北大无线通信课件：第二章 无线通信模型

2.1频率再使用

（FrequencyReuse）

早期的移动通讯设计思想是用安装在高塔天线大功率发射的方法尽可能地覆盖大的通讯面积。这种方法确实可以实现大面积覆盖，但是它排除了频率再使用的可能性。例如：70年代Bell在纽约的移动通信系统虽可覆盖上千平方英里的范围，但仅能提供12个通信业务信道。

频率再使用概念的引入使得解决上述问题有了突破性进展，由此诞生了一个利用有限频段覆盖无限大面积的通讯方案。小区

蜂窝系统是由很多基站组成的。系统分配给每个基站一定的频宽，或称之为一定的信道数。该基站覆盖的区域称之为小区。FrequencyReuse原理相邻小区使用不同信道，从而防止相互干扰。通过限制小区的覆盖面积，使得同信道组可以在不同地方重复使用。设计和分配蜂窝（Cellular）系统基站频率叫做频率再使用（FrequencyReuse）。

六边形设计

图2-1标出了一种小区为等边六边形FrequencyReuse的设计方案。标有相同字母的小区使用相同的信道。原则上讲除六边形外，

矩形和等边三角形的小区方案也具有无限扩展性，因而可以采纳到FrequencyReuse的设计方案中。但是，它们的覆盖效率都不如六边形高。

因此，到目前为止最适合的小区方案是六边形。

图2-1.六边形小区示意图

中心激励与边缘激励（Center-ExcitedCell，Edge-ExcitedCell）

在六边形设计中，BS可以设计在六边形的中心（称为：Center-ExcitedCell）或设计在三线交点处（称为：Edge-ExcitedCell）。通常，在Center-Excitedcell中使用全向天线，而在Edge-excitedcell中则使用扇形天线。在实际应用中，由于环境的复杂性，小区的形状并非严格的六边形。因此，它的设计必须参考实际测量结果。大多数小区允许其辐射半径的相对偏差为1/4。FrequencyReuse设计在Cellular系统中，每个小区有k个信道，由N个小区组成一个簇（Cluster）。在这个cluster中共有S个不同信道，即： S=kN (2-1)如果这个Cluster被重复使用了M次，总共的信道个数为： C=MkN=MS (2-2)从(2-2)中可以看出，整个系统容量正比于复用次数M。N表示Cluster大小，它的取值一般为：4，7或12。如果保持容量C不变，减小N则须使M值增大。这种作法相当于在保持系统通信容量不变的前提下，减少使用不同信道的小区个数。因此，这些信道的重复用次数必须增加，即：FrequencyReuse效率增加。定义FrequencyReuse因子为1/N。用下列公式可以在六边形小区Cluster中找到Co-channel小区： N=

（2-3）其中i和j分别为沿小区的一个链路跨越i个小区,再逆时针旋转跨越j个小区

（如图2-2所示）。

图2-2同信道小区分布图

2.2信道设计策略(ChannelAssignmentStrategies)

固定分配策略每一小区事先分配了一定数量的信道。任何从呼叫到通讯建立都必须建立在本小区有空闲信道的基础之上。否则，呼叫将被拒绝。动态分配策略在本小区无空闲信道的情况下，通过MSC到相邻近小区中借用一个信道使通讯得以建立。缺点：这就增大了MSC的处理负担。

2．3切换

当移动站在不中断通讯的情况下从一小区穿进另一小区时，MSC自动地将这个通讯业务切换到第二小区的一个信道上的过程称之为切换。这个过程不仅包括识别一个新的BS过程。而且还包括把语音信道和控制信令信道同时切换到另一个BS上的过程。为防止不必要的切换和切换掉机，切换信号门限是经过仔细策划而设置的。首先，切换必须在信号衰落到原BS可容忍的最小接收值以前（通常为-90dB~-100dB）。设切换门限为，则 （2-4）是设计切换门限的重要参量。

若值太小，可能导致在切换过程尚未完成时的掉机。特别是对快速移动的用户这个问题尤为严重。若值太大，系统可能进行不必要的切换。图2-3示意了典型的切换过程。上面提到的功率值和应是在一段时间内的平均值。因为，从用户到BS的信号由于电磁波的相干效应会经历瞬时的衰落（大约20dB~30dB）。图2-3.切换门限设计图

在第一代模拟Cellular系统中，信号的强度是由BS检测并由MSC监视的。BS通过检测所有语音信道判断移动站相对自己的位置。此外，每一BS还有另一个接收机检测相邻BS中的移动站的信号。这个接收机称为定位器。定位器是由MSC控制监视那些可能需要切换的MS发出的信号。基于本BS语音信道和相邻BS定位器检测的结果，MSC决定是否需要切换。

第二代数字TDMA通讯系统中，切换是以MS辅助决定的。每个MS检测周围BS发出的信号，并不断向本BS汇报。当它发现从某个BS来的信号强度超出本BS信号一定量时，切换立即开始。这种切换方式的切换速度大大高于第一代通讯系统，而且MSC也可以从该项繁重的任务中解放出来。应该指出,不同系统在接受和处理切换的策略可能很不相同的。它们主要体现在切换优先权的设置上。

2．4干扰(Interference)（1）

本小区其他用户，（2）

临近小区用户（3）

系统干扰

从本质上讲，

系统干扰可分为co-channel干扰和adjacentchannel干扰。

2．4．1．Co-Channel干扰co-channel小区

由于Cellular系统中采用了Frequencyreuse技术，在一个给定的足够大的地区上并存着数个使用相同信道的小区。这些小区称之为co-channel小区。这些小区间的干扰称为Co-channel干扰。

一般地讲，co-channel干扰强度是小区半径R和co-channel小区间距D的函数。增加D/R值，即增大co-channel小区的间距与小区覆盖半径的比值，它相当于增大co-channel小区的RF的隔离度。定义Q为FrequencyReuse比为： Q=D/R

(2-5)对六边形小区，R定义为六边形的中心到小区最远的距离。于是有Q= (2-6)式中Q值越小Co-channel干扰越大，而此时小区系统容量越大（因为cluster尺度越小）。

相反，大的Q值可以减小co-channel干扰但却而减小区系统容量。因此，不难看出减小Co-channel干扰是以减小容量为代价的。

信号与co-channel干扰的强度比值可以这样计算。设：MS的接收信号强度与co-channel干扰强度比为S/I,co-channel小区的个数为。于是就有

S/I= (2-6)

其中S为BS给用户的信号强度。

应用信号衰落的公式

（２-７）其中

是距离信号源为点测量出的功率值，

是距离信号源为d点的功率预测值。假定：所有路径的co-channel的BS发射功率相同，且路径损耗相同，则（２-６）式可写为：

在单层干扰和所有co-channel小区具有相同的距离的条件下，信躁比可由cluster尺度表示：

S/I= （２-９）

S/I=上式表示了S/I与系统总容量的关系。（２-８）2.4.2.相邻信道的干扰（AdjacentChannelInterference）

来自相邻频率段上的干扰叫相邻信道干扰。这种干扰是由于接收机滤波器阻带泄露造成的。

当移动通讯中接收机远离BS而邻近一个相邻信道的发射机时，相邻信道的干扰问题尤为严重。

减小相邻信道干扰的方法除了应用高质量滤波器外，精心设计小区的频率分配也是解决问题的一条途径。为此，在一个cluster中应选择在同一小区内使用的频率间隔尽可能的大。另外，功率控制是降低干扰的一个有效方法。使每个手机发射最小的必要功率可以大大降低相邻信道干扰。在实际系统中手机的发射功率是由BS控制的。2.5系统的容量：中继和服务质量(SystemCapacity：TrunkingandGradeofService)

对系统容量的估计是建立在中继理论（TrunkingTheory）上的。该理论是由Erlang在19世纪末建立的。

Trunking概念的应用使得较少信道可服务于大量用户的通信业务。Cellular系统是依赖它的Trunking系统提供给每个用户通话服务的。在Trunking系统，空闲信道被放置在闲置信道组中。当用户呼叫时，系统随机地从闲置信道组中分配出一个信道供用户使用。而闲置信道组中的信道数减少一个。用户通话结束，信道将被放回闲置信道组。如果用户呼叫时，闲置信道组中无闲置信道，则呼叫被拒绝。中继系统根据用户呼叫的统计特性使系统容纳较多的用户，通讯公司也正是应用中继理论来确定一个服务区内应分配给多少信道的。

中继系统按照呼叫处理方式分为两种：一种是当呼叫被拒后，这次呼叫不被记忆，该用户的再喊叫视为一个新的喊叫。这种系统称为：B系统。另一种系统称为C系统，它记忆用户的喊叫并利用排队理论处理用户再呼叫。

一般来讲，设计一个Trunking系统需要考虑很多因素，如：夜间用户使用系统的概率小，而周五下午5点钟左右系统的使用率极高等。在这里仅介绍一种简单的B系统模型。

对中继系统服务的主要指标是指在一定服务等级下的系统容量。其中：服务等级用呼损率描述，即：如果用户在100次呼叫中有两次被拒绝，则呼损率为：2%。容量Erlang则由信道的负载密度决定，一个Erlang表示占满一个信道的负载密度：1小时/小时，或1分钟/一分钟。

在Trunking系统中，每个用户对信道的负载密度贡献定义为：呼叫频度乘以用户每次通话的平均时间： （2-10）式中：和H分别代表呼叫频度和平均每次通话时间。如果系统服务区内有U个用户，则他们对信道总共的负载密度贡献为： A=U (2-11)若系统有C个信道，则每个信道负载密度为： (2-12)系统可承受的负载密度叫做系统容量，它是由系统处理呼叫方式和允许呼损率决定。由统计关系可以导出B系统中容量和呼损率的关系为：

（2-12）

式中：

代表呼叫被拒绝的概率，A是（2-11）中定义的系统容量，C为中继信道数。表2-1该出了（2-12）的数值解。

信道数量C

容量

呼损率＝0.01

＝0.005

＝0.002

＝0.001

2

54

10202440701000.153

0.869

1.36

4.46

12.0

15.3

29.0

56.1

84.1

0.105

0.701

1.13

3.96

11.1

14.2

27.3

53.7

80.9

0.065

0.535

0.900

3.43

10.1

13.0

25.7

51.0

77.4

0.046

0.439

0.762

3.090

9.41

12.2

24.5

49.2

75.2

B系统的Erlange容量

例题： 设一个蜂窝系统属于B系统，它由W=98个小区组成，每个小区有40个信道。如果每个用户平均每小时用2次电话，每次3分钟，设定呼损率为0.2%，则该系统可以支持多少个用户。如果呼损率为0.1%,则可支持多少用户。解：每个用户对负载密度的贡献为： =（2/60）3=0.1Erlangs 若C=40和GOS=0.002,查表2-1得到，小区的容量为=25.7Erlangs. 所以，小区可支持的用户数U可由下式计算 U=25.7/0.1=257 若呼损率为GOS=0.001,查表2-1得到，小区的容量为=24.5Erlangs.则：小区可支持的用户数 U=24.5/0.1=245系统支持用户数可由： N=UW计算得到=257x98=25186 =245x98=24010

在结束本章之前，应当指出：随着电话提供上网服务，上述估计值会远低与服务要求。谢谢观看/欢迎下载BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH安全注射与职业防护PART01一、安全注射二、职业防护主要内容安全注射阻断院感注射传播让注射更安全！《健康报》

别让输液成为一个经济问题有数据显示，是世界最大的“注射大国”。2009年我国平均每人输液8瓶，远远高于国际上人均2.5—3.3瓶的平均水平。我国抗生素人均消费量是全球平均量的10倍。因此我国被称为：

“输液大国、抗生素大国和药品滥用大国”。2016年国家十五部委重拳出击

遏制细菌耐药《阻断院感注射传播，让注射更安全（2016-2018年）》专项工作指导方案量化指标医疗卫生机构安全注射环境、设施条件、器具配置等合格率100%医务人员安全注射培训覆盖率100%规范使用一次性无菌注射器实施注射100%（硬膜外麻醉、腰麻除外）医疗卫生机构对注射后医疗废物正确处理率100%医疗卫生机构内部安全注射质控覆盖率100%医务人员安全注射知识知晓率≧95%医务人员安全注射操作依从性≧90%医务人员注射相关锐器伤发生率较基线下降≧20%相关内容基本概念安全注射现况不安全注射的危害如何实现安全注射意外针刺伤的处理

基本概念

注射

注射是指采用注射器、钢针、留置针、导管等医疗器械将液体或气体注入体内，达到诊断、治疗等目的的过程和方法。包括肌内注射、皮内注射、皮下注射、静脉输液或注射、牙科注射及使用以上医疗器械实施的采血和各类穿刺性操作。

基本概念

符合三个方面的要求：对接受注射者无危害；对实施者无危害；注射后的废弃物不对环境和他人造成危害。不安全注射发生率东欧：15%中东：15%亚州：50%印度：50%中国：50%对我国某地3066个免疫接种点的调查表明:一人一针一管的接种点为33.5％一人一针的接种点为62.1％一人一针也做不到的接种点......

目前情况

不安全注射

没有遵循上述要求的注射常见不安全注射-对接受注射者不必要的注射注射器具重复使用注射器或针头污染或重复使用手卫生欠佳注射药品污染不当的注射技术或注射部位医用纱布或其他物品中潜藏的锐器常见不安全注射-对接受注射者减少不必要的注射是防止注射相关感染的最好方法据调查，从医疗的角度来说，有些国家高达70％的注射不是必须的应优先考虑那些同样能达到有效治疗的其他方法口服纳肛不安全注射-对实施注射者采血技术欠佳双手转移血液不安全的血液运输手卫生欠佳废弃锐器未分类放置不必要的注射双手针头复帽重复使用锐器锐器盒不能伸手可及患者体位不当不安全注射-对他人不必要的注射带来过多医疗废物医疗废物处置不当废弃锐器置于锐器盒外与医用纱布混放放在不安全的处置地点—如走廊中容易拌倒废物处理者未着防护用品（靴子，手套等）重复使用注射器或针头最佳注射操作注射器材和药物注射器材药物注射准备注射管理锐器伤的预防废物管理常规安全操作手卫生手套其他一次性个人防护装备备皮和消毒清理手术器械医疗废物二次分拣2023/7/6Dr.HUBijie562023/7/611/05/0956锐器盒摆放位置不合适，放在地上或治疗车下层头皮针入锐器盒时极易散落在盒外，医废收集人员或护士在整理过程中容易发生损伤不正确使用利器盒绝大部分医务人员对安全注射的概念的理解普遍仅局限于“三查七对”，因此安全注射的依从率也非常低。安全注射现况滥用注射导致感染在口服给药有效的情况下而注射给药临床表现、诊断不支持而使用注射治疗

由于滥用注射，导致感染的发生几率明显增加。安全注射现况注射风险外部输入风险：注射器具、药品、材料等产品质量；非正确使用信息，非正规或正规培训传递错误信息，非合理用药及操作习惯等。内部衍生风险：注射的“过度”与“滥用”、非正确的注射、未达标的消毒灭菌、被相对忽略的职业暴露、不被关注的医疗废物管理。

安全注射现况

当前院感注射途径传播的高风险因素使用同一溶媒注射器的重复使用操作台面杂乱，注射器易污染注射后医疗废物管理欠规范---注射器手工分离与二次分捡

对患者的危害-------传播感染

是传播血源性感染的主要途径之一，也是不安全注射的最主要危害。注射是医院感染传播的主要途径之一！不安全注射的危害导致多种细菌感染，如脓肿、败血症、心内膜炎及破伤风等。败血症破伤风心内膜炎脓肿不安全注射

不安全注射的危害

对医务人员的影响

针刺伤：每年临床约有80.6%-88.9%的医务人员受到不同频率的针刺伤！原因：防护意识薄弱、经验不足、操作不规范、防护知识缺乏。

不安全注射的危害

对社会的危害

拿捡来的注射器当“玩具”

不安全注射的危害

如何实现安全注射三防：人防、技防、器防四减少：减少非必须的注射操作减少非规范的注射操作减少注射操作中的职业暴露减少注射相关医疗废物

如何实现安全注射

重视环境的准备警惕锐器伤正确物品管理严格无菌操作熟悉操作规程执行手卫生安全注射

如何实现安全注射

进行注射操作前半小时应停止清扫地面等工作。避免不必要的人员活动。严禁在非清洁区域进行注射准备等工作。应在指定的不会被血液和体液污染的干净区域里，进行注射准备。当进行注射准备时，必须遵循以下三步骤：1.保持注射准备区整洁、不杂乱，这样可以很容易清洁所有表面2.开始注射前，无论准备区表面是否有血液或体液污染，都应清洁消毒。3.准备好注射所需的所有器材：-无菌一次性使用的针头和注射器-无菌水或特定稀释液等配制药液-酒精棉签或药棉-锐器盒重视环境的准备手卫生之前先做脑卫生！观念的改变非常重要！安全注射，“手”当其冲！认真执行手卫生工作人员注射前必须洗手、戴口罩，保持衣帽整洁；注射后应洗手。操作前的准备注射前需确保注射器和药物处于有效期内且外包装完整。操作前的准备给药操作指导单剂量药瓶——只要有可能，对每位患者都使用单剂量药瓶，以减少患者间的交叉污染多剂量小瓶——如果别无选择，才使用多剂量药瓶-在对每个患者护理时，每次只打开一个药瓶-如果可能，一个患者一个多剂量药瓶，并在药瓶上写上患者姓名，分开存储在治疗室或药房中-不要将多剂量药瓶放在开放病房中，在那里药品可能被不经意的喷雾或飞溅物污染药物准备给药操作指导丢弃多剂量药瓶：-如果已失去无菌状态-如果已超过有效日期或时间（即使药瓶含有抗菌防腐剂）-如果打开后没有适当保存-如果不含防腐剂，打开超过24小时，或制造商建议的使用时间后-如果发现未注明有效日期、储存不当，或药品在不经意间被污染或已知道被污染（无论是否过期）药物准备给药操作指导具有跳起打开装置的安瓿瓶——只要有可能，就使用具有跳起打开装置的安瓿瓶，而不是需要金属锉刀才能打开的安瓿瓶如果是需要金属锉刀才能打开的安瓿瓶，在打开安瓿瓶时，需使用干净的保护垫（如一个小纱布垫）保护手指药物准备准备好注射所需的所有器材：-无菌一次性使用的针头和注射器-无菌水或特定稀释液等配制药液-酒精棉签或药棉-锐器盒注射准备对药瓶隔膜的操作步骤在刺入药瓶前用蘸有70%乙醇棉签或棉球擦拭药瓶隔膜（隔层），并在插入器材前使其晾干每次插入多剂量药瓶都要使用一个无菌注射器和针头不要把针头留在多剂量药瓶上注射器和针头一旦从多剂量药瓶中吸出药品并拔出，应尽快进行注射注射准备贴标签多剂量药瓶配制后，应在药瓶上贴上标签：-配制日期和时间药物的种类和剂量-配制浓度-失效日期和时间-配制者签名对于不需要配制的多剂量药品，贴上标签：-开启日期和时间-开启者名字和签名注射准备皮肤消毒剂在有效期内使用。严格落实皮肤消毒的操作流程（以注射点作为中心，自内向外，直径5cm以上）。一人一针一管一用，禁止重复使用。熟悉操作规程，严格无菌操作使用同一溶媒配置不同药液时，必须每次更换使用未启封的一次性使用无菌注射器和针头抽取溶媒。必须多剂量用药时，必须做到一人一针一次使用。熟悉操作规程，严格无菌操作熟悉操作规程，严格无菌操作红圈标注地方绝对不能碰触！××熟悉操作规程，严格无菌操作皮肤消毒后不应再用未消毒的手指触摸穿刺点！皮肤消毒后应完全待干后再进行注射！熟悉操作规程，严格无菌操作现配现用药液抽出的药液、开启的静脉输入用无菌液体须注明开启日期和时间，放置时间超过2小时后不得使用；启封抽吸的各种溶媒超过24小时不得使用。药品保存应遵循厂家的建议，不得保存在与患者密切接触的区域，疑有污染或保存不当时应立即停止使用，并进行妥善处置。

熟悉操作规程，严格无菌操作

2小时内：——输注类药品；

24小时内：

——溶媒启封抽吸后；

——灭菌物品启封后（棉球、纱布等）提倡使用小包装。每周更换2次：

——非一次性使用的碘酒、酒精等，容器应灭菌。

7天内：——启封后一次性小包装的瓶装碘酒、酒精.药品保存：——应遵循厂家的建议（温度、避光）——不得保存在与患者密切接触的区域。——疑有污染禁用。应注明开启时间物品管理

禁止双手回套针帽禁止用手传递利器禁止用手分离注射器针头禁止手持锐器随意走动禁止随意丢弃锐器，随时入锐器盒禁止用手直接抓取医疗废物

操作时保证充足光线、空间宽敞

操作时从容不迫

操作时尽可能采用有安全保护装置的锐器六禁止三操作警惕锐器伤耐用，防穿透，防渗漏。大小合适，锐器可以完整放入。可能产生锐器的地方均配，不需二次分捡。放置的位置醒目且方便使用，治疗车要放在上层的侧面。一次性使用、禁止徒手打开、清空或清洗重复使用。禁止放入其他杂物。到达3/4时及时封闭。在转运过程中确保密闭，避免内容物外漏。

规范使用锐器盒

二、医务人员职业暴露体液血液分泌物排泄物其他04年7月23日，广州某医院在一次急诊抢救意外伤中,9名医务人员均直接接触了出血较多的重伤员。当时病人血肉模糊，鲜血喷到了当班急诊医生的身上、脸上和眼睛里，另一名医生在为病人清创缝合时被扎破手指，麻醉科医生带着受伤的手指为病人进行麻醉。当时参与抢救的多数医务人员的白大衣、口罩都被病人的鲜血染湿了。3天后这位病人被检测出是艾滋病人，HIV抗体反应强阳性。半年后有2名医务人员血液检出艾滋病毒抗体阳性，造成一起艾滋病职业暴露的悲剧。“艾滋惊魂”事件

锐器伤案例山东某院妇产科主任因全身发黄、乏力等去查体，结果是大三阳且转氨酶高达1300多，诊断暴发性肝炎。事后回忆，发病前曾为一大三阳病人手术时，被针刺伤过，当时未在意，没做任何处理！某院一检验科医生给一丙肝患者进行血气分析，不慎被沾有病人血液的针头刺伤，第三个月出现肝炎症状，感染丙肝病毒。

医务人员职业暴露分类①感染性职业暴露（主要指血源性病原体引起的暴露）②放射性职业暴露③化学性（如消毒剂、某些化学药品）职业暴露④其他职业暴露

中国医务人员特别需要防范的一大类感染性疾病

——血源性感染！医务人员的职业风险感染HIV：全球每年至少

1000名医务人员感染HCV、HBV等：触目惊心血源性传播病原体种类：细菌、病毒、真菌等30多种血源传播最多：HIV、HBV、HCV比人们通常想象的要多的多。医务人员面临传播危险最大的血源性传播疾病1、HBV-感染率为6%～30%2、HCV-感染率为3%，医务人员职业暴露风险为1.8%职业暴露的危险性HIV职业暴露感染的危险性发生HIV锐器伤后，感染HIV的平均危险为0.3%黏膜暴露后感染HIV的平均危险为0.09%血液或体液溅到完整皮肤上基本没有危险惧怕常见职业暴露的方式针刺58.4%皮损