移动通信技术——第4章--移动通信系统组网.ppt

第4章移动通信系统组网2021/5/18本章主要内容如下。①蜂窝组网的必要性及蜂窝小区的特性。②无线系统的信道分配策略。③多信道共用的意义。④话务量、服务等级和信道数的关系。⑤蜂窝组网干扰和不同接入方式的容量分析。⑥蜂窝系统的移动性管理。⑦GSM系统的蜂窝网络设计。4.1蜂窝组网技术图4-1大区制示意图2．小区制图4-2小区制示意图（2）带状网图4-3带状网（3）面状网图4-6小区的形状在辐射半径r相同的条件下，计算出3种形状小区的邻区距离、小区面积、交叠区宽度和交叠区面积如表4-2所示，定性分析也可由图4-6直接看出。表4-23种形状小区的比较4.1.2蜂窝小区的特性这些不同信道的小区组成一个区群，称为单位无线区群，也叫作一簇。只有不同区群内的小区才能进行信道再用。单位无线区群的构成应满足两个基本条件。（1）单位区群之间可以无空隙无重叠地进行邻接。（2）邻接之后的区群应保证同信道小区之间的中心距离相等。单位无线区群内小区的个数（N）应满足下式：2．频率复用的概念为了理解频率复用的概念，考虑一个共有S个可用的双向信道的蜂窝系统。如果每个小区都分配k个信道（k<S），S个信道在N个小区中分为各不相同的、各自独立的信道组，那么可用信道的总数（S）与单位区群内小区的个数（N）以及每小区信道数（k）的关系可表示为S=kN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=MkN3．区群结构的实现实际应用中，将D/r值定义为共道干扰抑制因子、共道再用因子或同频复用因子，用Q表示，即4．中心激励和顶点激励也可以将基站设计在每个小区六边形的3个顶点上，每个基站采用3副扇形辐射的定向天线，分别覆盖3个相邻小区的各三分之一区域，每个小区由3副120°扇形天线共同覆盖，这就是所谓的“顶点激励”方式，如图4-10（b）所示。图4-10两种激励方式5．蜂窝小区增加容量的方法（1）小区分裂（2）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。4.2无线系统的信道分配②确定无互调干扰或尽量减小互调干扰的分组方法。③考虑有效利用频率资源、减小基站天线高度和尽量减小发射功率，在满足射频防护比的前提下，确定频道分组数。（2）频道分配时需注意的问题③应根据移动通信设备抗邻道干扰能力来设定相邻频道的最小频率间隔。④根据规定的射频防护比建立频率复用的频道分配图案。⑤保证频率计划、远期规划、新归网和重叠网频率分配的协调一致。2．固定频道分配方法②单位无线区群中不能使用相同的频道，以避免同频道干扰。③每个无线小区应采用无三阶互调的频道组，以避免三阶互调干扰。（2）等频距分配法3．动态分配方法（2）柔性配置法4.3多信道共用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。4.3.2话务量、服务等级和信道数的关系式中，A无量纲，单位为厄兰（Erlang，Erl）；λ的单位为次/h；S的单位为h/次。（2）用户忙时话务量最忙1小时内的话务量与全天话务量之比称为忙时集中率，用K表示，定义为每个用户的忙时话务量需要统计的方法确定，一般K=10%～15%。（3）服务等级2．话务量、服务等级和信道数的关系②呼损率的计算。对于多信道共用的移动通信系统来说，假设呼叫具有下面性质。独立，用户数量为无限大。概率相等，呼叫分布服从泊松分布。呼叫请求的到达无记忆性。可用的信道数目有限。用户占用信道的概率服从指数分布。根据话务理论，呼损率（B）、共用信道数（N）和流入话务量（A）三者的定量关系可用厄兰B公式表示为若已知呼损率B，根据上式可推导出A和N的对应数量关系，而A/N就是在一定呼损率下每条信道的平均流入话务量。在实际工程中，为计算方便，把不同呼损率B条件下的信道数N及话务量A列成表格，称为厄兰B表。3．信道利用率4.3.3空闲信道的选取2．专用呼叫信道4.4蜂窝组网系统干扰和容量分析（1）基站受共道小区中移动台的干扰。（2）移动台受共道小区中基站的干扰。4.4.2不同接入方式系统容量因此，FDMA系统容量K的计算公式为式中，W为无线系统总带宽，N为区群小区数，B为信道带宽。2．时分多址的蜂窝系统容量3．码分多址的小区容量（2）CDMA系统小区容量的修正假定各小区同时工作的用户数目都等于Ｎ，即各基站同时向Ｎ个用户发送信号；各基站发送给所有用户的有效辐射功率都一样；路径传播损耗都与距离的４次方成比例。理论分析表明，每小区同时通信的用户数将下降到原来的60%。令F为邻近蜂窝干扰因子，则CDMA系统容量，即式（4-31）变为（信道/小区）4.5蜂窝系统的移动性管理图4-22蜂窝网络服务区域划分2．