蜂窝组网技术
蜂窝网络技术的网络拓扑和网络布线方法(一)
蜂窝网络技术的网络拓扑和网络布线方法随着互联网的普及和移动设备的广泛应用，蜂窝网络技术成为人们生活中不可或缺的一部分。
蜂窝网络的核心是网络拓扑和网络布线方法，它们决定了网络的稳定性、覆盖范围和速度。
一、网络拓扑网络拓扑是指通过连接节点的方式来描述网络结构的方法。
在蜂窝网络中，常见的网络拓扑有星型、树形、网状和混合拓扑。
1. 星型拓扑是一种最常见的蜂窝网络网络拓扑，它以一个中心节点为核心，其他节点通过直接连接到中心节点来实现互联。
星型拓扑具有简单明了的结构，易于扩充和维护，而且具有较好的性能。
但是，星型拓扑也存在单点故障的问题，一旦中心节点发生故障，整个网络都会中断。
2. 树形拓扑是一种通过层级连接的网络结构，类似于一个倒置的树。
在蜂窝网络中，树形拓扑通常是通过基站连接来实现的，基站之间通过网络传输数据。
树形拓扑能够有效地减少数据传输的延迟，具有良好的扩展性和容错能力。
然而，树形拓扑也存在单点故障的问题，如果某个根节点或主干节点发生故障，会影响整个分支的通信。
3. 网状拓扑是一种多对多的连接结构，每个节点可以直接与其他节点相连。
蜂窝网络中的网状拓扑是通过多个基站之间的连接来实现的。
网状拓扑具有较好的容错性和灵活性，可以在某个节点故障时通过其他路径进行通信。
然而，网状拓扑也存在复杂的配置和管理问题，而且需要更多的资源才能实现。
4. 混合拓扑结合了星型、树形和网状拓扑的优点，通过不同的节点连接方式实现不同的功能和需求。
混合拓扑可以根据实际情况进行灵活调整，使得网络更加适应不同的环境和要求。
但是，混合拓扑的设计和维护较为复杂，需要更高的技术和成本投入。
二、网络布线方法网络布线是指将网络设备和节点连接起来的物理连接过程。
在蜂窝网络中，网络布线方法对网络性能和覆盖范围有着重要的影响。
1. 有线布线是一种通过电缆来连接网络设备和节点的方法。
有线布线通常使用网线或光纤进行传输，具有稳定性高、速度快的特点。
在蜂窝网络中，有线布线一般用于连接基站和网络交换设备，以及大型数据中心和机房。
蜂窝组网的概念
蜂窝组网的概念蜂窝组网是一种无线通信网络拓扑结构，由多个基站组成，每个基站覆盖一个固定的区域，形成一个蜂窝状的覆盖区域，每个蜂窝区域由一个基站负责。
蜂窝组网的核心思想是将整个区域划分为互不重叠的小区域，每个小区域由一个基站覆盖，无线信号在小区域内进行传输。
蜂窝组网的概念最早源于20世纪40年代，由贝尔实验室的研究人员推出，后来被用于移动通信系统。
蜂窝组网不仅能够提供广泛的覆盖范围，还可以提高通信的容量和可靠性。
蜂窝组网的优势主要有以下几点：1. 提供广泛的覆盖范围：蜂窝组网采用了多个基站，每个基站覆盖一个小区域，通过多个基站的覆盖，能够实现广泛的覆盖范围，使得用户可以在不同区域内进行通信。
2. 提高通信的容量：蜂窝组网可以提高通信的容量，每个基站负责一个小区域，小区域内的用户数量相对较少，可以有效地减少用户间的干扰，提高信号质量和通信速率。
3. 提供更稳定的信号：蜂窝组网将整个区域分割成蜂窝状的小区域，每个小区域通过一个基站提供信号，基站之间采用一定的频率复用技术，使得不同小区域之间的信号互不干扰，从而提供更稳定的信号质量。
4. 支持移动性：蜂窝组网不仅可以提供移动用户的通信服务，还能够支持用户的无缝漫游。
当用户从一个小区域移动到另一个小区域时，系统会自动切换用户所在的基站，实现无缝的通信服务。
5. 提高网络的可靠性：蜂窝组网具有很强的容错能力，当一个基站发生故障或者拥塞时，其他基站可以自动接管受影响的小区域，保证网络的正常运行。
蜂窝组网的实现需要满足以下几个基本要素：1. 基站：每个小区域由一个基站负责，基站负责接收和发送无线信号，并连接到核心网，实现与其他网络的交互。
2. 小区划分：整个区域被划分为互不重叠的小区域，每个小区域由一个基站覆盖，小区域的大小和形状根据实际情况进行确定。
3. 频率复用技术：由于不同小区域使用相同的频率会导致干扰，因此需要采用频率复用技术，将可用的频谱资源分配给不同的小区域使用。
蜂窝组网技巧.ppt
22
5.2 多址接入技术
4 CDMA：（4） CDMA系统存在问题
多址干扰
原因
不同用户的扩频序列不完全正交，扩频码集 的非零互相关系数会引起用户间的相互干扰
“远-近”效应
原因
移动用户所在的位置的变化以及深衰落的存 在，会使基站接收到的各用户信号功率相差很大， 强信号对弱信号有着明显的抑制作用
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 A A0 100% A
由 A t0 和 A0 0 t0 得
B 0 i
可见，呼损率与话务量是一对矛盾即服务等级与信
邻道干扰
相邻波道信号中存在的寄生辐射落 入本频道接收机带内
加大频道间的 隔离度
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
16
5.2 多址接入技术
2 FDMA：（3） FDMA系统的特点
每信道占用一个载频，信道的相对带宽较 窄，即通常在窄带系统中实现
T 符号时间 >>平均延迟扩展（Tss >> ） ， 所以码间干扰较少，无需自适应均衡 基站复杂庞大，易产生信道间的互调干扰 必须使用带通滤波器来限制邻道干扰 越区切换复杂，必须瞬时中断传输，对于
数据传输将带来数据的丢失
17
5.2 多址接入技术
3 TDMA：（1） TDMA工作原理
在一个宽带的无线载波上，把时间分成周期性的帧，每 一帧再分割成若干时隙，无论帧或时隙都是互不重叠的
每个时隙就是一个通信信道，分配给一个用户
基站按时隙排列顺序发收信号，各移动台在指定的时隙 内收发信号
蜂窝网络技术的网络拓扑和网络布线方法(五)
蜂窝网络技术的网络拓扑和网络布线方法一、蜂窝网络技术的背景和概述蜂窝网络技术逐渐取代了传统的有线网络，成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
因此，了解蜂窝网络技术的网络拓扑和网络布线方法至关重要。
二、蜂窝网络的网络拓扑蜂窝网络的网络拓扑可以看作是网络中各个节点之间的连接方式以及网络结构的形态。
蜂窝网络通常采用星型拓扑，即以一个中心节点为核心，周围节点与之相连接。
这种拓扑结构具有优势，一方面可以减少传输距离，提高网络速度，另一方面可以降低故障扩展的风险，使网络更加稳定。
三、蜂窝网络的网络布线方法网络布线方法是指在蜂窝网络中建立连接时，如何合理地规划和安排网络线路的布置。
优秀的网络布线方法可以提高网络性能，并降低潜在的故障风险。
1. 网络布线的物理路径选择在选择网络布线的物理路径时，需要考虑许多因素，如传输距离、线损、网络带宽和成本等。
例如，在建设城市蜂窝网络时，可以选择沿道路布置网络线路，利用道路的基础设施来实现网络的布置，这样可以减少线路建设成本，并提高网络的覆盖范围。
2. 网络布线中的障碍物处理在网络布线中，存在许多障碍物，如建筑物、地形等。
这些障碍物会影响信号的传输，降低网络的性能。
因此，在网络布线时需要通过选择合适的线路绕过或穿过这些障碍物，以保证网络的正常运行。
3. 网络布线的安全性考虑网络布线的安全性是非常重要的，特别是对于一些关键性的网络。
在网络布线时，需要将网络线路放置在较为安全的位置，避免被非法分子进行破坏。
同时，可以采用加密技术等手段，保障网络传输的安全性。
四、蜂窝网络技术的未来趋势蜂窝网络技术在过去几十年中取得了长足的发展，并且在我们的日常生活中起着重要作用。
然而，蜂窝网络技术仍然有许多可以完善和发展的地方。
1. 5G网络的推广目前，全球范围内都在积极推动5G网络的发展，它将提供更快的速度、更低的延迟和更稳定的连接，将为蜂窝网络技术带来全新的发展机遇。
2. AI技术在网络拓扑和布线中的应用人工智能技术的快速发展将为蜂窝网络技术带来新的突破。
蜂窝组网技术
2.小区的形状
3）大容量的小区制
小区制的特点： 小区半径小，基站发射功率较小； 同频复用，提高了频率的利用率； 移动台经常更换工作频道 ，控制交换技术的要求高； 建网的成本和复杂性亦有所提高用户通信的转接，以及 移动用户和市话用户之间的通信。
3.蜂窝组网技术
1）宏蜂窝技术 小区的覆盖半径大多为1km～35km。 存在问题： 一是“盲点”，由于电波在传播过程中遇到障碍物而造
通信全网 认知实训
教学单元引入
移动通信应用日益广泛的今天，有限的无线电频率 要提供给越来越多的用户共同使用，频道拥挤，相互 干扰成为阻碍移动通信发展的首要问题，解决这些问 题的办法就是按一定的规范组成移动通信的服务覆盖 区域和网络。并且，需要采用合理的方法对整个服务 区域进行划分，组成相应的网络。业务需求不同网络 结构也就有所不同，从而才能够保障网内的用户有秩 序的通信。那么，本单元我们就来学习移动通信的蜂 窝组网技术。
成的阴影区域，该区域通信质量严重低劣； 二是“热点”，由于空间业务负荷的不均匀分布而形成
的业务繁忙区域。
3.蜂窝组网技术
2）微蜂窝技术
小区的覆盖半径大多为30m～300m。 应用范围： 解决“盲点”问题：提高覆盖率，应用于一些宏蜂窝很
难覆盖到的盲点地区，如地铁、地下室； 解决“热点”问题：提高容量，主要应用在高话务量地
1.区域覆盖
3）面状服务区
服务区更多的是呈 广阔的面状,在面状 服务区中划分为更 多的小区,组成移动 通信网络 。
2.小区的形状
1）小区的形状
假设整个服务区的地形平坦、地物相同，且基站采用全向天 线使基站辐射区域大体是一个圆形。
为了不留空隙的覆盖整个平面服务区，一个个圆形的辐射小 区之间会有大量的重叠区域。为了使多个小区彼此邻接、无空隙、 无重叠地覆盖整个服务区，常用圆的内接正多边形来近似圆，在 这些正多边形中，能够全面无空隙、重叠的覆盖整个区域的就只 有：
移动通信技术讲义-第5讲 蜂窝移动通信的组网
频率资源的管理
1、频率是一种特殊资源。它并不是取之不尽的。与别的资源相比，频率有一
无线电频率资源不是消耗性的，用户只是在某一空间和时间内占用，用完之后依然 存在，不使用或使用不当都是浪费；
② ③ ④
电波传播不分地区与国界； 具有时间、空间和频率的三维性，可以从这三方面实施其有效利用，提高利用率； 在空间传播时容易受到来自大自然和人为的各种噪声和干扰的污染。 基于以上这些特点，频率的分配和使用需在全球范围内制定统一的规则。国际上，
信道1
用户1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 …………… m-1 m
信道2 . . .
信道n
图2 共用信道方式示意图
信道1
用户2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 …………… m-1
信道 空闲
信道k 用户1接入 信道2
…
…
用户m接入 信道n
3、双工移动通信网规定工作在各频段的收、发频差分别为：
VHF（甚高频）频段为5.7MHz； UHF（超高频） 450MHz频段为10MHz； UHF 900MHz频段为45MHz。
4、双工移动通信网规定：
基站对移动台（下行链路）为发射频率高，接收频率低；
移动台对基站（上行链路）为发射频率低，接收频率高。
5、国家统一管理频率的机构是国家无线电管理委员会，移动通信组网必须
遵守国家有关规定，并接受当地无线电管理委员会的具体管理。
2.1.2
频率的有效利用技术
频率的有效利用就是从时间域、空间域和频率域这三个方面采用多种技术，以设法 提高频率的利用率。 （1）时间域的频率有效利用 在某一地区，如果某一用户固定占用了某一信道，但事实上不可能占用全部时间。
蜂窝移动通信组网技术
如果分裂后小区半径为原小区半径的一半，则是 1:4的分裂。
一、组网技术
无线小区的分裂（1:3）
一、组网技术
无线小区的分裂（1:4）
扇区化
一、组网技术
我们前面所说的小区都是指全向小区，即一个基站对应一个小区，有 一根发射天线，将无线电波辐射到360度的范围。
共用信道方式示意图
信道2
. . .
信道n
两种方式的比较:
一、组网技术
• 独立信道方式在信道分配原则上简单，但是信道不能
充分利用，即信道利用率低；
• 多共用信道方式在相同多的用户的信道的情况下，会
使用户通话的阻塞概率明显下降，即可明显提高信道 的利用率。多信道共用可使用户数目明显增加。但也 不是无止境的，否则将使阻塞率增加而影响质量。
小区制
另一有线网
MSC
P S T N
MSC
另一有线网
一、组网技术
BSC BSC BSC BSC
BSC BSC BSC
BTS BTS BTS
BTS BTS BTS
BTS BTS
BTS BTS BTS
BTS BTS
小区频率重复再用
3
3
4
2
4
2
1
1
5
7
5
7
6
3
6
3
4
3
4
2
1
2
1
5
1
5
7
7
6
8
一、组网技术
次数）；
• t0——每次呼叫平均占用信道的时间（包括接续时间和通
移动通信技术——第4章 移动通信系统组网
4.3 多信道共用
4.3.1 多信道共用的意义
在双工移动通信系统中，移动用户 在通话时要占用一条信道。 由于频谱资源的限制，用户数总是 大于信道数。 蜂窝移动通信系统使用多信道共用 技术缓解频谱资源有限和用户数多的矛 盾。
多信道共用是指系统允许大量的用 户在一个小区内共享少量的信道。 每个用户只在呼叫时才分配一个信 道，一旦通话终止，用户占用的信道马 上释放供其他用户使用。
令F为邻近蜂窝干扰因子，则CDMA 系统容量，即式（4-31）变为
(W / Rb )GF N （信道/小区） ( Eb / N 0 )d
4.5 蜂窝系统的移动性管理
4.5.1 蜂窝系统服务区域划分
1．服务区域的划分
一般的第二代蜂窝移动系统服务区域划分 如图4-22所示。 图中只画出一个移动运营网络，即一个公 共陆地移动网络（Public Land Mobile Network， PLMN），多个PLMN服务区可以重叠。
如果单位区群在系统中复制了M次，则双 向信道的总数C可以作为容量的一个度量，即 C = MS =MkN
3．区群结构的实现
单位区群内小区数N越大，同信道小区的 距离D就越远，抗同频干扰的性能就越好。 但是相应地，单位区群内小区数N越大， 需要的信道组越多，频谱利用率下降。 所以单位区群内小区数N与同信道小区的 距离D为互为矛盾的指标，须折中考虑。
（2）扇区划分技术
蜂窝移动通信系统中的同频干扰可以通 过使用定向天线代替基站中单独的一根全向 天线来减小，其中每个定向天线辐射某一个 特定的扇区。 这种使用定向天线来减少同频干扰，从 而提高系统容量的技术叫做扇区划分技术。
扇区划分技术与小区分裂不同，它 可以保持小区半径不变，容量的提高是 通过减少同频干扰以达到提高频率利用 率来实现的。
蜂窝网络技术的网络拓扑和网络布线方法(二)
蜂窝网络技术的网络拓扑和网络布线方法蜂窝网络技术是当今移动通信领域的主流技术之一，它以其高速、高容量和高可靠性而受到了广泛的应用。
在建设和设计蜂窝网络时，网络拓扑和网络布线方法起着至关重要的作用。
本文将讨论蜂窝网络技术中的网络拓扑和网络布线方法，并且探讨它们的优势和劣势。
网络拓扑是指网络中各个节点之间的连接形式和布局方式。
在蜂窝网络中，常见的网络拓扑有星型、网状和树状拓扑。
星型拓扑是指将所有节点都连接到中心节点的布局方式。
这种拓扑方式简单直观，易于维护和管理。
然而，如果中心节点出现故障，整个网络将无法正常工作。
另外，星型拓扑在网络规模较大时，需要大量的布线成本和能耗。
网状拓扑是指网络中的各个节点可以直接相互连接的布局方式。
这种拓扑方式具有很高的可靠性和冗余性，即使某个节点出现故障，网络仍然可以正常通信。
此外，网状拓扑还能提供更高的带宽和更低的延迟。
然而，网状拓扑也存在着布线复杂，成本高，维护困难等问题。
特别是在网络规模较大时，需要大量的网络设备和布线，增加了建设和维护的难度。
树状拓扑是指网络中的节点按照树的结构进行连接的布局方式。
这种拓扑方式将网络分为多个层级，每个节点只需连接一个上级节点和多个下级节点。
树状拓扑具有良好的可扩展性，适用于大规模网络建设。
相比于星型和网状拓扑，树状拓扑也能提供较高的可靠性和冗余性。
但是，树状拓扑的主根节点成为了单点故障，一旦主根节点出现问题，整个网络将无法正常工作。
在蜂窝网络的布线中，非对称数字用户线路（ADSL）是一种常用的布线技术。
ADSL是一种将蜂窝网络信号通过铜线传输的技术，它具有较低的建设和运营成本。
ADSL可以利用已有的电话线路进行接入，避免了大规模的布线工程，降低了网络建设和运营的难度。
然而，ADSL的传输距离有限，信号强度随距离的增加而下降，限制了网络覆盖范围和质量。
光纤布线是蜂窝网络中常见的一种高速传输技术。
相比于ADSL，光纤布线能够提供更大的带宽和更低的延迟。
第5章蜂窝组网技术
第5章 蜂窝组网技术
确定相邻区群同频小区的方法是：自某一小区A出发， 先沿边的垂线方向跨越a个小区，再按逆时针方向转60°， 然后再跨越b个小区，这样就可找出同频小区A′。在正六边 形的六个方向上，可以找到6个相邻的同频小区，如图5-3所 示。区群间同频复用距离可由下式计算：
d g 3N r0
第5章 蜂窝组网技术
第5章 蜂窝组网技术
5.1 移动通信网络的构成 5.2 多址接入技术 5.3 多信道共用技术 5.4 移动通信中的信令 5.5 移动管理技术
电子信息工程系通信技术教研室
第5章 蜂窝组网技术
5.1 移动通信网络的构成
5.1.1 大区制移动通信网 所谓大区制,就是在一个服务区内只有一个或几个基站，
蜂窝组网技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室表表5511小区分裂小区分裂蜂窝类型巨型区宏小区macrocell微小区microcell微微小区picocell蜂窝半径km10050035005终端移动速度kmh150050010010运行环境所有乡村郊区市区室内业务量密度适用系统卫星蜂窝蜂窝无绳蜂窝无绳蜂窝组网技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室图58小区分类图蜂窝组网技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室采用蜂窝小区分裂的方法在有限的频率资源中通过采用蜂窝小区分裂的方法在有限的频率资源中通过缩小同频复用距离使单位面积的频道数增多系统容量增缩小同频复用距离使单位面积的频道数增多系统容量增大
LI
LS
40 lg
DI DS
(dB)
（5.4）
电子信息工程系通信技术教研室
第5章 蜂窝组网技术
设基站A和B的发射功率均为PT，则移动台M接收机的 输入信号功率和同频干扰功率分别为
蜂窝移动通信组网技术
蜂窝移动通信组网技术【蜂窝移动通信组网技术】⒈引言⑴背景⑵目的⑶范围⒉基础知识⑴无线通信基本概念⑵移动通信网络结构⑶蜂窝通信原理⒊蜂窝网络的组网技术⑴蜂窝网络的拓扑结构⑵蜂窝网络的频率规划⑶蜂窝网络的覆盖与容量规划⑷蜂窝网络中的基站站点选择⑸蜂窝网络的扩容与优化技术⒋蜂窝网络中的无线接入技术⑴ GSM（Global System for Mobile Communications）⑵ CDMA（Code Division Multiple Access）⑶ 3G（Third Generation）⑷ 4G（Fourth Generation）⑸ 5G（Fifth Generation）⒌蜂窝网络中的核心网技术⑴移动方式交换网（Mobile Switching Center）⑵移动互联网网关（Mobile Internet Gateway）⑶移动位置寻呼核心网（Mobile Location Paging Core Network）⑷移动业务支持核心网（Mobile Business Support Core Network）⑸移动数据中心核心网（Mobile Data Center Core Network）⒍蜂窝网络的安全与管理⑴蜂窝网络的安全概述⑵蜂窝网络的加密与认证技术⑶蜂窝网络的用户隐私保护⑷蜂窝网络的故障排除与管理⒎附件⑴相关图表⑵实施指南⑶样例代码【法律名词及注释】⒈ GSM：全球移动通信系统（Global System for Mobile Communications），是一种用于数字无线通信的国际标准。
⒉ CDMA：码分多址技术（Code Division Multiple Access），是一种数字通信技术，允许多个用户共享同一频谱资源。
⒊ 3G：第三代移动通信技术（Third Generation），提供更高的数据传输速率和更多的服务。
⒋ 4G：第四代移动通信技术（Fourth Generation），具有更高的速度、更快的响应时间和更可靠的连接。
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。
蜂窝组网技术
AI与蜂窝组网技术的结合将推动智能化网络的发展，实现自适应的网络优化、故障诊断 和智能运维等功能，提升网络的服务质量和可靠性。
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06
蜂窝组网技术的未来发展
5G与6G蜂窝网络技术
5G技术
5G蜂窝网络技术将带来更高的数据传输 速率、更低的延迟和更大的网络容量， 支持更多设备的连接，为物联网、智能 交通、远程医疗等领域提供更好的服务 。
VS
6G技术
6G蜂窝网络技术将进一步拓展频谱资源 ，实现全球覆盖和高空平台通信，提供更 高效、更智能的服务，如超高速移动宽带 、大规模物联网和智能网络等。
TDMA（时分多址）
总结词
时分多址是一种将时间分割成若干个小的时隙，并分配给不 同的用户进行通信的技术。
详细描述
在TDMA中，每个用户被分配一个特定的时隙，并且在该时 隙内进行通信。由于时隙被分隔开，用户之间的干扰较小。 TDMA的优点在于能够提高频带利用率，但需要精确的时间 同步。
CDMA（码分多址）
04
蜂窝组网技术的应用场景
城市环境
城市蜂窝组网技术主要用于满 足城市中大量用户对移动通信 的需求。
在城市环境中，由于用户密度 高，需要建设大量的基站来保 证信号覆盖和通信质量。
城市蜂窝组网技术需要具备高 容量、高可靠性、高移动性等 特性，以满足城市用户的需求。
郊区与农村环境
郊区和农村地区的用户密度相对 较低，但覆盖范围较广。
蜂窝组网技术需要具备较低成本、 较广覆盖范围等特性，以满足郊
区和农村地区用户的需求。
在这些地区，基站建设成本较高， 因此需要采用一些特殊的组网技
术，如微微蜂窝、中继站等。
移动通信网络
蜂窝网络技术的网络拓扑和网络布线方法(九)
蜂窝网络技术的网络拓扑和网络布线方法一、蜂窝网络技术简介蜂窝网络技术是现代通信领域最重要的一种无线通信技术，广泛应用于移动通信、物联网等领域。
它的特点是将地理区域划分为一个个蜂窝状的小区域，每个小区域都有一个基站，通过无线信号进行通信。
蜂窝网络技术的网络拓扑和网络布线方法对于保证网络的稳定性和高效性非常重要。
二、网络拓扑的选择在蜂窝网络技术中，网络拓扑决定了各个基站之间的连接方式和数据传输路径。
常见的网络拓扑结构有星型、树型、网状等。
在蜂窝网络中，由于基站之间通信较多，一般采用网状结构的网络拓扑。
网状网络拓扑可以使基站之间形成多条传输路径，从而提高网络的可靠性和容错能力。
同时，网状网络还可以减少网络负载，提高数据传输的速度和效率。
三、网络布线方法1. 基站的部署蜂窝网络中，基站的布置是决定网络覆盖范围和信号质量的重要因素。
一般来说，基站之间的距离应尽量相等，布置得过于密集或过于稀疏都会影响网络的稳定性。
为了提高网络的信号覆盖范围和质量，基站的部署应考虑地形、建筑物等因素，尽量选择高处，避免信号被遮挡或衰减。
2. 频谱分配蜂窝网络中，频谱是有限的资源，如何合理地分配和利用频谱对于提高网络吞吐量和降低干扰非常重要。
一般来说，现代蜂窝网络会采用频分多址（FDMA）或码分多址（CDMA）技术，将频谱分为多个子载波或码片，为不同用户提供独立的通信资源。
3. 功率控制功率控制是蜂窝网络中用于管理无线信号传输的一项重要技术。
通过合理地调整基站和终端设备的传输功率，可以有效地降低干扰和提高信号质量。
功率控制技术可以根据信号的衰减和干扰情况，动态地调整功率，确保网络通信的稳定性和可靠性。
4. 扩频技术扩频技术是蜂窝网络中常用的一种干扰抑制技术。
扩频技术通过在发送端将原始信号扩频为宽带信号，在接收端再将宽带信号还原为原始信号。
扩频技术可以有效地抑制窄带干扰信号，提高网络的抗干扰能力和误码率性能。
5. 连接管理在蜂窝网络中，连接管理是实现顺畅通信的重要手段。
移动通信-第五章-蜂窝组网技术
D Q = = 3N R
Q的值越小则容量越大； 的值越小则容量越大； 的值越小则容量越大 Q值大可以提高传播质量，因为同频干扰 值大可以提高传播质量， 值大可以提高传播质量 小
=280，相同区域内， =7的区 例，系统总的可用信道数S=280，相同区域内，用N=7的区 =4的区群需要复制 的区群需要复制7 群需要复制4 群需要复制4次，而用N=4的区群需要复制7次，求 二者能 提供的信道总数
中心激励小区： 中心激励小区：
基站位于小区中心， 有时会有辐射。
顶点激励： 顶点激励：
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
中心激励 顶点激励
12
5.2 频率复用和蜂窝小区
簇（区群）： 区群）：
共同使用全部可用频率的 N 个小区叫做一簇 区群） (区群） 若N越小，则系统中区群复制得越多，系统容 越小，则系统中区群复制得越多， 量越大，频率的利用率越高。 量越大，频率的利用率越高。
噪声——内部噪声，人为噪声， ——内部噪声 1. 噪声——内部噪声，人为噪声，自然噪声 2. 同频道干扰
定义：相邻区群中同频小区中同频信道之间的干扰 典型解决方案：
组网时的频率规划
33
邻道干扰
定义：来自相邻的或相近的频道的干扰 主要的产生原因：非理想滤波器
带外辐射
实际滤波器
f 理想滤波器
典型解决方案：
接收机滤波器阻带衰减设计，最大程度地 衰减邻道干扰 组网的频率规划：同一小区内的频率组有 足够的隔离度
34
互调干扰 定义：非线性器件产生的组合频率成 分落入本频道造成的干扰 主要的产生原因：非线性器件 典型解决方案： 器件的非线性优化处理 组网的频率规划： 同一小区内的频率组尽可能避免所 产生的组合频率相互产生互调干扰
《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。
蜂窝移动通信组网技术
蜂窝移动通信组网技术一、引言1-1 文档目的本文档旨在详细介绍蜂窝移动通信组网技术，以便读者对该技术有全面的了解。
1-2 文档范围本文档主要涵盖蜂窝移动通信组网技术的基本概念、网络架构、无线接入技术、核心网络技术等方面的内容。
二、蜂窝移动通信基础知识2-1 蜂窝通信原理介绍蜂窝通信的基本原理，包括频率复用、移动台切换、覆盖范围等。
2-2 移动通信标准介绍蜂窝移动通信的标准，如GSM、CDMA、LTE等。
三、蜂窝移动通信网络架构3-1 网络架构概述介绍蜂窝移动通信网络的整体架构，包括基站子系统、核心网等。
3-2 基站子系统详细介绍基站子系统的组成部分，包括基站控制器、基站收发设备等。
3-3 核心网络介绍核心网络的组成部分，包括移动交换中心、业务支持系统等。
四、蜂窝移动通信无线接入技术4-1 无线接入技术概述介绍蜂窝移动通信中的无线接入技术，包括调制解调、信道编码等。
4-2 蜂窝覆盖技术介绍蜂窝通信的覆盖范围扩展技术，包括室内覆盖、微蜂窝等。
五、蜂窝移动通信核心网络技术5-1 移动交换中心介绍移动交换中心的功能和作用，包括寻呼、呼叫控制等。
5-2 业务支持系统介绍业务支持系统的组成部分，包括计费系统、用户数据管理系统等。
六、附件本文档附有以下附件：1-蜂窝移动通信组网技术相关图表和示意图。
2-相关文献和资料。
注释：1-蜂窝通信：一种将有限的频率资源划分为若干个小区的无线通信方式，使不同的用户可以同时使用同一频率。
2-频率复用：将有限的频率资源划分为若干个频率小区，以实现多用户同时通信。
3-移动台切换：当移动台从一个小区进入另一个小区时，需要进行切换以确保通信的连续性。
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A0 n
其中n为共用信道数。
蜂窝组网技术
5
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)
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
蜂窝组网技术
13
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
A0 A(1B)
n
n 蜂窝组网技术
10
5.1 基本概念
5、利用Erlang B公式计算每个信道容纳用户数
先定义繁忙小时集中系数（又称集中率）K：
K最 忙 1全 小 日 时 话 内 务 的 量 话 务 量
再计算每个用户最繁忙的那个小时的统计平均话务
量Aα
AaCTK3600
C：每一用户每天平均呼叫次数；
换量。是度量通信系统通话业务量或繁忙程度的指标。
➢ 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
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
Байду номын сангаасi1
在不同呼损率B的条件下，信道利用率也是不同的
连接的消息业务等的管理）、移动管理的各种功能。
在每一层中，完成一个特定功能的单元称为一个
功能实体。
网络分层协议结构中，每一层利用低层提供的服
务，通过适当逻辑控制步骤为高层提供更完善的服务。
蜂窝组网技术
3
5.1 基本概念
2、原语
网络分层协议结构中不同层之间的对话称为原
语；不同层之间通过原语来实现信息交换。
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）。
蜂窝组网技术
8
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。
➢呼损率的计算方法
✓利用完成话务量
✓Erlang B公式（阻蜂窝塞组网呼技术叫清除公式 ）
6
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
蜂窝组网技术
5.1 基本概念
1、移动通信空中接口分层协议模型
➢ 无线物理层
✓确定无线电参数，如频率、定时、功率、码片、比特、 同步、调制解调、收发信技能等。
✓将无线电频谱划分成若干个物理信道，划分信道的方式 即多址方式
✓在介质接入控制层（MAC）的控制下，负责数据或数据 分组的收发。
➢ 介质接入控制层（MAC）：介质访问管理和数据封装。通 过形成多种逻辑信道为高层提供不同的业务
B 0 i
可见，呼损率与话务量是一对矛盾即服务等级与信
道利用率是矛盾的 蜂窝组网技术
7
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；
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
2．求每个用户忙时话务量：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
m A/ n20.58/ 8 Aa
4．系统所容纳的蜂用窝组户网数技术： m n205.8用 户 12
T：每次呼叫平均占用信道的时间（单位为秒）
最后得每个信道所能容纳的用户数m：
m An AnAAa
CTK36蜂0窝0组网技A 术a 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 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，
B 1% 2 % 5 % 10 % 20 %
n
A
A
A
A
A
1 0.0101 0.020 0.053 0.111 0.25
5 1.360 1.657 2.219 2.881 4.010 10 4.460 5.092 6.216 7.511 9.685 20 12.031 13.1蜂8窝1组网1技5术.249 17.163 21.635 9
➢请求型原语：用于高层向低层请求某种业务
➢指示型原语：用于提供业务的层向高层报告一个 与特定业务相关的动作。
➢证实性原语：用于提供业务的层证实某个动作已 完成
➢响应型原语：用于应答，表示来自高层的指示原
语已收到。
蜂窝组网技术
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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
✓选择物理信道，在选择的信道上建立、释放连接
✓将控制信息、高层信息、差错控制信息复接成适合物理
信道传输的数据分组 蜂窝组网技术
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5.1 基本概念
1、移动通信空中接口分层协议模型
➢数据链路控制（DLC）层
为网络层提供可靠的数据链路
➢网络层：信令层
确定用于链路控制、无线资源管理、各种业务管
理（语音业务、附加业务、面向连接的消息业务、无