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）。
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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
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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
– 频率复用和蜂窝小区
• 早期移动通信系统的设计目标是通过使用安装在高塔上的、单个的大功率发射机而 获得一个大画积的覆盖范围。虽然这种方式能获得很好的覆盖，但它同时也意味着 在系统中不能重复使用相同的频率，因为复用频率将导致干扰。随着移动通信的发 展，政府部门已不能使频率分配满足服务增长的需求，这样，调整移动通信系统结 构，以使其既能用有限的无线频率获得大容量，同时又能覆盖大画积范围，已迫在 眉睫。蜂窝小区和频率复用是一种新的概念和想法。它生要解决频率资源限制的问 题，并大大增加系统的容量。蜂窝小区和频率复用实际上是一种蜂窝组网的概念， 是由美国贝尔实验室最早提出的。
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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
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概述
• 频率复用和蜂窝小区的设计是与移动网的区域覆盖和容量需求紧密 相连的。早期的移动通信系统采用的是大区覆盖，但随着移动通信 的发展，这种网络设什已远远不能满足需求，因而以蜂窝小区、频 率复用为代表的新型移动网的设计孕育而生了，它是解决频率资源 有限和用户容量问题的一个重大突破。
第一节 移动通信系统基本概念 • 基本概念 • 空中网络 • 地面网络
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空中网络
• 空中网络是移动通信网的主要部分，其主要包括：
– 多址接入
• 在给定的频率资源下，如何提高系统的容量是蜂窝移动通信系统的重要问题。由于 采用何种多址接入方式直接影响到系统的容量，所以一直是人们研究的热点。
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第一节 移动通信系统基本概念 • 基本概念 • 空中网络 • 地面网络
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地面网络
• 与空中网络相对应，地面网络部分主要包括 ：
– 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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移动通信网的基本组成图
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移动通信网的基本组成
蜂窝式组网理论的内容 (2/2)
• 多信道共用和越区切换
– 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，称为多信道共用技术。多信道共用 技术利用信道占用的间断性，使许多用户能够任意地、合理地选择信 道，以提高信道的使用效率，这与市话用户共同享有中继线相类似。 事实上，不是所有的呼叫都能在一个蜂窝小区内完成全部接续业务的， 为了保证通话的连续性，当正在通话的移动台进入相邻无线小区时， 移动通信系统必须具备业务信道自动切换到相邻小区基站的越区切换 功能，即切换到新的信道上，从而不中断通信过程。
• 无线蜂窝式小区覆盖和小功率发射
– 蜂窝式组网放弃了点对点传输和广播覆盖模式，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图形的覆盖区域，称为蜂窝小区。 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，称为频率复用。
– 切换和位置更新
• 采用蜂窝式组网后，切换技术就是一个重要的问题。不同的多址接入切换技术也有 所不同。位置更新是移动通信所特有的，由干移动用户要在移动网络中任意移动， 网络需要在任何时刻联系到用户，以有效地管理移动用户。完成这种功能的技术称 为移动性管理。
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蜂窝式组网理论的内容 (1/2)
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第一节 移动通信系统基本概念 • 基本概念 • 空中网络 • 地面网络
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概述
• 移动通信目的是在移动频率资源条件下追求最大容量和最大的覆盖， 为实现这样的目标就需要具体的移动通信网络。
• 一般来说，移动通信网络由两部分组成：一部分为空中网络，另一 部分为地面网络。
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• 移动通信无线服务区由许多正六边形小区覆盖而成，呈蜂窝状，通 过接口与公众通信网（PSTN、PSDN）互联。移动通信系统包括移 动交换子系统（SS）、操作维护管理子系统（OMS）和基站子系 统（BSS）（通常包括移动台），是一个完整的信息传输实体。
• 移动通信中建立一个呼叫是由基站子系统和移动交换子系统共同完 成的；BSS提供并管理移动台和SS之间的无线传输通道，SS负责呼 叫控制功能，所有的呼叫都是经由SS建立连接的；操作维护管理子 系统负责管理控制整个移动网。