51区域覆盖和信道配置.doc

§5-1区域覆盖和信道配置 基本概念 移动通信网是承载移动通信业务的网络，主要完成移动用户之间、移动用户与固定用户之间的信息交换。 空中网络（无线网络）：移动通信网的主要部分 多址接入：给定的频率资源如何共享，使得系统容量更大 频率复用和区域覆盖：前者解决频率短缺的问题，后者解决组网，即如何建设基站的问题 切换和位置更新：多址方式不同，切换技术也不同。位置更新是移动通信所特有的。 地面网络（有线网络） 服务区内各个基站的相互连接 基站与固定网（PSTN、ISDN、数据网等） 移动通信系统包括移动交换子系统（SS）、操作维护管理子系统（OMS）、基站子系统（BSS）、移动台（MS） 服务区的覆盖方式 服务区域按覆盖方式分为两类：小容量大区制、大容量小区制。 大区制指在一个服务区域内只有一个基站，并由它负责移动通信的联络和控制； 特点：天线架设得高??发射机输出功率大（50~200W)；服务区内所有频道都不能重复；覆盖半径大约为30km至50km。 优点：组成简单，投资少，见效快。 缺点：①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，频率利用率和通信容量都受到了限制。②区域覆盖受限。受限因素如下： 地形环境影响，例如山丘、建筑物等阻挡－＞盲区 多径反射干扰限制了传输距离 基站发射功率是有限额的（大区制能实现全国覆盖吗？）功率翻倍，半径增加相对很小仅为， 移动台发射功率小，上下行存在增益差 解决办法：①同频转发器，扫除盲区②设置分集接收台，或者选用分集接收天线配置方案，或者定向接收天线③提高基站接收机灵敏度 适用范围：主要用于专网或用户较少的地域。 小区制指利用信道的智能分配和复用技术，把整个服务区域划分为若干小区，一个基站覆盖一个小区，负责本区域移动通信的联络和控制。 特点：每个小区范围分别配置一个基站。半径：2~20km，小的1~10km或者500m.，功率：5至20W。 优点：频率利用率高、组网灵活 蜂窝小区的形状 带状服务区 铁路、公路、沿海内河航线等服务区一般采用带状服务区，基站天线若用全向辐射，覆盖区形状是圆形；采用有向天线，则使每个小区呈扁圆形。 广泛采用双频组或三频组信道分配方案，如下图5-4所示： 图 5 – 4 带状网 面状服务区 基站若采用全向天线，其覆盖区理论上是圆形，为了不留空隙地覆盖整个平面，圆形覆盖区必定又交叠，因此实际的有效区是多边形。当考虑整个区域没有重叠，没有间隙时，其理论的几何形状有三种：正三边形，正方形，正六边形，如下图5-5。 图 5-5 小区的形状 据分析，以正六边形作为覆盖模型来分析系统覆盖和业务需求有以下优点： 用最小的小区数就能覆盖整个地理区域，所需基站最少，建设最经济； 该形状最接近于全向的基站天线和自由空间传播的全向辐射模式。 区群 区群的组成 共同使用全部可用频率的相邻的N个小区就叫区群（cluster）。 区群的两个条件： 区群之间可以邻接，且无空隙无重叠地进行覆盖 邻接之后的区群应保证各个相邻同信道小区之间的距离相等 区群内的小区数应满足下式： 式（5-3） 式中，i, j为非负整数，（i=0,j=0,i+j0）。 N越大，则意味着同频小区间距离越远，同频干扰越小。N越小，则意味着一个系统中可有更多的区群，频谱利用率高，有更多的容量。 N的典型值为4，7，12，AMPS系统：N=7；GSM系统：N=3或4 28 27 25 21 19 16 13 12 9 7 4 3 N 4 3 5 4 3 4 3 2 3 2 2 1 J 2 3 0 1 2 0 1 2 0 1 0 1 I 同频小区的距离 同频小区的位置可按如下路径找到：（1）自某小区A出发，沿着任意一条六边形垂线方向跨i个小区；（2）再向左（或向右）转60°，再跨j个小区，如下图5-6所示： 图 5 –6 同信道小区的确定 结合式（5-3）可知D=×R 式（5-4） 频率复用后系统容量 区群内各小区采用的频率组都不一样，不同区群的小区才可以频率复用。因此，若区群内小区数为N，共有L个可用的双向信道，若每个小区分配有K（KL）个信道，则L=KN 如果区群在系统中复制次，则双向信道总数C= 激励方式：顶点激励和中心激励。 中心激励：基站位于无线小区的中心，采用全向天线实现无线小区的覆盖。此方法较为简单，适合农村和偏僻地区。有时会有辐射阴影。 顶点激励：在每个六边形相同的三个顶角上设置一基站，并采用三个互成1200扇形张角的定向天线覆盖整个小区。此方法实现起来较为复杂，可避免辐射阴影，效果较中心激励好，适合于城市中采用。 信道配置 信道（频率）分配是频率复用的前提。 频率分