蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)課件.ppt

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1、第二章蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)內(nèi)容2.1蜂窩小區(qū)的概念和特點(diǎn)2.2信道切換策略2.3干擾和信道容量2.4電信業(yè)務(wù)流量與服務(wù)等級(jí)2.1蜂窩小區(qū)的概念和特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在其覆蓋區(qū)內(nèi)良好的語音和數(shù)據(jù)通信，這樣的通信網(wǎng)就是移動(dòng)通信網(wǎng)。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)蜂窩式組網(wǎng)理論移動(dòng)通信網(wǎng)的基本組成蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)圖示各子系統(tǒng)功能移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)空中網(wǎng)絡(luò)基站與固定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)內(nèi)各基站的相互連接多址接入切換和位置更新頻率復(fù)用和蜂窩小區(qū)地面網(wǎng)絡(luò)蜂窩式組網(wǎng)理論無線蜂窩式小區(qū)覆蓋將一個(gè)移動(dòng)通信服務(wù)區(qū)劃分成許多以正六邊形為基本幾何圖形的覆蓋區(qū)域小功率發(fā)射一個(gè)較低功率的發(fā)射機(jī)服務(wù)一個(gè)蜂窩小區(qū)，在較小

2、的區(qū)域內(nèi)設(shè)置相當(dāng)數(shù)量的用戶頻率復(fù)用蜂窩系統(tǒng)的基站工作頻率，由于傳播損耗提供足夠的隔離度，在相隔一定距離的另一個(gè)基站可以重復(fù)使用同一組工作頻率優(yōu)點(diǎn)：緩解了頻率資源緊缺，增加了系統(tǒng)容量缺點(diǎn)：同頻干擾蜂窩式組網(wǎng)理論多信道共用由若干無線信道組成的移動(dòng)通信系統(tǒng)，為大量的用戶共同使用并且仍能滿足服務(wù)質(zhì)量的信道利用技術(shù)。越區(qū)切換當(dāng)正在通話的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入相鄰無線小區(qū)時(shí)，業(yè)務(wù)信道自動(dòng)切換到相鄰小區(qū)基站，從而不中斷通信過程。移動(dòng)通信網(wǎng)的基本組成移動(dòng)通信無線服務(wù)區(qū)由許多正六邊形蜂窩小區(qū)覆蓋而成，通過接口與公眾通信網(wǎng)（PSTN、PSDN）互聯(lián)。移動(dòng)通信系統(tǒng)包括移動(dòng)交換子系統(tǒng)（

3、SS）操作維護(hù)管理子系統(tǒng)(OMS)基站子系統(tǒng)（BSS）移動(dòng)臺(tái)（MS）是一個(gè)完整的信息傳輸實(shí)體基站基站SS7MSC2（訪問MSC）用戶變成漫游者BSSBSSSSOMSPSTNMSC1（歸屬移動(dòng)交換中心）SS圖2-1典型的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)各子系統(tǒng)功能基站子系統(tǒng)（BSS）和移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SS）共同建立呼叫。BSS提供并管理移動(dòng)臺(tái)和SS之間的無線傳輸通道SS負(fù)責(zé)呼叫控制功能，所有呼叫都經(jīng)由SS建立連接操作維護(hù)管理子系統(tǒng)（OMS）負(fù)責(zé)管理控制整個(gè)移動(dòng)移動(dòng)臺(tái)（MS）由移動(dòng)終端設(shè)備和用戶數(shù)據(jù)兩部分組用戶識(shí)別卡（SIM）與移動(dòng)終端設(shè)備分離，用于存放用戶數(shù)據(jù)頻率復(fù)用

4、和蜂窩小區(qū)解決頻率資源有限和用戶容量問題區(qū)域覆蓋方式小容量的大區(qū)制一個(gè)基站覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)，發(fā)射功率要大利用分集接收等技術(shù)來保證上行鏈路的通信質(zhì)量只能適用于小容量的通信網(wǎng)大容量的小區(qū)制頻率復(fù)用將覆蓋區(qū)域劃分為若干小區(qū)，每個(gè)小區(qū)設(shè)立一個(gè)基站服務(wù)于本小區(qū)，但各小區(qū)可重復(fù)使用頻率帶來同頻干擾的問題大容量的小區(qū)制小區(qū)制的概念將所要覆蓋的地區(qū)劃分為若干小區(qū)，每個(gè)小區(qū)的半徑可視用戶的分布密度在1-10公里左右，在每個(gè)小區(qū)設(shè)立一個(gè)基站為本小區(qū)范圍內(nèi)的用戶服務(wù)。頻率復(fù)用用有限的頻率數(shù)就可以服務(wù)多個(gè)小區(qū)，每一個(gè)小區(qū)和其它小區(qū)可再重復(fù)使用這些頻率，稱為頻率復(fù)用。這種組網(wǎng)方

5、式可以構(gòu)成大區(qū)域大容量移動(dòng)通信系統(tǒng)。大容量的小區(qū)制頻率復(fù)用和覆蓋方式帶狀服務(wù)覆蓋區(qū)面狀服務(wù)覆蓋區(qū)簇小區(qū)的覆蓋形狀同頻干擾同頻相鄰小區(qū)的找法雙頻組頻率配置三頻組頻率配置f1f2f1f2f1f2f1f1f2f3f1f2f3f1一般應(yīng)用在鐵路、公路、沿海等地。按橫向排列覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)，BS使用定向天線，有許多細(xì)長的無線小區(qū)相連而成。為了克服同頻干擾，常采用雙頻組頻率配置和三頻組或四頻組的頻率配置方式。從造價(jià)和頻率利用率來看，選擇二頻組最好，但二頻組的抗干擾能力最差。小區(qū)制--帶狀服務(wù)區(qū)小區(qū)制--面狀服務(wù)覆蓋區(qū)面狀服務(wù)區(qū)陸地移動(dòng)通信大部分是在一個(gè)寬廣的平面上

6、實(shí)現(xiàn)的，平面服務(wù)區(qū)內(nèi)的無線小區(qū)組成的實(shí)際形狀取決于電波傳播條件和天線的方向性。如果服務(wù)區(qū)的地形、地物相同，且基地臺(tái)采用全向天線，其覆蓋范圍大體是一個(gè)圓。為了不留空隙地覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)，無線小區(qū)之間會(huì)有大量的重疊。在考慮重疊之后，每個(gè)小區(qū)實(shí)際上的有效覆蓋區(qū)是一個(gè)圓的內(nèi)接多邊形，這些多邊形有正三角形、正方形和正六邊形。小區(qū)制--面狀服務(wù)覆蓋區(qū)服務(wù)區(qū)形狀：線狀、面狀（無縫覆蓋）相同地形地物、全向天線?圓形小區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中為鄰接覆蓋服務(wù)區(qū)，用圓內(nèi)接正多邊形代替圓(正三角形、正方形、正六邊形)三種圓內(nèi)接正多邊形的比較小區(qū)形狀正三角形正方形正六邊形比較相鄰小區(qū)的中心

7、距離r大：BS間干擾小單位小區(qū)面積大：所需小區(qū)數(shù)少交疊區(qū)域距離r?。罕阌诟櫧粨Q交疊區(qū)域面積?。和l干擾小最少頻率個(gè)數(shù)643少：頻率利用率高正六邊形小區(qū)形狀最佳，相互鄰接構(gòu)成蜂窩狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)小區(qū)制--面狀服務(wù)覆蓋區(qū)通過上表可見，采用正六邊形無線小區(qū)鄰接構(gòu)成整個(gè)面狀服務(wù)區(qū)為最好。六邊形的面狀服務(wù)區(qū)的形狀像蜂窩---稱蜂窩網(wǎng)。蜂窩網(wǎng)通常是先由若干鄰接的無線小區(qū)組成一個(gè)無線區(qū)群，再由若干個(gè)無線區(qū)群構(gòu)成整個(gè)服務(wù)區(qū)。為了實(shí)現(xiàn)同頻復(fù)用，防止同頻干擾，要求每個(gè)區(qū)群中的小區(qū)，不得使用相同頻率，只有在不同的無線區(qū)群中，才可使用相同的頻率進(jìn)行頻率復(fù)用。小區(qū)制--面

8、狀服務(wù)覆蓋區(qū)基站發(fā)射機(jī)位置中心激勵(lì)小區(qū)：安置在小區(qū)的中心頂點(diǎn)激勵(lì)小區(qū)：安置在六邊形頂點(diǎn)之中的三個(gè)上實(shí)際形狀由