第06讲 组网技术基础(二)

第3章组网技术基础现代移动通信BTS总体方案设计报告AbisA接口MSBSSOMC-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MSMSUm通过本章学习，着重解决以下问题：干扰如何影响系统性能如何进行区域覆盖如何提高蜂窝系统容量如何解决多信道共用如何构造蜂窝网络结构如何进行移动管理第3章组网技术基础建立一个移动通信网的系统级概念本次课教学目的：1、理解小区分裂、划分扇区和微小区的原理；2、了解提高蜂窝系统容量的原因及因此而带来的不利因素；3、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章移动信道3.4提高蜂窝系统容量的方法问题的引出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同频干扰是限制系统容量的主要因素之一实际问题：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同频干扰不能简单地通过增大发射机的发射功率来克服为了解决这一问题，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675432167543216754321？432141232431同频干扰和系统容量的关系2、S/I与Q之间的关系AADs（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AAAAAAARDiAD(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保持小区半径不变，Q值的影响裂向7777777561423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保持Q值不变，小区半径的影响小区分裂675432167543216754321675432167543216754321675432167543216754321同频干扰和系统容量的关系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求的前提下，如何通过系统设计获得最大的系统容量四个假设简化分析实际问题在新街口地区，基站天线架设位置选择：A、金陵饭店楼顶（约100m高）B、华联楼顶（约30m高）验证多信道共用（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。独立信道：N个信道M个用户，N个信道M＜＝N不存在阻塞的M＞N存在阻塞M与N怎样关系才合理？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1、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。流入话务量：呼叫请求速率乘以平均占用信道时间完成话务量：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话务量与呼损如果一个小时内不断地占用一个信道，则其呼叫话务量为1Erl。这是一个信道所能完成的最大话务量。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2、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)。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）。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，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）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。忙时：一天中最忙的那个小时。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。集中系数（K）：忙时话务量与全日话务量之比，7%－15%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0.01Erl／用户。公网0.01-0.03专网0.03-0.063.5.1话务量与呼损3.5.2多信道共用和信道利用率系统所能容纳的用户数（M）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。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?例2.2

设每个用户的忙时话务量＝0.01Erl，呼损率B＝10％，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。7.三种系统容量比较1)系统容量的定义：多指能容纳的用户总数、系统最大容纳的信道数或系统输入话务量（爱尔兰）。2）无线容量的m计算

B=1.25MHzm=B/Nfa）模拟TACS系统（FDMA）

信道间隔25KHz

信道总数1.25MHz/25KHz=50

簇内小区数N=7

系统容量mFDMA=50/7=7.1（信道/小区）b）数字GSM系统，采用TDMA方式信道间隔200kHz

每载频时隙数8

信道总数（1.25MHz/200KHz）8=50

簇内小区数N=4

系统容量mTDMA=50/4=12.5（信道/小区）c）数字CDMA系统，采用CDMA方式

Bs——扩频解调输出LPF的带宽

Bw——系统扩频信号的发信带宽当系统满足要求的C/I时，将C/I代入式（6-1）可得：当：BW=1.25MHz,RS=8kb/s,Eb/N0=7dBm=32.25(信道/小区）考虑实际影响因素后，容量计算要做相应修正：I）采用话音激活技术提高了系统容量式中d为话音占空比，通常为0.35II）利用扇形划分提高系统容量式中G是扇形分区系数，通常为2.55III）邻近蜂窝小区的干扰对系统容量的影响式中F为信道复用效率，通常为0.6蜂窝系统容量比较说明：1）m涉及因素较多，主要与信道间隔f和频率复用系数N

密切相关。信道间隔与发送带宽、抗干扰能力有关，而复用系数与抗同频干扰能力有关，而抗干扰能力最终可归结为与话音编码、信道编码、交织和调制相关。2）移动通信中，C/I是最主要的矛盾，为了提高C/I可以不