无线通线系统概论课件.ppt

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1、無線通訊系統概論行動通訊與網路Chapter5蜂巢式概念細胞面積在蜂巢式系統，最重要的因素是細胞的大小與形狀。一個細胞是一個傳送台或基地台所能涵蓋的無線電範圍。所有該區域的行動台都連往基地台，並接受其服務。理想上基地台所能涵蓋的面積可表示為距基地台圓心半徑R的圓形細胞。第5章蜂巢式概念第123頁2圖5.1細胞覆蓋面積的形狀細胞R(a)理想細胞RRRR(c)不同的細胞模型(b)實際細胞第5章蜂巢式概念第124頁3表5.1細胞形狀與半徑於服務特徵之影響第5章蜂巢式概念第124頁4圖5.2兩相鄰細胞I與j的信號強度等高線從邊界左邊選取細胞i理想

2、邊界信號強度(單位dBm)從邊界右邊選取細胞j細胞j-60-70-80-90-100細胞i-60-70-80-90-100第5章蜂巢式概念第125頁5圖5.3接收信號強度顯示實際細胞覆蓋-100-90-80-70-60-60-70-80-90-100信號強度(indB)細胞i細胞j第5章蜂巢式概念第125頁6接收功率P(x)相距BS之距離x圖5.4基地台接收功率之變異第5章蜂巢式概念第126頁7圖5.5換手區域BSi因BSj之信號強度EX1因BSi之信號強度X3X4X2X5XthMSPminPi(x)Pj(x)BSjX4X2XthEX4X

3、2Xth第5章蜂巢式概念第127頁8圖5.6長方形細胞的換手率假設N1是橫軸上單位長度發生換手的行動台數量，N2是縱軸方向的換手數量，則換手可能發生在細胞的R1邊，或細胞的R2邊。通過細胞的R1邊之行動台數量為，整體換手率：λH=R1(N1cosθ+N2sinθ)+R2(N1sinθ+N2cosθ)N2N1R2R1第5章蜂巢式概念第127頁9長方形細胞的換手率我們有:可以獲得：簡化為第5章蜂巢式概念第128頁10細胞容量細胞的供給流量負荷通常決定於下列兩個重要隨機參數提出服務需求之行動台的平均數量（平均通話到訪率λ)。使用服務之行動台的

4、平均時間長度（平均通話時間T)。供給流量負荷定義為a=T第5章蜂巢式概念第130頁11譬如，一個具有100個行動台的細胞，平均來說，如果一小時有30個服務需求，平均通話時間為T=360秒，則平均服務率（或平均通話到訪率)是一個通道在一整個小時都是忙於服務則定義為一個Erlang。因此，前述例子的供給流量負荷，其Erlang為：細胞容量第5章蜂巢式概念第131頁12平均到訪率為λ與平均服務（離開)率是μ。當所有通道都是忙碌的，新到訪的通話是會遭拒絕的。此系統可以透過一個M/M/S/S排隊模型來被分析。如第二章所介紹M/M/S/S是M/M/

5、S/∞的特例，此系統的穩態機率P(i)s與M/M/S/∞模型的其他狀態i=0,…,S，具有相同的形式。在這裡，S是細胞的通道數。所以，我們有：其中供給量細胞容量第5章蜂巢式概念第131頁13到訪通話被阻斷的機率P(S)相同於所有通道都是忙碌的機率稱為ErlangB式，並標記為B(S,a).B(S,a)，也叫做阻斷機率（blockingprobability)、遺失機率，或拒絕機率。附錄A列有ErlangB表格。在前述例子，若S為2，a=3，則阻斷機率為：細胞容量第5章蜂巢式概念第131頁14細胞容量有0.529比例的話務是阻斷的，需要重新

6、啟始那些通話。因此總阻斷通話量大約為30×0.529=15.87。系統的效率為：第5章蜂巢式概念第131頁15一個到訪通話被延遲的機率為：這稱為ErlangC式。在前述例子，若S=5與a=3，我們有B(5,3)=0.11。所以，一個到訪通話被延遲的機率為：細胞容量第5章蜂巢式概念第132頁16頻率重複使用早期蜂巢式系統使用FDMA，其有限範圍限制在半徑2至20公里。一細胞所使用的頻率帶或通道可在另一細胞「重複使用」，前提是兩細胞得相距夠遠，且信號強度不相互干擾。而這種作法提高了各個細胞的可用頻寬。第5章蜂巢式概念第132頁17D、R（各細

7、胞的半徑），以及N（各叢集的細胞數量）之間有緊密關係：重複使用係數q為：頻率重複使用第5章蜂巢式概念第132頁18圖5.7頻率重複使用示意圖Fx:頻率帶之集合F1F2F3F4F5F6F7F1F2F3F4F5F6F7F1F2F3F4F5F6F7F1F2F3F4F5F6F7F1F1F1F1重複使用距離D第5章蜂巢式概念第133頁19圖5.8利用整數i與j來尋找相鄰細胞中心j方向60°123…ii方向第5章蜂巢式概念第133頁20圖5.9u與v的座標平面(4,-3)(-3,3)u(v=0)012-1-2-1-21234-3-43-3v(u=0)

8、第5章蜂巢式概念第134頁21如何形成叢集，其中i與j為整數。由於此方法僅適用於j=1（給定N），整數i也固定如下：然後利用可以獲得細胞中心為（u,v）的標籤L。第5章蜂巢式概念第134-13