移动通信+教案

采用物理间隔隔开的办法来提供频率利用率。只要3对频率就可与5个移动

台通话。（大区制要5对频率才可。） 缺点：复杂

优点：频率利用率高

以管理和设备的复杂为代价换来高的频率利用率。（因为频率是不可再生的） 1．服务区划分的方法 带状服务区：铁路、公路、河流 面状服务区：城市

（1） 带状服务区, P28图2.1

从频率利用率来讲，二频组工作方式最好。但是同频干扰的问题需要考虑。 （2） 面状服务区

大多数情况，例如城市中需要设立多个基站来覆盖多个服务区――面状服务区

设无线小区：用半径为r的圆形内切多边形来表示。 （假设地形、地物同，全向天线有交叠）采用何种多边形的问题――r同，覆盖同样多的面积好？ ? 邻接小区的中心间距 ―― 间隔越大，干扰越小 六边形最大 ? 单位小区的有效面积 六边形最大 ? 交叠区域面积 交叠面积越小，同频干扰越小 六边形最小 ? 交叠距离 ―― 实现交换容易 六边形最小 ? 所需最少无线频率的个数 － 防止同频干扰

结论：正六边形组网方式来覆盖面状服务区是最好的，又称为蜂窝式网。

2. 正六边形无线区群的构成（P29 fig2.2）

(1)要求会画（N＝3 N＝4 N＝7无线区群的构成） 面状服务区――无线区群――正六边形无线小区 ? 构成的条件（两个基本条件）

? 若干无线区群彼此邻接组成蜂窝式服务区。

? 邻接的无线区群中的同频无线小区的中心间距相等。

? 构成无线区群的小区个数：N=a2+ab+b2 （a 、b均为正整数，不可同时为0）

N＝3 N＝4 N＝7 N＝9 N＝12

(2)区群结构

为了实现频率复用：

? 小区频率使用要隔开，避免同频干扰。相邻小区不能用相同频率，必须间隔一定距离或

跳过若干小区后，同一频率才能再用。 ? 将若干个相邻小区组成一个区群，并将可供使用的频率分成若干组。区群内的各个小区

使用不同的频率组，而每个区群能使用所提供的全部无线频道。 ? 用相同频率配置区群来覆盖整个服务区。

5

2 1 7 6 5 3 1 4 6 2 2 3 7 4 5 3 1 7 6 5 4 同样频率小区距离相等，区群全部相邻。

3.激励方式：

0

? 中心激励：基地站安装在小区中心。采用360全向天线实现无线区的覆盖

0

? 顶点激励：基地站安装在六边形的三个顶点上。采用三个互成120指向天线扇面形

（每基站3个小区）

0

? 常见的顶点激励方式有两种：三叶草形，120扇面

4.蜂窝系统的容量C

若一个系统，有S个可用的双向信道，S个可用的双向信道在N个小区中分为各不相同、各自独立的信道组，每组有相同的信道数K。可用无线信道的总数为：

S=KN

共同使用全部可用频率的N个小区叫做一簇。如果簇在小区中共同复制了M次，则容量C

C=MKN=MS, N=4,7,12….

2.2信道切换策略

2．2．1信道切换原理

1．切换的原因及切换的发起 移动用户处于通话状态时，用户从一个小区移动到另一个小区，系统将对该移动台的连接控制从一个小区转移到另一个小区（新的业务信道）的过程。

切换包括：

识别新的小区，分配移动台新的语音和控制信道 切换的原因：

信号的强度或质量下降——由移动台发起 小区业务容量全被占用——由上级实体发起

2．切换策略：（用户感觉不到） ? 具有优先权的信道监视方法。 保留小区中所有可用信道的一小部分，专门为那些可能要切换到该小区的通话所发出的切换请求服务。监视信道在使用动态分配策略时能使频谱得到充分利用。 ? 对切换请求进行排队。

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2．2．2切换的一些考虑（31页） 移动速度，站址的限制，小区拖尾。 2．3干扰和信道容量

蜂窝无线系统的主要限制因素

2．3．1什么是同频干扰，如何产生的，如何减小？（32页或P138） 概念：

原因：采用频率复用

方法：同频小区在物理上隔开一个最小的距离，为传播提供充分的隔离。

Q=D/R=

3N（六边形）

同频复用因子

D同频小区中心间距离。R小区半径。 Q越小，容量越大

Q越大，容量越小，同频干扰小。 矛盾！

2．3．2什么是相邻信道的干扰，如何产生的，如何减小？（32页或P139） K 远 MS K＋1 or K－1 BS 近 MS

概念：相邻频率信号的干扰

原因：由于接收器

方法：相邻信道在频率上隔开一个最小的距离，为传播提供充分的隔离。 2．3．3蜂窝小区容量的改善技术 1．小区分裂(P33 fig2.4)

小区分裂通过用更小的小区代替教大的小区来允许系统的增长，同时同频复用因子不变的信道分配策略。重组系统来获得容量的增加。 2． 扇区(P33 fig2.5)

使用定向天线来减小同频干扰，获得容量的增加，“裂向技术” 同频干扰减小的因素决定于使用扇区的数目。

“裂向技术”增加切换次数，导致交换机和控制链路的负荷增加。造成中继效率下降，话务量有所损失。

3． 微小区(P35 fig2.6)

多个微小区和一个基站组成一个小区，各微小区用光纤等和小区相连。

当移动台在小区内移动时，由信号最强的微小区来服务。使用同样的信道，微小区间进行同频复用。不需要进行MSC切换。 优点：保证覆盖半径，减小干扰减小 2．4 电信业务流量与服务等级 2．4．1电信业务流量

电信业务流量:定量地表示通信系统中各种设备和通道承受的负荷，用户对通信系统的通信业务需求的程度。

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? 语音：电话负载话务量

? 非话：信息流量或业务流量。 参数：

? 呼叫强度λ：单位时间平均呼叫次数（呼叫成功＋呼叫失败的次数）。单位：呼叫/h ? 呼叫占用时长或服务时间s：每次呼叫平均占用信道的时间（包括接续时间和通话时间）,

单位：h/呼叫

? 时间区间T：考察的一段时间区间。单位：h ? 业务流量Y： 单位：h, Y=λsT 话务量

呼叫话务量A＝λs

A：话务量。单位时间内（1小时）进行的平均电话交换量。 P37例

例：100个信道上，平均每小时有2100次呼叫，平均每次呼叫时间为2分钟，求这些信道上的话务量：

A＝2100×1/30＝70Erl（爱尔兰）

每条信道的最大话务量为1 Erl。 2．4．2服务等级

? 电路交换系统：损失系统 ? 数据通信系统：等待系统 1．损失系统服务等级

（1）呼损率（服务等级）B

B?A?A0???0

?100%?A?λ：单位时间平均呼叫次数（呼叫成功＋呼叫失败的次数）。

λ0：单位时间平均呼叫成功的次数。

A：话务量。单位时间内（1小时）进行的平均电话交换量。 A0：完成的话务量。

B越小，用户越满意。 B＝5％ B＝10％ （2）假设呼叫具有下面性质： ? 独立，用户数量为无限大

? 概率相等，呼叫分布服从泊松分布 ? 呼叫请求的到达无记忆性 ? 可用的信道数目有限。

? 用户占用信道的概率服从指数分布 则有n：信道数 A：话务量 B：呼损率

爱尔兰B公式： Ann! B＝?nAA2AnAi1???????1!2!n!i?0i!为方便，见P38 Tab2-1 爱尔兰表(附录)

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