第4章移动通信系统组网ppt课件.ppt

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1、第4章移动通信系统组网蜂窝组网技术4.1无线系统的信道分配4.24.1蜂窝组网技术移动通信系统采用一个叫基站的设备来提供无线覆盖服务，基站的覆盖范围有大有小，通常把基站覆盖的范围称为蜂窝。一个基站在其天线高度的范围内为移动用户提供服务的覆盖区称为一个无线电区，简称小区。采用多个基站来覆盖给定的服务区，这样的通信系统称为蜂窝移动通信系统。小区的划分决定于系统的容量、地形和传播特性。蜂窝4.1.1移动通信网的区域覆盖1．大区制大区制是指在特定的服务区内只设一个基站，负责服务区内所有用户的无线链路使用，如图4-1所示

2、。图6-8大区制示意图55（1）通常为了扩大服务区域的范围：①基地站天线架设得都很高；②发射机输出功率也较大（一般在200W左右）；③其覆盖半径大约为30~50㎞。（2）存在两个方向通信不一致的问题：原因：因为电池容量有限，通常移动台发射机的输出功率较小，故移动台距基地站较远时，移动台可以收到基地站发来的信号（即下行信号），而基地站却收不到移动台发出的信号（即上行信号）。解决：可以在适当地点设立若干个分集接收站，如图2-1虚线所示，以保证在服务区内的双向通信质量。66（3）存在同频间的相互串扰：在大区制中，为了

3、避免相互间的干扰，在服务区内的所有频道（一个频道包含收、发一对频率）的频率都不能重复。譬如，移动台MS1使用了频率f1和f2。那么，另一个移动台MS2就不能再使用这对频率了，否则将产生严重的相互串扰。（4）因而，这种体制的频率利用率及通信的容量都受到了限制，满足不了用户数量急剧增长的需要。为了满足用户数量增长的需要，提高频率的利用率，就需采用小区制的办法。7（1）、小区制的特点可以提高频率利用率，增加用户容量：因为同一组波道频率可以多次重复使用小区制中因为采用了频率复用技术，因此带来同频道干扰问题网路构成复杂：

4、需要越区切换、漫游、位置登记、更新等2．小区制图4-2小区制示意图（2）带状网带状网主要用于覆盖公路、铁路、水运航道、海岸沿线等狭长区域，如图4-3所示。基站天线若用全向辐射，覆盖区形状是圆形的，如图4-3（a）所示，带状网宜采用有向天线，使每个小区呈扁圆形，如图4-3（b）所示。图4-3带状网图4-4带状网频率配置若以采用不同信道的两个小区组成一个区群，在一个区群内使用不同的频率，不同的区群可使用相同的频率。图4-5带状网的同频道干扰分析带状网的同频道干扰分析如图4-5所示。（3）面状网陆地移动通信的大部分服

5、务区是宽广的面状区域。图4-6小区的形状由表4-2可见，在服务区面积一定的情况下，正六边形小区的形状最接近理想的圆形，用它覆盖整个服务区所需的基站数最少，也最经济。正六边形构成的网络形同蜂窝，因此，将小区形状为正六边形的小区制移动通信网称为蜂窝网。4.1.2蜂窝小区的特性1．区群的构成在移动通信中，为了避免同信道干扰，相邻小区显然不能用相同的信道。为了保证同信道小区之间有足够的距离，附近的若干小区都不能用相同的信道。这些不同信道的小区组成一个区群，称为单位无线区群，也叫做一簇。单位无线区群的构成应满足两个基本条

6、件。（1）单位区群之间可以无空隙无重叠地进行邻接。（2）邻接之后的区群应保证同信道小区之间的中心距离相等。单位无线区群内小区的个数（N）应满足下式：i，j为正整数（4-1）式中，i、j为相邻同频小区间的相隔小区数，取正整数且不同时为零。由式（4-1）可算出N的可能取值如表4-3所示。相应的区群形状如图4-7所示。表4-3单位无线区群内小区的个数（N）图4-7区群的构成示意图2．频率复用的概念频率复用的机理基于无线电波传播路径损耗特性，即如果两个基站之间的距离足够远，那么用于一个基站的频率可以在另一个基站上复用。

7、蜂窝系统的容量直接与单位区群在某一固定范围内复制的次数成比例。如果单位区群内小区的个数（N）减小而小区的大小保持不变，则需要更多的单位区群来覆盖给定的范围，从而获得更大的容量（C值更大）。3．区群结构的实现图4-9同信道小区的确定(1)、确定同频小区间位置的方法自某小区A出发，先沿边的垂线方向跨i个小区，再按逆时针方向转60度，再跨j个小区，就可以找到同频小区，共6个。24(2)、同频复用距离、同频复用比同频复用距离D：相邻的两个簇中，位置对应的两个同频小区中心之间的距离可见，簇内小区数N越小，同频小区之间的距

8、离越近，抗同频干扰的性能越差，但频率利用率越高。4．中心激励和顶点激励在每个小区中，基站可以设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区，这就是“中心激励”方式，如图4-10（a）所示。4．中心激励和顶点激励也可以将基站设计在每个小区六边形的3个顶点上，每个基站采用3副扇形辐射的定向天线，分别覆盖3个相邻小区的各三分之一区域，每个小区由3副120°扇形天线共同覆盖，这就是所谓的“顶点激励”