5 蜂窝组网技术96页PPT
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第五章 蜂窝组网技术
2r
3r
2.6r 2
2r 2
移动通信系统 广泛使用六边 形进行理论分 析和设计
实际形状
10
交叠区面积
r 1.2 r 2
0.59r 0.73 r 2
0.27r 0.35 r 2
基站对小区的激励方式
中心激励
基站位于小区中心， 由全向天线实现圆形 覆盖区，有时会有辐 射阴影。
在顶点上设置基站， 并采用三个互成 120°的定向天线， 以避免辐射阴影
C C A B C A B C A B
A B
一个簇对应一定的覆盖 区域，若达到单位面积 M=3, N=3, K=S/N 的覆盖需复制M 个簇， C=MS 则信道总数C为： C M KN M S 若N越小，则单位面积所需复制的区群越多，系统容 量越大，频率利用率越高。 14
举例
[例5.1]系统总的可用信道数S = 280，相同区域内， 用N = 7的区群（7小区复用）需要复制4次，而用 N = 4的区群（4小区复用）需要复制7次，求两种 情况下的信道总数和每个小区的可用信道数。 解：N = 7时
同频复用距离与小区半径之比
Q D R 3N
C I
3N L
n
C Qn I L
L:典型值为6（全向小区）
29
定向小区的同频干扰
C I
I
D
N
利用定向天线 可以降低同频 干扰，增大C/I 值，改善通信 质量。
D D D D D A D D C D D E G F D D B
L＝2或3
I:相邻i个小区的中心距离 I 2iH 3iR J 3 jR
D I 2 J 2 2 IJ cos1200 I 2 J 2 IJ
移动通信_第五章_蜂窝组网技术
41 *
某蜂窝系统采用BPSK调制，假设接收信号为瑞利衰落，用户 要求的误码率为10-3，若系统的主要干扰和噪声只考虑同频干 扰，求能满足此要求的最小复用因子N？
假设干扰能近似为高斯分布 中心极限定理 假设路径损耗因子为4 已知误码率Pb与SIR的关系为Pb＝0.015/SIR(dB)
同时N应满足区群构成条件，即N可为4, 7, 9……，所以区群大小N至少为4时，才能满 足系统的载干比要求
29 *
例：蜂窝小区N=7的模式，设n=4，问其载干比? 解
1 C/I 6
3N
4
73.5 18.7 dB
如果，N=4时，
C ( 3 N )4 24 13.8( dB) I 6
i j
1 1
0 2 4
1 2 7
0 3
2 2
1 3
0 4
2 3
1 4
0 5
3 3
2 4
N 3
9 12 13 16 19 21 25 27 28
17 *
5.2 频率复用和蜂窝小区
簇间同频小区位置
的确定
沿着任意一条六 边形边的垂线方 向移动i个小区 ，并逆时针方向 旋转60°，再移 动j个小区。
A
n
Dk I P T 3)无效信号： d k 1 0
n
BS BS
D6 R
4)全向小区系统C/I ：
D2
MS D
D1
BS
R C P T d I 0
n
k 1
m
Dk P T d 0
m
n
BS
R n
n D K 1 k 1
某蜂窝系统采用BPSK调制，假设接收信号为瑞利衰落，用户 要求的误码率为10-3，若系统的主要干扰和噪声只考虑同频干 扰，求能满足此要求的最小复用因子N？
假设干扰能近似为高斯分布 中心极限定理 假设路径损耗因子为4 已知误码率Pb与SIR的关系为Pb＝0.015/SIR(dB)
同时N应满足区群构成条件，即N可为4, 7, 9……，所以区群大小N至少为4时，才能满 足系统的载干比要求
29 *
例：蜂窝小区N=7的模式，设n=4，问其载干比? 解
1 C/I 6
3N
4
73.5 18.7 dB
如果，N=4时，
C ( 3 N )4 24 13.8( dB) I 6
i j
1 1
0 2 4
1 2 7
0 3
2 2
1 3
0 4
2 3
1 4
0 5
3 3
2 4
N 3
9 12 13 16 19 21 25 27 28
17 *
5.2 频率复用和蜂窝小区
簇间同频小区位置
的确定
沿着任意一条六 边形边的垂线方 向移动i个小区 ，并逆时针方向 旋转60°，再移 动j个小区。
A
n
Dk I P T 3)无效信号： d k 1 0
n
BS BS
D6 R
4)全向小区系统C/I ：
D2
MS D
D1
BS
R C P T d I 0
n
k 1
m
Dk P T d 0
m
n
BS
R n
n D K 1 k 1
第五章 蜂窝组网技术(课堂PPT)
• 移动台（MS）也是一个子系统。通常，移动台实际上是由移动终 端设备和用户数据两部分组成的，移动终端设备称为移动设备，用 户数据存放在一个与移动设备可分离的数据模块中，此数据模块称 为用户识别卡（SIM）。
Page 13
课程内容
第一节 移动通信系统基本概念 第二节 频率复用和蜂窝小区 第三节 切换和位置管理 第四节 多址接入技术 第五节 蜂窝移动通信系统的容量分析 第六节 话务量和和损率简介
• 一般来说，移动通信网的区域覆盖方式可分为两类：一类是小容量 的大区制；另一类是大容量的小区制。
Page 16
第二节 频率复用和蜂窝小区 • 介绍 • 大区制移动通信系统 • 频率复用和小区制移动通信
系统
Page 覆盖整个服务区。为了增大单基站的服务区域， 天线架设要高，发射功率要大，但是这只能保证移动台可以接收到 基站的信号。反过来，当移动台发射时，由于受到移动台发射功率 的限制，因而无法保障通信。为解诀这个问题，可以在服务区内设 若干分集接收点与基站相连，利用分集接收来保证上行链路的通信 质量；也可以在基站采用全向辐射天线和定向接收天线，从而改善 上行链路的通信条件。
– 采用频率复用大大地缓解了频率资源紧缺的矛盾，增加了用户数目或 系统容量。频率复用能够从有限的原始频率分配中产生几乎无限的可 用频率，这是使系统容量趋于无限的极好方法。频率复用所带来的问 题是同频干扰，同频干扰的影响并不是与蜂窝之间的绝对距离有关， 而是与蜂窝间距离与小区半径比值有关。
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第五章 蜂窝组网技术
Page 1
学习目标
• 学习完本课程，您应该能够：
掌握蜂窝移动通信系统的概念和构成 掌握频率复用和蜂窝小区组网原理 了解切换和位置更新的概念 熟悉移动通信中的多址接入方式 了解小区容量分析、话务量及呼损的概念
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课程内容
第一节 移动通信系统基本概念 第二节 频率复用和蜂窝小区 第三节 切换和位置管理 第四节 多址接入技术 第五节 蜂窝移动通信系统的容量分析 第六节 话务量和和损率简介
• 一般来说，移动通信网的区域覆盖方式可分为两类：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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第二节 频率复用和蜂窝小区 • 介绍 • 大区制移动通信系统 • 频率复用和小区制移动通信
系统
Page 覆盖整个服务区。为了增大单基站的服务区域， 天线架设要高，发射功率要大，但是这只能保证移动台可以接收到 基站的信号。反过来，当移动台发射时，由于受到移动台发射功率 的限制，因而无法保障通信。为解诀这个问题，可以在服务区内设 若干分集接收点与基站相连，利用分集接收来保证上行链路的通信 质量；也可以在基站采用全向辐射天线和定向接收天线，从而改善 上行链路的通信条件。
– 采用频率复用大大地缓解了频率资源紧缺的矛盾，增加了用户数目或 系统容量。频率复用能够从有限的原始频率分配中产生几乎无限的可 用频率，这是使系统容量趋于无限的极好方法。频率复用所带来的问 题是同频干扰，同频干扰的影响并不是与蜂窝之间的绝对距离有关， 而是与蜂窝间距离与小区半径比值有关。
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第五章 蜂窝组网技术
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学习目标
• 学习完本课程，您应该能够：
掌握蜂窝移动通信系统的概念和构成 掌握频率复用和蜂窝小区组网原理 了解切换和位置更新的概念 熟悉移动通信中的多址接入方式 了解小区容量分析、话务量及呼损的概念
《蜂窝移动通信技术》课件
频率管理
合理分配和调度频率资源 ，提高频谱利用率。
接入控制
决定新用户是否可以接入 网络，防止网络拥塞。
移动性管理技术
STEP 01
位置管理
STEP 02
切换控制
跟踪移动终端的位置，更 新其位置信息。
STEP 03
接入认证与鉴权
验证用户的身份和权限， 确保网络安全。
当移动终端跨越不同小区 时，确保通信不中断。
体播放等。
Part
03
蜂窝移动通信的关键技术
多址接入技术
频分多址（FDMA）
将频带分成多个子频带，每个用 户在特定子频带上进行通信。
空分多址（SDMA）
通过空间分隔来区分不同用户， 利用天线阵列实现。
时分多址（TDMA）
将时间轴划分成多个时隙，不同 的用户在不同的时隙上传输。
码分多址（CDMA）
3
核心网的主要功能包括用户鉴权、漫游控制、业 务控制和网络管理等。
终端设备
终端设备是蜂窝移动通信系统的 最终用户设备，负责提供语音、 数据和多媒体业务的使用界面。
终端设备包括手机、平板电脑、 笔记本电脑等，具有无线通信模 块和用户界面，能够接收和发送
无线信号。
终端设备的主要功能包括语音通 话、数据传输、短信收发和多媒
高服务质量需求问题
总结词
随着移动通信业务的不断丰富和用户需 求的不断提高，蜂窝移动通信网络需要 提供更高的服务质量以满足用户需求。
VS
详细描述
蜂窝移动通信网络需要提供高速、可靠和 实时的通信服务，以满足用户的需求。为 了提供更高的服务质量，需要采取一系列 的服务质量保障措施，如流量控制、拥塞 控制和动态调度等。同时，还需要不断优 化网络架构和协议，以提高网络性能和稳 定性。
第五章 蜂窝组网技术
1、小容量的大区制
大区制中，所有频道的频率都不重复，每个移动台使用的频率 都不相同，否则就会产生严重的干扰，因此频率资源的利用率 和用户容量会受到限制。 大区制只能适用于小容量的通信网，如用户数在1000以下， 这种制式的控制方式简单，设备成本低，投资少，信号传输损 耗大，通信距离有限，网络结构简单，适用于中小城市、工矿 区以及专业部门。
2、大容量的小区制
现在也出现了微蜂窝结构，微蜂窝（ microcell ）是在宏蜂窝的 基础上发展起来的一门技术。与宏蜂窝相比，它的发射功率较小， 一般在2W左右；覆盖半径大约为100m～1km。基站天线臵于相对低 的地方，如屋顶下方，高于地面5m～10m。
微蜂窝最初被用来加大无线覆盖，消除宏蜂窝中的“盲点”。同 时由于低发射功率的微蜂窝基站允许较小的频率复用距离，每个 单元区域的信道数量较多，因此业务密度得到了巨大的增长，将 它安臵在宏蜂窝的“热点”上，可满足该微小区域质量与容量两 方面的要求。
4、同频干扰的计算
设频率复用距离D是指最近的两个频点小区中心之间的距离，在一个 小区中心或相邻小区中心作两条与小区的边界垂直的直线，其夹角为 120度，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，于是同频距离为：
D2 I 2 J 2 2IJ cos1200 I 2 IJ J 2 （5.3）
面状服务覆盖区的代表就是蜂窝小区，采用正六边形作为每个辐射区的 有效覆盖区，则用最小的小区数就能覆盖整个地理区域，同时六边形最 接近于全向的基站天线和自由空间传播的全向辐射模式，我们管形同蜂 窝的网络叫蜂窝网。 蜂窝小区中将使用不同且完整频率的小区称为簇或区群，在一个小区簇 内，要使用不同的频率，而在不同的小区簇间使用对应的相同频率。共 同使用全部可用频率的N个小区叫做一簇，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者基站可以承受的干扰，同时保持令人 满意的通信质量。
第二章蜂窝组网技术
第二节信道切换策略
➢信道切换概念 ➢引起切换通常的原因 ➢移动台辅助切换 ➢实际系统切换的一些考虑
信道切换策略
信道切换概念 当移动用户处于通话状态时，如果用户从一个小区移动
到另一个小区，为保证通话的连续，系统要对该移动台 的连接控制也从一个小区转移到另一小区。将处于正在 通话的移动台转移到新的业务信道（新小区）的过程称 为切换。 信道切换目的
r
3 3r 2 4
r
1.3r2
2r
3r
大：BS间干扰小
2r 2
3 3r 2 2 大：所需小区数少
2 2r
2 3r
小：便于跟踪交换
2r2 2.6r2 小：同频干扰小
最少频率
6
4
3
少：频率利用率高
正个六数边形小区形状最佳，相互邻接构成蜂窝状网络结构
蜂窝概念
通过上表可见，采用正六边形无线小区邻接构成整个面状 服务区为最好。
由于用户以非常慢的速度离开基站，平均信号能量衰减 不快；即使当用户远离了小区的预定范围，基站接收的 信号仍然可能高于切换门限，因此不做切换，这就会产 生潜在的干扰和话务量管理问题，因为用户那时已深入 到了相邻小区中。
为解决小区拖尾问题，需仔细地调整切换门限和无线覆 盖参数。
内容
第一节 蜂窝小区的概念和特点 第二节 信道切换策略 第三节 信道(频率)配置 第四节 电信业务流量与服务等级 第五节蜂窝移动通信系统的容量分析 第六节 干扰和系统容量
N↑ , h t D ↑
20 lo
同频干扰小 20 lo
频率利用率高
N↓ , h t D ↓
20 lo
同频干扰大 20 lo
实际的蜂窝系统中，需要对通信质量和系统容量这 两个目标进行协调和折衷。
第五章 蜂窝组网技术
干扰方式
起
因
解决方法
选用无互调的 频率集 加大频道间的 隔离度
互调干扰
系统内非线性器件产生的各种组合 频率成份落入本频道接收机通带内 相邻波道信号中存在的寄生辐射落 入本频道接收机带内
邻道干扰
同频干扰
相邻区群中同信道小区的信号造成的干扰 适当选择频道 干扰因子Q
Mobile Communication Theory
Mobile Communication Theory
5
5.1.2 蜂窝式组网理论
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
Mobile Communication Theory
移动通信技术
第五章 蜂窝组网技术
目录
5.1
5.2
移动通信网的基本概念 频率复用和蜂窝技术 多址接入技术 码分多址关键技术 蜂窝移动通信系统的容量分析 切换、位置更新 无线资源管理技术 移动通信网络结构
2
5.3
5.4 5.5
5.6
5.7 5.8
Mobile Communication Theory
5.1 移动通信网的基本概念
Mobile Communication Theory
22
FDMA频谱分割原理
设置频道间隔，以免因系统的频率漂移造成频道间 重叠 前向信道与反向信道之间设有保护频带 用户频道之间，设有保护频隙
图5－6 FDMA系统频谱分割示意图
Mobile Communication Theory
23
FDMA的主要干扰
《蜂窝组网技术》课件
物联网应用
工业自动化
蜂窝组网技术能够满足物联网应用的需求 ，支持海量设备接入和数据传输。
蜂窝组网技术能够为工业自动化提供可靠 的无线通信解决方案，支持远程控制、数 据采集和监控等应用。
PART 02
蜂窝组网技术的基本原理
REPORTING
无线通信原理
01
02
03
无线通信基础
无线通信利用电磁波传输 信号，包括无线电波、微 波、红外线等。
5G技术持续演进
要点二
6G及未来通信技术的探索
随着5G技术的不断成熟，未来将会有更多的新特性和功能 被引入，以满足不断增长的数据需求和多样化的业务场景 。
目前全球已经开始对6G及未来更先进的通信技术进行探索 和研究，这些技术将进一步提升网络性能、降低延迟、提 高可靠性，并支持更多物联网设备连接。
新型网络架构与技术的研究与应用
蜂窝组网的关键技术
REPORTING
多址接入技术
多址接入技术是蜂窝组网中的重要组成部分，用于实现多个用户在相同频段上的 复用通信。
多址接入技术允许多个用户在相同的时间和频率资源上同时进行通信，常见的多 址接入方式包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA ）。
信道编码与调制技术
蜂窝组网技术进一步发展，支 持更高速度和更丰富多媒体业 务。
5G时代
蜂窝组网技术继续演进，支持 超高速率和低功耗通信。
蜂窝组网技术的应用场景
移动语音通信
移动互联网业务
蜂窝组网技术是移动语音通信的核心支撑 ，实现了大范围覆盖和连续通信。
蜂窝组网技术为移动互联网业务提供了高 速数据传输和低延迟通信，支持视频通话 、在线游戏、流媒体等业务。
5G网络通信介绍PPT模板(完整版本)
5G网络试商用-云南
2019年1月23日，从中国移动云南公司(下称“云南移动”)获悉，当日，云南移动率先在丽江大研古城开通了全省首个5G试验基站，标志着云 南地区开启5G时代。 据云南移动相关负责人介绍，5G(5th-Generation)是第五代移动通信技术的简称，是4G之后的新一代技术创新，具有高速率、低时延、广连 接的特点。 在传输速度方面，理论上5G峰值速率可达10Gbps，将会是4G的100倍以上，4G时代下载一部高清电影需要数分钟，5G速率环境下仅需几秒； 在超低时延方面，5G能为客户提供身临其境的风景观赏、全息直播、全息摄影等AR/VR全新应用体验。
电池寿命
电池寿命
有很多应用程序会不断地发送些短小的信息，请求信息虽然 短小，但是它们会随着时间的推移不断地蚕食手机的电池电 量。在贝尔实验室的团队有一项任务就是找出处理这些请求 信息的更好的办法。如果能够处理好这些信息，那么我们就
能极大地提升平板电脑的电池寿命。
下一代无线网络还将会带来智能手机和移动设ห้องสมุดไป่ตู้电池寿命 的大幅下降。因为有很多较小的任务需要应用程序不停歇 地运行。电子邮件应用程序会反反复复向服务器发送请求
5G网络通信介绍 PPT模板
汇报人：XXX 时间： 2019年X月
5G是什么？
5G网络是第五代移动通信网络，其峰值 理论传输速度可达每秒数1Gb，比4G网 络的传输速度快数百倍。举例来说，一部 1G的电影可在8秒之内下载完成。 随着5G技术的诞生，用智能终端分享3D 电影、游戏以及超高画质（UHD）节目的 时代正向我们走来。
5G网络试商用
5G网络试商用-海南
海南省政府办公厅公布《海南省信息基础设施水平巩固提升三年专项行动方案(2018-2020年)》 ，方案透露，海南 2018-2020年计划投资120亿元以上，总体上建成高质量高水平的通信网络。超前规划5G网络部署建设，推动琼海 在国内先行推进5G网络试点建设，并争取海口成为建设试点城市。 2018年海南开展博鳌5G网络试点建设工作并争取海口5G试点建设 ，在博鳌年会核心区域建设5G试点基站，实现 VR/AR、远程医疗、外场支援、物联网、智慧城市、智能家居、智能物流等连接量较大的应用在5G网络上承载， 优先在博鳌地区推广5G商用。同时，海口5G规模组网开始试点，在重点园区、城区建设5G实验网。 到2019年，海南将开始在各市县开展5G网络试商用，优先布局主城区和重点园区、高校等人流量较大的区域 。 2020年，海南将全面开展5G商用网络建设，实现全省各城区及重要景区、交通枢纽、会展及重要园区等重点区域 5G网络覆盖，智慧城市、智慧小区、产业互联网、智能网联汽车逐步发展。
2019年1月23日，从中国移动云南公司(下称“云南移动”)获悉，当日，云南移动率先在丽江大研古城开通了全省首个5G试验基站，标志着云 南地区开启5G时代。 据云南移动相关负责人介绍，5G(5th-Generation)是第五代移动通信技术的简称，是4G之后的新一代技术创新，具有高速率、低时延、广连 接的特点。 在传输速度方面，理论上5G峰值速率可达10Gbps，将会是4G的100倍以上，4G时代下载一部高清电影需要数分钟，5G速率环境下仅需几秒； 在超低时延方面，5G能为客户提供身临其境的风景观赏、全息直播、全息摄影等AR/VR全新应用体验。
电池寿命
电池寿命
有很多应用程序会不断地发送些短小的信息，请求信息虽然 短小，但是它们会随着时间的推移不断地蚕食手机的电池电 量。在贝尔实验室的团队有一项任务就是找出处理这些请求 信息的更好的办法。如果能够处理好这些信息，那么我们就
能极大地提升平板电脑的电池寿命。
下一代无线网络还将会带来智能手机和移动设ห้องสมุดไป่ตู้电池寿命 的大幅下降。因为有很多较小的任务需要应用程序不停歇 地运行。电子邮件应用程序会反反复复向服务器发送请求
5G网络通信介绍 PPT模板
汇报人：XXX 时间： 2019年X月
5G是什么？
5G网络是第五代移动通信网络，其峰值 理论传输速度可达每秒数1Gb，比4G网 络的传输速度快数百倍。举例来说，一部 1G的电影可在8秒之内下载完成。 随着5G技术的诞生，用智能终端分享3D 电影、游戏以及超高画质（UHD）节目的 时代正向我们走来。
5G网络试商用
5G网络试商用-海南
海南省政府办公厅公布《海南省信息基础设施水平巩固提升三年专项行动方案(2018-2020年)》 ，方案透露，海南 2018-2020年计划投资120亿元以上，总体上建成高质量高水平的通信网络。超前规划5G网络部署建设，推动琼海 在国内先行推进5G网络试点建设，并争取海口成为建设试点城市。 2018年海南开展博鳌5G网络试点建设工作并争取海口5G试点建设 ，在博鳌年会核心区域建设5G试点基站，实现 VR/AR、远程医疗、外场支援、物联网、智慧城市、智能家居、智能物流等连接量较大的应用在5G网络上承载， 优先在博鳌地区推广5G商用。同时，海口5G规模组网开始试点，在重点园区、城区建设5G实验网。 到2019年，海南将开始在各市县开展5G网络试商用，优先布局主城区和重点园区、高校等人流量较大的区域 。 2020年，海南将全面开展5G商用网络建设，实现全省各城区及重要景区、交通枢纽、会展及重要园区等重点区域 5G网络覆盖，智慧城市、智慧小区、产业互联网、智能网联汽车逐步发展。
5G-无线通信网络蜂窝结构体系和关键技术
要求。发展这些技术的目的是使容量急剧增加，在5G网络中
有效利用所有可能的资源。基于著名的香农理论，系统总容
量的Csum近似表达式为：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱsum
Bilog21 pi
HetNets Channes
Np
式中，Bi是第i个信道的带宽，Pi是第i个信道的信号功率 和Np表示的是噪声功率。公式明确系统总容量的Csum等于所 有子信道的和异构网络容量的总和。
二． 一个潜在的5G无线蜂窝结构
一 种 5G 异 构 无 线 蜂 窝 结 构
二． 一个潜在的5G无线蜂窝结构
室外场景
室外场景将借助于分布式天线系统（DAS）和大规模MIMO 技术。 室外基站将配备有大型天线阵列的天线元件（或大阵列天 线）分布在小区周围，通过光纤连接到BS。分布式天线阵列 是由部署数十或数百个天线单元构成的。 室外移动用户通常配备的天线元件的数量有限，但它们可 以相互合作，形成一个虚拟的大型天线阵列，与BS的天线阵 列构建虚拟大规模MIMO链路。 大型天线阵列也将安装所有建筑物的外面与室外BSS或 BSS分布式天线单元通信，可能与线性的视线（LOS）组件 通信。
二． 一个潜在的5G无线蜂窝结构
一 种 5G 异 构 无 线 蜂 窝 结 构
二． 一个潜在的5G无线蜂窝结构
值得一提的是，毫米波（3～300GHz）和VLC （400～ 490THz）技术使用较高频率，不采用传统的蜂窝通信。这些 高频波无法很好穿透固体材料，可以很容易地被气体、雨和 树叶吸收或散射。因此，很难用这些波在室外或长距离上应 用。然而，可利用的大带宽，毫米波和VLC技术可以大大提 高室内环境下的数据传输速率。
室内用户只需和室内无线接入点通信。许多适于短距离 高数据速率通信的技术可以利用，包括WiFi、飞蜂窝 femtocell、超宽带（UWB）、毫米波通信（3～300GHz） 和可见光通信（VLC）（400～490THz）。
5G网络介绍 ppt课件
spectrum．Thereby the fifth generation mobile communication network ( 5G) comes into being．
5
根据行业和学术界的不同研究计划，下一代5G系统的8个主要要求：
1)实际网络中1-10GBps的数据速率：这几乎是传统LTE网络的理论峰值数据速率150 Mbps的10倍。
体通信结合的新一代移动通
信系统，目前3G存在3种标 准：CDMA2000、WCDMA、 TD-SCDMA。在3G的众多标 准之中，CDMA这个字眼曝 光率最高，CDMA（码分多 址)是第三代移动通信系统
的技术基础。
4G包括TD-LTE和FDD-LTE两 种制式，是集3G与WLAN于 一体，并能够快速传输数据、
从1G跨入2G的分水岭则是从 模拟调制进入到数字调制， 相比于第1代移动通信，第二 代移动通信具备高度的保密 性，系统的容量也在增加， 同时能够提高多种业务服务。 从这一代开始手机也可以上 网了。
3G服务能够同时传送声音 及数据信息，速率一般在几
百kbps以上。3G是指将无 线通信与国际互联网等多媒
11
此外，室内和室外交通的分离减轻了与无线电资源分 配和发射功率消耗相关的开销。开销通过灵活的聚类， 有效的用户选择和自适应反馈压缩进一步显着降低。 有趣的是，小型蜂窝结构已经在密集的城市地区部署。 例如，在日本城市，BS间距离只有200米。因此，在 小型小区环境中应用LOS传播有望成为毫米波通信的 前景。确保LTE需要大规模的天线部署，没有任何预 定的模式。网络特定的随机部署预计将因情况而异。 随机，密集和现场特定LOS通信的示例图如图所示。 与LOS通信相关的挑战自动需要调查非视线(NLOS)传 播和所需的基本支持。
5
根据行业和学术界的不同研究计划，下一代5G系统的8个主要要求：
1)实际网络中1-10GBps的数据速率：这几乎是传统LTE网络的理论峰值数据速率150 Mbps的10倍。
体通信结合的新一代移动通
信系统，目前3G存在3种标 准：CDMA2000、WCDMA、 TD-SCDMA。在3G的众多标 准之中，CDMA这个字眼曝 光率最高，CDMA（码分多 址)是第三代移动通信系统
的技术基础。
4G包括TD-LTE和FDD-LTE两 种制式，是集3G与WLAN于 一体，并能够快速传输数据、
从1G跨入2G的分水岭则是从 模拟调制进入到数字调制， 相比于第1代移动通信，第二 代移动通信具备高度的保密 性，系统的容量也在增加， 同时能够提高多种业务服务。 从这一代开始手机也可以上 网了。
3G服务能够同时传送声音 及数据信息，速率一般在几
百kbps以上。3G是指将无 线通信与国际互联网等多媒
11
此外，室内和室外交通的分离减轻了与无线电资源分 配和发射功率消耗相关的开销。开销通过灵活的聚类， 有效的用户选择和自适应反馈压缩进一步显着降低。 有趣的是，小型蜂窝结构已经在密集的城市地区部署。 例如，在日本城市，BS间距离只有200米。因此，在 小型小区环境中应用LOS传播有望成为毫米波通信的 前景。确保LTE需要大规模的天线部署，没有任何预 定的模式。网络特定的随机部署预计将因情况而异。 随机，密集和现场特定LOS通信的示例图如图所示。 与LOS通信相关的挑战自动需要调查非视线(NLOS)传 播和所需的基本支持。
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5 1.360 1.657 2.219 2.881 4.010
10 4.460 5.092 6.216 7.511 9.685
20 12.03 13.18 15.249 17.163 21.635
10
5.1 基本概念
4、呼损率（3）：利用Erlang B公式的计算方法 ➢ 例题
有一个系统容量n=10（条线），流入的业务强度
A=6erlang，系统服务的用户很多，可计算这个系统的
呼损率为：
B A nnA ni!i! 611001 60 i!i!0.043142
i1
ห้องสมุดไป่ตู้i1
在不同呼损率B的条件下，信道利用率也是不同的
A0 A(1B)
n
n
11
5.1 基本概念
5、利用Erlang B公式计算每个信道容纳用户数m （1）定义繁忙小时集中系数（又称集中率）K：
9
5.1 基本概念
4、呼损率（3）：利用Erlang B公式的计算方法
根据Erlang B公式，知道三个参数A、B和n中的任何两个， 就可以从爱尔兰呼损表查出需要的第三个参数。例如可以从下表 中找到B，A，n三者。
B 1% 2 % 5 % 10 % 20 %
nA A
A
A
A
1 0.010 0.020 0.053 0.111 0.25 1
2．求每个用户忙时话务量Aα ： C=10,T=80， AaCT3K 160 00 .02E 72 r/用 l 户
3．每个信道能容纳的用户数m mA/Aa 205.8/8 n
4．系统所容纳的用户数：m n 2 0 5 .8 2 0 5 用 13 户
5.2 多址接入技术
➢ 多址接入方式 ➢ 频分多址（FDMA） ➢ 时分多址（TDMA） ➢ 码分多址（CDMA） ➢ 空分多址（SDMA） ➢ 随机多址
➢ 流入话务量：单位时间内平均发生的呼叫次数λ和每次呼叫
平均占用信道的时间t0的乘积。 A t0
如果在一个小时内连续不断地占用一个信道，则其呼 叫话务量为1Erl(爱尔兰)
➢ 完成话务量：单位时间内成功呼叫次数λ0和每次呼叫平均
占用信道的时间t0的乘积。A0 0 t0
信道利用率是指单位时间（1小时）单位信道的完成话务量。
t
t
t
信道 3
信道 2
信道 1
f
f
f
图5－5 FDMA、TDMA、CDMA的示意图
➢ 目前应用的多址方式 频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)及其混合方式15等
5.2 多址接入技术
2 FDMA：（1）FDMA频谱分割原理
➢ 每个用户分配一个信道，即一对频谱
✓ 较高的频谱用作前向信道即基站向移动台方向的信道 ✓ 较低的频谱用作反向信道即移动台向基站方向的信道
✓利用完成话务量
✓Erlang B公式（阻塞呼叫清除公式 ）
7
5.1 基本概念
4、呼损率（2）：利用完成话务量的计算方法
流入话务量A与完成话务量A0之差即为损失话 务量，损失话务量与流入话务量的比值即为呼损率
B AA0 100% A
由 A t0 和 A0 0 t0 得
B 0 i
呼损率与流入话务量是相互矛盾的关系
K最 忙 1全 小 日 时 话 内 务 的 量 话 务 量
（2）计算每个用户最繁忙的那个小时的统计平均话务
量，即每个用户的忙时话务量Aα： AaCTK3600 C：每一用户每天平均呼叫次数；
T：每次呼叫平均占用信道的时间（单位为秒）
（3）根据给定的呼损率B和信道数n，查表得系统可提
供的流入话务量A
（4）则可求得m：
第五章 蜂窝组网技术
➢ 移动通信网的基本概念 ➢ 多址接入技术 ➢ 网络结构和蜂窝小区 ➢ 蜂窝移动通信系统的容量分析 ➢ 切换和位置管理 ➢ 移动通信网的信令系统
2
5.1 基本概念
3、话务量与信道利用率
话务量是指单位时间（1小时）内进行的平均电话交换量。 是度量通信系统通话业务量或繁忙程度的指标。
5 蜂窝组网技术
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
8
5.1 基本概念
4、呼损率（3）：利用Erlang B公式的计算方法
如果呼叫有以下性质： （1）每次呼叫相互独立，互不相关（呼叫具有随机性）； （2）每次呼叫在时间上都有相同的概率；并假定移动通信系 统的信道数为n；
则呼损率可用爱尔兰呼损公式计算
B
An n! n Ai i!
i1
其中，n为共用信道数，即系统容量（电路数量）。
A0 n
其中n为共用信道数。
6
5.1 基本概念
4、呼损率（1）：概念
➢ 呼损：在信道共用的情况下，系统无法保证每个 用户所有的呼叫都成功，少量的呼叫会失败，称 之为呼损。
➢ 呼损率：在一个通信系统中，呼叫失败的概率称 为呼叫损失概率，简称呼损率,也称为系统的服 务等级(或业务等级)
➢呼损率的计算方法
➢ 必须同时占用2个信道（2对频谱）才能实现双工通信
✓ 基站必须同时发射和接收多个不同频率的信号 ✓ 任意两个移动用户之间进行通信都必须经过基站的中转
➢ 设置频道间隔，以免因系统的频率漂移造成频道间重叠
✓ 前向信道与反向信道之间设有保护频带 ✓ 用户频道之间，设有保护频隙
14
5.2 多址接入技术
1、常规多址接入方式
➢
多址接入方式
频分多址方式（FDMA）
建立多址接入时区分信道的依据 传输信号的载波频率不同
时分多址方式（TDMA） 码分多址方式（CDMA）
c
FDMA
信道1 信道2 信道
3
信道N
传输信号存在的时间不同
传输信号的码型不同
c
TDMA
c
CDMA
信道 N
信道 1 信道 2 信道 3 信道N
mAAaAn An n Aa CTK3600
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5.1 基本概念
5、利用Erlang B公式计算每个信道容纳用户数 例题
某移动通信系统，每天每个用户平均呼叫10次，每次占用
信道平均时间80秒，要求呼损率10%，忙时集中率K=0.125，
问给定8个信道可容纳多少用户？
解： 1．利用爱尔兰损失概率表，查表求得：A=5.597Erl
10 4.460 5.092 6.216 7.511 9.685
20 12.03 13.18 15.249 17.163 21.635
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5.1 基本概念
4、呼损率（3）：利用Erlang B公式的计算方法 ➢ 例题
有一个系统容量n=10（条线），流入的业务强度
A=6erlang，系统服务的用户很多，可计算这个系统的
呼损率为：
B A nnA ni!i! 611001 60 i!i!0.043142
i1
ห้องสมุดไป่ตู้i1
在不同呼损率B的条件下，信道利用率也是不同的
A0 A(1B)
n
n
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5.1 基本概念
5、利用Erlang B公式计算每个信道容纳用户数m （1）定义繁忙小时集中系数（又称集中率）K：
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5.1 基本概念
4、呼损率（3）：利用Erlang B公式的计算方法
根据Erlang B公式，知道三个参数A、B和n中的任何两个， 就可以从爱尔兰呼损表查出需要的第三个参数。例如可以从下表 中找到B，A，n三者。
B 1% 2 % 5 % 10 % 20 %
nA A
A
A
A
1 0.010 0.020 0.053 0.111 0.25 1
2．求每个用户忙时话务量Aα ： C=10,T=80， AaCT3K 160 00 .02E 72 r/用 l 户
3．每个信道能容纳的用户数m mA/Aa 205.8/8 n
4．系统所容纳的用户数：m n 2 0 5 .8 2 0 5 用 13 户
5.2 多址接入技术
➢ 多址接入方式 ➢ 频分多址（FDMA） ➢ 时分多址（TDMA） ➢ 码分多址（CDMA） ➢ 空分多址（SDMA） ➢ 随机多址
➢ 流入话务量：单位时间内平均发生的呼叫次数λ和每次呼叫
平均占用信道的时间t0的乘积。 A t0
如果在一个小时内连续不断地占用一个信道，则其呼 叫话务量为1Erl(爱尔兰)
➢ 完成话务量：单位时间内成功呼叫次数λ0和每次呼叫平均
占用信道的时间t0的乘积。A0 0 t0
信道利用率是指单位时间（1小时）单位信道的完成话务量。
t
t
t
信道 3
信道 2
信道 1
f
f
f
图5－5 FDMA、TDMA、CDMA的示意图
➢ 目前应用的多址方式 频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)及其混合方式15等
5.2 多址接入技术
2 FDMA：（1）FDMA频谱分割原理
➢ 每个用户分配一个信道，即一对频谱
✓ 较高的频谱用作前向信道即基站向移动台方向的信道 ✓ 较低的频谱用作反向信道即移动台向基站方向的信道
✓利用完成话务量
✓Erlang B公式（阻塞呼叫清除公式 ）
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5.1 基本概念
4、呼损率（2）：利用完成话务量的计算方法
流入话务量A与完成话务量A0之差即为损失话 务量，损失话务量与流入话务量的比值即为呼损率
B AA0 100% A
由 A t0 和 A0 0 t0 得
B 0 i
呼损率与流入话务量是相互矛盾的关系
K最 忙 1全 小 日 时 话 内 务 的 量 话 务 量
（2）计算每个用户最繁忙的那个小时的统计平均话务
量，即每个用户的忙时话务量Aα： AaCTK3600 C：每一用户每天平均呼叫次数；
T：每次呼叫平均占用信道的时间（单位为秒）
（3）根据给定的呼损率B和信道数n，查表得系统可提
供的流入话务量A
（4）则可求得m：
第五章 蜂窝组网技术
➢ 移动通信网的基本概念 ➢ 多址接入技术 ➢ 网络结构和蜂窝小区 ➢ 蜂窝移动通信系统的容量分析 ➢ 切换和位置管理 ➢ 移动通信网的信令系统
2
5.1 基本概念
3、话务量与信道利用率
话务量是指单位时间（1小时）内进行的平均电话交换量。 是度量通信系统通话业务量或繁忙程度的指标。
5 蜂窝组网技术
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
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5.1 基本概念
4、呼损率（3）：利用Erlang B公式的计算方法
如果呼叫有以下性质： （1）每次呼叫相互独立，互不相关（呼叫具有随机性）； （2）每次呼叫在时间上都有相同的概率；并假定移动通信系 统的信道数为n；
则呼损率可用爱尔兰呼损公式计算
B
An n! n Ai i!
i1
其中，n为共用信道数，即系统容量（电路数量）。
A0 n
其中n为共用信道数。
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5.1 基本概念
4、呼损率（1）：概念
➢ 呼损：在信道共用的情况下，系统无法保证每个 用户所有的呼叫都成功，少量的呼叫会失败，称 之为呼损。
➢ 呼损率：在一个通信系统中，呼叫失败的概率称 为呼叫损失概率，简称呼损率,也称为系统的服 务等级(或业务等级)
➢呼损率的计算方法
➢ 必须同时占用2个信道（2对频谱）才能实现双工通信
✓ 基站必须同时发射和接收多个不同频率的信号 ✓ 任意两个移动用户之间进行通信都必须经过基站的中转
➢ 设置频道间隔，以免因系统的频率漂移造成频道间重叠
✓ 前向信道与反向信道之间设有保护频带 ✓ 用户频道之间，设有保护频隙
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5.2 多址接入技术
1、常规多址接入方式
➢
多址接入方式
频分多址方式（FDMA）
建立多址接入时区分信道的依据 传输信号的载波频率不同
时分多址方式（TDMA） 码分多址方式（CDMA）
c
FDMA
信道1 信道2 信道
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信道N
传输信号存在的时间不同
传输信号的码型不同
c
TDMA
c
CDMA
信道 N
信道 1 信道 2 信道 3 信道N
mAAaAn An n Aa CTK3600
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5.1 基本概念
5、利用Erlang B公式计算每个信道容纳用户数 例题
某移动通信系统，每天每个用户平均呼叫10次，每次占用
信道平均时间80秒，要求呼损率10%，忙时集中率K=0.125，
问给定8个信道可容纳多少用户？
解： 1．利用爱尔兰损失概率表，查表求得：A=5.597Erl