《蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)》PPT課件.ppt

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1、移動(dòng)通信原理第二章蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)內(nèi)容介紹2.1移動(dòng)通信網(wǎng)的基本概念2.2蜂窩小區(qū)的概念和區(qū)域覆蓋2.3信道切換策略2.4干擾和信道容量2.5電信業(yè)務(wù)流量與服務(wù)等級(jí)22.1移動(dòng)通信網(wǎng)的基本概念2.1.1移動(dòng)通信網(wǎng)概念2.1.2移動(dòng)通信網(wǎng)組成32.1.1移動(dòng)通信網(wǎng)概念移動(dòng)通信在追求最大容量的同時(shí)，還要追求最大的覆蓋，未來(lái)的目標(biāo)是全球無(wú)縫覆蓋(seamlesscoverage)即無(wú)論用戶移動(dòng)到什么地方，移動(dòng)通信系統(tǒng)都應(yīng)該覆蓋到要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在其覆蓋區(qū)內(nèi)良好的通信，就必須有一個(gè)通信網(wǎng)支持，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)就是移動(dòng)

2、通信網(wǎng)42.1.2移動(dòng)通信網(wǎng)組成（1）空中網(wǎng)絡(luò)部分多址接入方式頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)切換和位置更新（2）地面網(wǎng)絡(luò)部分服務(wù)區(qū)內(nèi)各個(gè)基站的相互連接基站與固定網(wǎng)絡(luò)（PSTN、ISDN、數(shù)據(jù)網(wǎng)等）52.2蜂窩小區(qū)的概念和區(qū)域覆蓋2.2.1蜂窩小區(qū)的概念2.2.2大區(qū)制小容量2.2.3頻率復(fù)用和小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)62.2.1蜂窩小區(qū)的概念蜂窩的概念是一個(gè)系統(tǒng)級(jí)的概念，其思想是用許多小功率的發(fā)射機(jī)來(lái)代替單個(gè)的大功率發(fā)射機(jī)，每一個(gè)小的覆蓋區(qū)只提供服務(wù)范圍內(nèi)的一小部分覆蓋。移動(dòng)通信網(wǎng)的區(qū)域覆蓋方式分為兩類：一類是小容

3、量的大區(qū)制；另一類是大容量的小區(qū)制。72.2.2大區(qū)制小容量大區(qū)制是指一個(gè)基站覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)。為了增大通信用戶量，大區(qū)制通信網(wǎng)只有增多基站的信道數(shù)（裝備量也隨之加大），但這總是有限的。因此，大區(qū)制只能適用于小容量的通信網(wǎng)，例如用戶數(shù)在1000以下。這種制式的控制方式簡(jiǎn)單，設(shè)備成本低，適用于中小城市、工礦區(qū)以及專業(yè)部門，是發(fā)展專用移動(dòng)通信網(wǎng)可選用的制式。82.2.3頻率復(fù)用和小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)為整個(gè)系統(tǒng)中的所有基站選擇和分配信道組的設(shè)計(jì)過(guò)程叫做頻率復(fù)用或頻率規(guī)劃。小區(qū)制大容量小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率

4、復(fù)用和覆蓋有兩種方式，一種是帶狀服務(wù)覆蓋區(qū)；另一種是面狀服務(wù)覆蓋區(qū)。92.2.3頻率復(fù)用和小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)圖2-1雙頻組和三頻組頻率配置帶狀覆蓋區(qū)(鐵路或江河沿線)10無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)廣泛使用六邊形研究系統(tǒng)覆蓋和業(yè)務(wù)需求。實(shí)際上，由于無(wú)線系統(tǒng)覆蓋區(qū)的地形地貌不同，無(wú)線電波傳播環(huán)境不同，產(chǎn)生的電波的長(zhǎng)期衰落和短期衰落不同，因而一個(gè)小區(qū)的實(shí)際無(wú)線覆蓋是一個(gè)不規(guī)則的形狀。當(dāng)用六邊形來(lái)模擬覆蓋范圍時(shí)，基站發(fā)射機(jī)或者安置在小區(qū)的中心（中心激勵(lì)小區(qū)），或者安置在六邊形的頂點(diǎn)之中的三個(gè)上（頂點(diǎn)激勵(lì)小區(qū)）。面狀

5、覆蓋區(qū)2.2.3頻率復(fù)用和小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)112.2.3頻率復(fù)用和小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)圖2-2蜂窩系統(tǒng)的頻率復(fù)用N=4包含2個(gè)完整的含有相同數(shù)字1到4的小區(qū)，一般稱為簇或區(qū)群。在一個(gè)簇里要使用不同頻率，在不同簇中要使用對(duì)應(yīng)的相同頻率。小區(qū)的頻率復(fù)用指名了在哪使用了不同的頻率信道122.2.3頻率復(fù)用和小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)考慮一個(gè)共有S個(gè)可用的雙向信道的蜂窩系統(tǒng)，如果每個(gè)蜂窩小區(qū)都分配K（K

6、無(wú)線信道的總數(shù)為S=KN（2-1）132.2.3頻率復(fù)用和小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)共同使用全部可用頻率的N個(gè)小區(qū)叫做一簇（cluster，也叫區(qū)群）。N叫做簇（或區(qū)群）的大小，如果區(qū)群在系統(tǒng)中共同復(fù)制了M次，則信道的總數(shù)C可以作為容量的一個(gè)度量C=MKN=MS（2-2）142.2.3頻率復(fù)用和小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)用正六邊形表示的一個(gè)小區(qū)，可使相鄰小區(qū)無(wú)空隙，每一個(gè)區(qū)群的小區(qū)數(shù)量N滿足下式：N=i2+ij+j2（2-3）N347912131619212527j10102102103i122323434531

7、52.2.3頻率復(fù)用和小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)N的值表現(xiàn)了移動(dòng)臺(tái)或基站可以承受的干擾，同時(shí)保持令人滿意的通信質(zhì)量移動(dòng)臺(tái)或基站可以承受的干擾主要體現(xiàn)在由于頻率復(fù)用所帶來(lái)的同頻干擾同頻距離的選定決定著同頻干擾的大小，因?yàn)楦蓴_隨著距離的增大會(huì)減小同頻復(fù)用距離D指最近的兩個(gè)同頻點(diǎn)小區(qū)中心之間的距離162.2.3頻率復(fù)用和小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)圖2-3在蜂窩小區(qū)中定位同頻小區(qū)的方法D=(3N)1/2RN=i2+ij+j2N也稱為頻率復(fù)用因子N越大，D就大，頻率利用率就降低，反之，N小，D小，頻率利用率高，但同頻干擾加

8、大1、沿著任何一條六邊形鏈移動(dòng)i個(gè)小區(qū)；2、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60度，再一定j個(gè)小區(qū)，如上圖，i=3，j=2，N=19172.3信道切換策略將正在處于通話狀態(tài)的移動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)移到新的業(yè)務(wù)信道上（新的小區(qū)）的過(guò)程稱為“切換”（handover）???為什么要切換信號(hào)強(qiáng)度或質(zhì)量下降引起切換容量問(wèn)題引起切換182.4干擾和信道容量干擾是蜂窩無(wú)線系統(tǒng)性能的主要限制因素。在蜂窩系統(tǒng)中，存在兩種主要的干擾，即同頻干擾和鄰頻干擾。192.4.1同頻干擾和系統(tǒng)容量2.4.2相鄰信道的干擾2.4.3蜂窩小區(qū)容量的