,干扰程度不太严重。例如GSM规范中载波偏离400kHz时的干扰保护比C/I>-41dB;工程 中一般加3dB的余量,即要求大于-38dB。在实际应用中国,采用空间分集接收技术可会改善系统的C/I性能。
1755~1785MHz(30M)/1850~1880MHz(30M)
中国联通 FDD LTE
1955~1980MHz(25M)/2145~2170MHz(25M)
3G系统
中国电信 CDMA2000 中国移动 TD-SCDMA
1920 ~1935 MHz(15M)/2110~2125 MHz(15M) 1880~1900 MHz(20M)/2010~2025 MHz(15M)
5.1.2频谱管理
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一、管理机构
1、国际上,由国际电信联盟ITU召开无线电行政大会,制定无线电规则。无线电规则主要包括各种无线电通 信系统的定义,国际频率分配表和使用频率的原则,频率的指配与登记,抗干扰措施,移动业务的工作条 件及无线电业务的种类等,并由ITU下属的频率登记委员会登记、公布、协调各会员国使用的频率;提出合 理使用频率的意见,执行行政大会规定的频率分配和频率使用的原则等。
5.1.3同频复用
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三、注意事项 采用3×3频率复用方式,一般不需要改变现有网络结构,但容量增加有限,同时需要采用跳频技术降 低干扰。采用2×6频率复用方式,虽然可较大地提升系统容量(约是4×3复用的1.6倍),但需要对天线系 统及频率规划作较大的调整,要求系统具备自动功率控制、不连续发射、跳频(一般为基带跳频)等功能, 另外,对天线系统要求较高,需配置高性能的窄带天线。 采用1×3频率复用方式必须注意3点: 一、必须采用射频跳频、自动功率控制、不连续发射、天线分集等技术有效降低干扰。 二、要保证一定的跳频频点数。 三、频率加载率必须控制在50%以下,同时需加强网络优化,才能获得比较好的效果
2635~2655 MHz(20M)
中国移动 TDD LTE
4G系统 中国联通 TDD LTE
1880 ~1900 MHz(20M) 2300~2320 MHz(20M)
2320~2370 MHz(50M) 2555~2575 MHz(20M)
2575~2635 MHz(65M)
中国电信 FDD LTE
5.2.1功率控制的原因
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功率控制是蜂窝移动通信系统提高通信质量、增大系统容量的关键技术。移动通信系统都是自干扰系统, 它的通信质量和容量主要受限于收到干扰功率的大小。若基站接收到移动台的信号功率太低,则误比特率太大 而无法保证高质量通信;反之,若基站接收到某一移动台功率太高,虽然保证了该移动台与基站间的通信质量 ,却对其他移动台增加了干扰,导致整个系统的通信质量恶化、容量减小。只有当每个移动台的发射功率控制 到基站所需信噪比的最小值时,通信系统的容量才达到最大值。
(1)同频干扰保护比(C/I),是指在同频复用时,服务小区载频功率与另外的同频小区对服务小区产 生的干扰功率的比值。例如,GSM规范中一般要求C/I>9dB;工程中一般都会加3dB的余量,即要求大于12dB。
(2)邻道干扰保护比(C/A),是指在同频复用时,服务小区载频功率与相邻频率对服务小区产生的干 扰功率的比值。例如,GSM规范中一般要求C/A>-9dB;工程中一般加3dB的余量,即要求大于-6dB。
业务种类,电台使用日期等。 (5)频率使用的授权; (6)建立频率使用登记表; (7)无线电监测业务; (8)控制人为噪声等。
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2、频谱的分配应遵循 (1)频道间隔要求; (2)公共边界的频率协调原则: (3)多频道共用、频率复用原则; (4)共同遵守一些主要规则,包括双工间 隔、频率分配、辐射功率、有效天线高度 等方面的要求。
【例5-1】设每天每户平均呼叫10次,每次呼叫占时100s,呼损率为10%,繁忙小时集中率为10%,求: (1)给定20个信道,能容纳多少个用户? (2)若区域内有500个用户,需要分配多少个信道?
5.2 功率控制
5.2.1功率控制的原因
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一.定义: 功率控制,顾名思义就是对功率进行控制 二、远近效应 在移动通信系统中某个用户信号的功率较强,对该用户的信号被正确接收是有利的,但却会增加对共享频 带内其他用户的干扰,甚至淹没有用信号,结果使其他用户通信质量劣化,导致系统容量下降。特别对于处于 不同位置的用户来说,容易产生“远近效应”,所以必须根据通信距离的不同,实时地调整发射机所需的功率, 通信中的“远近效应”,其可解释为如果小区中的所有用户均以相同功率发射,则靠近基站的移动台到达基站 的信号强;远离基站的移动台到达基站的信号弱,导致强信号掩盖弱信号。这就是移动通信中的“远近效应” 问题。在移动通信系统中,为了解决远近效应问题,同时避免对其他用户过大的干扰,必须采用严格的功率控 制。
5.1.3同频复用
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一、定义: 同频复用即频率复用,是指小区内基站的工作频率,由于电波传播损耗产生的隔离度,可以在相隔一定距
离后的另一小区重复使用,提高频率利用率,相当于频率再生。 二、理论依据:
在蜂窝结构的移动网中,无线区群是以N个正六边形小区组成,且N=a2+ab+b2(a、b均为正整数或0,但不 能同时为0,或一个为0一个为1),各区群可以按一定的规律使用相同的频率组。比较典型的频率复用方式 除4×3外,还有3×3、2×6、1×3方式等,如图5-2所示,还可采用分层复用方式。
中国联通GSM1800频道 687~736
1745~1755 MHz(10M)/1840~1850 MHz(10M)
中国电信 CDMA
825~835 MHz(10M)/870~880 MHz(10M)
5.1.2频谱管理
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四、载波干扰保护比
1、定义:载波干扰保护比又简称为载干比,是指希望接收到的信号电平与非希望电平的比值。 2、种类:
中国联通 WCDMA
1940~1955 MHz(15M)/2130~2145 MHz(15M)
GSM900频道 1~124
890~915 MHz(25M)/935~960 MHz(25M)
GSM1800或DCS1800频道 512~885
1710~1785 MHz(75M)/1805~1880 MHz(75M)
5.1.4多信道共用
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(2)呼损率
当多信道共用时,通常总是用户数大于信道数,当多个用户同时要求服务而信道数不够时,只能让一
部分用户先通话,另一部分用户等信道空闲时再通话。后一部分用户因无空闲信道而不能通话,即为呼叫
失败,简称呼损。在一个通信系统中,造成呼叫失败的概率称为呼叫损失概率,简称呼损率B。
5.2.2功率控制的方式
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Hale Waihona Puke Baidu
依据功率控制的对象和方向,可以将功率控制分为以下两大类: (1)反向功控,控制的对象是移动台,用来控制每一个移动台的发射功率,使所有移动台在基站端接收 的信号功率或SIR基本相等,达到克服远近效应的目的。 (2)前向功控,控制的对象是基站,即控制基站的发射功率,在满足所有移动台能够有足够的功率正确 接收信号的前提下,基站的发射功率应尽可能地小,以减少对相邻小区间的干扰,克服拐角效应。前向链路公 共信道的传输功率主要是由网络决定的。
思考:多少用户共用多少信道最佳?
5.1.4多信道共用
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二、话务理论 (1)呼叫话务量A0 呼叫话务量是指单位时间(1小时)内呼叫次数与每次呼叫的平均占用信道时间之积。即 A0=C0×t0 式中,C0是平均每小时的平均呼叫次数;t0是每次呼叫占用信道的时间(包括接续时间和通话时间); 当t0以小时为单位时,则A的单位是爱尔兰(Erlang),以纪念话务理论的创始人A.K爱尔兰(Erl有时译作 “厄朗”或“厄兰”)。 由话务量计算公式可知,一个小时之内连续占用此信道,则其呼叫话务量为1Erl,这是一个信道具有的 最大的话务量。例如,某信道每小时于发生30次呼叫,平均每次呼叫占时2分钟,则该信道的呼叫话务量为 A0=30×2/60=1Erl。若全网有80个信道,每小时共有1000次呼叫,每次呼叫平均占时3分钟,则全网话务量为 A0=1000×3/60=50Erl。
2、中国,频谱管理由国家无线电监测中心、国家无线电频谱管理中心负责,他们主要按当地当时的业务需 要进行频率分配,并制定相应的技术标准和操作规范,技术标准应包括设备和系统的性能标准,抑制有害 干扰的标准等。
5.1.2频谱管理
二、管理职责
1、频谱管理工作主要包括 (1)审核频率使用的合法性; (2)检查有害干扰; (3)检查设备与系统的技术条件; (4)考核操作人员的技术条件,登记
个用户的呼叫互不影响。
②每次呼叫在时间上都有相同的概率。
假定移动电话系统的信道数为n,则呼损率可按下式计算:
B
A n /n!
n
Ai/i!
i0
5.1.4多信道共用
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(3)繁忙小时集中率K 根据人们的生活及作息规律,发生通话的时间也呈一定的分布特点,有的时候繁忙,有的时候呼叫人 数较少。因此对一套特定的通信系统来说,可以区分出“忙时”和“非忙时”。例如,在我国早晨8~9点 属于电话的忙时,夜间0点到次日5点属于非忙时,在规划通信系统的用户数和信道数时,应采用“忙时平 均话务量”最为一个地区话务量的参考标准。因为只要在“忙时”信道数够用,“非忙时”肯定不成问题。 忙时话务量与全日(24小时)话务量的比值称为繁忙小时集中率K,
2G系统
中国移动GSM900频道 1~94 中国移动GSM1800频道 512~559
890~909 MHz(19M)/935~954 MHz(19M) 1710~1720 MHz(10M)/1805~1815 MHz(10M)
中国联通GSM900频道 96~124
909~915 MHz(6M)/954~960 MHz(6M)
第5章 无线资源管理
02
目录
ONTENTS


5.1 频率资源
5.1.1 频率资源的特性
物理特性
有用性
传播特点与业务应用
04 经济特性
稀缺
公共性
外部性 选择与机会成本
无线电频谱是稀缺自然资源,可通过技术、资金、人力的开发应用创造经济价值,是信息时代的核心资源
频率是一种稀缺的、有限的、具有重要战略意义、可创造巨大经济、社会价值的自然资源。其在经济、 社会、国防等方面的都具有广泛的应用,作为一种无形的自然资源,与地球上有一定容量的水资源、一定面 积的土地资源、一定储量的矿产资源一样,无线电频谱也不是取之不尽,用之不竭的,而是有限的自然资源。
5.1.4多信道共用
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一、定义 在实际生产当中,由于移动通信频率资源十分紧缺,不可能为每个移动合预留—个信道(不可能每个同 学分配一个厕所),只能为每个基站配量好一组信道池,供该基站所有移动台共用,即多信道共用是指在 网内的大量用户共同享有若干无线信道
占用信道方式 独立信道方式 多信道方式
多信道共用:多个用户共同享用 多个信道
5.1.2频谱管理
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三、我国移动通信频谱的使用
表中所示部分频段 已分配但未使用, 如1725~1745MHz、 1820~1840MHz给 FDD但未分配给运营 商使用;部分频段 2G、3G共用,如 825~840MHz、 870~885MHz由IS95CDMA和 CDMA2000共用。
中国电信 TDD LTE 2370~2390 MHz(20M)
5.1.4多信道共用
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3.每频道容纳的用户数的估算 显然,一定呼损率条件下特定信道所能容纳的用户数与系统所能负载的话务量成正比,而与每个用户 的话务量成反比,即每个信道所能容纳的用户数m可表示为
m A/n A/n A用户 CTK/3600
式中A/n示在一定呼损率条件下每个信道的平均话务量,A可由爱尔兰呼损表查得。
呼损率B的物理意义是损失话务量与呼叫话务量之比的百分数,也可用呼叫次数表示。
B=(AL/A)×100%=(CL/C)×100% 式中CL为呼叫失败的次数,C为总呼叫次数。 在工程上,对呼损率的计算是基于以下两个条件::
①每次呼叫相互独立,互不相关,也就是说,一个用户要求通话的概率与正在通话的用户数无关,每
忙时话务量 K= 全日话务量
5.1.4多信道共用
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(4)每个用户忙时话务量A用户 设某用户一天平均呼叫次数为C,每次呼叫平均占用信道时间为T(单位为s),忙时集中率为K,则每个 用户忙时话务量为
CTK A用户= 3600
A用户是一个统计平均值,单位为Erl/用户。 根据统计数据表明,对专用移动通信系统,用户忙时的话务量可按0.06Er/用户来计算;对于公用移动 通信系统,用户忙时的话务量可按0.01Er/用户来计算。
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