数字移动通信 教学课件 作者 康晓非 暴宇 第3章 移动通信主要技术.ppt

《数字移动通信 教学课件 作者 康晓非 暴宇 第3章 移动通信主要技术.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第3章移动通信主要技术10/5/20211多址技术3.2编码及交织技术3.33.4分集技术3.5数字调制技术3.3蜂窝技术10/5/202123.1蜂窝技术3.1.1蜂窝的概念3.1.2切换3.1.3频率复用10/5/202133.1.1蜂窝的概念蜂窝的概念是20世纪60～70年代首先由Bell实验室提出的，1978年Bell实验室研制成功了采用蜂窝进行网络覆盖的AMPS系统，该系统于1983年首先在美国芝加哥商用，随后同属于1G系统的TACS，以及2G、3G系统均采用了蜂窝结构进行网络覆盖，我们将其称

2、为蜂窝移动通信系统。蜂窝技术的提出对移动通信的发展具有划时代的意义。采用蜂窝结构组网，极大的提高了系统容量，使得移动通信应用于个人领域成为可能。10/5/202143.1.1蜂窝的概念1．区域覆盖的发展在蜂窝概念出现之前的移动通信系统的网络覆盖方式采用的是大区制，蜂窝小区就是相对于大区制而言的，大区制移动通信系统通过使用大功率发射机（50～200W）、架设很高的天线（>30m）而获得一个大面积的覆盖范围。大区制具有覆盖面积大、网络结构简单且无需移动交换机等优点，但也有服务性能较差、频谱利用率低及用户容量

3、有限等缺点。因此，调整移动通信系统结构，以使其既能用有限的频率获得大容量，同时又能覆盖大面积范围，已迫在眉睫。10/5/202153.1.1蜂窝的概念解决频谱利用率低和用户容量问题的有效方法是采用小区制。其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（大覆盖区），每个小功率发射机只提供服务范围内的一小部分覆盖。针对不同的服务区，小区制在覆盖方式上可分为带状服务覆盖区和面状服务覆盖区。带状服务覆盖区主要用于覆盖公路、铁路、海岸等。面状服务覆盖区主要用于覆盖较大区域的平面，在平面区域内划分

4、小区，组成的网络称为蜂窝网。10/5/202163.1.1蜂窝的概念2．蜂窝小区的形状一个蜂窝小区就是一个基站所覆盖的有效面积。蜂窝小区就形状而言，由于无线电波传播受地形地物的影响，它的形状是不规则的，如图3-1a。如果不考虑地形地物的影响且采用全向天线，那么蜂窝小区的形状就是一个圆，如图3-1b。为了避免在服务区出现盲区，我们必须用小区进行不留空隙地覆盖，这样一个个圆形小区之间一定含有很多的交叠。不考虑了交叠，实际上每个小区的有效覆盖区域是一个多边形。10/5/202173.1.1蜂窝的概念c.理论化

5、b.理想化a.实际化图3-1蜂窝小区形状示意图可以证明，要用正多边形无空隙、无重叠地覆盖一个平面区域，可取的形状只能是三种，即正三角形、正方形和正六边形。比较三种多边形，正六边形的小区面积最大，交叠面积最小，这就意味着在服务区面积一定的情况下，正六边形的覆盖需要最少的小区数目，即最少基站，费用也是最少，如图3-1c所示。10/5/202183.1.1蜂窝的概念当用正六边形作为蜂窝小区的理论模型时，基站如果安装在小区的中心，称之为中心激励，如图3-2所示。基站如果安装在正六边形相同的三个顶点上，称之为顶点

6、激励，如图3-3所示。图3-2中心激励方式图3-3顶点激励方式10/5/202193．蜂窝小区的分类3.1.1蜂窝的概念一般根据蜂窝小区覆盖半径的不同可将其划分为：宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝。（1）宏蜂窝传统的蜂窝网络由宏蜂窝小区构成，每小区的覆盖半径大多为1km～20km。由于覆盖半径较大，所以基站的发射功率较强，一般在10W以上，天线架设也较高。每个小区分别设有一个基站，它与处于其服务区内的移动台建立无线通信链路。10/5/2021103.1.1蜂窝的概念（2）微蜂窝微蜂窝小区是在宏蜂窝小区的基础上发

7、展起来的技术，它的覆盖半径大约为0.1km～1km；发射功率较小，一般为1～2W；基站天线置于相对低的地方，如屋顶下方，高于地面5～10m，传播主要沿着街道的视线进行，信号在楼顶的泄漏小。因此，微蜂窝最初被用来加大无线电覆盖，消除宏蜂窝中的“盲点”。同时由于低发射功率的微蜂窝基站允许较小的频率复用距离，因此业务密度得到了巨大的增长，且无线干扰很低，将它安置在宏蜂窝的“热点”上，可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。10/5/2021113.1.1蜂窝的概念（3）微微蜂窝随着容量需求进一步增长，运营者可

8、按同一规则安装第三或第四层网络，即微微蜂窝小区。微微蜂窝实质微蜂窝的一种，只是它的覆盖半径更小，一般只有几十米；基站发射功率更小，大约在几十到几百毫瓦左右；其天线一般装于建筑物内业务集中地点。微微蜂窝也是作为网络覆盖的一种补充形式而存在的，它主要用来解决商业中心、会议中心等室内覆盖的通信问题。10/5/2021123.1蜂窝技术3.1.1蜂窝的概念3.1.2切换3.1.3频率复用10/5/2021133.1.2切换1．定义切换也称越区切换，