无线通信及网络10-蜂窝式无线网络.pptx

第10 章 蜂窝式无线网络 1 《无线通信与网络》(第2版) 作者 斯托林斯 何军等 译 目录 10.1 蜂窝式网络的原理 10.1.1 蜂窝网 10.1.2 蜂窝系统的运行 10.1.3 移动无线电的传播效果 10.1.4 越区切换 10.1.5 功率控制 10.1.6 流量工程 10.1 蜂窝式网络的原理 10.1.1 蜂窝网 技术浪潮：计算机互联网移动互联网 近年来，通信方面的最为革命性的进步。 第一代(1G)：模拟移动电话——摩托罗拉； 第二代(2G) 、第三代(3G) ：数字，今天的主流； 第四代(4G) ：必威体育精装版的发展。 蜂窝技术是许多技术的基础 移动电话，无线Web ，地理位置服务，移动支付 10.1.1 蜂窝网 在蜂窝网之前 高功率无线电话，卫星电话——容量低。 蜂窝技术，增加容量 区域分成多个蜂窝。 每个蜂窝分配不同频段，以避免干扰或串音。 相互间距离足够远的蜂窝，可以使用相同频段。 缺点：需要基础设施——基站。 伪装的基站 6 蜂窝小区形状 • 小区的形状有3种选择 三角形， 正方形，正六角形。 • 最终采用何种图形，要考虑以下几个因素： 相邻小区的中心间隔——大or小？ 单位小区的面积——大or小？ 圆形天线，覆盖的重叠区面积——大or小？ 蜂窝小区形状 在小区半径R 和发射功率相同的情况下，正六边形具有以下优异特征： 覆盖同样面积，所需小区个数最少，即基站数量最少； 小区的中心间距最大，各基站间的干扰最小； 最接近于圆的辐射模式，各个基站重叠区面积最小。 8 1943年，匈牙利数学家陶斯证明，在所有正多边形中，达到同样面积，正六边形周长最小。 最节省建筑材料。 蜂窝为什么六边形？ 频率复用 蜂窝的频率复用 增加容量：电波传播损耗，产生自然隔离，频率可以在相隔一定距离的另一小区重复使用。 如右图所示 相同颜色(数字)小区 使用相同频率 可以有多少颜色？ 什么色 10 • N种颜色（重用因子） 频率总数K，每个蜂窝区有K/N个频率 • N必须符合 N = i2 + ij +j2 i、j为正整数，不能同时为零 频率复用 N 3 4 7 9 12 13 16 19 21 25 i 1 0 1 0 2 1 0 2 j 1 2 2 3 2 3 4 3 1 4 0 5 10 频率复用 D 11 频率复用 N=4 N=7 12 频率复用 增加容量 13 人口密集地区，频道不够用？ 1、增加新信道：系统固定后，难以增加； 2、频率借用：从邻近蜂窝区借用闲置频率； 3、蜂窝区分割： 将繁忙的蜂窝，分割为更小区域。 原始蜂窝区约为6.5-13km。 分割的最小值是1.5km。 降低发射功率和天线高度。 增加容量 3、分割蜂窝区：扇区化 把一个全向360°的六边形小区分成 3个120°扇形 或 6个60 ° 扇形 每个扇区中的基站，使用定向天线发射。 实际扇区未必是标准的几何形状。 六边形面积 半径是a 48X32=1536 1536/336=4.57倍 目录 10.1 蜂窝式网络的原理 10.1.1 蜂窝网 10.1.2 蜂窝系统的运行 10.1.3 移动无线电的传播效果 10.1.4 越区切换 10.1.5 功率控制 10.1.6 流量工程 10.1.2 蜂窝式系统的运行 18 移动用户单元 移动用户单元 移动电话交换局(MTSO) 为多个基站提供服务。 连到公共电话网。 分配信道，越区切换，计费。 10.1.2 蜂窝系统的运行 基站 (BS, Base station) 射频模块(RRU)。 基带单元(BBU) 。 华为DBS3900 分布式基站 2015.4，价格6000元 /Ni9j4 2013年，全球通信设备厂商排名 华为 爱立信 思科 诺基亚西门子 阿朗 中兴 综合排名，评判维度 无线网络产品、有线接入网设备、核心网设备与软件、传输网（光链路、路由、运营级以太网、微波）设备、安全设备与软件、来自通信运营商的服务外包。 数据来源Infonetics 全球无线设备市场的份额 2015年4月15日，诺基亚以166亿美元收购阿尔卡特-朗讯，合并后份额35% 爱立信40% 华为20% 中兴12.6%（此处是2009年数据） 10.1.2 蜂窝式系统的运行 一次典型呼叫的六个步骤 1，信道设备初始化 2，移动设备发起呼叫 3，寻呼：MTSO寻找被叫 4，接收呼叫 5，保持呼叫 6，越区切换 10.1.2 蜂窝式系统的运行 1，移动设备初