第6章 组网技术基础

1、第6章组网技术基础杨家玮 盛敏 刘勤1西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.1概述n 移动通信的基本特点是用户在网络覆盖的范围内可以任意移动。2西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.1概述n 我们不仅要考虑移动信道本身的特点，还需要考虑以下一些问题：n 干扰对移动通信系统性能的影响n 在研究移动通信系统设计时，必须研究干扰和噪3声的特征，以及它们对信号传输的影响，并采取必要的措施，以减小它们对通信质量的影响。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.1概述n 区域分配和覆盖对移动通信系统性能

2、的影响n 由于传播损耗的存在，基站和移动台之间的通信距离总是有限的。为了使用户在某一服务区内的任意一点都能接入网络，需要在该服务区内设置多少个基站？另一方面，对于给定4 的频率资源， 如何在这些基站之间进行分配以满足用户容量的要求？西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.1概述n 多址接入技术对移动通信系统性能的影响n 对于给定的系统资源，大家如何来共享？即采用什么样的多址技术，使得有限的资源能够传输更大容量的信息？5西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.1概述n 移动通信网络中的接入网和核心网n 为了便

3、于描述移动通信网络，我们通常将其分为接入网和核心网络。怎样合理的设计接入网和核心网是移动通信系统中的一个关键问题。也就是6说，移动通信网的网络结构的基本组成问题。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.1概述n 信令系统n 如何在用户和移动网络之间，移动网络和固定网络之间交换控制信息，从而对呼叫过程、移动性管理过程和网络互连过程进行控制，以保证网络7有序的运行，是移动通信网中的信令系统需要解决的问题。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.1概述n 越区切换和位置管理技术由于移动通信网络中用户具有可移动的特

4、性，因此有两个方面的问题是设计移动通信系统时必须考虑和解决的：一是当移动用户从一个基站的覆盖区移动到另一个基站的覆盖区，如何保证用户通信过程的连续性？二是用户在移动通信网络中移动时，网络如何管理这些用户，使网络在任何时候都知道该用户当前在网络中的8 哪一个地区的哪一个基站覆盖的范围内。这两个问题的前者是如何实现有效的越区切换的问题，后者是如何有效的进行位置管理的问题。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.1概述n 系统工程设计n 对于一个移动通信系统应该如何进行工程设计、要考虑哪些设计要素，都会直接影响到系统的性能。因此系统工程的设计是讨论移动通信

5、系统组9网技术中不可缺少的一部分。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2邻道干扰和同道干扰n 干扰是指无线电台之间的相互干扰，包括电台本身产生的干扰，如邻道干扰、同道干扰等。在进行移动通信系统设计时，必须研究干扰对信号传输的影响，10并采取必要措施，以减小它们对通信系统通信质量的影响。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.1邻道干扰n 邻道干扰是一种来自相邻的或相近的频道的干扰。相近频道可以相隔几个或几十个频道。邻道干扰有两个方面，一是指由于工作频带紧随的若干频道的寄生边带功率、宽带噪声、杂散辐射

6、等产生的干扰；二是指移动通信网内11 ，一组空间离散的邻近工作频道引入的干扰。这里，我们主要讨论第一种邻道干扰。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.1邻道干扰n 目前，移动通信系统广泛使用的VHF、UHF电台，频道间隔是25 kHz。然而， 调频信号的频谱是很宽的，理论上说，调频信号含有无穷多个边频分量，当其中某些边频分量落入邻道内，就会造成邻道干扰。的通带西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.1邻道干扰n 例：n 假定单音频调频波为S(t) = cos(w0t + b sin Wt )n 式

7、中，b为调频指数；W为调制13 率；w0 为载波角频率。信号角频西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18S (t) = Jn ( b )cos (w0 + nW )t n 展开运算得n=-= J0 ( b )cosw0t+ J1 ( b )cos(w0 + W )t - J1 (b )cos(w0 - W )t+ J2 ( b )cos(w0 + 2W )t - J2 (b )cos(w0 - 2W )t+ J3 ( b )cos(w0 + 3W )t - J3 (b )cos(w0 - 3W )t+ Jn ( b )cos(w0 + nW )t - J

8、n (b )c1o4s (w0 - nW )t+n 调频信号含有无穷多对边频分量，它们落入邻道的通带内，就会造成干扰。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.1邻道干扰6.2.1邻道干扰n nL为落入邻近频道的最低边频次数，Fm为调制信号的最高频率（如3 kHz），Br表示频道间隔，n BI表示带宽。的中频邻道干扰示意图西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.1邻道干扰n 令收、发信机频率不稳定和不准确造成的频率偏差为，那么在最坏情况下，落入邻道通带的最低边频次数为16- 0.5BI- DfTR=

9、BrnLFm西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.1邻道干扰n 例：已知某移动台的辐射功率为10 W，频道间隔Br为25 kHz，中频带宽BI为16 kHz，频偏为5 kHz，收发信机频差=2 kHz，最高调制频率Fm为3 kHz。假设该移动台到另一移动台（邻道）17西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.1邻道干扰= 25 - 8 - 2 = 5nL3b = Df= 5 31.7Fm18J5 (1.7) = 3.3997 10-3西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所201

10、8/10/186.2.1邻道干扰n 同理，也可求得落入邻道的第6，7， 等边频的相对幅度，但因它们远小于第5 边频分量，故可忽略不计。因此，可以 求出第5边频相对于载波功率为20lg3.3997 10-3 - 5190 dB西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.1邻道干扰n 已知移动台辐射功率为10 W，即10 dBW，传输损耗100 dBW，所以落入邻道的边带功率为20Pn= 10 - 50 -100 = -140 dBW = -110 dBm西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.1邻道干扰n

11、 由以上分析可知，为了减小邻道干扰，除了提高收发信机的频率稳定度和准确度之外，还要求发射机的瞬时频偏不超过最大允许值（如5 kHz）。为了保证调制后的信号频21偏不超过该值，必须对调制信号幅度加以限制。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.2同道干扰n 同道干扰是指所有落在通带内的与有用信号频率相同的无用信号的干扰。22西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.2同道干扰n 在移动通信系统中，为了提高频率利用率，在相隔一定距离后，要重复使用相同的频道，这种方法称为同频道再用。23n 同频道再用带来的

12、问题就是同频道干扰。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.2同道干扰n 再用距离越近，同频道干扰就越大；再用距离越远，同频道干扰就越小，但频率利用率就会降低。n 总的来说，能构成同频道干扰的频率范24 BI ，f0为载波频率，BI为围为f02的中频带宽。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.2同道干扰n 根据调频的捕获效应，为了避免同频干输入端的信号/同频扰，必须保证干扰比大于或等于射频（RF）防护比（达到主观上规定的接收质量时所需的射频信号对干扰信号的比值），用b25B = 20（或）表示。l

13、gb(dB)西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.2同道干扰射频防护比西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18有用信号类型无用信号类型射频防护比B（dB）窄带F3E，G3E窄带F3E，G3E8宽带F3E，G3E宽带F3E，G3E8有用信号类型无用信号类型射频防护比B（dB）宽带F3E，G3EA3E8窄带F3E，G3EA3E26 10窄带F3E，G3EF2B12A3E宽带F3E，G3E817A3E窄带F3E，G3E817A3EA3E176.2.2同道干扰n 信号类型用三个符号表示：第一个符号表示主载波的调制

14、方式，例如F代表调频， G为调相（或间接调频），A为双边带调 幅；第二个符号表示调制信号的类别，如“3”为模拟单载波信号，“2”为数字单载波信号；第三个符号代表发27 送消息的类别，如E为电话，B为印字电报。信号类型F3E表示调频、模拟单载波信号、电话，简称调频电话。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.3同频道再用距离n 信号/同频干扰比决定于设备参数、传播环境、小区半径、双工方式和同频复用距离等因素。当信号/同频干扰比满足通信质量要求或达到规定的载噪比（）28指C标/时N ，两个同频小区之间的距离称为同频道再用距离。西安电子科技大学信息科学

15、研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.3同频道再用距离n 假设基站A和基站B使用相同的频道，移动台M正在接收基站发射的信号，由于基站天线高度远高于移动台天线高度， 因此当移动台M处于小区的边沿时，易于受到基站B发射的同频道干扰。假若输入的有用信号与29 同频道干到移动台扰比等于射频防护比，则A、B两基站之间的距离即为同频道再用距离，记为D。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.3同频道再用距离同频道再用距离示意图30D = DI+ DS= DI+ r0西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018

16、/10/186.2.3同频道再用距离n 定义同频道再用系数为a = Dr0n 可得同频道再用系数31DDa = 1 + I r0r0西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.3同频道再用距离n 设干扰信号和有用信号的传播损耗中值分别为LI和LS，则传播损耗之差为 = 40lg DIL - LD （dB）IS32S西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.3同频道再用距离n 设A基站和B基站的发射功率均为PT，则移动台M的输入信号功率和同频道干扰功率分别为S = PT - LS I = PT -LI 33

17、西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.3同频道再用距离n 得到以dB为单位的信干比为S / I = S -I = LI -LS n 进一步可得S / I 4034D= 10 I DS西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.3同频道再用距离n 上面得出了同频道干扰距离DI与信干比的关系。若取射频防护比为8 dB，可求 8 DD得= 1040 = 1.6 I DS I r035n 或同频道再用距离为D = DI+ r0= 2.6r0西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/

18、10/186.2.3同频道再用距离n 前面的结论是没有考虑信号场强的变动情况。若考虑到快衰落及慢衰落，式中S / I 将大于8 dB。n 理论分析和实验表明，按无线区域内可靠通信概率为90考虑， S / I 约需2536dB，这样可得25= 1040 = 4.2DD= I I DSr0西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.3同频道再用距离n 所以同频道再用距离D应为rDD =1 += 5.2rI00D37S西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.2.3同频道再用距离n 以上分析只考虑了来自一个小区基站

19、的干扰。实际上，在小区制移动通信系统中，这种同频道干扰是来自周围若干个小区基站的干扰。n 如果多个同频道干扰源来的干扰电平在叠加后比单个干扰源来的干扰电平高若干个dB（如N 个dB） ，则在计算同频道再用距38离时，计算公式中（单个干扰源）也应提高N个dB，以保证总的信干比满足射频防护比的要求；西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.3地域覆盖和信道配置传输损耗是随着距离的增加而增加的，并且与地形环境密切相关，因而移动台和基站之间的有效通信距离是有限的。在大区制（单个基站覆盖一个服务区）的网络中可容纳的用户数很有限，无法满足大容量的要求；在小区制（每

20、个基站仅覆盖一个小39 区）网络中为了满足系统频率资源和频谱利用率之间的约束关系，我们需要将相同的频率在相隔一定距离的小区中重复使用来达到系统的要求。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.3.1地域覆盖n 大区制移动通信网络的地域覆盖n 大区制移动通信尽可能的增大基站覆盖范围， 解决大区域的移动通信业务。为了增大基站 的覆盖区半径，在大区制的移动通信系统中，基站的天线架设得很高，可达几40十米至几百米；基站的发射功率很大，一般为50200 W；实际覆盖半径达3050 km。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/

21、18大区制移动通信网络的地域覆盖41大区制移动通信示意图西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18大区制移动通信网络的地域覆盖n 覆盖区域的划分决定于系统的容量、地形和传播特性。覆盖区半径的极限距离应由下述因素确定 :n 在正常的传播损耗时，地球的曲率半径限制了传输的极限范围42n 地形，例如山丘、建筑物等阻挡，信号传播可能产生覆盖盲区n 多径反射干扰限制了传输距离的增加西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18大区制移动通信网络的地域覆盖n 基站BS发射功率增加是有限额的，且只能增加很小的覆盖距离n 移动台MS发射功

22、率很小，上行（MS至BS） 信号传输距离有限，所以上行和下行（BS至MS）传输增益差限制了BS与MS的互通距离43移动台与基站的位置西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18大区制移动通信网络的地域覆盖n 解决上、下行传输增益差的问题，可采取相应的技术措施。如：n 设置分集接收台。在业务区内的适当地点设立分集接收台Rd44用分集接收台的图示西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18n 基站采用全向天线发射和定向天线接收n 基站选用分集接收的天线配置方案n 提高基站的灵敏度n 在大的覆盖范围内，用同频转发器扫除盲区45用

23、同频转发器的图示西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18大区制移动通信网络的地域覆盖小区制移动通信网络的地域覆盖n 当用户数很多时，话务量相应增大，需要提供很多频道才能满足通话要求。为了加大服务面积，从频率复用的观点出发，可以将整个服务区划分成若干个半径为220 km的小区域，每个46小区域中设置基站，负责小区内移动用户的无线通信，这种方式称为小区制。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18小区制移动通信网络的地域覆盖n 小区制的特点是 :n 可以提高频率利用率n 这是因为分成若干个小区以后，相隔一定距离的 小区可

24、以同时使用相同的工作频率组。也就是说， 在一个很大的服务区内，同一组频率可以多次重 复使用，因而增加了单位面积上可供使用的频道 数，提高了服务区的容量密度，有效地提高了频 率利用率。西安电子科技大学信息科学研究所47西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18小区制移动通信网络的地域覆盖n 具有组网的灵活性n 小区制随着用户数的不断增长，每个覆盖区还可以继续划小，以不断适应用户数增长的实际需要。由以上特点可以看出，采用小区4制8能够有效的解决频道数有限和用户数量增大的矛盾。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18小区制移动通信网络的地域覆盖n 带状

25、网n 带状网主要用于覆盖公路、铁路和海岸等49n 基站天线若用全向辐射，覆盖区形状是圆形的（如图（b）所示）。带状网宜采用有向天线，使每个小区呈扁圆形（如图（a）所西安示电）子。科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18带状网n 带状网可进行频率再用。若以采用不同信道的两个小区组成一个区群（在一个区群内各小区使用不同的频率，不同的区群可使用相同的频率），如上图（a）所示，称为双频制。若以采用不同信道的三个小区组成一个区群，如上图（b）所示，称为三频制。从造价和频率资50源的利用而言，当然双频制最好；但从抗同频道干扰而言，双频制最差，还应考虑多频制。西安电子科技大学

26、信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18带状网n 设n频制的带状网如图所示。每一个小区的半径为r，相邻小区的交叠宽度为a， 第n+1区与第1区为同频道小区。51西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18带状网n 据此，可算出信号传输距离DS和同频道干扰传输距离DI之比。若认为传输损耗近似与传输距离的四次方成正比，则在最不利的情况下可得到相应的干扰信号比如下表所示。由表可见，双频制最多只能获得19 dB的同频干扰抑5制2常是不够的。比，这通西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18带状网带状网的同

27、频道干扰西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18双 频 制三 频 制n频制DS DIr3r - 2ar5r - 3ar(2n - 1) r - naI Sa=0-19 dB-28 dB40 lg1523n - 1a=r0 dB-12 dB40 lg1n -1蜂窝网n 在平面区域内划分小区，通常组成蜂窝式的网络。在带状网中，小区呈线状排列，区群的组成和同频道小区距离的计算比较方便，而在平面分布的54 蜂窝网中，这是一个比较复杂的问题。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18蜂窝网n 小区的形状55西安电子科技大学信息

28、科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18小区的形状西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18小区 形状正三 角形正 方 形正六 边形邻区距离r2r3r小区面积1.3r22r22.6r2交叠区宽度r560.59 r0.27 r交叠区面积1.2pr20.73pr20.35pr2小区的形状n 由表可见，在服务区面积一定的情况下，正六边形小区的形状最接近理想的圆形， 用它覆盖整个服务区所需的基站数最少， 也就最经济。正六边形构成的网络形同蜂窝，因此将小区形状为六边57 形的小区制移动通信网称为蜂窝网。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大

29、学信息科学研究所2018/10/18区群的组成n 相邻小区显然不能用相同的信道。为了保证同信道小区之间有足够的距离，附近的若干小区都不能用相同的信道。这些不同信道的小区组成一个区58 群，只有不同区群的小区才能进行信道再用。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18区群的组成n 区群的组成应满足两个条件：n 区群之间可以邻接，且无空隙无重叠的进行覆盖n 邻接之后的区群应保证各个相邻59之间的距离相等同信道小区西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18区群的组成n 可以证明，区群内的小区数应满足下式，即N = i2 +

30、ij + j2n 式中，i，j为正整数。60西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所区群小区数N的取值2018/10/18区群的组成i j012341137132124712192839131961273741621283748区群的组成62西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18同频小区的距离n 区群内小区数不同的情况下，可用下面的方法来确定同频（同道）小区的位置和距离。自某一小区A出发，先沿边的垂线方向跨j个小区，再向左（或向右）转60，再跨i个小区，

31、这样就6到3达相同小区A。在正六边形的六个方向上，可以找到六个相邻同信道小区， 所有A小区之间的距离都相等。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18n 设小区的辐射半径（即正六边形外接圆的半径）为r，则从上图可以算出同信道小区中心之间的距离为3i 2i 2D = j + 2 + 3r23(i2 + ij + j2 ) r=643N rn 可见，群内小区数N越大，同信道小区的距离就越远，抗同频干扰的性能就越好西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18同频小区的距离同频小区的距离n 例如：N = 3D / r = 3D

32、/ r = 4.6D / r = 7.55N = 765N = 19西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18中心激励和顶点激励n 在每个小区中，基站可以设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区，这就是所谓的“中心激励”方式。也可以将基站设计在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用3副扇形辐射的定向天线，分别覆盖3个相邻小区的6各6三分之一区域，每个小区由3副扇形天线共同覆盖，这就是所谓的“顶点激励”方式，西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18中心激励和顶点激励67两种激励方式西安电子科技大学信息科学研究所西安电

33、子科技大学信息科学研究所2018/10/18小区的分裂n 在整个服务区中每个小区的大小可以是相同的，这只能适应用户密度均匀的情况。事实上服务区内的用户密度是不均匀的，例如城市中心商业区的用户密度高，居民区和市郊区的用户密度低。为了适应这种情况，在用户密度68 高的市中心可以使小区的面积小一些，在用户密度低的市郊区可以使小区的面积大一些， 如下图所示。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18小区的分裂69西安电子科技大学信息科学研究所用户密度不等时的小区结构西安电子科技大学 信息科学研究所2018/10/18n 另外，对于已设置好的蜂窝通信网，随着城市建设

34、的发展，原来的低用户密度区可能变成了高用户密度区，这时可在该地区设置新的基站，将小区面积划小。解决以上问题可用小区分裂的方法。以扇形辐射的顶点激励方式为例， 如图所示，在原小区内分设三个发射功率更小一些的新基站，就可以70形成几个面积更小一些的正六边形小区，如图中虚线所示。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/18小区的分裂6.3.2信道（频率）分配n 信道（频率）分配是频率复用的前提。n 频率分配有两个基本含义：一是频道分组，根据移动网的需要将全部频道分成若干组；二是频道指配，以固71 定的或动态分配方法指配给蜂窝网的用户使用。西安电子科技大学信息科学研

35、究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.3.2信道（频率）分配n 频道分组的原则是：n 根据国家规定选择双工方式、载频中心频率值、频道间隔和收发间隔等协调频率计划。n 确定无互调干扰或尽量减小互调干扰的分组方法。n 考虑有效利用频率、减小基站天72线高度和发射功率，在满足业务质量射频防护比的前提下，尽量减小同频复用的距离，从而确定频道分组数。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.3.2信道（频率）分配n 频道指配时需注意的问题有：n 在同一频道组中不能有相邻序号的频道n 相邻序号的频道不能指配于相邻小区或相邻扇区n 应根据移动通信

36、设备抗邻道干扰能力来设定相邻频道的最小频率和空间间隔n 由规定的射频防护比建立频率复用的频道指配图案n 频率计划、远期规划、新归网和重叠网频率指配的协调一致西安电子科技大学信息科学研究所73西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.3.2信道（频率）分配n 固定频道分配应解决如下三个问题 :n 频道组数n 每组的频道数74n 频道的频率指配西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.3.2信道（频率）分配n 带状网的固定频道分配n 蜂窝状网的固定频道分配75西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.3

37、.2信道（频率）分配n 固定频道分配方法有两种 :n 分区分组分配法76n 等频距分配法西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.3.2信道（频率）分配n 分区分组分配法n 分区分组分配法按以下要求进行频率分配：尽量减少占用的总频段，即尽量提高频段的利用率。为避免同频道干扰，在77群中不能使用相同的频道。单位无线区西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.3.2信道（频率）分配n 例：设给定的频段以等间隔划分为信道，按顺序分别标明各信道的号码为：1，2，3，n 若每个区群有7个小区，每个7小8区需6个信道，按上

38、述原则进行分配，可得到：西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.3.2信道（频率）分配n 第一组 1、5、14、20、34、36n 第二组 2、9、13、18、21、31n 第三组 3、8、19、25、33、40n 第四组 4、12、16、22、37、39n 第五组 6、10、27、30、327、941n 第六组 7、11、24、26、29、35n 第七组 15、17、23、28、38、42西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.3.2信道（频率）分配n 等频距分配法n 等频距分配法是按等频率间隔来配置信道

39、的， 只要频距选得足够大，就可以有效的避免邻 道干扰。这样的频率配置可能正好满足产生 互调的频率关系，但正因为频距大，干扰易输入滤波器滤除而不80于被易作用到非线性器件上，这也就避免了互调的产生。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.3.2信道（频率）分配n 等频距配置时可根据群内的小区数N来确定同一信道组内各信道之间的频率间隔n 例：n 第一组用（1，1+N，1+2N，1+3N，），n 第二组用（2，2+N，2+2N，2+3N，）81等西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.3.2信道（频率）分配n 例

40、：N=7，则信道的配置为：1、8、15、22、29，2、9、16、23、30，3、10、17、24、31，4、11、18、25、32，5、12、19、26、33，6、13、20、27、34，7、14、21、28、35，西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所n 第一组n 第二组n 第三组n 第四组n 第五组n 第六组n 第七组822018/10/186.3.2信道（频率）分配n 如果是定向天线进行顶点激励的小区制，每个基站应配置三组信道，向三个方向辐射，例如N=7，每个区群就需有21个信道组。整个区群内各基站信83 道组的分布如图所示。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子

41、科技大学信息科学研究所2018/10/186.3.2信道（频率）分配84西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所三顶点激励的信道配置2018/10/186.3.2信道（频率）分配n 为了进一步提高频率利用率，使信道的配置能随移动通信业务量地理分布的变化而变化，有两种办法：n 动态配置法随业务量的变化重新配置全部信道85n 柔性配置法准备若干个信道，需要时提供给某个小区使用西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.4多址接入技术和系统容量n 网络中的终端设备通过通信子网来访问网络中的资源。当多个终端同时访问同一资源（如共享的通信信道）

42、时，就可能会产生信息碰撞，导致通信失败。典型的共享链路有：链路和蜂窝移动通信系统的链路、局域网和分86 组无线电网等，如图所示。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.4多址接入技术和系统容量87西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所共享链路网络2018/10/186.4多址接入技术和系统容量n 所谓多址接入协议（Multiple Access Protocol）就是在一个网络中，解决多个用户如何高效共享一个物理链路资源的88技术。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.4多址接入技术

43、和系统容量n 从分层的角度来看，多址技术是数据链路层的一个子层。多址接入控制MAC层（Medium Access Control）在通信协议中的位置如图所示。它处于数据链路逻辑控制层下方，物理层的上方。89西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.4多址接入技术和系统容量n MAC层将有限的资源分配给多个用户，从而使得在众多用户之间实现公平、有效地共享有限的带宽资源；实现各用户之间良好的连通性， 获得尽可能高的系统吞吐量，以及尽可能低的系统时延。逻辑链路控制（LLC）子层为本结点提供了到其邻结点的链路，而如何协调本结90点和其他结点来有效地共享带宽资源

44、，是媒质接入控制子层MAC层的主要功能。西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.4多址接入技术和系统容量n 多址协议主要分为固定分配多址接入协议、随机分配多址接入协议和基于预约方式的多址接入协议。91西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.4多址接入技术和系统容量n 固定多址接入n 所谓固定分配多址接入是指在用户接入信道时，专门为其分配一定的信道资源（如频率、时隙、码字或空间），用户独享92到通信结束。该资源，直西安电子科技大学信息科学研究所西安电子科技大学信息科学研究所2018/10/186.4多址接入技术和系统容量n 随机多址接入n 所谓随机多址接入是指用户可以随时接入信 道，并且可能不会顾及其他用户是否在传输。当信道中同时有多个用户接入时，在信道资源的使用上就发生冲突（碰撞）。n 因此，对于有竞争的多址接入协93议如何解决冲突从而使所有碰撞用户都可以成功进行传输是一个非常重要的问题。西安电子科技大学信息科学研究所