教案PPT无线移动通信2.ppt

第二章 蜂窝网的概念 概述 小区与区群的概念 信道分配策略 过区切换 干扰和系统容量 提高蜂窝网系统容量 2.1 概述 早期：采用大区制 特点：高架天线、大功率发射机－－增大覆盖面积 缺点： 服务范围仍然有限 每个频道每一时刻只能服务一个用户，限制了系统容量 改进：将整个服务区划为许多小的区域(小区) 每个小区设置一个基站，它只覆盖本小区的区域 相邻小区使用不同的频道，但相距一定距离的小区可以采用相同的频道 例：30个双向频道 大区制时只能有30个用户同时通信 小区制时： 分为30个小区， 相邻3个小区采用不同的频道， 每个小区有10个双向频道 整个服务区可同时为300个用户提供服务 如果将小区进一步划小，可获得更大的容量 2.2 小区与区群的概念 一、小区的形状： 全向天线辐射信号的覆盖区域是圆形的 不留空隙地覆盖整个服务区，小区之间必然有重叠 若所有小区形状相同，考虑了重叠部分之后，实际的小区形状为正多边形（有三种形式） 2.2 小区与区群的概念 一、小区的形状（续）： 可以计算出：在相同小区半径的情况下，采用正六边形的小区形状，相邻小区的重叠部分最少，小区的面积最大。 意义：采用这种形状的小区覆盖相同的服务范围所需的基站最少（成本最低），且相邻小区之间的相互干扰最小。 此时，其整体构架类似于蜂窝，故称为“蜂窝网”。 2.2 小区与区群的概念 二、区群的构成： 在小区范围之内，无线电信号要保持足够的强度（有效通信距离为小区的半径）； 但无线电信号不可能只限制在小区的范围之内。 因此，为了减小同频道干扰，相邻小区不能使用相同的频道。 但如果两个小区足够远，则它们可以采用相同的频道。 区群的定义： 相邻的使用不同频道的所有小区，但这些小区共同使用了系统提供的所有频道资源。 含义：区群中的每个小区只使用了部分频率资源，但区群则包含了全部的频率资源。 2.2 小区与区群的概念 2. 区群内的小区数： 为了设计的简单和布局的合理，区群的组成应满足以下两个条件： 区群应无空隙无重叠地对服务区域进行覆盖 各相邻同频道小区的距离相同。 1）区群内的小区数： 要满足以上两个条件，区群内的小区数应满足： N=i2+ij+j2, (i，j为任意正整数） N＝1，3，4，7，9，12，13，16，19，21，…… 2.2 小区与区群的概念 2.2 小区与区群的概念 2.2 小区与区群的概念 2.2 小区与区群的概念 5. 小区的激励形式： 中心激励：基站设在小区的中心（全向天线）； 顶点激励：基站设在小区的某几个顶点上（方向性天线） 例如：120度天线，三个顶点。 优点： 1）有利于避免小区内障碍物的阴影效应； 2）对干扰有一定隔离度，同频道小区距离可适当减小。 缺点：控制复杂。 2.3 信道分配策略 一、固定分配法 将所有信道分成N组，每个小区固定使用其中的一组。 1. 分组时的考虑： 每组中的频道不会形成明显的干扰。 分区分组配置法（不产生三阶互调干扰）； 等距离配置法（要求N值要足够大）。 2. 优点：简单；缺点：可能造成频率资源的浪费。 3. 改进：空闲频道借用。 当某个小区中的所有频道已使用完，又有新的呼叫请求时，从相邻的小区中借用空闲频道。 2.3 信道分配策略 二、动态频道分配法： 所有频道不是固定地分配给小区。只有在用户发出呼叫时，才为服务的小区分配频道。 1. 分配时考虑的因素： 同频道复用距离 不会对本小区已经使用的其它频道产生明显的干扰 以后呼叫阻塞的可能性、候选频道使用的频次，等 2. 优缺点： 优点：频率利用率搞，可适应业务分布的动态变化。 缺点：控制复杂、开销较大（要求MSC增加存储量和运算量） 2.4 过区切换 一、基本概念： 1. 定义： 将当前正在通信的移动台的通信链路从当前基站转移到另一基站的过程。（也称为ALT——自动链路转换） 2. 关键问题： 切换的准则 切换的控制 切换时的信道分配 2.4 过区切换 一、基本概念： 3. 性能指标： 切换失败的概率； 切换失败导致通信中断的概率 切换的速率 切换引起通信中断的时间间隔 切换发生的时延 4. 分类： 硬切换：新链路建立前先中断旧链路。 软切换：新旧链路同时保持，直到新链路可靠工作，再断开旧的链路 2.4 过区切换 二、过区切换的准则： 1. 相对强度准则（准则Ⅰ）： 选择最强信号的基站链路。 2. 具有门限规定的相对强度准则（准则Ⅱ）： 当前基站信号足够弱（门限），且新基站的信号强度优于本基站。 3. 具有滞后余量的相对强度准则（准则Ⅲ）： 新基站的信号强度比当前基站高出某一门限（滞后余量）。 4. 具有滞后余量和门限