第三章组网技术基础

边缘，基
站收不到
信号
一.大区制移动通信系统
覆盖区半径的极限距ຫໍສະໝຸດ Baidu:覆盖区域的划分决定于 系统的容量、地形和传播特性。
在正常的传播损耗时，地球的曲率半径限制了传播 的极限范围；
地形环境的影响，由于建筑物的阻挡，可能产生信 号传播的覆盖盲区；
多径反射干扰限制了传播距离的增加； 基站发射功率增加有限度，且只能增加很小的覆盖

网络结构简单、成本低
基站发射 机覆盖范
大区制方式的缺点：
围
容量小
区域覆盖受限
地形环境影响，例如山丘、 建筑物等阻挡－＞盲区
多径反射干扰
移动台设置
在上下行可
基站发射功率是有限额的 以互通区域
移动台发射功率小，上下行 存在增益差
MS BS
移动台发 射机覆盖
范围
MS
移动台设
置在基站
覆盖区的
小区制的特点：用户容量大、服务性能好、频谱 利用率较高、组网灵活、用户终端小,辐射小。
小区制带来的问题：系统复杂、越区切换、漫游、 位置登记、更新和管理、系统鉴权。
三.带状网的地域覆盖
带状网主要用于覆盖公路、铁路和海岸等。 基站天线若用全向辐射，覆盖区形状是圆形；采用有向天 线，则使每个小区呈扁圆形。
三、射频防护比和同频道再用距离
1、射频防护比：接收机输出端有用信号达到规定质量的情况 下，在接收输入端测得有用射频信号与同频无用射频信号 之比的最小值，也称为同频干扰保护比。
2、同频复用距离：当信号/同频防护比满足通信质量要求或达 到规定的载噪比（C/N)指标时，两个同频小区之间的距离 称之为同频复用距离。同频道再用距离受影响因素为：调 制制度、电波传播特性、基站覆盖范围、通信工作方式、 要求可靠通信的概率。
六、近端对远端比干扰
近端对远端比干扰可以用近端对远端比干扰比来表 示。近端对远端比干扰比表明了近端干扰大于远端 有用信号的极限程度。（是对相同功率、相同频率 而只有距离差的条件下的计算值。）
克服的方法：频道间隔、移动台的自动功率控制。
假设基站BS，移动台MS1到BS距离为d1，移动台
MS2到BS距离为d2。 近端对远端比干扰比表示为： 或表示为： 40 lg d2
3.3 区域覆盖和信道配置
3.3.1 地域覆盖 3.3.2 信道频率分配
一.大区制移动通信系统
大区制移动通信系统：是指使用安装在高塔上的单个大 功率发射机而获得一个大面积覆盖的移动通信系统。
PSTN
Mobile User
Base 移S动ta台ti移on动台
一.大区制移动通信系统
大区制方式优点：
移动性管理－越区切换，任意移动的管理。 信令系统－移动网络和固定网络交换控制信息，
从而对呼叫过程、移动性管理和网络互联过程 的控制。
第三章组网技术基础
3.1 移动通信网的基本概念 3.2 移动通信环境下的噪声和干扰 3.3 区域覆盖和信道配置 3.4 提高蜂窝容量的方法 3.5 多信道公用技术 3.6 组网结构 3.7 信令系统 3.8 系统的移动性管理
使用。
邻频干扰可以通过精确的滤波和信道分配而减小到 最小。
四、邻道干扰
设单音频调频波为S(t) cos(0 ， sin为t调) 制参 数， 为调制信号角频率； 为载波角频0 率。
将上式展开得到：

S(t) Jn ( ) cos(0t n sin t) n
一、噪声分类
自然噪声：
大气噪声：源于电子风暴。与频率、地理区 域、季节、气象等有关。其电平随纬度的增 高而减小。在频率低于20MHz时分布比较 明显。
银河系噪声：源于太阳和宇宙辐射。在 15MHz和100GHz之间有明显影响。
一、噪声分类
人为噪声：是指电器装置中，电流或电压发生 几句变化而形成的电磁辐射。在市区作用特别 明显，甚至比郊区大至16dB。
距离； 移动台的发射功率很小，限制了上行距离。
一.大区制移动通信系统
同频转发器 及覆盖区
BS 基站 覆盖 区
Rd MS
BS Rd
Rd
二.小区制移动通信网
小区制的核心思想是： 用许多小功率的发射机（小覆盖 区）来代替单个的大功率发射机，每一个小覆盖区只提供服 务范围内的一小部分覆盖。
二.小区制移动通信网
S PT LS I PT LI

LI



LS


40
lg
DI DS
DI
S / I
10 40
DS
DI
DI
8
1040
1.6
DS r0
D DI r0 2.6r0
DI
DI
25
1040
4.2
DS r0
D

1
铁
路
B
A
A B
河
道
A
B
C
(a)
(b)
三.带状网的地域覆盖
设频制的带状网如图所示。每一个小区的半径为r， 相邻小区的交叠宽度为a，第n区与第1区为同频小区。 据此，可算出信号传输距离和同频干扰传输距离之比。
D S DI =(2n-1)r-na
二、噪声功率与频率的关系
基准噪声功率：参考绝对温度T0 290 K，基 准噪声功率定义为：N0 KT0 BN ，BN 为接 收机有效噪声带宽（中频带宽）。
等效噪声系数 F（a 等效噪声温度 T）a ：超 过基准噪声概率的分贝数来表示 2F3aJ/K10)lg。kkTTa0BB，NN k1为0 lg波TTa0 兹曼常数(1.38*10-
四、典型人为噪声的系数的平均值
五、发射机的噪声及寄生辐射
发射机边带噪声：发射机的噪声频带约 为2～3MHz，比频道间隔（25kHz） 大，会在相邻频道内形成干扰。主要由 振荡器的噪声、倍频器次数及调制器串 入的杂音有关。
发射机的寄生辐射：倍频产生寄生信号。 通过减少倍频次数，各级滤波器良好隔 离、滤波；输出良好滤波减少。
服务区内各个基站的相互连接 基站与固定网（PSTN、ISDN、数据网等）
一、移动通信网
二、移动通信组网技术
频率资源的共享多址技术－利用有限的资源传 输更大的容量
基站的设置和分配－服务区内应该如何设置基 站和分配基站频率资源满足用户需求。
网络结构－基站之间如何连接，与固定网络之 间如何连接。
一、移动通信网
移动通信网是承载移动通信业务的网络，主要完 成移动用户之间、移动用户与固定用户之间的信 息交换。
空中网络（无线网络） 地面网络（有线网络）
一、移动通信网
空中网络是移动通信网的主要部分，主要包括：
多址接入 频率复用和区域覆盖 切换和位置更新
地面网络部分主要包括：
干扰、互调干扰。
二、同频干扰
同频干扰是指所有落在接收机通带内的与有用信 号频率相同的无用信号的干扰，亦称同信道干扰 （又称为同道干扰或共道干扰）。
在电台密集的地方，若系统设计或频率管理不当， 就会造成同频干扰。同频干扰是无法滤除的。
二、同频干扰
频率复用：在移动通信系统中，为了提高频率利用率，在 相隔一定距离以外，可以使用相同的频率，这就称为频率 复用。
第三章组网技术基础
赵华
第三章组网技术基础
通过本章学习，着重解决以下问题：
干扰如何影响系统性能 如何进行区域覆盖 如何提高蜂窝系统容量 如何解决多信道共用 如何构造蜂窝网络结构 如何进行移动管理
建立一个移 动通信网的 系统级概念
第三章组网技术基础
3.1 移动通信网的基本概念 3.2 移动通信环境下的噪声和干扰 3.3 区域覆盖和信道配置 3.4 提高蜂窝容量的方法 3.5 多信道公用技术 3.6 组网结构 3.7 信令系统 3.8 系统的移动性管理
3、同频复用系数：同频复用距离和小区半径之比。
三、射频防护比和同频道再用距离
A基站发 M DS r0
DI D DI DS
[L] 120 40 lg d 20 lg(ht hr )(dB)
S / I S I LI LS D DI DS DI r0
发信机在相邻频道内的边频分量引起的。例如FM信号的 频谱是很宽的，当其中某些边频分量落入邻道接收机的 通带内，就会造成邻频干扰。
四、邻道干扰
解决邻道干扰的措施：
降低发射机落入相邻频道的干扰功率，即减小发射机带 外辐射(市场准入)；
提高接收机的邻频道选择性； 在网络设计中，避免相邻频道在同一小区或相邻小区内
DI DS
r0

5.2r0
B基站发
Q D r0
Q D 1 DI
r0
r0
1、系统性能指标
2、传输环境
3、同频干扰影响着系 统性能指标，可以通 过系统设计减小其影 响
四、邻道干扰
邻道干扰：是指相邻信道或邻近信道的信号相互干 扰。
产生邻道干扰的原因：
由于接收滤波器不理想，使得相邻频率的信号泄漏到了 传输带宽内而引起的。
3.2移动通信环境下的噪声和干扰
3.2.1移动通信环境下的噪声 3.2.2移动通信环境下的干扰
一、干扰简介
干扰是限制移动通信系统性能的主要因素 干扰来源：同小区的其他移动台；相邻小区的通
话；同频的其他基站；其他非蜂窝移动通信系统。 干扰影响：语音信道干扰导致串话；信令信道干
扰导致呼叫遗漏和阻塞。 干扰分类：同频干扰、邻频干扰、近端对远端比
它指两个或多个信号作用在通信设备的非线 性器件上，产生同有用信号频率相近的组合 频率，从而对通信系统构成干扰的现象。
五、互调干扰
互调干扰分为：
发射机互调干扰：在发射机的末端，由于功率放 大器的工作非线形，把其他的干扰信号与有用的 发射信号产生互相调制而形成的一种干扰
接收机互调干扰:处于互调关系的两个或多个无 线电信号同时被接收机接收，由于接收机高频放 大器或混频器的非线形而方式相互调制
3.2移动通信环境下的噪声和干扰
3.2.1移动通信环境下的噪声 3.2.2移动通信环境下的干扰
一、噪声分类
内部噪声:
热噪声-导体中由电子的热运动引起的。热 噪声功率与电阻温度以及频率带宽成正比。
散弹噪声-电子的起伏性发射或载流子的起 伏变化引起，噪声功率与平均电流有关。
闪烁噪声-取决于设备。
同频小区: 在一个给定的覆盖区域内，存在许多使用同一组 频率的小区。
B
G
C
A
F
D
B
E
G
C
B
A
G
C
F
D
A
E
F
D
E
Frequency reuse
二、同频干扰
同频复用比例：Q＝D/R (D：最近同频小区中心距离，R小区半 径)。Q越小，容量越大，Q越大，同频干扰越小，传播质量越高。
复用距离越近，同频干扰就越大；复用距离越远，同频干扰就越 小，但频率利用率就会降低。
小区
铁
路
B
A
A B
小区
河
道
A
B
C
(a) (b)
三.带状网的地域覆盖
带状网可进行频率复用。若以采用不同信道的两个小区 组成一个区群，称为双频制。若以采用不同信道的三个小区 组成一个区群，称为三频制。从造价和频率资源的利用而言， 当然双频制最好；但从抗同频干扰而言，双频制最差，还应 考虑多频制。
小区
小区
J0 ( ) cos(0t) J1( ) cos(0t t) J1( ) cos(0t t) ...Jn ( ) cos(0t nt) Jn ( ) cos(0t nt) ...
五、互调干扰
互调干扰是由传输设备中的非线性电路产生 的。
二、噪声功率与频率的关系
三、人为噪声的分类与特性
电器噪声：是指电器装置中，电流或电压发生 几句变化而形成的电磁辐射。这种噪声电磁波 除直接辐射外，还可以通过电力线传播，并由 电力线和接收机天线的电容耦合而进入接收机。
点火噪声：假定每个汽车8个汽缸，每个气缸 的转速为3000r/min，每个时刻只有半数气缸 在燃烧，则一台汽车每秒产生的火花脉冲数为： 4*3000/60=200次/秒，汽车噪声的强度可由 噪声系数Fa 表示。

d
2路径损耗＝
d
4 2
d1路径损耗 d14
d1
第三章组网技术基础
3.1 移动通信网的基本概念 3.2 移动通信环境下的噪声和干扰 3.3 区域覆盖和信道配置 3.4 提高蜂窝容量的方法 3.5 多信道公用技术 3.6 组网结构 3.7 信令系统 3.8 系统的移动性管理