蜂窝形小区制区域覆盖原理doc.doc

? 查看文章 ? 蜂窝形小区制区域覆盖原理 2009-11-23 21:12 蜂窝形小区制区域覆盖原理 ??? 移动通信网的服务区体制可分为大区制和小区制两种。 ??? 早期的公用移动电话系统采用大区制工作方式。所谓大区制，就是用一个基站覆盖整个服务区。它的特点是，基站只有一个天线，架设高、功率大，覆盖半径也大，服务区半径通常为20～50 km。采用这种方式虽然设备较简单，投资少，见效快，但容纳的用户数有限，通常只有几百用户。人们很快发现，这种体制扩容非常困难，随着移动用户数量的急剧增加，这种覆盖方式显然无法满足实际需要。 ??? 为了解决有限频率资源与大量用户的矛盾，可以采用小区制的覆盖方式。小区制就是将整个服务区划分为若干个小区，在各小区中分别设置基站(每个基站的覆盖区称为一个小区)，负责本小区移动通信的 蜂窝形小区制区域覆盖原理 2009-11-23 21:12 蜂窝形小区制区域覆盖原理 ??? 移动通信网的服务区体制可分为大区制和小区制两种。 ??? 早期的公用移动电话系统采用大区制工作方式。所谓大区制，就是用一个基站覆盖整个服务区。它的特点是，基站只有一个天线，架设高、功率大，覆盖半径也大，服务区半径通常为20～50 km。采用这种方式虽然设备较简单，投资少，见效快，但容纳的用户数有限，通常只有几百用户。人们很快发现，这种体制扩容非常困难，随着移动用户数量的急剧增加，这种覆盖方式显然无法满足实际需要。 ??? 为了解决有限频率资源与大量用户的矛盾，可以采用小区制的覆盖方式。小区制就是将整个服务区划分为若干个小区，在各小区中分别设置基站(每个基站的覆盖区称为一个小区)，负责本小区移动通信的联络和控制。另外设立移动交换中心，负责与各基站之间的联络和对系统的集中控制管理。多个基站在移动交换中心的统一管理和控制下，实现对整个服务区的无缝覆盖。 ??? 在 甚高频段和超高频段，无线电波在地球表面以直线传播为主，传播损耗随距离增大而增大。因此，在小区制中，可以应用频率复用技术，即在相邻小区中使用不同的 载波频率，而在非相邻且距离较远的小区中使用相同的载波频率。由于相距较远，基站功率有限，使用相同的频率不会造成明显的同频干扰，这样就提高了频带利用 率。从理论上讲，小区越小，小区数目越多，整个通信系统的容量就越大。 ??? 但 小区制比大区制在技术上要复杂得多。移动交换中心要随时知道每个移动台正处于哪个小区中，才能进行通信联络，因此必须对每一移动台进行位置登记；移动台从 一个小区运动进入另一小区要进行越区切换等复杂的操作；移动交换中心要与服务区中每一小区的基站相连接，传送控制信号。完成通信业务有一系列技术问题要解 决，因此采用小区制的设备和技术投资相对比较大。但是，小区制的优点远远超过了它的缺点，而且随着电子技术和计算机技术的发展，复杂的控制和电路设备都已经可以实现，因此，地面公用移动通信网选用小区制是无可争议的。 ? 1．小区形状的选择 ? 小区制的服务区有带状服务区和面状服务区两种，面状服务区是地面移动通信服务区的主要形式。一个全向天线辐射的覆盖区是个圆形，为了不留空隙地覆盖一个面状服务区，一个个圆形辐射区之间一定会有很多的重叠区域。去除重叠之后，每个辐射区的有效覆盖区是一个多边形。如图4—2—1所示，若每个小区相问120。设置三个邻区，则有效覆盖区为正三角形；若每个小区相间90。设置四个邻区，则有效覆盖区为正方形；若每个小区相问600设置六个邻区，则有效覆盖区为正六边形。 ??? 要组成一个面状服务区，究竟采用哪种形状最合适，一般从以下几方面考虑： ??? 邻接小区中心间距d越大越好，间隔大则干扰小；单位小区的有效面积越大越好，面积大则使一个区域小区个数少，使用频率数少；重叠区域面积小为好，重叠的地方少使得同频干扰减小；重叠距离要小，使移动通信便于跟踪交接；所需无线电频率个数越少越好。 ??? 在辐射半径r相同的条件下，可计算出三种形状小区的邻区距离、小区面积、交替区宽度和交叠区面积如表4—2—1所示。 ? ??? 综 合以上这几方面的考虑，采用正六边形小区邻接的形状最接近理想的圆形，用来覆盖整个服务区所需的基站数最少、最经济，是构成面状服务区最好的选择。因此， 世界各国在发展移动通信时，无一例外地都采用了这种电波覆盖区域形式，这种面状服务区的形状很像蜂窝，所以称为蜂窝式移动通信网。 ? 2．区群的形成 ? 为了防止同频干扰，相邻小区显然不能使用相同的频率。而且，为了保证同频率区群的组成小区之间保持足够的距离，附近的若干小区都不能使用相同的频率。这些不同频率的小区组成了一个区群，只有不同区群的小区才能进行频率复用。 ??? 区群的组成应满足两个条件：一是区群之间可以邻接，且无空隙无重叠地进行覆盖；二是邻接之后的区群应保证