移动通信技术

《移动通信技术》通信工程学院代才莉模块一移动通信基本技术整体结构概述基本技术单元1：发展概述单元2：特点组成单元3：双工技术单元4：多址技术单元5：编码技术单元6：调制技术实训项目通信全网认知实训单元7：分集技术单元8：蜂窝组网技术单元9：功率控制技术单元10：信道共用技术单元11：移动性管理教学单元引入

移动通信应用日益广泛的今天，有限的无线电频率要提供给越来越多的用户共同使用，频道拥挤，相互干扰成为阻碍移动通信发展的首要问题，解决这些问题的办法就是按一定的规范组成移动通信的服务覆盖区域和网络。并且，需要采用合理的方法对整个服务区域进行划分，组成相应的网络。业务需求不同网络结构也就有所不同，从而才能够保障网内的用户有秩序的通信。那么，本单元我们就来学习移动通信的蜂窝组网技术。单元8

移动通信的蜂窝组网技术区域覆盖1主要内容2小区的形状3蜂窝组网技术学习目标掌握大区制、小区制的特点；掌握蜂窝小区的划分原则和覆盖原则；熟悉激励方式。

重点与难点重点:大区制\小区制、蜂窝小区的划分原则和覆盖的原则。难点：蜂窝小区的划分原则和覆盖的原则。

为什么要划分区域？如前所述，移动通信系统都采用小区制蜂窝结构进行划分区域组网，那么移动通信系统为什么要进行区域的划分？提示：从信道复用、频谱利用率、系统容量着手考虑！1.区域覆盖区域覆盖大区制小区制服务区域激励方式小区分裂带状服务区域面状服务区域三角形正方形六边形蜂窝小区

小区形状区群构成宏蜂窝微蜂窝

智能蜂窝

中心激励顶点激励重新划分小区小区扇形化三角形正方形六边形蜂窝小区宏蜂窝微蜂窝

智能蜂窝1.区域覆盖采用小区制的移动通信的服务区是指移动台能够获得服务的区域。通常服务区根据不同的业务要求、用户区域分布、地形以及不产生相互干扰等因素可分为带状服务区和面状服务区。1）服务区域1.区域覆盖2）带（条）状服务区用户的分布呈带状或者条状。例如铁路的列车无线电话、长途汽车无线电话、内河航运的无线电话系统、沿海岸线的移动通信系统等都是带状服务区。1.区域覆盖3）面状服务区服务区更多的是呈广阔的面状,在面状服务区中划分为更多的小区,组成移动通信网络。2.小区的形状1）小区的形状假设整个服务区的地形平坦、地物相同，且基站采用全向天线使基站辐射区域大体是一个圆形。为了不留空隙的覆盖整个平面服务区，一个个圆形的辐射小区之间会有大量的重叠区域。为了使多个小区彼此邻接、无空隙、无重叠地覆盖整个服务区，常用圆的内接正多边形来近似圆，在这些正多边形中，能够全面无空隙、重叠的覆盖整个区域的就只有：2.小区的形状各种小区形状的比较：2.小区的形状正六边形相邻小区的中心间隔最大；小区的有效面积最大；重叠区域宽度和面积最小；重叠区域宽度和面积最小。2.小区的形状2）小容量的大区制大区制——“单一基地台大面积覆盖”方式2.小区的形状2）小容量的大区制大区制定义：指一个服务区域(如—个城市内)，只有一个或者少数几个基地台负责移动电话通信的联络和控制。每个基地台基本上是独立的。大区制的特点是：基地台天线很高，发射机输出功率也较大；两个方向上的通信距离不一致；由于电磁兼容的原因，用户容量几十到数百个；组网简单、投资少、见效快。2.小区的形状3）大容量的小区制小区制——“集中控制的多基地台小区覆盖”方式2.小区的形状小区制的定义：指将整个服务区划分成若干个半径为2—20km的无线小区（cell），每个小区分别设置一个基地站，由它负责本区移动通信的联络和控制。同时，在移动业务交换中心(MSC)的统一控制下，实现小区之间移动用户通信的转接，以及移动用户和市话用户之间的通信。3）大容量的小区制2.小区的形状小区制的特点：小区半径小，基站发射功率较小；同频复用，提高了频率的利用率；移动台经常更换工作频道，控制交换技术的要求高；建网的成本和复杂性亦有所提高用户通信的转接，以及

移动用户和市话用户之间的通信。3）大容量的小区制3.蜂窝组网技术1）宏蜂窝技术小区的覆盖半径大多为1km～35km。存在问题：一是“盲点”，由于电波在传播过程中遇到障碍物而造成的阴影区域，该区域通信质量严重低劣；二是“热点”，由于空间业务负荷的不均匀分布而形成的业务繁忙区域。3.蜂窝组网技术2）微蜂窝技术小区的覆盖半径大多为30m～300m。应用范围：解决“盲点”问题：提高覆盖率，应用于一些宏蜂窝很难覆盖到的盲点地区，如地铁、地下室；解决“热点”问题：提高容量，主要应用在高话务量地区，如繁华的商业街、购物中心、体育场等。3.蜂窝组网技术3）智能蜂窝技术基站采用具有高分辨阵列信号处理能力的自适应天线系统，智能地监测移动台所处的位置，并以一定的方式将确定的信号功率传递给移动台的蜂窝小区。对于上行链路而言，采用自适应天线阵接收技术，可以极大地降低多址干扰，增加系统容量；对于下行链路而言，则可以将信号的有效区域控制在移动台附近半径为100～200波长的范围内，使同道干扰大小为减小。3.蜂窝组网技术4）区群的构成区群的构成应满足以下两个条件：若干个区群能彼此邻接组成整个蜂窝服务区域,且无空隙地覆盖整个面积。相邻区群中，同频小区中心间隔距离应该相等并且最大。3.蜂窝组网技术4）区群的构成满足以上两个条件构成的区群的小区数目N是有限制的：

N＝a2十ab十b2式中：a、b分别为同频小区之间的二维距离。a、b均为整数，其中一个可以为0，不能同时为0。当a=1，b=1的时候，N=3，这表示三个小区组成一个区群；当a=0，b=3的时候，N=9，这表示九个小区组成一个区群。不同的小区数目N构成的服务区域图形是不一样的。3.蜂窝组网技术4）区群的构成

区群小区数N的取值3.蜂窝组网技术4）区群的构成N=3a=1，b=1N=4a=0，b=2N=7a=1，b=2图中dg表示相邻区群的同频小区的中心间距，称为同频小区的距离，即同频再用距离3.蜂窝组网技术4）区群的构成N=12a=2，b=23.蜂窝组网技术5）寻找一个小区的同频小区寻找A小区的同频小区，自A小区出发，先沿边的垂线方向跨过a个小区，逆时针或者顺时针旋转60度，再跨过b个小区，这就达到和A小区使用相同信道组的A`小区了。A小区和A`小区不属一个区群。3.蜂窝组网技术1121110987654321121110987654321121110987654321121110987654321121110987654321121110987654321121110987654321121110987654321121110987654321121110987654325）寻找一个小区的同频小区3.蜂窝组网技术

同信道小区的确定AN=19N=19AAAAAA5）寻找一个小区的同频小区3.蜂窝组网技术6）中心激励方式在每个小区中，基站可以架设在小区的中心，用全向天线形成3600的圆形覆盖区，这就是中心激励方式。中心激励方式3.蜂窝组网技术7）顶点激励方式顶点激励方式基站架设在每个正六边形的三个顶点上，并用三个互成120度的扇形张角覆盖的定向天线，同样也可覆盖整个小区。3.蜂窝组网技术在实际应用中，顶点激励有两种常见的形式：三叶草型和1200扇面

7）顶点激励方式3.蜂窝组网技术假如小区内有较大的阻碍物，如孤立的山岳或高大的建筑物，中心激励方式难免有电磁辐射的阴影，若改为顶点激励方式就可以避免阴影区域的出现。顶点激励与中心激励相比较3.蜂窝组网技术目的：提高系统的容量，增加新的用户;方法：把每个小区都分裂成一定数目的半径更小的小区;方式：重新划分小区、小区扇形化。8）小区分裂－－提高系统容量的措施3.蜂窝组网技术特点：干扰电平增大，需要建造新的基站，需要重新进行频率规划，增加了切换的次数，而且随着小区半径的减小，同频干扰的就越严重。9）重新划分小区3.蜂窝组网技术原基站新基站

小区分裂9）重新划分小区3.蜂窝组网技术把小区分成几个扇区，每个扇区使用一组不同的信道，并采用一副定向天线来覆盖每个扇区。每个扇区都可以看作一个新的小区，包括三个扇区或者六个扇区。在市区一般采用三个扇区，而在农村一般是全方向性的小区，在覆盖公路的时候则采用两个扇区。基站可以位于小区中央，也可以位于小区的顶点。10）小区扇形化3.蜂窝组网技术10）小区扇形化3.蜂窝组网技术重新划分小区：