第03章-组网技术基础-2-讲解学习.ppt

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1、第03章-组网技术基础-2-20163-23.3小区制背景——寸金难买寸频率随着移动通信业务量的增长，大区制移动通信系统的容量已经不能满足需求。为了解决这一问题，蜂窝技术的研究逐渐兴起，并最终走向实用。解决问题频率资源与容量需求的矛盾基础蜂窝原理3-3一、蜂窝技术概述特点应用了空域的同频复用技术，解决了信道数少和用户数多之间的矛盾。ADCBGFEADCBGFEADCBGFE同频复用3-4一、蜂窝技术概述两个核心思想1）大区改小区：用多个小功率发射机代替单个大功率发射机，用多个小覆盖区代替一个大覆盖区；2

2、）信道复用与配置：将整个系统的信道分成若干个信道组，每个基站分配整个系统可用信道中的一部分，并且给相邻的基站分配不同的信道组，实现整个系统覆盖区域内的可用信道复用。不同用户采用不同频率来区分！3-5大区覆盖与小区覆盖大区覆盖与小区覆盖（a）大区覆盖（b）小区覆盖大区制基站发射功率大覆盖区域广频率不能复用小区制（蜂窝）基站发射功率小覆盖区域小（小区）频率复用3-6蜂窝系统实现及问题系统实现将整个服务区分为若干个小区，每一小区设一基站，负责与小区内所有移动台的无线通信。同时设置移动交换中心，统一控制基站的协

3、调工作，保证移动用户得到完善的服务。总体来说，蜂窝技术通过整个覆盖区域内频率复用，就实现了用固定的信道来为大量的用户服务。引入的问题同频干扰：同频小区越区切换二、蜂窝系统的一些问题小区形状区群的概念同频小区的距离3-73-8（1）小区形状目的：无缝覆盖整个平面的服务区，寻找合适的几何形状。全向天线辐射的覆盖区是个圆形。在考虑交叠之后，实际上每个辐射区的有效覆盖区是一个多边形。正三角形正方形正六边形3-9三种形状小区的比较小区形状正三角形正方形正六边形邻区距离r小区面积1.3r22r22.6r2交叠区宽度

4、r0.59r0.27r交叠区面积3-10小区形状的选取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小，也就是最经济。小区形状为六边形的小区制移动通信网称为蜂窝网。3-11（2）区群的概念区群（簇）指共同使用全部可用频率的N个小区。区群的特点在一个区群内各小区使用不同的频率，不同的区群可以使用相同的频率。n频制一个区群使用的频率数为n。3-12（2）区群的概念ADCBGFEADCBGFEADCBGFE同频复用3-13区群组成满足两个条件1）区群之间可以邻接

5、，且无缝隙无重叠地覆盖。2）邻接后的区群应保证各个相邻同信道小区的距离相等。可以证明，区群内的小区数应满足下式举例N的典型值为4，7，12。GSM系统：N=3或43-14区群组成示意图CBACBADABGFCDEN＝3,j=1,i=1N=4,j=2,i=0N=7,j=2,i=1区群组成示意图3-15（3）蜂窝网同频小区的距离逆时针旋转60度再移动j个小区垂直沿六边形任意边移动i个小区i×2R’j×2R’DR’RR,为正六边形内切圆的半径。R为正六边形外接圆的半径。3-16蜂窝网同频小区距离的计算同频小区

6、距离计算公式与区群的关系N越大，同信道小区的距离越远，抗同道干扰的性能越强。那么，是不是N越大越好呢？3-17问题的引出系统容量与用户需求之间的矛盾是推动移动通信发展的主要动力之一同频干扰是限制系统容量的主要因素之一实际问题：在抑制同频干扰的基础上，如何通过系统设计获得最大的系统容量3.4提高蜂窝系统容量的方法3-183.4.1同频干扰对系统容量的影响同频干扰不能简单地通过增大发射机的发射功率来克服。为什么呢？为了解决这一问题，需要找到同频干扰和系统容量的关系。3-19一、系统容量系统容量的定义有多种定

7、义，如一定频段内所能提供的信道数或用户的最大数目或系统输入话务总量等。本次课用一定频段内所能提供的信道数来表示系统容量，用符号CT来表示。3-20系统容量的定义6754321675432167543216754321675432167543216754321N的取值讨论CT：系统中信道总数L：无线信道总数：簇复制次数N：簇的大小NS：系统中小区总数3-21系统容量与区群大小N的关系同样小区半径，同样覆盖区域下N减小？同频小区间的间隔更近，区群复制次数增加，从而使容量CT增大。因此，N越小越好？N太小，间

8、隔更近，但同频干扰增强，故有折衷的N值。3-22同频干扰的定义：同频小区间的信号干扰S/I：信干比二、同频干扰的数学参数有用信号功率第i个小区的同频干扰功率同频小区的总数特指同频干扰其他干扰忽略不计3-23同频干扰的定义：同频小区间的信号干扰Q:同频复用系数Q刻画了频率复用程度D为同频小区中心点之间的距离。R为正六边形外接圆的半径。二、同频干扰的数学参数3-24三、同频干扰和系统容量的关系在满足信干比要求的前提下，如何通过系统设计提高系统容