蜂窩移動通信組網(wǎng)技術.ppt

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1、<第2章>數(shù)字移動通信的關鍵技術組網(wǎng)技術編碼技術多址技術均衡技術信令移動通信網(wǎng)按照服務區(qū)域覆蓋方式分為：大區(qū)制小區(qū)制一、組網(wǎng)技術1.區(qū)域覆蓋方式大區(qū)制由一個基站(發(fā)射功率為50～100W)覆蓋整個服務區(qū)，該基站負責服務區(qū)內(nèi)所有移動臺的通信與控制。大區(qū)制的覆蓋半徑一般為30～50km。采用這種大區(qū)制方式時，由于采用單基站制，沒有重復使用頻率的問題，因此技術問題并不復雜。只需根據(jù)所覆蓋的范圍，確定天線的高度，發(fā)射功率的大小，并根據(jù)業(yè)務量大小，確定服務等級及應用的信道數(shù)。但也正是由于采用單基站制，因此基站的天線需要架設得非常高，發(fā)射機的

2、發(fā)射功率也要很高。即使這樣做，也只可保證移動臺收到基站的信號，而無法保證基站能收到移動臺的信號。因此這種大區(qū)制通信網(wǎng)的覆蓋范圍是有限的，只能適用于小容量的網(wǎng)絡，一般用在用戶較少的專用通信網(wǎng)中。一、組網(wǎng)技術大區(qū)制可以在適當?shù)牡攸c設立若干個分集接收站來改善上行傳輸。一、組網(wǎng)技術小區(qū)制小區(qū)制是指將整個服務區(qū)劃分為若干小區(qū)，在每個小區(qū)設置一個基站，負責本小區(qū)內(nèi)移動臺的通信與控制。小區(qū)制的覆蓋半徑一般為2～10km，基站的發(fā)射功率一般限制在一定的范圍內(nèi)，以減少信道干擾。同時還要設置移動業(yè)務交換中心，負責小區(qū)間移動用戶的通信連接及移動網(wǎng)與有線

3、網(wǎng)的連接，保證移動臺在整個服務區(qū)內(nèi)，無論在哪個小區(qū)都能夠正常進行通信。由于是多基站系統(tǒng)，因此小區(qū)制移動通信系統(tǒng)中需采用頻率復用技術。在相隔一定距離的小區(qū)進行頻率再用，可以提高系統(tǒng)的頻率利用率和系統(tǒng)容量，但網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜，投資巨大。盡管如此，為了獲得系統(tǒng)的大容量，在大容量公用移動通信網(wǎng)中仍普遍采用小區(qū)制結(jié)構(gòu)。一、組網(wǎng)技術小區(qū)制一、組網(wǎng)技術PSTN另一有線網(wǎng)另一有線網(wǎng)MSCMSCBSCBSCBSCBSCBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBSCBSCBSC7小區(qū)頻率重復再用37516324356

4、175243612774251314小區(qū)制根據(jù)服務對象和地形的不同對服務區(qū)域劃分為：帶狀服務區(qū)面狀服務區(qū)一、組網(wǎng)技術帶狀服務區(qū)這種區(qū)域的無線小區(qū)，按橫向排列覆蓋整個服務區(qū)，整個系統(tǒng)由許多細小的無線小區(qū)相連而成?；咎炀€使用全向輻射，覆蓋區(qū)形狀是圓形；可進行頻率復用；為防止同頻干擾，相鄰區(qū)域不能使用同一頻率；適用范圍：一般應用在鐵路、公路、沿海和內(nèi)河航道的移動通信系統(tǒng)。一、組網(wǎng)技術為防止同頻干擾，相鄰區(qū)域不能采用統(tǒng)一頻率，可采用二頻組、三頻組或四頻組的頻率配置雙頻組和三頻組的頻率設置的示意圖如下：一、組網(wǎng)技術面狀服務區(qū)在平面區(qū)域內(nèi)劃

5、分小區(qū)。全向天線的覆蓋區(qū)是圓形的。為不留空隙覆蓋整個服務區(qū)，各覆蓋區(qū)之間一定要重疊?？紤]重疊后，每個小區(qū)實際上的有效覆蓋區(qū)是一個圓的內(nèi)接多邊形?？紤]覆蓋整個區(qū)域而沒有重疊和間隙的幾何形狀，分為正三角形、正方形和正六邊形一、組網(wǎng)技術正六邊形aa正方形a正三角形其中六邊形在三種幾何形狀中具有最大的中心間隔和覆蓋面積，而重疊區(qū)域?qū)挾群椭丿B區(qū)域的面積又最小。所以小區(qū)都采用正六邊形小區(qū)結(jié)構(gòu)，正六邊形構(gòu)成的網(wǎng)絡形同蜂窩，因此，把小區(qū)形狀為六邊形的小區(qū)制移動通信網(wǎng)稱為蜂窩網(wǎng)。蜂窩網(wǎng)每區(qū)各使用一個無線電頻率，但隔幾區(qū)容許使用同一頻率，不會互相干擾

6、。一、組網(wǎng)技術3、單位無線區(qū)群的構(gòu)成應滿足以下兩個條件：1、若干單位無線區(qū)群能彼此鄰接2、相鄰單位無線區(qū)群的同頻小區(qū)中心間隔距離dg是一樣的。滿足以上兩個條件的關系式如下：N=a2+ab+b2式中N為構(gòu)成單位無線區(qū)群的正六邊形的數(shù)目。a及b均為正整數(shù)，包括零在內(nèi)，但a、b不能同時為零。按照以上條件，可確定N有如下數(shù)值a=1b=1N=3a=2b=0N=4a=2b=1N=7a=2b=2N=12a=3b=0N=9

7、

8、

9、

10、

11、

12、N=3a=1b=1(dg/r0)=3N=4a=2b=0(dg/r0)=3.46N=7a=2b=1(dg/r0)=4

13、.58N=12a=3b=2(dg/r0)=6N=13a=3b=1(dg/r0)=6.24N=9a=3b=0(dg/r0)=5.2dg是同頻小區(qū)中心距離r0是小區(qū)半徑dg/r0=√3N1123456711111r0dgN=7,a=2,b=1事實上服務區(qū)內(nèi)的用戶密度是不均勻的。因而在用戶密度高的市中心可以使小區(qū)面積小一點，而在郊區(qū)小區(qū)的面積可以大一些一、組網(wǎng)技術對于已設置好的蜂窩通信網(wǎng)，隨著城市的發(fā)展，原來低用戶密度區(qū)可能變成高密度區(qū)，這時相應地在該地區(qū)設置新的基站，將小區(qū)面積劃小，解決以上問題可用小區(qū)分裂方法。一、組網(wǎng)技術小區(qū)分裂小

14、區(qū)分裂是將擁塞的小區(qū)分成更小小區(qū)的方法，每個小區(qū)都有自己的基站，并相應地降低天線高度和減小發(fā)射功率。由于小區(qū)分裂提高信道的復用次數(shù)，使得單位面積內(nèi)的信道數(shù)目增加，因而能提高系統(tǒng)容量。如果分裂后小區(qū)半徑為原小區(qū)半徑的一半，則是1:4的分裂。一、組網(wǎng)技