《移动通信技术与系统》 课件 第5次课课件-蜂窝技术（一）

基站基站收发信台基站收发信台功能负责手机信号的发送和接收基站基站收发信台空旷地区建设专用的铁塔建筑设施较多地区利用现有的资源，将基站收发信台放到高处。小区每个基站的覆盖区小区每个基站的覆盖区小区每个基站的覆盖区小区每个基站的覆盖区电话网手机网手机网手机网手机网PSTN公共电话交换网PSTN信号处理MSC移动业务交换中心服务区PSTN大区制一个基站覆盖整个服务区PSTN服务区MSC服务区小区制一个基站覆盖整个服务区的一小部分大区制移动通信PSTN服务区通信容量单位面积内能够容纳的手机用户数服务性能较差，频谱利用率低

小容量的大区制天线很高：>30m发射功率：50~200W覆盖半径：30~50km小区制移动通信服务性能较好，频谱利用率高

大容量的小区制天线较低，常常借助于建筑物发射功率小，辐射小覆盖半径：<20kmPSTNMSC服务区覆盖需求带状服务覆盖区覆盖区分类用户的分布呈条状或带状，如河流、铁路、公路、狭长城市等。面状服务覆盖区服务区是一个宽广的平面。带状服务覆盖区定向天线带状服务覆盖区全向天线面状服务覆盖区近似圆形覆盖邻区间没有缝隙邻区间较小重叠面状服务覆盖区规划三角形四边形六边形小区形状正三角形正方形正六边形邻区距离rrr小区面积1.3r22r22.6r2交叠区宽度r20.59r20.27r2交叠区面积1.2πr20.73πr20.35πr2面状服务覆盖区实际形状地形地貌不同电波的长期衰落和短期衰落不同无线电波传播环境不同小区形状不规则蜂蜂窝网定义蜂窝网由许多正六边形小区作为基本的几何图形覆盖整个服务区所构成的类似蜂窝的移动通信网。蜂窝分类Micro-cell：0.4～2kmPico-cell：＜400m由多种蜂窝组成适用于复杂用户分布情况Macro-cell：2～20km蜂窝微蜂窝皮蜂窝分层蜂窝多维小区宏蜂窝蜂窝小区系统有以下三个主要特点：无线频率资源复用。由系统所选用的调制方式、带宽确定载干比，在满足这个载干比要求的前提下考虑到多径衰落等因素确定同频复用保护距离。越区自动切换。当一个移动用户从某小区移动到另一个小区时，为使通话不被中断需要自动切换信道，用户不会察觉到这个过程。信道不平衡分配和小区分裂。通信网的最终目的是满足用户信息传递的需要（如话务，数据等等），移动网由于其本身的特点，话务分配极不平衡。蜂窝小区系统的特点邻频干扰与同频干扰f1f2Channel1Channel2FrequencyPower同频干扰邻频干扰邻频干扰与同频干扰邻频干扰C/A：

C/A是指在频率复用模式下，邻近频道会对服务小区使用的频道进行干扰，这两个信号间的比值即C/A。

GSM规范中一般要求C/A>-9dB。同频干扰C/I：

所谓C/I，是指当不同小区使用相同频率时，另一小区对服务小区产生的干扰，它们的比值即C/I，

GSM规范中一般要求C/I>9dB；工程中一般加3dB余量，即要求C/I>12dB激励方式中心激励顶点激励基站在小区正中央全向天线O型站点基站在三个不相邻顶点上定向天线S型站点频率复用频率MHz890915GSMEGSM880915935960GSM925960EGSM17101785DCS18051880DCSPCS18501910PCS19301990124个频点174个频点374个频点299个频点声音的干扰嘻嘻，不打扰频率复用频率复用频率复用概念在频分复用系统中，处在不同地理位置的用户，可以使用相同频率的信道，提高频谱效率频率复用方案方案一方案二两个不同的地理区域里配置相同的频率粗略规划复用距离C1C2RRFNFND频率复用方案方案一方案二两个不同的地理区域里配置相同的频率粗略规划在一个系统的作用区域内重复使用相同的频率详细规划D无线区群由一组频率不同的小区组成一定图样，称为单元无线区群。无线区群由若干邻接的无线小区组成一个无线区群，由若干个无线区群构成整个服务区。无线区群构成基本条件条件一构成无线区群的图样之间能够彼此邻接且无空隙地覆盖整个面积无线区群构成基本条件条件一构成无线区群的图样之间能够彼此邻接且无空隙地覆盖整个面积条件二相邻单元中，同频道的小区间距离相等，且最大。无线区群构成基本条件条件一构成无线区群的图样之间能够彼此邻接且无空隙地覆盖整个面积条件二相邻单元中，同频道的小区间距离相等，且最大。满足这些条件的区群的形状和区群内小区数（即频率组数）的取值不是任意的。K频率复用模式单位区群内的小区个数K=?i=1j=2

=1x1+1x2+2x2=7K频率复用模式j=2i=3

=3x3+3x2+2x2=19参数的计算频率复用距离D公式：

R：小区半径

K值选取K值越大，同频小区间距离越远，抗同频干扰能力越强。簇内小区数越多，频率利用率也就越低。工程上要求在满足同频干扰要求的情况下，应尽可能取小的K值。选取3,4,7,12同频复用距离保护系数q公式：衡量同频小区之间的干扰强弱

例11234111111222223333344444432计算i=？j=？K=？D=？q=?计算i=？j=？K=？D=？q=?例1：1234111111222223333344444432如果有小区做垂线可以直达对方小区就选择这个小区!i=2j=0K=i2+ij+j2

=22+2x0+02

=4

111122223333444455556666777788889999101010101111111112121212?例2计算i=？j=？K=？D=？q=?111122223333444455556666777788889999101010101111111112121212计算i=？j=？K=？D=？q=?例2：i=2j=2K=i2+ij+j2

=22+2x2+22

=12

线区群回顾由一组频率不同的小区组成一定图样，称为单元无线区群。无无线区群设计案例——4

3频率复用方式A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C24个基站每基站3个扇区12个扇区分配12组频点同频干扰C/I：18dBGSM规范：C/I>9dB工程中：C/I>12dB无线区群设计案例——3

3频率复用方式A3A1A2B3B1B2C3C1C23个基站每基站3个扇区9个扇区分配9组频点同频干扰C/I：13.3dBGSM规范：C/I>9dB工程中：C/I>12dB无线区群设计案例——1

3频率复用方式A3A1A21个基站每基站3个扇区3个扇区分配3组频点同频干扰C/I：9.43dBGSM规范：C/I>9dB工程中：C/I>12dB无线区群应用——4

3频率复用方式案例运营商有7.2M带宽，36个频点，采用4×3频率复用方式123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2频点分配原则相邻的扇区不能用相邻的频点无线区群应用——4

3频率复用方式案例A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2方式1A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2方式2A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2方式3A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2方式4A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2方式5A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2方式6无线区群应用——4

3频率复用方式案例123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3频点分配原则相邻的扇区不能用相邻的频点方式1A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2A3A1A2C3C1C2A3A1A2B3B1B2A3A1A2无线区群应用——4

3频率复用方式案例123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3频点分配原则相邻的扇区不能用相邻的频点方式2A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2A3A1A2A3A1A2A3A1A2B3B1B2D3D1D2无线区群应用——4

3频率复用方式案例123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3频点分配原则相邻的扇区不能用相邻的频点方式3A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2B3B1B2C3C1C2无线区群应用——4

3频率复用方式案例123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3频点分配原则相邻的扇区不能用相邻的频点方式4A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2D3D1D2C3C1C2无线区群应用——4

3频率复用方式案例123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3频点分配原则相邻的扇区不能用相邻的频点方式5A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2B3B1B2D3D1D2无线区群应用——4

3频率复用方式案例123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3频点分配原则相邻的扇区不能用相邻的频点方式6A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2D3D1D2C3C1C2无线区群应用——4

3频率复用方式案例A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2方式1A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2方式2A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2方式3A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2方式4A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2方式5A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2方式6XXXXXX无线区群应用——4

3频率复用方式案例A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3124358769111012131416151720191821232224252628272932313033353436无线区群应用——4

3频率复用方式案例124358769111012131416151720191821232224252628272932313033353436A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3频点分配原则相邻的扇区不能用相邻的频点方式1A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2A3A1A2C3C1C2A3A1A2B3B1B2A3A1A2无线区群应用——4

3频率复用方式案例124358769111012131416151720191821232224252628272932313033353436A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3频点分配原则相邻的扇区不能用相邻的频点方式2A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2A3A1A2A3A1A2A3A1A2B3B1B2D3D1D2无线区群应用——4

3频率复用方式案例124358769111012131416151720191821232224252628272932313033353436A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3频点分配原则相邻的扇区不能用相邻的频点方式3A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2B3B1B2C3C1C2无线区群应用——4

3频率复用方式案例124358769111012131416151720191821232224252628272932313033353436A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3频点分配原则相邻的扇区不能用相邻的频点方式4A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2D3D1D2C3C1C2无线区群应用——4

3频率复用方式案例124358769111012131416151720191821232224252628272932313033353436A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3频点分配原则相邻的扇区不能用相邻的频点方式5A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2B3B1B2D3D1D2无线区群应用——4

3频率复用方式案例124358769111012131416151720191821232224252628272932313033353436A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3频点分配原则相邻的扇区不能用相邻的频点方式6A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2B3B1B2D3D1D2C3C1C2D3D1D2C3C1C2无线区群应用——4

3频率复用方