组网技术基础(二).ppt

第3章 组网技术基础 现代移动通信现代移动通信 Abis A接口 MS BSS OMC-R 操作维护中心 BSC 基站 控制器 MSC 移动交换中心 BTS 基站 收发信机 BTS 基站 收发信机 BTS 基站 收发信机 MS MS Um 本次课教学目的： n1、理解小区分裂、划分扇区和微小区的原理； n2、了解提高蜂窝系统容量的原因及因此而带来 的不利因素； n3、熟悉信道数、话务量和呼损率之间的定量关 系式，并熟练利用这些关系式进行计算。 第3章 组网技术基础 3.4 提高蜂窝系统容量的方法 n问题的引出 q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 q同频干扰是限制系统容量的主要因素之一 q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 3.4.1同频干扰对系统容量的影响 n同频干扰不能简单地通过增大发射机的发射功率来克服 n为了解决这一问题，需要找到同频干扰和系统容量的关系 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 设计获得最大的系统容 量 数学模型 同频干扰和系统容量的关系 1、Q与N的关系 (1)假设每个小区的大小一样，且每个小区是正六边形小区 ，则 6 6 7 7 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 6 6 7 7 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 6 6 7 7 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 ？ 4 4 3 3 2 2 1 1 4 4 1 1 2 2 3 3 2 2 4 4 3 3 1 1 同频干扰和系统容量的关系 2、S/I与Q之间的关系 A A Ds （2）假设每个基站的发射 功率相等，在整个覆盖区内 平均接收信号功率随距离的 幂指数下降且路径衰减指数 相同， 则 Di 同频干扰和系统容量的关系 (3)若仅仅考虑第一层同频干扰小区，则小区 边界移动台接收信号的信干比为 A A A A A A A R Di A D (4)若近似认为所有干扰基站到移动台之 间距离为D ，则 同频干扰和系统容量的关系 3. 影响系统容量的主要因素 q系统要求的信干比S/I对系统容量的影响 AMPS系统，18dB，提供够好的话音质量 GSM系统，9dB 同频干扰和系统容量的关系 n保持小区半径不变，Q值的影响 新型微小区、智能天线 同频干扰和系统容量的关系 q保持Q值不变，小区半径的影响 小区分裂 6 6 7 7 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 6 7 5 4 3 2 1 6 6 7 7 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 6 6 7 7 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 6 6 7 7 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 6 6 7 7 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 6 6 7 7 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 6 6 7 7 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 6 6 7 7 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 同频干扰和系统容量的关系 n新小区的发射功率是通过令新旧小区边界 接收到的功率相等来得到。假定新小区的 半径为原来小区的一半 解决实际问题的思路 n数学建模 实际问题 抽象、假设、简化 建立数学模型 解决问题 在满足信干比要在满足信干比要 求的前提下，如何求的前提下，如何 通过系统设计获得通过系统设计获得 最大的系统容量最大的系统容量 四个假设简化分四个假设简化分 析实际问题析实际问题 在新街口地区，基站在新街口地区，基站 天线架设位置选择：天线架设位置选择： A A、金陵饭店楼顶（约、金陵饭店楼顶（约 100m100m高）高） B B、华联楼顶（约、华联楼顶（约 30m30m高）高） 验证 n多信道共用（中继）是指在网内的大量用户共享相对较小数 量的无线信道，即从可用信道库中给每个用户按需分配信道 ，可以明显提高信道利用率。 q独立信道：N个信道 nM个用户，N个信道 qMN 不存在阻塞的 qMN 存在阻塞 qM与N怎样关系才合理？ n话务量与呼损问题 3.5 多信道共用技术 3.4.1 话务量与呼损 n1、呼叫话务量 话务量是度量通信系统业务量或繁忙程度的指标。其性质如同客 流量，具有随机性，只能用统计方法获取。 q流入话务量：呼叫请求速率乘以平均占用信道时间 q完成话务量：呼叫成功速率乘以平均占用信道时间 其中，t0是每次通话的平均保持时间（小时/次），C单位时间内 每个用户的平均呼叫请求次数（次/小时）。两者相乘而得到应是一 个无量纲的量，专门命名它的单位为“爱尔兰”（Erlang）。 3.5.1 话务量与呼损 n如果一个小时内不断地占用一个信道， n则其呼叫话务量为1 Erl。这是一个信道所能完成的最大话 务量。 n例如，设在100个信道上，平均每小时有2100次呼叫，平均 每次呼叫时间为2分钟，则这些信道上的呼叫话务量： 3.5.1 话务量与呼损 n2、呼损率 因无信道而不能通话称为呼叫失败。在一个通信系统中 ，造成呼叫失败的概率称为呼叫失败概率，简称为呼损率 (B)。 q呼损率的物理意义是损失话务量与呼叫话务量之比的百 分数，也称为系统的服务等级（GOS）。 q呼损率越小，成功呼叫概率越大，用户越满意。要想提 高服务等级， q一是提高系统容量，二是减少用户数（这不是希望的） ，三是采用合理的多信道共用方法，呼损率和话务量是 一对矛盾，服务等级和信道利用率是矛盾。 3.5.1 话务量与呼损 n爱尔兰公式 若呼叫有以下性质： （1）每次呼叫相互独立，互不相关：泊松分布 （2）每次呼叫在时间上都有相同的概率；并假定移动电话通 信服务系统的信道数为n；则呼损率B可计算如下： 爱尔兰B表 3、每个用户忙时话务量（Aa） n一天24小时，每小时话务量是不一样的，因此要区分忙时与非 忙时。 n忙时：一天中最忙的那个小时。 n因此在考虑通信系统的用户数和信道数时，采用忙时平均话务 量。忙时信道够用，非忙时肯定不成问题。 n集中系数（K）：忙时话务量与全日话务量之比，7%15% n例如，每天平均呼叫3次，每次的呼叫平均占用时间为120秒， 忙时集中系数为10%（k=0.1），则每个用户忙时话务量为 n0.01 Erl用户。公网 0.01-0.03 专网0.03-0.06 3.5.1 话务量与呼损 3.5.2 多信道共用和信道利用率 n系统所能容纳的用户数（M） n每个信道所能容纳的用户数m 在一定呼损条件下，每个信道的m与信道平均话务量成正 比，而与每个用户忙时话务量成反比。 n多信道共用时，信道利用率是指每个信道平均完成的话务 量，即 多信道共用和信道利用率 n例2.1 某移动通信系统一个无线小区有8个信道（1个控制 信道，7个话音信道），每天每个用户平均呼叫10次，每次 占用信道平均时间为80秒，呼损率要求10，忙时集中系 数为0.125。问该无线小区能容纳多少用户? n例2.2 设每个用户的忙时话务量0.01Erl，呼损率B10 ，现有8个无线信道，采用两种不同技术，即多信道共用 和单信道共用组成的两个系统，试分别计算它们的容量和 利用率。 1、提高蜂窝系统容量的方法 同频干扰对系统容量的影响 小区分裂 小区扇区化 覆盖区域逼近方法 2、多信道共用技术 话务量与呼损 多信道共用的容量和信道利用率 小结 n10. 移动通信网的某个小区共有100个用户， 平均每用户C5次/天， 180秒/次，K15 。问为保证呼损率小于5，需共用的信道 数是几个？若允许呼损率达20，共用信道 数可节省几个？ n解：每个用户忙时话务量为： n这个小区的总的话务量为 n查Erl呼损表可得公用的信道数为8个，若允许 的呼损率达，通过查表可得所需的信道数为5 个，由此可以节省三个信道。 n11. 某基站共有10个信道，现容纳300个用户，每用户 忙时话务量为0.03Erl，问此时的呼损率为多少？如用 户数及忙时话务量不变，使呼损率降为5，求所增加 的信道数？ n解：该基站总的话务量为， n由于共有10个信道，由Erl公式 可得此时的呼损率为 ，如用户数及忙时话务量 不变，使